2021-2022学年湖南省长沙市长郡中学高一下学期期中考试物理试卷

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物理
时量:75分钟 满分:100分
第Ⅰ卷选择题(共44分)
一.选择题(本题共10小题,共44分,1～6题,每小题4分,只有一个选项符合题目要求,7～10题﹐每小题5分,有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.下列说法正确的是
A.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
B电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
C.从公式来看,场强大小E与F成正比,与q成反比
D.根据,当两个点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
2.如图所示,空间中竖直平面内有两个固定的等量正点电荷,两电荷的连线处于水平方向,O为连线的中点,P、M为连线的中垂线上的两点,且 PO=OM=h。现将一带负电的小球从Р点静止释放,重力加速度为g,不计阻力﹐下列说法正确的是
A.从P到O的过程中,小球的电势能一定是先增大后减少
B从P到O的过程中,小球的加速度一定是先增大后减少
C.从P到M的过程中,小球的机械能一定是先增大后减少
D.到达M点时,小球的速度为
3.质量为800 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变,其加速度α与速度的倒数的关系如图所示,已知图像斜率k的数值大小为500。则赛车
A.速度随时间均匀增大
B.加速度随时间均匀增大
C.赛车运动时发动机输出功率为40 kW
D.图中b点取值应为0.008,其对应的物理意义表示赛车的最大时速为450 km/h
4.如图,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,ac连线与竖直方向成60°角,bc连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是
A. a 、b、c小球带同种电荷
B a、b小球带异种电荷，b、c 小球带同种电荷
C.a、b小球电量之比为
D.a、b小球电量之比为
5.如图所示,在正方体的顶点A和顶点C1处放置带电量分别为
＋q、－q的点电荷,则下列说法正确的是
A.顶点B处的电势大于顶点D处的电势
B.顶点B1、D1处的电场强度相同
C.质子从B点移动到C点电势能增加
D.电子从B1点移动到D点电势能减少
6.2020年的中国航天让国人振奋不已,也让世界看到了中国力量、中国速度。“北斗三号”最后一颗全球组网卫星成功定点于距离地球3.6万公里的地球同步轨道,其轨道半径约为地球半径的6.6倍,顺利进入长期运行管理模式;长征五号遥四运载火箭成功将首个火星探测器“天问一号”送入预定轨道。若火星密度是地球密度的0.7倍,则“天问一号”绕火星表面做圆周运动的周期约为
A.12 h
B.4 h
C.1.7 h
D.0.2 h
7.我国风洞技术世界领先。如图所示,在模拟风洞管中的光滑斜面上,一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用,沿斜面加速向上运动,则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中
A.物块的速度先增大后减小
B物块和弹簧组成的系统机械能一直增大
C.弹簧弹性势能先增大后减小
D.物块加速度先增大后减小
8.如图所示,虚线为电场中一簇等间距的等差等势面,实线为一带电粒子通过该区域时的运动轨迹,P、Q是这条轨迹上的两点,不计重力。下列说法正确的是
A.若粒子带正电,则Q点电势比P点电势高
B.若粒子带负电,则Q点电势比P点电势高
C.若粒子带负电,则在Р点时动能大
D.不论粒子带正电或负电,都是在Q点时动能大
9.2020年7月23日,中国火星探测任务“天问一号”探测器在海南文昌航天发射场发射升空。如图所示,已知地球和火星到太阳的距离分别为R和1.5R,若某火星探测器在地球轨道上的A点被发射出去,进入预定的椭圆轨道,通过椭圆轨道到达远日点B进行变速被火星俘获。下列说法正确的是
A.探测器在椭圆轨道A点的速度等于地球的公转速度
B.探测器由A点大约经0.7年才能抵达火星附近的B点
C.探测器在椭圆轨道A点的加速度小于在B点的加速度
D.地球和火星两次相距最近的时间间隔约为2.2年
10.如图所示,在匀速转动的电动机带动下,足够长的水平传送带以恒定速率v1顺时针匀速运动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2;（v2＞v1）滑上传送带,最终滑块又返回至传送带的右端.关于上述过程,下列判断正确的是
