福建省龍海市程溪中學(xué)2023年高一物理第二學(xué)期期中考試試題含解析

福建省龍海市程溪中學(xué)2023年高一物理第二學(xué)期期中考試試題請考生注意：1．請用2B鉛筆將選擇題答案涂填在答題紙相應(yīng)位置上，請用0．5毫米及以上黑色字跡的鋼筆或簽字筆將主觀題的答案寫在答題紙相應(yīng)的答題區(qū)內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙上均無效。2．答題前，認真閱讀答題紙上的《注意事項》，按規(guī)定答題。一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、已知萬有引力常量為G，現(xiàn)在給出下列各組數(shù)據(jù)，不可以計算出地球質(zhì)量的是A．地球繞太陽運行的周期T和地球離太陽中心的距離RB．月球繞地球運行的周期T和月球離地球中心的距離RC．人造地球衛(wèi)星在地面附近運行的速度v和運動周期TD．地球的自轉(zhuǎn)周期T、地球的自轉(zhuǎn)線速度和地球的平均密度ρ2、“好奇號”火星探測器發(fā)現(xiàn)了火星存在微生物的更多線索，進一步激發(fā)了人類探測火星的熱情．已知火星半徑是地球半徑的，火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的，在地球上發(fā)射人造地球衛(wèi)星時的最小發(fā)射速度為v，則火星人在火星上發(fā)射人造火星衛(wèi)星時的最小發(fā)射速度為（）A． B．C． D．3、第一次通過實驗比較準(zhǔn)確的測出引力常量的科學(xué)家是（）A．牛頓 B．伽利略 C．胡克 D．卡文迪許4、下列情形中，哪種情形不能求得地球的質(zhì)量（）A．已知地球的半徑和地球表面的重力加速度B．已知近地衛(wèi)星的周期和它的向心加速度C．已知衛(wèi)星的軌道半徑和運行周期D．已知衛(wèi)星質(zhì)量和它的離地高度5、如圖，在一半經(jīng)為R的球面頂端放一質(zhì)量為m的物塊，現(xiàn)給物塊一初速度v0，，則（）A．若，則物塊落地點離A點B．若球面是粗糙的，當(dāng)時，物塊一定會沿球面下滑一段，再斜拋離球面C．若，則物塊落地點離A點為RD．若，則物塊落地點離A點至少為2R6、貨輪拖拽船所需的拉力與其速度成正比，當(dāng)拖拽速度為4m/s時，所需功率為20kW.則當(dāng)速度減小為2m/s時所需功率為()A．5kW B．10kW C．20kW D．40kW7、“飛車走壁”雜技表演深受青少年的喜愛，表演者沿著側(cè)壁做勻速圓周運動如圖所示．若表演時演員與摩托車的總質(zhì)量不變，摩托車與側(cè)壁傾斜方向的摩擦力恰好為零．摩托車離底面越高（）A．向心力越大B．線速度越大C．周期越大D．對側(cè)壁的壓力越大8、如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t=0時刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，t=t1時刻P離開傳送帶．不計定滑輪質(zhì)量和摩擦，繩足夠長．正確描述小物體P速度隨時間變化的圖象可能是（）A．B．C．D．9、(多選)如圖所示，為在平靜海面上，兩艘拖船A、B拖著駁船C運動的示意圖．A、B的速度分別沿著纜繩CA、CB方向，A、B、C不在一條直線上．由于纜繩不可伸長，因此C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B的速度相等，由此可知C的(）A．速度大小可以介于A、B的速度大小之間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的夾角范圍外D．速度方向一定在CA和CB的夾角范圍內(nèi)10、如圖所示，小球從A點以初速度v0沿粗糙斜面向上運動，到達最高點B后返回A，C為AB的中點。下列說法中正確的是（）A．小球從A出發(fā)到返回A的過程中，位移為零，外力做功為零B．小球從A到C與從C到B的過程，減少的動能相等C．小球從A到C與從C到B的過程，速度的變化相等D．小球從A到C與從C到B的過程，損失的機械能相等11、下列說法正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，并給出引力常量的數(shù)值B．兩物體之間的引力總是大小相等的，與質(zhì)量是否相等無關(guān)C．同步衛(wèi)星一定位于赤道上空D．