2022-2023学年陕西省西安音乐学院附属中等音乐学校物理高一下期中学业水平测试试题含解析

2022-2023学年陕西省西安音乐学院附属中等音乐学校物理高一下期中学业水平测试试题注意事项:1．答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚，将条形码准确粘贴在条形码区域内。2．答题时请按要求用笔。3．请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效。4．作图可先使用铅笔画出，确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。5．保持卡面清洁，不要折暴、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、地球的半径为R，地面的重力加速度为g，一颗离地面高度为R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则()A．卫星加速度的大小为g2B．卫星运转的角速度为C．卫星运转的线速度为142gRD．2、快要上课了，你从一楼楼梯口到二楼楼梯口的过程中，克服重力做功的功率约为（）A．10W B．180WC．500W D．1200W3、关于功和功率下列说法正确的是（）A．功是矢量，功率是标量B．公式P=FV中P是发动机功率，F是合外力C．做功越多的机器，功率一定越大D．功率是描述做功快慢的物理量4、已知两个质点相距为r时，它们之间的万有引力大小为F．若只将它们之间的距离变为2r，则它们之间的万有引力大小为（）A．4F B．2F C．F D．F5、关于能量和能源，下列说法正确的是()A．由于自然界的能量守恒，所以不需要节约能源B．人类在不断地开发新能源，所以能量可以被创造C．能量的转化和转移没有方向性D．能量可以从一种形式转化为另一种形式6、在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献．下列叙述符合物理学史实的是（）A．开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律B．卡文迪许通过实验测出了万有引力常量C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量D．伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律7、设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，自转角速度为ω，地球质量为M，地球的第一宇宙速度为v1，同步卫星离地球表面的高度为h，万有引力常量为G，则同步卫星的线速度大小v是（）A． B．C．v1 D．8、如图所示，是某次发射人造卫星的示意图，人造卫星先在近地圆周轨道1上运动，然后改在椭圆轨道2上运动，最后在圆周轨道3上运动，a点是轨道1、2的交点，b点是轨道2、3的交点，则（）A．卫星在同步轨道3上的运行速度大于7.9km/sB．要从椭圆轨道2进入圆周轨道3，则应在b点加速C．在椭圆轨道2经过a点时的加速度与在圆周轨道1上经过a点时的加速度相等D．在椭圆轨道2经过b点时的速度比经过a点时的速度更大9、如图所示，为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球的同步卫星C的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（）A．三者的周期关系为TB．三者向心加速度的大小关系为aC．三者角速度的大小关系为ωD．三者线速度的大小关系为v10、做匀速圆周运动的物体有关向心力说法正确的是（）A．因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力B．因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小C．物体所受的合外力D．向心力和向心加速度的方向都是不变的11、如图所示为乒乓球桌面示意图，球网上沿高出桌面H，网到桌边的水平距离为L，在某次乒乓球训练中，从左侧处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到桌面右侧边缘，设乒乓球的运动为平抛运动，下列判断正确的是（）A．击球点的高度与网高度之比为9:8B．乒乓球在网左、右两侧运动时间之比为2:1C．乒乓球过网时与落到右侧桌边缘时速率之比为1:2D．乒乓球在网左、右两侧运动速度变化量之比为1:212、甲、乙两车从同一地点同一时刻沿同一方向做直线运动其速度图象如图所示，由此可以判断()A．前10s内甲的速度比乙的速度大，后10s内甲的速度比乙的速度小B．前10s内甲在乙前面，后10s乙在甲前面C．20s末乙车追上甲车D．乙车追上甲车前，在10s末两车相距最远二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、（6分）用如图所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动．横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值．某次实验图片如下，请回答相关问题：(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法；A．理想实验法

