2021-2022学年江苏省连云港市高一下学期期末调研物理试题含解析

  2021~2022学年第二学期期末调研考试

高一物理试题

一、单项选择题：共10题，每题4分，共40分。每题只有一个选项最符合题意。

1. 一质量为2kg的物体，在半径为1m的圆周上以的线速度大小做匀速圆周运动，需要提供的向心力大小为（　　）

A. 2N B. 4N C. 6N D. 8N

【答案】A

【解析】

【详解】根据向心力表达式可得

可知需要提供的向心力大小为，A正确，BCD错误。

故选A。

2. 如图为某一行星绕太阳运动情况示意图，下列说法正确的是（　　）

A. 行星在A处的速率大于B处的速率

B. 行星在A处的加速度小于B处的加速度

C. 从C运动到B阶段，行星机械能逐渐增加

D. 从B运动到D阶段，万有引力对行星一直做负功

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据开普勒第二定律可知，行星与太阳中心连线在相同时间内扫过的面积相等，则有

由于

可得

A正确；

B．根据牛顿第二定律可得

解得

可知行星在处的加速度大于处的加速度，B错误；

C．从运动到阶段，只有万有引力对行星做功，行星的机械能守恒，C错误；

D．从运动到阶段，行星的速度在增大，行星的动能在增大，万有引力对行星做正功，D错误。

故选A。

3. 高空坠物，危害极大。一质量为1kg的花盆不小心从高处坠落，经3s落地。不考虑空气阻力，取，下列说法正确的是（　　）

A. 花盆落地时的速度大小约为 B. 花盆开始下落时离地的高度约为

C. 花盆落地时重力的瞬时功率约为300W D. 3s内花盆所受重力做功的平均功率约为300W

【答案】C

【解析】

【详解】A．花盆做自由落体运动，花盆落地时的速度大小约为

A错误；

B．花盆开始下落时离地的高度约为

B错误；

C．花盆落地时重力的瞬时功率约为

C正确；

D．3s内花盆所受重力做功为

3s内花盆所受重力做功的平均功率约为

D错误。

故选C。

4. 如图所示，真空中静止点电荷的电场中，处的电场强度大小为。若仅将的电荷量减半，则处的电场强度大小为（　　）

A.  B.  C. E D. 2E

【答案】B

【解析】

【详解】根据点电荷电场强度表达式可得

仅将的电荷量减半，则处的电场强度大小为

B正确，ACD错误。

故选B

5. 火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，则同一物体在地球表面与在火星表面受到的引力的比值约为（　　）

