杭州學軍中學海創(chuàng)園學校2022學年第二學期期中考試高一物理試卷一、單項選擇選擇題（每個題目只有一個選項是正確的，多選、錯選、漏選都不得分，共13小題，1-10題每題3分，11-13題每題4分，共42分）1. 在國際單位制中，力學的三個基本單位是（　　）A. kg、m、s B. N、m、s C. g、m、s D. N、kg、m【答案】A【解析】【詳解】在國際單位制中，力學的三個基本單位是千克、米和秒，即kg、m、s。故選A。2. 為研究自由運動規(guī)律，一位同學從當涂一中迎曦樓五樓同一位置先后無初速釋放兩塊小石子，不計空氣作用力。兩塊小石子均在空中運動時，則它倆之間的（　?。?/span>A. 距離保持不變B. 距離越來越大C. 速度之差越來越小D. 速度之差越來越大【答案】B【解析】【詳解】AB．設(shè)兩石子釋放的時間差為t0，則第二個石子釋放時間t時刻兩石子間的距離為則隨著時間t的增加，兩石子間距逐漸變大，選項A錯誤，B正確。CD．速度差則速度差不變，選項CD錯誤。故選B3. 某同學站在自動扶梯的水平粗糙踏板上，隨扶梯一起斜向上做勻速直線運動，如圖所示。該同學所受力的個數(shù)為（　?。?/span>A. 2 B. 3 C. 4 D. 5【答案】A【解析】【詳解】由于該同學做勻速直線運動，所以合力為零，即該同學受豎直向下的重力和踏板對同學向上的支持力。故選A。4. 用手掌托著智能手機，打開加速度傳感器，手掌從靜止開始迅速上下運動，得到如圖所示的豎直方向上加速度隨時間變化的圖像，該圖像以豎直向上為正方向，取重力加速度。由此可判斷出（　?。?/span>A. 手機一直未離開過手掌B. 手機在時刻運動到最高點C. 手機在時刻改變運動方向D. 手機在間內(nèi)，受到的支持力一直減小【答案】D【解析】【詳解】A．由圖可知，手機的加速度在某一段時間內(nèi)等于重力加速度，則手機與手掌沒有力的作用，手機離開過手掌，A錯誤；B．根據(jù)可知，圖像與坐標軸圍成面積表示速度變化量，則手機在時刻速度正，還沒有到最高點，B錯誤；C．手機在時刻前后速度均為正，運動方向沒有發(fā)生改變，C錯誤；D．由圖可知時間加速度向上不斷減小，根據(jù)牛頓第二定律得即可知時刻支持力不斷減小；時間內(nèi)加速度向下，不斷增大，根據(jù)牛頓第二定律得即可知支持力還是不斷減小，即手機在間內(nèi)，受到的支持力一直減小，D正確。故選D。5. 某同學玩飛鏢游戲，先后將兩只飛鏢a、b由同一位置水平投出，飛鏢打在豎直靶上的狀態(tài)如圖所示。以下關(guān)于飛鏢投出時的初速度va和vb判斷正確的是（　?。?/span>A. va>vb B. va<vb C. va=vb D. 無法確定【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)平拋運動公式解得兩只飛鏢a、b由同一位置水平投出，因為所以故選A。6. 新華社酒泉1月30日電，據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，神舟十五號載人飛船入軌后，于2022年11月30日5時42分，成功對接于空間站天和核心艙前向端口，整個對接過程歷時約6.5小時．完成各項準備后，2022年1月30日7時33分，翹盼已久的神舟十四號航天員乘組順利打開“家門”，熱情歡迎遠道而來的親人入駐“天宮”。隨后，“勝利會師”的兩個航天員乘組，一起在中國人自己的“太空家園”里留下了一張足以載入史冊的太空合影，在空間站繞地球做勻速圓周運動的過程中，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 空間站的速度不變B. 空間站的加速度不變C. 宇航員處于超重狀態(tài)D. 宇航員處于完全失重狀態(tài)【答案】D【解析】【詳解】A．空間站繞地球做勻速圓周運動，速度方向時刻在變化，A錯誤；B．空間站繞地球做勻速圓周運動，加速度方向始終指向地心，方向時刻變化，B錯誤；CD．空間站內(nèi)宇航員處于完全失重狀態(tài)，C錯誤，D正確。故選D。7. 