2023年山西省孝義市物理高一下期中考試試題含解析

2023年山西省孝義市）物理高一下期中考試試題考生須知：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、一個質量為M的箱子放在水平地面上,箱內用一段固定長度的輕質細線拴一質量為m的小球,線的另一端拴在箱子的頂板上,現把細線和球拉到左側與豎直方向成θ角處靜止釋放,如圖所示,在小球擺動的過程中箱子始終保持靜止,則以下判斷正確的是()A．在小球擺動的過程中,線的張力呈周期性變化,但箱子對地面的作用力始終保持不變B．小球擺到右側最高點時,地面受到的壓力為(M+m)g,箱子受到地面向左的靜摩擦力C．小球擺到最低點時,地面受到的壓力為(M+m)g,箱子不受地面的摩擦力D．小球擺到最低點時,線對箱頂的拉力大于mg,箱子對地面的壓力大于(M+m)g2、甲為近地圓軌道地球衛(wèi)星，乙為近月圓軌道月球衛(wèi)星，若地球半徑為月球半徑的4倍，地球表面重力加速度為月球表面重力加速度的6倍，則A．甲、乙的周期之比為2：B．甲、乙的角速度之比為2：3C．甲、乙的線速度之比為1：6D．地球與月球質量之比為128：33、如圖所示，小車m以速度v沿斜面勻速向下運動，并通過繩子帶動重物M沿豎直桿上滑。則當滑輪右側的繩子與豎直方向成θ角時，重物M上滑的速度為（）A． B． C． D．4、在抗洪搶險中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人，假設江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度為v1，摩托艇在靜水中的航速為v2，戰(zhàn)士救人的地點A離岸邊最近處O的距離為d．若戰(zhàn)士想在最短時間內將人送上岸，則摩托艇登陸的地點離O點的距離為（）A． B．0 C． D．5、一個物體自由下落，在第1s末、第2s末重力的瞬時功率之比為A．1:1 B．1:2 C．1:3 D．1:46、以一定速度豎直上拋一個小球，小球上升的最大高度為h，空氣阻力的大小恒為，則從拋出至落回到原出發(fā)點的過程中，空氣阻力對小球做的功為A．0 B． C． D．7、發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1，然后經變軌使其沿橢圓軌道2運行，最后再次變軌，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1與2相切于Q點，軌道2與3相切于P點，如圖所示，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于它在軌道1上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于它在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經過Q點時的速率小于它在軌道2上經過Q點時的速率D．衛(wèi)星在軌道2上經過P點時的速率小于它在軌道3上經過P點時的速率8、我國成功發(fā)射的“天宮一號”飛行器繞地球做勻速圓周運動的運行軌道高度為350km，地球同步衛(wèi)星的高度約為3.6×104km，關于“天宮一號”和同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是()A．“天宮一號”的運行速度大于同步衛(wèi)星的運行速度，并且均大于7.9km/sB．“天宮一號”的周期大于24hC．“天宮一號”的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度D．“天宮一號”的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度9、下列說法中正確的是()A．總結出關于行星運動三條定律的科學家是開普勒B．總結出萬有引力定律的物理學家是伽俐略C．總結出萬有引力定律的物理學家是牛頓D．第一次精確測量出萬有引力常量的物理學家是卡文迪許10、一艘小船在靜水中的速度為3m/s，渡過一條寬150m，水流速度為4m/s的河流，則該小船（）A．能到達正對岸B．渡河的時間可能少于50sC．以最短位移渡河時，位移大小為200mD．以最短時間渡河時，沿水流方向的位移大小為200m11、2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖所示。關于航天飛機的運動，下列說法中正確的是（）A．在軌道Ⅱ上經過A的速度小于經過B的速度B．在軌道Ⅱ上經過A的速度小于在軌道Ⅰ上經過A的速度C．在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期D．在軌道Ⅱ上經過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經過A的加速度12、如圖所示是健身用的“跑步機”示意圖，質量為m的運動員踩在與水平面成a角的靜止皮帶上，運動員用力向后蹬皮帶，皮帶運動過程中受到的阻力恒為f．使皮帶以速度v勻速向后運動，則在運動過程中，下列說法正確的是:A．人腳對此皮帶的摩擦力是皮帶運動的動力B．人對皮帶不做功C．人對皮帶做功的功率為mgvD．人對皮帶做功的功率為fv二．填空題(每小題6分，共18分)13、用如圖實驗裝置驗證質量分別為、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為所取計數點，每相鄰兩計數點間還有4個點(圖中未標出)，計數點間的距離如圖所示，已知打點計時器所用電源的頻率為，當的重力加速度為g；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經計算發(fā)現現,總是略大于，其主要原因是_____________(寫出兩條即可)．14、在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質量為的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示．為第一個點，為從合適位置開始選取連續(xù)點中的三個點．已知打點計時器每隔打一個點，當地的重力加速度為，那么：（1）根據圖上所得的數據，應取圖中點到__________點來驗證機械能守恒定律．（2）從點到（1）問中所取的點，重物重力勢能的減少量__________，動能增加量__________；請簡述兩者不完全相等的原因_______．（結果取三位有效數字）（3）若測出紙帶上所有點到點之間的距離，根據紙帶算出各點的速度及物體下落的高度，則以為縱軸，以為橫軸畫出的圖像是圖中的__________．A．B．C．D．15、“驗證機械能守恒定律”的實驗采用重物自由下落的方法．(1)本實驗中，除鐵架臺、夾子、交流電源、紙帶和重物外，還需選用的儀器是_____A．秒表

