2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高一（下）期中物理试题含解析

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2021-2022学年河北省石家庄市元氏县第四中学高一（下）期中物理试题高一物理试题时间：75分钟，满分100分一、单项选择题（共7小题，每小题4分，共计28分）1. 如图，S1、S2、S3为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积，由开普勒行星运动定律可知（　　）
 A. S1<S2<S3 B. S1<S2=S3C. S1=S2<S3 D. S1=S2=S3【答案】D【解析】【详解】根据开普勒第二定律可知，行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等，则有S1=S2=S3故选D。2. 如图所示，M、N为两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是（　　）
 A. M的运行周期比N的小 B. M的角速度比N的小C. M的线速度比N的小 D. M的向心加速度比N的小【答案】A【解析】【详解】A．根据牛顿第二定律可得解得由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的运行周期比N的小，故A正确；B．根据牛顿第二定律可得解得由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的角速度比N的大，故B错误；C．根据牛顿第二定律可得解得由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的线速度比N的大，故C错误；D．根据牛顿第二定律可得解得由图可知，卫星M的轨道半径小，则M的向心加速度比N的大，故D错误。故选A。3. 一辆汽车在水平路面上由静止启动，在前5s内做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，之后保持以额定功率运动。其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，g取，则以下说法正确的是（　　）A. 汽车在前5s内的牵引力为B. 汽车在前5s内的牵引力为C. 汽车的额定功率为60kWD. 汽车的最大速度为20m/s【答案】C【解析】【详解】AB．由题图可知汽车在前5s内的的加速度大小为设汽车在前5s内的牵引力大小为F，根据牛顿第二定律有解得故AB错误；C．当汽车的速度达到v=10m/s时即达到额定功率，为故C正确；D．当汽车以最大速度行驶时，牵引力与阻力大小相等，则解得故D错误。故选C。4. 质量为的物体静止在倾角为的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离时，如图所示，物体相对斜面静止，则下列说法中正确的是（　　）A. 摩擦力对物体做正功 B. 合力对物体做功不为零C. 摩擦力对物体做负功 D. 弹力对物体做正功【答案】A【解析】【详解】AC．摩擦力沿斜面向上，与物体m的位移方向夹角小于90°，所以摩擦力对物体m做正功，故A正确，C错误；B．物体m的动能变化量为零，根据动能定理可知合力对物体m做功为零，故B错误；D．弹力垂直于斜面向上，与物体m的位移方向夹角大于90°，所以弹力对物体m做负功，故D错误。故选A。5. 如图甲所示，质量为的物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平面运动，后撤掉恒力F，其运动的图像如图乙所示，重力加速度，下列说法正确的是（　　）A. 在内，合外力一直做正功B. 在时，恒力F的瞬时功率为C. 在内，恒力F的平均功率为D. 在内，物体克服摩擦力做功为【答案】C【解析】【详解】A．01s内，速度增加，根据动能定理知，合力做正功，13s内，速度减小，根据动能定理知，合力做负功，故A错误；B．根据速度时间图线知，匀加速运动的加速度大小匀减速运动的加速度大小根据牛顿第二定律得，解得，由图知0.5s时，速度为5m/s，则恒力F的瞬时功率为故B错误；C．01s内，平均速度等于0.5s时的瞬时速度5m/s，恒力F的平均功率为故C正确；D．03s内，物体的位移大小克服摩擦力做功故D错误。故选C。6. 关于静电场的描述，下列说法正确的是（　　）A. 元电荷就是电子B. 沿电场线方向，电场强度一定越来越小C. 电势降低的方向就是电场的方向D. 处于静电平衡状态的导体内部，电场强度处处为零【答案】D【解析】【详解】A．元电荷是自然界中最小的电荷量，不是带电粒子，故A错误；B．电场线的疏密程度表示场强强弱，越密，电场强度越大，沿电场线方向，电场强度不一定越来越小，故B错误。C．电势降低最快的方向就是电场的方向，故C错误；D．处于静电平衡状态的导体内部，电场强度处处为零，故D正确。故选D。7. 