2023-2024学年江苏省盐城市三校（盐城一中、亭湖高中、大丰中学）高一下学期期中联考物理试题

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一、单选题：（本大题共10题，每小题只有一个选项符合题意，每小题4分，共计40分。）
1. 我国第一颗人造地球卫星因可以模拟演奏《东方红》乐曲并让地球上从电波中接收到这段音乐而命名为“东方红一号”。该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。如图所示，设卫星在近地点、远地点的角速度分别为，，在近地点、远地点的速度分别为，，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】根据开普勒第二定律可知，从远地点到近地点卫星做加速运动，而近地点到远地点，卫星做减速运动，所以近地点的速度大于远地点的即
根据可知，因为近地点到地心的距离小于远地点到地心的距离，即
则有
故选C。
2. 我国自行研制的北斗导航系统，已全面服务交通运输、公共安全、救灾减灾、农林牧渔、城市治理等行业，是国之重器，利国利民。已知北斗导航系统中有一颗地球静止轨道卫星，关于该卫星，下列说法中正确的是（ ）
A. 该卫星可能定点在北京正上空
B. 地球赤道上物体随地球自转的周期小于该卫星的运转周期
C. 该卫星要比其他近地卫星所受地球的引力要大
D. 该卫星在运行过程中不可能撞上其他地球静止轨道卫星
【答案】D
【解析】
【详解】A．地球静止轨道卫星只能定点在赤道正上方，可知该卫星不可能定点在北京正上空，故A错误；
B．地球静止轨道卫星与地球自转同步，地球赤道上物体随地球自转的周期等于该卫星的运转周期，故B错误；
C．根据
由于不知道该卫星与其他近地卫星的质量关系，故无法比较该卫星与其他近地卫星所受地球引力的大小关系，故C错误；
D．由于该卫星与其他地球静止轨道卫星转动方向相同，且周期相同，故该卫星在运行过程中不可能撞上其他地球静止轨道卫星，故D正确。
故选D。
3. 如图所示，一质量为m可看成质点的小球，从离地面高度h的A点自由下落到地面上的B点，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在B点时的重力势能一定等于零
B. 小球在A点时的重力势能一定大于零
C. 小球下落的过程中，重力做负功，重力势能增加
D. 小球下落的过程中，重力做正功，重力势能减少
【答案】D
【解析】
【详解】AB．若选取A点所在平面为零势能参考平面，则小球在B点时重力势能小于零，小球在A点时的重力势能等于零，故AB错误；
CD．小球下落的过程中，重力做正功，重力势能减少，故C错误，D正确。
故选D。
4. 图甲为一男士站立在倾斜履带式扶梯上匀速上楼，图乙为一女士站在台阶式自动扶梯上匀速上楼。关于两人受力以及做功情况，下列说法正确是（ ）
A. 图甲中支持力对男士不做功
B. 图甲中摩擦力对男士做负功
C. 图乙中支持力对女士不做功
D. 图乙中摩擦力对女士做负功
【答案】A
【解析】
【详解】A．图甲中支持力飞行与倾斜履带垂直，即支持力与速度方向垂直，支持力对男士不做功，故A正确；
B．图甲中，根据受力平衡可知，摩擦力方向沿倾斜履带向上，摩擦力与速度方向相同，摩擦力对男士做正功，故B错误；
C．图乙中支持力方向竖直向上，支持力与速度方向的夹角小于，支持力对女士做正功，故C错误；
D．图乙中，根据受力平衡可知，摩擦力为零，故D错误。
故选A。
5. 如图所示，光滑斜面固定在水平地面上，质量为的小球以初速度从斜面底端沿斜面向上运动，以水平地面为参考平面，当小球上升的高度为时，其机械能为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据题意可知，小球沿斜面向上运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，则当小球上升的高度为时，其机械能等于开始运动时的机械能。
故选B
6. 如图所示的实验装置为库仑扭秤．细银丝的下端悬挂一根绝缘棒，棒的一端是一个带电的金属小球A，另一端有一个不带电的球B，B与A所受的重力平衡，当把另一个带电的金属球C插入容器并使它靠近A时，A和C之间的作用力使悬丝扭转，通过悬丝扭转的角度可以比较力的大小，便可找到力F与距离r和电量q的关系．这一实验中用到了下列哪些方法（ ）
①微小量放大法 ②极限法 ③控制变量法 ④逐差法
A. ①②B. ①③C. ③④D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】当小球C靠近小球A时，旋转小角度，因此通过微小放大，能比较准确的测出转动角度．同时体现了控制变量法，即控制了电荷量，去研究库仑力与间距的关系，故C正确，ABD错误．
【点睛】库仑扭秤装置与卡文迪许扭秤装置有相似之处，且它们的规律也有相似之处．即力与各质量（电量）成正比，与间距平方成反比．
7. 如图所示的实验装置中，平行板电容器的极板B与一静电计相接，极板A接地，静电计此时指针的偏角为θ，下列说法正确的是（ ）
A. 将极板A向左移动一些，静电计指针偏角θ变小B. 将极板A向右移动一些，静电计指针偏角θ不变
C. 将极板A向上移动一些，静电计指针偏角θ变大D. 在极板间插入一块玻璃板，静电计指针偏角θ变大
