山西省上党联盟2022-2023学年高一物理第二学期期中学业水平测试试题含解析

山西省上党联盟2022-2023学年高一物理第二学期期中学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，距地面越高，卫星运动的（）A．周期越大 B．线速度越大 C．向心加速度越大 D．角速度越大2、某行星的质量是地球质量的二倍，半径也是地球半径的二倍，那么此行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A．倍 B．倍 C．4倍 D．2倍3、一颗运行中的人造地球卫星，到地心的距离为r时，所受万有引力为F；到地心的距离为2r时，所受万有引力为()A．F B．3F C．F D．F4、小船在静水中的速度v1=3m/s，它要渡过一条水流速度v2=5m/s，河宽150m的河流，若认为河流笔直且足够长，则可断定（）A．小船可能到达出发点的正对岸 B．小船渡河的最短位移是150mC．小船渡河时间不能少于50s D．小船根本不可能渡河到达对岸5、热力学第二定律使人们认识到自然界中进行的涉及热现象的宏观过程A．都具有方向性 B．只是部分具有方向性C．没有方向性 D．无法确定6、如图所示，两个水平摩擦轮A和B传动时不打滑，半径RA＝2RB，A为主动轮．当A匀速转动时，在A轮边缘处放置的小木块恰能与A轮相对静止．若将小木块放在B轮上，为让其与轮保持相对静止，则木块离B轮转轴的最大距离为(已知同一物体在两轮上受到的最大静摩擦力相等)()A．RB．RC．RBD．B轮上无木块相对静止的位置7、如图所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，A球、B球质量分别为2m、m，两球半径忽略不计，杆的长度为。先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球A在水平面上由静止开始向右滑动，当小球B沿墙下滑距离为时,下列说法正确的是（）A．小球A的速度为B．小球B的速度为C．小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为D．小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为8、某人用手将1kg物体由静止向上匀加速提起1m，这时物体的速度为2m/s（g=10m/s2），则下列说法正确的是（）A．物体克服重力做功10JB．合外力做功2JC．合外力做功12JD．手对物体做功10J9、经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的大小远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。两颗星球组成的双星m1、m2，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2。则可知()A．m1与m2做圆周运动的角速度之比为2:3B．m1与m2做圆周运动的线速度之比为2:3C．m1做圆周运动的半径为2L/5D．m2做圆周运动的半径为2L/510、气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星。“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直，通过两极，每12小时巡视地球一周，称为“极地圆轨道”。“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星A．周期小 B．运行角速度小 C．运行线速度大 D．向心加速度大11、如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A.B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）.初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块A．落地时的速率相同B．重力的冲量相同C．重力势能的变化量相同D．重力做功的平均功率相同12、如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外圆光滑内圆粗糙。一质量为m0.2kg的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于两圆间距，球运动的轨道半径R=0.5米，g取10m/s2，不计空气阻力，设小球过最低点时重力势能为零，下列说法正确的是（）A．若小球运动到最高点时速度为0，则小球机械能可能守恒B．若小球第一次运动到最高点时速度大小为0，则v0一定小于5m/sC．若要小球不挤压内轨，则v0一定大于等于5m/sD．若小球开始运动时初动能为1.6J，则足够长时间后小球的机械能为1J二．填空题(每小题6分，共18分)13、利用物体的自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验是实验室常用的实验方法，记录小球的自由落体运动通常有三种方法：①用打点计时器；②用光电门；③用频闪照相机。三种装置如图所示。打点计时器是大家所熟知的，光电门可记录小球通过光电门的时间，频闪照相在按下快门的同时切断电磁铁的电源让小球自由下落。(1)关于上图这三种实验方法，下列说法错误的是________。A．方法①③需要测量的量和计算方法相同B．方法②需要测量小球直径dC．三种方法都必须测量下落重物的质量D．方法③的系统误差最小(2)右图是两位同学利用方法①实验操作时释放纸带瞬间的照片，你认为操作正确的是_______。(3)方法②中测得小球被电磁铁吸住的位置到光电门的距离为h，小球直径为d，通过光电门的时间为∆t，重力加速度为g。当h近似______时，可认为小球下落过程中机械能守恒。(4)方法③得到如下图所示频闪照片，测量结果已标注在图上，从小球由O点开始运动，到拍下D像，小球重力势能的减少量∆Ep=______J，小球动能的增加量∆Ek=_______J。（取g=9.8m/s2，小球质量为m=2kg，频闪照相机每隔0.05s闪光一次，结果保留三位有效数）14、卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置（图中O为光滑小孔）来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动．设航天器中具有基本测量工具．（1）实验时需要测量的物理量包括弹簧秤拉力F、______和______．（填写选项）A．圆周运动的半径rB．水平面的高度hC．小球运动周期TD．绳子的长度L（2）待测物体质量的表达式为m=______．15、在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置．先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸．将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得到痕迹C．

