2022-2023学年河南省顶级名校物理高一下期中考试试题含解析

2022-2023学年河南省顶级名校物理高一下期中考试试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3．考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。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、一人以不变的速度面向河对岸游去，游到河中间时，水的流速增大，则渡河人实际所用的时间比预定的时间（）A．增大 B．减小 C．不变 D．不能确定2、发现万有引力定律的科学家是（）A．牛顿 B．第谷 C．开普勒 D．卡文迪许3、三峡水电站是我国最大的水力发电站,平均水位落差约为100m,每秒约有1×104m3的水用来发电,水的重力势能约有20%转化为电能．已知水的密度为1.0×103kg/m3,火电厂每发一度电大约需耗标准煤0.3kg,同时排放二氧化碳1kg．关于三峡水电站,下列说法正确的是A．发电平均功率约为2×1012WB．每天的发电量约为4.8×107kW·hC．相比于同功率的火电厂,每天约可减少煤炭消耗2×106kgD．相比于同功率的火电厂,每天约可减少二氧化碳排放4.8×106kg4、设太阳对行星的万有引力大小为F，太阳与行星间的距离为r，则F与r的关系为A．F与r成正比 B．F与r成反比C．F与r2成正比 D．F与r2成反比5、如图所示，A是地球赤道上随地球自转的物体，其向心加速度a1，线速度；B是绕地球做匀速圆周运动的近地卫星，其向心加速度a2、线速度；C是地球同步卫星，其轨道半径r．已知地球半径R，下列关于A、B的向心加速度和线速度的大小关系正确的是A． B．C． D．6、已知太阳系的两个行星A和B的公转轨道半径分别为rA、rB，且rA<rB。关于这两个行星的运动，以下说法正确的是（）A．A行星的线速度比B行星的线速度小，即vA<vBB．A行星的角速度比B行星的角速度小，即ωA<ωBC．A行星公转周期比B行星的公转周期小，即TA<TBD．A行星的向心加速度比B行星的向心加速度小，即aA<aB7、为了研究平抛运动分运动的性质，用如图所示的装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开下落．关于该实验，下列说法中正确的有()A．两球的质量必须要相等B．如果两球同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动C．控制小锤打击力度来改变平抛初速度多次实验，可以验证分运动的独立性D．该实验也能研究平抛运动的水平分运动性质8、如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F-v2图象如乙图所示.A．小球的质量为aRB．当地的重力加速度大小为bC．v2D．v29、汽车以速度v0沿平直的水平面向右匀速运动，通过定滑轮（不计滑轮的不质量和摩擦）把质量为M的重物向上提起，某时刻汽车后面的绳子与水平方向的夹角为θ，如图所示．则下列说法正确的是（）A．此时重物的速度大小为v＝v0sinθB．重物上升的速度越来越小C．由于汽车做匀速运动，所以重物也是匀速上升D．绳子中的拉力大于重物的重力10、如图所示，半径为R的光滑半球固定在水平地面上，一个质量为m可视为质点的滑块沿半球运动到半球顶点时速度为v0，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．若v0=gR，则滑块对半球顶点无压力B．若v0=gR，则滑块对半球顶点压力大小为mgC．若v0=12gR，则滑块对半球顶点压力大小为D．若v0=12gR，则滑块对半球顶点压力大小为11、如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,再在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,A、B发生相对滑动,A、B都向前移动一段距离,在此过程中，下列判断正确的是()A．外力F做的功等于A和B动能的增加之和B．B对A的摩擦力所做的功等于A的动能增量C．A对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D．外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和12、经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m1=3：1．则可知A．m1、m1做圆周运动的角速度之比为3：1B．m1、m1做圆周运动的向心力之比为1：1C．m1、m1做圆周运动的半径之比为3：1D．m1、m1做圆周运动的线速度之比为1：3二．填空题(每小题6分，共18分)13、(1)如图所示的实验装置：为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的_____________。A．动能变化量与势能变化量B．速度变化量与势能变化量C．速度变化量与高度变化量(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台（含铁夹）、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列器材中，必须使用的器材是_______________。A．交流电源B．秒表C．天平（含砝码）D．刻度尺(3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到下图所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的A，B，C，测得起始点O至B点的距离为h，AB之间的距离为x1，BC之间的距离为x2。已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep=________，动能变化量Ek=_____________。(4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是____________。A．利用公式vgt计算重物速度B．利用公式计算重物速度C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响D．没有采用多次实验取平均值的方法(5)利用上述装置获得一条纸带，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离为h，计算对应计数点的重物速度为v，若重物下落过程中受到的阻力恒为f，下列描绘的图像正确的是___________。A．B．C．D．14、下列关于必修2教材中“研究平抛运动”和“探究功与速度变化的关系”的实验，下列表述正确的是A．“研究平抛运动”的实验中，必须让小球每次都从同一高度由静止开始滚下B．“研究平抛运动”的实验中，减小钢球与斜槽之间的摩擦可以减小实验误差C．“探究功与速度变化的关系”的实验中，使用的橡皮筋的规格不必相同D．“探究功与速度变化的关系”的实验中，需要平衡摩擦力E．“研究平抛运动”和“探究功与速度变化的关系”两个实验器材都需要刻度尺15、在“测量干电池的电动势和内阻”实验中：(1)某小组用如图甲所示的实验器材进行实验，其中部分实验电路已经连接，请用细线代替导线，完成实物电路连接______。(2)连接好电路，闭合开关，开始实验。测量某组数据时，电压表指针如图乙所示，读数为________V。(3)该小组正确规范操作以后记录的数据如表格中所示，组内小刚利用第1组和第5组数据计算出两节干电池的电动势和内阻，其中内阻r＝________Ω；小亮用描点法作出U-I图线，根据图象得到电源电动势和内阻，你认为谁的做法更为合理________(填“小刚”或“小亮”)。三．计算题(22分)16、（12分）一质量为0.5kg的小球，用长为0.4m细绳拴住，在竖直平面内做圆周运动(g取（1）当过最低点时的速度为6m/s（2）当过最高点时的速度为4m/s（3）小球能通过最高点的速度大小范围。17、（10分）风洞实验室中可产生竖直向上、大小可调节的风力．一质量m=3kg的铁球可在两根金属条制作成的轨道上滚动，如图甲所示，从水平轨道的左侧看成铁球的情景如图乙所示．现将图甲装置置于风洞实验室中，其正视图如图丙所示，轨道BF部分处于风场中，倾斜轨道AB、水平轨道CF足够长，竖直平面内圆轨道CDE的半径R=1m；水平轨道BC段长L=2m，轨道的每根金属条对铁球的阻力是铁球对每根金属条压力的k倍，k=0.5，且除轨道BC段外其它阻力不计，连接处均为平滑连接．（g=10m/s2）（1）关闭风机（无风力），铁球在AB上某处由静止释放后滚动水平轨道B上，求水平轨道的每根金属条对铁球的阻力；（2）关闭风机（无风力），铁球从AB上距水平轨道BC的高度h1=3m处由静止释放，铁球最终停在BC段的何处；（3）铁球从AB上距水平轨道BC的高度h2=1.5m处由静止释放，到达B时通过光控装置打开风机，欲使铁球不脱离轨道运动到水平轨道CF段上，求铁球受风力F大小的调节范围．

