2020-2021学年山东省泰安市宁阳一中高一（下）期中物理试卷

2020-2021学年山东省泰安市宁阳一中高一（下）期中物理试卷

1. 对于一定质量的物体，下列说法正确的是

A. 动能不变时，一定处于平衡状态
B. 处于平衡状态时，动能一定不变
C. 做曲线运动时，动能一定变化
D. 所受的合外力不为零时，动能一定变化

2. 研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤．设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是

A. 火星运行速度较大 B. 火星运行角速度较大
C. 火星运行周期较大 D. 火星运行的向心加速度较大

3. 一对等量正点电荷电场的电场线实线和等势线虚线如图所示，图中A、B两点电场强度分别是、，电势分别是、，负电荷q在A、B时的电势能分别是、，下列判断正确的是

A. ，，
B. ，，
C. ，，
D. ，，

4. 一质量为m的人站在观光电梯内的磅秤上，电梯以的加速度加速上升h高度，在此过程中
   
   
    

A. 磅秤的示数等于mg B. 磅秤的示数等于
C. 人的动能增加了 D. 人的机械能增加了

5. 我国自主研制的高分辨率对地观测系统包含至少7颗卫星和其他观测平台，分别编号为“高分一号”到“高分七号”，2013年4月发射成功的“高分一号”是一颗低轨遥感卫星，其轨道高度为645km。关于“高分一号”卫星，下列说法正确的是

A. 发射速度为
B. 卫星绕地球运行的周期比月球绕地球运行的周期大
C. 可以定点在相对地面静止的同步轨道上
D. 卫星绕地球运行的线速度比月球绕地球运行的线速度大

6. 一辆汽车由静止开始以恒定功率开始启动，沿着直线轨道运动行驶20秒后速度达到，设列车所受阻力恒定，该列车在这段时间内行驶的距离

A. 可能等于200m B. 一定小于200m
C. 一定大于200m D. 条件不足，无法确定

7. 一个质量为m的带电小球在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力，测得小球的加速度大小为，方向竖直向下，其中g为重力加速度.在小球下落h高度的过程中，下列说法正确的是

A. 小球的动能增加 B. 小球的电势能增加
C. 小球的重力势能减少 D. 小球的机械能减少

8. 如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，由此可知
    

A. 带电粒子在R点时的速度大小小于在Q点时的速度大小
B. 带电粒子在P点时的电势能比在Q点时的电势能小
C. 带电粒子在R点时的动能和电势能之和比在Q点时的小，比在P点时的大
D. 带点粒子在R点时的加速度大小小于在Q点时的加速度大小

9. 如图，水平面上有甲乙两个质量均为m的物体在力F的作用下由静止开始运动了相同的位移，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，F的大小等于mg，与水平方向的夹角为，下列说法中正确的是

A. 力F对甲物体做功多
B. 甲物体获得的动能比乙大
C. 甲、乙两个物体获得的动能相同
D. 力F对甲、乙两个物体做的功一样多

10. 质量为m的小球从离水平地面H高处以初速度水平抛出，下列图象分别描述了小球在空中运动的速率v、重力的瞬时功率P随时间t的变化关系和动能、机械能E随小球距地面高度h的变化关系，选地面重力势能为零且不计空气阻力，其中可能正确的有

A.  B.  C.  D.

11. 宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若，则

A. 星球A的质量一定小于星球B的质量
B. 星球A的线速度一定小于星球B的线速度
C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大
D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

12. 如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．小球下降阶段下列说法中正确的是

A. 在B位置小球动能最大
B. 在C位置小球动能最大
C. 从位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加
D. 从位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加

13. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。
    供选择的重物有以下四个，应选择______。
    A.质量为100g的木球
    B.质量为10g的砝码
    C.质量为200g的钩码
    D.质量为10g的塑料球
    实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为、、。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为设重物的质量为从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量______，若测动能变化量应先测出B的速度______，故______。
    大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是______。
    A.利用公式计算重物速度
    B.利用公式计算重物速度
    C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
    D.没有采用多次实验取平均值的方法
14. 如图所示，观察静电感应现象的操作如下：带正电的C移近导体A，先把A、B分开，再移走C，金属箔片______填“闭合”或“张开”，A带______电，B带______电，再让A、B接触，金属箔片______。填“闭合”或“张开”

15. 2019年3月10日0时28分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星6C”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星6C”卫星是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，离地面的高度为地球半径的6倍。求：“中星6C”卫星的运行速度与第一宇宙速度之比为多少？
    
    
    
    
    
    
     
16. 如图所示，竖直放置的两块足够大的带电平行板间形成一个方向水平向右的匀强电场区域，场强在两板间用绝缘细线悬挂一个质量的带电小球，静止时小球偏离竖直方向的夹角取试求：
    小球的电性和电荷量；
    悬线的拉力；
    若小球静止时离右板 m，剪断悬线后，小球经多少时间碰到右极板.
    
    
    
    
    
    
     
17. 如图所示，水平绝缘轨道AB长，离地高，A、B间存在竖直向上的匀强电场。一质量、电荷量的小滑块，从轨道上的A点以的初速度向右滑动，从B点离开电场后，落在地面上的C点。已知C、B间的水平距离，滑块与轨道间的动摩擦因数，取，求：
    滑块离开B点时速度的大小；
    滑块从A点运动到B点所用的时间；
    匀强电场的场强E的大小。

18. 如图所示，AB是倾角为的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R，一个质量为m的物体可以看做质点从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道之间做往返运动，已知P点与圆弧的圆心O等高，物体与轨道AB的动摩擦因数为，重力加速度为求
    物体做往返运动的整个过程中，在AB 轨道上通过的总路程；
    最终当物体通过圆轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力．
    为使物体能到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L至少多大？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】B
 

【解析】解：A、做匀速圆周运动的物体动能不变，物体做变速运动，不处于平衡状态，故A错误；
B、物体处于平衡状态时所受合外力为零，合外力对物体做功为零，动能不变，故B正确；
C、匀速圆周运动是曲线运动，物体做匀速圆周运动时动能保持不变，故C错误；
D、物体做匀速圆周运动时所受合外力不为零，物体的动能不变，故D错误。
故选：B。
物体受到的合力为零时物体处于平衡状态，物体静止或做匀速直线运动；
做曲线运动的物体速度方向沿切线方向，速度方向时刻改变，根据题意应用动能定理分析答题。
本题考查了动能变化与物体运动性质的关系，根据题意应用动能定理即可解题；解题时注意匀变速圆周运动例子的应用。
 

2.【答案】C
 

【解析】解：根据万有引力提供向心力，得，，，，由此可知，轨道半径越大，周期越大，但速度、角速度、加速度越小，因火星的轨道半径比地球的轨道半径大，故火星的周期大，但火星的速度、角速度、加速度都小，故C正确、ABD错误。
故选：C。
根据万有引力提供向心力，化简得到线速度、角速度、加速度和周期与轨道半径的关系，根据火星和地球的轨道半径的大小判断线速度、角速度、加速度和周期的大小．
本题关键是要知道根据万有引力提供向心力这个关系，并且要掌握向心力的多种表达式．
 

3.【答案】A
 

【解析】解：根据电场线疏密表示电场强度的大小，可知，根据顺着电场线方向电势逐渐降低，可知，负电荷q所在处电势越高电势能越小，所以选项A正确。
故选：A。
电场线密的地方电场的强度大，电场线疏的地方电场的强度小，电场力做正功，电势能减小，电场力做负功，电势能增加．
电场线与等势面垂直．在两个等量同号点电荷连线上中点的电场强度为零，在连线的中垂线上，关于连线中点对称有两点电场强度最大，且方向相反．
 

