浙江省台州市第一重点中学2022-2023高一下学期期中物理试题（含解析）

2022学年第二学期期中考试试卷
高一物理
选择题部分
一、选择题I（本题共11小题，每小题3分，共33分。每小题列出的四个选项中只有一是符合题目要求的，多选、不选、错选均不给分。）
1. 下述说法正确的是 ( )
A. 场强为零的地方，电势不一定为零
B. 等势面上各点场强大小相等
C. 电荷处在电势越高的地方电势能越大
D. 电场中电场强度越大的地方，电势越高
【答案】A
【解析】
【详解】A．电势与电场强度大小之间不存在必然联系，场强为零的地方，电势不一定为零，A选项正确；
B．等势面上各点电势相等，电场强度不一定相等，B选项错误；
C．电势能可见在电荷量一定的情况下，电势越高，正电荷电势能越大，而负电荷电势能越小，C选项错误；
D．电势与电场强度大小之间不存在必然联系，电场中电场强度越大的地方，电势越不一定高，D选项错误。
故选A。
2. 牛顿说“如果我看得更远一点的话，是因为我站在巨人的肩膀上”，无数科学家的辛勤奋斗造就了今天物理学的成就。下列关于科学家和他们的贡献的说法中符合史实的是（　　）
A. 牛顿最早测量出了引力常量
B. 法拉第提出了用电场线描述电场的方法，并用实验测得了元电荷的数值
C. 卡文迪许用扭秤实验研究了电荷间的相互作用规律
D. 伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因
【答案】D
【解析】
【详解】A．卡文迪许最早测量出了引力常量，故A错误；
B．法拉第提出了用电场线描述电场的方法，密立根用实验测得了元电荷的数值，故B错误；
C．库仑用扭秤实验研究了电荷间的相互作用规律，故C错误；
D．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故D正确。
故选D。
3. 物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面，下列关于物理观念和科学思维的认识，正确的是（　　）
A. 驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上转弯
B. 加速度和功率的定义都运用了比值法
C. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力
D. 汽车在通过弯道时，如果速度过大，往往出现“甩尾”现象，这是一种离心现象，这是由于受到离心力而产生的
【答案】A
【解析】
【详解】A．汽车转弯时需要由摩擦力来提供向心力，驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上转弯，A正确；
B．公式
是加速度的决定式，不是比值定义法，B错误；
C．地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力都是万有引力，属于同一种力，C错误；
D．汽车在通过弯道时，如果速度过大，出现“甩尾”现象是由于所需的向心力大于最大静摩擦力而产生的，D错误。
故选A。
4. 如图所示，船从A处开出后沿直线到达对岸，若 A与河岸成30° 角，水流速度为4m/s ，则船从A点开出的最小速度为（　　）
A. 2m/s B. 2.4m/s C. 3m/s D. 3.5m/s
【答案】A
【解析】
【详解】船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，其中，合速度v合 方向 已知，大小未知，顺水流而下的分运动v水速度的大小和方向都已知，沿船头指向的分运动的速度v船大小和方向都未知，合速度与分速度遵循平行四边形定则（或三角形定则），如图
当 v合与 v船垂直时， v船最小，由几何关系得到 v船的最小值为
v船
故选A。
5. 物理来源于生活，也可以运用物理知识解释生活中的一些现象，幼儿园里有一种亲子游戏——投壶。如图所示，家长和儿童在同一竖直线的不同高度，分别以不同的水平速度与同时抛出“箭矢”，都将“箭矢”投进壶内。若“箭矢”离手后的运动可视为平抛运动，下列说法正确的是（　　）
A. 家长先将“箭矢”投进壶内 B. 两人同时将“箭矢”投进壶内
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】AB．家长的“箭矢”抛出的位置高，由 可知家长的的“箭矢”平抛运动的时间长，则儿童先将“箭矢”投进壶内，故AB错误；
CD．由 、家长和儿童的“箭矢”的水平位移相等、家长的“箭矢”的运动时间长知家长抛出的“箭矢”的速度小，即，故C正确，D错误。
故选C。
6. 2021年12月9日15时40分，天宫课堂第一课正式开讲，这是首次在距地面约的中国载人空间站天宫上进行的太空授课活动。授课期间，航天员与地面课堂的师生进行了实时互动，则（　　）
A. 在天宫中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态
B. 即使在“天宫”中处于完全失重状态，宇航员仍可用弹簧拉力器锻炼身体
C. 天宫的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
D. 天宫能和地面课堂实时交流，是因其绕地球运行角速度和地球自转角速度相同
【答案】B
【解析】
