福建省龙海市程溪中学2023年高一物理第二学期期中考试试题含解析

福建省龙海市程溪中学2023年高一物理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、已知万有引力常量为G，现在给出下列各组数据，不可以计算出地球质量的是A．地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离RB．月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离RC．人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运动周期TD．地球的自转周期T、地球的自转线速度和地球的平均密度ρ2、“好奇号”火星探测器发现了火星存在微生物的更多线索，进一步激发了人类探测火星的热情．已知火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，在地球上发射人造地球卫星时的最小发射速度为v，则火星人在火星上发射人造火星卫星时的最小发射速度为（）A． B．C． D．3、第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（）A．牛顿 B．伽利略 C．胡克 D．卡文迪许4、下列情形中，哪种情形不能求得地球的质量（）A．已知地球的半径和地球表面的重力加速度B．已知近地卫星的周期和它的向心加速度C．已知卫星的轨道半径和运行周期D．已知卫星质量和它的离地高度5、如图，在一半经为R的球面顶端放一质量为m的物块，现给物块一初速度v0，，则（）A．若，则物块落地点离A点B．若球面是粗糙的，当时，物块一定会沿球面下滑一段，再斜抛离球面C．若，则物块落地点离A点为RD．若，则物块落地点离A点至少为2R6、货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，当拖拽速度为4m/s时，所需功率为20kW.则当速度减小为2m/s时所需功率为()A．5kW B．10kW C．20kW D．40kW7、“飞车走壁”杂技表演深受青少年的喜爱，表演者沿着侧壁做匀速圆周运动如图所示．若表演时演员与摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁倾斜方向的摩擦力恰好为零．摩托车离底面越高（）A．向心力越大B．线速度越大C．周期越大D．对侧壁的压力越大8、如图所示，水平传送带以速度v1匀速运动，小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连，t=0时刻P在传送带左端具有速度v2，P与定滑轮间的绳水平，t=t1时刻P离开传送带．不计定滑轮质量和摩擦，绳足够长．正确描述小物体P速度随时间变化的图象可能是（）A．B．C．D．9、(多选)如图所示，为在平静海面上，两艘拖船A、B拖着驳船C运动的示意图．A、B的速度分别沿着缆绳CA、CB方向，A、B、C不在一条直线上．由于缆绳不可伸长，因此C的速度在CA、CB方向的投影分别与A、B的速度相等，由此可知C的(）A．速度大小可以介于A、B的速度大小之间B．速度大小一定不小于A、B的速度大小C．速度方向可能在CA和CB的夹角范围外D．速度方向一定在CA和CB的夹角范围内10、如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点。下列说法中正确的是（）A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零B．小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等C．小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化相等D．小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等11、下列说法正确的是（）A．牛顿发现万有引力定律，并给出引力常量的数值B．两物体之间的引力总是大小相等的，与质量是否相等无关C．同步卫星一定位于赤道上空D．所有的地球同步卫星都在同一轨道运动12、如图所示，电源的电动势为E，内阻为r，和为滑动变阻器，R为定值电阻，闭合开关S后，下列说法正确的是（）A．若只将的滑动触头向右移动，电压表示数将变大B．若只将的滑动触头向右移动，电流表示数将变大C．若只将的滑动触头向右移动，电压表示数将变小D．若只将的滑动触头向右移动，电流表示数将变大二．填空题(每小题6分，共18分)13、某实验小组“用落体法验证机械能守恒定律”，实验装置如图甲所示.实验中测出重物自由下落的高度h及对应的瞬时速度v，计算出重物减少的重力势能mgh和增加的动能mv2，然后进行比较，如果两者相等或近似相等，即可验证重物自由下落过程中机械能守恒.请根据实验原理和步骤完成下列问题：(1)关于上述实验，下列说法中正确的是________.A．重物最好选择密度较小的木块B．重物的质量可以不测量C．实验中应先接通电源，后释放纸带D．可以利用公式v＝来求解瞬时速度(2)如图乙是该实验小组打出的一条点迹清晰的纸带，纸带上的O点是起始点，选取纸带上连续的点A、B、C、D、E、F作为计数点，并测出各计数点到O点的距离依次为27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打点计时器所用的电源是50Hz的交流电，重物的质量为0.5kg，则从计时器打下点O到打下点D的过程中，重物减小的重力势能ΔEp＝________J；重物增加的动能ΔEk＝________J，两者不完全相等的原因可能是________________.(重力加速度g取9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字)(3)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D、E、F各点的瞬时速度v，以各计数点到A点的距离h′为横轴，v2为纵轴作出图象，如图丙所示，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是______________________________________________.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无法用天平称量物体的质量．假设某同学在这种环境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．设航天器中还有刻度尺、秒表等基本测量工具．(1)物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是______________．(2)在物体运动周期T已知的情况下，实验还需要测量的物理量是________．(3)待测质量的表达式为m=________.15、用如图实验装置验证质量分别为、的用轻绳连接的重物组成的系统机械能守恒，从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，右图给出的是实验中获取的一条纸带：A、B、C、D、E、F为所取计数点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示，已知打点计时器所用电源的频率为，当的重力加速度为g；①在打B-E点过程中，系统重力势能的减少量_______，系统动能的增量________(用题中和图中给出的字母表示)；②经计算发现现,总是略大于，其主要原因是_____________(写出两条即可)．三．计算题(22分)16、（12分）两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1：3，两行星半径之比为3：1，则：（1）两行星密度之比为多少？（2）两行星表面处重力加速度之比为多少？17、（10分）如图，一小球从点冲上一半圆形竖直轨道，轨道半径为m，重力加速度m/s2，求：（1）要想让小球能顺利通过轨道的最高点而不掉下来，则小球在最高点时的速度大小至少为多少？（2）若小球通过点时的速度为m/s，则小球从点飞出后做平抛运动落在点，求的距离？

