2022-2023学年福建省福州市金山中学物理高一下期中统考试题含解析

2022-2023学年福建省福州市金山中学物理高一下期中统考试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型（B）填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。2．作答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。4．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、如图，是静止在地球赤道上的物体，、是两颗人造地球卫星，其中是地球同步卫星，、、在同一平面内沿不同的轨道绕地心做匀速圆周运动，三者绕行方向相同（为图示逆时针方向），已知．若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图甲所示．那么再经过小时，物体、卫星、的位置可能是下图中的（）A．B．C．D．2、做匀速圆周运动的物体

A．一定是受力平衡的B．一定是受力不平衡的C．视情况而定，有可能平衡，有可能不平衡D．所受的向心力一定与其他外力平衡3、如图所示，将带电量为q的小球A固定在绝缘支架上，将另一质量为m，电荷量相等的带电小球B放在距离A球正上方r处恰好处于平衡状态（r远远大于小球直径），则（）A．A、B两球可能带异种电荷B．两小球的电量C．如果小球B的质量变为2m，则A、B两球的距离为2rD．如果小球B的电量变为2q，则A、B两球的距离为2r4、如图所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截．设拦截系统与飞机的水平距离为s，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2的关系应满足A． B．C． D．5、如图中的圆a、b、c，圆心均在地球的自转轴线上，其中b在赤道平面内，对环绕地球作匀速圆周运动的同步卫星而言，以下说法正确的是（）A．同步卫星的轨道可能为a，也可能为cB．同步卫星的轨道可能为bC．同步卫星的运行速度大于D．同步卫星运行时可能会经过我校的正上方6、将小球竖直向上抛出，小球上升到最高点的过程中，动能减少了50J，机械能减少了5J．设小球所受空气阻力大小恒定，则当小球返回到原抛出点时具有的动能为A．50J B．45J C．40J D．35J7、同步卫星相对地面静止不动，犹如挂在天空中，下列说法正确的是（）A．所有同步卫星都处于平衡状态B．所有同步卫星的速率是相等的C．所有同步卫星所受的合力是相等的D．所有同步卫星在同一圆周轨道上运动8、A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比sA∶sB=2∶3，转过的角度之比A∶B=3∶2，则下列说法中正确的是A．它们的轨道半径之比RA∶RB=4∶9 B．它们的周期之比TA∶TB=3∶2C．它们的线速度之比vA∶vB=3∶2 D．它们的加速度之比aA∶aB=1∶19、设地球的半径为R，质量为m的卫星在距地面高为2R处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则（）A．卫星的角速度为B．卫星的线速度为C．卫星做圆周运动所需的向心力为mgD．卫星的周期为2π10、“嫦娥二号”卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100km的圆形轨道Ⅲ时，周期为118min，开始对月球进行探测，则()A．卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大B．卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时大C．卫星在轨道Ⅲ上运动的周期比在轨道Ⅰ上小D．卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上大11、如图为人造地球卫星的轨道示意图，其中MEO是中地球轨道，GEO是地球同步轨道，图中数据为卫星近地点、远地点离地面的高度。已知万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2和地球半径R=6400km，下列说法正确的是（）A．运行在GEO上的卫星，可定位在北京正上空 B．根据运行在GEO上的卫星的数据，可求出地球密度C．运行在MEO上的卫星，发射速度小于第一宇宙速度 D．卫星在MEO上运行周期小于GEO上运行周期12、如图所示，用恒定的拉力F拉置于光滑水平面上的质量为m的物体，由静止开始运动时间t，拉力F斜向上与水平面夹角为θ=60°。如果要使拉力做的功变为原来的4倍，在其他条件不变的情况下，可以将（）A．时间变为B．拉力变为2FC．物体质量变为D．拉力大小不变，但方向改为与水平面平行二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）在“用DIS实验研究加速度与质量的关系”实验中,请完成下列问题:（1）下列说法中正确的是（_____）A．要控制小车和钩码的质量都不变B．要控制小车的质量不变,改变钩码的质量C．要控制钩码的质量不变,改变小车的质量D．小车和钩码的质量都要改变（2）实验中测得了下表所示的五组数据,并已在坐标平面上画出部分数据点,在图中画出第四组数据对应的数据点,然后做出a-m的关系图象（______）组别12345a（m/s2）0.330.280.250.220.20m（kg）0.300.350.400.450.50（3）为进一步确定加速度与质量的关系,应画a-_____图象;（4）本实验得出的结论是_____．14、（10分）某小组做“探究功与速度变化的关系”的实验如图所示，下列说法正确的是_____A．实验中可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，方法是把木板的一端适当垫高使未连纸带的小车在木板上做匀速直线运动B．平衡摩擦力后，当小车速度最大时，橡皮筋处于伸长状态C．实验中所用的橡皮筋必须是完全相同的D．小车的速度，选取纸带上相邻点的间距相等的部分求解三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g．忽略手的运动半径和空气阻力．（1）求绳断开时球的速度大小v1（2）问绳能承受的最大拉力多大？（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？16、（12分）已知某行星可视为半径为r0的均匀球体,它有一个质量为m的卫星,卫星的圆轨道的半径为r,周期为T.宇航员到达该行星表面后,在高度h处,将一质量为m0的小球以大小为v0的速度水平抛出,小球平抛运动后落到行星表面．求:(1)行星表面的重力加速度g的大小(2)小球落到行星表面时速度的大小17、（12分）宇航员站在一星球表面上高h处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，小球落地时的水平位移为x．已知该星球的半径为R，不计星球自转，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的质量；（3）该星球的第一宇宙速度。

