2022常熟高一下学期期中物理试题Word含解析

2021～2022学年第二学期期中试卷

高一物理

注意事项：

1.答题前，考生务必用黑色签字笔将自己的姓名和考试号填写在答题卷上，并用2B铅笔填涂考试号下方的涂点。

2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应的答案信息点涂黑.如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案写在试题卷上无效。

3.非选择题必须用0.5mm黑色签字笔作答，必须在答题卷上各题目的答题区域作答.超出答题区域书写的答案无效，在试题纸上答题无效。

第Ⅰ卷 选择题（共40分）

一、单选题（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. 国家电网检修人员利用直升机直接或通过绝缘绳索等间接方式将作业人员运载至线路故障位置开展带电检修。请用学过的电学知识判断下列说法正确的是（　　）

A. 电工被铜丝纺织的衣服所包裹，使体内电场强度保持为零，对人体起保护作用

B. 直升飞机内存在很强的电场

C. 小鸟停在单根高压输电线上会被电死

D. 铜丝必须达到一定的厚度，才能对人体起到保护作用

【答案】A

【解析】

【详解】AD．电工被铜丝纺织的衣服所包裹，起到静电屏蔽作用，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，使人体内电场强度保持为零，对人体起保护作用，与铜丝的厚度没有关系，A正确，D错误；

B．直升机由金属制成，由于静电屏蔽，内部场强为零，B错误；

C．小鸟停在单根高压输电线上，小鸟的两只脚之间的距离很小，所以两脚间的电压也很小，小鸟不会被电死，C错误；

2. 一物体被水平抛出后，重力做功50J，同时克服阻力做功20J，则下列说法正确的是（　　）

A. 物体重力势能增加了50J B. 动能减少了30J

C. 物体机械能增加了30J D. 物体机械能减少了20J

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据重力做功与重力势能的关系知，重力做功50J，则物体重力势能减少了50J，故A错误；

B．依题意，根据动能定理有

物体动能增加了30J，故B错误；

CD．物体机械能的增加量等于除重力外，其它外力做功的代数和，依题意，可知物体机械能的减少量等于物体克服阻力所做的功，即减少了20J，故C错误，D正确。

故选D

3. 如图所示，a、b、c为三个完全相同的时钟，a放在水平地面上，b、c分别放在以速度vb、vc向同一方向飞行的两枚火箭上，且vb大于vc，则地面上的观察者认为走得最慢的钟为（　　）

A. a B. b C. c D. 无法确定

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】根据

可知，相对观察者的速度越大，其上的时间越慢，a放在水平地面上，在地面上的人看来，a钟没有变化，b、c均变慢，且vb大于vc，b钟比c钟更慢，则地面上的观察者认为走得最慢的钟为b，B正确。

故选B。

4. 如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中（　　）

A. 从P到M所用的时间等于

B. 从M到Q阶段，机械能逐渐变大

C. 从Q到N阶段，速率逐渐变小

D. 从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功

【答案】D

【解析】

【详解】A．根据开普勒第二定律，可知近地点的速度比远地点的速度大，则从P到M到Q阶段，万有引力对做负功，速率逐渐变小，所以从P到M所用的时间小于，A错误；

B．由于只有万有引力做功，从M到Q阶段，机械能保持不变，B错误；

C．从Q到N阶段，万有引力对它做正功，速率逐渐变大，选项C错误；

D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，选项D正确。

故选D。

5. 如图所示，电荷量为q的点电荷与均匀带电薄板相距2d，点电荷到带电薄板的垂线通过板的几何中心。若图中A点的电场强度为0，则带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度正确的是（　　）

A. 大小为，方向向右 B. 大小为，方向向左

C. 大小为，方向向左 D. 大小为，方向向右

【答案】B

【解析】

【详解】图中A点的电场强度为0，则带电薄板在A点的场强与点电荷q在A点的场强等大反向，则带电薄板在A点的场强大小

方向向右，由对称性可知，带电薄板产生的电场在图中B点的电场强度

方向向左。

故选B。

6. 如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一重力为G的小球，在水平拉力F作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。（A、B两点间的水平距离为L，竖直高度为h），则在此过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 重力的瞬时功率先增大后较小

B. 拉力的瞬时功率不断增大

C. 重力做功为为W＝Gh

D. 拉力做功为W＝FL

【答案】B

【解析】

【详解】AB．因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点。设绳子与竖直方向夹角是，则

得

而水平拉力F的方向与速度v的方向夹角也是，所以水平力F的瞬时功率

即

又重力G的瞬时功率

显然，从A到B的过程中，是不断增大的，所以重力及F的瞬时功率均一直增大，故A错误，B正确；

C．重力做功为

故C错误；

D．由前面选项分析知

则可知力F是变力，所以做的功不为FL。因为小球是以恒定速率运动，小球动能不变，绳的拉力不做功，只有重力及拉力做功，根据动能定理可知

得

故D错误。

故选B。

7. 某种气体—电子放大器局部结构是由两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜构成，其上存在等间距小孔，其中相邻两孔截面上的电场线和等势线的分布如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 点所在的线是电场线

