2022-2023学年河北省邯郸市九县区高一（下）期中物理试卷（含解析）

2022-2023学年河北省邯郸市九县区高一（下）期中物理试卷

一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）

1.  如图所示，公园中有不少年轻人喜欢坐空中飞椅。这些人在转盘匀速转动时具有相同的(    )
 

A. 角速度 B. 线速度 C. 向心加速度 D. 向心力

2.  运动员参加撑竿跳高比赛的示意图如图所示。不计空气阻力，对运动员在整个过程中的能量变化描述正确的是(    )
 

A. 越过横杆后下降过程中，运动员的机械能守恒
B. 起跳上升过程中，竿的弹性势能一直增大
C. 起跳上升过程中，运动员的机械能守恒
D. 加速助跑过程中，运动员的重力势能不断增大

3.  一只蜜蜂给一朵花带上负电荷后飞走了。另一只与花带同样数量负电荷的蜜蜂靠近花朵时，图中电场线能表示蜜蜂和花朵之间电场的是(    )

A.  B.  C.  D.

4.  北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。其中三颗卫星、、的运动轨迹示意图如图所示，、、三颗卫星均绕地球做圆周运动，轨迹的半径相同，是地球同步卫星，下列说法正确的是(    )
 

A. 卫星可以经过北京正上空 B. 卫星的运行周期比卫星的大
C. 卫星的发射速度大于 D. 卫星、、的运行速率各不相等

5.  如图，一半径为的圆盘上均匀分布着电荷量为的电荷，在垂直于圆盘且过圆心的轴线上有、、三个点，和、和、和间的距离均为，在点处有一电荷量为的固定点电荷．已知点处的场强为零，则点处场强的大小为为静电力常量(    )
 

A.  B.  C.  D.

6.  如图所示，两个完全相同的小木块和均可视为质点放在足够大的水平圆盘上，圆盘绕转轴匀速转动且、相对圆盘均未发生滑动时，下列说法正确的是(    )
 

A. 、受到的摩擦力相同
B. 所受的摩擦力方向与其线速度方向相反
C. 若圆盘突然静止，则、的速度也突变为零
D. 若圆盘突然静止，则、均做匀减速直线运动直到速度为

7.  如图甲所示，在固定光滑斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位置在点，小物块在点由静止释放，在开始运动的一段时间内小物块运动的图像如图乙所示各物理量均已知。小物块在时刻运动到点，在时刻到达点图中未标出，在时刻到达点。若小物块的质量为，弹簧的弹性势能，其中为弹簧的劲度系数，为伸长或缩短的长度，则下列说法正确的是(    )
 

A. 从点运动到点的过程中，小物块的机械能守恒
B. 从点运动到点的过程中，小物块的加速度一直减小
C. 弹簧的劲度系数为
D. 、两点间的距离为

二、多选题（本大题共3小题，共18.0分）

8.  两点电荷形成电场的电场线分布如图所示，、是电场线上的两点，下列说法正确的是(    )
 

A. 两点电荷的电性相反 B. 两点电荷所带的电荷量相等
C. 点的电场强度比点的电场强度大 D. 点的电场强度比点的电场强度小

9.  竖直平面内有一半径为的光滑圆环，质量为的小球视为质点套在圆环上，当圆环以一定的角速度绕过圆环的竖直直径的转轴匀速转动时，小球相对圆环静止，此时小球与圆环圆心的连线与竖直方向的夹角为，取重力加速度大小，，，下列说法正确的是(    )
 

A. 圆环对小球的弹力大小为 B. 小球随圆环旋转的角速度为
C. 小球运动的线速度大小为 D. 小球的向心加速度大小为

10.  如图甲所示，光滑水平面上放着长木板，质量为的木块以的初速度滑上原来静止的长木板的上表面，由于、之间存在摩擦，之后木块与长木板的速度随时间变化的情况如图乙所示，取重力加速度大小，下列说法正确的是(    )
 

A. 内的动能减小了 B. 内的动能增大了
C. 的质量为 D. A、之间因摩擦产生的热量为

三、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

11.  某同学做验证向心力与线速度关系的实验。装置如图所示，一轻质细线上端固定在拉力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下：