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】

根据地球绕太阳运行的周期T和地球绕太阳中心的距离R，结合，可以求出太阳的质量，地球的质量被约去，无法求出，故A符合题意．根据月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离R，结合，可以求出地球的质量，故B不符合题意．已知人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运动周期T，根据v=可以求出人造卫星的轨道半径，根据可以求出地球的质量，故C不符合题意．已知地球自转周期和地球的自转线速度，根据v=可以求出地球的半径R，又根据平均密度，结合可求出地球的质量，故D不符合题意．故选A．【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道通过该理论只能求解中心天体质量，不能求解环绕天体质量．2、B【解析】

由万有引力提供向心力：，解得：，则，则，故B正确．3、D【解析】

第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是卡文迪许，故D正确ABC错误。故选D。4、D【解析】

A．地球表面的物体受到的地球的重力等于万有引力，即因此可求出地球的质量故A正确，不符合题意；B．已知近地卫星的周期和它的向心加速度，根据圆周运动向心加速度公式得所以能求出近地卫星的轨道半径①也就是地球半径．再根据万有引力提供向心力得②所以由①②可以求出地球质量．故B正确，不符合题意；C．已知卫星的轨道半径和运行周期，根据万有引力提供向心力得故C正确，不符合题意；D．根据万有引力提供向心力，其中卫星质量在等式中消去，只知道卫星离地高度不能求出地球质量，故D错误，符合题意；故选D．【点睛】解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动，其受到的万有引力提供向心力，会用线速度、角速度、周期表示向心力，同时注意公式间的化简．5、D【解析】

试题分析：在最高点，根据牛顿第二定律得，，，解得N=0，知物体在顶部仅受重力，有水平初速度，做平抛运动，则，则水平运动的位移，故A错误；当时，在最高点，根据牛顿第二定律得，，解得，如果物块受到的摩擦力足够大，物块可能滑行一段距离后停止；2、如果物块受到的摩擦力处于临界状态，可能刚好滑到边沿竖直下抛；3、如果摩擦力再减少的话就可能在某一位置斜下抛，故B错误；当时，物块也可能做圆周运动，故C错误；若，有A的分析可知，水平位移x≥2R，故D正确．考点：考查了圆周运动，平抛运动【名师点睛】在最高点，物体沿半径方向的合力提供向心力，根据牛顿第二定律判断是否有支持力，从而判断物体的运动情况即可解题．6、A【解析】

