湖北省鄂北六校2021-2022学年高一下学期物理期中联考试卷（含答案）

湖北省鄂北六校2021-2022学年高一下学期物理期中联考试卷姓名：__________班级：__________考号：__________题号一二三四总分评分一、单选题1．了解物理规律的发现过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要。下列说法不符合史实的是（）A．开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析研究，发现了行星的运动规律B．牛顿通过演绎推理得出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量C．卡文迪什的扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式D．法拉第提出了场的观点，并用电场线形象地描述电场2．2021年10月16日00时23分，搭载三名宇航员翟志刚、王亚平、叶光富的神舟十三号载人飞船顺利升空并成功与中国空间站对接，开展为期6个月的长期驻留并进行各项科研活动。下列四幅图中的行为可以在空间站内完成的是（）A．如图甲，用水杯喝水B．如图乙，用沉淀法将水与沙子分离C．如图丙，用台秤称量物体的质量D．如图丁，给物体一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动3．下列关于电场的描述中，说法正确的是（）A．电场强度E=Fq、加速度B．将头发碎屑悬浮在蓖麻油里，加上电场后，头发碎屑的分布情况就是电场线C．元电荷是自然界中存在的最小电荷量，实质上就是电子和质子D．超高压带电作业的工人穿戴的工作服，利用了静电屏蔽的原理4．2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器实施近火捕获，顺利进入近火点的高度约400千米轨道，周期约为10个地球日，成为我国第一颗人造火星卫星，实现了“绕、落、巡”目标的第一步。如图为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星前的部分轨迹图，轨道I、轨道II、轨道III相切于P点，轨道III为环绕火星的圆形轨道，P、S两点分别是椭圆轨道的近火星点和远火星点，图中P、S、Q三点与火星中心共线，下列说法正确的是（）A．探测器在P点由轨道I进入轨道II需要点火加速B．探测器在轨道II上由P点运动到S点的时间大于在轨道III上由P点运动到Q点的时间C．探测器在轨道I上经过P点的加速度大于在轨道II上经过P点的加速度D．探测器在Q点的机械能大于在轨道II上P点的机械能5．如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，P点为半圆形轨道上与圆心O等高的一点。现将一小滑块以初动能Ek从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，小滑块恰好能到达半圆形轨道的P点；若小滑块以初动能2Ek从A点开始向右运动，小滑块恰好能到达半圆形轨道的最高点C，已知小滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ，则粗糙水平轨道AB间距离为（）A．R2μ B．Rμ C．3R2μ6．已知无穷大均匀带电平板在其周围空间激发与板面垂直的匀强电场。现在水平无穷大带电平板MN上方某位置固定一点电荷−Q。一质量为m、带电荷量为+q的小球以点电荷Q为圆心在竖直面内做匀速圆周运动，其中AC、BD分别为圆周轨迹的水平和竖直直径，不计空气阻力，忽略带电小球激发的电场影响，重力加速度为g，静电力常量为k，下列说法正确的是（）A．水平无穷大带电平板激发的匀强电场方向向下B．圆周上的电场场强在B点有最小值，在D点有最大值C．无穷大平板在空间激发的匀强电场强度大小为mgD．若A、C两点处的电场强度方向相互垂直，则小球做匀速圆周运动的半径为kQq7．如图甲所示，倾角为30°的斜面固定在水平地面上，一木块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，则下列说法正确的是（）A．木块上滑过程中，重力势能增加了4B．木块受到的摩擦力大小为EC．木块的重力大小为2D．木块与斜面间的动摩擦因数为3二、多选题8．2021年10月，中国发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”，用于实现太阳Hα波段光谱成像的空间探测。该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度约为517kmA．a的线速度大于b的线速度B．a的角速度小于c的角速度C．a的向心加速度小于b的向心加速度D．a的向心加速度大于c的向心加速度9．如图所示，一直角斜面体固定在水平地面上，左侧斜面倾角为60°，右侧斜面倾角为30°，A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上，两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态，不考虑所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面，若剪断轻绳，让物体从静止开始沿斜面滑下，下列叙述正确的是（）A．沿斜面下滑至着地过程，重力对两物体做的功相同B．着地瞬间，两物体的动能相同C．沿斜面下滑至着地过程，重力对两物体做功的平均功率相同D．着地瞬间，重力对两物体做功的瞬时功率相同10．将一定质量的小球放在竖立的弹簧上，弹簧的下端固定，现把小球按至A点位置静止（如图甲），迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C点（如图乙），途中经过位置B点时，弹簧正好处于自由状态，弹簧的质量和空气阻力均忽略不计，则（）A．小球刚脱离弹簧时的动能最大B．从A点运动至B点，小球重力势能的增加量小于弹簧弹性势能的减小量C．上升过程的某一阶段，小球的动能减小，而机械能增加D．从A点运动至C点，小球克服重力做的功大于弹簧弹力做的功11．如图所示，一绝缘且粗糙程度相同的竖直细杆处于两固定的等量异种点电荷+Q、-Q的连线的中垂线上，A、O、B为细杆上的三点，O为+Q、-Q连线的中点，AO=BO。现有电荷量为+q、质量为m的小球套在杆上，从A点起以初速度v0向B滑动，到达B点时速度恰好为0，则（）A．在A点时小球加速度的方向向上B．小球从A到B运动过程中先加速后减速C．小球从A到O与从O到B的运动时间相等D．从A到B小球受到的电场力的方向始终水平向右三、实验题12．如图1所示，在使用向心力演示器探究向心力大小的表达式实验中：（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是____。A．探究两个互成角度的力的合成规律B．探究加速度与力、质量的关系C．伽利略对自由落体的研究（2）通过本实验可以得到的结果有____。A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比（3）某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T，获得多组数据，画出了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是（填T、T2或13．某物理兴趣小组利用如图甲实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从一定高度由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：O是打下的第一个点，打点计时器的工作频率为50Hz。（1）下面列举该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件，将打点计时器接到交流电源上B．先释放m2C．测量纸带上某些点间的距离D．根据测量的结果，分别计算系统减少的重力势能和增加的动能；其中操作不当的步骤是______（填选项前对应的字母）。（2）在纸带上打下计数点B时的速度v=m/（3）在打计数点O至B过程中系统动能的增加量ΔEk=J，系统重力势能的减少量ΔE（4）某同学根据选取的纸带的打点情况做进一步分析，作出m2获得的速度v的平方随下落的高度h的变化图像如图丙所示，据此可计算出当地的重力加速度g=m四、解答题14．2022年2月4日北京冬奥会成功举行，为世界奉献了一届简约、安全、精彩的体育盛会。比赛实况通过在地球同步轨道的“中星9B”卫星向全球直播。冬奥跳台滑雪项目被称为勇敢者的运动，运动员在落差100多米的山地间飞翔。某运动员的运动可简化为从倾角为θ的斜面的跳台上做初速度为v0（1）地球表面的重力加速度g；（2）该“中星9B”卫星距离地面的高度h。15．如图所示，一质量为m、带电荷量大小为q的小球，用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中，假设电场分布范围足够大，静止时细线向左偏离竖直方向夹角为37∘。小球在运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为（1）小球的电性及匀强电场的电场强度E大小；（2）若将原电场方向改为竖直向下，大小保持不变，则小球从图示位置由静止释放后运动过程中细线的最大拉力大小。16．如图所示，在离粗糙水平直轨道CD高h1=0.2m处的A点有一质量m=1kg的物块（可视为质点），现将物块以某一初速度水平抛出后，恰好能从B点沿切线方向进入光滑圆弧形轨道BC。B点距水平直轨道CD的高度h2=0.05m，O点为圆弧形轨道BC的圆心，圆心角为θ=60°，圆弧形轨道最低点C与长为（1）物块从A点刚抛出时的初速度大小；（2）物块运动至圆弧形轨道最低点C时，物块对轨道的压力大小；（3）若物块与墙壁发生碰撞且最终停在轨道CD上，则物块与轨道CD间的动摩擦因数μ应满足的条件。