【详解】A．在“天宫”中宇航员仍然要受到地球引力，但是由于处于完全失重状态，使得处于漂浮状态，故A错误；
B．即使在“天宫”中处于完全失重状态，但弹簧弹力仍然存在，宇航员仍可用弹簧拉力器炼身体，故B正确；
C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，“天宫”的运行速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．根据
可知天宫绕地球运行的角速度大于地球同步卫星的角速度，而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，可知天宫绕地球运行角速度大于地球自转角速度，故D错误。
故选B。
7. 如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。C为A盘上的一点，已知，。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小、向心加速度大小a之间的关系说法正确的是（　　）
A. B.
C. D. 条件不足，无法判断
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由图可知，两轮边缘处线速度大小相等，但是半径不同，根据公式v=ωr，可知A、B两点的角速度之比为1：2，由公式可知，A、B两点的向心加速度之比为1：2，A、C两点同在大齿轮上，角速度相等，但是半径不同，根据公式v=ωr，可知A、C两点的线速度大小之比为2：1，由公式可知，A、C两点的向心加速度之比为2：1，所以
、、
故选B。
8. 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（　　）
A. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员的加速度不断增大
B. 蹦极绳张紧后下落过程中，弹力对运动员做负功，弹性势能增加
C. 蹦极过程中，运动员的机械能守恒
D. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员的动能一直减小
【答案】B
【解析】
【详解】A．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性绳的弹力一直增大，开始弹力小于重力，所以加速度先减小，当弹性绳弹力增大到与重力相等时，加速度减为零，速度达到最大，由于惯性继续向下运动，运动员的重力小于弹性绳的弹力，加速反向增大，所以运动员的加速度先减小后增大，故A错误；
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力对运动员做负功，弹性势能增加，故B正确；
C．蹦极过程中，运动员的机械能减小，故C错误；
D．蹦极绳张紧后的下落过程中，当弹性绳弹力增大到与重力相等时，运动员的动能最大，所以运动员的动能先增大后减小，故D错误。
故选B。
9. 如图所示，长为L的导体棒AB原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，O为AB的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）
A. A端带正电，B端带负电
B. A端电势比B端电势低
C. 感应电荷在O点的场强方向沿虚线向左
D. 点电荷q对处在O点的电子没有电场力
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引可知，导体棒AB中的负电荷受到正电荷q的吸引作用，所以当导体棒AB达到静电平衡后，A端带负电，B端带正电，故A错误；
B．处于静电平衡下的导体是个等势体，其表面是等势面，所以导体棒表面各点电势相等，故B错误；
C．处于静电平衡下的导体内部场强处处为零，感应电场和外电场的合场强为零，所以感应电荷在O点的场强与点电荷q的场强等大反向，点电荷q在O点产生的场强向右，所以感应电荷在O点的场强方向沿虚线向左，故C正确；
D．点电荷q对处在O点的电子有电场力的作用，故D错误。
故选C。
10. 神舟十五号载人飞船与天和核心舱对接的示意图如图所示，圆形轨道Ⅰ为核心舱的运行轨道，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船的运行轨道，两轨道相切于A点，载人飞船与核心舱在A点实现完美对接。设圆形轨道Ⅰ的半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球自转，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a。下列说法正确的是（　　）
A. 载人飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点时的速度大于核心舱在轨道Ⅰ运行的速度
B. 核心舱在轨道Ⅰ上运行的周期与载人飞船在轨道Ⅱ上运行的周期之比为
C. 核心舱绕地球运行的线速度为
D. 核心舱绕地球运行的角速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A．载人飞船从轨道Ⅱ上的A点通过加速才能进入轨道Ⅰ运行，故飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点时的速度小于于核心舱在轨道Ⅰ运行的速度，A错误；
