2021-2022学年山东省济宁市微山县第二中学高一（下）第三次段考物理试题含解析

2021-2022学年山东省济宁市微山县第二中学高一（下）第三次段考物理试题高一物理试题

第I卷 （共40分）

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分.

1. 一根长为2m、重为200N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为（   ）

A. 50J B. 100J C. 200J D. 400J

【答案】A

【解析】

【详解】由几何关系可知在物体上升的过程中，物体的重心向上运动了

则重力势能增加量为

故选A。

2. 两个完全相同的金属球和所带电荷量之比为，相距为。两者接触一下放回原来的位置，若两电荷原来带异种电荷，则后来两小球之间的库仑力大小与原来之比是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】接触前，两小球之间的库仑力为

接触后两者所带电荷量均为

两小球之间的库仑力为

故

故选C。

3. 许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法正确的是（　　）

A. 托勒密提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动

B. 第谷没有提出行星沿椭圆轨道运行规律

C. 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量

D. 开普勒提出所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向，一定与它和太阳的连线垂直

【答案】B

【解析】

【详解】A．哥白尼提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动，A错误；

B．发现了行星沿椭圆轨道运行的规律的是开普勒，第谷没有提出，B正确；

C．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什通过实验测出了万有引力常量，C错误；

D．开普勒提出所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向，不一定与它和太阳的连线垂直，D错误。

故选B

4. 如图所示，两根细线拴着两个质量相同的小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别是、，现在使A、B带同种电荷，此时上、下两根细线受力分别为、，则（　　）

A. ， B. ，

C. ， D. ，

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】带电前，对B有

对A、B组成的整体有

带电后，对B有

对整体有

综上所述

，

故A正确，BCD错误。

故选A。

5. 2021年11月5日，我国用长征六号运载火箭，成功将广目地球科学发射升空。卫星顺利进入预定轨道I，假设其轨道是圆形，并且介于地球同步轨道Ⅱ和地球之间，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星在轨道I上运动的速度大于第一宇宙速度