如圖所示是地球的兩顆衛(wèi)星和，其中是地球的同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 衛(wèi)星運行周期小于B. 衛(wèi)星所受的向心力大于所受的向心力C. 在地面附近發(fā)射衛(wèi)星的速度為D. 在地面附近發(fā)射衛(wèi)星的速度為【答案】A【解析】【詳解】A．設(shè)衛(wèi)星軌道半徑為r，根據(jù)可得衛(wèi)星b為同步衛(wèi)星，運行周期為24h，衛(wèi)星a的軌道半徑小，則運行周期小于24h，A正確；B．根據(jù)萬有引力提供向心力，有由于兩衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系未知，無法比較兩者所受向心力大小，B錯誤；CD．是航天器脫離地球的最小發(fā)射速度，這兩個衛(wèi)星仍繞著地球做圓周運動，則這兩個衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)在7.9km/s至11.2km/s之間，CD錯誤。故選A。8. 如圖所示，可視為質(zhì)點的小球用輕質(zhì)細繩懸掛于B點，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動?，F(xiàn)僅增加繩長，保持軌跡圓的圓心O到懸點B的高度不變，小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運動。增加繩長前后小球運動的角速度、加速度以及所受細繩的拉力大小分別為、、和、、。則（　?。?/span>A.  B.  C.  D. 【答案】A【解析】【詳解】設(shè)繩子豎直方向的夾角為，由分析可知，繩子和重力的合力提供向心力，即設(shè)軌跡圓的圓心O到懸點B的高度為h，則解得由力的合成可知繩子越長，與豎直方向的夾角越大，所以故選A。9. 圖示的儀器叫庫侖扭秤，用此儀器進行實驗，研究點電荷之間的相互作用力，實驗中運用的物理方法是（　?。?/span>A. 比值定義法 B. 放大法C. 模擬實驗法 D. 圖像法【答案】B【解析】【詳解】庫侖扭秤，用此儀器進行實驗，研究點電荷之間的相互作用力時，將金屬絲發(fā)生的微小扭轉(zhuǎn)角度進行發(fā)大，所以實驗中運用的物理方法是放大法。故選B。10. 兩個完全相同的金屬球A和B帶電荷量之比為1∶7，相距為。兩者接觸一下放到相距的位置，若兩電荷原來帶異種電荷，則后來兩小球之間的靜電力大小與原來之比是（　?。?/span>A. 4∶7 B. 3∶7 C. 9∶7 D. 36∶7【答案】D【解析】【詳解】兩個完全相同的金屬小球，間距為，將它們相互接觸再分開，帶電量先中和后平分，設(shè)開始金屬球A和B的帶電量為Q：7Q，則分開后A、B所帶的電荷相等都為3Q，間距變?yōu)?/span>根據(jù)庫侖定律得解得則后來兩小球之間的靜電力大小與原來之比是36：7。故選D。11. 關(guān)于靜電及其應(yīng)用，下列說法正確的是（　?。?/span>A. 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其內(nèi)部的電場強度處處為0B. 處于靜電平衡狀態(tài)的導(dǎo)體，其表面沒有電荷C. 避雷針就是利用靜電屏蔽實現(xiàn)了避免建筑物遭到雷擊D. 超高壓帶電作業(yè)的工作服要用包含金屬絲的織物制成，這是利用了尖端放電保證安全【答案】A【解析】【詳解】A．導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，在導(dǎo)體內(nèi)部任意一點，感應(yīng)電荷產(chǎn)生的附加電場與外部電場與大小相等，方向相反，此時導(dǎo)體的內(nèi)部場強處處為0，故A正確；B．導(dǎo)體處于靜電平衡狀態(tài)時，電荷只分布在導(dǎo)體的外表面，且整個導(dǎo)體是一個等勢體，故B錯誤；C．