B．由开普勒第三定律可知
故核心舱在轨道Ⅰ上运行的周期与载人飞船在轨道Ⅱ上运行的周期之比为
B错误；
CD．由万有引力提供向心力可知
黄金代换
联立解得
C正确，D错误。
故选D。
11. 将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成的稳定电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则（　　）
A. C、D点的电场强度相同，电势相等
B. 金属球P、Q均为等势体，P球的电势大于Q球
C. 将电子从A点移至B点，电场力做正功
D. 正电荷在B点的电势能大于在D点的电势能
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，C、D两点电场强度大小相等，方向不同，则两点的电场强度不同，由于C、D两点位于同一等势面上，即此两点的电势相等，故A错误；
B．由题意可知，两球处于静电平衡状态，则金属球P、Q均为等势体，沿电场线方向电势降低可知，P球的电势大于Q球，故B正确；
C．由图知，A点的电势与D点的电势相等，高于B点的电势，根据负电荷在电势高处电势能小，可知将电子从A点移至B点，电势能增大，电场力做负功，故C错误；
D．由图可知，B点电势低于D点电势，则正电荷在B点电势能小于D点电势能，故D错误。
故选B。
二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
12. 某实验小组对两辆新能源汽车在同一水平直轨道上进行了对比实验，其速度大小v随时间t的变化关系如图所示，已知两汽车所受摩擦力大小为其重力的k倍且恒定，B车实验中变速阶段加速度的大小相同，A车的质量为B车质量的1.5倍，汽车运动距离相等，不计空气阻力。则（　　）
A. 摩擦力做功之比等于
B. 汽车运动时间之比等于
C. 汽车牵引力所做的功之比等于
D. 汽车输出的最大功率之比小于
【答案】BCD
【解析】
【详解】B．因为 B车实验中变速阶段加速度的大小相同，且汽车运动距离相等，可知两图像与坐标轴围成的面积相等，则B车运动的时间为3t0，则汽车运动时间之比等于，选项B正确；
A．设A、B两车的质量分别为1.5m和m，则摩擦力做功之比等于
选项A错误；
C．根据动能定理
可知汽车牵引力所做的功之比等于摩擦力做功之比，为，选项C正确；
D．两车加速阶段的加速度之比
对A车
对B车
则汽车输出的最大功率之比
选项D正确。
故选BCD。
13. 为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，于2021年7月发射。与地球同步轨道卫星（图中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图中卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90°的卫星，一天内环绕地球飞14圈。下列说法正确的是（　　）
A. 卫星2的速度大于卫星1的速度
B. 卫星2的周期大于卫星1的周期
C. 卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度
D. 卫星2所处轨道的重力加速度大于卫星1所处轨道的重力加速度
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．因为地球同步卫星（卫星1）的周期是24h，而大气环境监测卫星（卫星2）的周期是，可见卫星2的周期小，根据万有引力提供向心力，有
可得
故卫星2的轨道半径小于卫星1的轨道半径，根据万有引力提供向心力，有
解得
因卫星2的轨道半径小，所以卫星2的速度大于卫星1的速度，A正确，B错误；
C．根据万有引力提供向心力，有
解得
因卫星2的轨道半径小，故它的向心加速度大于卫星1的向心加速度，C错误；
D．根据万有引力等于重力，有
解得
因卫星2的轨道半径小，故它的重力加速度大于卫星1的重力加速度，D正确。
故选AD。
14. 如图，给平行板电容器充上一定量的电荷后，将电容器的两极板A、B分别跟静电计的金属球和大地相连，静电计的金属外壳也接地。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。下列说法正确的是（　　）
A. 可用如图虚线所示的电压表替换静电计测出两极板间稳定的电压
B. 仅增大d，则变大
C. 仅减小S，则变小
D. 仅在两板间插入一片厚度小于的有机玻璃板，则变小
【答案】BD
【解析】
【详解】A．不可用如图虚线所示的电压表替换静电计测出两极板间稳定的电压，因为电压表将两极板导通，两极板电荷将通过电压表中和，故A错误；
BCD．由于静电计所带电荷量远小于极板电荷量，变化过程可认为极板所带电荷量不变，根据
，
仅增大d，电容减小，电压增大，则变大；仅减小S，电容减小，电压增大，则变大；仅在两板间插入一片厚度小于的有机玻璃板，电容增大，电压减小，则变小；故C错误，BD正确。
故选BD。
15. 如图所示，某地有一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发动机将此圆面内10%的空气动能转化为电能。取π=3，则下列说法正确的是（　　）
