第第頁浙江省嘉興市海鹽第二高級中學2022-2023學年高一下學期期中考試物理試題（含解析）海鹽二高2022-23學年下學期期中考試

高一物理學科試卷

一、單選題(每題3份，共54分）

1．萬有引力定律的表達式是

A．B．C．D．

2．如圖所示，一物體靜止在水平面上，在水平恒力F作用下由靜止開始運動，前進距離為x時，速度達到v，此時力F的瞬時功率為（）

A．FvB．FxC．D．

3．鐵路轉(zhuǎn)彎處常豎立一速度()標示牌,下列說法正確的是()

A．當火車以速率行駛時，火車受重力、支持力和向心力

B．當火車的速率時，火車對外軌有向外的側(cè)向壓力

C．當火車的速率時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的側(cè)向壓力

D．載滿貨的車和空車通過同彎道時，規(guī)定火車行駛的速率是相同的

4．如圖所示為我國首次執(zhí)行火星探測任務的“天問一號”探測器的部分運行軌跡圖，軌道I與軌道Ⅱ相切于P點。不考慮“天問一號”的質(zhì)量變化，下列說法正確的是（）

A．“天問一號”在軌道I上的機械能等于在軌道Ⅱ上的機械能

B．“天問一號”在軌道I上的運動周期小于在軌道Ⅱ上的運動周期

C．“天問一號”從軌道I經(jīng)過P點時的合力比從軌道Ⅱ經(jīng)過P點時的合力大

D．“天問一號”從軌道I變軌到軌道Ⅱ，需要在P點朝運動速度的方向噴氣

5．如圖所示，原來不帶電的金屬導體，在其兩端下面都懸掛著金屬驗電箔；現(xiàn)若使帶負電的金屬球A靠近導體的M端，可能看到的現(xiàn)象是（）

A．只有M端驗電箔張開，且M端帶正電

B．只有N端驗電箔張開，且N端帶正電

C．兩端的驗電箔都張開，且N端帶負電，M端帶正電

D．若將左端接地，N端的驗電箔仍將張開

6．春暖花開的時節(jié)，坐落在東湖的摩天輪迎來了無數(shù)游客。假設乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動。下列說法正確的是（）

A．在最高點時，乘客所受重力等于座椅對他的支持力，處于平衡狀態(tài)

B．在摩天輪轉(zhuǎn)動的過程中，乘客的機械能始終保持不變

C．在摩天輪轉(zhuǎn)動的過程中，重力對乘客的功率保持不變

D．在摩天輪轉(zhuǎn)動一周的過程中，合力對乘客做功為零

7．下列說法正確的是（）

A．以點電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點的電場強度都相同

B．取走電場中某點的試探電荷后，該點電場強度為零

C．由電場強度的定義式可知，電場中某點的電場強度E與試探電荷q所受的電場力F成正比

D．正電荷在電場中某點所受電場力的方向即為該點的電場強度方向

8．以下說法正確的是（）

A．把質(zhì)子或電子叫元電荷

B．只有體積很小的帶電體才可以看做點電荷

C．電荷間的相互作用力是通過電場而產(chǎn)生的

D．描述電場的電場線是客觀存在的

9．開普勒仔細研究了哪位天文學家連續(xù)20年對行星的觀測結(jié)果，最終發(fā)表了著名的開普勒三定律（）

A．托勒密B．哥白尼C．伽利略D．第谷

10．關于靜電場，下列說法正確的是（）

A．電場線與等勢面不一定處處相互垂直

B．同一等勢面上各點電場強度大小一定相等

C．電場中電勢降落最快的方向一定是電場線的方向

D．電荷僅受電場力且從靜止釋放，運動軌跡一定與電場線重合

11．一個質(zhì)量為1kg的小球，從高5m處自由下落，則下落過程中(g=10m/s2)（）

A．重力對小球做功的平均功率是100W

B．重力對小球做功的平均功率是50W

C．落地時重力的瞬時功率是50W

D．落地時重力的瞬時功率是80W

12．2023年10月24日，“嫦娥一號”成功發(fā)射，11月5日進入38萬公里以外的環(huán)月軌道，11月24日傳回首張圖片，這是我國航天事業(yè)的又一成功，“嫦娥一號”圍繞月球的運動可以看作勻速圓周運動，萬有引力常量已知，如果在這次探測工程中要測量月球的質(zhì)量，則需要知道的物理量有（）