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力知，轨道半径越大，周期越大，则角速度越小，所以经过相同的时间，可以比较出三卫星转过的角度，而同步卫星又与地球保持相对静止．同步卫星又与地球保持相对静止，所以物体，卫星的角速度相同，所以始终在的正上方．根据万有引力提供向心力知，轨道半径越大，周期越大，则角速度越小，经过6h，b转过的角度大一点，D正确．2、B【解析】匀速圆周运动过程中，受到的合力时刻指向圆心，一定是受力不平衡，B正确．【点睛】力是矢量，力恒定，其大小和方向都恒定不变．3、B【解析】

对小球B受力分析判断出库仑力的方向，结合B球受力平衡求出电荷量和距离。【详解】A项：对小球B受力分析可知，小球B受重力，库仑力两力平衡，所以库仑力竖直向上，所以两球应带同种电荷，故A错误；B项：由B球受力平衡可知，，解得：，故B正确；C、D项：由B球受力平衡可知，解得：，当小球B的质量变为2m，则A、B两球的距离为，如果小球B的电量变为2q，则A、B两球的距离为，故C、D错误。故应选：B。4、D【解析】

两炮弹相遇，在竖直方向上的位移之和等于H=h1+h1．飞机发射炮弹的竖直位移，拦截导弹的竖直位移，此时飞机发射导弹的水平位移为s，有s=v1t．解得：A．．故A不符合题意．B．．故B不符合题意．C．．故C不符合题意．D．．故D符合题意．5、B【解析】

