北京西城长安中学2023年物理高一下期中统考试题含解析

北京西城长安中学2023年物理高一下期中统考试题注意事项：1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。3．请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。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、关于匀速圆周运动，下列说法中正确的有（）A．做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的位移都相同B．做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的路程都相等C．做匀速圆周运动的物体的加速度恒定D．做匀速圆周运动的物体的加速度方向不一定指向圆心2、一小船在静水中的速度为3m/s，它在一条河宽150m、水流速度为4m/s的河流中渡河，则该小船（）A．过河路径可以垂直于河岸，即能到达正对岸B．以最短位移渡河时，位移大小为150mC．渡河的时间可能少于50sD．以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200m3、关于平抛运动，下面的几种说法正确的是（）A．平抛运动是一种不受任何外力作用的运动B．平抛运动是曲线运动，它的速度方向不断改变，不可能是匀变速运动C．平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合运动D．平抛运动的落地时间与初速度大小有关，而落地时的水平位移与抛出点的高度无关4、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于()A．F2 B．A C．F1 D．B5、如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点从A到E的运动轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是()A．D点的速率比C点的速率大B．A点的加速度与速度的夹角小于90°C．A点的加速度比D点的加速度大D．从A到D速度先增大后减小6、两个靠近的天体称为双星，它们以两者连线上某点O为圆心做匀速圆周运动，其质量分别为m1、m2，以下说法正确的是（）A．它们的角速度相同 B．线速度与质量成反比C．向心力与质量成正比 D．轨道半径与质量成反比7、A和B是绕地球做匀速圆周运动的卫星，mA＝2mB，轨道半径RB＝2RA，则B与A的()A．加速度之比为4∶1B．周期之比为2∶1C．线速度之比为1∶D．角速度之比为1∶28、如图所示，一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O，两端各固定质量为2m和m的A，B两个小球，光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上，将轻杆从水平位置由静止释放，转到竖直位置，在转动的过程中，忽略一切阻力，下列说法正确的是（）A．杆转到竖直位置时，A，B两球的速度大小相等，为B．杆转到竖直位置时，杆对B球的作用力向上，大小为C．杆转到竖直位置时，B球的机械能减少了D．由于忽略一切摩擦阻力，A球机械能一定守恒9、关于开普勒行星运动的公式＝k，以下理解正确的是（）A．k是一个与行星无关的常量B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，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10、如图所示，一个质量为M的长条木块放置在光滑的水平面上，现有一颗质量为m、速度为v0的子弹射入木块并最终留在木块中，在此过程中，木块运动的距离为s，子弹射入木块的深度为d，木块对子弹的平均阻力为f，则下列说法正确的是（）A．子弹射入木块前、后系统的机械能守恒 B．子弹射入木块前、后系统的动量守恒C．f与d之积为系统损失的机械能 D．f与s之积为子弹减少的动能二、实验题11、（4分）某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力的时候，测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图所示，则由图线可知：（1）弹簧的劲度系数为______________。（2）为了用弹簧测定两木块A、B间的动摩擦因数，两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，你认为方案______（填“甲”或“乙”）更合理。②甲方案中，若A和B的重力分别为10.0N和20.0N。当A被拉动时，弹簧测力计a的示数为6.0N，b的示数为11.0N，则A、B间的动摩擦因数为_____________。12、（10分）在用落体法验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)．（1）这三个数据中不符合有效数字读数要求的是______,应记作_________cm．（2）该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，已知当地的重力加速度g=9.80m/s2，他用AC段的平均速度作为跟B点对应的物体的即时速度，则该段重锤重力势能的减少量为_______，而动能的增加量为________，(均保留3位有效数字，重锤质量用m表示).这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量，原因是______________________________．（3）另一位同学根据同一条纸带，同一组数据，也用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒，不过他数了一下：从打点计时器打下的第一个点O数起，图中的B是打点计时器打下的第9个点．因此他用vB=gt计算跟B点对应的物体的即时速度，得到动能的增加量为________，这样验证时的系统误差总是使重力势能的减少量_______动能的增加量,原因是________________．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）长L=0.5m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动,当通过最高点时,如图所示.g=10m/s2，求：(1)当通过最高点的速度v1=1m/s时，杆对小球的作用力多大?是拉力还是支持力?(2)当通过最高点的速度v2=4m/s时，杆对小球的作用力多大?是拉力还是支持力?14、（14分）如图所示，是一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L＝1m，动摩擦因数μ＝0.5；BC、DEN段均可视为光滑，DEN是半径为r＝0.5m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过.其中N点又与足够长的水平传送带的右端平滑对接，传送带以3m/s的速率沿顺时针方向匀速转动，小球与传送带之间的动摩擦因数也为0.5.左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现用一可视为质点的小球压缩弹簧至A点后由静止释放(小球和弹簧不粘连)，小球刚好能沿圆弧DEN轨道滑下，而始终不脱离轨道.已知小球质量m＝0.2kg，重力加速度g取10m/s2.试求：

（1）弹簧压缩至A点时所具有的弹性势能；

（2）小球第一次经过N点时的速度大小；（3）小球在传送带上滑动的过程中，离N点的最远距离；

（4）小球第一次在传送带上向左滑动的过程中，小球与传送带之间因摩擦产生的热量.15、（13分）如图所示，在长为L的轻杆的中点A和端点B各固定一个质量均为m的小球，杆可绕O轴无摩擦地转动，使杆从水平位置无初速度释放摆下。求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功？