A.滑块返回传送带右端时的速率为v2
B.此过程中传送带对滑块做功为
C.此过程中滑块与传送带间因摩擦产生的热量为
D.此过程中电动机做功为
第Ⅱ卷非选择题(共56分)
二.实验题(本大题共2小题,共18分)
11.(8分)某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因
素。图甲中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1,P2,P3等位置，比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
（1）图甲中实验采用的方法是_(填正确选项前的字母)。
A.理想实验法
B等效替代法
C.微小量放大法
D.控制变量法
（2）图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而__(填“增大”“减小”或“不变”)。
（3）接着该组同学使小球处于同一位置,增大(或减少)小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图乙,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为,若两次实验中A的电量分别为q1和q2 , 分别为45°和60°,则为__。
12.(10分)用如图甲所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”实验时,将打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始下落。
(1)关于本实验﹐下列说法正确的是_
(填字母代号)。
A.应选择质量大、体积小的重物进行实验
B释放纸带之前,纸带必须处于竖直状态
C.先释放纸带,后接通电源
(2)实验中,得到如图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O(O点与下一点的间距接近2 mm)的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器的打点周期为T。设重物质量为m。从打О点到B点的过程中,重物的重力势能变化量△Ep＝_,动能变化量△Ek=__。(用已知字母表示)
(3)某同学用如图丙所示装置验证机械能守恒定律,将力传感器固定在天花板上,细线一端系着小球,一端连在力传感器上。将小球拉至水平位置从静止释放,到达最低点时力传感器显示的示数为F0。已知小球质量为m,当地重力加速度为g。在误差允许范围内,当满足关系式__时,可验证机械能守恒。
三.计算题(本大题共3小题,共38分)
13.(10分)“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想,若机器人“玉兔号”在月球表面做了竖直上抛实验,测得物体以初速度v。从月球表面竖直抛出后回到抛出点,在空中的运动总时间为t,已知月球半径为R,求:
（1）月球表面重力加速度g;
（2）探测器绕月做周期为T的匀速圆周运动时离月球表面的高度H。
14.(13分)如图所示,在绝缘粗糙的水平地面上有水平方向的匀强电场,三个质量相同且均可看成点电荷的带电小球A、B、C分别位于竖直平面内的直角三角形的三个顶点上。球B、C在地面上,球A在球B的正上方，AB间距为L,AC连线与水平方向夹角为30°,三球恰好都可以静止不动。已知A、B带正电,电荷量均为Q,C球带负电,带电量为-4Q,重力加速度为g,静电力常量为k。求:
（1）判断匀强电场的方向;
（2）球A的质量m及匀强电场的电场强度E的大小;
（3）地面对球C的摩擦力大小和方向。
15.(15分)如图所示,AC水平轨道上AB段光滑﹐BC段粗糙,且LBC=2 m,CDF为固定在竖直平面内半径为R=0.2 m的光滑半圆轨道,两轨道相切于C点,CF右侧有电场强度E=2×10³N/C的匀强电场,方向水平向右。一根轻质绝缘弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与带负电的滑块P(可视为质点)接触但不连接,弹簧原长时滑块在B点。现向左压缩弹簧后由静止释放,已知滑块P的质量为m=0.2 kg,电荷量为q＝-1.0×10-3C,与轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.2,忽略滑块P与轨道间的电荷转移。已知 g=10 m/s²。求:
(l)若滑块P运动到F点的瞬间对轨道压力为3N,求弹簧释放的弹性势能;
(2)在(1)的条件下,滑块运动到与O点等高的D点时对轨道的压力;
(3)欲使滑块Р能进入圆轨道而且在进入圆轨道后不脱离圆轨道(即滑块只能从C点或者F点离开半圆轨道),求弹簧最初释放的弹性势能的取值范围。(结果可用根号表示)