2022-2023学年江苏省泰州市靖江重点中学高一（下）期中物理试卷及答案解析

2022-2023学年江苏省泰州市靖江重点中学高一（下）期中物理试卷

1.  在科学发展中，许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，下列表述正确的是(    )

A. 美国物理学家密立根发现了电子
B. 法拉第提出了电荷周围存在电场的观点
C. 牛顿进行了著名的“月地检验”并通过实验测出了引力常量
D. 伽利略通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律

2.  某同学用的时间从高的斜坡自由滑下，则他滑下过程中重力的平均功率最接近(    )

A.  B.  C.  D.

3.  质量为的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为，月球半径为，月球表面重力加速度为，引力常量为，不考虑月球自转的影响，则航天器的(    )

A. 线速度 B. 角速度
C. 运行周期 D. 向心加速度

4.  国家电网检修人员利用直升机直接或通过绝缘绳索等间接方式将作业人员运载至线路故障位置开展带电检修。请用学过的电学知识判断下列说法正确的是(    )

A. 电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用
B. 直升飞机内存在很强的电场
C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死
D. 铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用

5.  如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，使卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在点改变卫星速度，再使卫星进入地球同步轨道Ⅱ。以下判断正确的是(    )

A. 在轨道Ⅰ上通过点的速度小于轨道Ⅱ上通过点的速度
B. 在轨道Ⅰ上，卫星在点的加速度等于在点的加速度
C. 该卫星在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅰ上运行时的机械能
D. 卫星由轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ，需在点点火向速度的方向喷气
 

6.  在点电荷的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中点所激发的场强的方向在图中正确的是(    )

A.  B.
C.  D.

7.  “新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为处悬停后将药品静止释放，药品匀加速竖直下落了后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中(    )

A. 药品机械能守恒 B. 机械能减少了
C. 重力势能增加了 D. 合力做了的功

8.  如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的点，另一端与质量为的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于点图中未标出。现用水平向左的外力把物块压至点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过点到达点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是(    )

A. 物块经过点时所受合外力为零
B. 物块经过点时速度最大
C. 物块在、点时，弹簧的弹性势能相等
D. 物块从到速度先增加后减小，从到加速度一直增大

9.  如图所示，完全相同的两个金属球、带有相等的电荷量，相隔一定距离，两球之间斥力大小是。今让第三个完全相同的不带电的金属小球先后与、两球接触后移开。这时，、两球之间的相互作用力的大小是(    )

A.  B.  C.  D.

10.  如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为，杆上的点与定滑轮等高，杆上的点在点下方距离为处。现将环从处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是(    )

A. 环从下降到的过程中机械能增加
B. 环到达处时，重物上升的高度为
C. 环到达处时，环的速度大小等于重物的速度大小
D. 环能下降的最大高度为

11.  用重物自由下落验证机械能守恒定律。实验装置如图所示。

在实验过程中，下列实验操作和数据处理错误的是______。
A.重物下落的起始位置靠近打点计时器
B.做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度，可测量该点到点的距离，再根据公式计算，其中应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到点的距离，利用公式计算重力势能的减少量，其中应取当地的重力加速度
图是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点、、、、，测得、、三点到起始点距离分别为、、。已知重锤的质量为，当地的重力加速度为，打点计时器打点的周期为。从打下点到打下点的过程中，重锤重力势能的减少量______，动能的增加量______。
实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是______。
A.该误差属于偶然误差
B.该误差属于系统误差
C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
某同学以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度为横轴，作出如图所示的图像，则当地的重力加速度______。结果保留位有效数字
 

12.  如图所示，质量的滑雪运动员从高度的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数，，，，装备质量不计，则运动员滑至坡底的过程中，
滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？
各力对运动员做的总功是多少？
滑至底端时重力的瞬时功率是多少？

13.  如图所示，长为的绝缘细线上端固定于点，下端系一质量为，电荷量为的带电小球，整个装置处于匀强电场中，电场强度方向水平向右，当小球静止时，细线与水平方向间的夹角，重力加速度为。
小球平衡时，求细线中的拉力大小及电场强度的大小；
将小球向右拉至与点等高，且细线水平绷紧，若由静止释放小球，求小球到达最低点的动能。