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、B【解析】

做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的位移大小都相同，但是方向不同，选项A错误；做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的路程都相等，选项B正确；做匀速圆周运动的物体的加速度大小不变，但是方向不断变化，选项C错误；做匀速圆周运动的物体的加速度方向一定指向圆心，选项D错误.2、D【解析】

A．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸，故A错误；B．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸；

所以由三角形的相似得最短位移为故B错误；C．当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短则渡河的时间不可能小于50s，故C错误；D．以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为x=vstmin=4×50m=200m故D正确；

故选D。3、C【解析】

A．平抛运动是只在重力的作用下，水平抛出的物体做的运动，所以平抛运动的物体要受到重力的作用，故A错误；B．平抛运动是曲线运动，速度沿轨迹的切线方向，所以速度方向不断改变。物体只受重力，加速度为，所以平抛运动是匀变速曲线运动。故B错误；C．根据平抛运动的规律可知，平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，故C正确；D．根据得水平位移则知平抛运动落地时的水平位移由初速度和抛出点的高度共同决定，故D错误。故选C。4、A【解析】

根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积，则在近地点的速率较大，在远地点的速率较小，因行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于F2，故选A.5、A【解析】

A．由题意，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做正功，由动能定理可得，D点的速度比C点速度大，故A正确；B．物体在A点受力的方向向下，而速度的方向向右上方，A点的加速度与速度的夹角大于90°．故B正确；C．质点做匀变速曲线运动，加速度不变，则A点的加速度等于D点的加速度，故C错误；D．由A的分析可知，质点由A到D过程中，加速度的方向向下，速度的方向从斜向右上方变为斜向右下方，从A到D速度先减小后增大．故D错误．6、ABD【解析】

ACD、在双星问题中它们的角速度相等，设两星之间的距离为L，则，，联立可得：m1r1＝m2r2，即轨道半径和质量成反比，同时由万有引力公式可知向心力与质量的乘积成正比，故A正确，C错误，D正确。B、线速度v＝rω，因为角速度相等，可知线速度与半径成之比，轨道半径与质量成反比，则线速度与质量成反比，故B正确。7、BCD【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，根据．有ω＝，，a＝ω2r．根据开普勒第三定律，知＝＝，故B选项正确．又因为ω＝，＝＝，所以D选项正确．由知，＝＝，所以C选项正确．由a＝ω2r知，＝＝，所以A选项错误．8、AB【解析】

A．将轻杆从水平位置由静止释放，转到竖直位置时，A、B两球的速度大小相等，设为v，根据系统的机械能守恒，得解得故A正确；B．杆转到竖直位置时，假设杆对B球作用力方向向上，则解得假设成立，故B正确；C．杆转到竖直位置时，B球的重力势能增加为mgL，动能增加量为，则其机械能增加了，故C错误；D．尽管忽略了一切摩擦阻力，两球组成的系统机械能守恒，B的机械能增加，则A的机械能减小，故D错误。故选AB。9、AD【解析】

A.

k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A正确；B.开普勒第三定律中的公式=k，必须对应同一个中心天体，k值才相同，地球绕太阳运转和月球绕地球运转的中心天体不同，故k值不同，故B错误；CD、T代表行星运动的公转周期，故C错误，D正确．【点睛】开普勒第一定律是太阳系中的所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的．开普勒第三定律中的公式k，必须对应同一个中心天体，k值才相同．10、BC【解析】

A.根据题意可知，在该过程中由于产生了内能，所以系统机械能减小，A错误。B.系统所受合外力为零，所以系统动量守恒，B正确。C.阻力与相对位移之积等于系统损失的机械能，即整个过程中的产热，C正确。D.根据能量守恒可知，子弹减少的动能一部分转化成了木块的动能，一部分转化成内能，而根据动能定理可知f与s之积为物块增加的动能，小于子弹减少的动能，D错误。二、实验题11、300N/m；甲；0.3；【解析】

（1）由弹簧的长度L和弹力F大小的关系图象，读出弹力为零时弹簧的长度，即为弹簧的原长；由图读出弹力为F=60N，弹簧的形变量，由胡克定律求出弹簧的劲度系数；

（2）根据作用力与反作用力的关系，摩擦力的大小与弹簧的示数相等，求摩擦力也就是看弹簧的读数，然后根据f=μF【详解】（1）由图读出，弹簧的弹力F=0时，弹簧的长度为L0=20cm，即弹簧的原长为20cm，由图读出弹力为F0=60N，弹簧的长度为L=40cm，弹簧的伸长量为：x0=L-L0=40cm-20cm=20cm=0.2m；

由胡克定律得弹簧的劲度系数为k=Fx0=600.2N/m=300N/m；

（2）①甲乙两种方案，在拉着物体【点睛】胡克定律公式F=kx中，x是弹簧的形变量，不是弹簧的长度，同时要明确实验原理，根据平衡条件和滑动摩擦定律列式求解动摩擦因数。12、15.715.701.22m1.20m大于有空气阻力和摩擦1.23m小于重锤实际下落加速度小于g，而用重力加速度g计算将重锤速度算大了【解析】

（1）毫米刻度尺测量长度，要求估读即读到最小刻度的下一位．这三个数据中不符合有效数字读数要求的是15.7，应记作15.70cm．（2）重力势能的减小量等于重力做功，故有：，根据匀变速直线运动规律，B点的速度为：，所以动能的增量为：由于重物带动纸带下落过程中，除了重力还受到较大的阻力，从能量转化的角度，由于阻力做功，重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能，因此系统重力势能的减小量大于动能的增加量．（3）v是按照自由落体计算的，则物体动能的增加量为，势能的减少量将小于动能的增加量，因为速度