2023年湖南省長沙市周南梅溪湖中學高一物理第二學期期中學業(yè)水平測試試題含解析

2023年湖南省長沙市周南梅溪湖中學高一物理第二學期期中學業(yè)水平測試試題考生須知：1．全卷分選擇題和非選擇題兩部分，全部在答題紙上作答。選擇題必須用2B鉛筆填涂；非選擇題的答案必須用黑色字跡的鋼筆或答字筆寫在“答題紙”相應位置上。2．請用黑色字跡的鋼筆或答字筆在“答題紙”上先填寫姓名和準考證號。3．保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，在草稿紙、試題卷上答題無效。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、某質(zhì)點的位移隨時間的變化關系式為x=4t+2t2，x與t的單位分別是米與秒，則質(zhì)點的初速度與加速度分別是（）A．4m/s與2m/s2 B．0與4m/s2 C．4m/s與4m/s2 D．4m/s與02、第24屆冬季奧林匹克運動會將在2022年由北京市和張家口市聯(lián)合舉辦，跳臺滑雪是比賽項目之一。如圖所示，運動員從跳臺邊緣的O點水平滑出（運動員可視為質(zhì)點，忽略空氣阻力的影響），落到斜坡CD上的E點。運動員滑出后，可以將他在空中的運動分解為水平方向和豎直方向的兩個分運動。關于這兩個分運動，下列說法正確的是（）A．水平方向和豎直方向均為勻速直線運動B．水平方向和豎直方向均為勻加速直線運動C．水平方向為勻速直線運動，豎直方向為勻加速直線運動D．水平方向為勻加速直線運動，豎直方向為勻速直線運動3、關于宇宙速度，下列說法正確的是（）A．第二宇宙速度的大小為16.7km/sB．第三宇宙速度是物體掙脫地球的引力的最小發(fā)射速度C．第一宇宙速度是物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度D．第一宇宙速度是最大的發(fā)射速度，也是最小的環(huán)繞速度4、牛頓時代的科學家們圍繞萬有引力的研究，經(jīng)歷了大量曲折頑強而又閃爍智慧的科學實踐．在萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程中，下列敘述符合史實的是（）A．開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，得出了開普勒行星運動定律B．牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律C．卡文迪許首次在實驗室中比較準確地得出了引力常量G的數(shù)值D．根據(jù)天王星的觀測資料，哈雷利用萬有引力定律計算出了海王星的軌道5、質(zhì)量為2kg的物體做直線運動，沿此直線作用于物體的外力與位移的關系如圖所示，若物體的初速度為1m/s，則其8s末速度為（）A．m/s B．m/s C．m/s D．m/s6、在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道Ⅱ。則（）A．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運行速度小于7.9km/sB．衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過Q點時的加速度與它在軌道Ⅱ上經(jīng)過Q點時的加速度不相等C．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在P點的速度小于在Q點的速度D．衛(wèi)星在Q點通過減速實現(xiàn)由軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ7、如圖所示電路中，平行板電容器極板水平放置，板間有一質(zhì)量為m的帶電油滴懸浮在兩板間靜止不動．要使油滴向上運動，可采用的方法是()A．只把電阻R1阻值調(diào)大 B．只把電阻R2阻值調(diào)大C．只把電阻R3阻值調(diào)大 D．只把電阻R4阻值調(diào)大8、以一定的初速度豎直向上拋出質(zhì)量為m的小球，它上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為f，則從拋出至回到拋出點的過程中，各力做功的情況正確的是（）A．重力做的功為零 B．空氣阻力做的功為C．空氣阻力做的功為2fh D．物體克服重力做的功為9、在水半地面上固定有A、B兩個帶電最均為+Q的點電荷，在過AB中點O的中垂面內(nèi)固定有一根長為L的光滑絕緣細桿CD，且O、C兩點在同一豎直線上，D點到O點的距離與C點到O點的距離均為d，OC⊥OD．在桿的頂端C處有一個質(zhì)量為m、帶電量為－q的金屬圓環(huán)，由靜止釋放金屬圓環(huán)后，它會沿桿向下運動．已知重力加速度為g，下列關于金屬圓環(huán)運動的說法正確的是A．金屬圓環(huán)沿桿運動的速度一直增大B．金屬圓環(huán)經(jīng)過桿中點時的加速度大于C．金屬圓環(huán)運動到桿中點處的電勢能最小D．金屬圓環(huán)運動到D點時的速度大小為10、鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，火車質(zhì)量為m(未畫出)，下列說法正確的是()A．若轉(zhuǎn)彎時速度小于,外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓B．