精品解析：江苏省徐州市铜山区2022-2023学年高一下学期期中物理试题（选择考）（解析版）

2022-2023学年度第二学期期中学情调研

高一物理试题（选择考）

注意：本试卷满分100分，考试时间75分钟，请将答案填写在答题卡上，直接写在试卷上不得分。

一、单项选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意。

1. 下列现象中，利用了金属的静电屏蔽作用的是（　　）

A. 甲图中，建筑物顶部安装有避雷针以保护建筑物

B. 乙图中，燃气灶电子点火器的放电电极做成针尖形

C. 丙图中，油罐车尾部悬挂一根垂接地面的金属链条

D. 丁图中，带电作业的工人要穿包含金属丝的织物制作的工作服

【答案】D

【解析】

【详解】A．甲图中，建筑物顶部安装有避雷针是利用尖端放电，使云层所带电和地上的电中和，以保护建筑物，但不是利用静电屏蔽作用，故A错误；

B．因为电荷集中于形状比较尖端的地方，所以乙图中，燃气灶电子点火器的放电电极做成针尖形，但不是利用静电屏蔽作用，故B错误；

C．丙图中，油罐车在运输的过程中，由于里面的油在晃动，也会摩擦产生静电，油罐车尾部悬挂一根垂接地面的金属链条可以及时把产生的电荷导走，但不是利用静电屏蔽作用，故C错误；

D．丁图中，带电作业的工人要穿包含金属丝的织物制作的工作服，该工作服是用包含金属丝的织物制成的，这种服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使处于高压电场中的人体外表面各部位形成一个等电位屏蔽面，从而防护人体免受高压电场及电磁波的危害，是利用了金属的静电屏蔽作用故D正确。

故选D。

2. 用不同材料制成两个形状和大小完全相同的电阻A、B，它们的图像如图所示。若A、B的电阻率分别为、，下列说法正确的是（　　）

A.

B.

C. A、B并联后整体的图像可能是C

D. A、B串联后整体的图像可能是C

【答案】A

【解析】

【详解】AB．图像的斜率为电阻，由题图可知

由电阻定律可知，两个形状和大小完全相同的电阻阻值与电阻率成正比，故

A正确，B错误；

C．A、B并联后的电阻小于任意一个支路的电阻，故

A、B并联后整体的图像不是C，C错误；

D．A、B串联后的电阻大于任意一个电阻，故

A、B串联后整体的图像不是C，D错误。

故选A。

3. 如图所示，宇航员驾驶宇宙飞船在观察者上方高速水平飞过。根据相对论可知，与坐在飞船里的宇航员的观测结果相比，地面上静止的观察者观测到（　　）

A. 飞船长度更小 B. 飞船高度更小 C. 飞船长度更大 D. 飞船高度更大

【答案】C

【解析】

【详解】根据尺缩效应可知动长变短，可知地面上静止的观察者观测到的飞船长度更大，高度不变。

故选C。

4. 某带电体周围的等势面分布如图所示，A、B是电场中的两点，其电场强度分别为EA、EB，电势分别为、，下列说法正确的是（　　）

A.

B.

C. 带负电的试探电荷在A点的电势能比在B点小

D. 将带正电的试探电荷由A移动至B，电场力做负功

【答案】C

【解析】

【详解】A．由带电体周围的等势面分布图可知

故A错误；

B．等差等势面越密地方，电场强度越大，可知

故B错误；

C．负电荷在电势越低的地方电势能越大，A点的电势比在B点小，所以带负电的试探电荷在A点的电势能比在B点小，故C正确；

D．A点的电势比在B点小，将带正电的试探电荷由A移动至B，正电荷的电势能减小，电场力做正功，故D错误。

故选C。

5. 电影《流浪地球2》中的“太空电梯”引起热议。其原理如图所示，通过缆绳将位于地球同步轨道的空间站一边连接在地面的基座上，另一边连接配重厢，整个“太空电梯”和地面保持相对静止。关于“太空电梯”，下列说法正确的是（　　）

