2021-2022年辽宁省大连市第八中学高一（下）期中阶段测试物理试题含解析

2021-2022学年度下学期高一年级期中阶段测试

物理试题

一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分。

1. 嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示．假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，则(　　)

A. 若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，则可算出月球的密度

B. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其加速

C. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度

D. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点和环月段圆轨道上P点加速度相同

【答案】D

【解析】

【详解】A、若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，根据万有引力提供向心力，可以解出中心天体月球的质量，但是不知道月球的半径，无法计算月球的体积，无法算出月球的密度，故选项A错误；

B、嫦娥三号在环月段圆轨道上点减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入进入环月段椭圆轨道，故选项B错误；

C、嫦娥三号在环月段椭圆轨道上点向点运动中，距离月球越来越近，月球对其引力做正功，故速度增大，即嫦娥三号在环月段椭圆轨道上点的速度小于点的速度，故选项C错误；

D、根据万有引力提供向心力，可得加速度，所以嫦娥三号在环月段椭圆轨道上点和环月段圆轨道上点加速度相同，故选项D正确．

2. 如图，一质量为m的足球，以速度由地面踢起，当它到达离地面高度为h的B点处（取B点处所在水平面为参考平面）时，下列说法正确的是（重力加速度为g，不计空气阻力）（　　）

A. 足球在B点处的重力势能为

B. 足球在B点处的动能为

C. 足球在B点处的机械能为

D. 足球在B点处的机械能为

【答案】C

【解析】

【详解】A．取重力势能在B处为零势能参考平面，所以在B点处重力势能为零，A错误；

B．从A到B过程，由机械能守恒定律得

可得在B处的动能为

B错误；

CD．足球的机械能守恒，在B点处的机械能

D错误，C正确。

故选C。

3. 质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度时间图象如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线．已知从时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是　　

A. 时间内，汽车牵引力的功率保持不变

B. 时间内，汽车的功率等于

C. 时间内，汽车的平均速率小于

D. 汽车运动的最大速率

【答案】D

【解析】

【详解】A、时间内，汽车做匀变速直线运动，牵引力不变，所以牵引力的功率，牵引力的功率随时间均匀增加，A错误

B、时间内汽车的功率不变等于t1时刻的功率，可得 ，B错误

C、时间内汽车做加速度逐渐减小的加速运动，位移大于相应匀变速直线运动的位移，所以平均速率大于，C错误

D、汽车的最大速度 ，D正确

4. 如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线，边上标有电势的值，一带电粒子只在电场力作用下恰能沿图中的实线从A经过B运动到C，下列判断正确的是（　　）

A 粒子一定带负电

B. A处场强大于C处场强

C. 粒子在A处电势能大于在C处电势能

D. 粒子从A到B电场力所做的功大于从B到C电场力所做的功

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．根据电场线与等势面垂直且由高电势指向低电势，可知电场线方向大致向左，根据粒子轨迹的弯曲方向可知，粒子所受的电场力方向大致向左，则知粒子一定带正电，故A错误；

B．等差等势面的疏密反映电场强度的大小，A处场强大于C处场强，故B正确；

C．粒子从A点运动到C点，电场力方向与速度方向的夹角为钝角，电场力做负功，电势能增大，故C错误；

D．由于电势差相同，根据

W=Uq

知，电场力做功相同，故D错误。

故选B。

5. 如图，带电荷量之比为的带电粒子A、B以相等的速度从同一点出发，沿着跟电场强度垂直的方向射入平行板电容器中，分别打在C、D点，若，忽略粒子重力的影响，则下列选项错误的是（　　）

A. A和B在电场中运动的时间之比为1：2

B. A和B运动的加速度大小之比为4：1

C. A和B质量之比为1：2

D. A和B的动能增量之比为1：3

【答案】C

【解析】

【详解】A．依题意，知粒子在电场中做类平抛运动，在水平方向有

由于粒子的初速度相等，所以，由于A和B在电场中运动的水平位移之比为1：2，则时间之比1：2，故A正确；

B．粒子在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，在竖直方向有

相同，与成反比，则A和B运动的加速度大小之比为4：1，故B正确；

C．由牛顿第二定律有

则粒子的质量

则A和B的质量之比为

故C错误；

D．因A、B在竖直方向上位移相等，根据动能定理可得A和B的动能增量之比为

故D正确。

由于本题选择错误的，故选C。

6. 如图所示，ABCD为竖直平面内的绝缘光滑轨道，其中AB部分为倾角为的斜面，BCD部分为半径为R的四分之三圆弧轨道，与斜面平滑相切，C为轨道最低点，整个轨道放置在电场场强为E的水平匀强电场中。现将一带电荷量为＋q、质量为m的小滑块从斜面上A点由静止释放，小滑块恰能沿圆弧轨道运动到D点。已知重力加速度为g，且qE=mg，下列说法正确的是（　　）