A. 此圆面内90%的空气动能全部转化为内能
B. 每秒流经涡轮机空气的动能约为31.2kJ
C. 风力发动机产生的电功率约为15.6kW
D. 若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来8倍
【答案】CD
【解析】
【详解】A．此圆面内剩余的动能可能有的没有被吸收利用而耗散掉有的转化为内能，故A错误；
B．单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为
每秒流经涡轮机空气动能约为
故B错误；
C．依题意，风力发动机产生的电功率约为
故C正确；
D．风力发动机产生的电功率
若风速变为原来2倍，则电功率将变为8倍，故D正确。
故选CD。
非选择题部分
三、实验题（本大题共3大题，共16分）
16. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系：
（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与________的关系。
A.质量m B.角速度ω C.半径r
（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_________。
【答案】 ①. B ②. 2：1
【解析】
【详解】[1]根据向心力公式
同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，可知m、R相同，所以此实验研究的是向心力的大小与角速度ω 的关系。
故选B。
[2]左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，可得
又
由题可知m、R相同，可得
解得
将皮带处于左右塔轮半径不等的层上，同一皮带线速度相等，而
则皮带连接的左、右塔轮半径之比为
17. 在研究平抛运动规律的实验中，如图所示将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有______；
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末段水平
C. 挡板高度等间距变化
D. 每次都从同一位置由静止释放
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系：
a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的______对应白纸上的位置即为原点
A.最上端 B.最下端 C.球心
b.按正确的操作步骤得到了如图丙所示的物体运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图，则小球平抛的初速度___________；（g取，结果保留两位有效数字）；小球抛出点的坐标为___________（单位：cm）。
【答案】 ①. BD ②. C ③. 2 ④. （-10，-1.15）
【解析】
【详解】（1）[1] 究平抛运动规律的实验中，实验条件必须满足的同一次实验中小球以相同的初速度平抛，所以应使斜槽轨道末段水平，且每次都从同一位置由静止释放。
故选BD。
（2）[2] 取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点。
故选C。
[3]由坐标值可知AB、BC的水平位移相等
可知AB、BC的时间相等
解得
T=0.1s
v0=2m/s
[4]由平抛规律可知
解得
tB=0.15s
从抛出点到B点有
球抛出点的横、纵坐标分为
小球抛出点的坐标为（-10cm，-1.25cm）
18. 用如上图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为。
（1）除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是__________；
A.秒表 B.天平（含砝码） C. 交流电源 D.干电池若干
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A. 按照图所示安装好实验器材并连接好电源
B. 先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带
C. 测量纸带上某点A到第一个点间的距离h，利用计算A点的速度
D. 根据测量的结果计算ΔEp=mgh是否等于
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是________（选填步骤前的字母）；
（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点，通过测量并计算出点A距起始点的距离为，点间的距离为，点间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为，重锤质量为，根据这些条件计算重锤从释放到下落距离时的重力势能减少量________，动能增加量________
【答案】 ①. C ②. BC##CB ③. ④.
