湖南省长沙市长郡中学2021-2022学年高一(下)期中考试物理试题(解析版)

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步骤一:把系在丝线上的带电小球先后挂在横杆上的P1、P2、P3等位置,比较小球在不同位置所受带电物体的静电力的大小。
步骤二:使小球处于同一位置,增大(或减小)小球所带的电荷量,比较小球所受的静电力的大小。
(1)图甲中实验采用的方法是______(填正确选项前的字母)。
A.理想实验法B等效替代法C.微小量放大法D.控制变量法
C.对汽车受力分析,根据牛顿第二定律,有
又因为
联立得
所以
故C错误;
D.当物体的速度最大时,加速度为零,根据 可得
此时最大速度
故D正确;
故选D。
4.如图,绝缘光滑圆环竖直放置,a、b、c为三个套在圆环上可自由滑动的空心带电小球,已知小球c位于圆环最高点,ac连线与竖直方向成60°角,bc连线与竖直方向成30°角,三个小球均处于静止状态。下列说法正确的是( )
A错误;
B.此过程中只有传送带时滑块做功根据动能定理 得
B正确;
C.运动过程的v-t图像如下
(说明:t1是滑块向左速度为0的时刻,t2为滑块向右与传送带共速的时刻。t3为滑块回到出发点的时刻。x1为横轴下方阴影小三角形面积,x相为阴影大三角形面积)
设滑块向左运动的位移为x1,这个过程滑块克服摩擦力做的功
D.D点的电势高于B1点的电势,则电子从B1点移动到D点电势能减少,故D正确。
故选D。
6.2020年的中国航天让国人振奋不已,也让世界看到了中国力量、中国速度。“北斗三号”最后一颗全球组网卫星成功定点于距离地球3.6万公里的地球同步轨道,其轨道半径约为地球半径的6.6倍,顺利进入长期运行管理模式;长征五号遥四运载火箭飞行了约36分钟就成功将首个火星探测器“天问一号”送入预定轨道。若火星密度是地球密度的0.7倍,则“天问一号”绕火星表面做圆周运动的周期约为( )
B.电场线是人为设想出来的,其实并不存在,电场是客现存在的,故B错误;
C. 采用比值定义法,E由电场本身的性质决定,与试探电荷无关,所以电场中某点的电场强度E与F,q无关,故C错误;
D.当两个点电荷距离趋于0时,两带电体已不能看成点电荷了,公式 不适用了,故D错误;
故选A。
2.如图所示,空间中竖直平面内有两个固定的等量正点电荷,两电荷的连线处于水平方向,O为连线的中点,P、M为连线的中垂线上的两点,且PO=OM=h。现将一带负电的小球从Р点静止释放,重力加速度为g,不计阻力﹐下列说法正确的是( )
A. 物块的速度先增大后减小
B. 物块和弹簧组成的系统机械能一直增大
C. 弹簧弹性势能先增大后减小
D. 物块加速度先增大后减小
【7题答案】
【答案】AB
【解析】
【详解】AD.物块与弹簧接触后沿斜面向上做加速运动,风对物块的作用力大于物块重力沿斜面向下的分力,物块所受合力沿斜面向上,物块与弹簧接触后受到弹簧沿斜面向下的弹力作用,开始物块受到的合力沿斜面向上,物块做加速运动,随物块向上运动,弹簧的压缩量增大,弹簧弹力增大,物块所受合力减小,加速度减小,物块向上做加速度减小的加速造动,当物块合力为零时速度最大,然后物块继续向上运动过程物块所从物块接触弹簧至到达最高点的过程中,物块的速度先增大后减小,加速度先减小到掌然后反而增大,A正确,D错误;
A. 滑块返回传送带右端时的速率为v2
B. 此过程中传送带对滑块做功为
C. 此过程中滑块与传送带间因摩擦产生的热量为
D. 此过程中电动机做功为
【10题答案】
【答案】BCD
【解析】
【详解】A.由于传送带足够长,物体减速向左滑行,直到速度减为零,然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速,由于 ,物体会先在滑动摩擦力的作用下加速,当速度增大到等于传送带速度时,物体还在传送带上,之后不受摩擦力,物体与传送带一起向右匀速运动,有