将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球开始时互相接触且对地绝缘，如图所示，下列几种方法中能使两球都带电的是（　　）A. 先把两球分开，再移走棒B. 先移走棒，再把两球分开C. 先将两球分开，棒再接触一下其中一球D. 棒带的电荷量如果不变，不能使两导体球带电【答案】A【解析】【分析】【详解】将带电棒移近两个不带电的导体球，两个导体球互相接触，则甲的左端和乙的右端分别感应出等量异种电荷；A．先把两球分开，再移走棒，则两球会带上等量异种电荷，选项A正确；B．先移走棒，则两球上的感应电荷会消失，则再把两球分开时，两球不带电，选项B错误；C．先把两球分开，棒再接触一下其中一球，则只能使一球带电，选项C错误；D．由以上分析可知，选项D错误。故选A。二、多选题（共3小题，每小题6分，共计18分，少选错选均不得分）8. 静电给人们带来很多方便，但有时也带来很多麻烦，甚至造成危害，下列情况属于静电带来的麻烦的是（　　）A. 印刷厂里，纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦；B. 印染厂里染织物上带静电，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降；C. 制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度。D. 接负高压的涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面完成喷漆工作【答案】ABC【解析】【详解】A．纸张之间摩擦带电，会使纸张吸附在一起，给印刷带来麻烦，属于静电带来的麻烦，A正确；B．染织物上带静电，带电体吸引轻小物体，会吸附空气中的尘埃，使印染质量下降，属于静电带来的麻烦，B正确；C．制药生产中，由于静电吸引尘埃，使药品达不到预定纯度，属于静电带来的麻烦，C正确；D．接负高压涂料雾化器喷出的油漆微粒带负电，在静电力作用下，这些微粒向着作为正极的工件运动，并沉积在工件的表面完成喷漆工作是利用异种电荷相互吸引的特点，不是静电带来的麻烦，D错误。故选ABC。9. 北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。如图所示，圆形轨道I为空间站运行轨道，椭圆轨道II为载人飞船无动力运行的轨道，两轨道相切于A点，B点为轨道II的近地点。下列说法正确的是（　　）A. 载人飞船在地面发射时的速度须大于地球的第二宇宙速度B. 载人飞船从B点运动到A点的过程中速度逐渐减小C. 空间站在轨道I上A点的速度大于载人飞船在轨道II上A点的速度D. 空间站在轨道I上A点的加速度大于载人飞船在轨道II上A点的加速度【答案】BC【解析】【详解】A．载人飞船在地面发射时速度须大于地球的第一宇宙速度，A错误；B．载人飞船从B点运动到A点的过程中，万有引力的方向与速度方向夹角始终为钝角，故载人飞船从B点运动到A点的过程中速度逐渐减小，B正确；C．空间站在轨道I上A点做圆周运动，故有解得载人飞船在轨道II上A点将做近心运动，故有解得C正确；D．由万有引力公式得故空间站在轨道I上A点的加速度等于载人飞船在轨道II上A点的加速度，D错误。故选BC。10. 一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2。则（　　）
 A. 物块下滑过程中机械能守恒，动量不变B. 当物块下滑2.0m时机械能损失了12J，动能增加了4JC. 物块下滑时加速度的大小为2.0m/s2D. 物块与斜面间的动摩擦因数为0.5【答案】CD【解析】【详解】A．由图可知s=0时，即初始机械能等于30J，当s=5m时 ，即滑到底端时，机械能等于10J，可知机械减小，不守恒。又在下滑过程中，动能增加，则速度变大，所以动量变大，故A错误； B．由图知下滑2m时，重力势能变化即重力势能减少了12J动能变化即动能增加了4J，则机械能变化即机械能损失了8J故B错误；CD．设斜面的倾角为，则 ，
 全过程由动能定理可得又初始时 ，得m=1kg，物块下滑时    故CD正确。故选CD。三、实验题（共2小题，共计17分）11. 在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球放在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从B球附近逐渐向远处移动，观察到两球距离越大，B球悬线的偏角越小；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越小，B球悬线的偏角越小.实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的_________而减小，随其所带电荷量的_________而减小（填“增大”“减小”或“不变”）。此同学在探究中应用的科学方法是_________（填“累积法”“等效替代法”“控制变量法”或“演绎法”）。【答案】    ①. 增大    ②. 减小    ③. 控制变量法【解析】【详解】[1][2]先保持两球电荷量不变，使A球从B球附近逐渐向远处移动，观察到两球距离越大，B球悬线的偏角越小，对B小球进行受力分析，可得小球受到的电场力为B球悬线偏角越小，电场力越小，说明两电荷之间的相互作用力，随其距离的增大而减小；再保持两球距离不变，改变小球所带的电荷量，观察到电荷量越小，B球悬线的偏角越小，说明两电荷间的相互作用力随电荷的减小而减小。 [3]先保持两带电小球的电荷量不变，改变两者之间的距离；再保持两带电小球之间的距离不变，改变小球所带电荷量；这是运用控制变量的实验方法。12. 用如图a所示装置“验证机械能守恒定律”。