當帶電云層靠近建筑物時，由于越尖的地方的，電場強度越強，避雷針上產(chǎn)生的感應(yīng)電荷會通過針尖放電，逐漸中和云中的電荷，使建筑物免遭雷擊，其原理為尖端放電，故C錯誤；D．超高壓帶電作業(yè)的工人穿戴的工作服是用包含金屬絲的織物制成的，這種工作服叫屏蔽服，其作用是在穿用后，使處于高壓電場中的人體外表面各部位形成一個等電位屏蔽面，從而防護人體免受高壓電場及電磁波的危害，其原理是靜電屏蔽，故D錯誤。故選A。12. 一正點電荷從靜止開始，僅在電場力作用下由a點向b點運動，且加速度逐漸增大。該電荷所在的電場分布可能為（　　）A  B. C.  D. 【答案】B【解析】【詳解】由題意可知，正點電荷所受的電場力由，則電場線方向由，且運動過程中加速度增大，即電場強度增大，所以電場線越來越密。故選B。13. 如圖所示，虛線a、b、c代表電場中的三個等勢面，相鄰等勢面之間的電勢差相等，即，實線為一帶負電的質(zhì)點僅在電場力作用下通過該區(qū)域時的運動軌跡，P、Q是這條軌跡上的兩點，據(jù)此可知（    ）A. 三個等勢面中，a的電勢最高 B. 帶電質(zhì)點在P點時的加速度小于在Q點時的加速度C. 帶電質(zhì)點一定是從P點運動到Q點 D. 帶電質(zhì)點在P點時的速度小于在Q點時的速度【答案】B【解析】【詳解】A. 電荷所受電場力指向軌跡內(nèi)側(cè)，由于電荷帶負電，因此電場線指向左上方，沿電場線電勢降低，故c等勢線的電勢最高，a的電勢最低，A錯誤；B. 等勢線密的地方場強大，電荷的加速度大，帶電質(zhì)點在P點時的加速度小于在Q點時的加速度，B正確；C. 無法判斷帶電質(zhì)點是從P點運動到Q點，還是從Q點運動到P點，C錯誤；D. 從P到Q過程中電場力做負功，動能減小，P點的動能大于Q點的動能，帶電質(zhì)點在P點時的速度大于在Q點時的速度， D錯誤；故選B。二、實驗題（共2小題，每空2分，共16分）14. 某物理研究性學習小組利用如圖中的裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”。實驗步驟如下：（1）實驗前要消除計時器和木板阻力對小車的影響，在圖中關(guān)于該操作正確的是________（選填字母序號）：A. B.  C. （2）為使沙桶及沙的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是沙桶及沙的總質(zhì)量___________小車的總質(zhì)量；A．遠大于    B．遠小于    C．近似等于（3）實驗所使用的交流電周期為0.02s，如圖是實驗中打出的一段紙帶，在打出的點中，從清晰的O點開始，每隔4個點取一計數(shù)點（相鄰計數(shù)點間還有4個點沒畫出），分別記為O、A、B、C、D。測得各計數(shù)點到O點的距離如圖所示。則小車的加速度a=_________m/s2；（保留三位有效數(shù)字）（4）該小組做本實驗時，用質(zhì)量分別為300g、600g、900g的小車進行了實驗并作出了如圖所示的圖像。根據(jù)圖像，你能得到的結(jié)論是___________。A．質(zhì)量一定時，物體的加速度與受力成正比B．質(zhì)量一定時，物體的加速度與受力成反比C．受力一定時，物體的質(zhì)量越大，其加速度越小D．受力一定時，物體的質(zhì)量越大，其加速度越大【答案】    ①. B    ②. B    ③. 1.95    ④. AC##CA【解析】【詳解】（1）[1] 實驗前要消除計時器和木板阻力對小車的影響，需要的操作是墊高木板，小車前端不掛重物，后端連著紙帶，直到輕推小車能夠打出點跡均勻的紙帶。故選B。（2）[2] 為使沙桶及沙的總重力在數(shù)值上近似等于小車運動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是沙桶及沙的總質(zhì)量遠小于小車的總質(zhì)量。故選B；（3）[3]由圖可得加速度為其中解得（4）[4]由圖像可得質(zhì)量一定時，物體的加速度與受力成正比；受力一定時，物體的質(zhì)量越大，其加速度越小。