A. 地面基座可以在徐州修建 B. 配重厢的线速度大于空间站的线速度

C. 缆绳对配重厢的作用力背离地心向外 D. 空间站的线速度大于第一宇宙速度

【答案】B

【解析】

【详解】A．整个“太空电梯”和地面保持相对静止，则整个同步轨道一定在赤道的正上方，所以地面基座不可以在徐州修建，故A错误；

B．根据“太空电梯”的结构可知，配重厢和同步空间站的角速度一样，根据

由于空间站的环绕半径小于配重的环绕半径，由此可知配重厢的线速度大于空间站的线速度，故B正确；

C．若无拉力作用，则由牛顿第二定律

得

可知轨道越高，运行速度越慢，但是配重厢的线速度大于空间站的线速度，由此可知缆绳对配重厢的作用力要指向地心，由万有引力和指向地心的拉力的合力提供配重厢做圆周运动的向心力，才能与地面保持相对静止，故C错误；

D．第一宇宙速度是最大的运行速度，同步轨道的空间站的线速度小于第一宇宙速度，故D错误。

故选B。

6. 如图所示是运动员撑杆跳高的过程示意图，图中表示运动员及弹性杆所处的不同状态。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　）

A. 加速过程中，地面对运动员的摩擦力做正功

B. 插杆起跳过程中，运动员对杆做正功

C. 跳起越杆过程中，运动员的机械能增加

D. 全过程中，运动员增加机械能等于杆减少的机械能

【答案】C

【解析】

【详解】A．加速过程中，地面对运动员有摩擦力，但是人的脚相对于地面没有位移，即在摩擦力方向上没有位移，因此不满足做功条件，所以地面对运动员的摩擦力不做功，故A项错误；

B．插杆起跳过程中，人对杆的作用力向下，而杆的位移向上，所以运动员对杆做负功，故B项错误；

C．跳起越杆过程中，杆对人做正功，根据功能关系可知，人的机械能增加，即运动员的机械能增加，故C项正确；

D．全过程中，其能量的来源为运动员体内的生物能，故D项错误。

故选C。

7. 如图所示，电荷量为q的点电荷在均匀带电薄板上方2d处，点电荷到带电薄板的垂线通过薄板的几何中心，A、B为垂线上两点，到薄板的距离均为d、将一带电小球置于B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g。已知静电力常量为k，则（　　）

A. 薄板带正电荷

B. 薄板在A点产生电场的方向竖直向上

C. 薄板在B点产生电场的场强大小为

D. 若将带电小球移到A点释放，其加速度仍等于重力加速度g

【答案】C

【解析】

【详解】AB．将一带电小球置于B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g，所以小球此位置只受重力作用，此可知电荷量为q的点电荷和均匀带电薄板在B点产生的场强等大反向，均匀带电薄板在B点产生的场强竖直向上，由此可知薄板负电荷，根据对称性可知，薄板在A点产生电场的方向竖直向下，故AB错误；

C．B点，释放时的加速度恰好等于重力加速度g，有

故C正确；

D．若将带电小球移到A点释放，根据对称性可知薄板在A点产生电场与在B点产生电场等大反向，则

由牛顿第二定律知

＞g

故D错误。

故选C。

8. 如图所示，两个电荷量相同的正点电荷固定在关于原点O对称的x轴上。将一个负点电荷从y轴上离原点O足够远的位置由静止释放，仅在电场力作用下运动，关于该负电荷的加速度a与所在位置的纵坐标y的关系，下列各图可能正确的是（　　）

A.  B.

C  D.