14.  如图所示，已知“神舟十一号”从捕获“天宫二号”到实现对接用时为，这段时间内组合体绕地球转过的角度为此过程轨道不变，速度大小不变。地球半径为，地球表面重力加速度为，引力常量为，不考虑地球自转，求组合体运动的周期及所在圆轨道离地高度。

15.  如图所示，在粗糙水平地面上点固定一个半径为的光滑竖直半圆轨道，在点与地面平滑连接。轻弹簧左端固定在竖直墙上，自然伸长时右端恰好在点，。现将质量为的物块，从与圆心等高处的点由静止释放，物块压缩弹簧至点时速度为位置未标出，第一次弹回后恰好停在点。已知物块与水平地面间动摩擦因数，求：
物块第一次到达圆轨道点时对轨道的压力的大小；
的长度及弹簧的最大弹性势能；
若换一个材料相同的物块，在弹簧右端将弹簧压缩到点由静止释放，物块质量多大时恰好过圆轨道最高点。结果用表示
 

答案和解析

1.【答案】 

【解析】解：电子是由英国物理学家汤姆孙发现的，年美国物理学家密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量，故A错误；
B.法拉第提出了电荷周围存在电场的观点，故B正确；
C.牛顿进行了著名的“月地检验”，卡文迪什通过实验测出了引力常量，故C错误；
D.开普勒通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律，故D错误。
故选：。
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可。
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一。
 

2.【答案】 

【解析】解：设某同学的质量约等于，所以重力做的功约为

平均功率约为

故C正确，ABD错误。
故选：。
学生的体重可取，求得重力做的功，再由功率公式可求得功率。
本题为估算题，估算出学生的体重，根据功率公式可求解。
 

3.【答案】 

【解析】解：、不考虑月球自转的影响，万有引力等于重力。探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，即由重力提供向心力，则有，可得航天器的线速度，故A错误；
B、由，可得航天器的角速度，故B错误；
C、由，可得航天器的运行周期，故C正确；
D、由，可得航天器的向心加速度，故D错误。
故选：。
探月航天器绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，不考虑月球自转的影响，万有引力等于重力，由此列式求解。
解答本题时，要知道不考虑月球自转的影响，万有引力等于重力，探月航天器由重力提供向心力，要灵活选择向心力公式。
 

4.【答案】 

【解析】解：、电工被铜丝纺织的衣服所包裹，起到静电屏蔽作用，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，使人体内电场强度保持为零，对人体起保护作用，与铜丝的厚度没有关系，故A正确，D错误；
B、直升机由金属制成，由于静电屏蔽，内部场强为零，故B错误；
C、小鸟停在单根高压输电线上，小鸟的两只脚之间的距离很小，所以两脚间的电压也很小，小鸟不会被电死，故C错误；
故选：。
处在高压电场中的人体，会有危险电流流过，危及人身安全，因而所有进入高电场的工作人员，都应穿全套屏蔽服．带电作业屏蔽服又叫等电位均压服，是采用均匀的导体材料和纤维材料制成的服装．其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害．小鸟的两只脚之间的距离很小，所以两脚间的电压也很小。
本题考查了屏蔽服的作用，要求同学们能用物理知识解释生活中的现象，难度不大，属于基础题．
 

5.【答案】 

【解析】解：从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，应给卫星加速实现变轨，即在点点火向速度的反方向喷气，所以在轨道Ⅰ上的点速度小于在轨道Ⅱ上的点的速度，故A正确，D错误；
B、根据牛顿第二定律可知
解得加速度
即离地球球心距离越大，加速度越小，所以在轨道上，卫星在点的加速度大于在点的加速度，故B错误；
C、卫星在轨道Ⅰ上点需要喷气加速变到轨道Ⅱ，动能增大，所以探测器在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能，故C错误。
故选：。
卫星从低轨变到高轨，需要点火加速，即卫星经过低轨和高轨上的同一点是，在高轨的速度更大，机械能更大；根据牛顿第二定律，可以判断加速度的大小。
本题考查卫星的变轨问题，解决本题的关键知道变轨的原理，知道万有引力提供向心力。
 

