2023年湖南省长沙市周南梅溪湖中学高一物理第二学期期中学业水平测试试题含解析

2023年湖南省长沙市周南梅溪湖中学高一物理第二学期期中学业水平测试试题考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。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、某质点的位移随时间的变化关系式为x=4t+2t2，x与t的单位分别是米与秒，则质点的初速度与加速度分别是（）A．4m/s与2m/s2 B．0与4m/s2 C．4m/s与4m/s2 D．4m/s与02、第24届冬季奥林匹克运动会将在2022年由北京市和张家口市联合举办，跳台滑雪是比赛项目之一。如图所示，运动员从跳台边缘的O点水平滑出（运动员可视为质点，忽略空气阻力的影响），落到斜坡CD上的E点。运动员滑出后，可以将他在空中的运动分解为水平方向和竖直方向的两个分运动。关于这两个分运动，下列说法正确的是（）A．水平方向和竖直方向均为匀速直线运动B．水平方向和竖直方向均为匀加速直线运动C．水平方向为匀速直线运动，竖直方向为匀加速直线运动D．水平方向为匀加速直线运动，竖直方向为匀速直线运动3、关于宇宙速度，下列说法正确的是（）A．第二宇宙速度的大小为16.7km/sB．第三宇宙速度是物体挣脱地球的引力的最小发射速度C．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度D．第一宇宙速度是最大的发射速度，也是最小的环绕速度4、牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践．在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（）A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律C．卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值D．根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道5、质量为2kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为1m/s，则其8s末速度为（）A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s6、在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。则（）A．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度小于7.9km/sB．卫星在轨道Ⅰ上经过Q点时的加速度与它在轨道Ⅱ上经过Q点时的加速度不相等C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度D．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ7、如图所示电路中，平行板电容器极板水平放置，板间有一质量为m的带电油滴悬浮在两板间静止不动．要使油滴向上运动，可采用的方法是()A．只把电阻R1阻值调大 B．只把电阻R2阻值调大C．只把电阻R3阻值调大 D．只把电阻R4阻值调大8、以一定的初速度竖直向上抛出质量为m的小球，它上升的最大高度为h，空气阻力的大小恒为f，则从抛出至回到抛出点的过程中，各力做功的情况正确的是（）A．重力做的功为零 B．空气阻力做的功为C．空气阻力做的功为2fh D．物体克服重力做的功为9、在水半地面上固定有A、B两个带电最均为+Q的点电荷，在过AB中点O的中垂面内固定有一根长为L的光滑绝缘细杆CD，且O、C两点在同一竖直线上，D点到O点的距离与C点到O点的距离均为d，OC⊥OD．在杆的顶端C处有一个质量为m、带电量为－q的金属圆环，由静止释放金属圆环后，它会沿杆向下运动．已知重力加速度为g，下列关于金属圆环运动的说法正确的是A．金属圆环沿杆运动的速度一直增大B．金属圆环经过杆中点时的加速度大于C．金属圆环运动到杆中点处的电势能最小D．金属圆环运动到D点时的速度大小为10、铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，火车质量为m(未画出)，下列说法正确的是()A．若转弯时速度小于,外轨对外侧车轮轮缘有挤压B．若转弯时速度小于,则内轨对内侧车轮轮缘有挤压C．若转弯时速度小于,这时铁轨对火车的支持力大于D．若转弯时速度等于,这时铁轨对火车的支持力等于11、下列各图能正确描述质点运动到P点时的速度v和加速度a的方向关系的是()A． B． C． D．12、行星A和行星B是两个均匀球体，行星A的卫星沿圆轨道运行的周期为TA，行星B的卫星沿圆轨道运行的周期为TB，两卫星绕各自行星的近表面轨道运行，已知，行星A、B的半径之比为，则（）A．这两颗行星的质量之比B．这两颗行星表面的重力加速度之比C．这两颗行星的密度之比D．这两颗行星的同步卫星周期之比二．填空题(每小题6分，共18分)13、用如图甲所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，转动手柄l使长槽4和短槽5分别随变速轮塔2、3匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂6的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒7下降，从而露出标尺8，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，小球有钢球、橡胶球两种规格：(1)本实验采用的实验方法主要是_____________、转换法；在探究向心力的大小F与半径r的关系时，要保持__________相同；A．和rB．和mC．m和rD．m和F(2)如图乙所示是某次实验时的情景，这是在研究向心力的大小F与_______的关系。若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为____________。14、探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如图所示，实验主要过程如下：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…；(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、…；(3)作出W－v草图；(4)分析W－v图象。如果W－v图象是一条直线，表明W∝v；如果不是直线，可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等关系。以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是（）A．本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W…。所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W…B．小车运动中会受到阻力，补偿的方法是可以使木板适当倾斜C．某同学在一次实验中，得到一条记录纸带。纸带上打出的点，两端密、中间疏。出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D．根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算15、由于新型冠状病毒肆虐，使得我们无法到学校上学，更无法去实验室做实验，停课不停学，只能在家里利用家里现有的器材来研究平抛运动轨迹，求解出平抛运动的初速度。(1)请你根据你家里实际，就地取材，设计一个研究平抛运动的实验，写出你所用的实验器材：______；(2)甲同学通过描点画出平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点M，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y（坐标值如图1所示），则小球平抛运动的初速度v0＝______m/s（重力加速度为g＝10m/s2）；(3)甲同学又在轨迹上取一系列的点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，画出y﹣x2图象，能说明平抛小球运动轨迹为抛物线（图2）的是______；(4)乙同学是利用输液瓶和两个细管来完成实验，为了得到平抛运动轨迹，采用图3所示装置，为了得到稳定的细水柱，不受瓶内水面高低的影响，应选择______；(5)丙同学用手机数码摄像功能来记录平抛运动的轨迹，每秒可拍摄几十帧照片，用它拍摄小球从水平桌面飞出后做平抛运动的几张连续照片。用数学课上画函数图象的方格黑板做背景，通过图象处理，就可以记录小球在运动过程中每隔相同时间的位置，如图4所示。请从图片中获取数据，分析、论证平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律______。三．计算题(22分)16、（12分）用30m/s的初速度水平抛出一个物体，经过一段时间后，物体速度方向与水平成30°角，不计空气阻力，抛出点足够高.（g取10m/s2）求：(1)此时物体相对于抛出点的水平位移和竖直位移．(2)该物体再经多长时间，物体的速度和水平方向夹角为60°？17、（10分）质量为4kg的物体从某一高度自由落下,设2s内物体未着地,(1)则该物体下落2s内重力做功的平均功率是多少；(2)2s末重力做功的瞬时功率是多少。