若测得木板每次移动距离x，A、B间距离y1，B、C间距离y1．请回答以下问题(重力加速度为g)

（1）为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？________________．（1）如何检验斜槽底端水平？______________（3）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0＝_________(用题中所给字母表示)三．计算题(22分)16、（12分）用细线将质量的带电小球P悬挂在O点下，当空中有方向为水平向右，大小E=1×104N/C的匀强电场时，小球偏转37°后处在静止状态。(1)分析小球的带电性质；(2)求小球的带电量q；(3)求细线的拉力F。17、（10分）如图所示，一小球沿光滑曲面上滑，经过B位置时它的动能为EkB，重力势能为EpB，机械能为EB；经过一段时间后，小球运动到另一位置A，这时它的动能为EkA，重力势能为EpA，机械能为EA．运用所学知识推导小球由B运动到A的过程机械能守恒，即EA＝EB．

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】

根据万有引力与牛顿第二定律，确定线速度，角速度，周期和向心加速度与半径的关系。【详解】A．根据可得可知，卫星距离地面越高，周期越长，A正确；B．根据可得卫星距离地面越高，线速度越小，B错误；C．根据可得可知，卫星距离地面越高，向心加速度越小，C错误；D．根据可得可知，卫星距离地面越高，角速度越小，D错误。故选A。2、B【解析】

根据万有引力提供向心力有得，则故B正确．3、C【解析】

根据万有引力定律，有距离为2r时可得故C正确，ABD错误。4、C【解析】

A.因为静水中速度的大小小于水流速度的大小，则合速度的方向不可能垂直河岸，所以小船不可能到达正对岸．故A错误，B错误；C.当小船在静水速与河岸垂直时，渡河的时间最短，则最短时间t=d/v静=150/3s=50s.故C正确；D.将小船的速度沿河岸和垂直河岸分解，只要小船有垂直河岸方向的分量，就能到达河对岸，故D错误；故选C5、A【解析】

本题考查热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，第二定律说明热的传导具有方向性，可通过列表举例说明；【详解】热力学第二定律的内容：一种表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响．另一种表述是：不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化．因此热力学第二定律说明自然界中进行的涉及热现象的宏观过都具有方向性．如下表：方向性详解举例热传导的

方向性热量可以自发地从高温物体传给低温物体要将热量从低温物体传给高温物体，必须有外界的帮助，即外界对其做功机械能转

化为内能

过程的方

向性机械能可以全部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能而不引起其他变化第二类永动机不可能实现A．都具有方向性，与结论相符，选项A正确；B．只是部分具有方向性，与结论不相符，选项B错误；C．没有方向性，与结论不相符，选项C错误；D．无法确定，与结论不相符，选项D错误；故选A正确．【点睛】只有熟练掌握热力学第二定律的内容才能顺利解决本题，一定要注意基本概念的积累，可通过实例加深对规律的理解．6、B【解析】

摩擦传动时，两轮边缘上线速度大小相等，摩擦力提供向心力展开讨论即可．【详解】摩擦传动不打滑时，两轮边缘上线速度大小相等，根据题意有：两轮边缘上有：RAωA=RBωB，所以ωB=R【点睛】摩擦传动时，两轮边缘上线速度大小相等，抓住最大摩擦力相等是解决本题的关键．7、AD【解析】

