2021-2022学年湖北省荆州市沙市中学高一下学期第三次双周考（半月考）物理试题 Word版含答案

湖北省荆州市沙市中学2021—2022学年度下学期2021级

第三次周练物理试卷

考试时间：2022年4月7日

一、选择题(每小题4分共44分，1-7为单选，8-11为多选，选不全得2分)

1．关于电场的下列说法中正确的是（　　）

A．场强的定义式中，F是放入电场中的电荷所受的力，q是产生电场的电荷的电荷量

B．电场强度方向与试探电荷的受力方向相同

C．电荷间的相互作用是通过电场而产生的，电场最基本的性质是对处在其中的电荷有力的作用

D．若放在某点的电荷的电荷量减半，则该点的场强减半

2．物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A．甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒

B．乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒

C．丙图中，弹簧越长，弹性势能越大

D．丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒

3．地铁作为市民首选的交通工作，给市民的出行带来很大的便利。为了节能，某地铁出入口处的自动扶梯在较长时间无人乘行时会自动停止运行，当有人站上去时会慢慢启动，加速到一定速度后再匀速运行。对于自动扶梯启动并将人送到高处的过程中，以下说法正确的是（　　）

A．加速阶段，电梯对人的作用力大于人对电梯的作用力

B．扶梯对人的支持力是由于人的脚发生形变产生的

C．人始终受到重力、支持力和摩擦力的作用

D．扶梯对人的支持力一直做正功

4．重庆由于其良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处。如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水平方向成角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　）

A．鸽子处于失重状态 

B．空气对鸽子的作用力大于

C．空气对鸽子的作用力的功率为 

D．鸽子克服自身的重力的功率为

5．如图所示，一可视为质点的小球从倾角为θ的固定斜面上以不同的初动能沿水平方向抛出，最终均落在斜面上。忽略小球运动过程中受到的空气阻力，下列说法错误的是（　　）

A．小球落在斜面上时的动能与运动时间成正比

B．小球落在斜面上时的动能与小球的初动能成正比

C．若小球在某次运动过程中，离斜面最远的位置为A，则小球从起点到落点的水平位移是小球从起点到位置A的水平位移的2倍

D．小球从抛出到落在斜面上的过程中运动的时间仅与初速度有关

6．如图所示，燃放礼花弹时，要先将礼花弹放入竖直的炮筒中，然后点燃发射部分，通过火药剧烈燃烧产生高压燃气，将礼花弹由筒底射向空中。若礼花弹在由筒底发至筒口的过程中，克服重力做功为W1，克服炮筒阻力及空气阻力做功为W2，高压燃气对礼花弹做功为W3，则礼花弹在筒中运动的过程中（设它的质量不变）（　　）

A．动能变化量为W3－W2－W1  B．动能变化量为W1＋W2＋W3

C．机械能增加量为W3－W2－W1  D．机械能增加量为W3

7．某同学在游乐场乘坐了过山车后，对过山车所涉及的物理知识产生了兴趣，于是自己动手制作了一个过山车轨道模型(内轨道模型)，如图所示。他将质量为m的小球从倾斜轨道上的某一位置由静止释放，小球将沿着轨道运动到最低点后进入圆轨道。该同学通过测量得到圆轨道的半径为R，轨道连接处都是平滑连接，当小球的释放点距轨道最低点的高度为3R时，小球恰能通过圆轨道的最高点。已知重力加速度为g，则小球从开始释放到通过圆轨道最高点的过程中损失的机械能为（　　）

A．B．C．D．mgR

8．关于汽车的功率P、速度v和牵引力F三者之间的关系，下列说法正确的是（　　）

A．当汽车的牵引力一定时，若汽车做加速运动，功率P不断增大

B．当汽车的功率一定时，汽车的牵引力越大，速度越小

C．当汽车匀速运动时，汽车所受阻力越小，汽车的功率越大

D．当汽车所受阻力一定时，汽车速度越大，其功率也越大

9．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为x，此过程中，以下结论正确的是（　　）

A．小物块和小车系统机械能守恒

B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fx

C．小物块到达小车最右端时，小物块具有的动能为（F－f）（L＋x）

D．小物块和小车系统因摩擦而产生的的内能为fL

10．如图，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由 静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面）,在此过程中（　　）

A．物块的机械能逐渐增加

B．软绳重力势能共减少了

C．物块重力势能的减少量一定等于软绳克服摩擦力所做的功

D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和

11．如图所示，质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接，A放在倾角为的固定光滑斜面上，而B能沿光滑竖直杆上下滑动，杆和滑轮中心间的距离为L，物块B从与滑轮等高处由静止开始下落，斜面与杆足够长，重力加速度为g。在物块B下落到绳与水平方向的夹角为的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．开始下落时，B的加速度大于g  B．物块B的重力势能减小量为

C．物块A的速度小于物块B的速度  D．物块B的末速度为

二、实验题（每空2分，共14分）

12．利用以下装置可以完成力学中的许多实验。

（1）以下说法中正确的是_______

A．用此装置“研究匀变速直线运动”时，需要将长木板不带滑轮的一端抬高以平衡摩擦力

B．用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，每次改变小车质量之后，需要重新平衡摩擦力

C．用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，并用图像法处理数据时，如果画出的a-m关系图像不是直线，就可确定加速度与质量成反比

