2021-2022学年江苏省南京师范大学附属中学高一（下）期中考试物理试题（解析版）

南京师大附中2021-2022学年度第2学期高一年级期中考试物理试卷一、单项选择题（每道题只有一个正确选项．本题共10小题，每小题4分，共40分）1.关于电场强度定义式和点电荷电场强度公式，下列说法正确的是（）A.和都只对点电荷产生的电场才成立B.中的E是式中q所产生的电扬的场强大小C.中的E是某电场的场强，式中Q是放入此电场中的点电荷D.在某一电场中，根据，当q变为两倍，q所受到的电场力F也变为两倍【1题答案】【答案】D【解析】【详解】A．公式对所有电场都成立，故A错误；B．中，q是试探电荷，电场强度与试探电荷无关，并不是试探电荷产生的，故B错误；C．中的E是点电荷在某点产生的场强，式中Q是产生此电场的场源电荷，故C错误；D．在某一电场中，根据，当q变为两倍，电场强度不变，则q所受到的电场力F也变为两倍，故D正确。故选D。2.在任意相等时间内，物体的速度变化不相同的是（）A.自由落体运动 B.平抛运动C.匀速圆周运动 D.匀减速直线运动【2题答案】【答案】C【解析】【详解】A．物体做自由落体运动，只受重力作用，加速度不变，是匀变速直线运动，任意相等时间内，物体的速度变化相同，A错误；B．平抛运动同样只受重力作用，加速度不变，任意相等时间内，物体的速度变化相同，B错误；C．物体做匀速圆周运动，是变加速曲线运动，加速度方向时刻改变，任意相等时间内，物体的速度变化不相同，C正确；D．物体做匀减速直线运动，加速度不变，任意相等时间内，物体的速度变化相同，D错误。故选C。3.质量为m的物体，由静止释放后以的加速度竖直向下运动了h，以下判断中正确的是（）A.体机械能减少了B.物体的动能增加了C.物体的重力势能减少了D.物体的重力势能增加了【3题答案】【答案】A【解析】【详解】A．由得所以即物体的机械能减少了，故A正确；B．合力做功所以由动能定理可知物体的动能增加了，故B错误；CD．重力做功mgh，所以物体的重力势能减少了，故CD错误。故选A。4.跳水运动一直是我国传统的优势体育项目，我们的国家跳水队享有“梦之队”的赞誉。在某次训练中，跳水运动员在跳台上由静止开始竖直落下，进入水中后在水中做减速运动，速度减为零时并未到达池底。不计空气阻力，下列说法正确的是（）A.运动员在空中运动时，其动量变化量大于重力的冲量B.运动员从刚进入水中到速度减为零的过程中，其重力的冲量等于水的作用力的冲量C.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其动量的改变量等于水的作用力的冲量D.运动员从开始下落到速度减为零的过程中，其重力的冲量与水的作用力的冲量等大反向【4题答案】【答案】D【解析】【详解】A．运动员在空中运动过程中只受重力作用，根据动量定理可知运动员在空中动量的改变量等于重力的冲量，故A错误；B．运动员在水中运动过程中受到重力和水对他的作用力，动量的变化向上，则其重力的冲量小于水的作用力的冲量，故B错误；C．整个过程根据动量定理可得I=m△v=0，故运动员整个向下运动过程中合外力的冲量为零，故C错误；D．整个过程根据动量定理可得I=IG+IF=m△v=0所以IG=-IF即运动员整个运动过程中重力冲量与水的作用力的冲量等大反向，故D正确；故选D。5.在西昌卫星发射中心已成功发射“嫦娥四号”月球探测器．探测器奔月飞行过程中，在月球上空的某次变轨是由椭圆轨道a变为近月圆形轨道b，a、b两轨道相切于P点，如图所示，不计变轨时探测器质量的变化，下列关于探测器说法正确的是A.在a轨道上P点的速率与在b轨道上P点的速率相同B.在a轨道上P点所受月球引力等于在b轨道上P点所受月球引力C.在a轨道上P点的加速度小于在b轨道上P点的加速度D.