2022-2023学年全国高中高一下物理人教版(2019)期中试卷(含解析)

2022-2023学年全国高一下物理期中试卷
考试总分：75 分 考试时间： 120 分钟
学校：__________ 班级：__________ 姓名：__________ 考号：__________
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息; 2．请将答案正确填写在答题卡上;
卷I （选择题）
一、 选择题 （本题共计 10 小题 ，每题 5 分 ，共计50分 ）
1. 如图所示，一个质量为的小球，在长为的细线的牵引下，绕光滑水平桌面上的图钉做角速度大小为
的匀速圆周运动．要想增大图钉所受到的拉力，下列说法正确的是（ ）
A.、不变，减小
B.、不变，增大
C.、不变，减小
D.不变，减小和
2. 两艘质量各为的轮船相距时，万有引力常量，它们之间的万有引力相当于（ ）
A.一个成年人的重量级
B.一个鸡蛋的重量级
C.一个西瓜的重量级
D.一辆轿车的重量级
3. 如图所示，虚线、、代表电场中的三条电场线，实线为一带负电的粒子仅在电场力作用下通过
该区域时的运动轨迹，、、是这条轨迹上的三点，由此可知（ ）
A.带电粒子在点时的动能小于在点时的动能
B.电场中点的电势高于点的电势
C.带电粒子在点时的动能与电势能之和比在点时的大，比在点时的小
m l ωm ωl
m l ω
ωl m
m l ω
1×kg 107100m G =6.67×N ⋅/k 10−11m 2g 2a b c P R Q P Q P Q R Q P Q
D.带电粒子在点时的加速度大小小于在点时的加速度大小
4. 一新能源汽车在平直公路上进行测试．从启动到以最大速度行驶，其功率随速度变化的图像如图所示．已知该车质量为
，行驶中所受阻力恒定，取．则全程中该车（ ）
A.先匀加速后匀速运动
B.加速度先变大后不变
C.运动中所受最大牵引力为
D.运动中所受阻力为
5. 甲、乙为两颗地球卫星，其中甲的轨道为圆，乙的轨道为椭圆，圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，如图所示，点为两轨道的一个交点．以下判断正确的是（ ）
A.卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度
B.卫星乙在近地点的线速度小于卫星甲的线速度
C.卫星乙的周期大于卫星甲的周期
D.卫星乙在点的加速度大于卫星甲在点的加速度
6. 如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，小齿轮和后轮同轴转动，小齿轮与大齿轮通过链条传动．架起后轮，使大齿轮匀速转动时，关于图中
、、三点的运动情况，下列说法中正确的是（ ）
P Q P v 1500kg g 10m/s 26×N
1043000N
P P P A B C A C
A.、、三点的线速度
B.、、三点的线速度
C.、、三点的角速度
D.、、三点的角速度
7. 运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落．如果用表示下落高度、表示下落的时间、表示人受到的合外力、表示人的机械能、表示人的重力势能、表示人下落的速度．在整个过程中，下列图像可能符合事实的是（ ） A. B. C. D.
8. 一半径为的半球面均匀带有正电荷，电荷在球心处产生的场强大小，方向图所示．把半球面分为表面积相等的上、下两部分，如图甲所示，上、下两部分电荷在球心处产生电场
的场强大小分别为、；把半球面分为表面积相等的左、右两部分，如图乙所示，在左右两部分电荷在球心处产生电场的场强大小分别为、，则（ ）A.A B C >>v A v B v C
A B C <<v A v B v C
A B C =>ωC ωB ωA
A B C >=ωC ωB ωA
h t F 合E E p v R Q Q O =
E 0kQ 2R 2O E 1E 2O E 3E 4<E 1kQ
4R 2
kQ
B.C.D. 9. 如图所示，水平地面上有倾角为、质量为的光滑斜面体，质量也为的光滑直杆穿过固定的竖直滑套，杆的底端置于斜面上高为的位置处。

