江苏省南通中学2022-2023学年高一下学期期中测试物理试卷(含答案)

这是一份江苏省南通中学2022-2023学年高一下学期期中测试物理试卷(含答案)，共18页。试卷主要包含了单选题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．某场地自行车比赛圆形轨道的路面与水平面间有一夹角，运动员骑自行车在同一赛道上分别以速率、做匀速圆周运动，已知速率为时，自行车恰不受摩擦力，则速率为时自行车所受摩擦力( )
A.仍为零B.沿路面指向内侧
C.为滑动摩擦力D.指向轨道的圆心
2．金星半径是地球半径的95%，质量为地球质量的82%，已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，据此可求出( )
A.金星的密度B.金星公转的周期
C.金星的第一宇宙速度D.金星公转的向心加速度
3．如图所示的电场中，实线为电场线，虚线为带正电粒子只在电场力作用下的运动轨迹，a、b、c是轨迹上的三个点，则( )
A.b点电场方向向右
B.粒子一定是从a点运动到b点
C.粒子在c点的加速度一定大于在b点的加速度
D.若粒子从b运动到c，该过程中电场力做正功
4．汽车以速度在平直路面上匀速行驶，发动机的输出功率为P.某时刻起将汽车发动机的输出功率减为，设汽车行驶过程中受到的阻力不变，输出功率减小后( )
A.汽车运动的平均速度为
B.汽车所受的牵引力先逐渐增大后不变
C.汽车先做匀减速直线运动，最终以匀速运动
D.汽车先做加速度增大的减速运动，最终以匀速运动
5．三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，此时A、B相距最近，如图所示。已知卫星B的运动周期为T，则( )
A.C加速可追上同一轨道上的A
B.A、C的向心加速度大于B的向心加速度
C.从图示时刻到A、B再次相距最近所需时间大于T
D.相同时间内，B与地心连线扫过的面积大于A与地心连线扫过的面积
6．如图，绝缘细线一端固定在O点，另一端系一带正电小球A，空间存在方向竖直向上的匀强电场E，电场力大于重力，球A在电场中竖直平面内绕O点做圆周运动，则球A( )
A.可能做匀速圆周运动B.在最低点时线中拉力最小
C.在最高点时重力瞬时功率最大D.在C点时加速度方向指向O点
7．无级变速是在变速范围内任意连续变换速度的变速系统。无级变速模型如图所示，主动轮M、从动轮N中间有一滚轮，M的转速一定，各轮间不打滑，通过滚轮位置改变实现无极变速。A、B为滚轮轴上的两点，则( )
A.滚轮在A处，N的角速度大于M的角速度
B.滚轮边缘与M、N接触点的线速度不相等
C.滚轮在B处，N转动周期小于M转动周期
D.滚轮从A到B，N的转速先变小后变大
8．球从高处由静止开始下落，所受空气阻力与速度成正比。下列描述球下落过程中加速度a、速度v随时间t，动能、机械能E随下落位移h变化的关系图象中可能正确的是( )
A.B.
C.D.
9．均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。如图所示，在半球面AB上均匀分布正电荷，总电荷量为q，球面半径为R，CD为通过半球顶点与球心O的轴线，在轴线上有M、N两点，已知M点的场强大小为2E，则N点的场强大小为( )
A.B.C.D.
