2021-2022学年山东省济宁市微山二中高一（下）第三次段考物理试卷（含答案解析）

2021-2022学年山东省济宁市微山二中高一（下）第三次段考物理试卷

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，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为(    )

A. 50J B. 100J C. 200J

2.  两个完全相同的金属球A和B所带电荷量之比为1：7，相距为r。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. 3：7 B. 4：7 C. 9：7 D. 16：7

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的规律
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

4.  如图所示，两种细线挂着两个质量相同小球A、B，上、下两根细线中的拉力分别是、现使A、B带同种电荷，此时上、下细线受力分别为、，则(    )

A. ， B. ，
C. ， D. ，

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

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

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4：1 B. 角速度之比为2：1
C. 周期之比为1：8 D. 轨道半径之比为1：4

8.  一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O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g，则在此过程中(    )

A. 小球受到的合力做功为0
B. 拉力F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
 

9.  如图所示，质量分别是和带电量分别为和的小球，用长度不等的轻丝线悬挂起来，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

10.  如图所示，带箭头的线段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

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”。

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

在打下C点时两物体的速度大小______。
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。
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：______。

13.  如图，带电量为的点电荷与均匀带电薄板相距为2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心．若图中a点处的电场强度为零，根据对称性，图中b点处的电场强度大小为______，方向______静电力恒量为

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：
该卫星受到的向心力大小；
该卫星绕地球运行的速率；
该卫星绕地球运行的周期。

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的质量物体B的质量，开始把A托起，使B刚好与地面接触，此时物体A离地高度为放手让A从静止开始下落，取
求：当A着地时，B的速率多大？
物体A落地后，B还能升高几米？

答案和解析

1.【答案】A 

【解析】解：由几何关系可知在木杆一端上升的过程中，木杆的重心上升的高度为：，则重力势能增加量为：，故A正确，BCD错误。
故选：A。
根据公式，h是木杆的重心上升的高度，即可求解。
本题考查了重力势能变化量的求解，要注意计算物体的重心升高的高度。
 

2.【答案】C 

【解析】解：两个完全相同的金属小球带异种电荷，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，
设金属球A和B带电量为Q：7Q，所以A、B所带的电荷相等，大小均为3Q，
根据库仑定律得：


解得：，故C正确，ABD错误。
故选：C。
两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分，再根据库仑定律对接触前后列式即可求出库仑力的大小关系。
本题主要考查了库仑定律的直接应用以及电荷守恒定律的应用，注意两个完全相同的金属小球，将它们相互接触再分开，带电量先中和后平分。
 

3.【答案】B 

【解析】解：A、托勒密提出了“地心说”，认为地球是宇宙的中心，所有行星都是绕地球做圆周运动，故A错误；
B、开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故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，故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，故D错误。
故选：B。
根据托勒密、开普勒、牛顿、卡文迪什等科学家的物理学成就进行答题．
本题考查物理学史，了解物理学家的探索过程，从而培养学习物理的兴趣和为科学的奉献精神，对类似知识要加强记忆，注重积累。
 

4.【答案】A 

【解析】解：带电前：对B有：


对AB组成的整体有：


带电后：对B有：


对整体：


综上所述：，
故选：A。
A、B始终处于静止状态，分别对带电前后进行受力分析，判断绳子拉力的变化．
处于受力平衡状态的物体在求解或进行大小变化的判断时，只要选好研究对象进行正确的受力分析，应用平衡条件判断即可．
 

5.【答案】B 

【解析】解：A、由万有引力提供向心力有：
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，故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，故B正确；
C、由万有引力提供向心力有：
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，故C错误；
D、由万有引力提供向心力有：
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，故D错误。
故选：B。
卫星受到地球的万有引力提供向心力可分析速度、角速度和周期的关系。
本题关键抓住万有引力提供向心力列式分析，注意第一宇宙速度的特点。
 

6.【答案】B 

【解析】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、在物体动能不改变的过程中，动能定理也适用，故C错误；
D、动能定理既适用于恒力作用的过程，也适用于变力作用的过程。故D错误。
故选：B。
外力的总功等于各力做功的代数之和；外力对物体做的总功等于物体动能的变化；动能定理适用于任何过程。根据这些知识进行分析。
解决本题的关键要理解并掌握动能定理的内容、适用范围，要知道动能定理既适用于恒力作用的过程，也适用于变力作用的过程．既适用于直线运动，也适用于曲线运动，应用范围相当广泛．
 

7.【答案】CD 

【解析】解：D、根据万有引力提供圆周运动向心力有，可得卫星的线速度，可知当卫星线速度减小为原来的，则半径增大为原来的4倍。故D正确；
A、根据万有引力提供向心力有，，可知，变轨前后轨道半径之比为1：9，向心加速度之比为16：1，故A错误；
C、根据万有引力提供向心力有，，可知，变轨前后轨道半径之比为1：4，周期之比为，故C正确；
B、根据万有引力提供向心力有，，可知，变轨前后轨道半径之比为1：4，周期之比为8：1，故B错误；
故选：CD。
根据万有引力提供向心力，通过线速度的变化得出轨道半径的变化，从而得出向心力和周期及机械能的变化。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，知道线速度、向心力、周期、机械能与轨道半径的关系。
 