现将杆和斜面体由静止自由释放，至杆滑到斜面底端（杆始终保持竖直状态），对该过程下列分析中正确的是（重力加速度为）（ ）
A.杆和斜面体组成的系统动量守恒
B.斜面体对杆的支持力不做功
C.杆与斜面体的速度大小比值为
D.杆滑到斜面底端时，斜面体的速度大小为
10. 如图所示，竖直平面内的真空环境中有一水平向右的匀强电场，将质量、电荷量的带电小球从点以初速度水平向右抛出，小球通过点时的速度大小，方向与电场方向成角．重力加速度大小取，，，不计空气阻力．下列分析正确的是（ ）
A.小球从点运动到点用时为
B.、两点的距离为
C.匀强电场的电场强度大小为
D.小球从点运动到点的过程中，机械能的增量为卷II （非选择题）
二、 解答题 （本题共计 4 小题 ，每题 5 分 ，共计20分 ）
11. 一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，离地高度为．已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，万有引力常量为．求：
（1）地球的质量；
=
E 2kQ 4R 2>
E 3kQ 4R 2=
E 4kQ 4R 2
θm m h g sin θ
cos θ2gh
−−−√m =0.2kg q =0.1C P =1m/s v 0Q v =5m/s 53∘g 10m/s 2sin =0.853∘cos =0.653∘P Q 0.5s
P Q 1m
10N/C
P Q 0.6J
h R g G
（
2）卫星绕地球运动的线速度． 12. 一试探电荷，在电场中点受到的静电力．则：
（1）点的场强大小？
（2）将试探电荷移走后，点的场强大小为？
（3）放一电荷量为的电荷在点，受到的静电力的大小？
13. 如图所示，质量为的滑块，在水平力作用下静止在倾角为的光滑斜面上，斜面的末端处与水平传送带相接（滑块经过此位置滑上皮带时无能量损失），传送带的运行速度为，长为，今将水平力撤去，当滑块滑到传送带右端时，恰好与传送带速度相
同．滑块与传送带间的动摩擦因数，．求滑块开始下滑的高度．
14. 如图所示，质量是的小球用长为的细线悬挂在点，点距地面高度为，如果使小球绕轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为，（取
＝）．求：
（1）当小球的角速度为多大时，细线将断裂；
（2）线断裂后小球落地点与悬点的水平距离．三、 实验探究题 （本题共计 1 小题 ，共计5分 ）
15.(5分) 某小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示．实验中测出重物自由下落的高度及对应的瞬时速度，计算出重物减少的重力势能和增加的动能，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒．请根据实验原理和步骤完成下列问题：
（1）关于上述实验，下列说法中正确的是（ ）
A.重物最好选择密度较小的木块
B.重物的质量可以不测量
C.实验中应先接通电源，后释放纸带
q =+4×C 10−9P F =6×N 10−7P P =1.2×C q ′10−6P F ′m =1kg F θ=30∘=3m/s v 0L =1.4m C μ=0.25g =10m/s 2h m =1kg L =0.5m O O 1m OO ′=12.5N F T g 10m/s 2ωh v mgh m 12v 2v =−−
−√
D.可以利用公式来求解瞬时速度（2）如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的点是起始点，选取纸带上连续的点、、、、、作为计数点，并测出各计数点到点的距离依次为、、、、、．已知打点计时器所用的电源是的交流电，重物的质量为，则从计时器打下点到打下点的过程中，重物减小的重力势能＝________；重物增加的动能＝________，两者不完全相等的原因可能是________．（重力加速度取，计算结果保留三位有效数字）
v =2gh
−−−√O A B C D E F O 27.94cm 32.78cm 38.02cm 43.65cm 49.66cm 56.07cm 50Hz 0.5kg O D ΔE p J ΔE k J 9.8m/s 2
参考答案与试题解析
2022-2023学年全国高一下物理期中试卷
一、 选择题 （本题共计 10 小题 ，每题 5 分 ，共计50分 ）
1.
【答案】
B
【考点】
向心力
【解析】
利用拉力提供向心力结合向心力的表达式可以找到增大拉力大小的方法．
【解答】
解：．图钉所受到的拉力等于绳子拉力，绳子拉力提供小球的向心力，根据，可知、不变，减小，减小，不符合题意；
．根据，可知、不变，增大，变大，符合题意；
．根据，可知、不变，减小，减小，不符合题意；
．根据，可知不变，减小和，减小，不符合题意．
故选：．
2.
【答案】
B
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：两艘船间的万有引力为，代入数据可得，．一个成年人的质量约为，重量为，错误；
．一个鸡蛋的质量约为，重量为，正确；
．一个西瓜的质量约为，重量为，错误；
．一辆轿车的质量约为，重量为，错误．
故选．
A F =m l ω2m ωl F A
B F =m l ω2m l ωF B
C F =m l ω2ωl m F C
D F =m l ω2m l ωF D B F =G M 2r 2F =0.667N A 60kg 600N A B 50g 0.5N B C 5kg 50N C D 2000kg 2×N 104D B
B
【考点】
电势能
电场力做功与电势能变化的关系
电场线
【解析】
根据轨迹弯曲的方向可知，电场力的方向向下。