10．如图所示，固定斜面上C点上方粗糙，下方光滑，轻弹簧下端固定，上端与小物块A连接，小物块B靠放在A右侧，两者在外力作用下停在O点。现将A、B由静止释放，A、B沿OC一起向上运动，到C点时分离，之后B上升到某位置恰好保持静止，A、B与斜面间的动摩擦因数相同，弹簧未超过弹性限度。则( )
A.A可能会返回经过O点
B.弹簧弹力对A始终做正功
C.A、B一起运动过程中，合外力对A、B做功最多
D.B运动到C点时，A、B系统机械能最大
二、计算题
11．“嫦娥五号”探测器已成功实施近月制动，进入环月轨道.探测器在近月点多次变轨后依次进入椭圆轨道Ⅰ和近月圆轨道Ⅱ，简化过程如图。已知探测器在轨道Ⅱ上绕月运行的周期为，轨道Ⅰ近月点和远月点到月心距离分别为a和b，引力常量为G。求：
（1）月球的质量M；
（2）探测器在轨道Ⅰ上绕月运行的周期T。
12．在一个点电荷Q的电场中，让x轴与它的一条电场线重合，坐标轴上A、B两点的坐标分别为0.4m和0.7m，如图甲.在A、B两点分别放置带正电的试探电荷，它们受到的静电力均沿x轴负方向、大小跟试探电荷的电荷量的关系分别对应图乙中的直线a、b。求：
（1）A、B两点的电场强度；
（2）点电荷Q的电性及所在位置的坐标。
13．如图所示，一工作台由水平传送带与倾角为θ足够长的斜面体组成，传送带顺时针匀速转动，AB间的长度为L。现让质量为m的小物块以水平向右的速度从A点滑上传送带，物块与斜面体、传送带之间的动摩擦因数均为μ，且，传送带与斜面平滑连接，重力加速度为g。
（1）物块恰好能滑到斜面上高度为h的C点，求物块第一次经过B时的速度大小；
（2）在（1）的情况下，若传送带的速度等于（1）中的，物块滑上传送带的初速度为，求木块从A运送至B过程中，传送带克服摩擦力做的功W；
（3）若改变传送带转速，物块从A点水平滑上传送带，滑上斜面后恰好能返回出发点A，求物块从A点滑上传送带时初动能的最小值。
14．一转动装置如图所示，足够长光滑水平杆固定在竖直细管上，小圆环A和轻弹簧套在杆上，弹簧两端分别固定于竖直细管和环A，细线先穿过小孔O，再穿过光滑细管，两端分别与环A和物块B连接，OA间连线与水平杆平行，小球C用长为的细线悬挂在环A上，现使整个装置绕竖直细管以角速度匀速转动，此时A与细管的距离，悬挂C的细线与竖直方向的夹角为37°，缓慢加速后使整个装置以角速度匀速转动，悬挂C的细线与竖直方向的夹角为53°，此时弹簧弹力与夹角为37°时大小相等，已知，，。重力加速度g取，，，B距管下口足够长，A、B、C与细管始终在同一竖直平面内，、均未知。求：
（1）装置转动的角速度；
（2）装置转动的角速度为时，弹簧的形变量；
（3）装置转动的角速度由增至过程中，外界对转动装置所做的功W。
三、实验题
15．如图甲所示，A、B两铁块用细线连接，跨过轻质小滑轮.让A从高处由静止开始下落，与B连接的纸带上打下一系列点，对纸带上的点迹进行测量分析，即可验证机械能守恒定律。重力加速度为g。
（1）除了图甲中提供的器材，还需准备天平和______。
（2）实验的主要步骤如下，其中错误的是______。
A.把打点计时器、滑轮固定在铁架台上适当位置，使计时器两限位孔连线沿竖直方向
B.测出A、B两物块的质量分别为M、m
C.将纸带一端固定在B上并穿过打点计时器的两限位孔
D.将A、B在图示位置由静止释放，紧接着接通打点计时器电源
E.选取纸带，进行数据测量与分析
（3）正确实验得到的一条纸带如图乙，0、1、2、3、4…为选取的计数点，0是打下的第一个点，相邻两计数点间还有4个点未标出，测出计数点间的距离如图所示.交流电源的频率为f，打下计数点“5”时，A的速度大小为_____，若打点0~5过程中系统机械能守恒，测得的物理量应满足的关系式为________。（用题中所给物理量的字母表示）
（4）计算出打下各计数点时A的速度v及A对应下落的高度h，作出图象，则利用该图象验证系统机械能守恒的依据是______。若所作图象的斜率小于理论值，其原因可能为_______。（写出一条即可）
参考答案
1．答案：B
解析：设圆形轨道的路面与水平面间的夹角为θ，运动员骑自行车在同一赛道上分别以速率、做匀速圆周运动，当以速率做匀速圆周运动时，由重力和倾斜路面的支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有