 （1）下列物理量需要测量的是_______，通过计算得到的是________（填写代号）。A．重锤质量B．重锤下落的时间C．重锤下落的高度D．与下落高度对应的重锤的瞬时速度（2）下列做法正确的有________；A．选用质量大体积小的重锤B．图中两限位孔必须在同一竖直线上C．将连着重物的纸带穿过限位孔，用手提住，且让手尽量靠近打点计时器D．实验时，先释放纸带，再接通打点计时器的电源（3）设重锤质量为、打点计时器的打点周期为、重力加速度为。图b是实验得到的一条纸带，为相邻的连续点。根据测得的写出重物由点到点势能减少量的表达式___________，动能增量的表达式_________。由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是__________（填“大于”、“等于”或“小于”）重力势能的减小量。
 （4）根据纸带算出打下各点时重物的速度v，量出下落距离s，则以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是_______；A　　B．C,　　D.【答案】    ①. C    ②. D    ③. AB    ④.     ⑤.     ⑥. 小于    ⑦. C【解析】【详解】（1）[1]在“验证机械能守恒定律”实验中，需要直接测量的物理量有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重物的质量可以测量也可以不用测量，故选C。[2]通过计算得到的是重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度，故选D。（2）[3]A．为了尽可能减小空气阻力对本实验的影响，重锤应选用质量大、体积小的重锤，故A正确；B．为了减小纸带阻力对本实验的影响，图中两限位孔必须在同一竖直线上，故B正确；C．在具体的实验操作中，用手提住纸带的一端，使重物靠近打点计时器，但手要远离打点计时器，这样可以在纸带上尽可能打出较多的点，故C错误；D．为了提高纸带利用率，使纸带上打出尽可能多的点。实验时，应先接通打点计时器的电源，再释放纸带，故D错误。故选AB。（3）[4]重物由点到点势能减少量的表达式为[5]动能增量的表达式为[6]由于重锤下落时要克服阻力做功，所以该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量。（4）[7]在“验证机械能守恒定律”的实验中，有则可得以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是一条过原点的直线，故选C。四。解答题（共3小题，共计37分）13. 火星探测器“天问一号”于2020年7月23日在海南文昌发射升空，2021年2月24日成功进入火星停泊轨道．假设停泊轨道为距火星表面高为h的圆轨道，“天问一号”在该轨道上的环绕速度为v，火星半径为R，引力常量为G。求：（1）火星的质量；（2）在火星表面附近沿圆轨道运行的卫星的周期。【答案】（1）；（2）【解析】【分析】【详解】（1）根据解得（2）根据解得14. 运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如图所示AB是水平路面，BC是一段曲面。运动员驾驶功率始终是P=6kW的摩托车在AB段加速，到B点时速度达到最大m/s，再经s到达坡顶C点时关闭发动机后水平飞出。已知人和车的总质量kg，坡顶高度m，落地点D与C点的水平距离m，g取。不计空气阻力，如果在AB段摩托车所受的阻力恒定，求：（1）AB段摩托车所受阻力的大小；（2）摩托车经过C点时的速度；（3）摩托车在冲上坡顶的过程中克服摩擦阻力做的功。【答案】（1）200N；（2）m/s；（3）【解析】【详解】（1）在AB段当时，摩托车达到最大速度N（2）摩托车经过C点后做平抛运动过程中可得m/s（3）摩托车在冲上坡顶过程中，由动能定理得：解得15. 质量为m、带电量为q的带电小球，用绝缘细线悬挂在方向水平向右、大小为E的匀强电场中，小球处于静止状态，此时细线与竖直方向夹角为。（重力加速度为g）求：（1）小球带何种电荷；（2）电场强度大小E；（3）细线的拉力。
 【答案】（1）正电荷；（2）；（3）【解析】【详解】（1）因为小球静止时偏右，所以受到的电场力向右，与电场线方向相同，所以带正电荷。（2）受力分析如图所示
 则有电场强度为（3）根据受力分析则有则绳子的拉力为