2023届上海市高境第一中学物理高一下期中考试试题含解析

2023届上海市高境第一中学物理高一下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：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献。下列叙述符合物理学史实的是（）A．伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三大定律B．开普勒以行星运动定律为基础总结出了万有引力定律C．卡文迪许通过实验测出了引力常量D．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量2、下列关于同步卫星的说法正确的是（）A．同步卫星的周期、高度、速度的大小都是相同的B．同步卫星的速率相同，加速度大小不同C．各国发射的同步卫星都在赤道平面内的不同轨道上D．不同的同步卫星所受的向心力都相同3、第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是（）A．牛顿 B．开普勒 C．伽利略 D．卡文迪许4、对于在地球上的物体所受的重力和地球对它的引力的关系，下列说法中正确的是（）A．这两个力是同一个力B．在忽略地球的自转影响时，重力就是定值，与物体所处的高度和纬度都无关C．由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越大D．由于物体随地球自转，则物体处在纬度越高的地方，重力越小5、关于重力,下列说法中哪个正确()A．地球上的物体只有静止时才受重力作用B．有规则几何形状的物体，其重心就在几何中心上C．重心是物体所受重力的作用点,所以重心总是在物体上,不可能在物体外D．物体受到的重力与地理纬度和地面高度有关，与物体是否运动无关6、如图所示，匀强电场中有M、N、P、Q四个点，它们分别位于矩形的四个顶点上，各点的电势分别为、、、．在电子分别由M点运动到N点和P点的过程中，电场力所做的正功相同，则A．<，电子由M点运动到Q点电场力不做功B．>，电子由M点运动到Q点电场力做正功C．=，若电子由M点运动到Q点电场力不做功D．>，若电子由M点运动到Q点电场力做负功7、美国宇航局的“信使”号水星探测器按计划将在2015年3月份陨落在水星表面．工程师找到了一种聪明的办法，能够使其寿命再延长一个月．这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道．如图所示，设释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ上，忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力，则下列说法中正确的是（）A．探测器在轨道Ⅰ上A点运行速率大于在轨道Ⅱ上B点速率B．探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率C．探测器在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅰ运行的周期D．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上A点加速度大小不同8、如图所示，假设某陌生星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面，一质量为m＝1.0kg的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5s时速度恰好为零。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R＝1.2×103km（不考虑星球的自转，G=6.67×10-11Nm2/kg2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），则下列正确的是（）A．小物块沿斜面上升的加速度大小为a=6m/s2B．该星球的重力加速度g=8m/s2C．该星球的质量约为M=1.6×1023kgD．该星球的第一宇宙速度v=3.0×103m/s9、如图所示一个小球从弹簧正上方某一位置自由下落到一竖直放置的弹簧上，小球在接触弹簧到小球下落到最低点过程中，下列说法正确的是（）A．动能一直减小B．弹簧的弹性势能一直增大C．小球动能和弹簧的弹性势能的总和一直减小D．小球动能和弹簧的弹性势能的总和一直增大10、物体受到几个恒定的外力作用而做匀速直线运动，如果撤掉其中一个力，其它的力保持不变，则物体可能做（）A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．变加速直线运动D．匀变速曲线运动二、实验题11、（4分）卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：（1）横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅球A，旁边有一质量为m，半径为r的相同铅球B，A、B两球表面的最近距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F=_________．（2）在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是__________．（选填“甲”“乙”或“丙”）（3）引力常量的得出具有重大意义，比如：_____________________．（说出一条即可）12、（10分）在探究“恒力做功和物体动能变化之间的关系”的实验中，某同学的实验设计方案如图所示．则(1)该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力，在安装时首先要____________，其次钩码和小车质量还需要满足的条件是____________________．(2)实验码的质中，得到一纸带如图所示，欲利用该纸带探究从B到C过程中恒力做功和小车动能变化的关系，需要测出钩码质量m、小车的质量M，AB、BC、CD间距离x1、x2、x3、则从B到C过程中合力的功W=___________．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L．已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧．引力常数为G．求两星球做圆周运动的周期．14、（14分）如图所示，轻杆长为3L，在轻杆的两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，当球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力．已知重力加速度为g．求：(1)球B运动到在最高点时，此时球A的速度大小；(2)球B运动到最低点时，球B对杆的作用力大小及方向．15、（13分）如图所示，AB是倾角θ=45°的倾斜轨道，BC是一个水平轨道（物体经过B处时无机械能损失），AO是一竖直线，O、B、C在同一水平面上，竖直平面内的光滑圆形轨道最低点与水平面相切与C点，已知A、O两点间的距离h=1m，B、C两点间的距离d=2.0m，圆形轨道的半径R=1m。一质量m=2kg的小物体，从与O点水平距离x0=3.6m的P点水平抛出，恰好从A点以平行斜面的速度进入倾斜轨道，最后进入圆形轨道。小物体与倾斜轨道AB、水平轨道BC之问的动摩擦因数都是μ=0.5，g取10m/s2。(1)求小物体从P点抛出时的速度v0和P点的高度H；(2)求小物体运动到圆形轨道最高点D时，对圆形轨道的压力；(3)若小物体从Q点水平抛出，恰好从A点以平行斜面的速度进入倾斜轨道，最后进入圆形轨道，且小物体不能脱离轨道，求Q、O两点的水平距离x的取值范围。

