湖南省长沙市太平中学2022-2023学年高一物理期末试卷含解析

湖南省长沙市太平中学2022-2023学年高一物理期末试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1.（单选）某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F.若此物体受到的引力减小为，则其距离地面的高度应为（R为地球半径）（

C

）A．R

B．2R

C．3R

D．4R参考答案：C2.（单选）我国是世界上能够发射地球同步卫星的少数国家之一，关于同步卫星，正确的说法（） A.可以定点在北京市上空 B.卫星轨道平面与赤道平面重合 C.运动周期与地球自转周期相同的卫星肯定是同步卫星 D.在同一轨道上有沿同方向绕行的两颗同步卫星，若要后一颗卫星追上前一颗卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可参考答案：考点： 同步卫星；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．专题： 人造卫星问题．分析： 地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度．在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的全球通讯．解答： 解：A：它们只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以不可能定点在北京正上方，故A错误；B：它们只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以它不可能沿着与赤道成一定角度的轨道运动，只能与赤道平面重合，故B正确；C：同步卫星是指与地球相对静止的卫星．这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同，而且只能与赤道平面重合，其他轨道上的周期是24小时的卫星却不是同步卫星．故C错误；D：卫星在轨道上运动时，半径越大，线速度越小同时需要的能量越大，瞬时增大速度后，会做离心运动，半径越来越大的同时，线速度越来越小，所以同一轨道上有沿同方向绕行的两颗同步卫星，若要后一颗卫星追上前一颗卫星并发生碰撞，先减小运动轨道半径，即减小速度，再将后者速率增大一些，让其做离心运动．故D错误．故选：B．点评： 本题考查了地球同步卫星的相关知识点．同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．本题比较简单，属于基础题．3.带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点，在此过程中克服电场力做了的功。那么（

）A.M在P点的电势能一定大于它在Q点的电势能B.P点的场强一定小于Q点的场强C.P点的电势一定高于Q点的电势D.M在P点的动能一定大于它在Q点的动能参考答案：D4.（单选）关于一对作用力和反作用力，下列说法中正确的是A．它们的大小相等，方向相同B．它们的大小不等，方向相同C．它们的大小不等，方向相反D．它们的大小相等，方向相反参考答案：D5.设地球同步卫星离地面的距离为R，运行速率为v，加速度为a，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a０，第一宇宙速度为v０，地球半径为R0．则以下关系式正确的是A．

B．

C．

D．参考答案：AC二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6.如图所示，用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹300角且绷紧，小球A处于静止，则需对小球施加的最小力等于_______,此时绳子拉力为_________。参考答案：7.（4分）一个质量为4kg的小球，自20m高处自由下落，则在它下落阶段中重力的平均功率为________W，它落地时重力的瞬时功率为________W。参考答案：400W,800W8.一空间探测器从某一星球表面竖直升空，匀加速升空一段时间后，发动机突然关闭，整个上升过程其速度随时间的变化情况如图2所示，图线上A、B两点对应的时刻分别为9s、25s。由图象可知探测器在该星球表面达到的最大高度=

；9s-25s内探测器的运动加速度大小为=

。参考答案：

9.一质点t=0时位于坐标原点，右图为该质点做直线运动的速度一时间图线，由图可知，（1）在时间t=____________s时质点距坐标原点最远；（2）从t=0到t=20s内质点的位移是____________m；通过的路程是_______________m。参考答案：10.已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用图3给出的数据可求出小车运动的加速度a=

．（结果保留三位有效数字）参考答案：1.58m/s2．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【分析】由匀变速直线运动的推论△x=at2可以求出加速度，从而即可求解．【解答】解：由匀变速直线运动的推论△x=at2可得，加速度a=m/s2=1.58m/s2故答案为：1.58m/s2．11.如图所示为在同一直线上运动的甲、乙两物体的xt图象，则甲物体的运动速度等于

m/s，t=10s时，甲、乙两物体相距

m。参考答案：30；150试题分析：位移时间图像的斜率表示速度，所以，t=10s时，甲的位移为300m，乙的位移为150m，故两者相距150m，考点：考查了位移时间图像【名师点睛】关键掌握位移图象的基本性质：横坐标代表时刻，而纵坐标代表物体所在的位置，纵坐标不变即物体保持静止状态；位移时间图像是用来描述物体位移随时间变化规律的图像，不是物体的运动轨迹，斜率等于物体运动的速度，斜率的正负表示速度的方向，质点通过的位移等于x的变化量12.在“探究加速度a与力F、质量M的关系”的实验中（1）我们都是先确保小车质量M不变，研究a与F的关系，再确保F不变，研究a与M之间的关系，这种实验方法称为__________．（2）下列说法中正确的是

