吉林省长春市长春外国语学校2022-2023学年高一物理下学期期中考试试题（选考）（Word版附答案）

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长春外国语学校2022-2023学年第二学期期中考试高一年级物理试卷（选考）     本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共8页。考试结束后，将答题卡交回。注意事项：    1.答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信       息条形码粘贴区。    2.选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书       写，字体工整、笔迹清楚。3.请按照题号顺序在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、试题卷上答题无效。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，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 第Ⅰ卷一、选择题（本题共12小题，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.  关于天体物理，下列说法正确的是A. 由可知，当趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
B. 在开普勒第三定律表达式中，是一个与中心天体有关的常量
C. 万有引力定律至今还不能用实验验证
D. 开普勒在牛顿定律的基础上，推导出了行星运动的规律2．关于力对物体做功，下列说法正确的是（　　）A．滑动摩擦力对物体一定做负功B．静摩擦力对物体可能做正功C．作用力与反作用力的功代数和一定为零D．合外力对物体不做功，则物体速度一定不变3. 下图实例中，判断正确是（    ）A. 甲图中冰晶五环被匀速吊起的过程中机械能守恒B. 乙图中物体在外力F作用下沿光滑斜面加速下滑的过程中机械能守恒C. 丙图中不计任何阻力，轻绳连接的物体A、B组成的系统运动过程中机械能守恒D. 丁图中小球在光滑水平面上以一定的初速度压缩弹簧的过程中，小球的机械能守恒4. 二十四节气是我国古代劳动人民智慧的结晶。24个节气对应着地球在椭圆公转轨道上的二十四个不同的位置，2023年中4个节气对应的日期和位置如图所示。下列说法正确的是（    ）A. 地球沿着椭圆形轨道绕太阳做匀速率运动B. 地球从春分运动到夏至的时间等于地球公转周期的四分之一C. 地球从冬至运动到春分的时间小于地球公转周期的四分之一D. 夏至时地球绕太阳公转的速度最大5. 如图所示，AB是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道，BC为水平直轨道，两轨道于B点平滑连接，BC的长度等于10R。一质量为m的物体（视为质点），从轨道顶端A处由静止释放，恰好运动到水平直轨道C处停止。则物体与轨道BC间的动摩擦因数等于（　　）A.0.1 B. 0.3 C. 0.4 D. 0.66．2020年9月，我国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。人类社会的快速进步使得碳排放量不断增加，这导致温室效应加剧，地球南北两极的生态坏境遭到一定的破坏。一头质量为的北极熊在失去家园后，被运送到了位于赤道上的北极熊馆加以照料，它在北极和馆内的重力差为。已知地球自转周期为。根据以上信息，可求出地球的半径为（　　）A． B． C． D．7. 如图所示，两个质量均为0.1kg的小球A、B（均视为质点），分别用不可伸长的轻绳和轻弹簧系在同一水平面上的O点和点，轻绳长度为0.2m。现分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，轻弹簧处于原长。将两球分别由静止开始释放，当两球到达各自悬点的正下方时两球恰好处在同一水平面上。不计空气阻力，轻弹簧一直处于弹性限度内，重力加速度，下列说法正确的是（    ）A. 两球到达各自悬点的正下方时，两球速度大小相等B. A球到达悬点的正下方时，速度大小等于1m/sC. A球到达悬点的正下方时，轻绳的拉力等于3ND. 从释放至运动到最低点的过程中，A球减小的重力势能大于B球减小的重力势能8．有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，两个质量相等的滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B可看作质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为（　　）A．  B．   C．  D．  多选题9. “北斗卫星导航系统”是中国自行研制的全球卫星导航系统，同步卫星是其重要组成部分。