2022-2023学年江苏省盐城市重点中学五校高一（下）期中联考物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省盐城市重点中学五校高一（下）期中联考物理试卷
一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）
1. 如图所示，一小铁球在光滑水平桌面上做匀速直线运动，若在桌面上放一条形磁铁，则小铁球一定做( )
A. 直线运动 B. 曲线运动 C. 变速运动 D. 匀速运动
2. 物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角的正切值随时间变化的图像是下列选项图中的
A. B. C. D.
3. 如图，短道速滑比赛中，把运动员在弯道滑行的过程看作轨道为半圆的匀速圆周运动，若观察到甲、乙两名运动员同时进入弯道，甲乙同时滑出弯道，则下列关系式一定成立的是( )
A. 向心加速度 B. 线速度
C. 角速度 D. 周期
4. 北京时间年月日，航天员费俊龙、邓清明、张陆搭乘“神舟十五号”载人飞船前往中国“”字基本构型空间站如图所示，于月日打开舱门入驻。空间站内航天员一天可以观测到次日出，空间站绕地球运行的轨道近似为圆轨道，下列说法正确的是
A. 空间站定点于我国上空某高度处，相对地面静止
B. 空间站内航天员不受地球引力作用而处于失重状态
C. 空间站与地球同步卫星的轨道半径之比约为
D. “神舟十五号”载人飞船由低轨道加速，与高轨道的空间站完成对接后，飞船的动能比之前处于低轨道时要小
5. 如图所示，若用轻绳拴一物体，使物体匀速向下运动，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )
A. 重力做正功，合力做正功 B. 重力做负功，合力做负功
C. 拉力做正功，合力不做功 D. 拉力做负功，合力不做功
6. 如图所示，点电荷固定在连线的下方，试探电荷沿直线从运动到。此过程中受到的库仑力是( )
A. 排斥力，先变小后变大 B. 排斥力，先变大后变小
C. 吸引力，先变小后变大 D. 吸引力，先变大后变小
7. 如图所示为一对等量异种电荷形成的电场，一质子在电场力和另一个未知力的共同作用下沿中垂线由匀速飞过，质子重力不计。则运动过程中质子所受该未知力的大小和方向的变化情况是( )
A. 先变大后变小，方向水平向右 B. 先变大后变小，方向水平向左
C. 先变小后变大，方向水平向左 D. 先变小后变大，方向水平向右
8. 如图甲，、是某电场中的一条电场线上的两点，一个负电荷从点由静止释放，仅在静电力的作用下从点运动到点，其运动的图像如图乙所示，则、两点的电势、场强和该负电荷在、两点的电势能的大小关系是( )
A. ， B. ，
C. ， D. ，
9. 质量为吨的汽车，发动机的额定功率为，在水平路面上能以的最大速度匀速行驶。则汽车在该路面行驶时所受阻力为( )
A. B. C. D.
二、多选题（本大题共1小题，共4.0分）
10. 如图所示，物体以一定初速度从倾角的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为，选择斜面底端为参考平面，上升过程中，物体的机械能随高度的变化如图乙所示，，下列说法正确的是
A. 物体的质量
B. 物体可能静止在斜面顶端
C. 物体回到斜面底端时的动能
D. 物体上升过程的加速度大小
三、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
11. 图示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。实验中，将完全相同的挡光片依次固定在圆弧轨道上，测出部分数据如下表：
高度
势能
动能
机械能
关于摆锤机械能守恒的条件，以下理解正确的是( )
A.摆锤仅受重力时，机械能才守恒
B.只有合外力为零时，机械能才守恒
C.只有重力对摆锤做功时，机械能才守恒
D.只有合外力做功为零时，机械能才守恒
摆锤内置光电门，当摆锤经过挡光片时，光电门自动记录遮光时间。若挡光片的宽度为，挡光时间为，则摆锤经过挡光片时的速度大小为 。
表中、处数据应为___________和___________。
另一小组记录了每个挡光片所在的高度及其相应的挡光时间后，绘制了和四幅图像。为了说明实验结果机械能守恒，最合适的选择是( )
A.B.
C.D.
四、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
12. 若未来我国宇航员登陆火星，并在火星上进行自由落体实验，测得一石块从距地面高度为处自由下落到火星表面所用时间为，已知火星的半径为，引力常量为。求火星的：
表面重力加速度；
质量；
第一宇宙速度。
13. 如图所示，、板带等量异种电荷板间电场为匀强电场，两板间电势差为，板带正电并接地，、两板间距离为，点到板的垂直距离为，求：
两板间电场强度 的大小；
板与点的电势差；
电子在点的电势能已知电子电荷量。
14. 某场地自行车比赛圆形赛道的路面与水平面的夹角为，，，，不考虑空气阻力，取。某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动如图所示，圆周的半径为。结果保留三位有效数字
若运动员的骑行速度是，其向心加速度是多少？
若要使自行车转弯不受摩擦力作用，其速度大小是多少？
若该运动员的骑行速度是，自行车和运动员的质量一共是，此时自行车所受摩擦力的大小是多少？方向如何？
15. 如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为，质量为的小物块从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线处的墙上，另一端恰位于坡道的底端点。已知在段，物块与水平面间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦力不计，重力加速度为。
求物块第一次滑到点时的速度大小；
若弹簧的最大压缩量为，求物块第一次压缩弹簧过程中克服弹力做的功；
在问前提下，若物块能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物体做直线运动和曲线运动的条件和特点，及什么情况做匀变速运动，分清匀变速与轨迹是直线还是曲线的条件是解题关键。
【解答】
质点开始做匀速直线运动，对其施加一外力，若加速度方向与速度方向共线，轨迹为直线，由于磁铁吸引力是变力，所以做变速直线运动；若不共线则为曲线，仍然是变速运动，故ABD错误，C正确。
故选C。

