2021-2022学年江苏省盐城市滨海县八滩中学高一（下）期中物理试题（理）含解析

滨海县八滩中学2021-2022学年度春学期高一期中考试卷

物理试题（理科）

一、选择题（每题4分，共40分）

1. 两个完全相同的金属球A和B，其中A球带电荷量为+5Q、B球带电荷量为－Q（均可视为点电荷），两者相距为r，此时两球间的库仑力大小为F。现将金属球A和B接触后又放回原处，则两球之间的库仑力大小变为（　　）

A.  B.  C.  D. 4F

【1题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】开始时，根据库仑定律有

将金属球A和B接触后又放回原处，A、B两球的电荷量均变为

两球之间的库仑力大小变为

故选B。

2. 下列有关物理学史的表述正确的是（　　）

A. 牛顿最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持物体运动的原因

B. 卡文迪许由于测出了引力常量G，被誉为能“称量地球重量”的人

C. 亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重无关

D. 开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．伽利略最早利用实验与推理相结合的方法得出力不是维持物体运动的原因，故A错误；

B．卡文迪许利用扭秤测出了引力常量G，被誉为能“称量地球重量”的人，故B正确；

C．亚里士多德认为物体下落的快慢与它的轻重有关，故C错误；

D．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，提出开普勒三大定律，牛顿发现了万有引力定律，故D错误。

故选B。

3. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（　　）

A. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

B. 太阳位于木星运行轨道的中心

C. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

【3题答案】

【答案】A

【解析】

详解】A．根据开普勒第三定律可知

整理得

火星与木星公转周期之比平方等于它们轨道半长轴之比的立方，故A正确；

B．太阳位于木星运行轨道的一个焦点，故B错误；

C．开普勒行星运动第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故C错误；

D．开普勒行星运动第二定律：对同一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，是对同一个行星而言，选项D错误。

故选A。

4. 一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图中虚线所示，不计粒子所受重力，则  （       ）

A. 粒子带正电

B. 粒子加速度逐渐增大

C. A点的场强小于B点的场强

D. 粒子的速度不断减小

【4题答案】

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】A．由粒子运动轨迹弯曲方向可知，带电粒子受电场力的方向大致斜向左方，与电场强度方向相反，故粒子带负电，故A错误；

B．电场线的疏密反应场强的大小可知，从A到B物体的场强减小，粒子所受电场力减小，粒子的加速度也减小，故B错误；

C．电场线的疏密反应场强的大小可知，A点的场强大于B点的场强，故C错误；

D．由于带电粒子是从A到B，带电粒子受电场力的方向大致斜向左方，故电场力做负功，故带电粒子的动能越来越小，粒子的速度不断减小，故D正确。

故选D。

5. 篮球场上，某同学在练习投篮，篮球在空中划过一条漂亮的弧线落入篮筐，篮球的运动轨迹如图中虚线所示。不计空气阻力，从篮球出手到落入篮管的过程中，则下列说法正确的是（　　）

A. 篮球先处于超重状态后处于失重状态

B. 篮球的机械能先减小后增大

C. 篮球重力的功率先减小后增大

D. 手对篮球先做正功后做负功

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】AB．从篮球出手到落入篮管的过程中，篮球只受重力的作用，一直处于失重状态，且机械能守恒，故AB错误；

C．篮球上升过程中竖直分速度减小，在最高点竖直分速度为零，下降过程竖直分速度增大，根据可知篮球的重力功率先减小后增大，故C正确；

D．篮球出手后手对篮球不做功，故D错误。

故选C。

6. 如图，一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F。若把该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，则A点的电场强度E为（　　）

A. ，方向与F相反 B. ，方向与F相反

C. ，方向与F相同 D. ，方向与F相同

【6题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】将一电荷量为q的正点电荷位于电场中的A点，受到的电场力为F，则该点的电场强度大小为