如图所示，发射同步卫星时，可以先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经过一系列的变轨过程，将卫星送入同步圆轨道2，A点在轨道1上，B、C两点在轨道2上。卫星在轨道1、轨道2上的运动均可视为匀速圆周运动。卫星在轨道1上做匀速圆周运动的速度大小为v1，周期为T1；卫星在轨道2上做匀速圆周运动的速度大小为v2，周期为T2，下列关系正确的是（　　）A.v1v2  B. v1v2C.T1T2        D.T1 >T2 10. 为了测试某品牌新能源汽车的性能，某实验小组对一辆质量为m的新能源汽车在同一平直轨道上进行了①②两次实验，其速度大小v随时间t的变化关系如图所示，汽车所能达到的最大速度为，每次实验中变速阶段加速度的大小相同；两次实验中汽车所受阻力大小均恒为f。对于第①次和第②次实验，下列说法正确的是（    ）A. 两次实验汽车运动位移大小相等B. 两次实验汽车最大牵引力之比为C. 第①次实验汽车输出的最大功率为D. 两次实验的减速阶段汽车的输出功率都保持不变11. 春节档热映电影《流浪地球2》为中国的科幻电影又树立了一座里程碑，其中最令人震撼的是太空电梯。太空电梯的主体是一个永久性连接空间站和地球表面的缆绳，缆绳的起始端连接地面基座，主要起到固定作用，另一端连接空间站，空间站位于距离地表36000km的地球同步卫星轨道，并在距离地表90000km的尾端设置了平衡锤。空间站、平衡锤、地面基座之间由若干碳纳米缆绳垂直连接，运载仓可沿缆绳上下运动，将人和货物从地面运送到空间站。已知空间站、平衡锤与地球自转保持同步，下列说法正确的是（　　）A. 地面基站可以建设在北京B. 平衡锤的线速度小于空间站的线速度C. 运载仓在上升过程中受到地球的引力越来越小D. 若空间站和平衡锤间的缆绳断开，平衡锤将做离心运动12. 如图所示，一长木板静止在光滑水平面上，其右端静止放一小木块，小木块与长木板的接触面粗糙。现用一水平恒力F向左拉动小木块，一段时间后，小木块从长木板左端滑下。小木块在木板上的运动过程中，下列说法正确的是（    ）A. 拉力F做的功等于小木块动能的增加量B. 摩擦力对长木板做的功等于长木板动能的增加量C. 离开长木板前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动D. 摩擦力与长木板长度的乘积等于系统摩擦产生的热量 第Ⅱ卷二、填空题（本题共两小题，第13题6分，第14题10分，共计16分。）13．（6分）某同学用如图所示装置测当地的重力加速度，将拉力传感器固定在天花板上，细线一端系于传感器上，另一端连着一个小球，将小球拉至细线刚好水平伸直的位置，由静止释放小球，小球在竖直面内运动过程中，力传感器显示细线拉力的大小。（1）要测量当地的重力加速度还需要测量的物理量是_____A．小球的质量mB．小球的半径rC．细线平放在水平面上刚好伸直的长度L1D．悬挂小球处于静止时细线的长度L2（2）第一次实验时，力传感器显示小球运动过程中细线上的最大拉力为F1，改变细线的长度两次、重复前面的实验，测得细线上的最大拉力分别为F2、F3，为了减少偶然误差，悬线对小球的最大拉力取值为F=_______，结合（1）问中测得的物理量求得当地的重力加速度为g = ___________14．（10分）如图所示为“验证机械能守恒定律”的部分装置，根据题意回答下列问题：（1）除打点计时器(含纸带、复写纸)、交流电源、铁架台、导线及开关外，在下面的器材中，必须使用的还有________．(多选，选填器材前的字母)A．大小合适的铁质重锤B．体积较大的木质重锤C．刻度尺D．游标卡尺E．秒表（2）图是实验中得到的一条纸带．在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC．重锤质量用m表示，已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T.从打下O点到打下B点的过程中，重锤重力势能的减少量|ΔEp|＝________，动能的增加量ΔEk＝________．（3）在实验过程中，下列实验操作和数据处理正确的是________．A．释放重锤前，使纸带保持竖直B．做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重锤C．为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，可测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度D．用刻度尺测量某点到O点的距离h，利用公式mgh计算重力势能的减少量，其中g应取当地的重力加速度（4）某同学在纸带上选取计数点后，测量它们到起始点O的距离h，并计算出打相应计数点时重锤的速度v，通过描绘v2－h图象去研究机械能是否守恒．若实验中重锤所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2－h图象是图中的________．   