【解析】
【详解】（1）[1]打点计时器需使用交流电源，无需秒表和干电池，验证重锤重力势能的减小量和动能的增加量是否相等，质量可以约去，不需要天平测量重锤的质量。
故选C。
（2）[2]实验时应先接通电源，再释放纸带，可知不正确的操作步骤是B；不能利用计算A点的速度，因为如果这样计算已经默认机械能守恒，故C步骤操作不当；
（3）[3]重锤从释放到下落OC距离时的重力势能减少量
[4]C点的瞬时速度
则动能的增加量
四、解答题（本题共3小题，共35分。解答计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。）
19. 如图所示，一根长为L=0.5m的绝缘细线栓着一质量为m=0.12kg的带电小球A，当电荷量为qB=-5×10-7C的小球B与A球在同一水平线上且间距为d=0.1m时，小球A静止，此时细线与竖直方向间的夹角θ=37°。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2， g=10m/s2。求：
（1）小球A带正电还是负电？电荷量qA=？
（2）撤去小球B的同时，在A所在空间加一水平向右、场强大小为E=5.0×104N /C的匀强电场，如图，则A运动到图中虚线最低点时绳子拉力F多大？
【答案】（1）小球A带正电，；（2）1.29N
【解析】
【详解】（1）由图可知，小球AB之间为引力，小球B带负电，所以小球A带正电，根据平衡条件得
又
解得
（2）A运动到图中虚线最低点时，由动能定理有
根据牛顿第二定律
解得
20. 两对平行金属板按如图所示方式放置，左侧金属板加电压U1，右侧金属板加电压U2、极板长度为L、极板间距为，紧靠下板边缘O点放置一长度为L的荧光屏。P O1 O2为金属板的中心线，虚线MNA紧贴着上板AB。在M板附近MP之间有一线状粒子源，能静止释放大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子由静止开始被加速后经N板上的一条细缝进入右侧金属板后飞出。忽略粒子重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）粒子出N板细缝时的速度v0；
（2）沿P O1 O2进入右侧金属板间的粒子出偏转电场时在竖直方向的侧移量y；
（3）粒子打在荧光屏上形成的亮线的长度。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
详解】（1）加速电场中，由动能定理有
解得
（2）在偏转电场中
解得
（3）带电粒子飞出电场的速度偏角为
由于
＜
粒子全部能够飞出电场，当从P点射入并飞出的粒子，打在荧光屏的最左端，有
假设所有粒子均可打在屏上，则从M点飞入的粒子打在荧光屏的最右端，有
﹥L
所以不能打在荧光屏上，假设不成立，只有部分粒子可以打在荧光屏上，粒子打在荧光屏上形成的亮线的长度为
21. 某校物理兴趣小组为了研究过山车的原理，制作了如图所示的轨道模型，其中CDCˊ（CCˊ稍微错开）是固定于水平地面BE的竖直光滑圆轨道， 圆轨道半径R=0.48m；AB、EF是倾斜轨道，FG是一长度为l2=0.5m的粗糙平台（F点上方有一圆弧形挡板，使小球通过时没有能量损失），平台离地面BE的高度h2可调。现将一质量为m=0.1kg的滑块从AB上距BE高度为h1处由静止释放，滑块在运动过程中与BC、FG间的滑动摩擦因数μ=0.2，其余摩擦均不计，不计滑块经过B、E时的能量损失，已知BC段长度为l1=0.5m ，g=10m/s2。求：
（1）若滑块恰好能过圆轨道的最高点D，求滑块释放时距BE高度h1；
（2）若平台FG离地面BE的高度h2=1.1m，且F与Cˊ间的水平距离l3=0.3m调整滑块释放高度h1，使滑块始终不脱离轨道，求滑块最终停下的位置距B点的水平距离与释放高度h1的函数关系式（已知x÷y的商为整数时，其余数可以用mod（x，y）表示）；