货轮拖拽船所需的拉力与其速度成正比，即：，根据功率方程：，可以得到：，所以，BCD错误，A正确7、BC【解析】试题分析:假设侧壁和竖直方向的夹角是，当摩擦力为零时，演员和摩托车受到重力和支持力作用，两个力的合力提供摩托车做圆周运动的向心力，高度越高，轨道半径越大，但是向心力不变，线速度变大，周期变大，对侧壁作用的压力不变，所以BC正确．考点：本题考查了曲线运动中水平面上圆周运动的知识．8、BC【解析】试题分析：若：向右，若，则向右匀加速到速度为后做匀速运动到离开，则为B图正确；若，则向右做匀减速到速度为0后再向左匀加速到离开．若：向左，若，则减速到后匀速向右运动离开，无此选项，若，则减速到小于后变为向右，加速度变小，此后加速度不变，继续减速到0后向左加速到离开，则为C图正确，故AD错误，BC正确．考点：牛顿第二定律、匀变速直线运动的图像【名师点睛】考查摩擦力的方向与速度的关系，明确其与相对运动方向相反，结合牛顿第二定律分析运动情况，较难．9、BC【解析】

船C沿着绳子靠向A船的同时还要绕A船转动；同理，船C沿着绳子靠向B船的同时还要绕B船转动；先将船C的速度先沿着平行AC绳子和垂直AC绳子方向正交分解；再将船C的速度先沿着平行BC绳子和垂直BC绳子方向正交分解；由于绳子不可伸长，故每条船沿着绳子方向的分速度是相等的；由于船C的速度方向未知，可能在AC与BC绳子之间，也可能不在在AC与BC绳子之间，故两船速度大小无法比较，但从图中可以看出，两拖船速度一定小于C船速度；故A错误，B正确；由于船C的合速度方向未知，可以在AC与BC绳子之间，也可能不在在AC与BC绳子之间，故C正确，D错误；10、BD【解析】

A．小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，返回到A点时的速度小于原来速度大小，由动能定理可知合外力做负功，故A错误；B．小球从A到C与从C到B的过程，合外力做功相同，由动能定理可知这两个过程中减少的动能相等，故B正确；C．小球从A到C比从C到B用时短，由动量定理可知从A到C速度的变化量小，故C错误；D．小球从A到C与从C到B的过程，滑动摩擦力做功相同，说明损失的机械能相等，故D正确。故选BD。11、BCD【解析】

A．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许首先测出引力常量的数值，故A错误；B．m1、m2之间的万有引力是属于相互作用力，所以根据牛顿第三定律可知：两物体受到的相互引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关．故B正确；C．地球同步卫星和地球是相对静止的，所以必须定点在赤道的正上方，故C正确；D．因为同步卫星要和地球自转同步，即ω相同，根据向心力公式得解得因为ω一定，所以r必须固定，所以同步卫星的高度是一个确定的值，所有的地球同步卫星都在同一轨道运动，故D正确。故选BCD。12、AD【解析】

AB．若只将的滑动触头向右移动，的阻值增大，由串反并同可知，电压表的示数变大，电流表的示数变小，故B错误，A正确；CD．若只将的滑动触头向右移动，的阻值增大，由串反并同可知，电压表的示数变大，电流表的示数变大，故C错误，D正确。故选AD。二．填空题(每小题6分，共18分)13、BC2.142.12重物下落过程中受到阻力作用图象的斜率等于19.52，约为重力加速度g的两倍，故能验证【解析】

(1)[1]．A、重物最好选择密度较大的铁块，受到的阻力较小，故A错误；

B、本题是以自由落体运动为例来验证机械能守恒定律，需要验证的方程是，因为我们是比较、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平测量重物的质量操作时应先接通电源，再释放纸带，故B正确．

C、释放纸带前，重物应靠近打点计时器．必须保证计时器的两限位孔在同一竖直线上，然后先接通电源，后释放纸带，故C正确；

D、不能利用公式来求解瞬时速度，否则体现不了实验验证，却变成了理论推导，故D错误．(2)[2][3][4]．重力势能减小量利用匀变速直线运动的推论动能增加量由于存在阻力作用，所以减小的重力势能大于动能的增加了；

(3)[5]．根据表达式，则有若图象的斜率为重力加速度的2倍时，即可验证机械能守恒，而图象的斜率因此能粗略验证自由下落的物体机械能守恒．点睛：解决本题的关键知道实