若轉(zhuǎn)彎時速度小于,則內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓C．若轉(zhuǎn)彎時速度小于,這時鐵軌對火車的支持力大于D．若轉(zhuǎn)彎時速度等于,這時鐵軌對火車的支持力等于11、下列各圖能正確描述質(zhì)點運動到P點時的速度v和加速度a的方向關系的是()A． B． C． D．12、行星A和行星B是兩個均勻球體，行星A的衛(wèi)星沿圓軌道運行的周期為TA，行星B的衛(wèi)星沿圓軌道運行的周期為TB，兩衛(wèi)星繞各自行星的近表面軌道運行，已知，行星A、B的半徑之比為，則（）A．這兩顆行星的質(zhì)量之比B．這兩顆行星表面的重力加速度之比C．這兩顆行星的密度之比D．這兩顆行星的同步衛(wèi)星周期之比二．填空題(每小題6分，共18分)13、用如圖甲所示的實驗裝置來探究小球作圓周運動所需向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度和半徑r之間的關系，轉(zhuǎn)動手柄l使長槽4和短槽5分別隨變速輪塔2、3勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運動。橫臂6的擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測力筒7下降，從而露出標尺8，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值，小球有鋼球、橡膠球兩種規(guī)格：(1)本實驗采用的實驗方法主要是_____________、轉(zhuǎn)換法；在探究向心力的大小F與半徑r的關系時，要保持__________相同；A．和rB．和mC．m和rD．m和F(2)如圖乙所示是某次實驗時的情景，這是在研究向心力的大小F與_______的關系。若圖中標尺上紅白相間的等分格顯示出兩個小球所受向心力的比值為1：4，運用圓周運動知識可以判斷與皮帶連接的變速輪塔對應的半徑之比為____________。14、探究力對原來靜止的物體做的功與物體獲得的速度的關系，實驗裝置如圖所示，實驗主要過程如下：(1)設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W…；(2)分析打點計時器打出的紙帶，求出小車的速度v1、v2、v3、…；(3)作出W－v草圖；(4)分析W－v圖象。如果W－v圖象是一條直線，表明W∝v；如果不是直線，可考慮是否存在W∝v2、W∝v3、W∝等關系。以下關于該實驗的說法中有一項不正確，它是（）A．本實驗設法讓橡皮筋對小車做的功分別為W、2W、3W…。所采用的方法是選用同樣的橡皮筋，并在每次實驗中使橡皮筋拉伸的長度保持一致。當用1條橡皮筋進行實驗時，橡皮筋對小車做的功為W，用2條、3條、…橡皮筋并在一起進行第2次、第3次、…實驗時，橡皮筋對小車做的功分別是2W、3W…B．小車運動中會受到阻力，補償?shù)姆椒ㄊ强梢允鼓景暹m當傾斜C．某同學在一次實驗中，得到一條記錄紙帶。紙帶上打出的點，兩端密、中間疏。出現(xiàn)這種情況的原因，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小D．根據(jù)記錄紙帶上打出的點，求小車獲得的速度的方法，是以紙帶上第一點到最后一點的距離來進行計算15、由于新型冠狀病毒肆虐，使得我們無法到學校上學，更無法去實驗室做實驗，停課不停學，只能在家里利用家里現(xiàn)有的器材來研究平拋運動軌跡，求解出平拋運動的初速度。(1)請你根據(jù)你家里實際，就地取材，設計一個研究平拋運動的實驗，寫出你所用的實驗器材：______；(2)甲同學通過描點畫出平拋小球的運動軌跡，在軌跡上取一些點M，以平拋起點O為坐標原點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y（坐標值如圖1所示），則小球平拋運動的初速度v0＝______m/s（重力加速度為g＝10m/s2）；(3)甲同學又在軌跡上取一系列的點，測量它們的水平坐標x和豎直坐標y，畫出y﹣x2圖象，能說明平拋小球運動軌跡為拋物線（圖2）的是______；(4)乙同學是利用輸液瓶和兩個細管來完成實驗，為了得到平拋運動軌跡，采用圖3所示裝置，為了得到穩(wěn)定的細水柱，不受瓶內(nèi)水面高低的影響，應選擇______；(5)丙同學用手機數(shù)碼攝像功能來記錄平拋運動的軌跡，每秒可拍攝幾十幀照片，用它拍攝小球從水平桌面飛出后做平拋運動的幾張連續(xù)照片。用數(shù)學課上畫函數(shù)圖象的方格黑板做背景，通過圖象處理，就可以記錄小球在運動過程中每隔相同時間的位置，如圖4所示。請從圖片中獲取數(shù)據(jù)，分析、論證平拋運動在水平方向和豎直方向的運動規(guī)律______。三．計算題(22分)16、（12分）用30m/s的初速度水平拋出一個物體，經(jīng)過一段時間后，物體速度方向與水平成30°角，不計空氣阻力，拋出點足夠高.（g取10m/s2）求：(1)此時物體相對于拋出點的水平位移和豎直位移．(2)該物體再經(jīng)多長時間，物體的速度和水平方向夾角為60°？17、（10分）質(zhì)量為4kg的物體從某一高度自由落下,設2s內(nèi)物體未著地,(1)則該物體下落2s內(nèi)重力做功的平均功率是多少；(2)2s末重力做功的瞬時功率是多少。