【答案】A

【解析】

【详解】两个电荷量相同的正点电荷固定在关于原点O对称的x轴上，可知y轴相当于中垂线，原点O场强为零，无穷远处场强也为零，所以从y轴上离原点O足够远的位置到原点O场强会先增大后减小，y轴上的电场强度方向始终沿y轴背离原点O，所以将一个负点电荷从y轴上离原点O足够远的位置由静止释放，仅在电场力作用下运动，点电荷会所受的电场力始终指向O点，即加速度方向始终指向O点，点电荷先向O点做加速度先增大后减小的加速运动，然后过原点O加速度反向，又做加速度先增大后减小的减速运动，最后关于O点做往复运动。

故选A。

9. 如图所示为太阳系部分行星及哈雷彗星的轨道示意图，其中哈雷彗星轨道上标注了其出现在相应位置的年份。已知地球轨道半径为R，则（　　）

A. 海王星的周期小于76年

B. 哈雷彗星轨道的半长轴约为76R

C. 天王星的运行角速度小于海王星的运行角速度

D. 哈雷彗星在1984年时的速度大于其在1965年时的速度

【答案】D

【解析】

【详解】A．由题图可知，哈雷彗星的公转周期为，海王星轨道半径大于哈雷彗星的半长轴，由开普勒第三定律可知，海王星的周期大于76年，A错误；

B．由开普勒第三定律可知

解得

B错误；

C．轨道半径越小，角速度越大，故天王星的运行角速度大于海王星的运行角速度，C错误；

D．哈雷彗星沿椭圆轨道运行时，由开普勒第二定律可知，从近日点向远日点运动过程中，线速度逐渐减小，故哈雷彗星在1984年时的速度大于其在1965年时的速度，D正确。

故选D。

10. 如图甲是某款儿童电动车。某小朋友在水平的水泥地面上驾驶电动车以额定功率P沿直线行驶，某时刻驶入水平草地，对应的v-t图像如图乙所示。小朋友和车的总质量为m。下列关于电动车说法正确的是（　　）

A. 在草地上行驶时受到的阻力为

B. 在草地上行驶时受到的牵引力不断减小

C. t2时刻加速度为

D. t1~t2时间行驶的距离为

【答案】C

【解析】

【详解】A．在草地上行驶时，匀速时牵引力等于阻力大小，则受到的阻力为

故A错误；

B．根据

可知电动车以额定功率P沿直线在草地上行驶时，速度先减小后不变，在草地上行驶时受到的牵引力先增大后不变，故B错误；

C．t2时刻牵引力为

t2时刻加速度为

故C正确；

D．根据动能定理

又

t1~t2时间行驶距离为

故D错误。

故选C。

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12题~第15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。

11. 某学习小组测量了当地的重力加速度g后，又利用气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验，装置如图甲所示。主要实验步骤如下：

A.将气垫导轨放在水平桌面上，将导轨调至水平；

B.测出挡光条的宽度d，用天平测出托盘和砝码的总质量m；

C.将滑块（带有凹槽）移至图示位置，测出滑块至光电门间的距离l；

D．释放滑块，读出挡光条通过光电门的挡光时间t；

E．改变滑块的释放位置，测量多组数据。

……

回答下列问题：

（1）用刻度尺测量滑块至光电门间的距离l，示数如图乙，则___________mm。

（2）滑块从静止运动至光电门的过程中，系统重力势能的减少量___________（用题中所给字母表示）。

（3）实验中___________（选填“需要”或“不需要”）测量滑块质量M；若实验中测量的物理量满足关系式___________，可认为系统的机械能守恒。

（4）该实验小组按步骤C、D、E完成实验并记录相关数据后，又将托盘上的砝码取出一个放在滑块的凹槽内，再次重复之前的实验过程。他们将取砝码前、后测量的实验数据在同一坐标纸上绘制的图像如图丙所示，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线___________（选填“A”或“B”）。

（5）进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是___________（至少答出两条）。

【答案】    ①. 205.0    ②. mgl    ③. 需要    ④.     ⑤. A    ⑥. 可能原因：①将光电门至滑块左端间的距离当作l进行测量；②测量的g值偏小；③测量的d偏大；④气垫导轨调节至水平状态不完全，且带有滑轮一侧低