参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、C【解析】

A．开普勒在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三大定律，故A错误；B．牛顿以行星运动定律为基础总结出了万有引力定律，故B错误；C．卡文迪许通过实验测出了引力常量，故C正确；D．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量，故D错误。故选C。2、A【解析】

AB．同步卫星的周期与地球自转周期相同，由可知同步卫星的高度都相同；由可知同步卫星的速度的大小以及加速度大小都是相同的，选项A正确，B错误；C．各国发射的同步卫星都在赤道平面内的相同轨道上，选项C错误；D．不同的同步卫星质量不同，根据F=ma可知，向心加速度相同，但是所受的向心力不都相同，选项D错误。故选A。3、D【解析】

第一次通过实验的方法比较准确地测出引力常量的物理学家是卡文迪许，故选D.4、C【解析】试题分析：A、重力是由万有引力的分力产生的；二者不是同一个力；故A错误；B、若忽略自转，则重力与纬度无关；但重力大小仍然取决于高度，高度越高，重力越小，故B错误；C、由于地球的自转原因，万有引力分力充当物体转动的向心力，纬度越高，转动半径越小，分力越小，则重力越大；故C正确，D错误；故选C．5、D【解析】

A．地面附近的物体都受到重力的作用，与运动还是静止无关.故A错误;B．有规则几何形状的物体，但如果质量分布不均匀，其重心也不在几何中心上，故B错误.C．重心是物体所受重力的作用点，重心不一定在物体上；如篮球的重心在球心.故C错误;D．物体受到的重力为：重力加速度与地理纬度及离地面高度有关，所以重力的大小与物体离地面的高度有关.与是否运动无关，所以D正确.6、AC【解析】

电子分别由M点运动到N点和P点的过程中，电场力所做的正功相同，说明NP在同一个等势面上，电子带负电荷，沿着等势面移动电场力不做功．【详解】电子从M点运动到N点的过程中，电场力做正功，则，，电子分别由M点运动到N点和P点的过程中，电场力所做的正功相同，说明，电场是匀强电场，电场线与NP垂直，MQ与电场线垂直，则，电子由M点运动到Q点电场力不做功，AC正确BD错误．【点睛】解决本题的关键要抓住电场力做功与电势能变化的关系，知道匀强电场的等势面是平行等间距的直线，基础题目．7、AB【解析】试题分析：由可知轨道半径越大，运行速度应越小，可判断出物体在B点的速度一定轨道小于轨道Ⅰ上A点的速度，所以A、B正确．由开普勒第三定律可判断出C错误．由可知探测器在A点的加速度一样，D错误．考点：利用万有引力定律处理变轨问题8、ACD【解析】

