2021-2022学年江苏省苏州市吴江高级中学高一（下）期中考试物理试题（解析版）

吴江高级中学2021-2022学年度第二学期期中考试试题高一物理（试卷分值：100分考试时间：75分钟）一、单项选择题：每小题4分，共40分，每小题只有一个选项符合题意。1.在科学发展中，许多科学家对物理学的发展作出了巨大贡献，下列表述正确的是（）A.元电荷e的数值最早是由物理学家库仑测得的B.法拉第提出了电荷周围存在电场的观点C.牛顿进行了著名的“月-地检验”并通过实验测出了引力常量D.伽利略通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律【1题答案】【答案】B【解析】【详解】A．元电荷e数值最早是由物理学家密立根通过油滴实验测得的，选项A错误；B．法拉第提出了电荷周围存在电场的观点，选项B正确；C．牛顿进行了著名的“月-地检验”，卡文迪许通过实验测出了引力常量，选项C错误；D．开普勒通过分析第谷观测的天文数据得出行星运动规律，选项D错误。故选B。2.关于电场强度，以下说法正确的是（）A.正、负检验电荷在电场中同一点受到的电场力方向相反，所以某一点场强方向与放入检验电荷的正负有关B.电场强度公式表明，电场强度的大小与试探电荷的电荷量q成反比，若q减半，则该处的电场强度变为原来的2倍C.对于库仑定律表达式，式子中是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小D.匀强电场中电场强度处处相同，所以任何电荷在其中受力都相同【2题答案】【答案】C【解析】【详解】A．电场强度的方向与正电荷所受电场力方向相同，与负电荷所受电场力方向相反，电场中某点的场强方向与放入电场中检验电荷无关，故A错误；B．电场强度等于电荷所受电场力和该电荷电量的比值，与放入电场中的检验电荷无关，试探电荷的电荷量减半，电荷所受电场力减半，比值不变，即该处的电场强度不变，故B错误；C．在库仑定律的表达式中，式子中看作是点电荷产生的电场在点电荷处的场强大小，故C正确；D．电荷电场中所受电场力与电荷、电场强度有关，匀强电场中的电场强度处处相同，电荷的电荷量不同，电荷在其中受力不同，故D错误；故选C。3.质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（）A.线速度 B.角速度C.运行周期 D.向心加速度【3题答案】【答案】AC【解析】【详解】A.探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，由G=m可得航天器的线速度故A正确；

B.由mg=mω2R可得航天器的角速度ω=故B错误；

C.由mg=mR可得航天器的运行周期故C正确；D.由G=ma可得航天器的向心加速度故D错误．4.如图，实线表示电场线，虚线表示带电粒子只受电场力作用下的运动轨迹，则（）

A.若粒子是从N点运动到M点，则其带负电荷B.粒子运动的加速度在M点大于N点C.粒子在M点的速度小于在N点的速度D.粒子在M点的电势能小于在N点的电势能【4题答案】【答案】C【解析】【分析】【详解】A．根据曲线的运动的特点合外力总是指向轨迹弯曲的一面，则带电粒子所受电场力方向向下，与场强方向相同，则带电粒子带正电，所以A错误；B．根据电场线的疏密表示场强的大小，则粒子运在M点场强小于N点，则粒子运动的电场力在M点小于N点，所以B错误；CD．若粒子是从N点运动到M点，电场力做负功，带电粒子的动能减小，电势能增大，所以粒子在M点的速度小于在N点的速度，粒子在M点的电势能大于在N点的电势能，则C正确；D错误；故选C。5.如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，使卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点改变卫星速度，再使卫星进入地球同步轨道Ⅱ。以下判断正确的是（）