答案解析部分1．【答案】B【解析】【解答】A．开普勒通过对第谷的天文观测数据的分析研究，发现了行星的运动规律，A正确，不符合题意；B．牛顿通过演绎推理得出了万有引力定律，由卡文迪许测得引力常量数值，B错误，符合题意；C．卡文迪什的扭秤实验和库仑扭秤实验的相似性，体现了“类比”是一种重要的思维方式，C正确，不符合题意；D．法拉第提出了场的观点，并用电场线形象地描述电场，D正确，不符合题意。故答案为：B。

【分析】卡文迪许利用实验测量出的引力常量；其牛顿提出了万有引力定律。2．【答案】D【解析】【解答】A．甲图中水杯中的水处于完全失重状态，水不会因重力而倒入嘴中，A不符合题意；B．乙图中沙子处于完全失重状态，不能通过沉淀法与水分离，B不符合题意；C．丙图中宇宙飞船中的物体处于完全失重状态，对台秤的压力为零，无法通过台秤测量物体的质量，C不符合题意；D．丁图中给物体一个很小的初速度，小球能在拉力作用下在竖直面内做圆周运动，是绳子拉力充当向心力，可以完成，D符合题意。故答案为：D。

【分析】由于水处于完全失重所以不能倒入嘴中；其沙子与水处于完全失重所以不能进行分离；由于物体处于完全失重所以对台秤的压力等于0.3．【答案】D【解析】【解答】A．电场强度E=Fq是采用比值定义法；a=采用了比值定义法，A不符合题意；B．电场线是理想模型，实际上不存在，B不符合题意；C．元电荷的带电量等于质子电子的带电量，但元电荷是理想模型，现实中不存在，C不符合题意；D．工作服内部有金属网，形成了一个法拉第笼，利用了静电屏蔽原理，D符合题意。故答案为：D。