在a轨道上运动的周期小于在b轨道上运动的周期【5题答案】【答案】B【解析】【详解】在轨道a上经过P点时需要减速制动才能进入轨道b，则在a轨道上P点的速率大于在b轨道上P点的速率，选项A错误；根据万有引力定律可知，在a轨道上P点所受月球引力等于在b轨道上P点所受月球引力，由牛顿第二定律可知，在a轨道上P点的加速度等于在b轨道上P点的加速度，选项B正确，C错误；在a轨道上运动的半长轴大于在b轨道上运动的半径，根据开普勒第三定律可知，在a轨道上运动的周期大于在b轨道上运动的周期，选项D错误；故选B.6.如图所示，A、B、C三处相互间的距离分别为AB=5cm，BC=3cm，CA=4cm．在A、B两处分别放置两点电荷，C处的电场强度方向平行于A、B的连线．已知放在A处的点电荷所带电荷量为＋q．关于放在B处的点电荷，下列说法中正确的是A.带正电荷，qB=q B.带负电荷，qB=qC.带正电荷，qB=q D.带负电荷，qB=q【6题答案】【答案】D【解析】【分析】对小球C受力分析，根据库仑定律，与矢量的合成法则，结合几何关系，及三角知识，即可求解．【详解】根据同种电荷相斥，异种电荷相吸，且小球C所受库仑力的合力的方向平行于A，B的连线，可知，A，B的电荷异号，故B带负电．对小球C受力分析，如下图所示：因AB=5cm，BC=3cm，CA=4cm，因此AC⊥BC，那么两力的合成构成矩形依据相似原理，则有：而根据库伦定律，；综上所得：，带负电．故选D．【点睛】考查库仑定律与矢量的合成法则，掌握几何关系，与三角形相似比的运用，注意小球C的合力方向可能向左，不影响解题的结果．7.高楼上某层窗口违章水平抛出一石块，恰好被曝光时间（光线进入相机镜头的时间为的相机拍摄到，拍摄时镜头正对石块运动平面，下图是石块落地前时间内所成的像（照片已经放大且方格化），每个小方格代表的实际长度为，忽路空气阻力，g取，则（）A.石块水平抛出的初速度大小约为B.石块将要落地时的速度大小约为C.图乙中像的反向延长线与楼的交点就是石块抛出的位置D.石块抛出位置离地高度约为【7题答案】【答案】D【解析】【详解】A．石块水平抛出初速度大小故A错误；B．石块将要落地时，由于时间短，可近似看成匀速运动，位移为即石块将要落地时的速度大小约为23.72m/s，故B错误；C．石块在空中为平抛运动，轨迹为一条曲线，不是直线，不能反向延长求石块抛出位置，故C错误；D．曝光时间内，石块在竖直方向的平均速度即形成的像中间时刻的瞬时速度为22.5m/s，可得：石块从抛出点至该点的时间所以石块从发射点至落地所需时间t总=（2.25+0.1）s=2.35s石块抛出位置离地高度故D正确。故选D。8.一滑块从固定的斜面底端冲上粗糙的斜面，到达某一高度后返回斜面底端。下列各图分别表示滑块在斜面上运动的速度v、加速度a、势能EP、机械能E随时间变化的图象，则下列图象可能正确的是（  ）A.B.C.D.【8题答案】【答案】B【解析】【详解】AB．设斜面的倾角为，上滑过程中在沿斜面方向上，受到沿斜面向下的摩擦力，和重力的分力，故加速度下滑过程中在沿斜面方向上受到沿斜面向下的重力的分力和沿斜面向上的摩擦力，故加速度则有上滑过程加速度大于下滑过程加速度。故两个过程中的加速度不同，因为两个过程都是匀变速直线运动，过程中的位移相同，根据公式可得上滑过程的时间小于下滑过程时间故A错误，B正确；C．重力势能而h不是关于t的一次函数，所以图像不是直线，故C错误；D．由于物体克服摩擦力做功，其机械能不断减小，上滑过程，根据功能关系得：可知E-t图象应为抛物线，故D错误。故选B。9.在冰壶比赛中，红壶以一定速度与静止在大本营中心的蓝壶发生对心碰撞，碰撞时间极短，如图甲所示。碰后运动员用冰壶剧摩擦蓝壶前进方向的冰面，来减小阻力。碰撞前后两壶运动的图线如图乙中实线所示，其中红壶碰撞前后的图线平行，已知两壶质量相等，由图像可得（）