D．“研究匀变速直线运动”及“探究加速度与力、质量的关系”实验中均必须调整滑轮高度使连接小车的细线与木板平行

（2）用此装置“探究加速度与力、质量的关系”时，小车质量约250g，为保证拉力近似等于砝码桶（含重物）的重力，砝码桶中应选择的重物是______．（已知mA＞mB＞mC）

13．某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的打点计时器为电火花计时器。重锤从高处由静止开始下落，计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，正确处理测量量，即可验证机械能守恒定律。

（1）下列几个操作步骤中：

A．按照图甲所示，安装好实验装置；

B．将电火花计时器接到学生电源的交流6 V上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．先接通电源，后释放重锤，纸带随着重锤运动，计时器在纸带上打下一系列的点；

E．重复实验，多打几条纸带，选出点迹清晰的纸带；

F．测量纸带上某些点间的距离；

G．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

不需要进行的步骤是______，操作错误的步骤是______。（填步骤前相应的字母）

（2）在使用电火花计时器和质量为m的重锤验证机械能守恒定律的某次实验中，所有操作均正确，在选定的纸带上依次取计数点如图乙所示。设打相邻计数点的时间间隔为T，O为打下的第一个点。A、B、C为三个相邻的计数点。重力加速度为g。重锤由静止开始下落到打计数点B时，重锤动能的增加量的表达式为______，重锤重力势能的减少量的表达式为______。

（3）实验小组按正确方法处理数据后发现，重锤动能的增加量总是略小于重力势能的减少量，产生误差的原因可能是______（写出一条即可）。

三、解答题（共42分，每题14分）

14．如图所示，物体、可视为点电荷，所带电荷量相同。倾角为、质量为的粗糙绝缘斜面体放在粗糙水平面上。将放在斜面上，当固定在与等高（连线水平）且与相距为的右侧位置时，静止且受斜面的摩擦力为0，斜面体保持静止。已知的质量为，重力加速度为，静电力常量为。求：

（1）、所带电荷量的大小；

（2）斜面体对地面的压力大小。

15．天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r。万有引力常量为G。（注意：本题不得直接写二级结论，必须有推导过程，结果必须用本题所给的符号表示。）

（1）试推算这个双星系统的总质量；

（2）为研究其中一颗恒星A，发射微型飞行器绕恒星A运动，成为恒星A的卫星。已知贴近A的表面做匀速圆周运动的周期为T1，恒星A的半径为R1；写出恒星A的密度表达式。

16．如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处，另一端位于直轨道上B处，弹簧处于自然状态，直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直面内．质量为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出），随后P沿轨道被弹回，最高点到达F点，AF=4R，已知P与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度为g．（取，）

（1）求P第一次运动到B点时速度．

（2）求P运动到Ｅ点时弹簧的弹性势能．

（3）改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放．已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后，恰好通过G点．G点在C点左下方，与C点水平相距、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量．

高一年级第三次周练物理答案

1．C  2．A  3．D  4．D  5．A  6．A  7．C  8．AB  9．BCD10．BD  11．BCD

12．(1)D  (2) C

13．（1） C     B  （2）      mgx2     （3）   空气阻力及纸带受到摩擦力

14．（1）；（2）

设、所带电荷量为，如图所示，受到水平向左的库仑力、竖直向下的重力、支持力三个力作用，由平衡条件可知在沿斜面方向上有

可得

由库仑定律有

解得

（2）对物体和斜面体整体受力分析，整体竖直方向受力平衡，所以受地面的支持力大小

由牛顿第三定律得

15．（1）（2）

（1）设两颗恒星的质量分别为、，做圆周运动的半径分别为、，角速度分别为，根据题意有

根据万有引力定律和牛顿定律，有

联立解得

（2）设卫星飞行器的质量为，恒星A的质量为，贴近天体表面时有

据数学知识可知天体的体积为

故该恒星A的密度为

16．（1）（2）（3），

试题分析：（1）根据题意知，B、C之间的距离l为

l=7R–2R①

设P到达B点时的速度为vB，由动能定理得

②

式中θ=37°，联立①②式并由题给条件得

③

（2）设BE=x．P到达E点时速度为零，设此时弹簧的弹性势能为Ep．P由B点运动到E点的过程中，由动能定理有

④

E、F之间的距离l1为

l1=4R–2R+x⑤

P到达E点后反弹，从E点运动到F点的过程中，由动能定理有

Ep–mgl1sin θ–μmgl1cos θ=0⑥

联立③④⑤⑥式并由题给条件得

x=R⑦

⑧

（3）设改变后P的质量为m1．D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为⑨

⑩

式中，已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实．

设P在D点的速度为vD，由D点运动到G点的时间为t．由平抛运动公式有

⑪

x1=vDt⑫

联立⑨⑩⑪⑫式得

⑬

设P在C点速度的大小为vC．在P由C运动到D的过程中机械能守恒，有

⑭

P由E点运动到C点的过程中，同理，由动能定理有

⑮

联立⑦⑧⑬⑭⑮式得

⑯