．A．连接砂桶和小车的轻绳应和长木板保持平行B．将打点计时器接在6V电压的蓄电池上，先接通电源，后放开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点，并在纸带上标明小车质量…C．在探究a与质量M的关系时，作出a—图象能更直观地判断二者间的关系D．细线对小车的拉力，一定等于砝码和沙桶的总重力（3）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据后,依照数据正确画出a-F图像如图示，（小车质量保持不变）图线不过原点的原因可是______________________________.参考答案：(1)控制变量法

(2)AC

(3)没有平衡摩擦力或平衡不彻底13.小船在静水中的速度是6m/s，河水的流速是3m/s，河宽60m，小船渡河时，船头指向与河岸垂直，它将在正对岸的下游

m处靠岸，过河时间t=

s。参考答案：30m

10s

三、简答题：本题共2小题，每小题11分，共计22分14.一辆汽车在教练场上沿着平直道路行驶，以x表示它对于出发点的位移。如图为汽车在t＝0到t＝40s这段时间的x﹣t图象。通过分析回答以下问题。（1）汽车最远距离出发点多少米？（2）汽车在哪段时间没有行驶？（3）汽车哪段时间远离出发点，在哪段时间驶向出发点？（4）汽车在t＝0到t＝10s这段时间内的速度的大小是多少？（5）汽车在t＝20s到t＝40s这段时间内的速度的大小是多少？参考答案：（1）汽车最远距离出发点为30m；（2）汽车在10s～20s

没有行驶；（3）汽车在0～10s远离出发点，20s～40s驶向出发点；（4）汽车在t＝0到t＝10s这段时间内的速度的大小是3m/s；（5）汽车在t＝20s到t＝40s这段时间内的速度的大小是1.5m/s【详解】（1）由图可知，汽车从原点出发，最远距离出发点30m；（2）10s～20s，汽车位置不变，说明汽车没有行驶；（3）0～10s位移增大，远离出发点。20s～40s位移减小，驶向出发点；（4）汽车在t＝0到t＝10s，距离出发点从0变到30m，这段时间内的速度：；（5）汽车在t＝20s到t＝40s，距离出发点从30m变到0，这段时间内的速度：，速度大小为1.5m/s。15.12．（3分）在上图中，根据通电螺线管上方小磁针N极的指向，标出电源的“十”“一”极。参考答案：四、计算题：本题共3小题，共计47分16.如图甲所示，足够长的木板与水平地面间的夹角θ=30°，可视为质点的一小木块恰好能沿着木板匀速下滑，若让该小木块从木板的底端以初速度v0=8m/s沿木板向上运动（如图乙所示），取g=10m/s2，求：（1）小木块与木板间的动摩擦因数；（2）小木块在t=1s内沿木板滑行的距离．参考答案：解：（1）小物块恰好能沿着木板匀速下滑．由平衡条件得：

mgsinθ﹣f=0，

f=μmgcosθ联立解得：μ=tanθ=．（2）对于小物块沿木板向上滑行，由牛顿第二定律得：

mgsinθ+μmgcosθ=ma得a=gsin30°+μgcos30°=速度减为0的时间，小物块速度减为0后，处于静止又0﹣v02=﹣2as代入数据得：s=答：（1）小物块与木板间的动摩擦因数是；（2）小物块沿木板滑行的距离s上3.2m．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【分析】（1）当θ=30°时，小物块恰好能沿着木板匀速下滑，根据平衡条件和摩擦力公式列方程，可求出动摩擦因数；（2）小物块沿木板向上滑行时，根据牛顿第二定律得出加速度，然后根据速度位移关系公式得到物块向上滑行的距离s．17.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度v；（4）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T．参考答案：解：（1）设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律：水平方向：x=v0t竖直方向：平抛位移与水平方向的夹角的正切值得；

（2）在星球表面有：，所以该星球的密度：；

（3）由，可得v=，又GM=gR2，所以；

（4）绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，即：故答案为：（1）；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度；（4）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期【考点】万有引力定律及其应用；平抛运动．【分析】（1）根据平抛运动规律列出水平方向和竖直方向的位移等式，结合几何关系求出重力加速度．（2）忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式．根据密度公式求解．（3）该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供，该星球表面物体所受重力等于万有引力，联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度υ18.如图所示，两段长均为L的轻质线共同系住一个质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间距也为L。现使小球在竖直平面内做圆周运动，当小球到达最高点的速度为v（方向垂直于纸面