【分析】其加速度的表达式不属于比值定义法；其电场线是理想模型，实际不存在；元电荷不等于质子与电子。4．【答案】B【解析】【解答】A.探测器在P点由轨道I进入轨道II需要制动减速，A不符合题意；B.由于轨道II的半长轴大于轨道III的半径，所以根据开普勒第三定律可知探测器在轨道II的运行周期大于在轨道III的运行周期，因此探测器在轨道II上由P点运动到S点的时间大于在轨道III上由P点运动到Q点的时间，B符合题意；C.根据万有引力定律和牛顿第二定律可知探测器在轨道I上经过P点的加速度等于在轨道II上经过P点的加速度，C不符合题意；D.探测器在P点由轨道II进入轨道III需要制动减速，所以探测器在轨道II上P点的机械能大于在轨道III上P点的机械能，又因为探测器在轨道III上运动过程中机械能守恒，所以探测器在Q点的机械能小于在轨道II上P点的机械能，D不符合题意。故答案为：B。

【分析】其探测器从I轨道到II轨道需要制动减速；利用开普勒第三定律可以比较其探测器运动的时间；利用牛顿第二定律可以判别探测器经过P点的加速度相同；利用其变轨时需要加速所以其探测器在Q的机械能小于在轨道II的P点的机械能。5．【答案】A【解析】【解答】从A到P点，根据动能定理−mgR−μmg小滑块恰好能到达半圆形轨道的最高点C，根据牛顿第二定律可得mg=m从A到C点，根据动能定理−mg⋅2R−μmg联立解得L故答案为：A。

【分析】利用其滑块恰好经过C点，结合其AP和AC过程的动能定理可以求出AB之间的距离。6．【答案】C【解析】【解答】A．带电荷量为+q的小球以点电荷Q为圆心在竖直面内做匀速圆周运动，可知库仑力提供向心力，则有重力和无穷大平板对小球的电场力平衡，可知小球受平板的电场力方向竖直向上，小球带正电，所以水平无穷大带电平板激发的匀强电场方向向上，A不符合题意；B．点电荷Q在圆周上固定点B、D两点产生的场强方向分别是向上和向下，所以在B点场强为两分场强大小之和，在D点为两者大小之差，因此圆周上的电场场强在B点有最大值，在D点有最小值，B不符合题意；C．小球受重力、平板匀强电场的电场力和点电荷Q的库仑力，因小球在竖直面内做匀速圆周运动，点电荷Q的库仑力提供向心力，则有重力和平板匀强电场的电场力平衡，由平衡条件可得qE=mg则有无穷大平板在空间激发的匀强电场强度大小为E=C符合题意；D．若A、C两点处的电场强度方向相互垂直，则两分场强在两点处于水平方向的夹角均为45°，则有kQR=D不符合题意。故答案为：C。

【分析】利用其重力与电场力平衡可以判别小球受到其平板电场力的方向，利用其电场力方向可以判别电场的方向；利用其场强的叠加可以比较电场强度的大小；利用其平衡方程可以求出匀强电场的电场强度大小；利用其牛顿第二定律可以求出小球做匀速圆周运动的轨道半径。7．【答案】B【解析】【解答】A．由图乙可知，木块位移为x0时，动能为0，机械能为2E0，重力势能增加了2E0，A不符合题意；B．由图乙可知，克服摩擦做功损失的机械能为ΔE=3木块受到的摩擦力大小为f=μmgB符合题意；CD．由动能定理得−(mg解得mg=μ=CD不符合题意。故答案为：B。

【分析】利用其木块x0位置的动能和机械能的大小可以求出重力势能的增量；利用其功能关系结合机械能的损失可以求出摩擦力做功的大小，结合摩擦力做功可以求出摩擦力的大小；利用其动能定理可以求出其重力及动摩擦力因数的大小。8．【答案】A,D【解析】【解答】A．b卫星的轨道半径大于a卫星的轨道半径，由v=知a的线速度大于b的线速度，A符合题意；B．b卫星的轨道半径大于a卫星的轨道半径，由ω=知a的角速度大于b的角速度，又b角速度等于c的角速度，所以a的角速度大于c的角速度，B不符合题意；C．b卫星的轨道半径大于a卫星的轨道半径，由a知a的向心加速度大于b的向心加速度，C不符合题意；D．a的向心加速度大于b的向心加速度，又由a知b的向心加速度大于c的向心加速度，所以a的向心加速度大于c的向心加速度，D符合题意。故答案为：AD。