【解析】

【详解】（1）[1]刻度尺的最小分度值为1mm，滑块挡光条中心线对应的刻度为205.0mm，滑块至光电门间的距离为

l=205.0mm-0=205.0mm

（2）[2]系统重力势能的减少量等于砝码和砝码盘重力势能的减少量，则

（3）[3]实验是验证系统机械能守恒，动能变化量为

涉及滑块质量，重力势能变化量不涉及滑块质量，所以实验中需要测量滑块的质量M。

[4]滑块通过光电门的速度为

若动能变化量和重力势能变化量相等，即

可认为系统机械能守恒。

（4）[5]根据

整理得

可知图像的斜率为

取砝码后，砝码和砝码盘的质量m减小，滑块、砝码和砝码盘的总质量不变，故斜率增大，则取砝码后描绘的图像应该是图中的直线A；

（5）[6]进行实验数据分析时，他们发现系统增加的动能总是大于减少的重力势能，原因可能是①将光电门至滑块左端间的距离当作l进行测量；②测量的g值偏小；③测量的d偏大；④气垫导轨调节至水平状态不完全，且带有滑轮一侧低。

12. 2021年11月8日，天问一号火星探测器的“环绕器”成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。若其绕火星运行的轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，求：

（1）火星的质量M；

（2）环绕器的运行周期T。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）在火星表面，有

解得

（2）环绕器运行时，有

解得

13. 如图所示电路中，电阻，，，电路两端接恒定电压，所有电表均为理想电表。求：

（1）开关S断开时，电压表示数U；

（2）开关S闭合时，电流表示数I。

【答案】（1）；（2）2A

【解析】

【详解】（1）S断开时，电压表测量R3两端电压，在R3所在支路有

代入数据，解得

（2）S闭合时，R2被短路，R1、R3直接并联，并联电阻大小为

则

14. 如图所示，质量均为m的重物A、B悬挂在轻质滑轮下方，足够长的轻质细线均保持竖直。对重物A施加一个力F（图中未画出），使整个系统静止。撤去力F，A、B开始运动，直到重物A通过位移h。已知重力加速度为g，不计一切阻力。求：

（1）力F的大小和方向；

（2）重物A的机械能的变化量∆E；

（3）若重物A的质量可以任意改变，当它通过位移h时的最大速度vm。

【答案】（1），方向竖直向下；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）对A所悬挂的定滑轮，由平衡条件

对B，同理有

解得

方向竖直向下；         

（2）释放后A竖直向上移动，则通过位移h时

上移过程，对A、B构成的系统由能量守恒

且

则

（3）若A质量，则A向下运动，同理由能量守恒

且

解得

，

显然：当mA越大时vA越大，即

若A质量，则A向上运动，同理由能量守恒

且

解得

，

显然：当mA越小时vA越大，即

综上可知，当mA趋近于无穷大时，有

15. 在图示平面内充满与平面平行的匀强电场。A点坐标为，B点坐标为，规定坐标原点的电势为零，A、B两点的电势。比荷的粒子从坐标原点出发，以与y轴成53°夹角的方向射入第四象限，初速度大小，一段时间后经过x轴上的C点（图中未标出）。已知，，不计粒子的重力，求：

（1）匀强电场的场强大小；

（2）粒子运动到C点的时间；

（3）粒子的运动方向与x轴平行时的位置坐标。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）作如图所示的等势面及电场线

根据

其中

解得

（2）如图，粒子运动时加速度

方向与x轴正方向成53°角，则

在y轴有

当运动至C处时，有

解得

（3）同理有：在y轴

当粒子速度方向与x轴平行时有

解得

此时

在x轴有

解得

则粒子的运动方向与x轴平行时的位置坐标为