A．“嫦娥一號”的質(zhì)量和月球的半徑

B．“嫦娥一號”繞月球運動的周期和軌道半徑

C．月球的半徑和“嫦娥一號”繞月球運動的周期

D．“嫦娥一號”的質(zhì)量、月球的半徑和“嫦娥一號”繞月球運動的周期

13．在籃球賽中經(jīng)常有這樣的場面∶在比賽即將結(jié)束時，運動員把球投出且準確命中，獲得勝利。設運動員投籃過程中對籃球做功為W，出手時籃球的高度為h1，籃框距地面的高度為h2，籃球的質(zhì)量為m，不計空氣阻力，則籃球進框時的動能為（）

A．mgh1+mgh2-WB．W+mgh2-mgh1

C．W+mgh1-mgh2D．mgh2-mgh1-W

14．如圖所示，洗衣機脫水桶在轉(zhuǎn)動時，衣服貼靠在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上而不掉下來，則衣服（）

A．受到4個力的作用

B．所受靜摩擦力小于重力

C．所需的向心力由彈力提供

D．所需的向心力由靜摩擦力提供

15．小明家餐桌的上面一層是半徑為的轉(zhuǎn)盤，餐具放在上面可隨盤繞盤中心的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，已知碗和轉(zhuǎn)盤表面的動摩擦因數(shù)為0.64，媽媽將一碟菜放在轉(zhuǎn)盤邊緣后離開了，調(diào)皮的小明轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤，結(jié)果菜碟子從轉(zhuǎn)盤上滑落，若轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動可認為是勻速轉(zhuǎn)動，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，則小明轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤的角速度至少為（）

A．B．C．D．

16．科學家預測銀河系中所有行星的數(shù)量大概在2萬億-3萬億之間。日前在銀河系發(fā)現(xiàn)一顆類地行星，半徑是地球半徑的兩倍，質(zhì)量是地球質(zhì)量的三倍。衛(wèi)星a、b分別繞地球、類地行星做勻速圓周運動，它們距中心天體表面的高度均等于地球的半徑。則衛(wèi)星a、b的（）

A．線速度之比為B．線速度之比為

C．加速度之比為：D．加速度之比為4：3

17．汽車通過凸形橋最高點時，（）

A．汽車對橋的壓力大于汽車的重力

B．汽車速度越大，汽車對橋的壓力越小

C．汽車速度越大，汽車對橋面壓力也越大

D．汽車對橋的壓力等于汽車的重力

18．在絕緣粗糙的斜面上A點處固定一點電荷甲，將一帶電小物塊乙從斜面上B點處由靜止釋放，乙沿斜面運動到C點時靜止。則（）

A．甲、乙一定帶異種電荷

B．B點的電勢一定高于C點的電勢

C．從B到C的過程中，乙的電勢能一定減少

D．從B到C的過程中，乙的機械能的損失量一定等于克服摩擦力做的功

二、實驗題(共26分）

19．利用如圖所示裝置進行“驗證機械能守恒定律”實驗。

(1)除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(含鐵夾)、電磁打點計時器、導線及開關外，在下列器材中，還必須使用的器材是______；（多選）

A．交流電源

B．秒表

C．天平(含砝碼)

D．刻度尺

(2)實驗中，先接通電源，再釋放重物，得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個連續(xù)打出的點A、B、C，測得OA、AB、BC的距離分別為h1、h2、h3。已知當?shù)刂亓铀俣葹間，打點計時器打點的周期為T，重物的質(zhì)量為m，從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量△Ep=______，動能增加量△Ek=______；