此时自行车恰不受摩擦力。由上式可知，当运动员骑自行车以速率做匀速圆周运动时，所需向心力增大，此时重力和倾斜路面的支持力的合力提供的向心力不再满足所需向心力，则自行车有沿倾斜路面向外侧滑动的趋势，则有自行车受到沿路面指向内侧的摩擦力，ACD错误，B正确。
故选B。
2．答案：C
解析：A.由地球表面的物体重力等于地球的引力，设地球半径为R，可得
则有
因万有引力常量G，题中没有给出，金星的质量不可求出，金星的密度不可求出，A错误；
B.由万有引力提供向心力可得
因太阳质量未知，金星的轨道半径未知，金星公转的周期不可求出，B错误；
C.由万有引力提供向心力可得
解得
金星的第一宇宙速度可求出，C正确；
D.由牛顿第二定律可得
因太阳质量未知，金星的轨道半径未知，金星公转的向心加速度不可求出，D错误。
故选C。
3．答案：D
解析：A.带正电粒子只在电场力作用下运动时，受到电场力的方向指向运动轨迹的凹侧，由此可知，带电粒子受的电场力方向沿电场线向左，则b点电场方向向左，A错误；
B.粒子不一定是从a点运动到b点，也可能是从b点运动到a点，B错误；
C.由电场线的疏密表示电场的强弱，可知b点的电场强度大于c点，则粒子在c点的加速度一定小于在b点的加速度，C错误；
D.由受力分析可知，若粒子从b运动到c，其受电场力方向与位移方向的夹角是锐角，因此该过程中电场力做正功，D正确。
故选D。
4．答案：B
解析：A.发动机的输出功率为P，汽车做匀速运动时
发动机的输出功率为，汽车最终做匀速运动时
所以整个过程汽车运动的平均速度应大于，A错误；
B.根据
当功率减半时，牵引力也减半，由于汽车受到的阻力不变，所以汽车做减速运动，随着速度的减小，牵引力增大，直到等于阻力时，速度到达最大，以后牵引力不变，故B正确；
CD.汽车在减速阶段，根据牛顿第二定律
根据上述分析可知，加速度逐渐变小，当加速度减小到零后汽车匀速运动，匀速运动的速度为，CD错误；
故选B。
5．答案：C
解析：A.卫星C加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上同一轨道上的卫星A，选项A错误；
B.根据万有引力提供向心力可得
解得
A、C的半径大，所以A、C的向心加速度小于B的向心加速度，选项B错误；
C.A、B再次相距最近时，圆周运动转过的角度差为，所以可得
又因为
代入可算出经历的时间
又根据高轨低速大周期可知
因此
即从图示时刻到A、B再次相距最近所需时间大于T，选项C正确；
D.绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积
又因为根据万有引力提供向心力可得
联立以上等式可得
由图可知B的半径小，因此相同时间内，B与地心连线扫过的面积小于A与地心连线扫过的面积，选项D错误。
故选C。
6．答案：B
解析：A.对球体进行分析可知，除了圆周最高与最低位置，小球所受外力的合力沿半径方向外，其它位置，小球所受外力的合力并不指向圆心，可知，小球不可能做匀速圆周运动，A错误；
B.由于电场力大于重力，因此圆周上的最低点，为等效物理最高点，此位置，电场力与重力的合力方向指向圆心，可知，在最低点时线中拉力最小，B正确；
C.在最高点时，重力的方向与小球速度方向垂直，因此，在最高点时重力瞬时功率为零，C错误；
D.在C点时，小球受到线的拉力、重力与电场力，电场力与重力的合力竖直向上，因此合力斜向左上方，加速度方向不指向O点，D错误。
故选B。
7．答案：A
解析：AB.由题意可知，和，滚轮在A处时，因滚轮边缘与从动轮N和主动轮M接触点的线速度大小相等，主动轮M的半径大于从动轮N的半径，因此N的角速度大于M的角速度，A正确，B错误；
C.滚轮在B处，因滚轮边缘与从动轮N和主动轮M接触点的线速度大小相等，N转动半径大于M转动半径，由可知，N转动角速度小于M转动角速度，由可知，N转动周期大于M转动周期，C错误；
D.由和可得
因滚轮边缘与从动轮N和主动轮M接触点的线速度大小一直相等，滚轮从A到B，N的转动半径一直变大，则N的转速一直变小，D错误。
故选A。
8．答案：D
解析：AB.已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即
根据牛顿第二定律得
得
开始时v比较小，且
球向下加速，当v逐渐增大，则a减小，即球做加速度逐渐减小的加速运动；当
