河南省许昌禹州市2021-2022学年高一下学期期末调研物理试题（Word版含答案）

禹州市2021-2022学年高一下学期期末调研物理试题
（本试卷满分100分，考试时间90分钟）
一、单项选择题（每小题只有一个选项符合要求，8个小题，每题4分，共32分）
1．关于静电场，以下说法正确的是（ ）
A．在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低
B．两个电势不同的等势面可能相交
C．电容器电容C与电容器所带电荷量Q成正比
D．将一负的试探电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做正功
2．飞机由俯冲到拉起时，飞行员处于超重状态，此时座椅对飞行员的支持力大于飞行员所受的重力，这种现象叫过荷。过荷过重会造成飞行员四肢沉重，大脑缺血，暂时失明，甚至昏厥。受过专门训练的空军飞行员最多可承受9倍重力的影响。g取，则当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲、拉起的速度为100m/s时，圆弧轨道的最小半径为（ ）
A．100m B．111m C．125m D．250m
3．在一次跳绳体能测试中，一位体重约为50kg的同学，一分钟内连续跳了140下，若该同学每次跳跃的腾空时间均为0.2s，重力加速度g取，忽略空气阻力，则他在这一分钟内克服重力做的功约为（ ）
A．3500J B．14000J C．1000J D．2500J
4．起电盘是获得静电的简单装置，1775年由A.伏特发明。它是由一块绝缘物质（如石蜡、硬橡胶、树脂等）制成的平板和另一块带有绝缘柄的导电平板构成的。如图所示是伏打起电盘示意图，其起电原理是（ ）
A．摩擦起电 B．感应起电 C．接触起电 D．以上三种方式都不是
5．两个固定的等量异号点电荷所产生电场的等势面如图中虚线所示，一带负电的粒子以某一速度从图中A点沿图示方向进入电场在纸面内飞行，最后离开电场，粒子只受电场力的作用，则粒子在电场中（ ）
A．做直线运动，电势能先变小后变大 B．做直线运动，电势能先变大后变小
C．做曲线运动，电势能先变小后变大 D．做曲线运动，电势能先变大后变小
6．中华民族几千年来为实现飞离地球、遨游太空的千年梦想而进行的不断尝试和努力。新中国成立以来，中国航天事业的蓬勃发展，载人航天的千年梦想终于实现了。宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做了如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示。，设R、m、引力常量G和为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（ ）
A．该星球表面的重力加速度为 B．卫星绕该星球的第一宇宙速度为
C．星球的密度为 D．小球过最高点的最小速度为0
7．如图所示，电子经过加速后以速度垂直进入偏转电场，离开电场时偏转量为h，两平行板间距离为d，电势差为U，板长为l，每单位电压引起的偏移量（h/U）叫示波器的灵敏度．若要提高其灵敏度，可采用下列方法中的（ ）
A．增大两极板间的电压 B．尽可能使板长l做得短些
C．尽可能使板间距离d减小些 D．使电子入射速度大些
8．如图所示，在静止的水平转台上放置一个质量为m的物块a（可视为质点），它与竖直转轴间距为R；与转台问动摩擦因数为。水平圆盘绕过圆心O的竖直轴逐渐加速转动，a与圆盘保持相对静止，圆盘的角速度达到一定值时，a相对圆盘才开始滑动。重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．a相对圆盘开始滑动前，物块a与转台之间只受到1对作用力与反作用力
B．a相对圆盘开始滑动前，摩擦力大小和方向都不变
C．a相对圆盘开始滑动前的过程中，到达某个角速度时，平台对物块做的功为
D．如果在a物块的半径的中点放置另一个质量为2m的物块b，b与圆盘问的动摩擦因数为，则在平台加速转动过程中b比a先滑动
二、不定项选择题（4个小题，每题5分，共20分，选对但不全者得2分，错选或不选得零分）
9．嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举．如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中Ⅰ是月地转移轨道，在P点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ．下列说法正确的是（ ）
A．在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q点的机械能比在P点的机械能大
B．嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长
C．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的向心加速度大小相等
D．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的速度大小相等
10．空间某区域存在着电场，电场线在竖直面上的分布如图所示，一个质量为m、电荷量为q的小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为，方向水平向右，运动至B点时的速度大小为，运动方向与水平方向之间夹角为，A、B两点之间的高度差与水平距离均为H，则以下判断中正确的是（ ）
A．小球由A点运动至B点，电场力做的功
B．A、B两点间的电势差
C．带电小球由A运动到B的过程中，机械能一定增加