由于题目没有说明带电粒子的电性，所以不能判断出电场线的方向；根据受力的方向与运动方向之间的关系，判断出电场力做功的正负，从而判断出电荷电势能和动能的变化；只有电场力做功，动能与电势能之和保持不变；由电场线疏密确定出，点场强大，电场力大，加速度大。

【解答】
、粒子做曲线运动，电场力指向曲线的内侧，所以电场力的方向大致向右；若粒子从经过运动到，电场力做负功，动能减小，电荷的电势能增大，因为粒子带负电，所以点的电势高于点的电势，故错误，正确；
、根据能量守恒定律，带电粒子只受电场力，在运动过程中各点处的动能与电势能之和保持不变，故错误；
、电场线的疏密表示电场的强弱，则由电场线疏密确定出，点场强大于点的场强，所以点时的加速度大小大于在点时的加速度大小，故错误；
4.
【答案】
D
【考点】
机车启动问题-恒定加速度
机车启动问题-恒定功率
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：由题意得，速度达到之前，，牵引力恒定为，故物体先做匀加速直线运动，
后保持恒定功率不变，根据，速度增大，则牵引力减小，加速度减小，故错误；．当速度达到最大值时，有牵引力等于阻力，则根据，此时有，求得，此时，故正确．
故选．
P AB P R Q P Q A B C C D P Q P Q D 20m/s P =Fv =6000v F =6000N P =Fv ABC D P =Fv 120000W =×40m/s F ′=3000N F ′f =3000N D D
A
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
6.
【答案】
C
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
传动问题
【解析】
为皮带传动两轮边缘的点，线速度大小相等，为同轴转动的两点，它们的角速度相等；再根据题中给出的半径大小，由判断三者线速度的大小关系，由判断三者角速度的大小关系．
【解答】
解：为皮带传动两轮边缘的点，线速度大小相等，即，为同轴转动的两点，它们的角速度相等，即，由解得：，则有，由，解得：，则有，综合上述分析错误，正确．
故选．7.
【答案】
C
【考点】
功能关系中图象问题的分析
图像的选择
AB BC v =ωr ω=v r AB =v A v B BC =ωB ωC v =ωr <v B v C =<v A v B v C ω=v r
<ωA ωB <=ωA ωB ωC ABD C C
【解析】
运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动．
【解答】
解：．重力势能逐渐减小，，即重力势能与高度是线性关系，故错误；
．机械能的变化等于除重力外其余力做的功，故自由落体运动过程机械能守恒，故错误；．运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，即空气阻力忽略不计，故只受重力；开伞后减速下降，空气阻力大于重力，故合力向上，当阻力减小到等于重力时，合力为零，做匀速直线运动；即合力先等于重力，然后突然反向变大，且逐渐减小到零，故正确；
．运动员从悬停在空中的直升机上跳伞，伞打开前可看作是自由落体运动，开伞后减速下降，最后匀速下落，图像中加速度有突变，而速度不可能突变，故错误．
故选：．
8.
【答案】
C
【考点】
特殊带电体电场强度的计算
电场的叠加
【解析】
根据电场的叠加原理，分析半球壳在点的场强方向，再比较场强的大小关系．根据，结合左右两侧球壳上点电荷到点距离的关系，进行分析．
【解答】解：根据点电荷电场强度公式，且电荷只分布球的表面，对于图甲，虽表面积相同，但由于电场叠加，则上、下两部分电荷在球心处产生电场的场强大小关系为，因电荷在球心处产生物的场强大小，则；对于图乙，半球面分为表面积相等的左、右两部分，是由于左右两个半个球壳在同一点产生的场强大小相等，则根据电场的叠加可知：左侧部分在点产生的场强与右侧电荷在点产生的场强大小相等，即．由于方向不共线，由合成法则可知，，故正确，错误．故选：．9.
【答案】
D A =mgH =mg(−h)
E p H 0A B B C C D D C O E =k Q r 2
O E =k Q r 2
O >E 1E 2Q O =E 0kQ 2R 2>E 1kQ 4R 2
O O =E 3E 4>
E 3kQ 4R 2
C AB
D C
机械能守恒的判断
动量守恒定律的理解
【解析】
杆与斜面体组成的系统在水平方向所受合力为零，系统在水平方向动量守恒，整个过程对系统只有重力做功，系统机械能守恒，应用动量守恒定律与机械能守恒定律可以解题。