2.【答案】
【解析】【详解】平抛运动水平方向上的速度不变，为，在竖直方向上的分速度为
则
与为定值，所以 与成正比。
故选B。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查圆周运动的向心加速度、线速度、角速度以及周期。结合题意，由角速度的定义式可比较角速度的大小关系；由可知周期的关系；向心加速度公式，线速度与角速度的关系，根据题目条件无法确定向心加速度的大小关系和线速度的大小关系，由此分析即可正确求解。
【解答】
由题意知，甲、乙两名运动员同时进入弯道，同时出弯道，则在相同的时间内，，根据角速度的定义式，可知，由，可知，故C错误，D错误；
A.向心加速度公式，因为，，所以甲的向心加速度小，故A错误；
B.线速度与角速度的关系，因为，，所以线速度，故B正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，注意：做匀速圆周运动的物体不是处于平衡状态。
空间站内仍受到万有引力提供向心力，不是不受地球引力作用，相对地球表面不是静止的；根据万有引力提供向心力空间站与地球同步卫星的轨道半径之比。
【解答】
A、空间站内航天员一天可以观测到次日出，空间站不是地球同步卫星，不能相对地面静止，选项 A错误
B、空间站内航天员受地球引力作用，选项 B错误
C、由开普勒第三定律知，空间站与地球同步卫星的轨道半径之比，选项C错误
D、“神舟十五号”载人飞船由低轨道加速，与高轨道的空间站完成对接后，飞船的动能比之前处于低轨道时要小，选项 D正确。

5.【答案】
【解析】【详解】由题知，用轻绳拴一物体，使物体匀速向下运动，则说明重力做正功，拉力做负功，合外力为零不做功。
故选D。
6.【答案】
【解析】【详解】根据同种电荷相互排斥，可知，试探电荷 受到的一直是排斥力，电荷沿直线从运动到的过程中，两电荷间的距离先减小后增加，由于电量保持不变，根据
可知， 受到的库仑力先增大后减小，故ACD错误，B正确。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
解决本题的关键知道外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，是一对平衡力。
质子做匀速直线运动，知受电场力和外力平衡，外力的大小与电场力的大小相等，方向相反，根据电场力的变化判断外力的变化。
【解答】
根据等量异种电荷周围的电场线分布知，从，电场强度的方向不变，水平向右，电场强度的大小先增大后减小，则质子所受电场力的大小先变大，后变小，方向水平向右，则外力的大小先变大后变小，方向水平向左；
故B正确，ACD错误。

