2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高一（下）期中物理试题含解析

2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高一（下）期中物理试题

高一物理试题

时间：75分钟，满分100分

一、单项选择题（共7小题，每小题4分，共计28分）

1. 如图，S1、S2、S3为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积，由开普勒行星运动定律可知（　　）

A. S1<S2<S3 B. S1<S2=S3

C. S1=S2<S3 D. S1=S2=S3

【答案】D

【解析】

【详解】根据开普勒第二定律可知，行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等，则有

S1=S2=S3

故选D。

2. 如图所示，M、N为两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是（　　）

A. M的运行周期比N的小 B. M的角速度比N的小

C. M的线速度比N的小 D. M的向心加速度比N的小

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据牛顿第二定律可得

解得

由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的运行周期比N的小，故A正确；

B．根据牛顿第二定律可得

解得

由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的角速度比N的大，故B错误；

C．根据牛顿第二定律可得

解得

由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的线速度比N的大，故C错误；

D．根据牛顿第二定律可得

解得

由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的向心加速度比N的大，故D错误。

故选A。

3. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动。其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取，则以下说法正确的是（　　）

A. 汽车在前5s内的牵引力为

B. 汽车在前5s内的牵引力为

C. 汽车的额定功率为60kW

D. 汽车的最大速度为20m/s

【答案】C

【解析】

【详解】AB．由题图可知汽车在前5s内的的加速度大小为

设汽车在前5s内的牵引力大小为F，根据牛顿第二定律有

解得

故AB错误；

C．当汽车的速度达到v=10m/s时即达到额定功率，为

故C正确；

D．当汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，则

解得

故D错误。

故选C。

4. 质量为的物体静止在倾角为的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离时，如图所示，物体相对斜面静止，则下列说法中正确的是（　　）

A. 摩擦力对物体做正功 B. 合力对物体做功不为零

C. 摩擦力对物体做负功 D. 弹力对物体做正功

【答案】A

【解析】

【详解】AC．摩擦力沿斜面向上，与物体m的位移方向夹角小于90°，所以摩擦力对物体m做正功，故A正确，C错误；

B．物体m的动能变化量为零，根据动能定理可知合力对物体m做功为零，故B错误；

D．弹力垂直于斜面向上，与物体m的位移方向夹角大于90°，所以弹力对物体m做负功，故D错误。

故选A。

5. 如图甲所示，质量为的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，后撤掉恒力F，其运动的图像如图乙所示，重力加速度，下列说法正确的是（　　）

A. 在内，合外力一直做正功

B. 在时，恒力F的瞬时功率为

C. 在内，恒力F的平均功率为

D. 在内，物体克服摩擦力做功为

【答案】C

【解析】

【详解】A．01s内，速度增加，根据动能定理知，合力做正功，13s内，速度减小，根据动能定理知，合力做负功，故A错误；

B．根据速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小

匀减速运动的加速度大小

根据牛顿第二定律得

，

解得

，

由图知0.5s时，速度为5m/s，则恒力F的瞬时功率为

故B错误；

C．01s内，平均速度等于0.5s时的瞬时速度5m/s，恒力F的平均功率为

故C正确；

D．03s内，物体的位移大小

克服摩擦力做功

故D错误。

故选C。

6. 关于静电场的描述，下列说法正确的是（　　）

A. 元电荷就是电子

B. 沿电场线方向，电场强度一定越来越小

C. 电势降低的方向就是电场的方向

D. 处于静电平衡状态的导体内部，电场强度处处为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．元电荷是自然界中最小的电荷量，不是带电粒子，故A错误；

B．电场线的疏密程度表示场强强弱，越密，电场强度越大，沿电场线方向，电场强度不一定越来越小，故B错误。

C．电势降低最快的方向就是电场的方向，故C错误；

D．处于静电平衡状态的导体内部，电场强度处处为零，故D正确。

故选D。

7. 将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，如图所示，下列几种方法中能使两球都带电的是（　　）