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】

合运动与分运动具有独立性、等时性，水流不影响垂直河岸方向上的分运动，在垂直河岸方向上，速度不变，则渡河时间不变，C对．【点睛】合运动与分运动关系的三个特性：(1)等效性：各分运动的共同效果与合运动的效果相同；(2)等时性：各分运动与合运动同时发生和结束，时间相同；(3)独立性：各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响．2、A【解析】

考查物理学史【详解】牛顿在前人（开普勒、胡克、哈雷）研究的基础上，凭借他非凡的数学能力，发现了万有引力定律，经100多年后，卡文迪许测量出了万有引力常量，从而使万有引力有了真正的实际应用。因此A正确，BCD错误。故选A。3、B【解析】三峡水电站平均水位落差约为100m，每秒约有的水用来发电，则每秒用来发电的水质量为，则发电平均功率约为，A错误；发电功率，则日平均发电量约为，B正确；火电厂每发一度电大约需耗标准煤0.3kg，则火电厂一天发电，需要煤，C错误；火电厂每发一度电大约需耗标准煤0.3kg，同时排放二氧化碳1kg，则火电厂一天发电，排放二氧化碳，D错误；故选B．【点睛】先求出每秒发电的水质量，根据W=Gh求出水的重力势能，然后结合效率求出的发电功率；再根据电功与电功率的关系求出日平均发电量，再利用火电厂每发一度电大约需耗标准煤0.3kg，同时排放二氧化碳1kg计算减少煤炭消耗和减少二氧化碳排放的质量．4、D【解析】