【分析】利用其引力提供向心力结合半径的大小可以比较卫星的线速度、角速度和向心加速度的大小；利用同步卫星与赤道上物体角速度相等，结合半径的大小可以比较其向心加速度的大小。9．【答案】C,D【解析】【解答】A．两物体静止时m则3沿斜面下滑至着地过程，根据W可知重力对两物体做的功不相同，A不符合题意；B．根据动能定理E可知着地瞬间，两物体的动能不相同，B不符合题意；C．沿斜面下滑至着地过程，根据hP可得P而m可知，重力对两物体做功的平均功率相同，C符合题意；D．着地瞬间，重力对两物体做功的瞬时功率P而m可知，重力对两物体做功的瞬时功率相同，D符合题意。故答案为：CD。

【分析】当两个物体静止时，利用平衡方程可以求出两个物体质量的大小关系，结合其重力做功可以比较重力做功的大小；利用动能定理可以比较落地瞬间动能的大小；利用其位移公式结合重力做功可以比较平均功率的大小；利用重力和竖直方向的分速度可以比较瞬时功率的大小。10．【答案】B,C【解析】【解答】A．小球从A上升到B位置的过程中，弹簧的弹力先大于重力，后小于重力，小球的合力先向上后向下，则小球先加速后减速，当弹簧的弹力等于重力时，合力为零，小球的速度达到最大，速度最大位置在AB之间，A不符合题意；B．从A点运动至B点，小球和弹簧系统机械能守恒，小球在B点小球的动能大于A点的动能，所以小球重力势能的增加量小于弹簧弹性势能的减小量，B符合题意；C．上升过程中小球从速度最大位置到B点，小球的动能减小，弹簧弹性势能减小，而小球的机械能增加，C符合题意；D．从A点运动至C点，由动能定理可知W所以小球克服重力做的功等于弹簧弹力做的功，D不符合题意。故答案为：BC。

【分析】利用其弹力的变化结合其牛顿第二定律可以判别加速度的大小及方向变化；利用其加速度等于0可以判别速度最大的位置；利用其能量守恒定律可以比较弹性势能减少量及重力势能增量的大小；利用其弹力做功可以判别小球机械能增加；利用动能定理可以判别其小球克服重力做功等于其弹力做功的大小。11．【答案】A,D【解析】【解答】A．到达B点时速度恰好为0，可知到达B点时小球做减速运动，加速度方向向上，小球在AB两点受力相同，因此加速度相同，A符合题意；B．对小球受力分析可知f−mg=maf=μFF从A到B过程中r先减小后增大θ也是先减小后增大，故支持力先增大后减小，摩擦力先增大后减小，加速度先增大后减小，且方向一直向上，因此小球一直在做减速运动，B不符合题意；C．根据x=因为AO段平均速度较大所以AO段时间较短，C不符合题意；D．等量异种电荷在中垂线上合场强方向沿水平向右，正电荷受到电场力方向与场强方向相同，D符合题意。故答案为：AD。

【分析】利用小球水平方向的受力平衡可以判别其压力的大小及方向，结合牛顿第二定律可以比较加速度；利用其摩擦力的方向可以判别其小球做减速运动；利用其平均速度的大小可以比较运动的时间；利用其电场线的方向可以判别电荷受到的电场力方向。12．【答案】（1）B（2）A（3）T-2【解析】【解答】（1）本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律的实验方法相同；而探究两个互成角度的力的合成规律采用了等效替代的方法；伽利略对自由落体运动的研究，采用了把实验和逻辑推理（包括数学演算）相结合的实验方法；故答案为：B。（2）A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，A符合题意；BC．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比，BC不符合题意；D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，D不符合题意；故答案为：A。（3）根据F=m可知纵坐标表示F，则图像的横坐标x表示的物理量是1T2，即

【分析】（1）其探究牛顿第二定律的实验及探究向心力大小的影响因数都是使用控制变量法；

（2）利用其向心力的表达式可以判别其向心力与质量、半径及角速度的大小关系；

（3）利用其向心力与周期的关系可以判别横坐标的物理量。13．【答案】（1）B（2）2.05（3）0.63；0.64；在实验误差范围内，机械能守恒（4）9.78【解析】【解答】（1）步骤B中应该是先接通电源，再释放m2（2）在纸带上打下计数点B时的速度v（3）在打计数点O至B过程中系统动能的增加量Δ重力势能的减少量Δ由此得出的结论是在实验误差范围内，机械能守恒；（4）由关系式1可得v由图像可知2解得g=9.78m/s2

【分析】（1）实验应该先接通电源后释放物体；

（2）利用平均速度公式可以求出经过B点瞬时速度的大小；

（3）利用其速度的大小结合质量的大小可以求出动能的增量；利用其高度变化可以求出重力势能变化量的大小；

（4）利用机械能守恒定律结合图像斜率可以求出其重力加速度的大小。14．【答案】（1）