【解答】
、杆和斜面体组成的系统在竖直方向所受合外力不为零，系统所受合外力不为零，系统动量不守恒，故错误。

、杆下滑过程斜面体向左运动，斜面体对杆的支持力垂直于斜面体向上，斜面体对杆的支持力方向与杆的位移方向不垂直，斜面体对杆的支持力做功，故错误。

、杆与斜面体组成的系统在水平方向所受合外力为零，系统在水平方向动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：＝，杆的速度：，则：斜面体与杆的速度大小之比为：，故错误。

、杆下滑过程系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：，解得：，故正确。

10.
【答案】
C
【考点】
带电粒子在重力场和电场中的运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：点竖直方向的分速度，竖直方向做自由落体运动，则，解得，故错误；
竖直分位移为，点水平方向的分速度，解得，所以水平方向的分位移为，所以合位移为是，故错误；，，所以电场强度大小为，故正确；
小球从点运动到点的过程中，机械能的增量等于电场力做的功，为，故错误．
故选．
二、 解答题 （本题共计 4 小题 ，每题 5 分 ，共计20分 ）
11.
A A
B B
C m −m v 杆水平v 斜面体0=v 杆v cos θ1:cos θC
D mgh =m +m 12v 212v 2=cos θv 斜面体2gh −−−√D Q =v sin =4m/s v y 53∘=gt v y t =0.4s A y =g =0.8m 12t 2Q =+at v x v 0a =5m/s 2x =t +a =0.8m v 012t 2m 42–√5B a =5m/s 2F =q
E =ma =1N E =10N/C C P Q W =qEx =0.8J D C
（1）地球的质量为．（2）卫星的运行线速度为．【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
（1）根据万有引力等于重力求出地球的质量．
（2）根据万有引力提供向心力以及万有引力等于重力求出卫星的线速度．
【解答】
解：（1）由得地球质量为：．（2）由及得卫星的运动线速度为：．12.
【答案】
（1）点的电场强度大小为；
（2）将试探电荷移走后，点的电场强度大小为；
（3）将另一个检验电荷的电荷放在点受到的电场力为．
【考点】
电场强度
【解析】
①根据电场强度的公式，即可求解；②根据电场强度的定义，可知与检验电荷无关，从而即可求解；
③根据可知，点的电场力大小．
【解答】
解：（1）点的场强大小为：．（2）场强是描述电场本身性质的物理量，与试探电荷无关，所以场强还是．
（3）．
13.
gR 2G gR 2R +h
−−−−−−√=mg GMm R 2
M =gR 2G G =Mm (R +h)2mv 2R +h GM =gR 2v =gR 2R +h
−−−−−−√P 150N/C P 150N/C =1.2×C q ′10−6P 1.8×N 10−4E =F q
F =qE P P E ==N/C =150N/C F q 6×10−7
4×10−9
150N/C =E =1.2××150N =1.8×N F ′q ′10−610−4
（2）滑块下滑的高度为或．
【考点】
动能定理的应用
传送带模型问题
【解析】
（2）由于滑块滑到点的速度未知，故应分别对符合条件的两种情况进行讨论，由动能定理可求得滑块下落的高度；
【解答】
解：设滑块从高为处下滑，到达斜面底端速度为，有：，若滑块滑上传送带时的速度小于传送带速度，根据动能定理有：，代入数据得：，
若滑块冲上传送带时的速度大于传送带速度，根据动能定理有：，代入数据得：．
14.
【答案】
（1）当小球的角速度为时，细线将断裂；