B. 点的电场强度比点大

C. 、两点间的电势差的值比、两点间的小

D. 将电荷沿图中的线从移动时电场力做功不为零

【答案】D

【解析】

【详解】A．因上下为两块夹有绝缘介质的平行金属薄膜，则点所在的线是等势线，A错误；

B．因处的电场线比点处密集，则点的电场强度比点大，B错误；

C．因、两处所处的线为等势线，可知、两点间的电势差的值比、两点间的大， C错误；

D．因、两点在同一电场线上，电势不相等，则将电荷沿图中的线从移动时电场力做功不为零，D正确。

故选D。

8. 2021年6月17日神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，标志着中国人首次进入了自己的空间站；对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ，神舟十二号飞船沿着半径为r1的圆轨道Ⅰ运动到Q点时，通过一系列变轨操作，沿椭圆轨道Ⅱ运动到P点与天和核心舱对接；已知神舟十二号飞船沿圆轨道Ⅰ运行周期为T1，则下列说法正确的是（　　）

A. 神舟十二号飞船在轨道Ⅱ上Q点的速度等于

B. 神舟十二号飞船在轨道Ⅱ上Q点的加速度大于

C. 天和核心舱在轨道Ⅲ上P点的速度等于

D. 神舟十二号飞船沿轨道Ⅱ从Q到P运动时间为

【答案】D

【解析】

【详解】A．神舟十二号飞船在轨道Ⅰ上的运行速度

从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ要在Q点加速，则在轨道Ⅱ上Q的速度大于，选项A错误；

B．神舟十二号飞船在轨道Ⅰ上的加速度为

根据

可知，在轨道Ⅱ上Q点的加速度等于在轨道Ⅰ上的加速度，则在轨道Ⅱ上Q点的加速度等于，选项B错误；

C．根据

解得

则

则天和核心舱在轨道Ⅲ上P点的速度等于

选项C错误；

D．根据开普勒第三定律

解得

从Q到P运动时间为

选项D正确。

故选D。

9. 如图所示，某景区的彩虹滑梯由两段倾角不同的直轨道组成，游客与两段滑梯间的动摩擦因数相同。一游客由静止开始从顶端下滑到底端，若用E、Ek、x、t分别表示物体的机械能、动能、水平位移和所用时间，下列图像中正确的是（取地面为零势能面）（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】A．游客下滑过程中机械能的变化等于摩擦力做的功

即

所以图像如图A所示，故A正确；

B．游客下滑过程中动能的变化等于合外力做的功

即

下滑过程中，倾角不变时，图像的斜率不变，倾角变小，图像斜率变小，故B错误；

C．根据牛顿第二定律可得，游客下滑时有

可得

结合A项的分析可知，E与的关系为

即

当不变时，E与成线性关系，故C错误；

D．游客的速度大小为

即

若不变，图像为一抛物线，当发生变化时，图像为另一抛物线，故D错误。

故选A。

10. 如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体B的质量为2m，放置在倾角为30°的光滑斜面上，物体A的质量为m，用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳伸直且B与轻滑轮间的弹簧和细绳均与斜面平行，A与地面间的距离为h，物体B静止在斜面上挡板P处，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对挡板恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 弹簧的劲度系数为

B. 此后物体B不可能离开挡板沿斜面向上运动

C. 此时物体A加速度大小为，方向竖直向上

D. 此时弹簧的弹性势能等于

【答案】B

【解析】

【详解】A．由题意可知，A物体下落h，则弹簧形变量为h，对B物体受力分析可知，B受重力、弹簧弹力、斜面的支持力而处于静止状态，根据平衡条件得

解得

故A错误；

B．因A落地后弹簧的形变量不再增大，弹力不会再增大，故B不可能离开挡板沿斜面向上运动，故B正确；

C．此时弹簧弹力为mg，则A受到拉力为mg，故A物体受力平衡，加速度为0，故C错误；

D．对A、B和弹簧组成的整体，由机械能守恒定律可得

解得

故D错误。

故选B。

第Ⅱ卷 非选择题（共60分）

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. 某实验小组用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律，实验所用的打点计时器为电火花计时器，重锤从高处由静止开始下落，计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，正确处理测量值，即可验证机械能守恒定律。

（1）下列几个操作步骤中：

A．按照图甲所示，安装好实验装置；

B．将电火花计时器接到学生电源的交流6V上；

C．用天平测出重锤的质量；

D．先接通电源，后释放重锤，纸带随着重锤运动，计时器在纸带上打下一系列的点；

E．重复实验，多打几条纸带，选出点迹清晰的纸带；

F．测量纸带上某些点间的距离；

G．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

不需要进行的步骤是______，操作错误的步骤是______。（填步骤前相应的字母）

（2）已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，重物质量0.1kg，当地重力加速度为，实验中该实验小组得到的一条点迹清晰的完整纸带如图乙所示，纸带上的第一个点记为O，另选连续的三个点A、B、C进行测量，图中给出了这三个点到O点的距离的值。则打点计时器打B点时，重锤动能的增加量为______J，重锤重力势能的减少量为______J。（计算结果均保留3位有效数字）