A. 从P到O的过程中,小球的电势能一定是先增大后减少
B. 从P到O的过程中,小球的加速度一定是先增大后减少
C. 从P到M的过程中,小球的机械能一定是先增大后减少
D. 到达M点时,小球的速度为
【2题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A.两个等量 正点电荷,其连线中垂线上电场强度方向为O→P,带负电的小球从P点到O运动的过程中,电场力方向为P→O,从P到O的过程中电场力做正功,电势能减小,故A错误;
(2)图甲实验表明,电荷之间的静电力随着电荷量的增大而增大,随着距离的减小而______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)接着该组同学使小球处于同一位置,增大(或减少)小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图乙,悬挂在P点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B,在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A,当A球到达悬点P的正下方并与B在同一水平线上,B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为θ,若两次实验中A的电量分别为q1和q2,θ分别为45°和60°,则 为______。
B.电场和电场线一样,是人为设想出来的,其实并不存在
C.从公式 来看,场强大小E与F成正比,与q成反比
D.根据 ,当两个点电荷间的距离趋近于零时,电场力将趋向无穷大
【1题答案】
【答案】A
【解析】
【详解】A.当带电体的形状、大小及电荷的分布状况对它们之间的作用力影响可以忽略时,可以看成点电荷,故A正确;
设滑块从出发点到与传送带共速过程两者的相对位移为x相,则整个过程摩擦力发热
图中由三角形相似知
所以
C正确;
D.全过程中由能量守恒,电动机对皮带做的功与滑块动能的减小量之和等于滑块与传送带间摩擦产生的热量,即
整理得
D正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷非选择题(共56分)
二.实验题(本大题共2小题,共18分)
11.某物理兴趣小组利用图示装置来探究影响电荷间的静电力的因素。图甲中,A是一个带正电的物体,系在绝缘丝线上的带正电的小球会在静电力的作用下发生偏离,静电力的大小可以通过丝线偏离竖直方向的角度显示出来。他们分别进行了以下操作。
A.a、b、c小球带同种电荷B.a、b小球带异种电荷,b、c小球带同种电荷
C.a、b小球电量之比为 D.a、b小球电量之比
【4题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】AB.对a,a受到重力、环的支持力以及b、c对a的库仑力,重力的方向在竖直方向上,环的支持力以及b对a的库仑力均沿圆环直径方向,故c对a的库仑力为引力,同理可知,c对b的库仑力也为引力,所以a与c的电性一定相反,与b的电性一定相同。即:a、b小球带同种电荷,b、c小球带异种电荷,故AB错误;
A. B. C. D.
【6题答案】
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由
联立三式可得
式中 为引力常量, 为卫星绕地球表面做圆周运动的周期;根据开普勒第一定律可得
可知
解得
火星密度是地球的0.7倍,设“天问一号”绕火星表面做圆周运动的周期为 ,则

