福建省泉州市南安一中2023年物理高一下期中教学质量检测试题含解析

福建省泉州市南安一中2023年物理高一下期中教学质量检测试题请考生注意：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：（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、已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离两球中心之间的距离为月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知A．地球的质量为 B．月球的质量为C．地球的密度为 D．月球运动的加速度为2、假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率．如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍，则摩托艇的最大速率变为原来的（）A．4倍 B．2倍 C．倍 D．倍3、无偿献血、救死扶伤的崇高行为，是文明社会的标志之一。现代献血常采用机采成分血的方式，就是指把健康人捐献的血液，通过血液分离机分离出其中某一种成分（如血小板、粒细胞或外周血干细胞）储存起来，再将分离后的血液回输到捐献者体内。分离血液成分需要用到一种叫离心分离器的装置，其工作原理的示意图如图所示，将血液装入离心分离器的封闭试管内，离心分离器转动时给血液提供一种“模拟重力”的环境，“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，其大小与血液中细胞的质量以及其到转轴距离成正比。初始时试管静止，血液内离转轴同样距离处有两种细胞a、b，其密度分别为ρa和ρb，它们的大小与周围血浆密度ρ0的关系为ρa<ρ0<ρb。对于试管由静止开始绕轴旋转并不断增大转速的过程中，下列说法中正确的是（）A．细胞a相对试管向外侧运动，细胞b相对试管向内侧运动B．细胞a的“模拟重力势能”变小，细胞b的“模拟重力势能”变大C．这种离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”沿转动半径方向各处大小相同D．若某时刻a、b两种细胞沿垂直于转轴的半径方向速率相等，则“模拟重力”对细胞a做功的功率小于对细胞b做功的功率4、2016年12月17口是我国发射“悟空”探测卫星一周年的日子.“悟空”探测卫星的发射为人类对暗物质的研究,做出了重大贡献.假设两颗质量相等的星球绕其球心连线中心转动,理论计算的周期与实际观测周期有出入,且.科学家推测.在以两星球球心连线为直径的球体空间中均匀分布着暗物质,设两星球球心连线长度为L,质量均为m,据此推测,暗物质的质量为()A．(n-1)mB．(2n-1)mC．D．5、已知引力常量G和下列四组中的哪一组数据，就能计算出地球的质量（）A．地球绕太阳公转的周期及地球到太阳中心的距离B．人造卫星距离地面的高度及卫星运行的周期C．月球绕地球公转的周期及月球到地心的距离D．地球自转周期和月球到地心的距离6、静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是（）A． B． C． D．7、“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8、(多选)美国宇航局计划2025年前载人登陆小行星，图为畅想登陆小行星的宇航员．为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境．在地球表面附近，当飞机模拟只在重力作用下运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态．现要求一架飞机在速度大小为v1＝500m/s时进入失重状态试验，在速度大小为v2＝1000m/s时退出失重状态试验．重力加速度为g＝10m/s2，下列说法正确的是()A．飞机可以模拟向上的加速运动B．飞机可以模拟向下的减速运动C．如果是竖直上抛运动，可计算失重时间是150sD．如果是竖直下抛运动可计算失重时间是50s9、有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度大小不等，但所受筒壁的支持力大小相等D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用10、若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（）A．月球表面的重力加速度B．月球的平均密度C．月球的第一宇宙速度D．月球的质量11、如图叠放在水平转台上的物体A、B、C正随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，B与转台、C与转台、A与B间的动摩擦因数都为μ，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r.最大静摩擦力等于滑动摩擦力，以下说法正确的是（）A．B对A的摩擦力有可能为3μmgB．C与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力C．转台的角速度ω有可能等于D．若角速度ω再在题干所述原基础上缓慢增大，C将最先发生相对滑动12、2020年左右我国将进行第一次火星探测，美国已发射了“凤凰号”着陆器降落在火星北极勘察是否有水的存在.如图为“凤凰号”着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，轨道上的P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ＝2QS，(已知轨道Ⅱ为圆轨道)下列说法正确的是()A．着陆器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速B．着陆器在轨道Ⅱ上S点的速度小于在轨道Ⅲ上Q点的速度C．着陆器在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点的加速度大小相等D．着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间是着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间的2倍二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）为了研究物体的平抛运动，可做下面的实验：如图1所示，用小锤打击弹性金属片，A球就水平飞出；同时B球被松开，做自由落体运动．两球同时落到地面．把整个装置放在不同高度，重新做此实验，结果两小球总是同时落地．此实验说明了A球在竖直方向做_________运动．某同学接着研究事先描出的小钢球做平抛运动的轨迹，以抛出点为坐标原点O，取水平向右为x轴，竖直向下为y轴，如图2所示．在轨迹上任取点A和B，坐标分别为A(x1，y1)和B(x2，y2)，使得y1∶y2=1∶4，结果发现x1∶x2=1∶2，此结果说明了小钢球在水平方向做______运动．14、（10分）在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：（1）实验中下列物理量中需要直接测量的量有____________（填字母序号）．A．重锤质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与下落高度相应的重锤的瞬时速度（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=________m/s（保留到小数点后两位）；（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=_____J，此过程中物体动能的增加量△Ek=_______J；（g取9.8m/s2保留到小数点后两位）（4）通过计算表明数值上△EP______△Ek（填“大于”“小于”或“等于”）。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）A，B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动，在相同的时间内，它们通过的路程之比是5∶3，运动方向改变的角度之比是3∶2，它们的向心加速度之比是多少？16、（12分）将电量q1=+1.0×10－8C的点电荷，在A点时所受电场力大小是2.0×10－5N．将它从零电势O点处移到电场中A点时，需克服电场力做功2.0×10－6J．求：（1）A点处的电场强度的大小．（2）电势差UAO．（3）若将q1换成q2=－3.0×10－8C的点电荷，求q2从A点移动到O点过程中q2的电势能的改变量．17、（12分）在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。（1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？（2）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？（取g=10m/s2）