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、C【解析】

根据匀变速直线运动位移时间关系式有与题目关系式对比有v0=4m/s，a=4m/s2，故C正确，ABD错误。故选C。2、C【解析】

平抛运动的水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动，因此C正确，ABD错误。故选C。3、C【解析】

A．第二宇宙速度为11.2km/s，第三宇宙速度为16.7km/s，故A错误；B．第三宇宙速度是地球上物体挣脱太阳引力的最小发射速度，故B错误；CD．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做圆周运动的速度，是最大环绕速度，也是最小发射速度，故C正确，D错误；故选C。4、D【解析】试题分析：开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律，，选项A正确；牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，选项B正确；卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值，选项C正确；海王星是英国人亚当斯和法国人勒威耶根据万有引力推测出这颗新行星的轨道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据根据勒威耶计算出来的新行星的位置，发现了第八颗新的行星--海王星，故D错误；故选D．考点：物理学史.【名师点睛】此题是对物理学史的考查；要记住课本上常见的物理学家的名字以及他们对物理学发展的伟大贡献，不仅如此，还要学习他们为科学而献身的伟大精神；物理学史的考查，历来是考试的热点，也是容易得分的点，应熟练掌握.5、B【解析】

外力与位移图象与坐标轴围成的面积表示外力所做的功，由图可知根据动能定理得解得故选B。6、A【解析】

A．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，根据万有引力提供向心力可知，，同步卫星轨道高，所以环绕速度小于第一宇宙速度即7.9km/s，A正确B．根据牛顿第二定律可知：，无论轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上过Q点r相同，加速度相同，故B错误C．从P点运行到Q点过程中，引力做负功，动能减小，所以Q点动能小，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，C错误D．卫星由低轨道进入高轨道需要加速离心，所以卫星在Q点通过加速才可由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，D错误7、BD【解析】