6.【答案】 

【解析】解：金属圆盘处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即金属圆盘内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷在那点产生的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷的电场线重合，且方向相反。负点电荷在点激发的场强指向负点电荷，所以感应电荷在盘中点所激发场强背离负点电荷。故A正确，BCD错误
故选：。
金属圆盘处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，根据点电荷产生的电场的特点即可画出图象。
本题主要考查了点电荷电场线的特点以及静电平衡的特点，知道处于静电平衡的物体，内部场强为零，难度不大，属于基础题。
 

7.【答案】 

【解析】解：、无人机在离地面高度为处将药物静止释放，设药品落地时的速度为，则有：
，
解得：，
药品从释放到刚接触地面的过程中，动能增加量
，
重力做正功，重力势能减少量
，
则药物机械能不守恒，机械能减少了
，
故AC错误，B正确；
D、根据动能定理知，合力做功等于动能的增加量，整个过程中动能增加了，故D错误；
故选：。
由位移公式可求得药品落地时的速度，根据动能计算公式求解动能增加量；根据重力势能的计算公式求解重力势能的减少量，由此得到机械能的减小量。
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或弹力以外的力做功有关。
 

8.【答案】 

【解析】解：、撤去外力后物块向右运动受弹簧弹力和地面的摩擦力作用，开始的时候弹力大于摩擦力，物块加速运动，当二力平衡时，速度达到最大，加速度为零即合外力为零，此时弹簧仍处于压缩状态且位于点的左边，故AB错误；
C、设物块到达点时动能为，由能量守恒定律可知物块从到过程有：，物块从到过程有，其中为从到过程中产生的热、为从到过程中产生的热，联立可得，故C错误；
D、根据选项的分析可知，物块从到速度先增加后减小，从到弹簧弹力向左且逐渐增大，摩擦力方向向左不变，根据牛顿第二定律可知加速度一直增大，故D正确。
故选：。
撤去外力后物块向右运动受弹簧弹力和地面的摩擦力作用，根据弹簧弹力的变化情况结合物块的受力情况分析运动情况，根据功能关系分析弹性势能的大小关系。
本题主要是考查功能关系、牛顿第二定律等，关键是弄清楚物块的受力情况和运动情况，知道合外力为零时加速度为零、速度最大。
 

9.【答案】 

【解析】解：、两球相互排斥，则两球带同种电荷，设、带有电荷量为，相隔一定距离，根据库仑定律有，两球之间相互吸引力大小
根据电量分配原则，第三个不带电的金属小球与球接触后移开，第三个球与球的带电量都为，第三个球与球接触后移开，第三个球与球的带电量都为
根据库仑定律有，、两球之间相互作用力大小，故C正确，ABD错误。
故选：。
根据库仑定律，电量分配原则，结合题意，即可解答。
本题解题关键是结合题意，根据电量分配原则求出、的电量，再结合库仑定律分析。
 

10.【答案】 

【解析】解：、对于环和重物组成的系统，由于只有重力做功，故系统的机械能守恒。重物上升过程中动能、重力势能均增大，即重物体的机械能增大，可知环从下降到的过程中机械能减小，故A错误；
B、环到达处时，重物上升的高度为，故B错误；
C、环沿绳子方向的分速度大小等于重物的速度大小，环到达处时，，将环的速度分解，如图所示

可得：，解得：，故C错误；
D、设环下降的最大高度为，此时环和重力的动能均为零，由系统机械能守恒可得，解得：，故D正确。
故选：。
对于环和重物组成的系统，由于只有重力做功，所以系统机械能守恒，根据重物体机械能的变化，判断环的机械能变化情况。根据几何知识求环到达处时，重物上升的高度。根据环沿绳子方向的分速度大小等于重物的速度大小，分析两者速度大小关系，由系统机械能守恒求环能下降的最大高度。
解决本题的关键要知道重物与环组成的系统机械能是守恒的，但环和重物各自的机械能均不守恒。要知道环沿绳子方向的分速度大小等于重物的速度大小，能运用速度分解法研究两者速度之比。
 

