河北省唐山市十县一中联盟2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题（解析版）

唐山市十县一中联盟2023-2024学年度高一年级第二学期期中考试物理本试题共8页，15小题，满分100分。考试时间75分钟。本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间75分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.解答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。3.考试结束后，将答题卡交回。一、单项选择题：本题共7个小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。1.下列选项与能量的单位一致的是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【详解】功与能量的单位一样，根据，可知能量的单位可表示为故选B。2.牛顿这位科学巨人对物理学的发展做出了突出贡献，下列有关牛顿的表述中正确的是A.牛顿用扭秤装置测定了万有引力常量B.牛顿通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比C.牛顿的“月－地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律D.牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体，物体都会落回地面【答案】C【解析】【详解】A．卡文迪许用扭秤装置测定了万有引力常量，故A错误；B．伽利略通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间平方成正比，故B错误；C．牛顿的“月--地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律，故C正确；D．牛顿曾设想，从高山上水平抛出的物体，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远，如果抛出速度足够大，物体不会落回地面，将绕地球运动，成为人造地球卫星，故D错误．3.我国2020年发射的火星车，2021年顺利到达了火星。下一步的目标是发射可回收火星探测器。若将来我国发射的探测器从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，整个过程中，探测器的质量可认为不变，则下列说法正确的是（）A.探测器从轨道Ⅱ上转移到轨道Ⅲ上时，应在P点点火进行加速B.探测器在轨道Ⅰ上运动的机械能等于在轨道Ⅱ上运动的机械能C.探测器绕火星在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上运动时的周期相同D.探测器在轨道Ⅰ上运动到P点时的加速度小于探测器在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度【答案】A【解析】【详解】A．探测器从轨道Ⅱ上转移到轨道Ⅲ上时，探测器要做离心运动，则需要增大速度，故应在P点点火进行加速，故A正确；B．飞船在轨道Ⅰ上经过P点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而转移到轨道Ⅱ上运动，所以飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能小于轨道Ⅱ上运动的机械能，故B错误；C．根据开普勒第三定律知，三个轨道的半长轴或半径不相等，故探测器在三个轨道上运动时的周期不相同，故C错误；D．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等，故D错误。故选A。4.如图所示，将质量为m的石块从离地面h高处以初速度斜向上抛出，最后落回地面。最高点距离地面高度为H，以抛出点为参考平面，不计空气阻力，下列说法中正确的是（）A.石块到达地面时动能为B.石块到达地面时的重力势能为C.石块在最高点的机械能为mgHD.石块在整个运动过程中重力势能增加了mgh【答案】B【解析】【详解】A．根据动能定理可得可得石块到达地面时的动能为故A错误；B．以抛出点为参考平面，石块到达地面时的重力势能为故B正确；C．石块运动过程只受重力作用，石块的机械能守恒，设石块在最高点的速度为，以抛出点为参考平面，则石块在最高点的机械能为故C错误；D．石块在整个运动过程中，重力做功为则石块重力势能减少了mgh，故D错误。故选B。5.如图，为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘目的，下列表述正确的是（）A.