A．只把电阻R1阻值调大，并联部分电压减小，R4的电压减小，电容器的电压减小，板间场强减小，油滴向下运动，故A错误；

B．只把电阻R2阻值调大，外电路总电阻增大，并联部分电压增大，则电容器的电压增大，板间场强增大，油滴向上运动，故B正确；

C．只把电阻R3阻值调大，外电路总电阻增大，干路电流减小，并联部分电压增大，R1的电流增大，流过R4的电流减小，R4的电压减小，油滴向下运动，故C错误；

D．只把电阻R4阻值调大，外电路总电阻增大，干路电流减小，并联部分电压增大，R1的电流增大，流过R4的电流减小，R3的电压增大，R4的电压增大，油滴向上运动，故D正确。

故选BD。8、AB【解析】

AD．由题意可知，小球从抛出到落回抛出点，高度差为根据功的定义式可得重力做功为则物体克服重力做功也是0，所以A正确，D错误；BC．由题意可知，阻力大小恒定，小球从抛出到落回抛出点过程中阻力一直做负功，所以空气阻力做功为所以B正确，C错误。故选AB。9、CD【解析】

圆环下落过程中受电场力，重力和弹力的作用，电场力和重力做功，根据动能定理和电场力做功分析其速度，加速度，电势能等内容．【详解】圆环下落过程中受电场力，重力和弹力的作用，电场力和重力做功，从C到杆的中点前电场力做正功，之后电场力做负功，故电势能先减小后增加，故杆的中点电势能最小，故C正确；圆环下落过程有重力和电场力做功，电场力先做正功后做负功，总功为零，重力一直做正功，故速度不是一直增大，故A错误；从C到D，OC=OD，电场力做功为零，只有重力做功，根据动能定理：mgd＝mv2得到：，故D正确；在杆的中点时，受力分析可知库仑力的合力垂直于杆，其合力为重力的分力mgsinθ=ma，其中θ=45°，解得：a=g，故B错误；故选CD．10、BD【解析】

AB.当火车对侧向压力为零时，重力和支持力提供向心力有：，解得：，当速度小于时，火车有近心趋势，对内轨有挤压，A错误B正确C.当速度小于时，设内轨对火车的支持力为，轨道对火车的支持力为，根据竖直方向平衡有：，所以铁轨对火车的支持力小于，C错误D.当速度等于时，侧向弹力为零，根据竖直方向平衡有：，铁轨对火车的支持力为，D正确11、AC【解析】A图中速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，故A正确；B图中速度方向不是沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的外侧，不符合曲线运动的特征，故B错误；C图像速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧．故C正确；D图中加速度应该是指向轨迹的内侧，不能指向外侧，故D错误；故选AC．电荷：此题关键是知道曲线运动的特征：曲线运动中质点的速度方向是轨迹的切线方向、加速度方向指向轨迹的内侧．12、AC【解析】

A．人造地球卫星的万有引力充当向心力得所以这两颗行星的质量之比为故A正确；

B．忽略行星自转的影响，根据万有引力等于重力得所以两颗行星表面的重力加速度之比为故B错误；

C．行星的体积为故密度为所以这两颗行星的密度之比为故C正确；

D．根据题目提供的数据无法计算同步卫星的周期之比，故D错误。

故选AC。二．填空题(每小题6分，共18分)13、控制变量法B角速度2：1【解析】

(1)[1][2]在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。在探究向心力的大小F与半径r的关系，要控制质量、角速度不变，故选B。(2)[3]图乙中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力F与角速度的关系；[4]根据两球的向心力之比为，半径和质量相等，则转动的角速度之比为，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为。14、D【解析】

试题分析：当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，变力功一时无法确切测算。因此我们要设法回避求变力做功的具体数值，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故A正确；小车运动中会受到阻力，使木板适当倾斜，小车阻力补偿的方法是平衡摩擦力，故B正确；本实验中小车先加速后减速，造成纸带上打出的点，两端密、中间疏，说明摩擦力没有平衡，或没有完全平衡，可能是没有使木板倾斜或倾角太小，故C正确；本实验的目的是探究橡皮绳做的功与物体获得速度的关系。这个速度是指橡皮绳做功完毕时的瞬时速度，而不是整个过程的平均速度，故D错误。考点：考查了探究功与速度变化的关系15、见解析1.0CA见解析【解析】

(1)[1]让桌子离竖直墙壁有一段距