用游标卡尺测出钢球直径；

将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为，细线长度为；

将钢球拉到适当的高度处释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为；

已知当地的重力加速度大小为，细线不可伸长，钢球经过光电门时的线速度大小为___________，向心力大小为________________，受到的拉力大小为_______________。

12.  用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”的实验。

某小组得到的一条纸带、间有部分点未画出如图乙所示，、、三点上方的数据表示该点到起点之间的距离，单位是，已知打点计时器打相邻两点的时间间隔为，实验中重物的质量为，当地的重力加速度大小。则在打点计时器打起点到打点的过程中，重物重力势能的减少量_______，动能的增加量_______。结果均保留三位有效数字

某同学通过实验，对多条纸带进行数据处理，结果发现重物重力势能的减少量总是大于动能的增加量，其可能的原因是_______。

A.重物质量的测量值偏大

B.电源是直流电

C.释放纸带时纸带没有竖直

四、计算题（本大题共3小题，共42.0分）

13.  星是某行星的同步卫星。若其离行星表面的高度为，行星的半径为，表面重力加速度大小为，引力常量为，求：

行星的质量；

行星的自转周期。

14.  如图所示，在光滑、绝缘的水平地面上有一绝缘轻质弹簧，弹簧一端连接带正电的小球，所带的电荷量，另一端连接带负电的小球，所带的电荷量，已知静电力常量，弹簧的原长，小球、处于静止状态，整个过程中弹簧处于弹性限度范围内，所有小球均可视为点电荷．

若小球右侧处的电场强度为零，求弹簧的劲度系数；

若再放一带正电的小球，在三小球均静止时，弹簧的弹力为零，求小球所带的电荷量和所处位置。

15.  如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点和圆心的连线与水平方向的夹角，另一端点为轨道的最低点，且、两点的连线竖直。点右侧的光滑水平面上紧挨点静止放置一木板，木板的质量，上表面与点等高。质量的物块可视为质点从空中点以的速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入轨道。物块与木板间的动摩擦因数，取重力加速度大小，，，求：

物块到达点所用的时间；

经过点时，物块对圆弧轨道的压力大小；

物块刚好不从木板上掉下时木板的长度。

答案和解析

1.【答案】 

【解析】这些人在转盘匀速转动属于同轴转动，故他们转动的角速度相同，线速度、向心加速度、向心力的方向时刻发生变化。

故选A。

2.【答案】 

【解析】这些人在转盘匀速转动属于同轴转动，故他们转动的角速度相同，线速度、向心加速度、向心力的方向时刻发生变化。

故选A。

3.【答案】 

【解析】根据题意可知，花朵和蜜蜂带等量负电荷，根据等量同种电荷的电场分布如图所示

故选D。

4.【答案】 

【解析】A.是地球同步卫星，同步卫星的轨道平面在赤道平面，周期与地球自转周期相等，为小时，不可以经过北京正上空，故A错误；

B.人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为、轨道半径为、地球质量为，有：

解得

、、三颗卫星的相等，则周期相等，都是小时。故B错误；

C.是人造卫星的最小发射速度，卫星的发射速度大于。故C正确；

D.根据万有引力提供向心力，有

解得

、、三颗卫星均绕地球做圆周运动，轨迹的半径相同，卫星、、的运行速率相等。故D错误。

故选C。

5.【答案】 

【解析】解：电荷量为的点电荷在处产生电场强度为，因为点处的场强为零，
则半径为均匀分布着电荷量为的圆盘与点处电荷量为的固定点电荷在处产生的电场强度大小相等，方向相反，
则圆盘在处产生电场强度为，由于、两点关于点对称，所以圆盘在处产生电场强度大小也为。
而电荷量为的点电荷在处产生电场强度为，
所以根据电场叠加原理，两者在处产生电场强度为，故B正确，ACD错误。
故选：。
考查点电荷与圆盘电荷在某处的电场强度叠加，紧扣电场强度的大小与方向关系，从而为解题奠定基础。
 