A. 0.4 B. 0.5 C. 2.0 D. 2.5

【答案】D

【解析】

【详解】根据万有引力表达式可得

可知同一物体在地球表面与在火星表面受到的引力的比值约为

D正确，ABC错误。

故选D。

6. 关于物体的动能，下列说法正确的（　　）

A. 两个物体中，速度大的动能一定大 B. 某物体的速度加倍，它的动能也加倍

C. 外力对物体做功，物体的动能一定增加 D. 某物体的动能发生变化，它的速度一定发生变化

【答案】D

【解析】

【详解】A．物体的动能大小与物体的质量和速度有关，所以速度大的物体动能不一定大，故A错误；

B．物体动能，质量不变时，速度加倍，动能会变为之前的4倍，故B错误；

C．外力对物体做功可能做正功，也可能做负功，当做负功时，物体的动能减小，故C错误；

D．由可知，当质量不变时，动能发生变化，物体的速度也一定发生变化，故D正确。

故选D。

7. 如图所示，负点电荷周围的电场中有A、B、C三点，A、C到点电荷的距离相等。下列说法正确的是（　　）

A. A、C两点的电场强度相同

B. B点的电势小于A点的电势

C. 将同一试探电荷从B移至A和从B移至C静电力做功相同

D. 将同一正试探电荷分别放置于A、B两点，在A点的电势能大

【答案】C

【解析】

【详解】A．电场强度有方向，A、C两点的电场强度大小相同，但方向不同，故A错误；

B．由图可知该电荷为负电荷，B点离负电荷的距离比A点远，所以B点的电势大于A点的电势，故B错误；

C．A、C到点电荷距离相等，A、C两点的电势相等，故将同一试探电荷从B移至A和从B移至C静电力做功相同，故C正确；

D．由上述分析可知，B点的电势大于A点的电势，将同一正试探电荷分别放置于A、B两点，B点的电势能大，故D错误。

故选C。

8. 一起重机把质量为的物体在竖直方向上匀加速提高了，加速度大小为。不考虑空气阻力，取。则该过程中（　　）

A. 重力做功为 B. 拉力做功为

C. 物体的动能增加了 D. 物体的机械能增加了

【答案】D

【解析】

【详解】A．该过程中重力做功为

A错误；

BD．根据牛顿第二定律可得

解得拉力大小为

拉力做功为

可知物体的机械能增加了，B错误，D正确；

C．根据动能定理可得

C错误。

故选D。

9. 某同学用图甲所示的电路探究电容器的充、放电规律，R是高阻值电阻。先让开关S与1端相连，然后把开关S掷向2端。与电流传感器相连接的计算机，记录了这一过程中电流随时间变化的I－t曲线如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A. S接在1端时，电容器处于放电过程

B. 在形成电流曲线1的过程中，电容器两极板间电压增大

C. 在形成电流曲线2的过程中，电容器的电容减小

D. 在形成电流曲线2的过程中，电容器两极板间电压增大

【答案】B

【解析】

【详解】A．由图甲可知，当开关S接在1端时，电容器处于充电过程，故A错误；

B．电流曲线1的过程中，电容器充电，两极板间的电压增大，故B正确；

C．形成电流曲线2的过程中，电容器放电，但电容器的电容与充放电无关，电容大小不变，故C错误；

D．形成电流曲线2的过程中，电容器放电，两极板间电压减小，故D错误。

故选B。

10. 如图所示，一滑块从固定的斜面底端A处冲上粗糙的斜面，到达某一高度后返回A。下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、加速度a、势能Ep、机械能E随时间变化的图象，可能正确的是（ ）

A.  B.

C.  D.

【答案】BC

【解析】

【详解】A．滑块在斜面上运动过程中，由于存在摩擦力，机械能不断减小，经过同一点时下滑的速度小于上滑的速度，回到出发点时的速度比出发时的初速度小．故A错误．

B．设斜面的倾角为α．物体在上滑与下滑两个过程中，所受的合力方向均沿斜面向下，加速度方向相同．

设上滑与下滑两个过程加速度大小分别为a1和a2．根据牛顿第二定律得：

mgsinα+μmgcosα=ma1；

mgsinα﹣μmgcosα=ma2；

则得：

a1=gsinα+μgcosα

a2=gsinα﹣μgcosα．

则有：

a1＞a2

故B正确．

C．在上滑过程中：上滑的位移大小为：

重力势能为：

为抛物线方程．

下滑过程：重力势能为

H为斜面的最大高度，t0是上滑的时间，此为开口向下的抛物线方程．所以C是可能的．故C正确．

D．由于物体克服摩擦力做功，其机械能不断减小，根据功能关系得：

E=E0﹣f1x=E0﹣f1•（v0t﹣a1t2）

可知E﹣t图象应为抛物线．故D错误．

故选BC．

二、非选择题：共5题，共60分。其中第12~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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. 某同学用图甲所示装置验证机械能守恒定律。

（1）下列四个供实验选用的重物，最合适的为______

A．质量为200g的木球   B．质量为200g的重锤

C．质量为200g的塑料球        D．质量为200g的蜡块

（2）下列做法正确的有______

A．安装电火花计时器时限位孔在竖直平面内即可

B．电火花计时器接到学生电源“交流输出”6V上

C．实验时先接通打点计时器的电源，再用手提着纸带下落

D．数据处理时应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置

（3）该同学选用重物进行实验，所用交流电源频率为50Hz，得到如图乙所示的纸带。选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E，测出A、C、E点距起始点O的距离分别为，，，取，选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律。重物减少的重力势能是______J，打下C点时重物的动能是______J。（结果均保留3位有效数字）

（4）数据处理时，根据纸带算出打下各点时重物的速度，量出下落距离，画出为纵坐标、为横坐标的图像。若在误差允许范围内图像为过原点且______（选填“斜率略大于9.8”或“斜率略小于9.8”）的直线，则验证了重物下落过程中机械能守恒。