故選AC。15. 如圖所示，小貴利用此裝置，用重物帶動紙帶從靜止開始自由下落，做“驗證機械能守恒定律”實驗。已知當?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>。（1）下列實驗準備及操作和數(shù)據(jù)處理正確的是___________。A. 還必須需要的器材有交流電源、刻度尺B. 使紙帶限位孔在豎直方向，固定打點計時器C. 做實驗時，先釋放連接重物的紙帶，再接通打點計時器的電源D. 為測量打點計時器打下某點時重物的速度，需要先測量該點到起始點的距離，再根據(jù)公式計算得出（2）小貴得到如下圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取五個連續(xù)打出的點A、B、C、D、E，測得它們到起始點O的距離分別為、、、、。已知打點計時器打點的周期為，重物的質(zhì)量為，從打B點到打D點的過程中，重物的重力勢能減少量___________，動能增加量___________。（3）上述結(jié)果中___________。（填“<”、“=”或“>”）【答案】    ①. AB##BA    ②.     ③.     ④. >【解析】【詳解】（1）[1]A．還必須需要的器材有交流電源給打點計時器提供交流電壓和刻度尺用來測量點跡間的距離，故A正確；B．使紙帶限位孔在豎直方向，固定打點計時器，可以減小實驗過程中紙帶所受摩擦阻力，故B正確；C．做實驗時，先接通打點計時器的電源，再釋放連接重物的紙帶，故C錯誤；D．由于實驗過程中不可避免地存在阻力作用，重錘的實際加速度小于當?shù)氐闹亓铀俣?，所以?yīng)該利用勻變速直線規(guī)律中的平均速度等于中間時刻的速度來求打下某點時重錘的速度，D錯誤。故選AB。（2）[2]從打B點到打D點的過程中，重物的重力勢能減少量為[3]根據(jù)一段時間內(nèi)平均速度等于中間時刻的速度，可得，動能增加量為解得（3）[4]由于重物下落過程存在一定的空氣阻力和摩擦阻力，使得減少的重力勢能還有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故有三、計算題（共4小題，共計42分）16. 如圖所示，長l=1m的輕質(zhì)細繩上端固定，下端連接一個可視為質(zhì)點的帶電小球，小球靜止在水平向右的勻強電場中，繩與豎直方向的夾角θ=30°。已知小球所帶電荷量q=1.0×10﹣6C，勻強電場的場強E=3.0×103N/C，取重力加速度g=10m/s2。求：（1）小球帶何種電性的電荷；（2）小球所受電場力的大?。?/span>（3）小球的質(zhì)量m。【答案】（1）帶正電；（2）3.0×10﹣3N；（3）【解析】【詳解】（1）由題意知，小球處于靜止狀態(tài)，受力如圖：勻強電場方向水平向右，則小球必須帶正電。（2）由得F=Eq=3.0×103×1.0×10﹣6N=3.0×10﹣3N（3）小球處于靜止狀態(tài)，平衡條件得水平方向Tsin30°=Eq豎直方向Tcos30°=mg聯(lián)立解得m=17. 如圖所示為四旋翼無人機，它是一種能夠垂直起降的小型遙控飛行器，目前正得到越來越廣泛的應(yīng)用。一架質(zhì)量m=2kg的無人機，其動力系統(tǒng)所能提供的最大升力F=40N，運動過程中所受空氣阻力大小恒為f=4N，取g=10m/s2。求：（1）無人機以最大升力在地面上從靜止開始豎直向上起飛，能產(chǎn)生的最大加速度？（2）某次表演時，當無人機懸停在距離地面高度H處，讓無人機突然失去升力而下落3s，之后馬上恢復(fù)升力，要保證無人機不與地面相撞，求無人機懸停在距離地面高度H。（無人機的運動在同一豎直線上）【答案】（1）8m/s2；（2）H應(yīng)大于60m【解析】【詳解】（1）由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得（2）下落過程中，設(shè)加速度為a1，由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得3s后恢復(fù)升力后，設(shè)加速度大小為a2，由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)解得由題可知要保證無人機不與地面相撞需要保證其高度不低于60m18. 