2022-2023学年北京市东直门中学高三（上）期中物理试卷

一、单项选择题（本大题共14小题，每小题4分，共56分。）

• 1．关于电场强度、电势差和电容，下列说法正确的是（　　）

  A．由公式 E = F q 可知，电场中某点的电场强度E与试探电荷在电场中该点所受的电场力F成正比，与q成反比

  B．由公式 E = k Q r 2 可知，在离点电荷Q距离为r的地方，电场强度E的大小与Q成正比

  C．由公式U=Ed可知，在匀强电场中，任意两点间的电势差等于电场强度与这两点间距离的乘积

  D．由公式 C = Q U 可知，电容器的电容C随着极板带电荷量Q的增加而变大
  组卷：293引用：3难度：0.6

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• 2．如图所示为某示波管内的聚焦电场横截面示意图，实线和虚线分别表示电场线和等势线。电场中a、b两点的场强大小分别为E_a和E_b，电势分别为φ_a和φ_b。下列说法中正确的是（　　）

  A．Ea＞Eb，φa＞φb	B．Ea＞Eb，φa＜φb
  C．Ea＜Eb，φa＞φb	D．Ea＜Eb，φa＜φb
  组卷：634引用：4难度：0.3

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• 3．如图所示，等间距的平行实线表示电场线，虚线表示一个带负电的粒子在该电场中运动的轨迹，a、b为运动轨迹上的两点。若不计粒子所受重力和空气阻力的影响，下列说法中正确的是（　　）

  A．场强方向一定是沿图中实线向左

  B．该粒子运动过程中速度一定不断增大

  C．该粒子一定是由a向b运动

  D．该粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
  组卷：39引用：1难度：0.6

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• 4．如图所示为研究决定平行板电容器电容大小因素的实验装置。两块相互靠近的等大正对平行金属板M、N组成电容器，板N固定在绝缘座上并与静电计中心杆相接，板M和静电计的金属壳都接地，板M上装有绝缘手柄，可以执手柄控制板M的位置。在两板相距一定距离时，给电容器充电，静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中，保持电容器所带电荷量不变，对此实验过程的描述正确的是（　　）

  A．只在M、N之间插入云母板，静电计指针张角变大

  B．只在M、N之间插入金属板，静电计指针张角变大

  C．只将M从图示位置向右平移，静电计指针张角变小

  D．只将M从图示位置向上平移，静电计指针张角变小
  组卷：75引用：1难度：0.7

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• 5．质量为1.0kg的小球从20m高处自由下落到软垫上，反弹后上升的最大高度为5.0m,小球与软垫接触时间为1.0s,在接触时间内小球受到的合力的冲量大小为（空气阻力不计，g取10m/s²）（　　）

  A．10N•s

  B．20N•s

  C．30N•s

  D．40N•s
  组卷：885引用：23难度：0.7

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• 6．A、B两小球在光滑水平面上沿同一直线向同一方向运动，并以该方向为正方向，m_A=1kg,m_B=2kg,v_A=6m/s,v_B=2m/s,A追上B发生碰撞后，A、B速度可能为下列的（　　）

  A．5m/s,2.5m/s	B．2m/s,4m/s
  C．7m/s,1.5m/s	D．-4m/s,7m/s
  组卷：414引用：2难度：0.5

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二、计算题（本大题共5题）

• 18．一球形人造卫星，其最大横截面积为A、质量为m,在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动．由于受到稀薄空气阻力的作用，导致卫星运行的轨道半径逐渐变小．卫星在绕地球运转很多圈之后，其轨道的高度下降了ΔH，由于ΔH＜＜R，所以可以将卫星绕地球运动的每一圈均视为匀速圆周运动．设地球可看成质量为M的均匀球体，万有引力常量为G．取无穷远处为零势能点，当卫星的运行轨道半径为r时，卫星与地球组成的系统具有的势能可表示为E_P=-

  GM

  m

  r

  ．
  （1）求人造卫星在轨道半径为R的高空绕地球做圆周运动的周期；
  （2）某同学为估算稀薄空气对卫星的阻力大小，做出了如下假设：卫星运行轨道范围内稀薄空气的密度为ρ，且为恒量；稀薄空气可看成是由彼此不发生相互作用的颗粒组成的，所有的颗粒原来都静止，它们与人造卫星在很短时间内发生碰撞后都具有与卫星相同的速度，在与这些颗粒碰撞的前后，卫星的速度可认为保持不变．在满足上述假设的条件下，请推导：
  ①估算空气颗粒对卫星在半径为R轨道上运行时，所受阻力F大小的表达式；
  ②估算人造卫星由半径为R的轨道降低到半径为R-ΔH的轨道的过程中，卫星绕地球运动圈数n的表达式．
  组卷：208引用：4难度：0.5

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• 19．如图所示为雨滴从高空下落过程中空气阻力f随雨滴速度v变化的大致情况，其中图线①、②分别对应半径不同的雨滴。
  （1）请利用图线分析并说明雨滴下落过程中加速度和速度随时间变化的大致情况。
  （2）已知图中直线的斜率值

  f

  v

  =

  k

  r

  2

  ，其中k=

  25

  3

  πkg/（m²•s），r为雨滴的半径。（雨滴的密度取ρ=1.0×10³kg/m³）
  a.请比较①、②图线所示的两个雨滴下落的最终速度；
  b.请计算半径r=5mm的雨滴下落的最终速度。
  （3）已知一滴雨珠的重力可达蚊子体重的50倍之多，但是下雨时蚊子却可以在“雨中漫步”。为研究蚊子不会被雨滴砸死的诀窍，科学家用高速相机以每秒4000帧的速度拍摄，记录雨滴击中蚊子时二者相互作用的每一个动作，归纳并计算出蚊子与雨滴遭遇瞬间的作用力及其随雨滴向下移动的距离。针对雨滴下落时正中蚊子的情况，研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是与雨滴融为一体，顺应雨滴的趋势落下，随后迅速侧向微调与雨滴分离。现对比两种情况：①蚊子在空中被雨滴砸中；②蚊子栖息于地面时被雨滴砸中，请建立理想模型，通过计算比较两种情况下雨滴击中时的冲击对蚊子的伤害。（解题过程中需要用到的物理量，要在解题时作必要的说明）
  组卷：190引用：2难度：0.3

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