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】

研究月球绕地球圆周运动，利用万有引力提供向心力得：，解得，故A错误；由于不知道月球的卫星的相关量，故不能求得月球质量，故B错误．，故C错误；根据a=ω2r，得，故D正确；故选D．【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，注意不同的圆周运动对应不同的轨道半径和周期．运用黄金代换式GM=gR2求出问题是考试中常见的方法．2、D【解析】

设阻力为f，由题知：f=kv；速度最大时，牵引力等于阻力，则有P=Fv=fv=kv1．所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的1倍，则摩托艇的最大速率变为原来的倍．故选D．3、C【解析】

A．转动时细胞需要向心力F，有F=mrω2，因ω，r相同，则质量大的即密度大的所需要的向心力大，周围细胞对其作用力小于所需的向心力则要做离心运动，则b向外运动，而a则向内运动，故A错误；B．“模拟重力”的方向沿试管远离转轴的方向，b向外运动，而a则向内运动，细胞a的“模拟重力势能”变大，细胞b的“模拟重力势能”变小，故B错误；C．离心分离器“模拟重力”对应的“重力加速度”g=rω2可知“重力加速度”沿转动半径方向向外侧逐渐变大，故C正确；D．垂直于转轴的半径方向速率相等，而垂直于模拟重力方向，故功率均为零，故D错误。故选C。4、C【解析】设星球的质量均为m，轨道半径为，周期为T，双星运动过程中万有引力提供向心力：，解得：；令暗物质的质量为，对星球由万有引力提供向心力：，解得：．根据，联立以上可得：．故C正确，ABD错误．5、C【解析】

A．根据万有引力提供向心力，则有解得，已知地球绕太阳公转的周期及地球到太阳中心的距离，只能求出中心天体，即太阳的质量，地球的质量约掉了，则不能求出地球质量，故A不符合题意；B．根据万有引力提供向心力，则有解得，已知人造卫星距离地面的高度及卫星运行的周期，而地球半径不知道，所以无法知道人造卫星的轨道半径，故不能求出地球的质量，故B不符合题意；C．根据万有引力提供向心力，则有解得，已知月球绕地球公转的周期及月球到地心的距离，故可以求出地球的质量，故C符合题意；D．根据万有引力提供向心力，则有解得，已知地球自转周期和月球到地心的距离，不能求出地球的质量，因为表达式的周期应为月球绕地球公转的周期，故D不符合题意。故选C。6、C【解析】

