江苏省泰州市兴化市2022-2023学年高一下学期4月期中物理试题
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学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列说法不符合史实或认识错误的是( )
A.物体所带的电荷量可以是任意的
B.英国科学家法拉第认为电荷的周围存在着电场
C.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的
D.处于静电平衡状态下的导体,其内部的电场强度处处为零
2.下列物理量的“负号”表示大小的是( )
A.速度 B.重力势能
C.力做功为 D.位置坐标
3.如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、b质量相同,且小于c的质量,则( )
A.a所需向心力最小
B.b、c周期相等,且大于a的周期
C.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度
D.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度
4.如图所示,物块放在斜面上一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动,在通过一段位移的过程中,下列说法正确的是( )
A.重力对物块做负功
B.支持力对物块不做功
C.摩擦力对物块做负功
D.斜面对物块不做功
5.在平直公路上,汽车由静止开始作匀加速运动,当速度达到某一值时,立即关闭发动机后滑行至停止,其图像,如图所示,汽车东引力为,运动过程中所受的摩擦阻力恒为,则下列关系中正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示,带箭头的直线是某一电场中的一条电场线,在这条电场线上有A、B两点,用表示A、B两点的场强,则下列说法正确的是( )
A.点电荷在A点受到的电场力方向由A指向B
B.因为电场线从A指向B,所以
C.A、B在一条电场线上,且电场线是直线,所以
D.A、B两点的场强方向相同
7.如图甲所示,A、B是某电场中一条电场线上的两点,一负电荷从A点由静止释放,仅在静电力的作用下从A点运动到B点,其运动的v-t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.该电场线的方向是由A指向B B.电荷在运动过程中加速度变大
C.A点处的场强比B点处的场强大 D.该电场可能是由正点电荷产生的
8.“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验,测得物体从静止自由下落h高度的时间为t,已知月球半径为R,自转周期为T,引力常量为G。下列正确的是( )
A.月球表面重力加速度
B.月球的质量为
C.月球的第一宇宙速度
D.月球同步卫星离月球表面高度为
9.如图所示,水平传送带保持的速度运动.一质量为的物体与传送带间的动摩擦因数为.现将该物体无初速度地放到传送带上的点,然后运动到了距点的点,则传送带对该物体做的功为( )
A. B. C. D.
10.如图所示,在竖直平面内有一半径为的光滑圆弧轨道,半径水平、和竖直。质量为,可视为质点的滑块从的正上方点由静止下落,在点内侧进入轨道后,到达轨道的最高点,若重力加速度为g,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.物体运动到B点时速度大小一定等于
B.物体从B点飞出后,一定落在圆弧轨道外侧
C.物体在两点对轨道的压力差与有关,越大,越大
D.最小值为
二、实验题
11.在用打点计时器“验证机械能守恒定律”实验中
(1)纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示,其中最合适的是 。
(2)若已知打点计时器的电源频率为,当地的重力加速度,重物质量为,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,打点时,重物的速度为零,为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由点运动到点,重力势能少量 J。(计等结果保留3位有效数字)
(3)小明测量出打点到点的时间,再用自由落体运动公式“”计算出,这种处理数据的方法是 的(选填“正确”、“错误”)
(4)若的距离用表示,打点时重物的速度为,当两者间的关系式满足 时,说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为,用表示)。
(5)实验中发现重物增加的动能总大于减少的重力势能,其主要原因可能是 。
A.重物的质量过大 B.重物的体积过小
C.先释放重物后通电打点了 D.重物及纸带在下落时受到阻力
三、解答题