到达集尘极的尘埃带正电荷B.电场方向由放电极指向集尘极C.带电尘埃所受电场力方向与电场方向相同D.同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大【答案】D【解析】【详解】ABC．由图示可知，集尘极与直流高压电源正极相连，则电场方向由集尘板指向放电极，尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，则尘埃的电场力方向向右，故到达到达集尘极的尘埃带负电荷，故ABC错误；D．根据可知，同一位置带电荷量越多场强越大，尘埃所受电场力越大，故D正确。故选D。6.如图所示，足够长的木板B置于光滑水平面上，木块A置于木板B上，A、B接触面粗糙，动摩擦因数为一定值，现用一水平恒力F作用在B上使其由静止开始运动，A、B之间发生相对运动，下列说法正确的有（）A.B对A的摩擦力的功率先变大后不变B.力F做的功一定等于A、B系统动能的增加量C.力F对B做的功等于B动能的增加量D.B对A的摩擦力做的功等于A动能的增加量【答案】D【解析】【详解】A．A、B之间有相对运动，所以滑动摩擦力恒定，由于A在B的摩擦力作用下做加速运动，所以根据P＝fv可知B对A的摩擦力的功率在增大，故A错误；B．A与B有相对运动，对整体分析可知，F做功转化为两个物体动能及系统的内能，故拉力F做的功大于A、B系统动能的增加量，故B错误；C．根据动能定理可得F与A对B的摩擦力做功之和等于B的动能的增加量，故C错误；D．在水平方向上A只受B的摩擦力，根据动能定理可得B对A的摩擦力做的功等于A动能的增加量，故D正确。故选D。7.如图，A、B、C、D是正方形的四个顶点，在A点和C点放有电荷量都为q的正电荷，在B点放了某个未知电荷后，恰好D的电场强度等于0。则放在B点的电荷电性和电荷量为（）A.负电荷电荷量为 B.负电荷电荷量为C.正电荷电荷量为 D.正电荷电荷量为【答案】B【解析】【详解】设正方向边长l，A、C点的电荷在D点的场强均为则A、C点的电荷在D点的合场强为因为D点的电场强度恰好等于零，则B点的点电荷在D点的场强与A、C点的电荷在D点的合场强等大反向，因此B点的点电荷带负电，且B点的点电荷在D的电场强度大小是解得故选B。二、多选题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。8.甲、乙两颗人造卫星均绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，甲距地面的高度为3R，乙距地面的高度为R，下列推论正确的有（）A.由可知，乙的速度是甲速度的倍B.由可知，甲的向心加速度是乙的2倍C.由可知，甲的向心力是乙的D.由可知，甲的周期是乙的倍【答案】AD【解析】【详解】AB．卫星均绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得可得，可得甲、乙的线速度之比为即乙的速度是甲速度的倍；甲、乙的向心加速度大小之比为即甲的向心加速度是乙的，故A正确，B错误；C．由万有引力提供向心力的由于不知道甲、乙的质量关系，所以不能确定甲、乙的向心力关系，故C错误；D．由开普勒第三定律可知甲、乙的周期之比为故D正确。故选AD。9.如图所示，虚线a、b、c代表电场中的三条电场线。实线为带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、R、Q是这条轨迹上的三点，P、Q、R分别在电场线a、b、c上，据此可知（）A.该粒子一定正电荷B.该粒子在P点的加速度比在Q点的加速度大C.该粒子在P点的动能比在Q点的动能大D.无论粒子运动方向如何，电场力对该粒子一定做负功【答案】BC【解析】【详解】A．由于带电粒子仅受电场力作用，所以电场力位于轨迹的凹侧，如图所示由于不知道电场方向，所以无法确定粒子的电性，故A错误；B．根据电场线的疏密程度可知，P点场强大于Q点场强，则粒子在P点受到的电场力大于在Q点受到的电场力，根据牛顿第二定律可知，粒子在P点的加速度比在Q点的加速度大，故B正确；CD．若粒子从P点运动Q点，则电场力与速度方向的夹角大于，电场力做负功，粒子动能减小，粒子在P点的动能比在Q点的动能大；若粒子从Q运动P点，则电场力与速度方向的夹角小于，电场力做正功，粒子动能增加，粒子在P点的动能比在Q点的动能大；故C正确，D错误。故选BC。10.质量为m的汽车在足够长的平直公路上行驶，阻力f保持不变。当它以速度v、加速度a加速前进时，发动机的实际功率正好等于额定功率，从此时开始，发动机始终以额定功率工作，此后关于汽车运动说法正确的是（）A.汽车继续以加速度a做匀加速运动B.汽车先做加速度减小的加速运动，最后匀速运动C.汽车能达到的最大速度为D.汽车能达到的最大速度为【答案】BC【解析】【详解】AB．