时加速度为零，此时速度不再增大，做匀速直线运动，则全过程小球先做加速度减小的变加速直线运动，后做加速度等于零的匀速直线运动，图象的斜率表示加速度，则斜率应该逐渐减小到零后不变；
图象的斜率为
可知a减小，图象斜率绝对值减小，故AB错误；
C.由动能定理
即
由于v逐渐增大的，故的斜率要不断减小，故C错误；
D.机械能的变化量等于克服阻力做的功
可得
v逐渐增大，则f逐渐增大，即图象的斜率的绝对值逐渐变大，故D正确。
故选D。
9．答案：A
解析：设半球面AB有一相对于球心O对称的相同半球面，相当于将带电量为2q的球面放在O处，由题意可知均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场。则等效球面在M、N点所产生的电场大小均为
由题知半球面在M点的场强大小为2E，根据对称性可知，图中半球面在N点的场强大小为
故选A。
10．答案：D
解析：A.由题意可知，A、B沿OC一起向上运动，到C点时分离，此时A、B共速，A、B间无弹力，A继续上升，做减速运动，因C点上方粗糙，A克服摩擦力做功，A的机械能不守恒，A不能返回到O点，A错误；
B.A、B在C点时分离，A、B间无弹力，设斜面倾斜角为θ，B的质量为m，对B则有
此时A的加速度也为a，则有A的合力为
此时弹簧的弹力是零，弹簧处于原长，A继续上滑，弹簧被拉伸，对A做负功，B错误；
C.由动能定理可知，合外力对A、B做功最多时，应是A、B速度最大时，A、B速度最大时，即为时，在A、B一起运动过程中，A、B沿斜面先做加速运动，在A、B两物块受合力是零时，两物块速度最大，之后两物块开始做减速运动，减速到A、B在C点分离，因此在两物块由静止开始运动到速度最大，这个过程中合外力对A、B做功最多，C错误；
D.当A、B在C点时，弹簧的势能最小是零，之后，弹性势能会增大，摩擦力对A、B做负功，A、B的机械能减小，因此B运动到C点时，A、B系统机械能最大，D正确。
故选D。
11．答案：（1）（2）
解析：（1）探测器在轨道II上运动时
解得
（2）轨道Ⅰ的半长轴为
根据开普勒第三定律有
解得
12．答案：（1）、，电场强度方向均沿x轴负方向（2）正电，0.85m
解析：（1）根据图线的斜率可得
由于正试探电荷在A、B两点受到的电场力均沿x轴负方向，可知A、B两点电场强度方向均沿x轴负方向。
（2）由于
且A、B两点电场强度方向均沿x轴负方向，则Q应该带正电，Q在B点的右侧，设其所在位置与B点相距，则有
联立解得
则Q所在位置的坐标为0.85m。
13．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）物块从B运动到C过程中，根据动能定理有
解得
（2）设物块在传送带上加速的时间为t，则
传送带克服摩擦力做的功
解得
（3）设滑块滑上斜面的最大高度为H，从最高点滑至A点过程，根据动能定理
滑块滑上传送带一直加速到B点，滑块有最小初动能，研究滑上传送带到滑至最高点的过程，运用动能定理有
解得
14．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）转动的角速度为时，对C有
代入数据解得
（2）设转动的角速度为时，A向右移动的距离为，则对C有
设弹簧中弹力大小为F，角速度为时，对A有
角速度为时，对A有
联立代入数据解得
则弹簧的形变量为
（3）A动能的增加量
B重力势能的增加量
C重力势能的增加量
C动能的增加量
外界对转动装置所的功
代入数据解得
15．答案：（1）刻度尺（2）D（3）；（4）在实验误差允许的范围内，图线经过原点，斜率接近于，则可认为系统机械能守恒；纸带与限位孔之间有摩擦或滑轮获得动能或细线与滑轮间有摩擦等
解析：（1）需要测量纸带上两点之间的距离，所以还需要刻度尺。
（2）A.把打点计时器、滑轮固定在铁架台上适当位置，使计时器两限位孔连线沿竖直方向，A正确；
B.测出A、B两物块的质量分别为M、m，B正确；
C.将纸带一端固定在B上并穿过打点计时器的两限位孔，C正确；
D.应选接通接通打点计时器电源，再将A、B在图示位置由静止释放，D错误；
E.选取纸带，进行数据测量与分析，E正确。
本题选错误的，故选D。
（3）由匀变速直线运动推论知
根据机械能守恒定律得
（4）根据
解得
则在实验误差允许的范围内，图线经过原点，斜率接近于，则可认为系统机械能守恒
若所作图象的斜率小于理论值，其原因可能为纸带与限位孔之间有摩擦或滑轮获得动能或细线与滑轮间有摩擦等。