A.在轨道Ⅰ上通过Q点的速度小于轨道Ⅱ上通过Q点的速度B.在轨道Ⅰ上，卫星在P点的加速度等于在Q点的加速度C.该卫星在轨道Ⅱ上运行时的机械能小于在轨道Ⅰ上运行时的机械能D.卫星由轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ，需在Q点点火向速度的方向喷气【5题答案】【答案】A【解析】【详解】AD．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，即在Q点点火向速度的反方向喷气，所以在轨道Ⅰ上的Q点速度小于在轨道Ⅱ上的Q点的速度，故A正确，D错误；B．根据牛顿第二定律可知解得加速度在轨道I上，卫星在P点的加速度大于在Q点的加速度，故B错误；C．卫星在轨道Ⅰ上Q点需要喷气加速变到轨道Ⅱ，所以探测器在轨道Ⅱ上的机械能大于在轨道Ⅰ上的机械能，故C错误。故选A。6.在点电荷－Q的电场中，一金属圆盘处于静电平衡状态，若圆平面与点电荷在同一平面内，则盘上感应电荷在盘中P点所激发的场强E′的方向在图中正确的是()A. B.C. D.【6题答案】【答案】A【解析】【详解】导体处于静电平衡状态，因此内部每点的合场强都为零，即导体内的每一点，感应电荷产生的电场强度都与点电荷-Q在那点的电场强度大小相等、方向相反，即感应电荷的电场线与点电荷-Q的电场线重合，且方向相反．负点电荷的电场线指向点电荷，所以附加电场的电场线背离负点电荷。

故选A。7.“新冠”疫情期间，湖南一民警自费买药，利用无人机空投药品，将药品送到了隔离人员手中。假设无人机在离地面高度为处悬停后将药品静止释放，药品匀加速竖直下落了后落地，若药品质量为，重力加速度，则药品从释放到刚接触地面的过程中（）A.药品机械能守恒 B.机械能减少了C.重力势能增加了 D.合力做了的功【7题答案】【答案】B【解析】【详解】ABC．无人机在离地面高度为h，设药品落地时的速度为v，则有解得v=8m/s故动能增加量重力势能减少了ΔEp=mgh=1×10×8J=80J则机械能减少ΔE=ΔEｐ-ΔEｋ=80J-32J=48J机械能不守恒，故AC错误，B正确；D．根据动能定理可知，合力做功等于动能的增加量，故合力做功为32J，故D错误。故选B。8.如图所示，一轻质弹簧一端系在墙上的P点，另一端与质量为m的小物块相连，弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。现用水平向左的外力把物块压至A点，撤去外力后物块由静止向右运动，经过O点到达B点时速度恰好为零，已知物块与水平地面间的动摩擦因数恒定。在此过程中，下列说法正确的是（）

A.物块经过O点时所受合外力为零B.物块经过O点时速度最大C.物块在A、B点时，弹簧的弹性势能相等D.物块从A到O速度先增加后减小，从O到B加速度一直增大【8题答案】【答案】D【解析】【详解】ABD．撤去外力后物块向右运动受弹簧弹力和地面的摩擦力作用，开始的时候弹力大于摩擦力，物块加速运动，当二力平衡时，速度达到最大，加速度为零即合外力为零，此时弹簧仍处于压缩状态且位于O点的左边，然后弹力将小于摩擦力，物块做减速运动，到达O点后弹力方向改变，并且开始增大，由牛顿第二定律可得易知物块加速度一直增大。故AB错误；D正确；C．设物块到达O点时动能为，由能量守恒定律可知物块从A到O过程有E物块从O到B过程有联立可得E故C错误。故选D。9.如图所示，PQ为等量异种点电荷A、B连线的中垂线，C为中垂线上的一点，M、N分别为AC、BC的中点，若取无穷远处的电势为零，则下列判断正确的是（）

A.M、N两点的电场强度相同B.M、N两点的电势相等C.若将一负试探电荷由M点移到C点，电场力做正功D.试探电荷在N的电势能大于在M电的电势能【9题答案】【答案】C【解析】【详解】A．根据对称性，M、N两点的电场强度大小相等，方向不同，A错误；B．M点电势为负值，N点电势为正值，这两点电势不相等，B错误；C．若将一负试探电荷由M点移到C点，C点的电势为零，因此电势升高电势能降低，电场力做正功，C正确；D．由于不知道试探电荷的正负，所以无法确定试探电荷在N的电势能与在M电的电势能的大小，D错误。故选C。10.如图所示，将质量为的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是（）