4.【答案】D
 

【解析】解：AB、根据牛顿第二定律得：
解得：，即磅秤的示数等于，故AB错误；
C、根据动能定理得：，故C错误；
D、人上升h，则重力做功为，可知重力势能增大mgh，动能增加，则机械能增大了，故D正确。
故选：D。
根据牛顿第二定律求出磅秤的示数，结合合力做功得出动能的增加量，根据重力势能即动能的变化情况得出机械能的变化量．
解决本题的关键知道重力做功与重力势能的关系，合力做功与动能的关系，对于机械能的判断，也可以根据除重力以外其它做功进行判断．
 

5.【答案】D
 

【解析】解：A、是第一宇宙速度，是卫星做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是最小发射速度，所以“高分一号”发射速度一定大于，故A错误；
BD、根据万有引力提供向心力，，解得线速度：，周期：，“高分一号”是一颗低轨遥感卫星，其轨道高度为645km，则线速度大于月球的线速度，周期小于月球的周期，故B错误，D正确；
C、“高分一号”的轨道半径小于地球同步卫星的半径，不能定点在相对地面静止的同步轨道上，故C错误。
故选：D。
根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量，再根据已知条件进行比较。
是第一宇宙速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。
此题考查了人造卫星的相关知识，解题的关键是卫星做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，然后根据牛顿第二定律列式判断。
 

6.【答案】C
 

【解析】解：
汽车以额定功率启动时做加速度逐渐减小的变加速运动，根据运动过程，画出速度-时间图象如图所示：

根据速度-时间图象曲线与坐标轴围成的面积表示位移可知，如果物体做初速度为零，末速度为的匀加速直线运动，位移等于三角形的面积大小，即
 ，
而此时实际曲线形成面积大于200m，所以汽车的位移大于200m，故C正确，ABD错误。
故选：C。
汽车以额定功率启动时，随着速度的增加，牵引力会逐渐减小，合力减小，加速度减小，汽车做加速度逐渐减小的变加速运动。
把这个过程与匀加速直线运动进行比较分析。
此题考查了功率的相关计算，首先要明确汽车的运动情况，再根据速度-时间图象可以快速准确的解决本题，要注意在速度-时间图象中斜率表示加速度，图象与坐标轴围成面积代表位移。
 

7.【答案】B
 

【解析】解：A、由牛顿第二定律得知，小球所受的合力，方向向下，
根据动能定理知，小球的动能增加，故A错误；
B、由牛顿第二定律得，解得电场力，且方向竖直向上，则电场力做功，故小球的电势能增加，故B正确；
C、小球在竖直方向上下降h高度时重力做正功mgh，因此，小球的重力势能减少mgh，故C错误；
D、小球的电势能增加，根据能量守恒知，小球的机械能减少，故D错误。
故选：B。
重力做的正功等于重力势能的减少量；电场力做的正功等于电势能的减少量；合外力做的功等于动能的变化量。
本题考查功能关系，要求学生明确各力做功所对应的能量变化，难度较低，主要考查学生对基础知识的掌握情况。
 

8.【答案】B
 

【解析】解：AB、电荷做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向向右；若粒子从P经过R运动到Q，电场力做负功，电荷的电势能增大，动能减小，知道R点的动能大，即速度大，而P点电势能较小，故A错误B正确；
C、根据能量守恒定律，带电粒子在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变。故C错误；
D、电场线的疏密表示电场的强弱，则由电场线疏密确定出，R点场强大，电场力大，加速度大，故D错误；
故选：B。
根据轨迹弯曲的方向可知，电场力的方向向下。由于题目没有说明带电粒子的电性，所以不能判断出电场线的方向；根据受力的方向与运动方向之间的关系，判断出电场力做功的正负，从而判断出电荷电势能和动能的变化；总能量守恒；由电场线疏密确定出，P点场强大，电场力大，加速度大。
该类题目中，首先根据轨迹弯曲的方向判断出粒子受力的方向是解题的关键。根据电场线与等势面垂直，作出电场线，得到一些特殊点电场线与等势面交点以及已知点的电场力方向，同时结合能量的观点分析是解决这类问题常用方法。
 