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、C【解析】

根據(jù)勻變速直線運動位移時間關系式有與題目關系式對比有v0=4m/s，a=4m/s2，故C正確，ABD錯誤。故選C。2、C【解析】

平拋運動的水平方向做勻速直線運動，豎直方向做勻加速直線運動，因此C正確，ABD錯誤。故選C。3、C【解析】

A．第二宇宙速度為11.2km/s，第三宇宙速度為16.7km/s，故A錯誤；B．第三宇宙速度是地球上物體掙脫太陽引力的最小發(fā)射速度，故B錯誤；CD．第一宇宙速度是物體在地面附近繞地球做圓周運動的速度，是最大環(huán)繞速度，也是最小發(fā)射速度，故C正確，D錯誤；故選C。4、D【解析】試題分析：開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，得出了開普勒行星運動定律，，選項A正確；牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律，選項B正確；卡文迪許首次在實驗室中比較準確地得出了引力常量G的數(shù)值，選項C正確；海王星是英國人亞當斯和法國人勒威耶根據(jù)萬有引力推測出這顆新行星的軌道和位置，柏林天文臺年輕的天文學家伽勒和他的助手根據(jù)根據(jù)勒威耶計算出來的新行星的位置，發(fā)現(xiàn)了第八顆新的行星--海王星，故D錯誤；故選D．考點：物理學史.【名師點睛】此題是對物理學史的考查；要記住課本上常見的物理學家的名字以及他們對物理學發(fā)展的偉大貢獻，不僅如此，還要學習他們?yōu)榭茖W而獻身的偉大精神；物理學史的考查，歷來是考試的熱點，也是容易得分的點，應熟練掌握.5、B【解析】

外力與位移圖象與坐標軸圍成的面積表示外力所做的功，由圖可知根據(jù)動能定理得解得故選B。6、A【解析】

A．第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，根據(jù)萬有引力提供向心力可知，，同步衛(wèi)星軌道高，所以環(huán)繞速度小于第一宇宙速度即7.9km/s，A正確B．根據(jù)牛頓第二定律可知：，無論軌道Ⅰ還是軌道Ⅱ上過Q點r相同，加速度相同，故B錯誤C．從P點運行到Q點過程中，引力做負功，動能減小，所以Q點動能小，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度，C錯誤D．衛(wèi)星由低軌道進入高軌道需要加速離心，所以衛(wèi)星在Q點通過加速才可由軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ，D錯誤7、BD【解析】

A．只把電阻R1阻值調(diào)大，并聯(lián)部分電壓減小，R4的電壓減小，電容器的電壓減小，板間場強減小，油滴向下運動，故A錯誤；

B．只把電阻R2阻值調(diào)大，外電路總電阻增大，并聯(lián)部分電壓增大，則電容器的電壓增大，板間場強增大，油滴向上運動，故B正確；

C．只把電阻R3阻值調(diào)大，外電路總電阻增大，干路電流減小，并聯(lián)部分電壓增大，R1的電流增大，流過R4的電流減小，R4的電壓減小，油滴向下運動，故C錯誤；

D．只把電阻R4阻值調(diào)大，外電路總電阻增大，干路電流減小，并聯(lián)部分電壓增大，R1的電流增大，流過R4的電流減小，R3的電壓增大，R4的電壓增大，油滴向上運動，故D正確。

故選BD。8、AB【解析】

AD．由題意可知，小球從拋出到落回拋出點，高度差為根據(jù)功的定義式可得重力做功為則物體克服重力做功也是0，所以A正確，D錯誤；BC．由題意可知，阻力大小恒定，小球從拋出到落回拋出點過程中阻力一直做負功，所以空氣阻力做功為所以B正確，C錯誤。故選AB。9、CD【解析】