行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力是由太阳对行星的万有引力提供，根据万有引力定律F=G，可知万有引力与与行星和太阳间距离的二次方成反比，即D正确，故选D．5、B【解析】

对于放在赤道上的物体a和同步卫星c有运动周期相同，根据可知，根据可知；对于近地卫星b和同步卫星c据万有引力提供圆周运动向心力有，可得，，则有，，所以A、B的向心加速度和线速度的大小关系，，故B正确，ACD错误。故选B．6、C【解析】

由万有引力提供向心力得可得，，，由于rA<rB可得vA>vB，ωA>ωB，TA<TB，aA>aB故选C。7、BC【解析】平抛运动过程中，在竖直方向上做自由落体运动，运动性质与质量无关，A错误；改变A球初速度后仍然会和B球同时落地，证明平抛的竖直分运动不受水平分运动影响，验证分运动的独立性，BC正确；本实验只能验证竖直方向上的分运动，不能验证水平方向上的运动，D错误．8、BD【解析】

AB.在最高点，若v=0，则N=mg=a；若N=0，由图知：v2=b，则有mg=mv解得g=bR，m=abR；故C.由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，故C项不合题意.D.若v2=2b，则N+mg=mv解得N=mg，即小球受到的弹力与重力大小相等，故D项符合题意.9、AD【解析】

A．此时汽车的速度分解如图重物的速度是沿绳子方向的速度，其大小为故A正确；BC．汽车向右运动过程中，逐渐减小，逐渐增大，所以重物的速度越来越大，重物做加速运动，故BC错误；D．由牛顿第二定律可知，绳子中的拉力大于重物的重力，故D正确。故选AD．10、AD【解析】

在最高点，滑块靠重力和支持力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出支持力的大小，从而得出滑块对半球顶点的压力大小．【详解】在最高点，根据牛顿第二定律得mg-N=mv02R，若v0=gR，解得N=0，即滑块对半球顶点无压力，A正确B错误；在最高点，根据牛顿第二定律得，mg-N=mv02R11、BD【解析】

A、A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，但是由于A在B上滑动，A、B对地的位移不等，A对地的位移小于B对地的位移，即对A根据动能定理有：对B根据动能定理有：联立可以得到：，即外力F做的功大于A和B动能的增加之和，故A错误，B正确；C、由于A与B之间的摩擦力大小相等，而且，所以A对B的摩擦力所做的功不等于B对A的摩擦力所做的功，故C错误；D、对B根据动能定理有：，则，即外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和，故D正确。12、BD【解析】

A.根据题意得：双星系统具有相同的角速度，A错误B.根据万有引力提供向心力得：，需要向心力大小相等，B正确C.根据，且：，联立解得：，C错误D.线速度角速度关系：，所以，D正确二．填空题(每小题6分，共18分)13、AADmghCA【解析】

(1)[1]机械能包括动能和势能，因此验证机械能守恒的实验中，应比较减少的势能与增加的动能的关系，A正确，BCD错误。故选A。(2)[2]使用电磁打点计时器一定使用交流电源，另外还用刻度尺测量点之间的距离以便求出运动速度和下降的高度，下降过程中不用测量下落时间以及重物的质量，因此不用天平和秒表。(3)[3][4]重物重力势能的减少量Ep=mgh打B点的速度等于AC段的平均速度，因此增加的动能(4)[5]由于空气阻力和摩擦力的影响，减少的势能略大于增加的动能，因此C正确，ABD错误。故选C。(5)[6]根据动能定理整理得图象是不过坐标原点的直线，A正确，BCD错误。故选A。14、ADE【解析】

“研究平抛运动”的实验中，必须让小球每次都从同一高度由静止开始滚下，以保证小球到达底端时的速度相同，选项A正确；“研究平抛运动”的实验中，钢球与斜槽之间的摩擦对实验无影响，选项B错误；“探究功与速度变化的关系”的实验中，为了保证橡皮筋对小车做功的大小与橡皮筋的个数成正比，则使用的橡皮筋的规格必须相同，选项C错误；“探究功与速度变化的关系”的实验中，需要平衡摩擦力，从而才能认为合