8.【答案】
【解析】【详解】根据图像可知，斜率表示加速度，从到，图像斜率在减小，加速度在减小，受到的电场力在减小，即电场强度在减小，故

负电荷受到的电场力方向与场强方向相反，电荷从运动到，故电场力水平向右，电场线方向水平向左，沿电场线方向电势逐渐降低，故

负电荷在电势高的地方电势能反而比较小，故

故选C。
9.【答案】
【解析】【详解】当汽车以的最大速度匀速行驶时有

代入数据有

故选A。
10.【答案】
【解析】
【分析】
当物体到达最高点时速度为零，机械能等于物体的重力势能，由重力势能计算公式可以求出物体质量；在整个运动过程中，机械能的变化量等于摩擦力做的功，由图象求出摩擦力的功，从而得出摩擦力的大小，由牛顿第二定律求出物体上升过程的加速度；由动能定理求出物体回到斜面底端时的动能。
重力做功不改变物体的机械能，摩擦力做功使物体机械能减少，由图象求出物体初末状态的机械能，应用重力势能的计算公式、动能定理即可正确解题。
【解答】
A.物体在最高点时的机械能等于重力势能，即，解得，故A正确；
B.物体上升到最高点的过程中，机械能减小，即克服摩擦力做功等于，有：，，则摩擦力，因为，知物体不能静止在斜面的顶端，故B错误；
C.上升过程克服摩擦力做功为，则整个过程克服摩擦力做功为，根据动能定理得，，解得回到斜面底端的动能，故C正确；
D.根据牛顿第二定律得，上升过程中的加速度大小，故D错误。
故选AC。

11.【答案】
【解析】【详解】摆锤若要机械能守恒，则在摆锤运动过程中只有重力对其做功的情况下，摆锤的机械能才守恒。
故选C。
利用光电门测速，实际是用平均速度代替瞬时速度，则可知摆锤经过挡光片时的速度为
根据动能与势能之和等于机械能可知，处的数据为

摆锤在下降过程中势能的减少量为

而根据表中的数据可知，处的数据应为

若重锤在下降过程中机械能守恒，则应满足
可得
，
即 与成线性关系，与 成指数关系，式中表示重锤下降的高度，而所给图像的横轴表示每个挡光片所在的高度，则
，
为重锤释放时的初始高度，则为了说明实验结果机械能守恒，最合适的选择是。
故选C。
12.【答案】解：由自由落体运动的特点
解得
在火星表面有
解得
根据万有引力提供向心力有
解得

【解析】见答案
13.【答案】解：由公式 得，两板间电场强度大小为
由题意可得，、两点间的电势差为

由公式 ，因为板接地，则

所以，点的电势为

则电子在处的电势能为


【解析】见答案
14.【答案】解：由公式 得，向心加速度

设人和自行车的总质量为，若不受摩擦力作用则由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得
解得

当自行车速 时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，斜面对人和自行车施加沿斜面向下的静摩擦力，其受力分析如图所示
根据牛顿第二定律可得
在轴方向

在轴方向
联立解得

方向沿斜面向下

【解析】见答案
15.【答案】解：从坡道顶端运动到点，由机械能守恒定律得
解得、
在水平滑道上摩擦力对物块所做的功为

由动能定理得
联立以上各式得
所以物块克服弹力做的功为。
物块被弹回的过程中，摩擦力对物块所做的功仍为

弹力对物块所做的功为
由功能关系得
所以物块能够上升的最大高度为


【解析】见答案
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