（3）某同学利用图乙中纸带，先分别测量出从A点到B、C、D、E、F、G点的距离（其中D、E、F、G点为C点后连续打出的点，图中未画出），再计算打出B、C、D、E、F各点时重锤下落的速度和，绘制图像，如图丙所示，并求得图线的纵轴截距和斜率，假设上述实验操作中不受一切阻力影响，此时绘制的图线的纵轴截距和斜率与、的关系最可能的是______。

A．，   B．，   C．，   D．，

【答案】    ①. C    ②. B    ③. 0.761    ④. 0.786    ⑤. A

【解析】

【详解】（1）[1][2]实验要验证的关系是

两边可消掉，则不需要用天平测出重锤的质量，即不需要进行的步骤是C；实验将电火花计时器接到220V交流电源上，即错误的步骤为B。

（2）[3]打点计时器打B点时，重锤的速度

动能的增加量为

[4]重锤重力势能的减少量为

（3）[5]根据

得

不论有无阻力，释放点的位置相同，即初速度为零时，有阻力时和无阻力时的图线应交于横轴的同一点，无阻力时重锤下降的加速度大一些，则图线的斜率大一些，如图所示，可知，，故A正确，BCD错误。

故选A。

12. 2016年8月16日，我国科学家自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，并进入预定圆轨道，已知“墨子号”卫星轨道距地面高度为，地球表面重力加速度为，半径为，求：

（1）“墨子号”卫星的周期；

（2）地球的第一宇宙速度。

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）根据万有引力提供向心力有

物体在地球表面受到的万有引力等于重力

联立解得

（2）卫星在地球表面轨道处绕地球做匀速圆周运动的线速度等于第一宇宙速度，由万有引力提供向心力

解得地球的第一宇宙速度为

13. 如图所示，空间存在水平向左的匀强电场，质量为、电荷量为的带正电小球B（可为质点）用轻质绝缘细线悬挂于点，细线的长度为。小球静止时轻绳与竖直方向的夹角为，重力加速度为，，。

(1)求电场强度的大小；

(2)将小球缓慢拉到点正下方，求外力需做的功。

【答案】(1)；(2)

【解析】

【分析】

【详解】(1)由平衡条件得

解得

(2)将小球缓慢拉到点正下方，重力做正功，为

电场力做负功，大小为

由动能定理得

解得

14. 一辆质量为1.5×103kg的汽车从静止开始启动、保持额定功率在倾角正弦值为0.1的斜坡上沿斜坡向上行驶。汽车所受摩擦阻力恒为车重的0.2倍，汽车达到的最大速度为16m/s，另已知汽车从启动到速度达到最大过程中行驶的路程为160m，g＝10m/s2，求：

（1）汽车发动机的额定功率；

（2）当速度为8m/s时，汽车的加速度大小；

（3）汽车从启动到速度恰达到最大经历的时间。

【答案】（1）；（2）；（3）12.7s

【解析】

【详解】（1）汽车匀速后，阻力与牵引力大小相等，汽车发动机的额定功率

解得

（2）根据

时刻汽车牵引力

根据牛顿第二定律可得

解得

（3）由动能定理，有

解得

15. 如图所示，倾角为37°的光滑导轨，顶端离地H=1.45m，下端通过一小段光滑圆弧与内壁光滑的薄壁细管做成的圆环轨道相切于最底端B，整个装置由竖直平面内的若干个相同圆环组成，第一个圆环记作0号，第二个圆环记作1号，其余依此类推.已知圆环半径为R=0.5m，间距为x0=1m，轨道水平段的动摩擦因数μ=0.2。一质量m=0.5kg的小球在倾斜导轨顶端A点以v0=2m/s速度水平发射，在落到倾斜导轨上P点后立即沿轨道运动（P点在图中未画出）。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：

（1）小球落到倾斜导轨上P点到A点的距离d；

（2）若小球落到轨道上后速度变为沿斜面向下，大小为，试通过计算判断小球最远能通过几号圆环轨道最高点；

（3）由第（2）问条件求小球最终停止的位置到2号圆环轨道最低点的距离。

【答案】（1）0.75m；（2）最远能通过2号圆环轨道最高点；（3）0.25m

【解析】

【详解】（1）小球飞出后做平抛运动

它们之间的关系

解得飞行时间

落点离斜面顶端的距离

（2）圆环最高点最小速度

设小球恰好能通过第n个圆环最高点，由动能定理得

代入数据得

n=2.75<3

所以小球最远能通过2号圆环轨道最高点

（3）最终小球停在水平面上，设小球在水平面上通过总路程为s，由动能定理可知

代入数据得

s=7.75m

小球通过第2个圆环后，在水平方向以及发生的位移是2.0m，所以小球在第2个圆环与第3个圆环之间的路程为

由于

所以小球只能在第2个圆环与第3个圆环之间往返2次，最终小球停止的位置到第2个圆环的最低点之间的距离