【答案】    ①. B    ②. D    ③. 0.847    ④. 0.829    ⑤. 斜率略小于9.8

【解析】

【详解】（1）[1]实验中为了减小空气阻力的影响，应选择质量大，密度大，体积小的重物，B正确，ACD错误。

故选B。

（2）[2]

A．安装电火花计时器时限位孔在竖直平面内，并使两限位孔处于同一竖直线上，A错误；

B．电火花计时器应接到交流电源上，B错误

C．实验时先接通打点计时器的电源，再松开手，让纸带自由下落，C错误；

D．数据处理时应选择纸带上距离较远的两点作为初、末位置，以减小测量的误差，D正确。

故选D。

（3）[3]选取O、C两点为初、末位置验证机械能守恒定律，重物减少的重力势能为

[4]根据匀变速直线运动中点时刻的速度等于这段时间的平均速度，可知打下C点时重物的速度为

打下C点时重物的动能为

（4）[5]重物在下落时，不可避免会受到一定的空气阻力和摩擦阻力，使得重物下落的实际加速度小于重力加速度，根据运动学公式可知

可得

可知图像斜率表示重物的实际加速度，当斜率略小于9.8时，实际加速度略小于重力加速度，说明空气阻力和摩擦阻力的影响很小，在误差允许范围内，重物下落过程中可认为机械能守恒。

12. 神舟十三号载人飞船在轨驻留6个月，于2022年4月16日成功返回。设宇航员生活的空间站在离地面高度为的轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行周期为。已知地球半径为，引力常量为。求：

（1）空间站环绕地球运行的向心加速度大小；

（2）地球的质量。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）空间站环绕地球运行的角速度为

空间站环绕地球运行的向心加速度大小为

（2）根据万有引力提供向心力可得

解得

13. 如图所示，光滑水平面AB与竖直面内半径为R＝0.2m的光滑半圆形导轨在B点相切。一个质量为m＝0.1kg的小球将轻弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下小球获得4m/s的速度后脱离弹簧。小球运动经过B点后沿半圆形导轨运动，并通过与圆心O等高的C点。g取，小球可视为质点，且经过B点时无能量损失。求：

（1）轻弹簧被压缩至A点时的弹性势能；

（2）小球运动到C点时对轨道的压力大小。

【答案】（1）0.8J；（2）6N

【解析】

【详解】（1）由于AB段光滑，小球压缩释放后，弹簧的弹性势能全部转化为小球离开弹簧时的动能，根据能量守恒定律可知，此时的弹性势能为

（2）由题意可知，小球在B点的速度为4m/s，由于半圆形导轨光滑，小球从B运动到C过程机械能守恒，有动能的变化量全部转化为重力势能，即

在C点，轨道对小球的支持力提供向心力，根据牛顿第二定律可得

根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力

14. 如图所示，水平向右的匀强电场中，一长为的绝缘轻绳一端固定，另一端悬挂着一质量为的带电小球，静止时绳与竖直方向成角。现将小球拉到最低点由静止释放，已知，，重力加速度为。求：

（1）小球所受电场力的大小；

（2）小球运动到图示位置时的速度大小；

（3）小球运动到最高点时轻绳与竖直方向的夹角。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）小球静止时，根据受力平衡可得

解得

（2）小球从最低点运动到图示位置，根据动能定理可得

解得

（3）设小球在最高点时绳与竖直方向夹角为，小球从最低点运动到最高点，根据动能定理

又

联立解得

由

可得

15. 如图所示，电子由静止开始经加速电场加速后，沿中心轴线垂直射入偏转电场，并从另一侧射出。已知电子质量，电荷量大小，加速电场电压，偏转电场电压，极板的长度，板间距离，离开偏转电场时的偏移量为（未知），忽略电子所受重力。求：

（1）偏转电场的电场强度大小；

（2）电子刚进入偏转电场时的速度大小；

（3）若每单位电压引起的偏移量称为灵敏度，求该装置的灵敏度。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）根据

解得偏转电场的电场强度大小为

（2）电子在加速电场中，根据动能定理可得

解得电子刚进入偏转电场时的速度大小为

（3）电子在偏转电场中做类平抛运动，则有

，

电子离开偏转电场时的偏移量为

联立解得该装置的灵敏度为