A.碰撞后，蓝壶经过停止运动B.红、蓝两壶的碰撞过程是弹性碰撞C.碰撞后，蓝壶的瞬时速度为D.红、蓝两壶从碰后至停止的运动过程中，所受摩擦力的冲量之比为1：5【9题答案】【答案】C【解析】【详解】A．从图中可知，蓝壶碰后以长实线所示规律运动，红壶碰后以短实线所示规律运动，且红壶碰撞前后的图线平行，若红壶以虚线所示规律运动，加速度大小为蓝壶的实线与红壶的虚线最后交于时间轴同一位置，则蓝壶的运动时间等于红壶按虚线所示运动规律的时间，即为A错误；B．碰前红壶速度为1.0m/s，碰后红壶速度为0.2m/s，碰后蓝壶速度为0.8m/s，蓝壶和红壶质量相等，动量守恒。碰前系统的动能为碰后系统动能为碰撞前后动能不相等，不是弹性碰撞，B错误；C．根据图像，碰撞后，蓝壶瞬时速度为0.8m/s，C正确；D．所受摩擦力的冲量之比为D错误。故选C。10.如图所示，半径可变的四分之一光滑圆弧轨道置于竖直平面内，轨道的末端B处切线水平，现将一小物体从轨道顶端A处由静止释放;若保持圆心的位置不变，改变圆弧轨道的半径（不超过圆心离地的高度）．半径越大，小物体（）A.落地时的速度越大 B.平抛的水平位移越大C.到圆弧轨道最低点时加速度越大 D.落地时的速度与竖直方向的夹角越大【10题答案】【答案】D【解析】【详解】A．根据动能定理知知总高度不变，末速度大小不变，故A错误；B．根据平抛运动规律知x=v0t得平抛运动的水平位移随R增大后减小，故B错误；C．到圆弧轨道最低点时加速度故加速度大小与R无关，故C错误；D．小滑块落地时竖直分速度vy=gt设与水平方向的夹角为θ，有R越大，落地时的速度与竖直方向的夹角越大，故D正确。故选D。二、实验题（本题共2小题，共16分）11.用如图所示的装置可以验证动量守恒定律，在滑块A和B相碰的端面上装上弹性碰撞架，滑块的上端装有等宽的挡光片。（1）实验前需要调节气垫导轨使得气垫导轨水平，然后将滑块A置于光电门1的左侧，滑块B静置于两光电门间的某一适当位置。给A一个向右的初速度，通过光电门1的时间为，A与B碰撞后，两滑块先后通过光电门2的时间分别为和，则滑块A总质量与滑块B总质量的大小关系是______（选填“大于”“等于”或“小于”），为完成该实验，还必须测量的物理量有____________。A．挡光片的宽度dB．滑块A的总质量C．滑块B总质量D．光电门1到光电门2的间距L（2）若滑块A和B组成的系统在碰擅的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为：___________（用己知量和测量量表示）。【11题答案】【答案】①.大于②.BC##CB③.【解析】【详解】（1）[1]为保证滑块A碰撞B后不被反弹，应使A的质量大于B的质量；[2]由题意可知，滑块的速度碰前A的速度碰后A的速度碰后B的速度设A的原方向为正方向，根据动量守恒定律可知：应验证的表达式为化简可得由等式可以看出只需通过天平测出两者质量即可。故选BC；（2）[3]若滑块A和B组成的系统在碰撞的过程中动量守恒，则应该满足的表达式为12.某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示，把打下的第一点记作打下的第一、二两点距高约，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…，分别测出各个计时点到起始点0的距离，已标在图乙中，已知打点计时器频率，回答下列问题。（1）关于此实验，下列说法中正确的是_________。A．重物最好选择密度较大的物体B．重物的质量可以不测量C．实验中应先释放纸带，后接通电源D．