河北省唐山市十县一中2022-2023学年高一下学期期中物理试卷（含答案）

河北省唐山市十县一中2022-2023学年高一下学期期中物理试卷

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题

1、我国发射的第一颗人造卫星东方红一号绕地球运行的轨道是椭圆，地球处在椭圆的一个焦点上。下列说法正确的是(   )

A.地球对东方红一号的万有引力大小始终保持不变

B.东方红一号运动到近地点时的加速度最大

C.东方红一号在椭圆轨道上运动，速率相等的点总有两个

D.东方红一号绕地球运行过程中万有引力始终不做功

2、是某一点电荷产生的电场中的两点，电场强度方向如图所示。若A点的电场强度大小为E，则在两点的连线上，电场强度的最大值为多少（取）(   )

A. B. C. D.

3、如图所示，某同学用绳子水平拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动，到达某一速度时，木箱具有动能一定(   )

A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功

C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功

4、真空中两个点电荷相距为r，如果将A的带电量增加到原来的4倍，B的电荷量不变，要使它们的静电力变为原来的一半，则它们之间距离应变为(   )

A. B. C. D.

5、如图所示，实线为某点电荷电场中的电场线（方向未画出），曲线MN为一带电粒子仅在静电力作用下的运动轨迹。则下列说法正确的是(   )

A.若粒子带负电，则场源电荷一定是正电荷

B.粒子在M点的加速度一定小于它在N点的加速度

C.粒子在M点的动能一定大于它在N点的动能

D.粒子在M点的速率一定小于它在N点的速率

6、某同学用恒定的推力推毛巾，匀速擦除水平桌面上的一段长为L的细直线痕迹，该过程中毛巾克服摩擦阻力做的功为W，已知毛巾与桌面间的动摩擦因数为μ，不计毛巾的重力，则手对毛巾的推力大小为(   )

A. B. C. D.

7、某卫星运行的轨道近似为圆周，轨道距离地面高度为h，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则卫星绕地球运行一周的时间为(   )

A. B. C. D.

二、多选题

8、甲、乙两航天器在对接之前，分别在各自的轨道上做匀速圆周运动，甲的轨道半径比乙小，如图所示，为了实现对接，处在低轨的甲要抬高轨道。下列说法正确的是(   )

A.甲可以通过增大速度来抬高轨道

B.在甲抬高轨道之前，甲的线速度小于乙

C.在甲抬高轨道之前，甲的周期小于乙的周期

D.在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐增大

9、钾离子和钙离子在人体心脏跳动中起着重要的作用，我们可以把它们简化为如图所示的点电荷及产生的电场线。选取无穷远电势为0，下列说法正确的是(   )

A.甲为  B.乙为

C.两电荷连线中点电势为0 D.两电荷连线中点电势大于0

10、某同学用手掌托着智能手机，从静止开始在竖直方向上运动，手机中的加速度传感器显示出如图所示的图像，该图像以竖直向上为正方向，g取，由此可判断出(   )

A.时间内手机动能一直在增加

B.时间内手掌一直对手机做正功

C.手机在时刻动能为零

D.手机在时间内，手机的机械能先增加后减小

三、填空题

11、如图所示，真空中有两个可视为点电荷的带正电小球，相距L，电荷量分别为Q和4Q，如果引进第三个带电小球，正好使三个小球仅在静电力的作用下处于平衡状态，那么第三个小球应______（填“带正电”或“带负电”）；电荷量是Q的______倍；应放在离Q______的地方。

四、实验题

12、某实验小组用如图甲所示的实验装置来验证系统机械能守恒。在水平桌面上放有一气垫导轨，气垫导轨左侧装有定滑轮，气垫导轨上固定有两个光电门，用来测量遮光片通过光电门时的遮光时间，绕过定滑轮的轻质细绳将滑块与钩码连接，接通气源后部分操作过程如下：

（1）用游标卡尺测量遮光片的宽度d，测量结果如图乙所示，则遮光片的宽度为______cm。

（2）取下钩码和细线，轻推滑块使其依次通过光电门1和光电门2，通过的时间分别为、，当时，说明气垫导轨已经水平。

（3）用细线跨过定滑轮连接滑块和质量为m的钩码，释放滑块，两个光电门记录的时间分别为、，已知重力加速度为g，滑块（含遮光条）的质量为M，遮光条宽度d，要验证机械能守恒还需要测量的物理量是______（写出物理量的名称及符号）。

（4）若上述物理量满足______关系式，则表明在上述过程中，滑块及钩码组成的系统机械能守恒（用第（3）问中的物理量符号表示）。

五、计算题

13、如图所示，带电荷量为q的小球，用轻质不可伸长的绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，电场强度为E，细线长为L。假设电场区域足够大，静止时悬线与竖直方向夹角，小球在运动过程中电荷量始终保持不变，重力加速度为g。求：

（1）小球的质量m；

（2）若在某时刻突然将电场方向变为反向，小球刚好运动到最低点时的速度大小v。

14、月—地检验结果表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从相同的规律。已知月球质量为m，地球质量为M，月球中心和地球中心之间的距离为L，万有引力常量为G。

（1）若把月球绕地球运动看做匀速圆周运动，求月球绕地球做匀速圆周运动的线速度v；

（2）若忽略其它星球的影响和各自的自转，假设将月球和地球看做转动的“双星系统”，求组成“双星系统”中月球和地球的运动速率之和。

15、如图所示，一段半径为R、圆心角为的光滑圆弧BO上端点与斜面AB平滑连接，下端切线水平。质量为m的小球P从斜面上距O点的竖直高度为处由静止释放，小球从O点水平抛出之后，落入固定放置在水平地面上的竖直四分之一光滑圆弧轨道内，该段圆弧的圆心在O点，半径也为R。小球P在斜面AB上受到的摩擦力为重力的0.2倍，当地重力加速度为g，，。