所有的地球同步衛(wèi)星都在同一軌道運動12、如圖所示，電源的電動勢為E，內(nèi)阻為r，和為滑動變阻器，R為定值電阻，閉合開關(guān)S后，下列說法正確的是（）A．若只將的滑動觸頭向右移動，電壓表示數(shù)將變大B．若只將的滑動觸頭向右移動，電流表示數(shù)將變大C．若只將的滑動觸頭向右移動，電壓表示數(shù)將變小D．若只將的滑動觸頭向右移動，電流表示數(shù)將變大二．填空題(每小題6分，共18分)13、某實驗小組“用落體法驗證機械能守恒定律”，實驗裝置如圖甲所示.實驗中測出重物自由下落的高度h及對應(yīng)的瞬時速度v，計算出重物減少的重力勢能mgh和增加的動能mv2，然后進行比較，如果兩者相等或近似相等，即可驗證重物自由下落過程中機械能守恒.請根據(jù)實驗原理和步驟完成下列問題：(1)關(guān)于上述實驗，下列說法中正確的是________.A．重物最好選擇密度較小的木塊B．重物的質(zhì)量可以不測量C．實驗中應(yīng)先接通電源，后釋放紙帶D．可以利用公式v＝來求解瞬時速度(2)如圖乙是該實驗小組打出的一條點跡清晰的紙帶，紙帶上的O點是起始點，選取紙帶上連續(xù)的點A、B、C、D、E、F作為計數(shù)點，并測出各計數(shù)點到O點的距離依次為27.94cm、32.78cm、38.02cm、43.65cm、49.66cm、56.07cm.已知打點計時器所用的電源是50Hz的交流電，重物的質(zhì)量為0.5kg，則從計時器打下點O到打下點D的過程中，重物減小的重力勢能ΔEp＝________J；重物增加的動能ΔEk＝________J，兩者不完全相等的原因可能是________________.(重力加速度g取9.8m/s2，計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)(3)實驗小組的同學(xué)又正確計算出圖乙中打下計數(shù)點A、B、C、D、E、F各點的瞬時速度v，以各計數(shù)點到A點的距離h′為橫軸，v2為縱軸作出圖象，如圖丙所示，根據(jù)作出的圖線，能粗略驗證自由下落的物體機械能守恒的依據(jù)是______________________________________________.14、衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面幾乎沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量．假設(shè)某同學(xué)在這種環(huán)境設(shè)計了如圖所示的裝置（圖中O為光滑小孔）來間接測量物體的質(zhì)量：給待測物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動．設(shè)航天器中還有刻度尺、秒表等基本測量工具．(1)物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計，原因是______________．(2)在物體運動周期T已知的情況下，實驗還需要測量的物理量是________．(3)待測質(zhì)量的表達式為m=________.15、用如圖實驗裝置驗證質(zhì)量分別為、的用輕繩連接的重物組成的系統(tǒng)機械能守恒，從高處由靜止開始下落，上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律，右圖給出的是實驗中獲取的一條紙帶：A、B、C、D、E、F為所取計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個點(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點間的距離如圖所示，已知打點計時器所用電源的頻率為，當(dāng)?shù)闹亓铀俣葹間；①在打B-E點過程中，系統(tǒng)重力勢能的減少量_______，系統(tǒng)動能的增量________(用題中和圖中給出的字母表示)；②經(jīng)計算發(fā)現(xiàn)現(xiàn),總是略大于，其主要原因是_____________(寫出兩條即可)．三．計算題(22分)16、（12分）兩個行星各有一個衛(wèi)星繞其表面運行，已知兩個衛(wèi)星的周期之比為1：3，兩行星半徑之比為3：1，則：（1）兩行星密度之比為多少？（2）兩行星表面處重力加速度之比為多少？17、（10分）如圖，一小球從點沖上一半圓形豎直軌道，軌道半徑為m，重力加速度m/s2，求：（1）要想讓小球能順利通過軌道的最高點而不掉下來，則小球在最高點時的速度大小至少為多少？（2）若小球通過點時的速度為m/s，則小球從點飛出后做平拋運動落在點，求的距離？

