2022-2023学年福建省南平市建瓯市芝华中学物理高一第二学期期中考试试题含解析

2022-2023学年福建省南平市建瓯市芝华中学物理高一第二学期期中考试试题请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。写在试题卷、草稿纸上均无效。2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g.某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r＜5R(已知同步卫星距地心的距离约为7R).飞行方向与地球的自转方向相同.在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正上方所需时间为()A． B． C． D．2、一水平抛出的小球落到一倾角为的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如右图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为（）A． B． C． D．3、如图所示，一质量m=2kg小球在轻质弹簧和不可伸长的轻绳的作用下处于静止平衡状态，此时轻质弹簧水平，轻绳与竖直方向成θ＝60°。已知弹簧的劲度系数k=200N/m,取g＝10m/s2，以下说法正确的是（）A．此时轻弹簧处于压缩状态B．此时弹簧形变量为mC．此时细线的拉力大小为20ND．轻弹簧弹力和细线的拉力之比为4:4、下列关于质点的说法中正确的是（）A．研究运动员百米赛跑起跑动作时，运动员可以看作质点B．研究地球自转时，地球可以看作质点C．研究原子核结构时，因原子核很小，可把原子核看作质点D．研究从北京开往上海的一列火车的运行总时间时，火车可以看作质点5、设一个恒力拉着一个物体沿斜面向上运动一段距离，拉力的功为W1，同样大小的力拉着物体沿斜面向下运动同样的距离，拉力的功为W2，已知拉力与物体运动方向相同。比较W1和W2的大小（）A．W1>W2 B．W1=W2 C．W1<W2 D．以上都不正确6、许多科学家在物理学发展过程中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（）A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律B．开普勒在前人研究的基础上，提出了万有引力定律C．牛顿利用万有引力定律通过计算发现了彗星的轨道D．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量7、如图所示，在匀强电场中有A、B、C三点，三点构成直角三角形，∠A＝37°，AB边长为5m，D为AB中点，电场线与ABC所在平面平行，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和6V，取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，则（）A．CD两点间电势差VB．D点电势VC．该电场的电场强度E＝2V/mD．该电场的方向为沿BC方向8、如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆，下列说法正确的是()A．摆球受重力、拉力和向心力的作用B．摆球受重力和拉力的作用C．摆球运动周期为2D．摆球运动的转速为gl9、在光滑的水平面上，用长为l的细线拴一质量为m的小球，使小球以角速度ω做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（）A．l、ω不变，m越大，线越易被拉断B．m、ω不变，l越小，线越易被拉断C．m、l不变，ω越大，线越易被拉断D．m不变，l减半且角速度加倍时，线的拉力不变10、关于开普勒行星运动的公式，以下理解正确的是A．k是一个与行星质量无关的量B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为，周期为；月球绕地球运转轨道的半长轴为，周期为，则C．T表示行星运动的自转周期D．T表示行星运动的公转周期11、“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是（）A．同步卫星运行速度是第一宇宙速度的倍B．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转线速度的倍C．同步卫星运行速度是第一宇宙速度的倍D．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍12、如图所示，在倾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和1kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L＝0.1m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h＝0.1m．两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s1．则下列说法中正确的是（）A．下滑的整个过程中A球机械能不守恒B．下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒C．两球在光滑水平面上运动时的速度大小为1m/sD．下滑的整个过程中B球机械能的增加量为J二．填空题(每小题6分，共18分)13、图甲是“验证机械能守恒定律”的实验装置图，下面一些实验步骤：A．用天平测出重物和夹子的质量B．把打点计时器用铁夹固定在放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内C．把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态D．将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，下端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态E.接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，再断开电源F.用秒表测出重物下落的时间G.更换纸带，重新进行实验(1)对于本实验，以上不必要的步骤是____________．(2)图乙为实验中打出的一条纸带，O为打出的第一个点，A、B、C为从适当位置开始选取的三个连续点（其它点未画出），打点计时器每隔0.02s打一个点，若重物的质量为0.5kg，当地重力加速度取g=9.8m/s2，由图乙所给的数据算出（结果保留两位有效数字）：①在纸带上打下计数点B的速度为_________m/s；②从O点下落到B点的过程中，重力势能的减少量为_________J；打B点时重物的动能为_________J；（3）实验中发现重力势能的减少量______动能的增加量（填“略大于”或者“略小于”或者“等于”）．14、在“验证机械能守恒定律”的实验中，将夹有纸带的重锤由静止释放，所打纸带如图所示．并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，已知重锤质量为0.40kg，打点计时器所用电源的频率为50Hz，（取重力加速度g=9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）．(1)如图，在释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是_____（填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）；(2)D点的读数为（_____）cm，打点计时器打E点时，重锤下落的速度vE为（_____）m/s;(3)对应于从O点到E点，重锤重力势能的减少量为_____J.由于阻力的影响，重锤增加的动能ΔEK与减少的重力势能ΔEP的大小关系为ΔEK_______ΔEP（选填“大于”、“小于”或“等于”）．15、某实验小组利用如图所示装置，探究木块在木板上滑动至停止的过程中，物块克服摩擦力做的功与木块滑上木板时初速度大小的关系．实验步骤如下：A．将弹簧左端固定在平台上，右端自然伸长到平台右侧O点，木板紧靠平台，其上表面与P、Q在同一水平面上．使木块压缩弹簧自由端至P点后由静止释放，木块最终停在木板上的B点，记下P点并测出OB间的距离L．B．去掉木板再使木块将弹簧压缩至P点并由静止释放，测出木块做平抛运动的水平位移x．C．改变由静止释放木块的位置，以获取多组L、x数据．D．用作图象的办法，探求L—x关系，得出结论．（1）A、B两步中，均使弹簧压缩到同一点P的目的是___________________________．（2）本实验中，是否必须测出图中h的具体数值?________(填“是”或“否”)．（3）实验小组根据测得数据，作出L—x2图象如右图所示，据此，实验小组可得出的结论为：_______________________．三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，内壁光滑的弯曲钢管固定在天花板上，一根结实的细绳穿过钢管，两端分别拴着一个小球A和B。小球A和B的质量之比，当小球A中水平面内做匀速圆周运动时，小球A到管口的绳长为l，此时小球B恰好处于平衡状态。管子的内径粗细不计，重力加速度为g。试求：(1)拴着小球A的细绳与竖直方向的夹角θ；(2)小球A转动的周期。17、（10分）如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点的正下方P点。球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ。已知重力加速度为g，(1)求小球在Q点时水平拉力F的大小；(2)求小球在此过程中水平拉力F做的功；(3)若小球在水平恒力F=mg的作用下，从P点运动到Q点，求小球在Q点的速度大小。