B．等效替代法

C．控制变量法

D．演绎法(2)图中是在研究向心力的大小F与______的关系．A．质量m

B．角速度ωC．半径r(3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为______A．1：9

B．3：1

C．1：3

D．1：114、（10分）在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：A．让小球多次从____________(填相同，或不同)位置上滚下，在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置，如右下图中a、b、c、d所示．B．安装好器材，注意轨道末端水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．C．取下白纸以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．（2）上述实验步骤的合理顺序是__________________．（3）已知图中小方格的边长L=1.25cm，则小球平抛的初速度为v0=________（用L、g表示），其值是___________________________________（取g=9.8m/s2），三、计算题要求解题步骤，和必要的文字说明（本题共36分）15、（12分）在游乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角=，绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深．取重力加速度，，.（1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；（2）若绳长=2m,选手摆到最高点时松手落入手中.设水对选手的平均浮力，平均阻力，求选手落入水中的深度；（3）若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳却认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点．16、（12分）自古以来，当人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意．智慧的头脑开始探索星体运动的奥秘．请根据所学知识回答下列问题．(太阳质量为M，行星质量为m)问题1：天文观测难易直接得到行星运动的线速度v，但可以得到行星的公转周期T，线速度v与公转周期T的关系是怎样的?写出公转周期T表示的行星绕太阳做匀速圆周运动所需要的向心力的表达式?问题2：不同行星的公转周期是不同，引力跟太阳与行星之间的距离关系的表达式中不应出现周期T，利用开普勒第三定律消去周期后的表达式是怎么样的?问题3：针对上述表达式可得到的结论是什么?问题4：上述问题考虑到了太阳对行星的力的作用，根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力可用表达式表示为?问题5：综上所述太阳与行星间的引力的表达式为?17、（12分）如下图所示，一个质点在x轴上运动，从初始位置A运动到位置B，初始位置的坐标xA＝5m，末位置的坐标xB＝－2m，在此过程中它的坐标位置变化量是多少？位移是多少？

参考答案一、选择题：（1-6题为单选题7-12为多选，每题4分，漏选得2分，错选和不选得零分）1、D【解析】

在地球表面，根据万有引力等于重力得，GMmR2=mg，则GM=gR2；一颗离地面高度为R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得GMm(2R)2=mv22R=m(2R)ω2=m(2R)故选D。【点睛】根据万有引力近似等于重力得出轨道上的重力加速度与轨道半径的定量关系．再结合万有引力提供向心力进行求解。2、B【解析】

估计该同学的体重为500N，上楼所需时间为8s，每层楼高3m，则克服重力做功的平均功率选项ACD错误，B正确故选B。3、D【解析】

A.功和功率都是标量，故A错误；B.公式P=Fv中P是发动机功率，F是牵引力，故B错误；C.根据W=Pt知，因做功时间未知，故做功越多的机器功率不一定越大，故C错误；D.功率是描述做功快慢的物理量，故D正确．故选D.4、C【解析】

根据万有引力定律可得若只将它们之间的距离变为2r，则万有引力变为原来的。故选C.5、D【解析】

A项：虽然能量守恒，但存在能量耗散现象，能源的品质在降低，所以必须节约能源，故A错误；B项：人类在不断地开发和利用新能源，但能量不能被创造，也不会消失，故B错误；C项：能量耗散说明能量在转化过程中具有方向性，故C错误；D项：根据能量守恒定律，能量可以从一种形式转化为另一种形式，故D正确．6、B【解析】试题分析：开普勒通过深入研究第谷的数据提出行星运动三大定律，故A错误；牛顿发现了万有引力定律，但未测定出引力常量G，卡文迪许测定了引力常量G，故B正确，C错误；开普勒在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律，故D错误．考点：物理学史【名师点睛】本题主要考查了有关力学的物理学史，了解物理学家的探索过程，从而培养学习物理的兴趣和为科学的奉献精神，对类似知识要加强记忆．7、AD【解析】

A．同步卫星的轨道半径为其运动周期等于地球自转的周期T，则线速度故A正确；B．根据牛顿第二定律得得又联立得到故B错误；C．地球的第一宇宙速度为结合B选项分析联立解得故C错误；D．由又联立得到故D正确。故选AD。8、BC【解析】