A. 先把两球分开，再移走棒

B. 先移走棒，再把两球分开

C. 先将两球分开，棒再接触一下其中一球

D. 棒带的电荷量如果不变，不能使两导体球带电

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球互相接触，则甲的左端和乙的右端分别感应出等量异种电荷；

A．先把两球分开，再移走棒，则两球会带上等量异种电荷，选项A正确；

B．先移走棒，则两球上的感应电荷会消失，则再把两球分开时，两球不带电，选项B错误；

C．先把两球分开，棒再接触一下其中一球，则只能使一球带电，选项C错误；

D．由以上分析可知，选项D错误。

故选A。

二、多选题（共3小题，每小题6分，共计18分，少选错选均不得分）

8. 静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害，下列情况属于静电带来的麻烦的是（　　）

A. 印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦；

B. 印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降；

C. 制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度。

D. 接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面完成喷漆工作

【答案】ABC

【解析】

【详解】A．纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦，属于静电带来的麻烦，A正确；

B．染织物上带静电，带电体吸引轻小物体，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降，属于静电带来的麻烦，B正确；

C．制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度，属于静电带来的麻烦，C正确；

D．接负高压涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面完成喷漆工作是利用异种电荷相互吸引的特点，不是静电带来的麻烦，D错误。

故选ABC。

9. 北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。如图所示，圆形轨道I为空间站运行轨道，椭圆轨道II为载人飞船无动力运行的轨道，两轨道相切于A点，B点为轨道II的近地点。下列说法正确的是（　　）

A. 载人飞船在地面发射时的速度须大于地球的第二宇宙速度

B. 载人飞船从B点运动到A点的过程中速度逐渐减小

C. 空间站在轨道I上A点的速度大于载人飞船在轨道II上A点的速度

D. 空间站在轨道I上A点的加速度大于载人飞船在轨道II上A点的加速度

【答案】BC

【解析】

【详解】A．载人飞船在地面发射时速度须大于地球的第一宇宙速度，A错误；

B．载人飞船从B点运动到A点的过程中，万有引力的方向与速度方向夹角始终为钝角，故载人飞船从B点运动到A点的过程中速度逐渐减小，B正确；

C．空间站在轨道I上A点做圆周运动，故有

解得

载人飞船在轨道II上A点将做近心运动，故有

解得

C正确；

D．由万有引力公式

得

故空间站在轨道I上A点的加速度等于载人飞船在轨道II上A点的加速度，D错误。

故选BC。

10. 一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。则（　　）

A. 物块下滑过程中机械能守恒，动量不变

B. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J，动能增加了4J

C. 物块下滑时加速度的大小为2.0m/s2

D. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

【答案】CD

【解析】

【详解】A．由图可知s=0时

，

即初始机械能等于30J，当s=5m时

，

即滑到底端时，机械能等于10J，可知机械减小，不守恒。又在下滑过程中，动能增加，则速度变大，所以动量变大，故A错误；

B．由图知下滑2m时，重力势能变化

即重力势能减少了12J

动能变化

即动能增加了4J，则机械能变化

即机械能损失了8J

故B错误；

CD．设斜面的倾角为，则

，
 

全过程由动能定理可得

又初始时

，

得

m=1kg，

物块下滑时   

故CD正确。

故选CD。

三、实验题（共2小题，共计17分）

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B球附近逐渐向远处移动，观察到两球距离越大，B球悬线的偏角越小；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越小，B球悬线的偏角越小.