12.如图所示,一个挂在丝线下端带负电的小球B,静止在图示位置。若固定的带负电小球(可看作点电荷)的电荷量为球的质量为,带电荷量为,细线偏离竖直方向的夹角和在同一条水平线上,整个装置处于真空中,已知:重力加速度为,静电力常量为。求:
(1)两球间的距离。
(2)带电小球在图中B球静止位置处产生的电场强度大小和方向。
13.有a、b、c三颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近轨道上正常运动(可认为其轨道半径等于地球半径),c是地球同步通讯卫星。设地球自转周期为T,地球的质量为M,地球的半径为R,所有卫星的运动均视为匀速圆周运动,求:
(1)a卫星的向心加速度的大小;
(2)b卫星的周期;
(3)c卫星与地面的距离。
14.质量是,额定功率为的汽车,在平直公路上以最大速度做匀速直线运动,假设汽车运动过程中所受的阻力不变,有经验的司机可以通过控制发动机功率来控制汽车的运动。求:
(1)汽车所受阻力的大小。
(2)接近路口时,需要减速慢行,该司机将发动机功率瞬间减小为并维持不变,在内汽车再次做匀速直线运动。求汽车在这内的位移大小。
(3)接近路口时,需要减速慢行,该司机控制汽车以的加速度做匀减速直线运动,求经过多久发动机的功率减小为。
15.如图所示,半径的光滑圆弧轨道竖直放置,圆心角,圆弧轨道与水平地面上长为的粗糙直轨道平滑连接.质量的小物块从点由静止释放。(重力加速度)求:
(1)小物块第一次到达点时的速度。
(2)如小物块与轨道之间的动摩擦因数为0.5,小物块静止位置距点的距离为多少。
(3)若小物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半。如果物体与墙壁只发生一次碰撞,那么小物块与轨道之间的动摩擦因数应该满足怎样的条件。(计算结果保留最简分数)
参考答案:
1.A
【详解】A.物体所带的电荷量不是任意的,只能是元电荷的整数倍,故A错误,满足题意要求;
B.英国科学家法拉第认为电荷的周围存在着电场,故B正确,不满足题意要求;
C.元电荷e的数值最早是由美国物理学家密立根用实验测得的,故C正确,不满足题意要求;
D.处于静电平衡状态下的导体,其内部的电场强度处处为零,故D正确,不满足题意要求。
故选A。
2.B
【详解】A.速度,负号表示方向,选项A错误;
B.重力势能,负号表示大小,选项B正确;
C.力做功为,负号表示阻力功,选项C错误;
D.位置坐标,负号表示方向,选项D错误。
故选B。
3.B
【详解】A.人造地球卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,根据,因为a、b质量相同,且小于c的质量,而bc半径相同大于a的半径,所以Fa>Fb,Fc>Fb,可知b所需向心力最小。故A错误。
BCD.根据
得
知b、c周期相等,且大于a的周期。b、c加速度相等,小于a的加速度。b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度。故B正确,CD错误。
故选B。
4.D
【详解】A. 重力与位移方向垂直,重力对物块不做功,A错误;
B. 支持力与位移成钝角,对物块做负功,B错误;
C. 摩擦力沿斜面向上,与位移方向成锐角,对物块做正功,C错误;
D. 因为物块做匀速运动,物块的合力等于零,所以斜面对物块的作用力方向竖直向上,与位移方向垂直,斜面对物块不做功,D正确。
故选D。
5.B
【详解】由题可知,在内,根据汽车的受力及牛顿第二定律可知
在内,根据汽车的受力及牛顿第二定律可知
又由图可知
故可得
故选B。
6.D
【详解】A.正点电荷在A点受到的电场力方向由A指向B,负正点电荷在A点受到的电场力方向由B指向A,故A错误;
BC.一条电场线不能判断疏密,不知A、B附近的电场线分布状况,则不能比较A、B两点的场强大小关系,故BC错误;
D.场强方向是电场线的切线方向,则 A、B两点的场强方向相同,故D正确。
故选D。
7.C
【详解】A.由题及图甲知,负电荷由静止释放,仅在静电力作用下运动,由负电荷受力和电场线方向关系可得该电场线的方向是由B指向A,A错误;
B.由图乙知速度切线斜率减小,电荷在运动过程中加速度减小,B错误;
C.电荷的加速度减小,即受力减小,所以电场强度减小,A点处的场强比B点处的场强大,C正确;
D.由电场线的方向是由B指向A,若电场由正点电荷产生,则该正点电荷位置为B右侧,又由于A点处的场强比B点处的场强大,所以该电场不可能是由正点电荷产生,D错误;
故选C。
8.A
【详解】A.由自由落体运动规律有
所以有
故A正确;
B.在月球表面的物体受到的重力等于万有引力
则
故B错误;
C.月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度,根据重力提供向心力
则
故C错误;
D.月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力
解得
故D错误。
故选A。
9.B
【详解】物体无初速地放到传送带上,匀加速运动的过程中加速度为.
