江苏省南通市启东市2020_2021学年高一物理下学期期中学业质量监测试题

某某省某某市启东市2020-2021学年高一物理下学期期中学业质量监测试题
（考试时间:75分钟满分:100分）
注意事项:
1.答卷前，考生务必将自己的某某、考位号填写在答题卡上。

2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，用0.5毫米黑色水笔将答案写在答题卡相应的区域内。

写在本试卷上无效。

3.考试结束后，将答题卡交监考老师。

一、单项选择题:共11题，每题4分，共44分.每题只有一个选项最符合题意。

1.地球和土星都沿椭圆轨道绕太阳公转，土星轨道的半长轴大于地球轨道的半长轴，根据开普勒行星运动定律可知
A.太阳处在椭圆的中心
B.土星比地球的公转周期大
C.它们在近日点的速度均小于各自在远日点的速度
D.地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
2.把头发屑悬浮在蓖麻油里，加上电场，可以模拟出电场线的分布情况.如图甲是模拟孤立点电荷和金属板之间的电场照片，乙图为简化后的电场线分布情况.则
A.由图甲可知，电场线是真实存在的
B.图甲中，没有头发屑的地方没有电场
C.图乙中A点的电场强度大于B点的电场强度
D.在图乙电场中A点静止释放的正点电荷能沿电场线运动到B点
3.引体向上是一项体育健身运动.某高中生在“体能测试”中，30秒内完成10次引体向上，上述过程该同学克服重力做功的平均功率约为
A.100W
B.200W
C.250W
D.300W
4.北斗卫星导航系统是中国自主研发的全球卫星导航系统，由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星构成.某北斗卫星属于地球静止轨道卫星，该卫星
A.可以经过某某地区上空
B.绕地球运行的速度比月球绕地球运行的速度小
C.卫星中物体处于完全失重状态，不受重力作用
D.线速度小于地球的第一宇宙速度
5.如图所示，a、b是两个带有同种电荷的小球，用绝缘丝线悬挂于同一点，两球静止时处于同一水平高度，丝线与竖直方向间的夹角分别为α、β，且β>α.则
A.a球的质量一定比b球的大
B.a球的电荷量一定比b球的大
C.a球受到的库仑力比b球的小
D.丝线对a球的拉力比对b球的小
6.2020年12月1日，我国“嫦娥五号”探测器着陆月球并采集月球样品.探测器在着陆之前先贴近月球表面做匀速圆周运动，绕月周期为T.已知引力常量为G.由以上信息能求出的物理量是
A.月球的质量
B.探测器的线速度
C.月表的重力加速度
D.月球的密度
7.2020年7月，某某西站（高铁站）正式开通运营.某高铁列车总质量为m，牵引电机的输出功率恒为P，所受阻力恒为f，在水平直轨道上由静止加速到最大速度的时间为t.则在时间t内列车
A.做匀加速运动
B.最大速度为P f
C.位移为2Pt f
D.合力做的功为Pt 8.如图所示，Q 是真空中固定的点电荷，a 、b 、c 是以Q 所在位置为圆心、半径分别为r 或2r 球面上的三点.电量为-q 的试探电荷在a 点受到的库仑力方向指向Q.则
A.Q 带负电
B.b 、c 两点电场强度相同
C.a 、b 两点的电场强度大小之比为4:1
D.将a 处试探电荷电量变为+2q ，该处电场强度变为原来两倍
9.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.该卫星的发射速度大于11.2km/s
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.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
D.该卫星在轨道Ⅱ上运行时的机械能大于在轨道I上运行时的机械能
10.如图，在真空中把一不带电的绝缘导体AB向带负电的小球P缓慢地靠近（不接触）过程中，下列说法正确的是
A.导体A端将感应出负电荷
B.导体内部电场强度越来越大
C.导体两端带上异种电荷，说明静电感应在导体上创造了电荷
D.导体的感应电荷在M点产生的电场强度大于在N点产生的电场强度
11.如图，从距地面高H处由静止释放一小球，球与地面碰撞后反弹到H0高度处时速度减为零.不计地面与小球碰撞时机械能的损失，取地面处的重力势能为零，空气阻力大小恒定.下列描述该过程小球的速率v随时间t，重力势能E p、动能E k、机械能E随离地高度h的变化图像中，可能正确的是
A. B.
C. D.
二、非选择题:共5题，共56分.其中第13题-第16题解答时请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；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位.
12.（15分）实验小组用“自由落体法”验证机械能守恒定律，实验装置如图甲.
（1）下列操作或分析中正确的有___________.
A.必须要称出重物的质量
B.计时器两限位孔必须在同一竖直线上
C.实验时，应先打开电源，再释放重锤
D.可以用v=gt 或2v gh 计算某点的速度
（2）小明同学选出一条清晰的纸带如图乙，其中O 点为计时器打下的第一个点，A 、B 、C 为纸带上三个连续的打点，打点计时器所接交变电源的频率为50Hz.测得OA 、OB 、OC 间的距离如图，重锤的质量为1.00kg ，g 取9.8m/s 2.则计时器打下B 点时重锤的重力势能比开始下落时减少了△E p =___________J ，重锤动能的增加量为△E k =___________J.（以上结果均保留三位有效数字）.在误差允许的X 围内，△E p ≈△E k ，则验证了机械能守恒定律.
（3）小华同学利用他自已实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h ，算出了各计数点对应的速度v 以及v 2，请根据下表中数据在图丙中作出v 2-h 图像.
v/m·s-10.98 1.17 1.37 1.56 1.82 1.95
v2/m2·s-20.96 1.37 1.88 2.43 3.30 3.80
h/×10-2m 4.92 7.02 9.63 12.50 15.68 19.48
（4）小明、小华两同学验证的方法谁更合理?___________请简要阐述小华同学根据v2-h图像验证机械能守恒的依据___________。