可以利用公式来求解瞬时速度（2）通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度为________。（保留两位小数）（3）通过该纸带上的数据，若重物的质量为，从开始下落起至打下计时点4时，重物的动能增加量为__________J，重物的重力势能减少量为________J。（当地重力加速度大小，结果均保留2位小数）（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，然后利用正确的方法测量并计算出打相应计数点时重物的速度v，通过描绘图像去研究机械能是否守恒，若忽略阻力因素，那么本实验的图做应该是下图中的__________。A．B．C．D．【12题答案】【答案】①.B②.9.75③.0.94④.0.95⑤.C【解析】【详解】（1）[1]A．为了减小阻力的影响，重物选择密度大，而体积较小的金属球，A错误；B．由于动能和重力势能的表达式中均含有质量的因子，所以可以不用测质量，B正确；C．实验中应先接通电源，然后释放纸带，C错误；D．若用计算速度，实际上就默认了机械能守恒，D错误。故选B。（2）[2]重物下落的加速度（3）[3]打下计时点4时的速度重物的动能增加量[4]打下计时点4时，重物的重力势能减少量（4）[5]若忽略阻力因素，重锤下落过程只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得整理得v2与h成正比故选C。三、计算题（本题共4小题，共44分）13.如图所示，光滑圆弧槽（半径为R的四分之一圆）质量为M，静止于光滑水平地面上，质量为m的小球（可以视为质点），在光滑圆弧槽的最高点由静止开始下滑。（1）若固定槽，求小球滑到槽底端时对槽的压力；（2）若槽可以在光滑水平地面上自由滑动，求小球滑到槽底端时小球速度的大小。

【13题答案】【答案】（1）3mg；（2）【解析】【详解】（1）小球滑到槽底端，根据动能定理，有且有联立解得由牛顿第三定律知小球滑到槽底端时对槽的压力为3mg。（2）以向左为正方向，根据动量守恒定律有根据机械能守恒定律，有解得故小球滑到槽底端时小球速度的大小为。14.如图所示，质量为的有孔小球在固定的长直杆上，杆与水平方向成角，球与杆间的动摩擦因数，小球在竖直向上大小为的拉力F作用下，从A点由静止开始向上运动，经过撤去拉力，g取，，求：（1）撤去拉力前瞬间小球的速度；（2）小球离开A点后上滑的最大距离。【14题答案】【答案】（1）2m/s；（2）1.25m【解析】【详解】（1）小球在拉力作用下受力情况如图甲根据牛顿第二定律解得经过撤去拉力，速度为（2）撤去拉力时，沿杆向上的位移撤去外力后，向上运动时，根据牛顿第二定律有解得沿杆向上的位移小球离开A点后上滑的最大距离15.如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端B点水平，A与B点的高度差为，倾斜传送带与水平方向的夹角为，（传送带传动轮的大小可忽略不计），一个质量为的滑块（可看作质点）从轨道的A点由静止滑下，滑块由A到B运动过程中克服摩擦力做的功；然后从B点抛出，恰好以平行于传送带的速度从C点落到传送带上，传送带顺时针传动，速度大小为，滑块与传送带间的动摩擦因数为，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽路不计，，试求：（1）滑块运动到C点时速度大小；（2）滑块由B到C点对应的高度差；（3）滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量Q。【15题答案】【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)滑块由A到B运动