D．带电小球由A运动到B的过程中，电势能的变化量为
11．“太极球”运动是一项较流行的健身运动，做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，太极球却不会掉到地上，现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让小球在竖直面内始终不脱离平板且做匀速圆周运动，则（ ）
A．从A运动到B的过程中，机械能减小
B．从B运动到C的过程中，机械能守恒
C．只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处可能不受平板的摩擦力作用
D．平板对小球的作用力在A处最小，在C处最大
12．在检测某种汽车性能的实验中，质量为的汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为40m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻该汽车的牵引力F与对应速度v，并描绘出如图所示的图象（图线ABC为汽车由静止到最大速度的全过程，AB、BO均为直线）．假设该汽车行驶中所受的阻力恒定，根据图线ABC，则（ ）
A．汽车的额定功率
B．汽车行驶中所受的阻力为2000N
C．汽车行驶中匀加速的时间为10s
D．该汽车由静止开始运动，经过35s达到最大速度40m/s，则其在BC段的位移为75m
三、实验题13题（10分）
13．（10分）某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律，频闪仪每隔0.05s闪光一次，如图所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表．（当地重力加速度取，小球质量m＝0.2kg，结果保留3位有效数字）
时刻
速度（） 4.99 4.48 3.98
（1）为验证机械能是否守恒，需要比较小球下落过程中任意两点间的______．
A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量
（2）由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度______m/s；
（3）从到时间内，重力势能的增量______J，动能的减少量______J；
（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的增加量小于动能的减少量，原因是______．
A．利用公式v＝gt计算小球速度 B．利用公式计算小球速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法
四、计算题（三小题，38分）
14．（10分）在真空中存在空间范围足够大、水平向右的匀强电场．若将一个质量为m、带正电且电荷量为q的小球在此电场中由静止释放，小球将沿与竖直方向夹角为37°的直线运动．现将该小球从电场中某点以初速度竖直向上抛出，求此运动过程中（取，）
（1）小球受到的电场力的大小及方向；
（2）小球运动的抛出点至最高点之间的电势差U．
15．（14分）如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连）、高度h可调的斜轨道AB组成．游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道．全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功．已知圆轨道半径r＝0.1m，OE长，AC长，圆轨道和AE光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数．滑块质量m＝2g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能．忽略空气阻力，各部分平滑连接．重力加速度取求：
（1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小；
（2）当h＝0.1m且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力大小及弹簧的弹性势能；
（3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系．
16．（14分）如图所示，在光滑的水平桌面上，水平放置的粗糙直线轨道AB与水平放置的光滑圆弧轨道BCD相切于B点，整个轨道位于水平桌面内，圆心角∠BOC＝37°，线段OC垂直于OD，圆弧轨道半径为R，直线轨道AB长为L＝5R．整个轨道处于电场强度为E的匀强电场中，电场强度方向平行于水平桌面所在的平面且垂直于直线OD．现有一个质量为m、带电荷量为＋q的小物块P从A点无初速度释放，小物块P与AB之间的动摩擦因数，，，忽略空气阻力．求：
（1）小物块第一次通过C点时对轨道的压力大小；
（2）小物块第一次通过D点后离开D点的最大距离；
（3）小物块在直线轨道AB上运动的总路程．
高一物理试题答案
1．答案 A
解析 在静电场中，沿着电场线方向电势逐渐降低，A项正确；
若两个不同的等势面相交，则在交点处存在两个不同电势数值，与事实不符，B项错误；
电容器电容C与电容器所带电荷量Q无关，只与两板的正对面积、两板间距以及两板间的电介质有关，C项错误；
将一负电荷从电势较高的等势面移至电势较低的等势面，电场力做负功，D项错误。
2．答案：C
解析：在飞机经过最低点时，对飞行员受力分析，受重力mg和支持力，两者的合力提供向心力，由题意知，当时，圆弧轨道半径最小为。由牛顿第二定律列方程，，联立解得，故选项C正确。