13.（6分）2021年2月10日，执行中国首次火星探测任务的“天问一号”探测器实施制动，进入环火轨道.已知天问一号的质量为m0，环火轨道半径为r，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g0，引力常量为G，设探测器沿环火轨道做匀速圆周运动.求：
（1）天问一号在环火轨道受到的火星引力大小；
（2）天问一号在环火轨道的角速度大小.
14.（8分）如图所示，ABC为放置在竖直平面内的轨道，长直轨道AB光滑，B、C为半径R=0.4m的半圆轨道的最低点和最高点，O为圆心，质量m=0.5kg的小球从AB轨道上离B点竖直高度为h的某点由静止滑下，重力加速度g10m/s2.
（1）若h=1.6m，且半圆轨道BC粗糙，测得小球经过C点时对轨道的压力为其重力的一半，求小球在BC
段克服摩擦力做的功；
（2）若半圆轨道BC光滑，要使小球在BC上运动时不脱离轨道，求h应满足的条件.
15.（12分）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+q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θ=60°.重力加速度为g.
（1）小球平衡时，求细线中的拉力大小T1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，求小球到达最低点时细线中的拉力大小T2；
（3）将小球向左拉至与O点等高，且细线水平绷紧.由静止释放小球，小球运动到某位置细线再次绷紧，求细线绷紧过程损失的机械能△E.
16.（15分）如图所示，AB为半径R=0.4m的四分之一光滑圆轨道，BC、DE为两段足够长的光滑水平轨道，E端固定有轻短弹簧.水平传送带CD长为L=1.5m，且始终以速度v0=0.5m/s顺时针匀速转动.可视为
质点的小球a、b用轻杆固定相连.开始时a处在与圆轨道圆心等高处，b位于圆轨道底端.a球光滑，b球与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2，b球与弹簧间的碰撞没有机械能损失，两球质量均为m=1.0kg，重力加速度g=10m/s2.现将a、b由静止释放，求:
（1）a球到达圆轨道底端B点时的速度大小v；
（2）b球与弹簧第一次相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能E p；
（3）b球与弹簧第n次碰撞之前，b球与传送带因摩擦产生的总热量Q.
2020—2021学年（下）高一期中考试
参考答案与评分标准
一、单项选择题（共11题，每题4分，共44分）
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案 B C A D A D B C D D C
二、非选择题（共5题，共56分）
12、（每空3分，共15分）
（1）BC（漏选得1分）
（2）1.88 、1.84
（3）
（描点、直线、过原点各1分）
（4）小华的更合理（1分），求出图像的斜率是否近似为2g （2分）
13．（6分）（1）火星对天问一号的引力 20r
GMm F = （1分） 设火星表面有一质量为m 物体 mg R
GMm =2 （1分） 得 22
0r
gR m F = （1分） （2） 火星对天问一号的引力提供了向心力，r m F 20ω= （2分）
得 32
r
gR =ω （1分） 14．（8分）（1）小球在最高点C 时，R
v m N m g 2
=+ （1分） 得 s m v /6= （1分）
全过程由动能定理，221)2(mv W R h mg =
--克 （1分） 得 J W 5.2=克 （1分）
（2）当小球恰能到达与圆心O 等高处时，由机械能守恒定律 得 m R h 4.01== （1分）
当小球恰好能到达C 点时，由R
v m mg 2
= 得 s m v /2= （1分） 由动能定理222
1)2(mv R h mg =- 得m h 0.12= （1分） 则小球在BC 间不脱离的条件：m h 4.0≤ 或m h 0.1≥ （1分）
15．（12分）（1）由平衡条件，1
sin T mg =θ （1分） 得 mg T 3321= （1分）
Eq
m g =θtan （1分） 得 q
mg E 33= （1分） （2）释放后小球做圆周运动，由动能定理 221mv qEL mgL =
- （2分） 小球径向方向的合力提供小球的向心力，L
v m m g T 2
2=- （1分） 得 mg T )3323(2-
= （1分） （3）释放后小球做初速度为零的匀加速直线运动，当小球运动的距离为L 时，此时细线再次绷直，线与竖
直方向夹角为300，设绷直前瞬间球的速度为v 1，由动能定理：
o o 211sin 60cos 602
mgL qEL mv +=（1分）
绷直后瞬间球的速度为v 2，则o
21cos60v v =（1分） 损失的机械能22
121
1
-22E mv mv ∆=（1分）
联立解得E ∆=（1分）
16．（15分）（1）对两球和轻杆组成的系统，由机械能守恒定律，
2221
mv mgR = （2分）
得 s m gR v /2== （1分）
（2）由于0v v >，系统滑上传送带开始做匀减速运动，假设小球b 在传送带上一直做匀减速运动。