（3）调整滑块的释放高度h1和平台FG离地面的高度h2，使h1和h2满足h1+h2=1.4m，求滑块从G点飞出后落在地面的水平位移的最大值xmax。
【答案】（1）1.3m；（2），；（3）23.4m
【解析】
【详解】（1）滑块恰好能过圆轨道的最高点D
根据动能定理
代入数据联立得
h1=1.3m
（2）设在FG上滑动的距离x，根据动能定理
得
滑块最终停下的位置距B点的水平距离
（3）滑块从G点飞出后落到地面时间t，根据
根据动能定理
滑块从G点飞出后落在地面的水平位移
h1=1.3m时有水平位移的最大值
xmax=234m2022学年第二学期期中考试试卷
高一物理
选择题部分
一、选择题I（本题共11小题，每小题3分，共33分。每小题列出的四个选项中只有一是符合题目要求的，多选、不选、错选均不给分。）
1. 下述说法正确的是 ( )
A. 场强为零的地方，电势不一定为零
B. 等势面上各点场强大小相等
C. 电荷处在电势越高的地方电势能越大
D. 电场中电场强度越大的地方，电势越高
2. 牛顿说“如果我看得更远一点的话，是因为我站在巨人的肩膀上”，无数科学家的辛勤奋斗造就了今天物理学的成就。下列关于科学家和他们的贡献的说法中符合史实的是（　　）
A. 牛顿最早测量出了引力常量
B. 法拉第提出了用电场线描述电场的方法，并用实验测得了元电荷的数值
C. 卡文迪许用扭秤实验研究了电荷间的相互作用规律
D. 伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因
3. 物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面，下列关于物理观念和科学思维的认识，正确的是（　　）
A. 驾驶员通过操作方向盘不能使汽车在光滑的水平面上转弯
B. 加速度和功率的定义都运用了比值法
C. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力不是同一种力
D. 汽车在通过弯道时，如果速度过大，往往出现“甩尾”现象，这是一种离心现象，这是由于受到离心力而产生的
4. 如图所示，船从A处开出后沿直线到达对岸，若 A与河岸成30° 角，水流速度为4m/s ，则船从A点开出的最小速度为（　　）
A. 2m/s B. 2.4m/s C. 3m/s D. 3.5m/s
5. 物理来源于生活，也可以运用物理知识解释生活中的一些现象，幼儿园里有一种亲子游戏——投壶。如图所示，家长和儿童在同一竖直线的不同高度，分别以不同的水平速度与同时抛出“箭矢”，都将“箭矢”投进壶内。若“箭矢”离手后的运动可视为平抛运动，下列说法正确的是（　　）
A. 家长先将“箭矢”投进壶内 B. 两人同时将“箭矢”投进壶内
C. D.
6. 2021年12月9日15时40分，天宫课堂第一课正式开讲，这是首次在距地面约的中国载人空间站天宫上进行的太空授课活动。授课期间，航天员与地面课堂的师生进行了实时互动，则（　　）
A. 在天宫中宇航员由于没有受到地球引力而处于漂浮状态
B. 即使在“天宫”中处于完全失重状态，宇航员仍可用弹簧拉力器锻炼身体
C. 天宫的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
D. 天宫能和地面课堂实时交流，是因其绕地球运行角速度和地球自转角速度相同
7. 如图甲所示，修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图乙所示。C为A盘上的一点，已知，。以下关于A、B、C三点的线速度大小v、角速度大小、向心加速度大小a之间的关系说法正确的是（　　）
A B.