B．刻度尺

C．天平

D．打點計時器(2)在驗證機械能守恒定律的實驗中，下列物理量中需要直接測量的有____A．重物的質量B．重力加速度C．重物下落的高度

D．與重物下落高度對應的重物的瞬時速度(3)在驗證機械能守恒定律的實驗中,得到一條紙帶如圖2所示,圖中O點為打點計時器打下的第一點,可以看做重物運動的起點,若重物的質量為1kg,己知相鄰兩點時間間隔為0.02s,圖中長度單位是cm,g取9.8m/s2,則打點計時器打下B點時,重物的速度VB=_____m/s.從起點O到打下B點的過程中,重物動能的增加量△Ek=____J,重力勢能的減小量△EP=____

J,經過計算發(fā)現動能的增加量略小于重力勢能的減少量,這是因為____.(以上計算結果均保留兩位有效數字)三．計算題(22分)16、（12分）水平拋出的一個石子，經過0.4s落到地面，落地時的速度方向跟水平方向的夾角是53°，（g取10m/s2）。試求：（1）石子的拋出點距地面的高度；（2）石子拋出的水平初速度。17、（10分）如圖，一輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于自然狀態(tài)．AC＝7R，A、B、C均在同一豎直平面內．質量為m的小物塊P自C點由靜止開始下滑，最低到達E點(未畫出)，隨后P沿軌道被彈回，最高到達F點，AF＝4R.已知P與直軌道間的動摩擦因數μ＝，重力加速度大小為g.(取sin37°＝，cos37°＝)(1)求P第一次運動到B點時速度的大小；(2)求P運動到E點時彈簧的彈性勢能；

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、D【解析】在小球擺動的過程中，速度越來越大，對小球受力分析根據牛頓第二定律可知：，繩子在豎直方向的分力為：，由于速度越來越大，角度越來越小，故越大，故箱子對地面的作用力增大，在整個運動過程中箱子對地面的作用力時刻變化，故A錯誤；小球擺到右側最高點時，小球有垂直于繩斜向下的加速度，對整體由于箱子不動加速度為，為小球在豎直方向的加速度，根據牛頓第二定律可知：，則有：，故，根據牛頓第三定律可知對地面的壓力小于，故B錯誤；在最低點，小球受到的重力和拉力的合力提供向心力，由牛頓第二定律有：，聯(lián)立解得：，則根據牛頓第三定律知，球對箱的拉力大小為：，故此時箱子對地面的壓力為：，故小球擺到最低點時，繩對箱頂的拉力大于，，箱子對地面的壓力大于，故C錯誤，D正確，故選D.【點睛】對m運動分析，判斷出速度大小的變化，根據牛頓第二定律求得繩子的拉力，即可判斷出M與地面間的相互作用力的變化，在最低點，球受到的重力和拉力的合力提供向心力，由牛頓第二定律求出繩子的拉力，從而得到箱子對地面的壓力．2、A【解析】A、對甲衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力：

解得：

對衛(wèi)星乙飛行角速度：

由兩式取比值得根據，得，則：，故A正確，B錯誤；

C、根據，有，故C錯誤；D、地球表面物體m的重力：，整理得：

同理月球表面的重力加速度：

由兩式取比值得：，故D錯誤．

點睛：求解貼近中心天體表面的速度即為第一宇宙速度、角速度、向心加速度應該根據萬有引力提供向心力來計算；忽略星球自轉的影響，根據萬有引力等于重力列出等式解出兩星球質量之比；要比較一個物理量大小或變化，我們應該把這個物理量先表示出來，再進行比較，注意向心力的公式選取要根據題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應用．3、D【解析】

將物體的速度按圖示兩個方向分解，如圖所示則有解得故D正確，ABC錯誤。故選D。4、D【解析】根據s=vt，因此摩托艇登陸的最短時間：t=，登陸時到達O點的距離：s=v1t=；故選D.點睛：摩托艇在水中一方面自己航行前進，另一方面沿水向下漂流，當摩托艇垂直于河岸方向航行時，到達岸上的時間最短，由速度公式的變形公式求出到達河岸的最短時間，然后求出摩托艇登陸的地點到O點的距離．5、B【解析】

物體自由下落，在第1s末物體速度：，第2s末物體速度：，重力瞬時功率：，所以重力瞬時功率之比為1：2，ACD錯誤B正確6、D【解析】

上升過程：空氣阻力對小球做功：W1=-Ffh；下落過程：空氣阻力對小球做功：W2=-Ffh；則從拋出到落回到拋出點的過程中，空氣阻力對小球做的功為：W=W1+W2=-2Ffh，故選D。7、BCD【解析】

