2023届天津市重点中学物理高一下期中考试试题含解析

2023届天津市重点中学物理高一下期中考试试题注意事项: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（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、用恒力F使质量M的物体沿竖直方向以速率v匀速上升h，恒力做功W1，再用该恒力作用于质量m（m＜M）的物体，使之在竖直方向从v开始加速上升距离h，恒力做功W2，则两次恒力做功及功率的关系是A．W1=W2，P1＜P2 B．W1=W2，P1>P2C．W1>W2，P1＜P2 D．W1>W2，P1>P22、物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，力F2对物体做功8J，则F1F2对物体做功为（）A．14J B．10J C．2J D．12J3、关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（）A．物体受的合外力不为零时一定做曲线运动B．速度的大小和方向一定时刻变化C．物体在恒力的作用下，不能做曲线运动D．物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零．4、用g表示地球表面的重力加速度，R表示地球半径，T表示卫星绕近地表面匀速圆周运动的周期，G表示万有引力常量，M表示地球质量．在天文学发展的进程中，被称为“能称出地球质量的人”是谁？用测定地球表面物体重力加速度的方法测算地球质量的公式是什么？正确回答上述两问题的是（）A．开普勒，B．牛顿，C．卡文迪许，D．卡文迪许，5、长度为1m的轻杆OA的A端有一质量为2kg的小球，以O点为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，小球通过最高点时的速度为3m/s，g取10m/s2，则此时小球将()A．受到18N拉力B．受到38N的支持力C．受到2N的拉力D．受到2N的支持力6、2013年6月13日13时18分，“神舟10号”载人飞船成功与“天宫一号”目标飞行器交会对接．如图所示，“天宫一号”对接前从圆轨道Ⅰ变至圆轨道Ⅱ，已知地球半径为R，轨道Ⅰ距地面高度h1，轨道Ⅱ距地面高度h2，则关于“天宫一号”的判断正确的是()A．调整前后线速度大小的比值为B．调整前后周期的比值为C．调整前后向心加速度大小的比值为D．需加速才能从轨道Ⅰ变至轨道Ⅱ7、一质量为m的物体静止在北极与静止在赤道对地面的压力差为ΔN，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R，则下列说法正确的是(设地球表面的重力加速度为g)A．地球的自转周期为B．地球的自转周期为C．地球同步卫星的轨道半径为D．地球同步卫星的轨道半径为8、开普勒关于行星的运动公式,以下理解正确的是()A．是一个与行星无关的常量B．代表行星运动的轨道半径C．代表行星运动的自转周期D．代表行星绕太阳运动的公转周期9、从地面竖直上抛一物体A，同时在离地面某一高度处有一物体B自由下落，两物体在空中同时到达同一高度时速度大小均为v，则下列说法正确的是（）A．A上抛的初速度与B落地时速度大小相等，都是2vB．两物体在空中运动的时间相等C．A上升的最大高度与B开始下落时的高度相同D．两物体在空中同时达到的同一高度处一定是B开始下落时高度的中点10、根据欧姆定律，下列说法中正确的是()A．从关系式U＝IR可知，导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定B．从关系式R＝U/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C．从关系式I＝U/R可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比D．从关系式R＝U/I可知，对一个确定的导体来说，所加的电压跟通过导体的电流的比值是一定值11、地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动，所受到的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受到的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星所受到的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3。假设三者质量相等，地球表面的重力加速度为g，则()A．F1＝F2>F3 B．a1＝a2＝g>a3C．v1<v3<v2 D．ω1＝ω3<ω212、质量为m的球从离地面H高处以初速度v0水平抛出，下列图象分别描述了球在空中运动的速率v、重力的瞬时功率P随时间t的变化关系和动能Ek、机械能E随小球距地面高度h的变化关系，选地面重力势能为零且不计空气阻力，其中可能正确的有（）A． B．C． D．二．填空题(每小题6分，共18分)13、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mB．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两小球的角速度之比为__；与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为_____。14、某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹，但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部分如图乙所示，于是他在曲线上取水平距离Δx相等的三点A、B、C，量得Δx=0.4m，又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m，h2=0.5m。g取10m/s2，利用这些数据，可得：(1)物体从A到B所用的时间T=___________s；(2)物体抛出时的初速度为___________m/s；(3)物体经过B点时速度为___________m/s。15、“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，当小车在一条橡皮筋作用下弹出时，橡皮筋的拉力对小车做的功记为W；当用2条、3条、4条、…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次、…实验时，橡皮筋的拉力对小车所做的功记为2W、3W、4W、…每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出。(1)关于该实验，下列说法正确的是__________。A．打点计时器可以用干电池供电B．实验仪器安装时，必须平衡滑动摩擦力C．每次实验小车必须从同一位置由静止弹出D．利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋所做的功W，依次作出W-、W-、W-…的图象，得出合力做的功与小车速度变化的关系。(2)图乙给出了某次实验打出的纸带，从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带，测得A、B、C、D、E相邻点间的距离分别为AB=1.48cm，BC=1.60cm，CD=1.62cm，DE=1.62cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s，则小车获得的最大速度vm=__________m/s。（结果保留两位有效数字）三．计算题(22分)16、（12分）如图所示，用大小为8.0N的水平拉力F，使物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动，在2.0s内通过的位移为8.0m，在此过程中，求：（1）水平拉力F做的功；（2）水平拉力F的平均功率。17、（10分）如图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常数为G。(1)求两星球做圆周运动的周期。(2)在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期T2。已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2与T1两者平方之比。（结果保留3位小数）