C. D. 条件不足，无法判断
8. 一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是（　　）
A. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员的加速度不断增大
B. 蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力对运动员做负功，弹性势能增加
C. 蹦极过程中，运动员的机械能守恒
D. 蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员的动能一直减小
9. 如图所示，长为L的导体棒AB原来不带电，现将一个带正电的点电荷q放在导体棒的中心轴线上，且距离导体棒的A端为R，O为AB的中点。当导体棒达到静电平衡后，下列说法正确的是（　　）
A. A端带正电，B端带负电
B. A端电势比B端电势低
C. 感应电荷在O点的场强方向沿虚线向左
D. 点电荷q对处在O点的电子没有电场力
10. 神舟十五号载人飞船与天和核心舱对接的示意图如图所示，圆形轨道Ⅰ为核心舱的运行轨道，椭圆轨道Ⅱ为载人飞船的运行轨道，两轨道相切于A点，载人飞船与核心舱在A点实现完美对接。设圆形轨道Ⅰ的半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球自转，椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a。下列说法正确的是（　　）
A. 载人飞船在轨道Ⅱ上运行经过A点时的速度大于核心舱在轨道Ⅰ运行的速度
B. 核心舱在轨道Ⅰ上运行的周期与载人飞船在轨道Ⅱ上运行的周期之比为
C. 核心舱绕地球运行的线速度为
D. 核心舱绕地球运行的角速度为
11. 将两金属球P、Q固定，让球P带上正电后，形成的稳定电场如图所示，已知实线为电场线，虚线为等势面，其中A、B、C、D为静电场中的四点，则（　　）
A. C、D点的电场强度相同，电势相等
B. 金属球P、Q均为等势体，P球的电势大于Q球
C. 将电子从A点移至B点，电场力做正功
D. 正电荷在B点的电势能大于在D点的电势能
二、选择题Ⅱ（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
12. 某实验小组对两辆新能源汽车在同一水平直轨道上进行了对比实验，其速度大小v随时间t的变化关系如图所示，已知两汽车所受摩擦力大小为其重力的k倍且恒定，B车实验中变速阶段加速度的大小相同，A车的质量为B车质量的1.5倍，汽车运动距离相等，不计空气阻力。则（　　）
A. 摩擦力做功之比等于
B. 汽车运动时间之比等于
C. 汽车牵引力所做的功之比等于
D. 汽车输出的最大功率之比小于
13. 为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，于2021年7月发射。与地球同步轨道卫星（图中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图中卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90°的卫星，一天内环绕地球飞14圈。下列说法正确的是（　　）
A. 卫星2的速度大于卫星1的速度
B. 卫星2的周期大于卫星1的周期
C. 卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度
D. 卫星2所处轨道的重力加速度大于卫星1所处轨道的重力加速度
14. 如图，给平行板电容器充上一定量的电荷后，将电容器的两极板A、B分别跟静电计的金属球和大地相连，静电计的金属外壳也接地。设电容器两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为。下列说法正确的是（　　）
A. 可用如图虚线所示的电压表替换静电计测出两极板间稳定的电压
B. 仅增大d，则变大
C. 仅减小S，则变小
D. 仅在两板间插入一片厚度小于有机玻璃板，则变小
15. 如图所示，某地有一风力发电机，其叶片转动时可形成半径为20m的圆面。某时间内该地的风速为6m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发动机将此圆面内10%的空气动能转化为电能。取π=3，则下列说法正确的是（　　）
A. 此圆面内90%的空气动能全部转化为内能
B. 每秒流经涡轮机空气的动能约为31.2kJ
C. 风力发动机产生的电功率约为15.6kW
D. 若风速变为原来2倍，则电功率将变为原来8倍
非选择题部分
三、实验题（本大题共3大题，共16分）
16. 用如图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系：
（1）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄，观察左右露出的刻度，此时可研究向心力的大小与________的关系。
A.质量m B.角速度ω C.半径r