A．由题意得故A正确；B．由牛顿第二定律得代入数据可得故B错误；C．对该星球表面的物块代入数据可得故C正确；D．对在该星球表面附近运行的卫星有故代入数据得故D正确。故选ACD。9、BD【解析】

A、小球接触弹簧开始，由mg-kx=ma可知，小球应先做加速度减小的加速运动，当mg=kx时速度最大，然后再根据kx-mg=ma可知，小球做加速度增大的减速运动，当速度v=0时，弹簧压缩最短，所以小球的动能先增大后减小，故A错误；B、弹性势能与弹簧的形变量有关，小球下落压弹簧的压缩量一直增大，则弹性势能一直增大，故B正确；C、在运动的过程中，只有重力和弹簧弹力做功，则小球动能和重力势能以及弹簧的弹性势能之和保持不变，即小球和弹簧及地球组成的系统机械能守恒，有，因小球的重力势能随高度的下降而减小，则动能和弹簧的弹性势能之和一直增加，故C错误，D正确.故选BD.10、BD【解析】物体受到几个力的作用而做匀速直线运动，如果只撤掉其中的一个力，其它力保持不变，合力与撤去的力大小相等方向相反，合力大小方向不变，不可能做匀速直线运动．故A错误．若撤去的力与运动的方向相反，则物体做匀加速直线运动；若撤去的力与运动的方向相同，则物体做匀减速直线运动．故B正确，C错误；若撤去的力与速度的方向不在同一条直线上，物体做匀变速曲线运动．故D正确．故选BD．点睛：解决本题的关键掌握判断物体做直线运动还是曲线运动的条件，当速度的方向与合力方向不在同一条直线上，物体做曲线运动，合力的方向与速度方向在同一条直线上，物体做直线运动．二、实验题11、乙引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量）【解析】

（1）根据万有引力公式可得（2）由于引力较小，所以卡文迪许设计此实验时运用了放大法的思想，所以利用微小测量方法放大的思想的是乙图（3）引力常量的得出具有重大意义，比如：引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量）故本题答案是：(1).(2).乙(3).引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量）12、平衡摩擦力M》mmgx2【解析】（1）小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力，想用钩码的重力表示小车受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；

其次：设小车质量M，钩码质量m，整体的加速度为a，绳上的拉力为F，则：对小车有：；

对钩码有：，

即：，则：

如果用钩码的重力表示小车受到的合外力，即：，则当时，绳的拉力才能与砝码的重力近似相等．（2）根据上面可知：合力的功为：；点睛：本题重点考查了“恒力做功和物体动能变化之间的关系”实验的原理，以及数据处理方法，解题时从实验原理角度分析即可，该实验的一些操作和要求与探究力、加速度、质量之间关系的实验类似可以类比学习．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、【解析】设两个星球A和B做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R，相互作用的引力大小为F，运行周期为T．根据万有引力定律有①由匀速圆周运动的规律得②③由题意得L＝R＋r④联立①②③④式得⑤14、(1)(2)，方向竖直向下【解析】【分析】球B运动到最高点时，球B对杆无作用力，由重力提供向心力，由牛顿第二定律求出速度，A、B绕同一轴转动，角速度相同；球B从最高转到最低点过程中，系统机械能守恒，求出球B转到最低点时的速度，根据向心力公式求解即可；解：(1)设球B在最高点时速度为v0，由得由于,且故此时球A的速度:(2)设球B在最低点时的速度为vB，对球A、球B组成的系统，根据机械能守恒定律有：且,解得：对B球，由解得：据牛顿第三定律可知：B对杆的作用力大小：，方向竖直向下15、(1)6m/s，2.8m；(2)N=24N；(3)0.5m＜x≤15m或x≥3m【解析】

(1)小物体从P到A做平抛运动，由题知，物体经过A点时速度平行于斜面向下，设物体经过A点时竖直分速度大小为vy，如图所示则有vy＝v0tan45°＝v0，又可得，水平距离联立解得v0＝6m/s，H＝2.8m(2)