圓環(huán)下落過程中受電場力，重力和彈力的作用，電場力和重力做功，根據(jù)動能定理和電場力做功分析其速度，加速度，電勢能等內(nèi)容．【詳解】圓環(huán)下落過程中受電場力，重力和彈力的作用，電場力和重力做功，從C到桿的中點前電場力做正功，之后電場力做負功，故電勢能先減小后增加，故桿的中點電勢能最小，故C正確；圓環(huán)下落過程有重力和電場力做功，電場力先做正功后做負功，總功為零，重力一直做正功，故速度不是一直增大，故A錯誤；從C到D，OC=OD，電場力做功為零，只有重力做功，根據(jù)動能定理：mgd＝mv2得到：，故D正確；在桿的中點時，受力分析可知庫侖力的合力垂直于桿，其合力為重力的分力mgsinθ=ma，其中θ=45°，解得：a=g，故B錯誤；故選CD．10、BD【解析】

AB.當火車對側(cè)向壓力為零時，重力和支持力提供向心力有：，解得：，當速度小于時，火車有近心趨勢，對內(nèi)軌有擠壓，A錯誤B正確C.當速度小于時，設內(nèi)軌對火車的支持力為，軌道對火車的支持力為，根據(jù)豎直方向平衡有：，所以鐵軌對火車的支持力小于，C錯誤D.當速度等于時，側(cè)向彈力為零，根據(jù)豎直方向平衡有：，鐵軌對火車的支持力為，D正確11、AC【解析】A圖中速度方向沿軌跡的切線方向，加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè)，故A正確；B圖中速度方向不是沿軌跡的切線方向，加速度指向軌跡的外側(cè)，不符合曲線運動的特征，故B錯誤；C圖像速度方向沿軌跡的切線方向，加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè)．故C正確；D圖中加速度應該是指向軌跡的內(nèi)側(cè)，不能指向外側(cè)，故D錯誤；故選AC．電荷：此題關鍵是知道曲線運動的特征：曲線運動中質(zhì)點的速度方向是軌跡的切線方向、加速度方向指向軌跡的內(nèi)側(cè)．12、AC【解析】

A．人造地球衛(wèi)星的萬有引力充當向心力得所以這兩顆行星的質(zhì)量之比為故A正確；

B．忽略行星自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬有引力等于重力得所以兩顆行星表面的重力加速度之比為故B錯誤；

C．行星的體積為故密度為所以這兩顆行星的密度之比為故C正確；

D．根據(jù)題目提供的數(shù)據(jù)無法計算同步衛(wèi)星的周期之比，故D錯誤。

故選AC。二．填空題(每小題6分，共18分)13、控制變量法B角速度2：1【解析】

(1)[1][2]在研究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關系時，需先控制某些量不變，研究另外兩個物理量的關系，該方法為控制變量法。在探究向心力的大小F與半徑r的關系，要控制質(zhì)量、角速度不變，故選B。(2)[3]圖乙中兩球的質(zhì)量相同，轉(zhuǎn)動的半徑相同，則研究的是向心力F與角速度的關系；[4]根據(jù)兩球的向心力之比為，半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動的角速度之比為，因為靠皮帶傳動，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)知與皮帶連接的變速輪塔對應的半徑之比為。14、D【解析】

試題分析：當橡皮筋伸長量按倍數(shù)增加時，功并不簡單地按倍數(shù)增加，變力功一時無法確切測算。因此我們要設法回避求變力做功的具體數(shù)值，可以用一根橡皮筋做功記為W，用兩根橡皮筋做功記為2W，用三根橡皮筋做功記為3W…，從而回避了直接求功的困難，故A正確；小車運動中會受到阻力，使木板適當傾斜，小車阻力補償?shù)姆椒ㄊ瞧胶饽Σ亮Γ蔅正確；本實驗中小車先加速后減速，造成紙帶上打出的點，兩端密、中間疏，說明摩擦力沒有平衡，或沒有完全平衡，可能是沒有使木板傾斜或傾角太小，故C正確；本實驗的目的是探究橡皮繩做的功與物體獲得速度的關系。這個速度是指橡皮繩做功完畢時的瞬時速度，而不是整個過程的平均速度，故D錯誤。考點：考查了探究功與速度變化的關系15、見解析1.0CA見解析【解析】

(1)[1]讓桌子離豎直墻壁有一段距