（2）在（1）的实验中，某同学匀速转动手柄时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为_________。
17. 在研究平抛运动规律的实验中，如图所示将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
（1）下列实验条件必须满足的有______；
A. 斜槽轨道光滑
B. 斜槽轨道末段水平
C. 挡板高度等间距变化
D. 每次都从同一位置由静止释放
（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系：
a.取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的______对应白纸上的位置即为原点
A.最上端 B.最下端 C.球心
b.按正确的操作步骤得到了如图丙所示的物体运动轨迹，在轨迹上取A、B、C三点，以A点为坐标原点，B、C坐标如图，则小球平抛的初速度___________；（g取，结果保留两位有效数字）；小球抛出点的坐标为___________（单位：cm）。
18. 用如上图所示的实验装置验证机械能守恒定律。重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器，打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。已知当地重力加速度为。
（1）除图中所示的装置之外，还必须使用的器材是__________；
A.秒表 B.天平（含砝码） C. 交流电源 D.干电池若干
（2）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A. 按照图所示安装好实验器材并连接好电源
B. 先打开夹子释放纸带，再接通电源开关打出一条纸带
C. 测量纸带上某点A到第一个点间的距离h，利用计算A点的速度
D. 根据测量的结果计算ΔEp=mgh是否等于
其中没有必要进行或者操作不当的步骤是________（选填步骤前的字母）；
（3）如图所示，根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点，通过测量并计算出点A距起始点的距离为，点间的距离为，点间的距离为，若相邻两点的打点时间间隔为，重锤质量为，根据这些条件计算重锤从释放到下落距离时的重力势能减少量________，动能增加量________
四、解答题（本题共3小题，共35分。解答计算题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的，答案中必须明确写出数值和单位。）
19. 如图所示，一根长为L=0.5m的绝缘细线栓着一质量为m=0.12kg的带电小球A，当电荷量为qB=-5×10-7C的小球B与A球在同一水平线上且间距为d=0.1m时，小球A静止，此时细线与竖直方向间的夹角θ=37°。已知静电力常量k=9.0×109N·m2/C2， g=10m/s2。求：
（1）小球A带正电还负电？电荷量qA=？
（2）撤去小球B的同时，在A所在空间加一水平向右、场强大小为E=5.0×104N /C的匀强电场，如图，则A运动到图中虚线最低点时绳子拉力F多大？
20. 两对平行金属板按如图所示方式放置，左侧金属板加电压U1，右侧金属板加电压U2、极板长度为L、极板间距为，紧靠下板边缘O点放置一长度为L的荧光屏。P O1 O2为金属板的中心线，虚线MNA紧贴着上板AB。在M板附近MP之间有一线状粒子源，能静止释放大量质量为m、电荷量为q的带正电粒子，粒子由静止开始被加速后经N板上的一条细缝进入右侧金属板后飞出。忽略粒子重力和粒子间的相互作用力，求：
（1）粒子出N板细缝时的速度v0；
（2）沿P O1 O2进入右侧金属板间的粒子出偏转电场时在竖直方向的侧移量y；
（3）粒子打在荧光屏上形成亮线的长度。
21. 某校物理兴趣小组为了研究过山车的原理，制作了如图所示的轨道模型，其中CDCˊ（CCˊ稍微错开）是固定于水平地面BE的竖直光滑圆轨道， 圆轨道半径R=0.48m；AB、EF是倾斜轨道，FG是一长度为l2=0.5m的粗糙平台（F点上方有一圆弧形挡板，使小球通过时没有能量损失），平台离地面BE的高度h2可调。现将一质量为m=0.1kg的滑块从AB上距BE高度为h1处由静止释放，滑块在运动过程中与BC、FG间的滑动摩擦因数μ=0.2，其余摩擦均不计，不计滑块经过B、E时的能量损失，已知BC段长度为l1=0.5m ，g=10m/s2。求：
（1）若滑块恰好能过圆轨道的最高点D，求滑块释放时距BE高度h1；
（2）若平台FG离地面BE的高度h2=1.1m，且F与Cˊ间的水平距离l3=0.3m调整滑块释放高度h1，使滑块始终不脱离轨道，求滑块最终停下的位置距B点的水平距离与释放高度h1的函数关系式（已知x÷y的商为整数时，其余数可以用mod（x，y）表示）；
（3）调整滑块的释放高度h1和平台FG离地面的高度h2，使h1和h2满足h1+h2=1.4m，求滑块从G点飞出后落在地面的水平位移的最大值xmax。

浙江省台州市第一重点中学2022-2023高一下学期期中物理试题（含解析）