AB、地球所有卫星的轨道圆心一定在地心处，故图中的a、b、c三颗卫星只有a是不可能的，同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同，轨道一定在赤道的上空，距离地面的高度一定，其轨道可能为b，故A错误，B正确；C、根据，可知，当轨道半径越大时，线速度越小，则卫星的运行速度小于7.9km/s，故C错误；D、由于同步卫星轨道一定在赤道的上空，所以不可能经过我国任何学校的上空，故D错误．6、C【解析】上升到最高点过程中物体克服阻力做功5J，即为机械能减少5J，而动能减少50J，可知重力势能增加45J；下降过程阻力相同且位移相等，则阻力做负功相等为5J，可知重力势能45J一部分转化为阻力做功生热5J,剩下的40J变为动能，故C正确．则选C．【点睛】解决的本题是掌握动能定理和功能原理，要注意在上升和下落的距离是一样的，阻力大小不变，故阻力做功相等．同时注意应用机械能的改变量等于重力之外的其他力做功．7、BD【解析】同步卫星受到地球的万有引力提供向心力做匀速圆周运动，加速度不为零，A错误；因为同步卫星要和地球自转同步，即相同，根据，因为是一定值，所以r也是一定值，所以它运行的轨道半径是确定的值，所以它运行的轨道半径是确定的值，所以同步卫星的高度是不变的，故所有的同步卫星均在同一圆周上；再由可知；故所有同步卫星的速率都相同，BD正确；同步卫星的周期相同，离地高度相同，但不同的卫星质量不同，故合力不一定相等，C错误．8、AD【解析】

根据线速度公式可知：在相同的时间内，线速度与路程成正比。由题可得线速度之比vA：vB=2：3，由角速度公式可知：在相同的时间内，角速度与角度成正比。由题可知角速度之比ωA：ωB=3：2，而半径，得到半径之比RA、RB=4：1．故A正确，C错误；周期，周期与角速度成反比，则它们的周期之比TA：TB=2：3，故B错误；根据a=vω知，向心加速度之比为1：1，故D正确；9、BC【解析】

地球表面的物体受到的万有引力等于重力，即得A．卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故A错误；B．卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故B正确；C．卫星做圆周运动所需的向心力故C正确；D．卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得故D错误。故选BC。10、CD【解析】月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，卫星在轨道Ⅲ上的半径大于月球半径，根据万有引力充当向心力，解得：可知卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小，故A正确；卫星在轨道Ⅲ上的P点需加速做离心运动可以进入轨道Ⅱ，在轨道Ⅱ上的P点需加速做离心运动可以进入轨道Ⅰ，所以卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时小，故B错误；开普勒第三定律，可知轨道Ⅲ的半径小于轨道Ⅰ的半长轴，所以卫星在轨道Ⅲ上的运动周期比在轨道Ⅰ上短，故C正确；卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，在P点需减速．动能减小，而它们在各自的轨道上机械能守恒，所以卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上大，故D正确．所以CD正确，AB错误．11、BD【解析】

A．GEO是地球同步轨道，只能在赤道正上方，故A错误；B．根据万有引力提供向心力可得且体积即可求解地球密度，故B正确；C．第一宇宙速度是最小的发射速度，是近地卫星的发射速度，故运行在MEO上的卫星，发射速度大于第一宇宙速度，故C错误；D．根据开普勒第三定律可知，卫星在MEO上运行周期小于GEO上运行周期，故D正确。故选BD12、BCD【解析】

物体在拉力作用下做匀加速运动，由牛顿第二定律可知Fcosθ=ma解得时间t内的位移L=at2拉力做功A．时间变为t，此时拉力做功为原来的2倍，故A错误；

B．拉力变为2F，此时拉力做功为原来的4倍，故B正确；

C．物体质量变为，此时拉力做功为原来的4倍，故C正确；

D．拉力大小不变，但方向改为与水平面平行，此时拉力做功为原来的4倍，故D正确；故选BCD。二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、C见解析在外力不变时,加速度与质量成反比【解析】

（1）[1]该实验是探究加速度与质量的关系，采用控制变量法进行研究，所以要控制钩码的质量不变，改变小车的质量，故C正确。

（2）[2]做出a-m的关系图象如图；（3）[3]由于，所以图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a与的图象。

（4）[4]a-图象是一条过原点的直线，则在外力不变时，加速度与质量成反比。14、CD【解析】

实验中可使木板适当倾斜来平衡摩擦力，方法是把木板的一端适当垫高使连纸带的小车在木板上做匀速直线运动，故A错误；平衡摩擦力后，当小车速度最大时