9.【答案】BD
 

【解析】解：AD、甲、乙两物体通过的位移相等，根据，F、l、都相等，知力F对甲、乙两个物体做的功相等，故A错误，D正确。
BC、甲物体的合外力较大，合外力对物体做功较多，根据动能定理知甲物体获得的动能比乙大，故B正确，C错误。
故选：BD。
根据功的计算公式分析力F做功关系。根据合外力做功关系分析物体获得的动能关系。
解决本题时要知道功与物体的运动情况状态无关，只取决于力的大小、位移的大小以及力和位移间的夹角。
 

10.【答案】BD
 

【解析】解：A、小球做平抛运动，小球在空中运动的速率为，图象不是一条倾斜的直线，故A错误；
B、重力的瞬时功率为，P与t成正比，图象是一条过原点的倾斜的直线，故B正确；
C、小球在高度H处做平抛运动，下落过程中，，则，y轴上的截距不为零，且动能越来越大，故C错误；
D、小球做平抛运动，只受重力作用，机械能守恒，故D正确。
故选：BD。
明确小球在平抛运动中只受重力，机械能守恒，从而列式确定速度、重力的瞬时功率与时间关系，动能与高度间的关系，进而确定正确的图象。
本题考查机械能守恒定律的应用，要注意在确定图象时应先明确对应的表达式。
 

11.【答案】AD
 

【解析】解：A、双星转动的角速度相同，则有：可得，星球A的质量一定小于星球B的质量，故A正确；
B、根据可知星球A的线速度一定大于星球B的线速度，故B错误；
CD、A、B运行周期T相等，设二者之间的距离为L，由万有引力做向心力可得：；
解得，故若双星之间距离一定，双星的总质量越大，则其转动周期越小；若双星的总质量一定，双星之间距离越大，则其转动周期越大；故C错误、D正确；
故选：AD。
根据万有引力做向心力得到质量大小关系，再根据圆周运动规律由半径关系求得线速度关系；最后根据万有引力做向心力求得周期表达式，即可得到周期和距离、总质量的关系。
万有引力的应用问题一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量。
 

12.【答案】BCD
 

【解析】解：A、小球从B至C过程，重力大于弹力，合力向下，小球加速，C到D，重力小于弹力，合力向上，小球减速，故在C点动能最大，故A错误，B正确；
C、小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒；从位置小球重力势能的减少等于动能增加量和弹性势能增加量之和。故C正确。
D、小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒；从位置，动能变化量为零，故小球重力势能的减小等于弹性势能的增加，故D正确。
故选：BCD。
小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒，在平衡位置C动能最大．
本题关键是要明确能量的转化情况，同时要知道在平衡位置动能最大．
 

13.【答案】    C
 

【解析】解：为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的重物，故选
从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量，
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于这段时间平均速度解得B的速度：
动能变化量
重物下落过程要克服阻力做功，使重物重力势能的减少量大于重物动能的增加量，故选
故答案为：；，， 
为减小空气阻力对实验的影响，应选择质量大而体积小的重物。
根据匀变速直线运动的推论求出打B点时的速度，然后根据重力势能计算公式与动能计算公式分析答题。
重物下落过程要受到阻力作用，要克服阻力做功，重力势能的减少量大于动能的增加量。
本题考查了实验原理、实验器材与实验数据处理、实验误差分析，掌握基础知识是解题的前提，理解实验原理，应用匀变速直线运动的推论与动能和重力势能的计算公式可以解题。
 