故B正确,ACD错误。
故选B。
7.我国风洞技术世界领先。如图所示,在模拟风洞管中的光滑斜面上,一个小物块受到沿斜面方向的恒定风力作用,沿斜面加速向上运动,则从物块接触弹簧至到达最高点的过程中( )
D.根据电场的对称性可知,P与M两点的电势相等,则小球在这两点的电势能相等,故小球从P到M的过程中,电场力做功为零,由动能定理得
解得
故D错误;
故选C。
3.质量为800 kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变,其加速度a与速度的倒数 的关系如图所示,已知图像斜率k的数值大小为500。则赛车( )
BC.因为地球的公转周期 年,设探测器在椭圆轨道运动的周期为 ,则根据开普勒第三定律得
则探测器由A点发射之后,大约经过

后抵达火星附近的B点,同理可求得火星的周期约为

根据
解得

选项BC正确;
D.根据
可知探测器在椭圆轨道A点的加速度大于在B点的加速度,选项D错误。
故选BC。
10.如图所示,在匀速转动的电动机带动下,足够长的水平传送带以恒定速率v1顺时针匀速运动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率v2;(v2>v1)滑上传送带,最终滑块又返回至传送带的右端。关于上述过程,下列判断正确的是( )
D 电子从B1点移动到D点电势能减少
【5题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A.由两个等量异号电荷产生电势的对称性知顶点B、D处的电势相等,故A错误;
B.由电场叠加和对称性知顶点 、D1处的电场强度大小相等,但方向不同,故B错误;
C.B点的电势高于C点的电势,则质子从B点移动到C点电势能减少,故C错误;
A. 探测器在椭圆轨道A点的速度等于地球的公转速度
B. 探测器由A点大约经0.7年才能抵达火星附近的B点
C. 地球和火星两次相距最近 时间间隔约为2.2年
D. 探测器在椭圆轨道A点的加速度小于在B点的加速度
【9题答案】
【答案】BC
【解析】
【详解】A.探测器在椭圆轨道A点做离心运动,所以在椭圆轨道A点的速度大于地球的公转速度,选项A错误;
B.O点场强为零,无穷远场强为零,从O点至无穷远,电场强度先增大后减小,所以,从P到O的过程中,电场强度大小变化情况不确定,则小球所受电场力大小变化情况不确定,加速度变化情况不确定,故B错误;
C.根据功能关系,除重力以外的其他力做的功等于机械能的变化量,从P到O电场力做正功,小球的机械增加;从O到M电场力做负功,小球的机械能减少,故C正确;
BC.从物块搭触弹簧至到达最高点的过程中,风的作用力对物块与弹簧组点的系统一直做正功,由功能关系可知,物块和弹簧组成的系统机械能一直增大,B正确。从物块接触弹簧至到达最高点的过程中弹簧的压缩量一直增大,弹簧的弹性势能一直增大,C错误。
故选AB。
8.如图所示,虚线为电场中一簇等间距的等差等势面,实线为一带电粒子通过该区域时的运动轨迹, 是这条轨迹上的两点,不计重力。下列说法正确的是( )
CD.对c小球受力分析,将力沿水平方向和竖直方向正交分解后可得

解得:
故C错误,D正确。
故选D。
5.如图所示,在正方体 顶点A和顶点C1处放置带电量分别为+q、-q的点电荷,则下列说法正确的是( )
A. 顶点B处的电势大于顶点D处的电势
B. 顶点B1、D1处的电场强度相同
C. 质子从B点移动到C点电势能增加
【11题答案】
【答案】①.D②.增大③.
【解析】
【详解】(1)[1]图甲中保持电荷量不变,只改变距离,研究力的变化情况,所以,用的是控制变量法,故选D。
(2)[2]本实验中,根据小球的摆角可以看出小球所受作用力的大小,由图可知,电荷量越大,距离越小,细线偏离竖直方向的角度越大,根据对小球受力分析可知电荷之间的静电力随着电荷量的增大、距离的减小而增大;
A. 若粒子带正电,则 点电势比 点电势高
B. 若粒子带负电,则 点电势比 点电势高
C. 若粒子带负电,则在 点时动能大
D. 不论粒子带正电或负电,都是在 点时动能大
【8题答案】
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB.曲线运动受力方向指向曲线凹的一侧,若粒子带正电,则电场方向竖直向下,沿电场线方向电势降低,可知 点电势比 点电势低;若粒子带负电,则电场方向竖直向上,沿电场线方向电势降低,可知 点电势比 点电势低,选项A错误,B正确;
长郡中学2021——2022学年度高一第二学期期中考试
物理
一.选择题(本题共10小题,共44分,1~6题,每小题4分,只有一个选项符合题目要求,7~10题﹐每小题5分,有多个选项符合题目要求,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)
1.下列说法正确的是( )
A.当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时,这两个带电体才可以看成点电荷
CD.若粒子带负电,则粒子在 点电势能比 点电势能高,根据能量守恒可知粒子在 点的动能比 点的动能小;若粒子带正电,则粒子在 点电势能比 点电势能低,根据能量守恒可知粒子在 点的动能比 点的动能大。选项C错误,D正确。
故选BD。
9.2020年7月23日,中国火星探测任务“天问一号”探测器在海南文昌航天发射场发射升空。如图所示,已知地球和火星到太阳的距离分别为R和 ,若某火星探测器在地球轨道上的A点被发射出去,进入预定的椭圆轨道,通过椭圆轨道到达远日点B进行变速被火星俘获。下列说法正确的是( )
A. 速度随时间均匀增大
B. 加速度随时间均匀增大
C. 赛车运动时发动机输出功率为40 kW
D. 图中b点取值应为0.008,其对应的物理意义表示赛车的最大时速为450 km/h
【3题答案】
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,加速度变化,故做变加速直线运动,故A错误;
B.由图可得a与v的关系为
汽车加速运动,速度增
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