根據可知，衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率，選項A錯誤；根據可知衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度，選項B錯誤；衛(wèi)星從軌道1進入軌道2要在Q點點火加速，則衛(wèi)星在軌道1上經過Q點時的速度小于它在軌道2上經過Q點時的速度，選項C正確；根據可知，衛(wèi)星在軌道2上經過P點時的加速度等于它在軌道3上經過P點時的加速度，選項D錯誤；故選C.8、CD【解析】根據萬有引力提供向心力有：GMmrv=GMr；T=2πr3GM“天宮一號”飛行器繞地球做勻速圓周運動的運行軌道高度為350km，地球同步衛(wèi)星的高度約為3.6×104km，“天宮一號”的運行速度大于同步衛(wèi)星的運行速度，但是小于7.9km/s，故A錯誤；“天宮一號”的周期小于24h，故B錯誤；“天宮一號”的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，故C正確；“天宮一號”的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度，故D正確；故選CD．點睛：解決本題的關鍵掌握萬有引力提供向心力這一理論，知道線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關系.9、ACD【解析】

開普勒發(fā)現了開普勒三定律，A正確；伽利略通過理想斜面實驗推出了力不是維持物體運動的原因，而是改變物體運動的原因，牛頓發(fā)現了萬有引力定律，B錯誤C正確；卡文迪許通過扭秤實驗測得了萬有引力常量，D正確．10、BCD【解析】

A．因為船在靜水中的速度小于河水的流速，由平行四邊形法則求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正達對岸，故A錯誤；B．當船的靜水中的速度垂直河岸時渡河時間最短，為故B正確；C．因為船在靜水中的速度小于河水的流速，由平行四邊形法則求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正達對岸，船以最短位移渡河時，船速度與合速度方向垂直，則合速度與河岸的夾角滿足則船的位移為：故C正確；D．船以最短時間渡河時，沿水流方向的位移：，故D正確。故選BCD?！军c睛】船航行時速度為靜水中的速度與河水流速二者合速度，最短的時間主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，這個分量一般剛好是船在靜水中的速度，即船當以靜水中的速度垂直河岸過河的時候渡河時間最短；如果船在靜水中的速度小于河水的流速，則合速度不可能垂直河岸，那么，小船不可能垂直河岸正達對岸。11、ABC【解析】

A．根據開普勒第二定律，相同的時間內掃過相同的面積，因此半徑越大，速度越小，故在軌道Ⅱ上經過A的速度小于經過B的速度，A正確；B．在軌道I上做勻速圓周運動而在軌道Ⅱ上經過A點后將做近心運動因此在軌道Ⅱ上經過A的速度小于在軌道Ⅰ上經過A的速度，B正確；C．根據開普勒第三定律恒量軌道Ⅱ的半長軌小于軌道Ⅰ的半徑，因此在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期，C正確；D．根據萬有引力定律和牛頓第二定律在同一位置，加速度相同，D錯誤。故選ABC。12、AD【解析】皮帶受摩擦力而運動，故皮帶受到的摩擦力是皮帶運動的動力，故A正確；人對皮帶的摩擦力使皮帶產生了位移，故人對皮帶做正功；故B錯誤；人對皮帶的力為摩擦力，故人對皮帶做功的功率P=fv；故C正確，D錯誤；故選AC．二．填空題(每小題6分，共18分)13、見解析【解析】

①計數點B的瞬時速度為:同理，計數點E的瞬時速度為：系統(tǒng)動能的增加量為：的重力勢能減小了：的重力勢能增加了：系統(tǒng)重力勢能的減小量為：；②由上述計算得，造成這種結果的主要原因是紙帶通過打點計時器受摩擦力、打點阻力及重物受空氣阻力等影響的結果．14、B1.881.84重物下落時受到空氣阻力和紙帶與打點計時器間的阻力作用A【解析】

解：(1)驗證機械能守恒時,我們驗證的是減少的重力勢能和增加的動能之間的關系，由點能夠測和的數據，而、兩點不方便測出速度，故應取圖中點和點來驗證機械能守恒定律；(2)減少的重力勢能：，根據利用勻變速直線運動的推論可得點的速度：，點的動能為：，動能增加量為：，動能的增加量小于重力勢能的減少量的原因主要是重物下落時受到空氣阻力和打點計時器與紙帶間的阻力作用，一部分重力勢能轉化為內能；(3)從理論角度物體自由下落過程中機械能守恒可以得出，可得，所以以為縱軸，以為橫軸畫出的圖線應是過原點的傾斜直線，故選項A正確．15、BDC0.970.470.48重物克服阻力做功【解析】（1）A、實驗中由打點計時器測量時間，不再需要秒表，A錯誤；B、在求動能時需要測量兩點間的長度求出平均速度，故需要用的刻度尺，B正確；C、而在數據處理中物體的質量可以消去，故不需要測物體的質量，故不用天平，C錯誤；D、在用自由落體“驗證機械能守恒定律”時，我們是利用自由下落的物體帶動紙帶運動，通過打點計時器在紙帶上打出的點求得動能及變化的勢能，故需要打點計時器，D正確；故選BD．（2）ABC、在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，需要驗證的方程是：，