汽车的额定功率为根据牛顿第二定律得解得随着速度的增大，加速度减小，当牵引力等于阻力时，汽车做匀速运动，A错误，B正确；CD．牵引力等于阻力时，汽车做匀速运动，速度最大解得C正确，D错误。故选BC。三、非选择题：54分11.在探究两电荷间相互作用力的大小与哪些因素有关的实验中，一同学猜想可能与两电荷的间距和带电量有关。他选用带正电的小球A和B，A球固定在可移动的绝缘座上，B球用绝缘丝线悬挂于C点，如图所示。实验时，先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角α越大；再保持两球距离不变，改变小球A所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角α越大。（1）实验表明：两电荷之间的相互作用力，随其距离的减小而___________，随其所带电荷量的增大而___________。（填“增大”或“减小”）（2）该同学在探究中应用的科学方法是___________。（单选）A.累积法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法【答案】（1）①.增大②.增大（2）C【解析】【小问1详解】[1]根据平衡条件，两电荷之间的相互作用力大小为先保持两球电荷量不变，使A球从远处逐渐向B球靠近，观察到两球距离越小，B球悬线的偏角α越大，F越大，表明两电荷之间的相互作用力的大小，随其距离的减小而增大；[2]再保持两球距离不变，改变小球A所带的电荷量，观察到电荷量越大，B球悬线的偏角α越大，F越大；表明两个电荷之间的相互作用力的大小，随其所带电荷量的增大而增大。【小问2详解】该同学在探究中应用的科学方法是控制变量法：先控制两电荷的电量不变，后控制两电荷之间的距离不变。故选C。12.某同学采用重物自由下落的方法验证机械能守恒定律，装置如图甲所示。（1）为了完成实验，下列器材中必备的是___________；A.交流电源 B.直流电源 C.秒表 D.刻度尺（2）重物由静止释放，O是打下的第一个点。按实验要求正确地选出纸带，用刻度尺测量连续三点A、B、C到O点的距离分别为h1，h2，h3，如图乙所示。已知重物的质量为m，打点频率为f，当地重力加速度为g。B点的速度vB=___________，从打下O点到B点的过程中重力势能的减少量ΔEp=___________，动能的增加量ΔEk=___________（用题中已知量和测量量表达）。（3）用h代表重物下落的距离，重锤的动能Ek随着h变化的图线如图丙所示，如果重物所受阻力恒定，已知图线的斜率为k，那么重物受到的阻力大小为___________（用题中给出的字母表示）。【答案】（1）AD（2）①②.mgh2③.（3）mg-k【解析】【小问1详解】AB．打点计时器使用交流电源，不使用直流电源，A是必备的，B是不需要的；CD．打点计时器就是计时的，不使用秒表计时，所以不需要秒表；使用刻度尺测量计数点之间的距离，所以需要刻度尺，C是不需要的，D是必备的。故选AD。【小问2详解】[1]B点的速度为解得[2]从打下O点到B点的过程中重力势能的减少量为[3]动能的增加量为【小问3详解】根据动能定理得解得根据题意得解得13.如图甲所示，倾角为的光滑绝缘斜面固定在水平面上，斜面底端固定一个带正电的小球A，另有一质量的带正电小球B静止在距离斜面底端10cm处，小球半径可以忽略，重力加速度取，静电常数。（结果保留一位有效数字）（1）若小球B带电量为，求小球A所带电荷量；（2）若将A球撤去，加一水平方向的匀强电场，仍使B球静止在斜面上，如图乙所示，求匀强电场的电场强度大小及方向。（结果保留1位有效数字）【答案】（1）；（2），水平向右【解析】【详解】（1）对B球受力分析有，沿斜面方向有解得（2）对B球受力分析，B球处于平衡状态，所以电场力水平向右，又因为B球带正电，所以该匀强电场方向水平向右。沿斜面方向平衡解得14.我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面，宇航员从距该星球表面高度为h处，自由释放一小球，测得落地时间为t，已知该星球的半径为R，引力常量为G。求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的质量及第一宇宙速度。【答案】（1）；（2），【解析】【详解】（1）小球做自由落体运动解得（2）根据黄金代换式解得根据牛顿第二定律得所以该星球的第一宇宙速度15.如图所示，足够长光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形轨道在B点平滑相接，轨道半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得一定速度后脱离弹簧，它经过B点的速度为，之后沿半圆形轨道运动，到达C点的速度为。C点为半