方向与正电荷受力方向相同，即与F的方向相同；

根据电场强度的物理意义：电场强度是反映电场本身性质的物理量，仅电场本身决定，与试探电荷无关。可知将该点电荷换为电荷量为2q的负点电荷，A点的场强大小仍然是，方向与F的方向相同。

故选C。

7. 如图所示，物体沿固定粗糙斜面下滑，设斜面对物体的支持力和摩擦力分别为、，则在下滑过程中（　　）

A. 对物体做正功 B. 对物体做正功

C. 对物体做负功 D. 对物体做负功

【7题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A C. 物体沿固定粗糙斜面下滑，斜面对物体的支持力方向垂直于斜面向上，与物体的运动方向垂直，故支持力对物体不做功，AC错误；

B D. 物体沿固定粗糙斜面下滑，斜面对物体的摩擦力方向沿斜面向上，与物体的运动方向相反，故摩擦力对物体做负功，B错误，D正确；

故选D。

8. “轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星使用寿命。如图所示，“轨道康复者”航天器在圆轨道1上运动，一颗能源即将耗尽的地球同步卫星在圆轨道3上运动，椭圆轨道2与圆轨道1、3分别相切于Q点和P点，则下列说法正确的是（    ）

A. 卫星在轨道3上的机械能大于在轨道2上的机械能

B. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

C. 根据可知“轨道康复者”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度

D. “轨道康复者”在三个轨道上的正常运行的周期满足T1<T3<T2

【8题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A. 卫星要从轨道2点火加速变轨到轨道3上，所以卫星在轨道3上的机械能大于在轨道2上的机械能，故A正确；

B．根据牛顿第二定律

解得

轨道3的轨道半径比轨道1的轨道半径大，所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故B错误；

C．根据牛顿第二定律

解得

根据牛顿第二定律

可知“轨道康复者”在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点时的加速度，故C错误；

D．根据开普勒第三定律

“轨道康复者”在三个轨道上的轨道半径

r1<r2<r3

正常运行的周期满足

T1<T2<T3

故D错误。

故选A。

9. 将一定质量的小球放在竖立的弹簧上，弹簧的下端固定，现把小球按至A点位置静止（如图甲），迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C点（如图乙），途中经过位置B点时，弹簧正好处于自由状态，弹簧的质量和空气阻力均忽略不计，则（　　）

A. 小球刚脱离弹簧时的动能最大

B. 从A点运动至B点，小球重力势能的增加量等于弹簧弹性势能的减小量

C. 上升过程的某一阶段，小球的动能减小，而机械能增加

D. 从A点运动至C点，小球克服重力做的功大于弹簧弹力做的功

【9题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球从A上升到B位置过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，则小球先加速后减速，当弹簧的弹力等于重力时，合力为零，小球的速度达到最大，速度最大位置在AB之间，故A错误；

B．从A点运动至B点，小球和弹簧系统机械能守恒，小球在B点小球的动能大于A点的动能，所以小球重力势能的增加量小于弹簧弹性势能的减小量，故B错误；

C．上升过程中小球从速度最大位置到B点，小球的动能减小，弹簧弹性势能减小，而小球的机械能增加，故C正确；

D．从A点运动至C点，由动能定理可知

所以小球克服重力做的功等于弹簧弹力做的功，故D错误。

故选C。

10. 质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度-时间图像如图所示，其中段为直线，段为曲线，B点后为平行于横轴的直线。已知时刻开始汽车的功率保持不变，整个运动过程中汽车所受阻力的大小恒为f，以下说法正确的是（　　）

A. 时间内，汽车牵引力的功率保持不变

B. 汽车运动的最大速率

C. 时间内，汽车的平均速率小于

D. 时间内，汽车的功率等于

【10题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．时间内，汽车做匀加速直线运动，牵引力不变，所以牵引力的功率