（2）线断裂后小球落地点与悬点的水平距离为．
【考点】
平抛运动基本规律及推论的应用
水平面内的圆周运动-重力
【解析】
根据绳子的最大承受拉力，结合竖直方向上平衡求出绳子与竖直方向的夹角，结合合力提供向心力求出小球的角速度大小．
根据线速度与角速度的关系求出小球做圆周运动的线速度大小，根据平抛运动的高度求出绳断裂后小球平抛运动的时间，结合初速度和时间求出平抛运动的水平位移，根据几何关系求出线断裂后小球落地点与悬点的水平距离．
【解答】
解：（1）小球在水平面内做圆周运动时，由重力和拉力的合力提供向心力，当细线承受的拉力恰为最大时，设绳子与竖直方向的夹角为，对小球受力分析，如图所示：
0.1m 0.8m B h v mgh =
m 12v 2μmgL =m −m 12v 2012v 2=0.1h 1m −μmgL =m −m 12v 2012v 2=0.8h 2m 5rad/s 0.6m G F θ
当绳子拉力达到最大时，在竖直方向上有：
＝，
代入数据解得：＝，
根据牛顿第二定律得：＝，
代入数据解得：＝．
（2）小球转动的线速度为：＝＝＝，落地时竖直位移为：＝，水平位移为：＝，小球落地点与悬点的水平距离为：，
代入数据解得：＝．三、 实验探究题 （本题共计 1 小题 ，共计5分 ）
15.
【答案】
B,C
（2）,,重物下落过程中受到阻力作用
【考点】
用纸带测速法（落体法）验证机械能守恒定律
【解析】
（1）用自由落体运动运动需要验证的方程是：，可知不需要测量重物的质量，为保证重物做自由落体运动，必须保证计时器的两限位孔在同一竖直线上且重物的质量要大体积要小，这样才能保证物体做自由落体运动。

操作时，释放纸带前，重物应靠近打点计时器。

机械能等于重力势能与动能之和；
（2）纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能。

根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值；
（3）通过图像的斜率，结合表达式，即可求解。

【解答】
解：．重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故错误；．本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是：，因为我们是比较、的大小关系，故可约去比较，不需要用天平测量重物的质量，故正确；．为充分利用纸带，实验时要先接通电源，然后再释放纸带，故正确；
cos θF T mg θ37∘mgtan θmL sin θ⋅ω2ω5rad/s v 0ωL sin 37∘5×0.5×0.6m/s 1.5m/s y h −L cos θ=
g 12t 2x t v 0d =θ+L 2sin 2x 2−−−−−−−−−−−√d 0.6m 2.142.12mgh =
m 12v 2m mgh =
m 12v 2A A B mgh =m 12v 2mgh m 12v 2m B C C v =−−
−√
．不能利用公式来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，却变成了理论推导，故错误．
故选：．
（2）从计时器打下点到打下点的过程中，重力势能减小量＝＝＝
，
利用匀变速直线运动的推论可知，打点的速度：，
，动能增加量＝＝，由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大于动能的增加了．D v =2gh
−−−√D BC O D ΔE p mgh 0.5×9.8×0.4365J 2.14J D =
v D CE 2T =m/s =2.91m/s 0.4966−0.38022×0.02=m E kD 12v 2D =×0.5×(2.91J 12)2≈2.12J ΔE k −0E kD 2.12J。