恒力做功的大小等于机械能的增量，撤去恒力后，物体仅受重力，只有重力做功，机械能守恒．设在恒力作用下的加速度为a，则机械能增量，知机械能随时间不是线性增加，撤去拉力后，机械能守恒，则机械能随时间不变，故C正确．7、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。8、CD【解析】当飞机作向上的加速运动和向下的减速运动，加速度都是向上，飞机处于超重状态，所以AB错误；如果是竖直上抛运动，可计算时间是t=-1000-500-10=150秒，故C正确；如果是竖直下抛运动可计算时间是t=9、CD【解析】

A．汽车过凸桥最高点时，加速度的方向向下，处于失重状态，选项A错误；B．小球受到重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力。如图由牛顿第二定律得解得角速度可知保持圆锥摆的高度不变，则角速度不变，选项B错误；C．小球靠重力和支持力的合力提供向心力，重力不变，根据平行四边形定则知，支持力相等，向心力相等，但半径不等，所以角速度大小不等，选项C正确；D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨受到挤压，选项D正确。故选CD。10、ABC【解析】

A．设月球表面的重力加速度为，小球在月球表面做平抛运动，根据平抛知识可知水平方向上竖直方向上解得故A正确；BD．在月球表面解得所以密度为故B正确，D错误；C．月球的第一宇宙速度故C正确。故选ABC。11、CD【解析】A项：对A受力分析，受重力，支持力和B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有，由此可知随着角速度的增大，摩擦力也增大，只有当A要滑动时B对A的摩擦力才为，故A错误；B项：由于A与C转动的角速度相同，都是由摩擦力提供向心力，对A有，对C有，由此可知C与转台的摩擦力小于A与B间的摩擦力，故B错误；C项：当C刚要滑动时的临界角速度为：，解得，对AB整体要滑动的临界角速度为：，解得：，故C正确；D项：由C分析可知，C的临界角速度最小，所以C最先滑动，故D正确．12、BC【解析】着陆器由轨道I进入轨道Ⅱ做的是向心运动．需点火减速，使万有引力大于所需要的向心力，故A错误；着陆器在轨道II上的P点需要点火减速后才能进入轨道III，所以着陆器在轨道II上的P点的速度大于在轨道III上P点速度，根据万有引力提供向心力：，解得：，可知在轨道Ⅱ上S点的速度小于近地速度，而在轨道Ⅲ上Q点的速度大于近地速度，所以着陆器在轨道Ⅱ上S点的速度小于在轨道Ⅲ上Q点的速度，故B正确；根据万有引力提供向心力：，解得：，可知着陆器在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点到火星的球心之间的距离是相等的，所以加速度大小相等，故C正确；着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间和着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时都是各自周期的一半，根据开普勒第三定律，有：，解得：，故D错误．所以BC正确，AD错误．二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、自由落体运动匀速直线运动【解析】

[1]在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动；[2]竖直方向上做自由落体运动，y1∶y2=1∶4，根据知，运到到A、B两点的时间比为1：2，所以O到A、A到B的时间相等，水平位移又相等，所以水平方向上做匀速直线运动．【点睛】本题属于简单基础题目，实验虽然简单，但是很直观的验证了平抛运动在竖直方向上和水平方向上的运动规律．14、C0.980.490.48大于【解析】（1）在“验证机械能守恒定律”的实验中，直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重锤的质量可以不测量，重力加速度与实验无关，通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度，故选项C正确，ABD错误；

（2）利用匀变速直线运动的推论，；（3）重力势能减小量动能的增加量为：；（4）由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失，所以减少的重力势能大于增加的动能，即。点睛：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而计算出能量问题。三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共