8.【答案】AC 

【解析】解：小球缓慢移动，则受合力为零，则受到的合力做功为0，故A正确；
B.因拉力F是变力，则拉力F的功不等于，故B错误；
C.重力势能的变化等于，故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，故D错误。
故选：AC。
小球缓慢转过角，动能的增加量为零，根据动能定理求解合力做的功，结合公式，求解拉力F的功；根据重力做功与重力势能变化的关系分析重力势能的增加；根据功能关系判断拉力F对小球做的功与小球克服重力做功的关系。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道重力势能变化与重力做功有关、动能的变化与合力做功有关、机械能的变化与除重力以外的力做功有关。
 

9.【答案】AC 

【解析】解：A、两球相互吸引必定是异种电荷。故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    故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。故D错误
故选：AC。
根据异种电荷相互吸引分析电性关系．由共点力的平衡条件得到质量与偏角之间的关系，来分析质量大小．由牛顿第三定律，分析库仑力的关系．
库仑力是一种力，有力的共性，它是联系电场知识与力学知识的桥梁．
 

10.【答案】BC 

【解析】解：AB、根据做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧可知与电场线的方向相反，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，故A错误，B正确；
C、电场线密的地方电场的强度大，所以粒子在B点受到的电场力大，在B点时的加速度较大。所以若粒子是从B运动到A，则其加速度减小，故C正确；
D、从B到A过程中电场力与速度方向成锐角，即做正功，动能增大，速度增大，故D错误。
故选：BC。
做曲线运动物体所受合外力指向曲线内侧，本题中粒子只受电场力，由此可判断电场力向左，
根据电场力做功可以判断电势能的高低和动能变化情况，加速度的判断可以根据电场线的疏密进行．
本题以带电粒子在电场中的运动为背景考查了带电粒子的速度、加速度、动能等物理量的变化情况．
加强基础知识的学习，掌握住电场线的特点，即可解决本题．
 

11.【答案】减小  增大  控制变量法 

【解析】解：设悬线与竖直方向夹角为，根据平衡条件可得库仑力大小：；当距离减小时，增大，可以判断库仑力F增大，故随距离减小，库仑力增大；
保持距离不变，q增大时，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；
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。
故答案为：减小；增大；控制变量法。
根据平衡条件库仑力大小的计算公式，由此分析库仑力大小的决定因素；本实验采用的的控制变量法。
本题主要是考查库仑力大小实验，解答本题的关键是知道库仑力的决定因素，知道研究方法是控制变量法。
 

12.【答案】克服阻力做功 

【解析】解：打点计时器频率为50Hz，打点计时器打点的时间间隔，
打下C点时两物体速度大小
从O点到C点的过程中，系统动能的增加量
重力势能的减少量
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。
故答案为：；；；克服阻力做功。
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出打C点时的速度大小。
根据动能与重力势能的计算公式求解。
物体运动过程要克服阻力做功，机械能有损失。
理解实验原理是解题的前提，应用匀变速直线运动的推论、重力势能与动能的计算公式即可解题；解题时注意单位换算与有效数字的保留。
 

13.【答案】水平向左 

【解析】解；q在a点形成的电场强度的大小为，方向向左；因a点场强为零，故薄板在a点的场强方向向右，大小也为，由对称性可知，薄板在b点的场强，方向向左；
q在b处产生的场强大小为，方向向左，根据电场的叠加原理可得：b点处的电场强度大小为，方向水平向左．
故答案为：，水平向左．
由点电荷的场强公式可得出q在a点形成的场强，由电场的叠加原理可求得薄板在a点的场强大小及方向；由对称性可知薄板在b点形成的场强．
题目中要求的是薄板形成的场强，看似无法解决；但注意 a点的场强是由薄板及点电荷的电场叠加而成，故可求得薄板在a点的电场强度，而薄板两端的电场是对称的，故由对称性可解．
 

14.【答案】解：根据万有引力提供向心力，因此向心力
根据万有引力定律和牛顿第二定律
万有引力提供向心力
解得线速度，即该卫星运行的速率为，
根据周期公式
解得周期
答：该卫星受到的向心力大小为；
该卫星运行的速率为；
该卫星绕地球运行的周期为。 

【解析】根据万有引力提供向心力可知向心力表达式；
根据万有引力提供向心力求该卫星绕地球的运动的线速度大小；
根据万有引力提供向心力求该卫星绕地球的运动周期。
本题要掌握万有引力提供向心力这个核心原理，同时要能够根据题意选择恰当的向心力的表达式。
 

15.【答案】解：设当A着地时，B的速率为V，A落地之前，根据系统机械能守恒得：
 
解得两球的速率为：

落地之后：绳子松驰，B开始做初速为V的竖直上抛运动，根据机械能守恒： 
解得：
答：当A着地时，B的速率是。
物体A落地后，B还能升高。 

【解析】本题分为两个过程来求解，A落地之前：首先根据AB系统的机械能守恒，可以求得B当A着地时，B的速率；
落地之后：B球的机械能守恒，从而可以求得B球上升的高度的大小．
在B上升的全过程中，B的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有B的机械能守恒．