参考答案一、选择题（本题共12小题，每小题5分，共60分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错的或不答的得0分）1、A【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力根据题意有：G＝mω

2r得：ω＝

；又因为在地球表面，物体受到的重力等于万有引力mg＝G，得g＝，代入得ω＝；以地面为参照物，卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π．即：（ω-ω0）t=2π；解得：t=，故选A．点睛：本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力，解本题关键是卫星再次出现在建筑物上方时，建筑物随地球转过的弧度比卫星转过弧度少2π．2、B【解析】

小球撞在斜面上，速度方向与斜面垂直，则速度方向与水平方向夹角的正切值，竖直位移与水平位移的比值，故B正确。3、B【解析】

A.小球受重力、细线的拉力以及弹簧的弹力处于平衡，根据共点力平衡得，弹簧的弹力F=mgtanθ=k△x，代入数据解得：F=20N，△x=m，故A错误，B正确；C.绳子拉力，代入数据解得：T=40N，故C错误；D.轻弹簧弹力和细线的拉力之比为20N：40N=：2，故D错误。故选：B4、D【解析】

A．研究运动员百米赛跑起跑动作，不能忽略运动员的形状，若忽略了则无法研究其起跑动作了，故A错误；B．研究地球的自转时，地球各个部分运动情况各不相同，不能忽略其大小、形状，故不能看作质点，故B错误；C．能否看作质点不是看物体的大小，看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略，研究原子核结构时，不能忽略其形状，不能看作质点，故C错误；D．研究从北京到上海的火车运动时间时，由于二者距离远远大于火车长度，因此可以看作质点，故D正确．故选D．5、B【解析】