【答案】C
【解析】
【详解】A．将极板A向左移动一些时，两极板间的距离d增大，根据电容的决定式分析得知电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式，极板间的电势差U增大，所以静电计指针偏角θ变大，故A错误。
B．将极板A向右移动一些时，两极板间的距离d减小，根据电容的决定式分析得知电容C增大，而电容器的电量不变，由电容的定义式，极板间的电势差减小，所以静电计指针偏角θ变小，故B错误。
C．将极板A向上移动一些，两极板正对面积S减小，根据电容的决定式分析得知电容C减小，而电容器的电量Q不变，由电容的定义式，极板间的电势差U增大，所以静电计指针偏角θ变大，故C正确；
D．在极板间插入一块玻璃板，ɛ增大，电容增大，而电容器的电量不变，由电容的定义式，极板间的电势差减小，所以静电计指针偏角θ变小，故D错误。
故选C。
8. 如图所示，木盒中固定一质量为m的砝码，木盒和砝码在桌面上以一定的初速度一起滑行一段距离后停止．现拿走砝码，而持续加一个竖直向下的恒力F(F＝mg)，若其他条件不变，则木盒滑行的距离( )．
A. 不变B. 变大
C. 变小D. 变大变小均可能
【答案】C
【解析】
【详解】设木盒的质量为M，根据牛顿第二定律得放砝码时的加速度为：，拿走砝码施加F时加速度：，可知：a2＞a1．根据v2=2ax可知，加速度增大，则滑行的距离变小，故C正确，ABD错误．
9. 如图所示，实线表示某电场的电场线（方向未标出），虚线是一带负电的粒子只在电场力作用下的运动轨迹，设M点和N点的电势分别为，粒子在M和N时加速度大小分别为，速度大小分别为，电势能分别为。下列判断正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A．带电粒子所受电场力指向轨迹弯曲的内侧，结合带负电粒子受力情况可知，电场线方向斜向左上方，又因为沿着电场线方向，电势逐渐降低，可知
故A错误；
B．电场线的疏密表示电场强度的大小，由图可知M点电场强度小于N点电场强度，根据
可得
故B错误；
CD．若粒子从M到N过程，电场力做负功，动能减小，电势能增加，故带电粒子通过M点时的速度比通过N点时的速度大，即
在M点具有的电势能比在N点具有的电势能小，即
故C错误；D正确。
故选D。
10. 雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时，都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场，如果有人站在这个区域内，双脚间会存在一定的电势差，叫做“跨步电压”。如图所示，一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点，若O点附近地质结构分布均匀，则在地面以O为圆心的同心圆为一系列的等势线。图中O、A、B、C在同一直线上，是过B点圆的切线，，电线落地时恰好有人单脚着地站在B点，则以下说法正确的是（ ）
A. 图中A、B、C三点中，C点电势最高
B. 地面上电子由O向C定向移动
C. 为了安全，人应该沿方向迈大步快速脱离
D. A、B、C、D四点间电势差大小关系为
【答案】D
【解析】
【详解】A．电线掉落的O点电势最高，沿着电场线电势逐渐降低，故有
则C点电势最低，故A错误；
B．电子受电场力从低电势向高电势移动形成电流，则地面上电子由C向O定向移动，故B错误；
C．为了安全，人应该单脚跳，就不会在人体形成电势差，而不能迈步走动，故C错误；
D．等势线的密度能够表示场强的大小，而，则AB段的场强大于BC段的场强，由，有
而，则有
故D正确。
故选D。
二、非选择题：（本大题共5题，共计60分，其中第12题〜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。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
11. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）实验中除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，还必须使用的器材是___________。
A.直流电源 B.刻度尺 C.天平（含砝码） D.秒表
（2）实验中，需先接通电源，再由静止开始释放重物，得到如图乙所示的一条纸带。O为起点，在纸带上选取几个连续打出的点，其中三个连续点A、B、C，测得它们到起始点O的距离如图。已知重物质量，重力加速度，打点计时器打点的周期为，那么打点计时器打下计数点B时，重物的速度___________；O点到B点过程中重物的重力势能减少量为___________J。（结果均保留三位有效数字）
（3）上述实验数据显示重力势能的减少量略大于动能的增加量，分析产生误差的原因 ___________________（写一条即可）。
（4）该同学根据纸带算出了其他各点对应的瞬时速度，测出与此相对应的重物下落高度，以为纵坐标，以为横坐标，建立坐标系，作出图像，从而验证机械能守恒定律。若所有操作均正确，得到的图像的斜率为，可求得当地的重力加速度___________。
【答案】 ①. B ②. 1.17 ③. 0.690 ④. 空气阻力与摩擦阻力的影响 ⑤.
