河北省安平县安平中学2022-2023学年物理高一第二学期期中达标检测试题含解析

河北省安平县安平中学2022-2023学年物理高一第二学期期中达标检测注意事项1．考生要认真填写考场号和座位序号。2．试题所有答案必须填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。第一部分必须用2B铅笔作答；第二部分必须用黑色字迹的签字笔作答。3．考试结束后，考生须将试卷和答题卡放在桌面上，待监考员收回。一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、当火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，则下列说法中正确的是A．仅外轨对车轮有侧压力B．仅内轨对车轮有侧压力C．内、外轨对车轮都有侧压力D．内、外轨对车轮均无侧压力2、如图，航天飞机在完成太空任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的近地点，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（）A．在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的速度等于在轨道Ⅰ上经过A的速度C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度3、一条河宽d，水流速度，小船在静水中的速度，下列说法中正确的是A．若＞，则小船过河的最短时间为B．若＞，则小船过河的最短航程为dC．若＞，则小船以最短航程过河时的速度D．若＞，则小船以最短航程过河时，船头与上游河岸的夹角θ，且满足4、下列关于圆周运动的说法正确的是（　　）A．做匀速圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心.B．做变速圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心.C．在绕地做匀速圆周运动的航天飞机中,宇航员对座椅产生的压力大于自身重力.D．相比较在弧形的桥底，汽车在弧形的桥顶行驶时,陈旧的车轮更容易爆胎.5、汽车以额定功率在平直公路上匀速行驶，在t1时刻突然使汽车的功率减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻汽车又开始做匀速直线运动（设汽车所受阻力不变），则在t1～t2时间内（）A．汽车的加速度保持不变B．汽车的加速度逐渐减小C．汽车的速度先减小后增大D．汽车的速度先增大后减小6、2015年人类首次拍摄到冥王星的高清图片，为进一步探索太阳系提供了宝贵的资料，冥王星已被排除在地球等八大行星行列之外，它属于“矮行星”，表面温度很低，上面绝大多数物质只能是固态或液态，已知冥王星的质量远小于地球的质量，绕太阳的公转的半径远大于地球的公转半径．根据以上信息可以确定(　　)A．冥王星公转的周期一定大于地球的公转周期B．冥王星的公转速度一定小于地球的公转速度C．冥王星表面的重力加速度一定小于地球表面的重力加速度D．冥王星上的第一宇宙速度一定小于地球上的第一宇宙速度7、2010年10月1日,我国第二颗探月卫星“嫦娥二号”成功发射,“嫦娥二号”最终进入距月面高h的圆形工作轨道,开始进行科学探测活动,设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,则下列说法正确的是()A．嫦娥二号绕月球运行的周期为B．月球的平均密度为C．嫦娥二号在工作轨道上的绕行速度为D．在嫦娥二号的工作轨道处的重力加速度为8、物体做匀速圆周运动时，下列物理量中变化的是（）A．线速度B．角速度C．动能D．向心加速度9、空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g．下列说法正确的是A．空间站的线速度大小为v=B．地球的质量为M=C．空间站的线速度大小为v=D．空间站质量为M=10、如图所示，自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩到弹簧的最大形变的过程中，以下说法中正确的是（　　）A．小球的动能逐渐减少B．小球的重力势能逐渐减少C．小球的加速度先变小后变大D．弹簧的弹性势能逐渐增大二、实验题11、（4分）在《探究功与物体速度变化的关系》实验时，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑，实验装置如图1所示．（1）适当垫高木板是为了_____；（2）通过打点计器的纸带记录小车的运动情况，观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，通过纸带求小车速度时，应使用纸带______（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；（3）关于实验中的操作或，下列叙述正确的是______A．实验中所选用橡皮筋的规格要一致B．实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C．小车在橡皮筋的作用下保持无初速度弹出D．每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值（4）实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确．甲同学根据实验数据作出了W﹣v图，如图2甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．乙同学根据实验数据作出了W﹣v2图，如图2乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论．关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是__A．