某人站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量m為的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)以手為圓心做圓周運動。已知握繩的手離地面高度d為，手與球之間繩長為，繩能承受的最大拉力F為，重力加速度。忽略手的運動半徑和空氣阻力。（1）要使球能在豎直平面內(nèi)完成整個圓周運動，它在最高點的速度至少多大？（2）當球某次運動到最低點時，繩恰好受到所能承受的最大拉力被拉斷，求繩斷時球的速度大?。?/span>（3）保持手的高度不變，改變繩長，使球重復(fù)上述運動，若繩仍在球運動到最低點時達到最大拉力被拉斷，要使球的落地點距握繩的手的水平距離最大，繩長應(yīng)是多少？最大水平距離多大？【答案】（1）；（2）；（3），【解析】【詳解】（1）要使球恰好能在豎直平面內(nèi)完成整個圓周運動，它在最高點只有重力提供向心力，由得（2）由得（3）由得由得由得當時19. 如圖為某游戲裝置的示意圖。AB、CD均為四分之一圓弧，E為圓弧DEG的最高點，各圓弧軌道與直軌道相接處均相切。GH與水平夾角為θ＝37°，底端H有一彈簧，A、O?、O?、D、O?、H在同一水平直線上。一質(zhì)量為0.01kg的小鋼球（其直徑稍小于圓管內(nèi)徑，可視作質(zhì)點）從距A點高為h處的O點靜止釋放，從A點沿切線進入軌道，B處有一裝置，小鋼球向右能無能量損失的通過，向左則不能通過且小鋼球被吸在B點。若小鋼球能夠運動到H點，則被等速反彈。各圓軌道半徑均為R＝0.6m，BC長L＝2m，水平直軌道BC和GH的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，其余軌道均光滑，小鋼球通過各圓弧軌道與直軌道相接處均無能量損失。某次游戲時，小鋼球從O點出發(fā)恰能第一次通過圓弧的最高點E。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）求：（1）小鋼球第一次經(jīng)過C點時的速度大小vC；（2）小鋼球第一次經(jīng)過圓弧軌道最低點B時對軌道的壓力大小FB（保留兩位小數(shù)）；（3）若改變小鋼球的釋放高度h，求出小鋼球在斜面軌道上運動的總路程s與h的函數(shù)關(guān)系。【答案】（1）；（2）；（3）見解析【解析】【詳解】（1）小鋼球從O點出發(fā)恰能第一次通過圓弧的最高點E，則小球到E點的速度為0，小球從C點到E點，根據(jù)動能定理得 代入數(shù)據(jù)解得 （2）從B點到C點，由動能定理得小鋼球經(jīng)過B點，由牛頓第二定律得代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得根據(jù)牛頓第三定律得，小鋼球?qū)壍赖膲毫Υ笮?/span>FB＝N＝0.83N（3）若小鋼球恰能第一次通過E點，設(shè)小鋼球釋放點距A點為h1，從釋放到E點，由動能定理得代入數(shù)據(jù)解得h1＝1.6m若小鋼球恰能第二次通過E點，設(shè)小球鋼釋放點距A點為h2，從釋放到E點，由動能定理得代入數(shù)據(jù)解得h2＝2.24m①若小球釋放高度h＜1.6m，無法到達E點，s＝0②若小球釋放高度1.6m≤h＜2.24m，小球能經(jīng)過E點一次，因為μ＜tanθ，則小鋼球最終停在H點，從釋放點到停在H點，根據(jù)動能定理得代入數(shù)據(jù)解得s＝2.5（h﹣1）③若小球釋放高度2.24m≤h，小球經(jīng)過E點兩次
 

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