11.【答案】        

【解析】解：为充分利用纸带，重物下落的起始位置靠近打点计时器，故A正确；
B.为充分利用纸带，做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤，故B正确；
C.根据实验打出的纸带，应根据匀变速直线运动的推论求出打点计时器打下某点时重锤的速度，不能测量该点到点的距离，再根据公式计算重锤的速度，故C错误；
D.用刻度尺测量某点到点的距离，利用公式计算重力势能的减少量，其中应取当地的重力加速度，故D正确。
本题选择说法错误的，故选：。
从打下点到打下点的过程中，重锤重力势能的减少量
做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打点时的速度大小
动能的增加量；
空气阻力、摩擦阻力在实验过程做负功，故重力势能的减少量总是略大于动能的增加量；而这个实验结果是由设计方案决定的，这类误差属于系统误差；不能通过多次重复使用取平均值来减小，只能改变实验方案，减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差；故AC错误，BD正确。
故选：。
根据，可得
可知图线的斜率为
解得；
故答案为：；；；；
根据实验原理与实验注意事项分析答题；
根据匀变速直线运动的推论求出打点的速度，然后根据重力势能与动能的计算公式分析答题；
重锤下落过程要克服阻力作用做功，机械能有损失，重力势能的减少量大于动能的增加量；
应用动能定理求出图象的函数表达式，然后分析答题。
理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提与关键，应用匀变速直线运动的推论、动能与重力势能的计算公式、动能定理即可解题。
 

12.【答案】解：重力做的功
  
运动员所受合力：
  
方向沿斜坡向下，沿合力方向位移，
合力做的功
代入数据计算可得：
根据动能定理，有：；
滑雪运动员滑至坡底时所受重力的瞬时功率为：；
代入数据可得：。
答：滑雪运动员所受的重力对他做功 ；
各力对运动员做的总功是 ．
滑至底端时重力的瞬时功率为； 

【解析】根据求解重力所做的功；
受力分析后，先求合力，再求解总功；
先根据动能定理求解末速度，根据求解瞬时功率，
本题关键是明确滑雪运动员的运动规律，然后求合力，求总功，在求瞬时功率时，先利用动能定理求速度，利用好求得瞬时功率。
 

13.【答案】解：根据平衡条件有
解得：
由
解得电场强度的大小为：

释放后小球做圆周运动，根据动能定理可得：

解得：
答：小球平衡时，细线中的拉力大小为，电场强度的大小为；
将小球向右拉至与点等高，且细线水平绷紧，若由静止释放小球，小球到达最低点的动能为。 

【解析】对小球受力分析，根据几何关系得出细线的拉力和场强的大小；
根据动能定理列式得出小球到达最低点的动能。
本题主要考查了动能定理的相关应用，熟悉物体的受力分析，结合几何关系和动能定理即可完成解答。
 

14.【答案】设地球质量为，组合体角速度为；
依题意可得：地球表面处万有引力等于重力，则
同时有：


联立解得：；
答：组合体运动的周期为，所在圆轨道的离地高度为。 

【解析】在地球表面万有引力等于重力，利用角度和时间的关系求出角速度，结合向心力公式完成求解。
本题主要考查了万有引力定律，要注意区分组合体的运动半径和离地高度的区别，注意减去地球的半径。
 

15.【答案】解：物块从点到点时的速度为，根据动能定理有：
在点物块受到的弹力，根据牛顿第二定律得：
可得：
根据牛顿第三定律可得物块第一次到达圆轨道点时对轨道的压力的大小为；
到点弹簧的压缩量为，最大弹性势能为，由到的过程根据功能关系有：
由到的过程根据功能关系有：
解得：，；
物块的质量为，物块到达点时有：
物块从点到点，根据功能关系得：
解得：。
答：物块第一次到达圆轨道点时对轨道的压力的大小为；
的长度为，弹簧的最大弹性势能为；
若换一个材料相同的物块，在弹簧右端将弹簧压缩到点由静止释放，物块质量为时恰好过圆轨道最高点。 

【解析】物块从点到点根据动能定理求解达到点的速度大小，在点根据牛顿第二定律、牛顿第三定律可得物块第一次到达圆轨道点时对轨道的压力的大小；
由到的过程根据功能关系列方程，由到的过程根据功能关系列方程联立求解；
物块到达点时质量恰好提供向心力，由此列方程；物块从点到点，根据功能关系列方程联立求解物块质量。
本题主要是考查了功能关系和竖直平面内的圆周运动，首先要选取研究过程，分析运动过程中物体的受力情况和能量转化情况，然后分析运动过程中哪些力做正功、哪些力做负功，初末动能为多少，根据功能关系列方程解答。