对两球和轻杆系统，由动能定理 2
21221
221mv mv mgL -=-μ
得 01/1v s m v >= ，所以假设成立。

（2分） 则，弹簧的最大弹性势能 1221
2
1==mv E p J （2分）
（3）系统在传送带上匀变速过程的加速度2/12s m m mg
a ==μ （1分） ①第一次碰前，系统在传送带上减速的时间s a v
v t 0.11
1=--=
系统产生的热量 J t v L mg Q 0.2)(101=-=μ （1分） ②第一次碰后，第二次碰前，系统在传送带上向左减速的时间s a v t 0.11
2== 该过程相对位移m t v t v x 1221
201=+=∆ （1分） 系统再向右加速到与传送带共速过程中的时间s a v t 5.00
3==
该过程相对位移m t v t v x 8
1230302=-=∆ （1分） 则第一次碰后，第二次碰前，系统产生的热量J x x mg Q 25.2)(212=∆+∆=μ（1分） ③第二次碰后，系统每次都以0v 滑上和滑出传送带，每次来回过程的相对位移 m t v x 5.02303=⋅=∆ （1分） 一次往复过程，系统产生的热量J x mg Q 133=∆=μ （1分） 所以，当1=n 时，系统产生的热量J Q Q 21== 当2=n 时，系统产生的热量J Q Q Q 25.421=+= 当3≥n 时，系统产生的热量J
n Q n Q Q Q )25.2()2(321+=-++= （1分）。