6.【答案】 

【解析】A.、随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得

由于质量和角速度相等，所以半径越大则受到的摩擦力就越大，故A错误；

B.摩擦力提供向心力，指向圆心，所以摩擦力方向与其线速度方向垂直，故B错误；

若圆盘突然静止，则、沿切线方向滑动，受摩擦力作用，均做匀减速直线运动直到速度为，故C错误，D正确。

7.【答案】 

【解析】A.从点运动到点的过程中，除重力做功外，弹簧弹力对小物块做负功，小物块的机械能不守恒，故A错误；

B.由图像的斜率表示加速度可知，从点运动到点的过程中，小物块的加速度一直增大，故B错误；

从点到点小物块的加速度

在点

从点到点，根据能量守恒

联立解得

故C正确，D错误。

故选C。

8.【答案】 

【解析】A.根据图中所示可知，线起源于左侧点电荷，终止于右侧点电荷，则右侧点电荷带正电，左侧点电荷带负电，即两点电荷的电性相反，故 A正确；

B.若两点电荷所带的电荷量相等，则左右电场线的分布关于电荷连线的中垂线具有对称性，根据图像可知，右侧点电荷周围的电场线分布比左侧点电荷周围电场线分布密集一些，则右侧点电荷的电荷量大于左侧点电荷的电荷量，即两点电荷所带的电荷量不相等，故B错误；

电场线分布的疏密程度能够表示电场的强弱，根据图像可知，点位置的电场线分布比点位置电场线分布密集一些，则点的电场强度比点的电场强度大，故C正确，D错误。

故选AC。

9.【答案】 

【解析】A.小球做匀速圆周运动，由所受外力的合力提供圆周运动的向心力，令圆环对小球的弹力为，对小球分析有

故A错误；

B.根据上述，对小球进行分析有

解得

故B正确；

C.根据上述，对小球进行分析有

解得

故C正确；

D.根据上述，对小球进行分析有

解得

故D错误。

故选BC。

10.【答案】 

【解析】A.根据动能的公式结合图像可知内的动能减小了

故A正确；

规定向右为正方向，根据动量守恒定律有

解得

根据动能的公式结合图像可知内的动能增加了

故BC错误；

D.、之间因摩擦产生的热量为

故D正确；

故选AD。

11.【答案】                 

【解析】钢球经过光电门时的线速度大小为

由向心力公式

当小球静止时，有

小球做圆周运动的轨迹半径为

代入得小球经过光电门时的向心力

由牛顿第二定律

所以此时绳子拉力为

12.【答案】             

【解析】在打点计时器打起点到打点的过程中，重物重力势能的减少量

点的速度大小为

动能的增加量

由于重力势能的减小量与动能的增加量公式都有质量，故质量对时间结论没有影响，故A错误；

在该实验中，由于摩擦力、空气阻力的存在，重物减小的重力势能总是大于重物动能的增加量，在该实验过程中的步骤中，没有检查打点计时器的两个限位孔不在同一条竖直线上或者纸带没有悬垂释放，也会导致摩擦力太大，故B错误，C正确。

故选C。

13.【答案】  ；  

【解析】设在行星表面有个质量为的物体，则其所受万有引力等于所受重力，有

解得

设星的质量为，万有引力提供向心力，有

解得

14.【答案】  ；  ，应放在小球的右边  

【解析】设静止时，小球、间的距离为，则有

解得

又由胡克定律有

解得

三小球在水平地面上通过电场之间作用力保持静止，则可知小球应放在小球的右边，设小球离小球的距离为，对小球受力分析，由二力平衡有

对小球受力分析，由二力平衡有

解得

15.【答案】  ；； 

【解析】物块从点到点做平抛运动，有

由几何关系有

解得

设物块在点的速度大小为  ，在点的速度大小为  ，有

物块从点运动到点，由动能定理有

设在点时物块受到的支持力大小为  ，由牛顿第二定律有

解得

由牛顿第三定律有物块对圆弧轨道的压力大小为

物块做匀减速直线运动，加速度大小

木板做匀加速直线运动，加速度大小

设经过时间  二者共速，有

解得

木板长度为二者相对位移大小，有

解得