參考答案一、選擇題（本題共12小題，每小題5分，共60分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確.全部選對的得5分，選不全的得3分，有選錯的或不答的得0分）1、A【解析】

根據(jù)地球繞太陽運行的周期T和地球繞太陽中心的距離R，結(jié)合，可以求出太陽的質(zhì)量，地球的質(zhì)量被約去，無法求出，故A符合題意．根據(jù)月球繞地球運行的周期T和月球離地球中心的距離R，結(jié)合，可以求出地球的質(zhì)量，故B不符合題意．已知人造地球衛(wèi)星在地面附近運行的速度v和運動周期T，根據(jù)v=可以求出人造衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)可以求出地球的質(zhì)量，故C不符合題意．已知地球自轉(zhuǎn)周期和地球的自轉(zhuǎn)線速度，根據(jù)v=可以求出地球的半徑R，又根據(jù)平均密度，結(jié)合可求出地球的質(zhì)量，故D不符合題意．故選A．【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一重要理論，知道通過該理論只能求解中心天體質(zhì)量，不能求解環(huán)繞天體質(zhì)量．2、B【解析】

由萬有引力提供向心力：，解得：，則，則，故B正確．3、D【解析】

第一次通過實驗比較準(zhǔn)確的測出引力常量的科學(xué)家是卡文迪許，故D正確ABC錯誤。故選D。4、D【解析】

A．地球表面的物體受到的地球的重力等于萬有引力，即因此可求出地球的質(zhì)量故A正確，不符合題意；B．已知近地衛(wèi)星的周期和它的向心加速度，根據(jù)圓周運動向心加速度公式得所以能求出近地衛(wèi)星的軌道半徑①也就是地球半徑．再根據(jù)萬有引力提供向心力得②所以由①②可以求出地球質(zhì)量．故B正確，不符合題意；C．已知衛(wèi)星的軌道半徑和運行周期，根據(jù)萬有引力提供向心力得故C正確，不符合題意；D．根據(jù)萬有引力提供向心力，其中衛(wèi)星質(zhì)量在等式中消去，只知道衛(wèi)星離地高度不能求出地球質(zhì)量，故D錯誤，符合題意；故選D．【點睛】解答萬有引力定律在天體運動中的應(yīng)用時要明確天體做勻速圓周運動，其受到的萬有引力提供向心力，會用線速度、角速度、周期表示向心力，同時注意公式間的化簡．5、D【解析】

試題分析：在最高點，根據(jù)牛頓第二定律得，，，解得N=0，知物體在頂部僅受重力，有水平初速度，做平拋運動，則，則水平運動的位移，故A錯誤；當(dāng)時，在最高點，根據(jù)牛頓第二定律得，，解得，如果物塊受到的摩擦力足夠大，物塊可能滑行一段距離后停止；2、如果物塊受到的摩擦力處于臨界狀態(tài)，可能剛好滑到邊沿豎直下拋；3、如果摩擦力再減少的話就可能在某一位置斜下拋，故B錯誤；當(dāng)時，物塊也可能做圓周運動，故C錯誤；若，有A的分析可知，水平位移x≥2R，故D正確．考點：考查了圓周運動，平拋運動【名師點睛】在最高點，物體沿半徑方向的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律判斷是否有支持力，從而判斷物體的運動情況即可解題．6、A【解析】

貨輪拖拽船所需的拉力與其速度成正比，即：，根據(jù)功率方程：，可以得到：，所以，BCD錯誤，A正確7、BC【解析】試題分析:假設(shè)側(cè)壁和豎直方向的夾角是，當(dāng)摩擦力為零時，演員和摩托車受到重力和支持力作用，兩個力的合力提供摩托車做圓周運動的向心力，高度越高，軌道半徑越大，但是向心力不變，線速度變大，周期變大，對側(cè)壁作用的壓力不變，所以BC正確．考點：本題考查了曲線運動中水平面上圓周運動的知識．8、BC【解析】試題分析：若：向右，若，則向右勻加速到速度為后做勻速運動到離開，則為B圖正確；若，則向右做勻減速到速度為0后再向左勻加速到離開．若：向左，若，則減速到后勻速向右運動離開，無此選項，若，則減速到小于后變?yōu)橄蛴遥铀俣茸冃?，此后加速度不變，繼續(xù)減速到0后向左加速到離開，則為C圖正確，故AD錯誤，BC正確．考點：牛頓第二定律、勻變速直線運動的圖像【名師點睛】考查摩擦力的方向與速度的關(guān)系，明確其與相對運動方向相反，結(jié)合牛頓第二定律分析運動情況，較難．9、BC【解析】