设物块从放上传送带到速度与皮带相同经历的时间为,则有:.
此过程通过的位移为.
所以速度与皮带相同后,物块做匀速直线运动.只有匀加速运动过程,皮带对物块做功.根据动能定理得传送带对该物体做的功.
故选B.
点睛:物体无初速地放到传送带上,开始阶段受到向右的滑动摩擦力做匀加速运动,当物体速度与传送带相同时,物块不受摩擦力,与传送带一起做匀速运动.只有在物块加速运动过程中,传送带对物体做功.根据牛顿第二定律求出物块匀加速运动的加速度,由速度公式求出物块速度与传送带速度相等所经过的时间,由位移公式求出此过程的位移,分析物块是否达到传送带的另一端,再由动能定理求解传送带对该物体做的功.
10.B
【详解】AB.物体运动到B点时,如果重力刚好提供向心力,则物体经过B点具有最小速度,根据牛顿第二定律可得
解得
则物体运动到B点时速度大小应大于等于;物体从B点飞出后做平抛运动,则有
,
联立解得
可知物体从B点飞出后,一定落在圆弧轨道外侧,故A错误,B正确;
C.设物体在B、C两点受到轨道的支持力大小为,,根据牛顿第二定律可得
,
根据机械能守恒可得
联立可得
可知物体在B、C两点对轨道的压力差恒与无关,故C错误;
D.物体从点到B点过程,根据动能定理可得
解得
故D错误。
故选B。
11. D 0.0982 错误 (含也对) C
【详解】(1)[1]验证机械能守恒定律实验中,为了减小纸带与打点计时器间的摩擦力,应用手拉着纸带上端竖直穿过打点计时器,同时重物应该靠近打点计时器。
故选D。
(2)[2]重物由点运动到点,重力势能少量为
(3)[3]小明测量出打点到点的时间,再用自由落体运动公式“”计算出,这种处理数据的方法是错误的;因为这种方向直接认为物体只受重力作用,则这样就会失去了验证机械能守恒定律的意义了。
(4)[4]根据机械能守恒可得
可得当满足关系式
说明下落过程中重锤的机械能守恒。
(5)[5]实验中发现重物增加的动能总大于减少的重力势能。
AB.重物的质量过大或重物的体积过小,均不会使重物增加的动能大于减少的重力势能,故AB错误;
C.先释放重物后通电打点了,则打第一点时重物的初速度不为零,计算重物增加的动能时,没有减去初动能,则重物增加的动能测量值偏大,使得重物增加的动能大于减少的重力势能,故C正确;
D.重物及纸带在下落时受到阻力,则重物减少的重力势能有一部分转化为内能,使得重物增加的动能小于减少的重力势能,故D错误。
故选C。
12.(1);(2),电场强度方向水平向左
【详解】(1)根据平衡条件可得
解得
(2)根据电场强度的定义公式可得电场强度大小为
电场强度方向水平向左。
13.(1);(2);(3)
【详解】(1)a在地球赤道上随地球表面一起转动,周期为T,故向心加速度为
(2)b为近地卫星,由万有引力作为向心力可得
解得
(3)c卫星运行周期与地球自转周期相同,设与地面的距离为h,由引力作为向心力可得
解得
14.(1);(2);(3)
【详解】(1)汽车做匀速直线运动时速度达到最大,此时牵引力和阻力平衡
解得
(2)汽车再次匀速时
对2min内由动能定理
解得
(3)功率减小为时,加速度为,根据牛顿第二定律
由匀变速直线运动规律可得
解得
15.(1);(2);(3)
【详解】(1)小物块从到过程,根据动能定理可得
解得小物块第一次到达点时的速度为
(2)小物块从到在上速度减小为零,根据动能定理可得
解得
小物块静止位置距点的距离为。
(3)当动摩擦因数最大时,物体恰好能碰得上,设到达速度减小为零,根据动能定理可得
解得
当动摩擦因数最小时,第一次与D碰撞后反弹,再次滑上,重新滑下后恰好不能与D发生第二次碰撞;从B滑下到第一次与D碰撞前,根据动能定理可得
第一次与D碰撞后到第二次运动到D速度恰好减小为零,根据动能定理可得
联立解得
综上分析可得
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