三、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。）15．（10分）2021年5月22日，“祝融号”火星任务车到达火星表面，开始巡视探测，引起某同学对火星的关注。该同学查资料后得知：火星半径为，质量为，自转的周期为，引力常量为求：（1）火星的第一宇宙速度；（2）若将来人类发射火星的同步卫星，求火星同步卫星的轨道半径是多少？ 16．（12分）汽车发动机的额定功率P＝60 kW，若其总质量为m＝5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为F＝5.0×103 N，则：(1)若汽车保持额定功率启动：①求汽车所能达到的最大速度vmax.②当汽车加速度为2 m/s2时，速度是多大？(2)若汽车以a＝0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？ 17．（14分）如图所示，为光滑水平面，点右侧平滑衔接一个半圆形轨道，半径为，和轨道处于同一竖直平面内。点固定一竖直挡板，挡板右侧固定一轻质弹簧，现将质量为的物块向左推动使得弹簧压缩，然后从静止释放物块，物块滑至半圆轨道点时，物块对轨道的压力为其重力的7倍，进入轨道后恰好通过半圆轨道最高点。已知重力加速度为。求：(1)弹簧弹力对物块做的功；(2)物块从B到C克服阻力的功；(3)物块离开C点后，再落回到水平面上时的动能．               答案一、选择题1B2B3C4C5A6A7C8B9AC10AC11CD12BD二、填空题13、     A          【详解】（1）[1]本实验中，细线从水平位置摆置竖直位置的过程中，严格来讲其长度会发生细微变化，但这属于系统误差，在不改进实验器材和原理的情况下无法避免，所以只能认为绳长为定值。设小球的质量为m，做圆周运动的半径为r，摆至最低点时的速度大小为v，根据动能定理有   ①设此时细线对小球的拉力大小为F，根据牛顿第二定律有   ②联立①②解得   ③由③式可知还需要测量的物理量是m，故选A。（2）[2]为了减少偶然误差，采取多次测量取平均值的方法，即悬线对小球的最大拉力取值为[3] 结合（1）问中测得的物理量求得当地的重力加速度为 14、（1）AC（2分，选不对不得分）；（2）mghB（1分），（2分）；（3）ABD（2分，选不对不得分）；（4）A（2分）【解析】（1）验证机械能守恒定律实验，需要尽量减小阻力，以使得减少的重力势能接近增加的动能，所以选择铁质重锤而不是木质，这样可以尽量减少阻力影响，即选项A对B错；在计算速度时需要刻度尺测量点迹之间的距离以及下落的高度，所以选项C是必须的；而秒表不需要，只要查相邻点的间隔即可得时间间隔，因为打点计时器每隔0.02秒打一个点，所以E错误；有刻度尺测量点间距，而不需要游标卡尺，选项D错；（2）O点到B点下落的高度为hB，所以减少的重力势能为mghB，增加的动能要计算B点的瞬时速度，B为AC的中间时刻即等于AC的平均速度，所以vB＝，增加的动能ΔEk＝mv＝；（3）为保证只有重力做功，释放前纸带竖直可减少纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦，选项A对；实验过程先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，选项B对；速度的计算必须从纸带数据来求，而不能根据自由落体运动求速度，如果按照自由落体运动的速度来求解则减少的重力势能一定等于增加的动能，验证就没有意义了，选项C错；计算减少的重力势能mgh一定要按照当地的重力加速度来计算，选项D对；（4）若有恒定的阻力存在，则根据动能定理可得(mg－f)h＝mv2，即＝2，所以图象斜率为定值，而且过原点，A正确． 三、计算题15．（1）；（2）【详解】（1）火星的第一宇宙速度即火星表面轨道卫星运行的线速度，则有解得火星的第一宇宙速度为（2）火星同步卫星的周期与火星自转的周期相等，则有解得火星同步卫星的轨道半径为16.【答案】(1)①12 m/s，②4 m/s，；(2)16 s【解析】(1)汽车保持恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大．①当a＝0时速度最大，所以，此时汽车的牵引力为则汽车的最大速度为②当汽车的加速度为2 m/s2时，牵引力为F2，由牛顿第二定律得解得汽车的速度为(2)当汽车以恒定加速度a＝0.5 m/s2匀加速运动时，汽车的牵引力为F4，由牛顿第二定律得解得汽车匀加速运动时，其功率逐渐增大，当功率增大到等于额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度为则汽车匀加速运动的时间为17.【答案】（1）；（2）；（3）【解析】(1)由动能定理得在B点由牛顿第二定律得解得(2)物块从B到C由动能定理得物块在C点时 解得即物体从B到C克服阻力做功为(3)物块从C点平抛到水平面的过程中，由动能定理得解得