A. 释放点A到斜面底端B的距离为R

B. 小滑块运动到C点时对轨道的压力为9mg

C. 小滑块运动过程中最大动能为mgR

D. 小滑块从D点抛出后恰好落在轨道上的B点

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】小滑块恰能沿圆弧轨道运动到D点，表明小滑块能通过轨道的等效最高点，重力与电场力的合力为

所以轨道等效最高点为圆心左上60°轨道上，即D点。在等效最高点，有

A．从A点到轨道等效最高点，根据动能定理得

解得

A错误；

B．从C到等效最高点，有

在C点，有

解得

根据牛顿第三定律得滑块对轨道的压力为9mg，B正确；

C．小滑块运动到D点的圆上对称点时，速度最大，有

解得

C错误；

D．小滑块从D点抛出后，做类平抛运动，假设刚好落到B点，则有

，

则在合力方向上的位移为

假设错误，D错误。

故选B。

7. 如图所示，长为的水平传送带以逆时针匀速转动，质量的物块以水平初速度滑上传送带，物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，不考虑传送带轮轴摩擦等能量损失，重力加速度，则物块从滑上到离开传送带的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 物块离开传送带时的速度大小为

B. 摩擦力对物块一直做负功

C. 物块所受摩擦力对物块所做的功不为0

D. 因摩擦产生的热量为48J

【答案】D

【解析】

【详解】A．刚滑上传送带时，物块做匀减速直线运动，加速度大小为

速度减为0的位移

可知物体到达传送带最右端之前已经减速为0，根据匀变速直线运动规律，再次回到出发点的速度大小为4m/s，方向向左，因此物块离开传送带的速度大小为4m/s，A错误；

B．由A选项的分析可知，物块先向右做匀减速直线运动，再向左做匀加速直线运动，摩擦力方向始终向左，所以摩擦力先做负功，再做正功，B错误；

C．物块所受摩擦力所做的功等于物块的动能变化量，由A选项可知物体的速度由向右的4m/s变为向左的4m/s，动能不变，可知摩擦力做的总功为0。故C错误；

D．根据牛顿第二运动定律，物体的加速度

方向向左，所以物体的运动时间

物块从滑上到离开传送带的过程中位移为0，所以物块和传送带之间的相对位移

因此摩擦产生的热

D正确；

故选D。

8. 离地面高度5.0×104m以下的大气层可视为电阻率较大的漏电介质，假设由于雷暴对大气层的“电击”，使得离地面高度5.0×104m处的大气层与带负电的地球表面之间形成稳定的电场，其电势差约为3×105 V。已知，雷暴每秒钟给地球充电的电荷量约为1.8×103C，地球表面积近似为5.0×1014 m2，则（　　）

A. 该大气层的等效电阻约为600Ω

B. 该大气层的平均漏电电流约为1.8×103 A

C. 该大气层的平均电阻率约为1.7×1012Ω·m

D. 该大气层的平均电阻率约为1.7×108Ω·m

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】AB．该大气层的平均漏电电流约为

该大气层的等效电阻为

故A错误，B正确；

CD．根据可得，该大气层的平均电阻率约为

故C正确，D错误。

故选BC。

9. 某电场的电势φ在x轴上的分布如图所示，已知图像关于原点对称，下列说法正确的是（　　）

A. 该电场可能是某一点电荷形成的电场，且电荷位于原点处

B. 原点处场强为0

C. x1= -0.5cm与x2=0.5cm处的场强相同

D. 电子在x1= -0.5cm处的电势能小于在x2=0.5cm处的电势能

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】AB．根据φ-x图象切线的斜率等于电场强度，则知O点处场强不为零，从O点向两侧场强逐渐变大，可知该电场不可能是位于原点的点电荷形成的，故AB错误。

C．根据φ-x图象切线的斜率等于电场强度可知，x1= -0.5cm与x2=0.5cm处切线的斜率相同，则两点的场强相同，选项C正确；

D．x1= -0.5cm处的电势高于在x2=0.5cm处的电势，负电荷在高电势点的电势能较小，可知电子在x1= -0.5cm处的电势能小于在x2=0.5cm处的电势能，选项D正确。

故选CD。

10. 如图所示，电源电动势E一定，内阻不计，、是定值电阻，是光敏电阻，其阻值随光照的增强而减小。开关S闭合，电路稳定后，电容器两板间的一带电液滴恰好能静止在M点。现用强光照射电阻，下列说法正确的是（　　）

A. M点的电势升高 B. 电容器的电容增大

C. 液滴向下运动 D. 中有向左的电流

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】A．用强光照射电阻，减小，电路中电流增大，则电容器两端电压增大，根据可知，电容器间场强增大，所以M点与下极板电势差增大，即M点电势升高。A正确；