甲的分析不正确，乙的分析正确B．甲的分析正确，乙的分析不正确C．甲和乙的分析都正确D．甲和乙的分析都不正确．12、（10分）如图（a）为“验证机械能守恒定律”的实验装置，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平．（1）如图（b），释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是___（填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）．（2）为完成实验,还需要的器材有____（不定项选择）A．刻度尺B．0-6V直流电源C．秒表D．0-6V交流电源（3）若实验中所用重锤的质量m=1kg,打点纸带如右图所示,打点时间间隔为0.02s,g取9.80m/s2则记录B点时,重锤的速度vB=____m/s,从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量是____J,(保留三位有效数字),由于受阻力的影响,重锤增加的动能与△EK减少的重力势能△EP的大小关系为△EK____△EP(选填“大于”、“小于”或“等于”).（4）根据纸带算出相关各点的速度v，量出下落的距离h，则以h为横轴画出的图象应是图中的哪个?____三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、（9分）带电粒子的质量m=1.7×10-27kg，电荷量q=1.6×10-19C，以速度v=3.2×106m/s，沿垂直于磁场又垂直于磁场边界的方向进入匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B=0.17T，如图所示，求：(1)带电粒子在磁场中做圆周运动的半径大小；(2)若要使带电粒子从左边界射出，磁场的宽度L至少多大；(3)若磁场的宽度L=10cm，在磁场中运动的时间。14、（14分）质量为0.2kg的小球固定在长为的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动。（取）求：（1）当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？（2）当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力。15、（13分）如图为宇宙中有一个恒星系的示意图．A为星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行的轨道近似为圆．天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为、周期为．（1）中央恒星O的质量为多大？（2）经长期观测发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔时间发生一次最大的偏离．天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行轨道与A在同一水平面内，且与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离．（由于B对A的吸引而使A的周期引起的变化可以忽略）根据上述现象及假设，试求未知行星B的运动周期T及轨道半径R.参考答案一、选择题：本大题共10小题，每小题5分，共50分。在每小题给出的四个选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。1、B【解析】若火车按40m/s转弯时，内外轨与车轮之间均没有侧压力，此时火车拐弯所需要的向心力由其重力和铁轨的支持力的合力提供，若火车的速度为30m/s，小于规定速度，重力和支持力的合力大于火车转弯所需要的向心力，所以此时内轨对车轮有侧压力。故选B。2、C【解析】根据开普勒第二定律可知航天飞机在远地点的速度小于在近地点的速度，A错误。当航天飞机在轨道Ⅱ上A点加速才能变轨到Ⅰ上，故在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在Ⅰ上经过A点的速度，B错误。由开普勒第三定律知，在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故C正确。由可知，在轨道Ⅱ上经过A的加速度应等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度，D错误。故选C。点睛：普勒第二定律说明卫星从近地轨道向远地轨道运动速度将变小，反之速度变大．注意加速度与向心加速度的区别，加速度等于合力与m的比值，向心加速度等于合力在指向圆心方向的分力与m的比值，只有在匀速圆周运动二者才相同．3、A【解析】A、当静水船速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短为，故A正确；BCD、当水流速大于静水速，即v1＞v2时，合速度方向不可能垂直于河岸，即不可能垂直渡河，当合速度的方向与静水速的方向垂直时，渡河位移最短，设此时合速度的方向与河岸的夹角为θ，有：，渡河的速度，则渡河的最小位移为：，故B、C、D错误；故选A．4、A【解析】A．匀速圆周运动的物体，合力提供向心力，合外力的方向一定指向圆心，故加速度指向圆心，故A正确；B．做变速圆周运动的物体，向心力指向圆心，但是在切线方向上也受力，最终的合力不指向圆心，则加速度也不指向圆心，故B错误；C．航天飞机中的物体重力全部提供向心力，处于失重状态，所以宇航员对座椅的压力为零，故C错误；D．汽车驶过弧形桥顶端时有竖直向下的加速度，处于失重状态，汽车驶过弧形桥最低点时汽车加速度方向向上，故汽车处于超重状态，所以在弧形桥最低点更容易爆胎，故D错误．5、B【解析】当汽车匀速运动时P=Fv=fv，汽车功率突然减小一半，由于速度来不及变化，根据P=Fv知，此时牵引力减小为原来的一半，则F＜f．