(3)大多數(shù)學生的實驗結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動能的增加量，可能的原因是______。

20．用如題圖所示的裝置演示“影響向心力大小的因素”實驗。長槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A的2倍，長槽上的擋板A和短槽上的擋板C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧力筒下降，從而露出標尺，根據(jù)標尺上的等分格可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。

（1）在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關系時，我們主要用到了物理學中的___________。

A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．演繹法

（2）當傳動皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，兩個塔輪邊緣處的___________大小相等；（選填“線速度”或“角速度”）

（3）探究向心力和角速度的關系時，應將皮帶套在兩塔輪半徑不同的輪盤上，將___________相同的小球分別放在擋板___________和擋板___________處（后面兩格選填“A”或“B”或“C”）

21．如圖所示為靜電除塵裝置的原理圖，該裝置由集塵極和懸在兩集塵極間的放電極組成，在集塵極和放電極間加有高壓電源，其間的空氣被電離成為電子和正離子，電離出的電子在靜電力的作用下運動。廢氣在經(jīng)過機械過濾裝置后進入靜電除塵區(qū)域，廢氣中的粉塵吸附電子后帶上負電，粉塵在電場力的作用下向集塵極遷移并沉積，實現(xiàn)除塵的目的。圖中虛線為電場線，不考慮粉塵重力的影響。

（1）為了實現(xiàn)凈化廢氣的目的，靜電除塵裝置中的放電極，應接高壓電源的___________（選填“正極”或“負極”）。

（2）由電場的分布特點可知，圖中A點電勢___________B點電勢（選填“高于”、“低于”或“等于”），帶相同電荷量的粉塵在A點位置的電勢能___________在B點位置的電勢能（選填“高于”、“低于”或“等于”），帶電粉塵運動軌跡___________與某條彎曲的電場線重合（選填“可能”、“不可能”）。

三、解答題(共20分,21題8分，22題12分）

22．真空有一電場，在電場中的P點放置一電荷量為+2.0×10-9C的檢驗電荷，它受到的電場力為4.0×10-5N，方向向左。求：

（1）P點電場強度的大小并判斷電場強度的方向；

（2）若將檢驗電荷變?yōu)?4.0×10-9C，再求電場強度大小和方向。

23．如圖所示，一輛質(zhì)量為1噸的汽車靜止在一座半徑為50m的圓弧形拱橋頂部（），求：

（1）此時汽車對圓弧形拱橋的壓力是多大；

（2）如果汽車以10m/s的速度經(jīng)過拱橋的頂部，則汽車對圓弧形拱橋的壓力是多大；

（3）汽車以多大速度通過拱橋的頂部時，汽車對圓弧形拱橋的壓力恰好為零.

參考答案：

1．A

【詳解】萬有引力定律的表達式是，選項A正確，BCD錯誤。

故選A。

2．A

【詳解】拉力F的瞬時功率為P=Fv。

故選A.

3．D

【詳解】當火車以速率行駛時，內(nèi)低外高的軌道均不受擠壓，火車受重力、支持力，靠兩個力的合力提供向心力，故A錯誤；當火車的速率時，火車所受的重力及軌道面的支持力提供的向心力大于所需要的向心力，則多余的力由內(nèi)軌向外擠壓來平衡，則車輪輪緣會擠壓內(nèi)軌，故B錯誤；當火車的速率時，火車所受的重力及軌道面的支持力提供的向心力小于所需要的向心力，則不足的部分由外軌輪緣向內(nèi)的側(cè)壓力來提供，則車輪輪緣會擠壓外軌．故C錯誤；火車轉(zhuǎn)彎時受重力、支持力，的合力提供向心力：，解得：，由此可知速度與質(zhì)量無關，所以載滿貨的車和空車通過同彎道時，規(guī)定火車行駛的速率是相同的，故D正確．所以D正確，ABC錯誤．