牵引力的功率随时间均匀增加，A错误；

B．汽车的最大速度

故B正确；

C．时间内汽车做加速度逐渐减小的加速运动，位移大于相应匀变速直线运动的位移，所以平均速率大于，故C错误；

D．时间内汽车的功率不变等于时刻的功率，可得

故D错误。

故选B。

二、实验题（每空3分，共15分）

11. 某实验小组在用重物下落来验证机械能守恒时，

（1）如图是四位同学释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是_______。

A． 　　B．

C． 　　D．

（2）关于接通电源和放手让重物运动的先后顺序，下列说法正确的是_______。

A．接通电源和放手应同时                   B．先接通电源后放手

C．先放手后接通电源                       D．以上说法都不对

（3）实验中，按照正确的操作得到如下图所示的一条纸带。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T。设重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量__________，动能变化量__________；

（4）若测出纸带上各点到O点之间的距离，根据纸带算出打点计时器打各点时重物的速度v及重物下落的高度h，则在机械能守恒的情况下，以为纵轴、h为横轴画出的图像是如图中的_______。

A． 　　　　　　　　 B．

C．　　　　　　　　　　D．

【11题答案】

【答案】    ①. A    ②. B    ③.     ④.     ⑤. B

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]释放纸带时，要手提纸带末端，保证纸带竖直且与限位孔无摩擦，并且物体要靠近打点计时器从而充分利用纸带。

故选A。

（2）[2]实验时应该先接通电源再释放纸带。

故选B。

（3）[3]从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量为

[4]打点计时器打到B点时，重物的速度为

则从打O点到打B点的过程中，重物的动能变化量为

（4）[5]在机械能守恒的情况下，则有

可得

故以为纵轴、h为横轴画出的图像应为一条过原点的直线。

故选B。

三、解答题（12题12分，13题15分，14题18分，共45分）

12. 我国发射的火星探测器“天问一号”正绕火星做匀速圆周坛动，轨道半径为r，周期为T，探测器的质量为m，已知火星的半径为R，引力常量为G，求：

（1）火星的质量M；

（2）火星的表面重力加速度g；

（3）火星的第一宇宙速度v。

【12题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据万有引力提供向心力，有

解得

（2）在火星表面，万有引力等于重力，有

解得

（3）火星的第一宇宙速度为卫星贴近火星做匀速圆周运动时的速度，有

解得

13. 如图所示，长为l绝缘细线一端固定于O点，另端连接一带电荷量为q，质量为m的带正电小球，空间存在一个水平方向的匀强电场，带电小球静止时细线与竖直方向成角．不计空气阻力，求：

(1)水平电场场强的大小及方向；

(2)撤去电场后，小球通过最低点时速度的大少；

(3)在最低点小球对细线的拉力大小．

【13题答案】

【答案】(1)，方向水平向右 ； (2) ； (3)

【解析】

【分析】

【详解】（1）小球处于平衡状态，重力mg和电场力qE的合力与绳子拉力T大小相等、方向相反，所以由平衡条件有

得

方向水平向右

（2）撤去电场后，小球通过最低点时，由动能定理

解得

（3）在最低点，由牛顿第二定律

解得

14. 如图所示，质量的小物块以初速度水平向右抛出，恰好从A点沿着圆弧的切线方向进入圆弧轨道，圆弧轨道的半径为，点是圆弧轨道的最低点，圆弧轨道与水平轨道平滑连接，A与圆心的连线与竖直方向成角。是一段粗糙的水平轨道，小物块与间的动摩擦因数，轨道其他部分光滑。最右侧是一个半径为的半圆弧轨道，点是圆弧轨道的最高点，半圆弧轨道与水平轨道在点平滑连接．已知重力加速度。

（1）求小物块的抛出点离A点的竖直高度；

（2）若的长度为，求小物块通过点时所受轨道的弹力；

（3）若小物块恰好能通过点，求的长度。

【14题答案】

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【分析】

【详解】（1）根据平抛运动规律有

解得

则竖直高度

（2）小物块的抛出点运到B点，根据动能定理有

解得

小物块由B点运动到C点，根据动能定理有

在C点

联立解得

（3）小物块刚好能通过C点时，则有

解得

小物块从B点运动到C点的过程中，根据动能定理有

解得