B．根据可知，电容器电容不变。B错误；

C．由选项A可知，场强增大，液滴受到的电场力增大，所以液滴向上运动。C错误；

D．电容器两端电压升高，电容器被充电，所以中有向左的电流。D正确。

故选AD。

二、非选择题（本题共5小题，共54分。计算题要有必要的文字说明和解题步骤）

11. 测量小物块P与粗糙平板N之间的摩擦生热的实验装置如图所示。AB是半径足够大、且光滑的四分之一圆弧轨道，与水平固定放置的N板的上表面BC在B点相切，圆弧轨道也固定不动，C点在水平地面的垂直投影为点。实验步骤如下：

①用天平称出物块P的质量m；

②测量轨道AB的半径R、的高度h；

③将物块P在A点由静止释放，在物块P落地处标记其落地点D；

④重复步骤③，共做10次；

⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住，用米尺测量圆心到的距离x；

⑥查找当地的重力加速度，设当地的重力加速度大小为g。

用实验步骤中的测量量表示：

（1）物块P到达B点时的动能______；

（2）物块P到达C点时的动能______；

（3）在物块P从B运动到C过程中，物块P与粗糙平板N之间的摩擦生热______。

【答案】    ①     ②.     ③.

【解析】

【详解】（1）[1]从A点到B点的过程中，有动能定理可得

（2）[2]物块从C点飞出后做平抛运动，假设从C飞出的速度为，落地时间为，则有

联立解得

则物块P到达C点时的动能

（3）[3]根据能量转化和守恒可得，在物块P从B运动到C的过程中，物块P与粗糙平板N之间的摩擦生热

12. 利用图实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题。

（1）实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整：

A．按实验要求安装好实验装置；

B．使重物靠近打点计时器，接着先_______，后_______，打点计时器在纸带上打下一系列的点；

C．图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一个点。分别测出若干连续点A、B、与O点之间的距离、、

（2）取打下O点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能和重力势能，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示和，根据数据在图3中已绘出图线Ⅰ和图线Ⅱ已求得图线Ⅰ斜率的绝对值，请计算图线Ⅱ的斜率k2=______J/m（保留三位有效数字）。重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为___________ （用和表示）。

【答案】    ①. 接通电源    ②. 释放纸带    ③. 2.85~2.90范围内即可    ④.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2] 如果先释放纸带后接通电源，有可能会出现小车已经拖动纸带运动一段距离，电源才被接通，那么纸带上只有很小的一段能打上点，大部分纸带没有打上点，纸带的利用率太低；所以应当先接通电源，后释放纸带。

（2）[3] 由图示图像可知，图线Ⅱ的斜率

 [4] 对图线Ⅰ

即

对图线Ⅱ

即

则重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为

13. 我校物理兴趣小组的同学决定举行遥控赛车比赛，比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道，并通过半圆轨道的最高点C，才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点，水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量，通电后以额定功率工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为，随后在运动中受到的阻力均可不计，，（g取）。求：

（1）要使赛车完成比赛，赛车在半圆轨道的C点速度至少多大？

（2）要使赛车完成比赛赛车在半圆轨道B点对轨道的压力至少多大？要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？

【答案】（1）；（2）；

【解析】

【详解】（1）恰好通过C点时，重力提供向心力

解得

（2）B到C动能定理

解得

对B点

解得

由牛顿第三定律可知

由动能定理

解得

14. 2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T。已知火星的半径为R，火星表面的重力加速度的大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转。求：

（1）火星的质量M；

（2）火星第一宇宙速度v；

（3）求“天问一号”绕火星飞行时轨道半径r；

（4）在电场中我们利用E=来定义电场强度，引力场与电场有相似的性质，请你求“天问一号”所处轨道的引力场强度是多大？

【答案】（1）；（2）；（3）；（4）

【解析】

【分析】

【详解】（1）忽略火星自转，火星表面质量为的物体，其所受引力等于重力

（2）忽略火星自转，火星近地卫星的质量为m0，则重力充当向心力，有

（3）设天问一号质量为m，引力提供向心力有

（4）物体在“天问一号”所处轨道受到的引力为

设引力场强为，则

15. 我国早在3000年前就发明了辘轳，其简化模型如图所示，辘轳的卷筒可绕水平轻轴转动，卷筒质量为M、厚度不计。某人转动卷筒通过细绳从井里吊起装满水的薄壁柱状水桶，水桶的高为d，空桶质量为m0，桶中水的质量为m。井中水面与井口的高度差为H，重力加速度为g，不计辐条的质量和转动轴处的摩擦。

（1）若人以恒定功率P0转动卷筒，装满水的水桶到达井口前已做匀速运动，求水桶上升过程的最大速度vm；

（2）空桶从桶口位于井口处由静止释放并带动卷筒自由转动，求水桶落到水面时的速度大小v；

（3）水桶从图示位置缓慢上升高度H，忽略提水过程中水面高度的变化，求此过程中人做的功W。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）设水桶做匀速运动时受到细绳的拉力为F1，则有

解得

（2）水桶由静止下落的过程中，水桶和卷筒组成的系统机械能守恒，则有

解得

（3）设水桶在水中受到的浮力为F浮，桶口运动到井口的过程中，由动能定理得

解得