4．D

【詳解】A．“天問一號”從軌道I的P點減速進入軌道Ⅱ，可知其動能減小，在P點勢能不變，故其在兩軌道上機械能不同。故A錯誤；

B．由開普勒第三定律可知軌道Ⅱ周期大于軌道I周期。故B錯誤；

C．根據(jù)萬有引力定律，“天問一號”從軌道I經(jīng)過P點時的合力與從軌道Ⅱ經(jīng)過P點時的合力一樣大。故C錯誤；

D．“天問一號”從軌道I變軌到軌道Ⅱ，需要在P點朝運動速度的方向噴氣，達到減速的目的，從高軌變到低軌。故D正確。

故選D。

5．C

【詳解】由于金屬球A帶負電，根據(jù)靜電反應可知，當金屬球A靠近M端時，M端帶正電，N端帶負電，兩邊金屬箔均根據(jù)同種電荷相互排斥二張開，故C符合題意，ABD不符合題意。

故選C。

6．D

【詳解】A．乘客做勻速圓周運動，在最高點時重力和座椅對他的支持力的合力提供向心力，故Ａ錯誤；

B．乘客做勻速圓周運動，動能保持不變，重力勢能隨高度變化，機械能始終改變，故Ｂ錯誤；

C．重力的功率，由于重力與速度方向夾角不斷變化，所以重力對乘客的功率不斷變化，故Ｃ錯誤；

D．乘客動能不變，由動能定理可得，合力對乘客做功為零，故Ｄ正確。

故選Ｄ。

7．D

【詳解】A．以點電荷為圓心，r為半徑的球面上，各點的電場強度大小都相同，但是方向不同，故A錯誤；

B．取走電場中某點的試探電荷后，該點電場強度不變，故B錯誤；

C．電場中某點的電場強度E只由電場本身決定，與試探電荷q所受的電場力F無關，故C錯誤；

D．正電荷在電場中某點所受電場力的方向即為該點的電場強度方向，故D正確。

故選D。

8．C

【詳解】A．元電荷是指自然界存在的最小電荷量，質(zhì)子或電子所帶電荷量等于元電荷，并不是把質(zhì)子或電子叫元電荷，故A錯誤；

B．帶電體能否看作點電荷要根據(jù)所研究問題而定，而不能僅根據(jù)帶電體的體積來判斷，當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀、大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，帶電體就可以看做點電荷，故B錯誤；

C．電荷間的相互作用力是通過電場而產(chǎn)生的，故C正確；

D．描述電場的電場線是為了便于研究而假想出來的，并不是客觀存在的，故D錯誤。

故選C。

9．D

【詳解】開普勒仔細研究了丹麥天文學家第谷連續(xù)20年對行星的觀測結(jié)果，最終發(fā)表了著名的開普勒三定律。

故選D。

10．C

【詳解】A．電場線與等勢面一定處處相互垂直，A錯誤；

B．同一等勢面上各點電勢一定相等，電場強度大小不一定相等，B錯誤；

C．電場中電勢降落最快的方向一定是電場線的方向，C正確；

D．當初速度為零時，放入電場線是直線的電場中，電荷僅在電場力作用下的運動軌跡才一定與電場線重合，D錯誤。

故選C。

11．B

【詳解】落地時的速度由

v2=2gh

得

整個過程的平均速度為

重力的平均功率為

落地時的瞬時功率為

P=mgv=1×10×10W=100W

故選B。

【點睛】解決本題的關鍵掌握平均功率和瞬時功率的求法，以及知道它們的區(qū)別，平均功率是某一段時間或某一段位移內(nèi)的功率，瞬時功率是某一時刻或某一位置的功率。

