2022-2023学年江苏省连云港市高一（下）期末调研考试物理试卷（含解析）

2022-2023学年江苏省连云港市高一（下）期末调研考试物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）
1. 一枚静止时长度为的火箭以接近光速的速度从观察者身边掠过，观察者观测到火箭的长度( )
A. 小于 B. 大于 C. 等于 D. 大于或等于
2. 如图所示，水平圆盘绕中心轴匀速转动，小物块与圆盘保持相对静止，则物块( )
A. 线速度保持不变 B. 受重力、支持力、摩擦力、向心力
C. 相对圆盘有沿半径向外运动的趋势 D. 受到的摩擦力方向沿圆周的切线方向
3. 年月日天舟六号货运飞船发射升空，进入预定轨道择机与空间站进行对接。如图所示对接前飞船与空间站均做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )
A. 飞船内部的货物不受万有引力 B. 飞船的加速度大于空间站的加速度
C. 飞船运行的周期大于空间站的周期 D. 飞船运行的速度大于第一宇宙速度
4. 如图所示，小物块与斜面体一起沿水平面向右做匀速直线运动。关于斜面体对物块做功，下列说法正确的是( )
A. 支持力不做功 B. 支持力做正功
C. 摩擦力做正功 D. 摩擦力与支持力做功代数和不为零
5. 雷雨天带有负电的乌云飘过一栋建筑物上空时在避雷针周围形成电场，电场的等差等势面、、、分布情况如图所示。关于等势面上、、三点的电势和电场强度说法中正确的是( )
A. B. C. D.
6. 如图所示，、两球完全相同，同时从同一高度分别以、的初速度水平抛出。不计空气阻力，从、抛出后到落地的过程中，下列说法正确的是( )
A. 两球的重力做功不相等 B. 两球的动能增量不相等
C. 重力对两球做功的平均功率不相等 D. 落地前瞬间重力对两球做功的功率相等
7. 如图为“研究影响平行板电容器电容大小的因素”实验装置图，电容器充电后与电源断开。若仅增加电容器两极板间距离，下列说法正确的是( )
A. 电容器电容增大 B. 电容器极板上电荷量增大
C. 静电计指针张角增加 D. 电容器极板间电场强度增大
8. 玩具赛车在水平直线跑道上由静止开始以的恒定功率加速前进，赛车瞬时速度的倒数和瞬时加速度的关系如图所示。已知赛车受到的阻力恒定，赛车到达终点前已经达到最大速度，重力加速度取。下列说法正确的是( )
A. 赛车做匀加速运动
B. 赛车的质量为
C. 赛车所受阻力大小为
D. 赛车速度大小为时，加速度大小为
9. 某电场的电场线如图所示，其中电场线是直线，一带正电的粒子从点由静止开始仅在电场力作用下运动到点。取点电势为零，粒子到点的距离为，下列关于粒子在上各点的电势、动能随的变化图线中，可能正确的是( )
A. B.
C. D.
10. 如图所示，有一光滑轨道，部分竖直，部分水平，部分是半径为的四分之一圆弧，其中与、相切。质量均为的小球、可视为质点固定在长为的竖直轻杆两端，开始时球与点接触且轻杆竖直，由静止释放两球使其沿轨道下滑，重力加速度为下列说法正确的是( )
A. 球下滑过程中机械能减小
B. 球下滑过程中机械能保持不变
C. 、球都滑到水平轨道上时速度大小均为
D. 从释放、球到两球均滑到水平轨道过程中，轻杆对球做功为
二、实验题（本大题共1小题，共9.0分）
11. 某实验小组用如图所示的气垫导轨来验证机械能守恒定律，实验中多次让滑块从同一位置滑下，初始时遮光条下边缘到光电门的距离可从刻度尺读取，当地重力加速度为，实验步骤如下：
通过调节旋钮、将气垫导轨调至水平，测量出气垫导轨两支脚、间的距离，再把支脚垫高并测量出其高度为，则滑块运动过程中下降的高度______用、、表示；
实验中测得遮光条宽度为，滑块通过光电门的时间为，则滑块通过光电门的速率______；
多次改变光电门的位置并测出多组和，描绘出图线如图所示。已知图线的斜率为，为验证机械能守恒，则、、、、应满足的关系式______；
关于该实验以下措施中不必要的是______；
A.适当大些 ．适当小些
C.适当大一些 用天平测出滑块的质量
考虑到遮光条宽度对实验的影响，则滑块运动时的瞬时速度大小______选填“大于”、“等于”或“小于”。
三、计算题（本大题共4小题，共40.0分）
12. “凌月”是指在地球上观测月球时看到空间站在月球表面快速掠过的现象。已知地球半径为，空间站离地面高度，空间站凌月时长，凌月过程中空间站与地心连线转过的角度为求：
空间站运行的角速度；
地球表面的重力加速度．
13. 如图为某同学在荡秋千，秋千上悬挂平板的两绳平行且绳长为，平板运动到最高点时绳子与竖直方向夹角为已知该同学的质量为且视为重心在平板上，重力加速度为，不计绳子和平板的质量，忽略一切阻力。求：
该同学运动到最低点时的加速度大小；
该同学运动到最低点时每根绳子的拉力大小．
14. 如图所示，水平面与竖直面内的光滑半圆形轨道相切于点，半圆形轨道半径为一轻质弹簧左端固定，质量为的物块将弹簧右端压缩至点，由静止释放物块，物块恰能通过半圆形轨道最高点已知物块到达点前与弹簧已分离，重力加速度为，间的长度为，物块与水平面间的动摩擦因数为求：
物块通过点的速率；
物块刚进入半圆形轨道点时受到的支持力大小；
弹簧压缩至点时的弹性势能。
15. 如图甲所示，两相同的金属板、平行且正对放置，极板间距，极板长，两极板间的电压如图乙所示。的中点有一粒子源，能够沿图示方向不间断地发射速度带正电粒子。已知粒子质量、电荷量，不计粒子的重力及粒子间相互作用。求：
时间内极板间的电场强度大小；
电场边界上有粒子经过区域的长度；
粒子从极板间穿过过程中的电势能变化量．
甲 乙
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了长度的相对性原理。这道题涉及到爱因斯坦相对论，和我们平时的一些认识不一样，学生理解起来比较抽象，我们可以通过一些具体的例子来记忆这一部分知识。
【解答】
根据爱因斯坦相对论得知，一枚静止时长度为的火箭以接近光速的速度从观察者身边掠过，观察者观测到火箭的长度比火箭静止时的短，故小于，A正确。