A.环从A下降到B的过程中机械能增加B.环到达B处时，重物上升的高度为C.环到达B处时，环的速度大小等于重物的速度大小D.环能下降的最大高度为【10题答案】【答案】D【解析】【详解】A．环和重物组成的系统，由于只有重力做功，故机械能守恒，重物上升过程动能、重力势能均增大，即机械能增大，可知环从A下降到B的过程中机械能减小，A错误；B．环到达B处时，重物上升的高度为B错误；C．环沿绳子方向的分速度大小等于重物的速度大小，环到达B处时，，将环的速度分解，如图所示

可得v环cosθ=v物即C错误；D．设环下降的最大高度为H，此时环和重力的动能均为零，由机械能守恒可得解得D正确。故选D。二、实验题（本题共1题，每空3分，共计15分）11.用重物自由下落验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示。

（1）在实验过程中，下列实验操作和数据处理错误的是________。A.重物下落的起始位置靠近打点计时器B.做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度D.用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度（2）图2是实验中得到的一条纸带。在纸带上选取五个连续打出的点A、B、C、D、E，测得A、B、C三点到起始点距离分别为、、。已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量_______________，动能的增加量____________。

（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是（）A.该误差属于偶然误差B.该误差属于系统误差C.可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D.可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差（4）某同学以重物的速度平方为纵轴，以重物下落的高度h为横轴，作出如图所示的图像，则当地的重力加速度________。（结果保留3位有效数字）

【11题答案】【答案】①.C②.③.④.BD⑤.9.67【解析】【详解】(1)[1]A．为充分利用纸带，重物下落起始位置靠近打点计时器，故A正确，不符合题意；B．为充分利用纸带，做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤，故B正确，不符合题意；C．根据实验打出的纸带，应根据匀变速直线运动的推论求出打点计时器打下某点时重锤的速度v，不能测量该点到O点的距离h，再根据公式计算重锤的速度v，故C错误，符合题意；D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度，故D正确，不符合题意。故选C。(2)[2]从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量[3]做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打B点时的速度大小动能的增加量(3)[4]空气阻力、摩擦阻力在实验过程做负功，故重力势能的减少量总是略大于动能的增加量；而这个实验结果是由设计方案决定的，这类误差属于系统误差；不能通过多次重复使用取平均值来减小，只能改变实验方案，减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差；故AC错误，BD正确。故选BD。(4)[5]根据，可得可知图线的斜率为解得三、计算题：本题4小题，共45分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的，答案中必须明确写出数值和单位。12.如图所示，长为L的绝缘细线上端固定于O点，下端系一质量为m，电荷量为的带电小球，整个装置处于匀强电场中，电场强度方向水平向右，当小球静止时，细线与水平方向间的夹角，重力加速度为g。（1）小球平衡时，求细线中拉力大小及电场强度的大小E；（2）将小球向右拉至与O点等高，且细线水平绷紧，若由静止释放小球，求小球到达最低点小球的速度大小。

【12题答案】【答案】（1）；；（2）【解析】【详解】（1）根据平衡条件解得，细线中的拉力大小由得电场强度大小（2）释放后小球做圆周运动，根据动能定理解得13.如图所示，质量的滑雪运动员从高度的坡顶由静止下滑，斜坡的倾角，滑雪板与雪面之间的动摩擦因数，，，，装备质量不计，则运动员滑至坡底的过程中,（1）滑雪运动员所受的重力对他做了多少功？（2）各力对运动员做的总功是多少？（3）滑至底端时重力的瞬时功率是多少？【13题答案】【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）设重力对其做为W1，据题意有（2）滑下过程中，运动员受三个力：重力、支持力和摩擦力，设支持力和摩擦力做功分别为W2和W3，据题意有则各力对运动员做的总功为（3）设滑至斜面底端时的速度为v，根据动能定理有则滑至斜面底端时重力的瞬时功率为14.如图所示，匀强电场中一带正电的点电荷q在恒力F作用下，从A点沿水平方向匀速运动至B点。已知，，q的电荷量为，AB之间的距离，A点电势，，不计点电荷重力。求：（1）匀强电场场强大小和方向；（2）q在从A到B的过程中电势能的变化量；（3）A、B间的电势差及B点电