B. 卫星在轨道I上运动的速度大于在轨道Ⅱ上运动的速度

C. 卫星在轨道I和轨道Ⅱ上运行的角速度相等

D. 卫星在轨道I上运行的周期大于24小时

【答案】B

【解析】

【详解】A．由公式

解得

由于轨道I的半径大于地球的半径，因此卫星在轨道I上运动的速度小于第一宇宙速度，A错误；

B．轨道I的半径小于轨道Ⅱ的半径，因此卫星在轨道I上运动的速度大于在轨道Ⅱ上运动的速度，B正确；

C．由公式

解得

由于两轨道半径不相等，因此卫星在两轨道上运行的角速度不相等，C错误；

D．由公式

解得

可见卫星在轨道I上运行的周期小于在地球同步轨道Ⅱ上运行的周期即24小时，D错误。

故选B。

6. 关于动能定理，下列说法中正确的是（　　）

A. 某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和

B. 只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变

C. 在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用

D. 动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程

【答案】B

【解析】

【详解】A．某过程中外力的总功等于各力做功的代数之和，故A错误；

B．只要合外力对物体做了功，由动能定理知，物体的动能就一定改变。故B正确；

C．动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，故C错误；

D．动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，故D错误。

故选B。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分．

7. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（　　）

A. 向心加速度大小之比为 B. 角速度之比为

C. 周期之比为 D. 轨道半径之比为

【答案】CD

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力，则有

则有

因速度减小为原来的，则轨道半径之比为，根据万有引力提供向心力，则有

可得

，，，

可知向心加速度之比为；角速度之比为；周期之比为。

故选CD。

8. 一质量为的小球，用长为的轻绳悬挂于点的正下方，小球在水平拉力F作用下，从最低点缓慢转过角，如图所示，重力加速度为，则在此过程中（　　）

A. 小球受到的合力做功为0

B. 拉力的功为

C. 重力势能的变化等于

D. 拉力F对小球做的功大于小球克服重力做的功

【答案】AC

【解析】

【详解】A．小球缓慢移动，则受合力为零，则受到的合力做功为0，选项A正确；

B．因拉力F是变力，则拉力的功不等于，选项B错误；

C．重力势能的变化等于

选项C正确；

D．由动能定理可知，拉力F对小球做的功等于小球克服重力做的功，选项D错误。

故选AC。

9. 如图所示，和两个小球，质量分别是和，带电量分别为和，用长度不等的轻丝悬挂起来，两丝线与竖直方向的夹角分别是和（），两小球恰在同一水平线上，那么（    ）

A. 两球一定带异种电荷

B. 一定大于

C. 一定小于

D. 所受库仑力一定大于所受的库仑力

【答案】AC

【解析】

【详解】A．两球相互吸引必定是异种电荷，A正确；

B．两球间的库仑力大小相等，无法判断电量的大小．故B错误；

C．设两球间库仑力大小为F，对研究，得到，同理，对研究，得到，则，因，得到，C正确；

D．根据牛顿第三定律，所受库仑力一定等于所受的库仑力，D错误．

故选AC。

10. 如图所示，带箭头的线表示某一电场中的电场线的分布情况。一带电粒子在电场中运动的轨迹如图中虚线所示，若不考虑其他力，则下列判断中正确的是（    ）

A. 若粒子是从A运动到B，则粒子带正电；若粒子是从B运动到A，则粒子带负电

B. 不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电

C. 若粒子是从B运动到A，则其加速度减小

D. 若粒子是从B运动到A，则其速度减小

【答案】BC

【解析】

【详解】A B．做曲线运动的物体，所受合外力方向指向曲线的凹侧，其次粒子所受静电力与电场线的切线方向相反，所以不论粒子是从A运动到B，还是从B运动到A，粒子必带负电，A错误，B正确；

C．电场线密集的地方电场强度大，所以粒子在B点受到的静电力大，在B点时的加速度较大，若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，C正确；

D．从B到A过程中，静电力与速度方向成锐角，静电力做正功，动能增大，速度增大， D错误。

故选BC。

第II卷 （共60分）

三、实验题：共2小题，每空4分，共28分.

11. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关．他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示．实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角越大；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角越大．实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的 ________ 而增大，随其所带电荷量的 ____________ 而增大．此同学在探究中应用的科学方法是        __________ （选填：“累积法”、“等效替代法”、“控制变量法”或“演绎法”）。

【答案】    ①. 减小    ②. 增大    ③. 控制变量法

【解析】

【分析】

【详解】[1]设悬线与竖直方向夹角为θ，根据平衡条件可得

当距离减小时，θ增大，可以判断库仑力F增大，故随距离减小，库仑力增大；

[2]保持距离不变，q增大时，θ增大，根据上式可以判断库仑力F增大，故q增大，库仑力增大；

[3]在判断中先令一个量不变，判断令两个量之间的关系，这种方法是控制变量法。

12. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律。用细线连接质量、的两物体，跨过光滑轻质小滑轮，在下端拖着的纸带通过打点计时器，让从高处由静止开始下落。实验中打出的一条纸带如图乙所示，O是打下的第一个点，A、B、C、D是计数点，相邻的两计数点间还有一个点未画出，已知打点计时器频率为50Hz，当地重力加速度g取。（计算结果均保留两位小数）

（1）在打下C点时两物体的速度大小___________m/s。

（2）从O点到C点的过程中，系统动能的增加量__________J，系统重力势能的减少量__________J。

（3）从O点到C点的过程中，系统重力势能的减少量大于系统动能的增加量的可能原因是：____________________。

【答案】    ①. 1.12    ②. 0.80    ③. 0.83    ④. 克服空气阻力做功

【解析】

【详解】（1）[1]打下C点时两物体速度大小

（2）[2]动能的增加量

[3]重力势能的减少量

（3）[4]大于的原因可能是物体克服空气阻力做功，克服纸带与打点计时器间的摩擦力做功，克服细线与滑轮间的摩擦力做功，克服阻力做功等。

四、计算题：共3小题，第13题8分，第14题10分，第15题每题14分，共32分.

13. 如图，电荷量为的点电荷与均匀带电薄板相距，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中点的电场强度为0，求带电薄板产生的电场在图中点的电场强度。

【答案】，方向水平向左

【解析】

【详解】点电荷q在A点产生的场强为

方向水平向左，

而点的总电场强度为0，说明均匀带电薄板在A点产生的场强也为，方向水平向右；

由A点和B点关于薄板的对称性可知薄板在B点场强为，方向水平向左。

14. 质量为m的人造地球卫星，在距地面h高处绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M、半径为R，引力常量为G。求：

（1）该卫星受到的向心力大小；

（2）该卫星绕地球运行的速率；

（3）该卫星绕地球运行的周期。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）卫星运动过程中万有引力提供了运动向心力，由万有引力公式可知

（2）卫星运动过程中万有引力提供了运动的向心力，即

解得

（3）卫星运动过程中万有引力提供了运动的向心力，即

解得：

15. 如图所示，物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端，物体A的质量mA=1.5kg，物体B的质量mB=1kg。开始时把A托起，使B刚好与地面接触，此时物体A离地高度为1m，放手让A从静止开始下落，求：（g=10m/s2）

(1)当A着地时，B速率多大？

(2)物体A落地后，B还能升高几米？

【答案】(1)2m/s；(2)0.2m

【解析】

【详解】(1)A着地时，B的速率为v，由于A、B都连在同一根细绳上，因此A此时的速度也为v

由动能定理（对A、B组成的系统分析）

带入mA、mB、h可得

v=2m/s

(2)A落地之后：绳子松弛，B开始做初速为v的竖直上抛运动，根据机械能守恒

mBv2=mBgH

解得