船C沿著繩子靠向A船的同時還要繞A船轉(zhuǎn)動；同理，船C沿著繩子靠向B船的同時還要繞B船轉(zhuǎn)動；先將船C的速度先沿著平行AC繩子和垂直AC繩子方向正交分解；再將船C的速度先沿著平行BC繩子和垂直BC繩子方向正交分解；由于繩子不可伸長，故每條船沿著繩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與BC繩子之間，也可能不在在AC與BC繩子之間，故兩船速度大小無法比較，但從圖中可以看出，兩拖船速度一定小于C船速度；故A錯誤，B正確；由于船C的合速度方向未知，可以在AC與BC繩子之間，也可能不在在AC與BC繩子之間，故C正確，D錯誤；10、BD【解析】

A．小球從A出發(fā)到返回A的過程中，位移為零，返回到A點時的速度小于原來速度大小，由動能定理可知合外力做負功，故A錯誤；B．小球從A到C與從C到B的過程，合外力做功相同，由動能定理可知這兩個過程中減少的動能相等，故B正確；C．小球從A到C比從C到B用時短，由動量定理可知從A到C速度的變化量小，故C錯誤；D．小球從A到C與從C到B的過程，滑動摩擦力做功相同，說明損失的機械能相等，故D正確。故選BD。11、BCD【解析】

A．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，卡文迪許首先測出引力常量的數(shù)值，故A錯誤；B．m1、m2之間的萬有引力是屬于相互作用力，所以根據(jù)牛頓第三定律可知：兩物體受到的相互引力總是大小相等，與m1、m2的質(zhì)量是否相等無關(guān)．故B正確；C．地球同步衛(wèi)星和地球是相對靜止的，所以必須定點在赤道的正上方，故C正確；D．因為同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即ω相同，根據(jù)向心力公式得解得因為ω一定，所以r必須固定，所以同步衛(wèi)星的高度是一個確定的值，所有的地球同步衛(wèi)星都在同一軌道運動，故D正確。故選BCD。12、AD【解析】

AB．若只將的滑動觸頭向右移動，的阻值增大，由串反并同可知，電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小，故B錯誤，A正確；CD．若只將的滑動觸頭向右移動，的阻值增大，由串反并同可知，電壓表的示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變大，故C錯誤，D正確。故選AD。二．填空題(每小題6分，共18分)13、BC2.142.12重物下落過程中受到阻力作用圖象的斜率等于19.52，約為重力加速度g的兩倍，故能驗證【解析】

(1)[1]．A、重物最好選擇密度較大的鐵塊，受到的阻力較小，故A錯誤；

B、本題是以自由落體運動為例來驗證機械能守恒定律，需要驗證的方程是，因為我們是比較、的大小關(guān)系，故m可約去比較，不需要用天平測量重物的質(zhì)量操作時應(yīng)先接通電源，再釋放紙帶，故B正確．

C、釋放紙帶前，重物應(yīng)靠近打點計時器．必須保證計時器的兩限位孔在同一豎直線上，然后先接通電源，后釋放紙帶，故C正確；

D、不能利用公式來求解瞬時速度，否則體現(xiàn)不了實驗驗證，卻變成了理論推導(dǎo)，故D錯誤．(2)[2][3][4]．重力勢能減小量利用勻變速直線運動的推論動能增加量由于存在阻力作用，所以減小的重力勢能大于動能的增加了；

(3)[5]．根據(jù)表達式，則有若圖象的斜率為重力加速度的2倍時，即可驗證機械能守恒，而圖象的斜率因此能粗略驗證自由下落的物體機械能守恒．點睛：解決本題的關(guān)鍵知道實