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、A【解析】

由于物体受到的都是恒力的作用，由恒力做功公式可知，在两次拉物体运动的过程中，拉力大小相同，物体运动的位移也相等，所以两次拉力做功相同，即，由于第二次物体加速运，所以第二次所用时间减小，由公式可知，，故A正确。2、A【解析】

合外力做的总功为等于各力做功的代数和：故W=W1+W2=6+8=14J；故选A。3、D【解析】

A、物体受的合外力不为零时可能做曲线运动，也可能做直线运动，关键要看合力与速度是否在同一条直线上，故选项A错误；B、曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，所以曲线运动的速度的方向是时刻变化的，而大小可能不变，如匀速圆周运动，故选项B错误；C、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化，比如平抛运动，受到的就是恒力重力的作用，故选项C错误；D、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零，故选项D正确。4、C【解析】英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量G，从而被称为“能称出地球质量的人”，用测定地球表面物体重力加速度的方法测算地球的质量，则在地球表面有，解得，即，C正确．5、D【解析】

设此时轻杆提供拉力的大小为F，根据向心力公式有代入数值可得F=-2N表示受到2N的支持力。故选D．6、B【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力有：解得：；；所以线速度大小之比为，故A错误；周期之比：选项B正确；向心加速度大小之比，选项C错误；要想从轨道Ⅰ变至轨道Ⅱ，需要减速,选项D错误．考点：万有引力定律；人造卫星．7、AC【解析】

在北极；在赤道：；根据题意，有FN1-FN2=△N；联立解得：，故A正确，B错误；万有引力提供同步卫星的向心力，则：；联立可得：；又地球表面的重力加速度为g，则：；联立得：，故C正确，D错误。8、AD【解析】

根据开普勒第三定律可知，行星运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方成正比，其比例是一个与行星无关的常量，只与恒星的质量有关，故A正确；代表行星椭圆运动的半长轴，故B错误；代表行星运动的公转周期，故C错误，D正确。9、AC【解析】

设两物体从下落到相遇的时间为t，竖直上抛物体的初速度为，则由题解得，故A正确；根据竖直上抛运动的对称性可知，B自由落下到地面的速度为2v，在空中运动时间为，A竖直上抛物体在空中运动时间，故B错误；物体A能上升的最大高度，B开始下落的高度，显然两者相等，故C正确；两物体在空中同时达到同一高度为为下落高度的四分之一，故D错误．10、CD【解析】试题分析：导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，应用欧姆定律分析答题．解：A、由R=可知，U=IR，对于一个确定的导体来说，如果通过的电流越大，则导体两端的电压也越大，但是，不能说导体两端的电压U由通过它的电流I和它的电阻R共同决定．故A错误；B、关系式R=是定义式，导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，故B错误；C、由I=可知，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，故C正确；D、导体电阻由导体材料、长度、横截面积决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关，导体电阻在数值上等于它两端的电压与通过它的电流之比，由R=可知，对于一个确定的导体来说，所加的电压跟通过的电流的比值是一确定值，故D正确；故选CD．点评：本题是一道基础题，知道导体电阻的决定因素、应用欧姆定律即可正确解题．11、CD【解析】

根据题意三者质量相等，轨道半径r1=r2＜r3；物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故F1＜F2，故A错误；由选项A的分析知道向心力F1＜F2，故由牛顿第二定律，可知a1＜a2，故B错误；由A选项的分析知道向心力F1＜F2，根据向心力公式F=m，由于m、R一定，故v1＜v2，对于赤道上物体和同步卫星的周期相同，据可知，同步卫星半径大，线速度大，即v1＜v3，对于2和3，由万有引力提供向心力可得，由于同步卫星轨道半径大，故线速度小即v2＞v3综上可知v1＜v3＜v2，故C正确；同步卫星与地球自转同步，故T1=T3，根据周期公式可知，卫星轨道半径越大，周期越大，故T3＞T2，再根据，有ω1=ω3＜ω2，故D正确。12、BD【解析】

A．小球做平抛运动，小球在空中运动的速率为，v-t图象不是一条倾斜的直线，故A错误；B．重力的瞬时功率为P=mgvy=mg•gt，P与t成正比，P-t图象是一条过原点的倾斜的直线，故B正确；C．小球在高度H处做平抛运动，下落过程中，则y轴上的截距不为零，且动能越来越大，故C错误；D．小球做平抛运动，只受重力作用，机械能守恒，故D正确。故选BD。二．填空题(每小题6分，共18分)13、CB1：33：1【解析】

(1)[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。选项C正确，ABD错误。故选C。(2)[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ω的关系。选项B正确，ACD错误。故选B。(3)[3]根据，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[4]因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据可知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为14、0.222.5【解析】

(1)[1]根据可得代入数据解得(2)[2]物体在水平方向匀速运动有所以(3)[3]物体经过B点时竖直分速度为所以物体经过