由恒力做功的公式W=Fscosθ知，F相等，位移相等，拉力方向与运动方向相同，则W相等，即W1=W2。A．W1>W2，与结论不相符，选项A错误；B．W1=W2，与结论相符，选项B正确；C．W1<W2，与结论不相符，选项C错误；D．以上都不正确，与结论不相符，选项D错误；6、D【解析】哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，选项A错误；牛顿在前人研究的基础上，提出万有引力定律，选项B错误；哈雷利用万有引力定律通过计算发现了彗星的轨道，选项C错误；卡文迪许通过实验测出了万有引力常量，选项D正确；故选D.7、BC【解析】

AB．在匀强电场中，平行等距离的两点电势差相等，则φA-φD=φD-φB解得φD=10V所以UCD=φC-φD=-4

V故A错误，B正确；

CD．三角形中B、C的电势分别为6V和6V，则B和C为等势点，BC为等势线，电场线方向沿AC方向，则电场强度为故C正确，D错误。

故选BC。8、BC【解析】小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故A错误，B正确。向心力大小为：Fn=mgtanθ，由几何关系得，小球做圆周运动的半径为：r=Lsinθ，由牛顿第二定律得：mgtanθ=m4π2T2r=m2πn2【点睛】向心力是根据效果命名的力，可以是几个力的合力，也可以是某个力的分力，对物体受力分析时不能把向心力作为一个力分析，摆球只受重力和拉力作用；摆球做圆周运动所需要的向心力是重力沿水平方向指向圆心的分力提供的，可以根据牛顿第二定律和向心力列式求出周期和转速．9、AC【解析】

根据来进行分析。A．l、一定，m越大，F越大，则线越容易断，A正确；B．m、一定，l越大，F越大，线越容易断，选项B错误；C．m、l一定，越大，F越大，线越容易断，C正确；D．m一定，l减半，加倍，拉力变为原来的2倍，D错误。故选AC。【点睛】解决本题的关键知道向心力的来源，知道向心力与线速度、角速度的关系，结合牛顿第二定律进行求解。10、AD【解析】k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确．公式R3/T2=k中的k是与中心天体质量有关的，中心天体不一样，k值不一样．地球公转的中心天体是太阳，月球公转的中心天体是地球，k值是不一样的．故B错误．T代表行星运动的公转周期，故C错误，D正确．故选AD．点睛：此题考查对开普勒第三定律的理解；注意公式中的k是与中心天体的质量有关的量，与卫星的质量无关.11、CD【解析】

AC．卫星围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有解得，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则同步卫星运行速度是第一宇宙速度的倍，故A错误，C正确；B．同步卫星与地球具有相同的周期和角速度，根据v=ωr可知同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转线速度的n倍，故B错误；D．根据万有引力提供向心力，则有解得，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，可知同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍，故D正确。故选CD。12、AD【解析】

AB．在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B在水平面滑行，而A在斜面滑行时，杆的弹力对A做功，所以A球机械能不守恒，故选项A正确，B错误；C．根据系统机械能守恒得，代入解得，故选项C错误．D．系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为，故选项D正确．二．填空题(每小题6分，共18分)13、AF;1.8m/s,0.86J,0.81J;略大于【解析】

(1)实验中验证机械能守恒,即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等,质量可以约去,不需要测量重物和夹子的质量,故A不必要.重物下落的时间可以通过打点计时器打出的纸带得出,不需要秒表测出,故F不必要.（2）①利用中点时刻的速度等于平均速度即②从O点下落到B点的过程中,重力势能的减少量则打B点的动能（3）实验中发现重力势能的减少量略大于动能的增加量，因为存在阻力做负功．故本题答案是：(1).（1）AF;(2).1.8m/s,0.86J,.0.81J;（3）略大于点睛：(1)根据实验的原理以及注意事项确定不必要的步骤.

(2)根据下降的高度求出重力势能的减小量,根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,从而得出B点重物的动能.【详解】14、丙4.881.140.275小于【解析】

（1）为了减小实验误差,释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置,并且使重物靠近打点计时器.故合理的位置因为丙图.

（2）根据刻度尺的读数可知图中D点的读数为4.88（4.87-4.89都对）利用中点时刻的速度等于平均速度可知（1.14--1.16之间都对）（3）从