A．由题意知卫星在轨道3上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有可得可知轨道半径越大，运行速度越小，由于7.9km/s是在近地轨道的运行速度，故卫星在同步轨道3上的运行速度小于7.9km/s，故A错误；B．在轨道2经过b点时，万有引力大于所需的向心力，卫星做近心运动；在轨道3经过b点时，万有引力等于所需向心力，卫星做圆周运动；而两轨道经过b点时万有引力相等，根据可知卫星在轨道3经过b点时的速度大于轨道2经过b点时的速度，即要从椭圆轨道2进入圆周轨道3，需要在b点加速，故B正确；C．在轨道2和轨道1经过a点时，万有引力相等，根据牛顿第二定律可知在轨道2和轨道1经过a点时加速度相等，故C正确；D．卫星在轨道2上做椭圆运动，根据开普勒定律可知在椭圆轨道2经过b点时的速度比经过a点时的速度小，故D错误。故选BC。9、ACD【解析】

AC：随地球自转的物体A与地球的同步卫星C的周期相同，即TA=TC；据GMmr2=mr4π2T2可得，T=2πr3B：TA=TC、rA<rC，据a=r(2πT)2可得，随地球自转的物体A的向心加速度小于地球的同步卫星C的向心加速度，即aA<D：TA=TC、rA<rC，据v=2πrT可得，vA10、BC【解析】

因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，方向不断变化，故向心力不是一个恒力，选项A错误；因向心力指向圆心，且与线速度方向垂直，所以它不能改变线速度的大小，只能改变速度的方向，选项B正确；做匀速圆周运动的物体的向心力等于物体所受的合外力，选项C正确；向心力和向心加速度的方向都是不断变化的，选项D错误；故选BC．【点睛】该题考查对向心力与向心加速度的理解，向心力是这章的难点也是重点．学生常常以为向心力是物体所受的某一力，所以解题关键是搞清向心力的来源；做匀速圆周运动的物体必须要有一个指向圆心的合外力，此力可以由一个力提供，也可以由几个力的合力提供．因此向心力是从力的作用效果命名的；由于始终指向圆心，故方向不断变化；因为向心力方向与线速度方向垂直，所以向心力作用只改变线速度方向，不改变线速度大小．11、AD【解析】

AB．因为水平方向做匀速运动，乒乓球在网的右侧的水平位移是左边水平位移的两倍，所以乒乓球在网的右侧运动时间是左侧的两倍，竖直方向做自由落体运动，根据可知，击球点的高度与网高之比为，故B错误，A正确；C．由平抛运动规律解得由动能定理可知，乒乓球过网时解得同理落到桌边缘时速度所以故C错误；D．在网的右侧运动时间是左侧运动时间的两倍所以乒乓球在左、右两侧运动速度变化量之比为，故D正确。故选AD。12、ACD【解析】A、由图看出,前10s内甲的速度比乙的速度大,后10s内甲的速度比乙的速度小.所以A选项是正确的.

B、根据图线与坐标轴所围“面积”看出,在20s内甲的位移总大于乙的位移,两车又是从同一地点沿同一方向做直线运动,说明甲一直在乙的前方.故B错误.

C、由图线与坐标轴所围“面积”看出,20s末两车位移相等,说明20s末两车相遇.故C正确.

D、在前10s内甲的速度比乙的速度大,两车的距离逐渐增大;后10s内甲的速度比乙的速度小,两车距离减小,则在10s末两车相距最远.所以D选项是正确的.综上所述本题答案是：ACD二、实验题（本题共16分，答案写在题中横线上）13、CBB【解析】

该实验采用控制变量法，图中抓住质量不变、半径不变，研究向心力与角速度的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，结合v=rω，根据线速度大小相等求出与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比．【详解】(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．故选C．(2)图中两球的质量相同，转动的半径相同，则研究的是向心力与角速度的关系．故选B．(3)根据Fn=mrω2，两球的向心力之比为1：9，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：3，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据v=rω，知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为3：1．故选B．【点睛】本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．知道靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等．14、同一水平BAC0.7m/s【解析】（1）为了保证每次做平抛运动的初速度相等，所以每次要从同一高度释放小球；为了保证小球平抛的初速度是水平的，所以注意调节斜槽末端