（1）求小球P运动到O点时对圆弧轨道的压力F；

（2）若改变小球P下滑的高度h，使小球P从O点抛出后，落至圆弧轨道上时具有最小动能，求此时的下滑高度及对应的最小动能。

参考答案

1、答案：B

解析：A.地球对东方红一号的万有引力大小为

由于轨道时椭圆，所以随着r的变化，万有引力始终改变，故A错误；

B.根据牛顿第二定律有

东方红一号运动到近地点时的万有引力最大，所以加速度最大，故B正确；

C.东方红一号在椭圆轨道上运动，根据牛顿第二定律有

可知速率相等的点总有4个，故C错误；

D.东方红一号绕地球运行过程中万有引力做功，如从远地点到近地点，万有引力做正功，故D错误；

故选B。

2、答案：C

解析：如图所示

A、B两点电场强度反向延长线交点C为点电荷所在位置，根据

作CD垂直AB于D点，则D点电场强度最大，由几何关系可知

则电场强度的最大值为

故选C。

3、答案：A

解析：根据动能定理

可知，木箱具有的动能一定小于拉力做功，与克服摩擦力做功的大小关系不能确定。

故选A。

4、答案：C

解析：由库仑定律

由题意

得

故选C。

5、答案：D

解析：A.带电粒子所受的电场力沿电场线向右，若带电粒子带负电，则电场线向左，场源电荷一定是负电荷，故A错误；

B.电场线的疏密表示场强大小，由图知粒子在M点的场强大于N点的场强，由

知在M点的加速度大于N点的加速度，故B错误；

CD.从M到N，由动能定理，电场力做正功，动能增大，所以粒子在M点的动能和速率小于它在N点的动能和速率，故C错误，D正确；

故选D。

6、答案：C

解析：由题意可得

推力的水平分力

求得

故选C。

7、答案：D

解析：在地球表面或附近有

得

由可得

故选D。

8、答案：AC

解析：A.在低轨的甲要抬高轨道，即做离心运动，所以需要增大速度，故A正确；

B.在甲抬高轨道之前，由

得

可知甲的线速度大于乙的，故B错误；

C.在甲抬高轨道之前，由

得

可知甲抬高轨道之前，甲的周期小于乙的周期，故C正确；

D.由

可知在甲抬高轨道的过程中，月球对甲的万有引力逐渐减小，故D错误。

故选AC。

9、答案：AD

解析：AB.钙离子电荷量大于钾离子电荷量，由点电荷场强

相同距离场强与电荷量成正比，由图可知，同条件下，乙离子场强大于钾离子，所以甲为，A正确；B错误；

CD.选取无穷远电势为0，钾离子和钙离子都是正点电荷，电势大于0，所以两电荷连线中点电势大于0，C错误，D正确。

故选AD。

10、答案：AB

解析：AC.时间内手机加速度向上，则手机向上加速运动，动能一直增大，手机在时刻动能最大，A正确，C错误；

B.时间内手机加速度向下，由图像可知，手机向上减速运动，则手掌一直对手机做正功，B正确；

D.手机在时间内，手掌对手机做正功，手机机械能增大，D错误。

故选AB。

11、答案：带负电；；

解析：由“两大夹小，两同夹异”可知第三个小球应带负电。

假设第三个小球带电量为q，距电荷量分别为Q的小球的距离为x，则对第三个小球有

解得

对带电量为Q的小球有

解得

12、答案：（1）2.030

（3）两光电门间的距离L

（4）

解析：（1）遮光片的宽度为

（3）由题中条件可求出物体的速度，根据机械能守恒可知，还需要测量钩码下落的高度，即两光电门间的距离L；

（4）若满足系统重力势能的减少量等于动能的增加量，则可以证明系统的机械能守恒，即

13、答案：（1）

（2）

解析：（1）由于小球静止时偏向右边，受电场力水平向右、竖直向下的重力和细线的拉力。由平衡条件可得

所以

（2）电场反向后，小球受电场力变为水平向左，细线的拉力瞬间变为零，所以小球在重力和电场力的合力作用下做初速度为零的匀加速直线运动，小球受到的合力为

由牛顿第二定律得

可得

如图可知小球运动位移为L

由速度—位移公式得

代入数据解得

14、答案：（1）

（2）

解析：（1）由万有引力提供向心力可得

所以

（2）设月球和地球绕圆心的转动半径分别为，所以有

由“双星系统”可知月球和地球的转动角速度相同设为ω，根据万有引力分别提供月球和地球的向心力可得

联立可得

由圆周运动公式可知

可得

15、答案：（1），方向竖直向下

（2），

解析：（1）如图由几何关系可知，斜面AB的倾角为37°，设小球P运动到O点的速度为，对小球从A点到O点由动能定理有

小球P在O点由牛顿第二定律有

解得

由牛顿第三定律，对圆弧轨道的压力为

方向竖直向下。

（2）由（1）问知小球P从O点水平抛出，抛出速度

由平抛规律得

，

如图由几何关系可知

联立得

设落至圆轨道上动能为，则由机械能守恒定律得

得

由数学知识可得，当时即时有最小值，即

将代入得

结合，可求得