此时=＜0，即加速度a与运动方向相反，汽车开始做减速运动，速度减小．又导致牵引力增大，根据牛顿第二定律，知加速度减小，当牵引力增大到等于阻力时，加速度减少到0，又做匀速直线运动．由此可知在t1～t2的这段时间内汽车的加速度逐渐减小，速度逐渐减小，故B正确，ACD错误。6、AB【解析】试题分析：根据得，，轨道半径越大，周期越大，可知冥王星的公转周期一定大于地球的公转周期，故A正确；根据，可以得到：则半径越大，则速度越小，故选项B正确；根据得，，两者的质量关系已知，但是半径关系未知，无法比较表面的重力加速度，故C错误；根据公式：，则第一宇宙速度为：，两者的质量关系已知，但是半径关系未知，无法比较第一宇宙速度大小，故选项D错误．考点：万有引力定律的应用【名师点睛】根据万有引力提供向心力得出周期、加速度与轨道半径的关系，从而比较大小．根据万有引力等于重力得出星球表面重力加速度的表达式，从而分析比较．7、BD【解析】根据万有引力提供向心力，即：，解得；v＝，ω＝，T＝2π，嫦娥一号的轨道半径为r=R+h，结合黄金代换公式：GM=gR2，代入线速度和角速度及周期公式得：T＝2π，v＝，故AC错误；由黄金代换公式得中心天体的质量M＝，月球的体积V＝πR3，则月球的密度ρ＝，故B正确；月球表面万有引力等于重力，则＝mg′，得：g′＝()2g，故D正确；故答案选BD.8、AD【解析】物体做匀速圆周运动时，线速度大小不变，方向变化，则线速度变化，动能不变，选项A正确，C错误；角速度不变，选项B错误；向心加速度大小不变，方向不断变化，选项D正确.9、BC【解析】试题分析：根据万有引力定律和牛顿第二定律有可得，空间站的线速度大小所以选项A错误；地球的质量，所以选项B正确；由圆周运动公式可知，线速度，所以选项C正确；由题目条件无法求得空间站的质量，所以选项D错误；考点：万有引力定律及应用10、BCD【解析】AC．小球与弹簧接触后，受到竖直向下的重力与竖直向上的弹簧弹力作用，开始时，小球的重力大于弹力，合力向下，小球向下做加速运动，随着小球向下运动，弹簧的弹力增大，合力减小，加速度减小，小球做加速度减小的加速运动；当弹簧的弹力大于小球重力后，合力向上，加速度向上，速度方向与加速度方向相反，小球做减速运动，随着小球向下运动，弹力增大，小球受到的合力增大，加速度增大，小球又做加速度增大的减速运动，所以小球的动能先增大后减小，加速度先变小后变大，故A错误，C正确；BD．小球在压缩到弹簧的最大形变的过程中，重力势能逐渐减少，弹簧的弹性势能逐渐增大，故BD正确。故选BCD。二、实验题11、平衡摩擦力后面部分ACA【解析】（1）要使橡皮筋对小车的拉力大小等于其合外力大小，实验中必须进行平衡摩擦力的操作，即垫高木板的一端．（2）该实验中需要求出小车的最大速度即小车最后匀速运动的速度大小，因此需要利用纸带的后半部分．（3）我们用橡皮筋拉动小车的方法，来探究橡皮筋的拉力对小车所做的功与小车速度变化的关系，这是一个非常精妙的设计．直接去测量一个正做变速运动物体所受拉力是很困难的．橡皮筋拉动小车的弹力虽然是个变力，但这个弹力做的功，数值上就等于橡皮筋发生形变时所具的弹性势能，而这个弹性势能又与橡皮筋的形变量相对应；橡皮筋的形变量一定，这个弹力做的功就是一定的．实验时，我们增加相同的橡皮条的数量，使功的大小成倍数增加，每次实验不必设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值，但是实验中所选用橡皮筋的规格要一致，故A正确，D错误；每次实验中，橡皮筋拉伸的长度一定要保持一致，故B错误；每次小车在橡皮筋的作用下保持无初速度弹出，所以C正确；（4）根据数学知识得到y=axn，式子中a为常系数，n为指数；当n=1时，图线为直线；当n＜1时，图线向下弯曲；当n＞1时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式W=avn中n为大于1的任意数值，不能得出功与速度的平方一定成正比的结论；而乙图中，W与v2成正比，故A正确，BCD错误．12、丙AD3.907.70小于C【解析】（1）释放纸带前瞬间，手应该提着纸带的上端，重锤紧靠打点计时器，纸带处于竖直，可知合理的是：丙．（2）实验中需要打点计时器，则需要0-6V的交流电源，需要用刻度尺测量纸带点迹间的距离，不需要秒表，因为打点计时器可以记录时间，故选AD．（3）重锤的速度从开始下落起至B点重锤的重力势能的减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.7857J≈7.70J．由于受阻力的影响，重力势能的减小量一部分转化为内能，则△Ek＜△Ep．（4）根据mv2=mgh得，v2＝gh，可知v2-h图线为过原点的倾斜直线，故选C．【点睛】解决本题的关键知道实验的原理和注意事项，掌握处理纸带的方法，会通过纸带求解瞬时速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量．三、计算题：解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13、(1)0.2m；(2)0.2m；(3)【解析】(1)由洛伦兹力提供向心力得代入解得(2)若要使带电粒子从左边界射出，则带电粒子在磁场内转半圈，磁场宽度至少为带电粒子做圆周运动的半径，即磁场的宽度L至少为，使带电粒子相切与右边界做圆周运动。(3)带电粒子的运动轨迹如下图由几何关系得解得带电粒子做圆周运动的周期代入解得带电粒子运动时间为14、（1）3m/s；（2）6N，方向竖直向上1.5N，方向竖直向下。【解析】（1）当小球在最高点对杆的作用力为零时，重力提供向心力，则解得（2）设小球在最高点时杆对球的作用力为F，方向竖直向下，由牛顿第二定律得分别代入和得，由牛顿第三定律可得，球对杆的作用力，方向向上，，方向向下。15、（1）（2）【解析】（1）设中央恒星质量为M，A行星质量为m得（2）A、B相距最近时，A偏离最大，据题意有得据开普勒第三定律得