2.【答案】
【解析】
【分析】
向心力，是使质点或物体作曲线运动时所需的指向曲率中心圆周运动时即为圆心的力．物体做圆周运动时，沿半径指向圆心方向的外力或外力沿半径指向圆心方向的分力称为向心力，又称法向力，是由合外力提供或充当的向心力；物体绕圆盘中心做匀速圆周运动，合力提供向心力，物体所受的向心力由静摩擦力提供。
【解答】
A.水平圆盘绕中心轴匀速转动，小物块与圆盘保持相对静止，的线速度大小保持不变，方向改变，A错误；
B.物体做匀速圆周运动，合力提供向心力，指向圆心，物体受重力、支持力、静摩擦力，其中重力和支持力二力平衡，静摩擦力提供向心力，向心力是合力，不能说成物体受到向心力，B错误；
静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，本题中静摩擦力指向圆心，说明物体相对圆盘有向外滑动的趋势，C正确，D错误。

3.【答案】
【解析】
【分析】
对于绕地做匀速圆周运动的卫星，由万有引力提供向心力分析圆周运动的物理量。第一宇宙速度有三种说法：它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度；它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度；它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度．
【解答】
A、飞机内部的货物仍然受到万有引力，故A错误；
B、根据可得，飞船的轨道半径小于空间站的轨道半径，故飞船的加速度大于空间站的加速度，故B正确；
C、根据开普勒第三定律可知轨道半径越大，周期越大，故飞船运行的周期小于空间站的周期，故C错误；
D、第一宇宙速度等于近地卫星绕地做匀速圆周运动的卫星的线速度，飞船轨道半径大于近地卫星的轨道半径，故飞船运行的速度小于第一宇宙速度，故D错误。
故选B。

4.【答案】
【解析】
【分析】
物块向右做匀速直线运动，受力平衡，对物体进行受力分析，根据恒力做功公式分析即可。
本题主要考查了同学们受力分析的能力，知道力和位移夹角小于时做正功，等于时不做功，大于时做负功。
【解答】
物体的受力如图：
物块向右做匀速直线运动，受力平衡，物体受重力方向竖直向下、支持力垂直斜面向上、摩擦力沿斜面向上，位移方向水平向右，所以摩擦力做正功，支持力做负功，故AB错误，C正确；
D.由于小物块与斜面体一起匀速直线运动，则动能不变，根据动能定理可知，合力做功为，重力始终不做功，故摩擦力与支持力做功代数和为零，故D错误。

5.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查等势面。无论在等势面，还是在电场线中，疏密程度都可以表示电场强度的大小。
根据等势面的分布情况判断是否是匀强电场，以及根据等势面的疏密程度判断场强的大小；离负电荷越近电势越低。
【解答】
、由题意可知，云层带负电，离负电荷越近电势越低，所以、、、等势面中的电势最低，、、三点中，点电势最低，点电势最高，，故A正确，B错误；
、等势面的疏密反映了电场强度的大小，可知、、三点中，点场强最大，，故CD错误。

6.【答案】
【解析】
【分析】
两个物体在运动的过程中机械能守恒，可以判断它们落地时的速度的大小。
再由平均功率和瞬时功率的公式可以得出结论。
在分析功率的时候，一定要注意公式的选择，只能计算平均功率的大小，而可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度。
【解答】
A.两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，，故两球的重力做功相等，故A错误；
B.、两球运动过程中，重力做功相同，根据动能定理知两个小球动能的增量相同，故B错误；
从开始运动至落地，重力对两小球做功相同，两个小球在竖直方向上均为自由落体运动，运动时间等于运动时间，根据知道重力对两小球做功的平均功率相同，竖直方向落地前瞬间速度相等，根据，落地前瞬间重力对两球做功的功率相等，故C错误，D正确。
故选D。