AB.当小球B沿墙下滑距离为时，杆与水平方向的夹角的正弦是，此时A、B两小球的速度关系满足，由机械能守恒定律得：解得：小球A的速度为。小球B的速度为，故A正确，B错误。C.由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对B做的功为，故C错误；D由动能定理得：，小球B沿墙下滑过程中，杆对A做的功为，故D正确；8、AB【解析】A、物体上升过程中克服重力做功为：WG=mgh=1×10×1=10J，故A正确．

B、C由动能定理知，物体合力做的功等于动能变化，故合外力做的功为：W=12mv2-0=1D、W=WF-mgh，所以WF=W+mgh=12J故选AB点睛：物体的重力做功由物体重力及高度差决定；合外力做功等于动能的变化，由动能定理求解．物体受力从静止向上加速运动，当速度达到2m/s时，手对物体做功导致物体机械能增加，根据功能原理求解手对物体做功．9、BC【解析】

A.双星靠相互间的万有引力提供向心力，相等的时间内转过相同的角度，故角速度相等，则A项不合题意.B.根据v=ωr可知，角速度相等，有双星的线速度比等于半径比为2:3；故B项符合题意.CD.向心力大小相等，有：m1ω2r1=m2ω2r2，即m1r1=m2r2，因为质量之比为m1:m2=3:2，则轨道半径之比r110、ACD【解析】

A.根据万有引力提供向心力得：，因为风云二号是同步卫星，周期为24小时，所以风云一号的周期小于风云二号的周期，A正确B.根据，周期大的角速度小，所以风云一号角速度大于风云二号的角速度，B错误C.根据，联立解得：，风云一号周期小，所以风云一号线速度大，C正确D.根据向心加速度方程：，风云一号线速度大，角速度大，所以向心加速度大，D正确11、AD【解析】

设斜面倾角为θ，刚开始AB处于静止状态，所以mBgsinθ=mAg，所以mB>h解得tBA.剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据动能定理得：12mv2=mghB.A物体重力的冲量IB物体重力的冲量I所以重力的冲量不相同，故B错误；C.重力势能变化量△EP=mgh，由于A、B的质量不相等，所以重力势能变化不相同，故C错误；D.A重力做功的平均功率为：PB重力做功的平均功率为：PB=所以重力做功的平均功率相等，故D正确。12、CD【解析】

A．若小球运动到最高点时受到为0，则小球在运动过程中一定与内圆接触，受到摩擦力作用，要克服摩擦力做功，机械能不守恒，故A错误；B．如果内圆光滑，小球在运动过程中不受摩擦力，小球在运动过程中机械能守恒，如果小球运动到最高点时速度为0，由机械能守恒定律得：小球在最低点时的速度由于内圆粗糙，小球在运动过程中要克服摩擦力做功，则小球在最低点时的速度应大于，速度可能大于5m/s，故B错误；C．小球如果不挤压内轨，则小球到达最高点速度最小时，小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律得：由于小球不挤压内轨，则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用，只有重力做功，机械能守恒，从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律得：解得：v0=5m/s则小球要不挤压内轨，速度应大于等于5m/s，故C正确；D．小球的初速度则小球在运动过程中要与内轨接触，要克服摩擦力做功，机械能减少，最终小球将在轨道的下半圆内做往复运动，到达与圆心同高位置处速度为零，则小球的最终机械能E=mgR=0.2×10×0.5=1J故D正确。故选CD。二．填空题(每小题6分，共18分)13、CB3.843.84【解析】

(1)[1]A．①③实验要确定出下落的高度与获得的速度，所用的方法都是留迹法，故A正确；B．方法②要由求速度则需要测量小球直径，故B正确；C．三种方法验证机械能时动能和重力势能都含有质量，则质量可以约掉，故三种方法都不需要测量下落重物的质量，故C错误；D．方法①纸带与计时器有摩擦，方法②用平均速度测量速度有误差，方法③避免了①②两种情况，系统误差小，故D正确。故选C。(2)[2]A图中的重物离打点计时器太远，导致纸带有很长一截不能打点，故B图的操作是正确的，有效的利用了纸带打点。(3)[3]方法②中，实验原理为验证重力势能的减少量等于动能的增加量，有即验证机械能守恒定律需满足实际是存在误差的，所以近似相等即可。(4)[4][5]方法③中，小球重力势能的减少量代入数据得小球动能的增加量为代入