【解析】
【详解】（1）[1]电磁打点计时器需要连接交流电源；验证机械能守恒表达式中重物质量可以约掉，故不需要天平测质量；通过打点计时器可以确定计数点间的时间间隔，故不需要秒表测时间；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离。
故选B。
（2）[2]根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则打点计时器打下计数点B时，重物的速度为
[3]O点到B点过程中重物的重力势能减少量为
（3）[4]由于空气阻力与摩擦阻力的影响，重物下落过程中，重力势能的减少量有一部分转化为内能，则重力势能的减少量略大于动能的增加量。
（4）[5]根据机械能守恒定律可得
可得
可知图像的斜率为
解得当地的重力加速度为
12. 2023年4月24日是第八个中国航天日，中国探月工程总设计师吴伟仁院士介绍，我国正在构建一个环月球的通信导航卫星星座，简单来说就是月球版的“北斗导航”系统。假设月球半径为R，月球的质量为M，引力常量为G。卫星在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点处点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。求：
（1）卫星在轨道Ⅰ绕月球运行的速度大小；
（2）卫星在A点处点火前后，动能的变化情况；
（3）卫星在轨道Ⅱ运动的周期与轨道Ⅲ圆周运动的周期之比。
【答案】（1）；（2）动能减小；（3）
【解析】
【详解】（1）卫星在轨道Ⅰ绕月球运行，由万有引力提供向心力可得
解得卫星在轨道Ⅰ绕月球运行的速度大小为
（2）飞船在A点从轨道Ⅰ变轨进入椭圆轨道Ⅱ，需要在A点处点火减速做向心运动，则速度减小，动能减小。
（3）根据开普勒第三定律可得
可得卫星在轨道Ⅱ运动的周期与轨道Ⅲ圆周运动的周期之比为
13. 一辆新能源汽车在专用道上进行起步测试， 汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，通过车上装载的传感器记录了牵引力F随速度v变化的图像如图所示，加速过程共经历的时间t=8s，加速过程通过的路程s=50m，在图中的N点结束加速，之后汽车做匀速直线运动，汽车运动过程中所受的阻力始终不变，求：
（1）汽车恒定功率P大小；
（2）汽车匀速运动时速度大小；
（3）汽车的质量大小。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）由图像可知汽车的功率为
（2）由题可得加速过程在N点结束，汽车做匀速直线运动，则有
匀速运动时的牵引力等于阻力，由图可知
解得汽车匀速运动时速度大小为
（3）加速过程，根据动能定理可得
解得汽车的质量为
14. 如图所示，匀强电场中有A、B、C三点，把电荷量为的点电荷从A点移动到B点，静电力做的功为。再把这个电荷从B点移动到C点，静电力做的功为。求：
（1） A、B间电势差UAB和B、C间的电势差UBC；
（2） 把电荷量为的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功；
（3） 若AB间距为8cm，该匀强电场的场强的大小。
【答案】（1），；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据静电力做的功与电势差的关系可得
，
可得A、B间的电势差为
可得B、C间的电势差为
（2）A、C间的电势差为
把电荷量为的点电荷从A点移动到C点，静电力做的功为
（3）若AB间距为8cm，则该匀强电场的场强大小为
15. 一束电子从静止开始经加速电压加速后，水平射入水平放置两平行金属板中间，如下图所示。金属板长为，两板距离为，竖直放置的荧光屏距金属板右端为，若在两金属板间加直流电压时，光点偏离中线打在荧光屏上的P点，其中电子的质量为，电量为，不计电子重力及电子之间的相互作用。求：（结果用、、、表示）
（1）电子刚进入偏转电场时的速度大小；
（2）电子离开偏转电场时垂直于板面方向的位移大小；
（3）打在荧光屏上的OP的长度和打到P点时的动能。
【答案】（1）；（2）； （3），
【解析】
【详解】（1）电子经的电场加速后，由动能定理可得
解得电子刚进入偏转电场时的速度大小为
（2）电子以的速度进入偏转电场做类平抛运动，则有
，，
联立解得电子离开偏转电场时垂直于板面方向的位移大小为
（3）电子离开偏转电场时垂直极板速度大小为
电子离开偏转电场时偏转角的正切值为
根据几何关系可知，打在荧光屏上的OP的长度为
由动能定理得，打在荧光屏的P点动能为