7.【答案】
【解析】
【分析】
静电计测定电容器极板间的电势差，电势差越大，指针的偏角越大；根据电容的决定式分析极板间距离、正对面积变化时电容的变化情况，由于极板所带电荷量不变，再由电容的定义式，分析板间电势差的变化，即可再确定静电计指针的偏角变化情况。
本题是电容动态变化分析问题，关键抓住两点：一是电容器的电量不变；二是掌握电容的两个公式：电容的决定式和。
【解答】
根据电容的决定式得知，电容与极板间距离成反比，当保持不变，增大时，电容减小，电容器充电后与电源断开电容器的电量不变，由电容的定义式，分析可知板间电势差增大，则静电计指针的偏角变大，故AB错误，C正确；
D.根据，和及得出，故电场强度大小与板间距无关，故增加两极板间距，平行板电容器间的场强不变，故D错误；

8.【答案】
【解析】
【分析】
根据功率公式以及牛顿第二定律，得出与图象对应的函数式，根据图象的斜率以及截距所代表的物理意义即可求解。
本题主要考查考查恒定功率启动，但是考查的方式比较综合，结合图像进行考查，因此就需要得出图象的关系式，结合图像的斜率以及截距求解。
【解答】
由牛顿第二定律，可知赛车做加速度逐渐减小的加速直线运动，根据公式整理得，可见图象的斜率恒定为，与纵轴的截距为，结合图象可得，，解得 ，，代入，解得，故D正确，ABC错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
电场线的疏密表示场强的大小，沿电场线方向电势逐渐降低，电势差等于两点间的电压，在电场中动能定理和牛顿第二定律仍然适用。
注意用好电场线与电场强度的关系、电场强度与电势差的关系等，在图象中，注意分析斜率、截距、面积等的含义。
【解答】
A、在图象中，斜率表示加速度，而加速度由电场力产生，而，由于电场线的疏密表示电场强弱，故可得在电子运动过程中，电场先减弱后增强，故加速度应先减小后增大，故斜率应先减小后增大，故A错误；
B、由分析，结合电场线的分布特点可得，故B正确；
C、，故在图象中，斜率表示电场强度，故斜率应先减小后增大，故C错误。
D、由动能定理可得，，故E图象中，斜率代表电场力，根据电场线分布特点知，电场力先减小后增大，故D错误；
故选：。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是明确两个小球系统的机械能守恒，但一个小球由于受到杆的作用机械能不守恒；然后结合机械能守恒定律及动能定理的知识列式分析。
【解答】
由于球在下滑中杆对球做功，故球的机械能不守恒，同理，球下滑过程中机械能不守恒，故AB错误；
C.下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有：解得：，故C正确；
D.对球由动能定理可知：，解得：，故D错误。
故选C。

11.【答案】；
；
；
；
小于
【解析】
【分析】
本题考查了验证机械能守恒定律；理解实验原理是解题的前提，根据题意求出滑块的速度是解题的关键。
由几何关系得出滑块运动过程中下降的高度；
明确平均速度代替瞬时速度的方法，应明确我们是利用趋向于时的平均速度可近似等于瞬时速度；
根据机械能守恒定律分析与的关系，得出图线斜率；
根据实验原理分析；
根据匀加速直线运动规律分析。
【解答】
设气垫导轨与水平面的夹角为，则有
则光电门、的高度差：；
根据瞬时速度的定义式可知滑块通过光电门时的瞬时速度大小可表示为：；
由机械能守恒定律可知：，则：；
所以，、、、、应满足的关系式：；
由实验原理可知，不需要用天平测出滑块的质量；
故选D；
滑块经过光电门时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，考虑遮光条宽度的影响，所测平均速度小于中间时刻的瞬时速度，即。
12.【答案】解：
由
得：

【解析】本题考查角速度的计算，以及万有引力与向心力的关系，基础题。
根据角速度的计算公式可得
由万有引力提供向心力分析问题。
13.【答案】解：该同学从最高点到最低点的过程由机械能守恒得
由以上两式得
在最低点由牛顿第二定律
得
【解析】该同学从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒列式，再结合得出加速度；
在最低点列出牛顿第二定律即可得出每根绳子上的拉力。
本题考查机械能守恒和竖直平面内的圆周运动，基础题目。
14.【答案】


【解析】对点受力分析，列方程：
解得
对物块在 过程运用动能定理可得
解得
设轨道对物块的弹力为 ，对物块受力分析，列方程：
解得
根据能量守恒定律可得，弹簧开始的弹性势能
解得
15.【答案】
【解析】
代入数据得
粒子在电场中运动时间
粒子在电场中运动加速度
粒子沿电场方向加速获得的速度
在时刻进入电场的粒子在前 时间内沿电场方向的位移
在时刻进入电场的粒子在后 时间内沿电场方向的位移
在时刻进入电场的粒子离开电场时偏移量
在 时刻进入电场的粒子离开电场时的偏移量
电场边界 有粒子离开的区域长度

第1页，共1页