14.【答案】张开  负  正  闭合
 

【解析】解：带正电的C移近导体AB时，出现感应起电现象，导体的A端带负电，B端带正电，金属箔片张开，先分开A、B再移走C，金属箔片仍然张开，此时A带负电，B带正电，再让A、B接触，A与B上的正负电荷中和，金属箔片闭合．
故答案为：张开，负，正，闭合
当导体A、B放在带正电的附近时，出现感应起电现象．电荷周围有电场存在，则导体A、B处于电场中，在电场力的作用下，使导体中的自由电子重新分布．
本题要注意体会物体静电感应起电的实质，及静电平衡状态时，带电体的电荷只分布在外表面，内部电场强度为零，且导体的电势处处相等．
 

15.【答案】解：设地球的半径为R，则“中星6C”卫星的轨道半径为7R，设地球的第一宇宙速度为，则有：

设“中星6C”卫星的运行速度为，则有：

联立解得：：：
答：“中星6C”卫星的运行速度与第一宇宙速度之比为1：。
 

【解析】第一宇宙速度是围绕地球匀速圆周运动的最大速度。
根据万有引力提供向心力，列出运行速度与轨道半径的关系。
此题考查了人造卫星的相关知识，主要从万有引力与重力的关系和万有引力提供环绕天体圆周运动向心力入手考虑，知道同步卫星的特点。
 

16.【答案】解：小球受电场力向右，故带正电，受力分析如图所示．

由平衡条件有
解得：
由平衡条件得，
解得；
剪断细线后，小球在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动，设经过时间t小球碰到右极板，由牛顿第二定律及运动学公式可知：
在水平方向上有；   
联立以上两式解得。
答：小球的带正电和电荷量为 C；
悬线的拉力；
若小球静止时离右板 m，剪断悬线后，小球经过秒碰到右极板。
 

【解析】带电小球在匀强电场中处于如图所示的位置，则可确定电场力方向从而得出带电性，及电量，由力的平行四边形定则可求出拉力与重力的关系，则可算出拉力大小，当剪断后，小球做直线运动，水平方向可以看成在电场力作用下加速运动，而竖直方向是自由落体。
对带电小球受力分析后，进行力的合成，从而确定电场力与重力的关系，拉力与重力的关系，当剪断后，小球做直线运动，可将其分解成水平方向与竖直方向。
 

17.【答案】解：从B到C过程中，有：


解得：
从A到B过程中，有：

解得
在电场中运动过程中，受力如图

由牛顿第二定律，得：

由运动学公式，有：

解得：
答：滑块离开B点的速度大小为；
滑块从A到B的时间为；
电场强度为。
 

【解析】滑块从B到C做平抛运动，根据平抛运动公式求出B点的速度；
根据匀变速直线的运动导出公式求出作用的时间；
根据匀变速直线运动公式的速度位移公式求出加速度，再根据牛顿第二定律求出电场强度E的大小。
本题为力和运动的综合考查，关键是知道物体的运动过程以及熟练使用公式。
 

18.【答案】解：因为摩擦始终对物体做负功，所以物体最终在圆心角为的圆弧上往复运动．对整体过程由动能定理得：

所以总路程为：
最终物体以还有B关于OE的对称点为最高点，在圆弧底部做往复运动，对过程，由动能定理得：…①
在E点，由牛顿第二定律得：…②
由①②得：
根据牛顿第三定律：对圆弧轨道的压力为：
设物体刚好到D点，则由向心力公式得：
…③
对全过程由动能定理得：

由③④得最少距离为：
答：在AB轨道上通过的总路程为
对圆弧轨道的压力为
释放点距B点的距离L至少为
 

【解析】①对全程利用动能定理求摩擦力做的功；
②物体做圆周运动，根据圆周运动条件的分析和应用；
③利用圆周运动中能过最高点的条件求出速度，再由动能定理进行分析求解．
本题综合应用了动能定理求摩擦力做的功、圆周运动及圆周运动中能过最高点的条件，对动能定理、圆周运动部分的内容考查的较全，是圆周运动部分的一个好题