实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的_________而减小，随其所带电荷量的_________而减小（填“增大”“减小”或“不变”）。此同学在探究中应用的科学方法是_________（填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”）。

【答案】    ①. 增大    ②. 减小    ③. 控制变量法

【解析】

【详解】[1][2]先保持两球电荷量不变，使A球从B球附近逐渐向远处移动，观察到两球距离越大，B球悬线的偏角越小，对B小球进行受力分析，可得小球受到的电场力为

B球悬线偏角越小，电场力越小，说明两电荷之间的相互作用力，随其距离的增大而减小；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越小，B球悬线的偏角越小，说明两电荷间的相互作用力随电荷的减小而减小。

[3]先保持两带电小球的电荷量不变，改变两者之间的距离；再保持两带电小球之间的距离不变，改变小球所带电荷量；这是运用控制变量的实验方法。

12. 用如图a所示装置“验证机械能守恒定律”。

（1）下列物理量需要测量的是_______，通过计算得到的是________（填写代号）。

A．重锤质量

B．重锤下落的时间

C．重锤下落的高度

D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度

（2）下列做法正确的有________；

A．选用质量大体积小的重锤

B．图中两限位孔必须在同一竖直线上

C．将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器

D．实验时，先释放纸带，再接通打点计时器的电源

（3）设重锤质量为、打点计时器的打点周期为、重力加速度为。图b是实验得到的一条纸带，为相邻的连续点。根据测得的写出重物由点到点势能减少量的表达式___________，动能增量的表达式_________。由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是__________（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量。

（4）根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是_______；

A　　B．

C,　　D.

【答案】    ①. C    ②. D    ③. AB    ④.     ⑤.     ⑥. 小于    ⑦. C

【解析】

【详解】（1）[1]在“验证机械能守恒定律”实验中，需要直接测量的物理量有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重物的质量可以测量也可以不用测量，故选C。

[2]通过计算得到的是重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度，故选D。

（2）[3]A．为了尽可能减小空气阻力对本实验的影响，重锤应选用质量大、体积小的重锤，故A正确；

B．为了减小纸带阻力对本实验的影响，图中两限位孔必须在同一竖直线上，故B正确；

C．在具体的实验操作中，用手提住纸带的一端，使重物靠近打点计时器，但手要远离打点计时器，这样可以在纸带上尽可能打出较多的点，故C错误；

D．为了提高纸带利用率，使纸带上打出尽可能多的点。实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，故D错误。

故选AB。

（3）[4]重物由点到点势能减少量的表达式为

[5]动能增量的表达式为

[6]由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量。

（4）[7]在“验证机械能守恒定律”的实验中，有

则可得

以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是一条过原点的直线，故选C。

四。解答题（共3小题，共计37分）

13. 火星探测器“天问一号”于2020年7月23日在海南文昌发射升空，2021年2月24日成功进入火星停泊轨道．假设停泊轨道为距火星表面高为h的圆轨道，“天问一号”在该轨道上的环绕速度为v，火星半径为R，引力常量为G。求：

（1）火星的质量；

（2）在火星表面附近沿圆轨道运行的卫星的周期。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据

解得

（2）根据

解得

14. 运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如图所示AB是水平路面，BC是一段曲面。运动员驾驶功率始终是P=6kW的摩托车在AB段加速，到B点时速度达到最大m/s，再经s到达坡顶C点时关闭发动机后水平飞出。已知人和车的总质量kg，坡顶高度m，落地点D与C点的水平距离m，g取。不计空气阻力，如果在AB段摩托车所受的阻力恒定，求：

（1）AB段摩托车所受阻力的大小；

（2）摩托车经过C点时的速度；

（3）摩托车在冲上坡顶的过程中克服摩擦阻力做的功。

【答案】（1）200N；（2）m/s；（3）

【解析】

【详解】（1）在AB段当时，摩托车达到最大速度

N

（2）摩托车经过C点后做平抛运动过程中

可得

m/s

（3）摩托车在冲上坡顶过程中，由动能定理得：

解得

15. 质量为m、带电量为q的带电小球，用绝缘细线悬挂在方向水平向右、大小为E的匀强电场中，小球处于静止状态，此时细线与竖直方向夹角为。（重力加速度为g）求：

（1）小球带何种电荷；

（2）电场强度大小E；

（3）细线的拉力。

【答案】（1）正电荷；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）因为小球静止时偏右，所以受到的电场力向右，与电场线方向相同，所以带正电荷。

（2）受力分析如图所示

则有

电场强度为

（3）根据受力分析则有

则绳子的拉力为