12．B

【詳解】根據(jù)萬有引力提供向心力

可得

要計算月球的質(zhì)量，需要知道繞其運動的衛(wèi)星的軌道半徑和周期，與衛(wèi)星的質(zhì)量以及月球的半徑無關。

故選B。

13．C

【詳解】由動能定理可知，在整個過程中有

W-mg（h2-h1)=Ek

得

Ek=W+mgh1-mgh2

故選C。

14．C

【詳解】洗衣機脫水桶在轉(zhuǎn)動時，衣服貼靠在勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上而不掉下來，則衣服受到重力、筒壁對衣服的水平彈力和豎直向上的摩擦力，由于衣服在水平面上做的是勻速圓周運動，所以彈力提供向心力，豎直方向重力和摩擦力平衡，故ABD錯誤；C正確。

故選C。

15．B

【詳解】根據(jù)

解得

若小明轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤的角速度大于時盤子掉落，則小明轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤的角速度至少。

故選B。

16．A

【分析】根據(jù)題中物理情景描述可知，本題考查宇宙航行，根據(jù)萬有引力提供向心的規(guī)律，運用向心力公式、萬有引力公式、牛頓第二定律等，進行分析推斷。

【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力得

得

衛(wèi)星a、b的線速度之比

故A正確

B．由A分析知線速度之比為，故B錯誤；

C．由牛頓第二定律可知

可得

衛(wèi)星a、b的向心加速度之比

故C錯誤；

D．根據(jù)C分析可知加速度之比為，故D錯誤。

故選A。

【點睛】解決本題的關鍵要建立衛(wèi)星運動的模型，抓住萬有引力等于向心力這一思路，推導出線速度、加速度等的表達式

17．B

【詳解】A、D、汽車通過拱橋時做圓周運動，在最高點時合外力向下提供向心力，故重力大于支持力，由牛頓第三定律可知車重力大于壓力；故A，D錯誤.

B、C、最高點對汽車由牛頓第二定律：，可得，由牛頓第三定律可知汽車對橋面的壓力為：，故速度v越大，壓力越??；故B正確，C錯誤.

故選B.

18．C

【詳解】A．甲、乙之間的距離增大，而電量都不變，根據(jù)庫侖定律可知乙所受的庫侖力逐漸減小。若兩者是異種電荷，乙下滑的加速度將增大，不可能到C處靜止，所以得知甲、乙一定帶同種電荷，選項A錯誤；

B．由于電荷甲的電性未知，電場線方向未知，無法判斷B、C電勢的高低，選項B錯誤；

C．由于甲、乙?guī)N電荷，乙沿斜面運動到C過程中電場力對物塊乙做正功，乙的電勢能一定減小，選項C正確；

D．從B到C的過程中，庫侖力對乙做正功，摩擦力做負功，重力做正功，根據(jù)功能關系可知乙的機械能的損失量與系統(tǒng)電勢能的損失量之和等于克服摩擦力做的功，選項D錯誤。

故選C。

【點睛】本題關鍵能運用假設法確定出甲乙電性的關系，再根據(jù)電場力做功判斷電勢能的變化，由功能分析各力做功的關系。根據(jù)乙沿斜面運動到C點時靜止，甲乙間的距離增大，庫侖力減小，即可判斷它們電性的關系，根據(jù)電場線的方向判斷B、C間電勢關系；根據(jù)庫侖力做功的正負判斷電勢能的變化。根據(jù)功能關系分析能量如何轉(zhuǎn)化。

19．ADmg（h1＋h2）重物下落過程受到空氣阻力與紙帶和限位孔間摩擦力的作用，重物要克服阻力做功

【詳解】(1)[1]AB．實驗時用到電磁打點計時器來記錄運動時間，所以不需要秒表，電磁打點計時器必須使用交流電源，故A正確，B錯誤；

D．在計算動能和重力勢能變化量時，需要用到刻度尺測量距離，故D正確；

C．在比較動能變化量和重力勢能變化量是否相等時，需驗證

而等式兩邊可約去質(zhì)量m，所以不需要天平，故C錯誤。

故選AD。

(2)[2][3]從打O點到打B點的過程中，重物的重力勢能減少量

△Ep=mg（h1＋h2）

根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出B點的速度為

動能增加量

(3)[