3．答案 A
解析 G＝mg＝500N，腾空时间为0.2s表示每次上升过程用时0.1s，上升的高度为，则起跳一次克服重力做的功．一分钟内连续跳了140下，则一分钟内克服重力做功，故选A．
4．答案：B
解析：导电平板靠近带正电的绝缘板并接地时，发生静电感应，使导电平板带上负电荷，故B正确．
5．答案 C
解析 带负电的粒子受到的电场力垂直电势为0V的等势面向上，粒子做曲线运动，电场力先做正功后做负功，电势能先变小后变大，故C正确．
6．答案 C
解析 设小球在最低点时细线的拉力为，速度为，则，设砝码在最高点细线的拉力为，速度为，则，由机械能守恒定律得，联立解得：，而，所以该星球表面的重力加速度为，A项错误；
设星球质量为M，根据万有引力提供向心力的，卫星绕该星球的第一宇宙速度为，B项错误；
在星球表面，万有引力近似等于重力，联立得，星球的体积，则星球的密度，C项正确；
小球在最高点受重力和绳子拉力，根据牛顿运动定律，当绳子拉力为0时，小球过最高点速度最小，所以小球在最高点的最小速度，D项错误。
7．答案 C
解析 因为（，），所以．要使灵敏度大些，选项中合乎要求的只有C．
8．答案：C
解析：物块a受到支持力和对盘的压力是一对作用力与反作用力，物块a与盘相互受到的静摩擦力是一对作用力与反作用力，所以是2对作用力与反作用力，故A错误；
摩擦力沿半径方向的分量充当了向心力，根据牛顿第二定律，因为圆盘加速转动，摩擦力在切向有分力，所以摩擦力大小和方向都是变的，故B错误；
物块始终随转台一起由静止开始缓慢加速转动至角速度为的过程中，重力和支持力不做功，只有摩擦力做功，末速度，根据动能定理，有，故C正确；
a需要的向心力，a的最大摩擦力，，b需要向心力，，b的最大摩擦力，，所以当转速增大时，a比b先滑动，故D错误。
9．答案 BC
解析 在同一轨道上运动时，嫦娥五号的机械能守恒，A错误；
由开普勒第三定律可知，半长轴越大，周期越长，故嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长，B正确；
由牛顿第二定律可知，从不同轨道经过同一点时，加速度相同，C正确；
由Ⅱ轨道在Q点减速才能变轨到Ⅲ轨道，可见，D错误．
10．解析 由动能定理知：A→B
所以
所以A正确．
因为，所以，所以B错误．
因为无法判断出电场力做功的正负，所以无法判断机械能的变化，故C错误．
由电场力做功与电势能的变化量互为相反数，可知D也错误．
答案 A
11．答案 ACD
解析 从A运动到B的过程中，动能不变，重力势能逐渐减小，机械能减小，A项正确；
运动过程中，动能不变，重力势能一直改变，则机械能不守恒，B项错误；
只要平板与水平面的夹角合适，小球在B、D两处时，若小球受重力和平板的弹力的合力充当向心力，此时平板不受摩擦力作用，C项正确；
在A处满足：；在C处满足：；可知平板对小球的作用力在A处最小，在C处最大，D项正确．
12．答案：ABD
解析：由图线分析可知：图线AB表示牵引力F不变，即F＝8000N，阻力不变，汽车由静止开始做匀加速直线运动；图线BC的斜率表示汽车的功率P不变，达到额定功率后，汽车所受牵引力逐渐减小，汽车做加速度减小的变加速直线运动，直至达到最大速度40m/s，此后汽车做匀速直线运动。由图可知：当最大速度时，牵引力为，由平衡条件可得：，由公式得：额定功率，则A、B正确；
匀加速运动的末速度求得：，汽车由A到B做匀加速直线运动的加速度，设汽车由A到B所用时间为，则，C项错误；
由B到C所用时间为，位移为l，则，B点之后，对汽车由动能定理可得：，代入数据可得：l＝75m，D项正确。
13．答案 （1）A （2）3.48 （3）1.24 1.28 （4）C
解析 （1）小球下落过程中重力势能减少，动能增加，故该实验需要比较重小球下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量在误差允许范围内是否相等，A项正确．
（2）．
（3）重力势能的增量，代入数据可得，动能减少量为，代入数据可得．
（4）重力势能的增加量小于动能的减少量，是因为小球上升过程中存在空气阻力和摩擦阻力的影响，C正确。
14．答案 （1） 水平向右 （2）
解析 （1）根据题设条件，电场力大小（2分）
电场力的方向水平向右（1分）
（2）小球沿竖直方向做初速度为的匀减速运动，到最高点的时间为t，则：
，（1分）
沿水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为
（1分）
此过程小球沿电场方向位移为：（2分）
小球上升到最高点的过程中，电场力做功为：（2分）
解得（1分）
15．答案 见解析
解析 （1）滑块恰过F点的条件为（2分）
解得（1分）
（2）滑块从E点到B点，由动能定理得（1分）
在E点由牛顿第二定律得（1分）
解得（1分）
从O点到B点，由能量守恒定律得：（1分）
解得（1分）
（3）滑块恰能过F点的弹性势能
到B点减速到0
（1分）
解得（1分）
设斜轨道的倾角为，若滑块恰好能停在B点不下滑，则（1分）
解得，此时（1分）
从O点到B点（1分）
其中．（1分）
16．答案 （1）5.4qE （2） （3）15R
解析 （1）设小物块第一次到达C点时的速度大小为，根据动能定理有
（2分）
解得（1分）
在C点根据向心力公式得（1分）
解得
根据牛顿第三定律得．（1分）
（2）设小物块第一次到达D点时的速度大小为，
根据动能定理有（2分）
解得（1分）
小物块第一次到达D点后先以速度逆着电场方向做匀减速直线运动，设运动的最大距离为，根据动能定理得（2分）
解得．（1分）
（3）分析可知小物块最终会在圆弧轨道上做往复运动，到达B点的速度恰好为零时，动能和电势能之和不再减小．设小物块在直线轨道AB上运动的总路程为s，
则根据功能关系得（2分）
解得．（1分）