山东省烟台市招远市第二中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题（卓越班）(无答案)

这是一份山东省烟台市招远市第二中学2023-2024学年高二下学期期中考试物理试题（卓越班）(无答案)，共8页。

1．答题前，考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置。
2．选择题答案必须用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂：非选择题答案必须用0.5毫米黑色签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号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。保持卡面清洁，不折叠、不破损。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．圆周运动是生活中常见的一种运动，如图所示，八音盒上的舞者随着音乐随底部的圆盘一起做匀速圆周运动，关于做匀速圆周运动的舞者，下列说法中正确的是（ ）
A．舞者受到的向心力是恒力B．舞者运动的线速度保持不变
C．舞者运动的角速度保持不变D．舞者的运动是匀变速曲线运动
2．如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点将一小球以水平速度沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为，那么小球完成这段飞行的时间是（ ）
A．B．C．D．
3．2024年3月20日，探月工程四期鹊桥二号中继星由长征八号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。若二号中继星先沿半径为R的圆周轨道绕月球做匀速圆周运动，周期为T，然后在轨道A处适当调整速率，使中继星沿着以月球中心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与月球近月轨道表面相切于B点，如图所示。设月球近月轨道半径为，下列关于中继星的说法中正确的是（ ）
A．沿椭圆轨道运动的周期大于T
B．由A点向B点运动过程速度不断减小
C．在A点的加速度小于在B点的加速度
D．沿椭圆轨道由A点运动到B点的时间为
4．某运送物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F。若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为（ ）
A．B．C．D．
5．我国开始规划自己的“星链”式卫星星座。据悉中国“星链”式卫星星座计划采用超低轨道。一颗超低轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，其最大观测角为，已知地球半径为R，地球的第一宇宙速度为，则该卫星的运行周期为（ ）
A．B．C．D．
6．如图所示，AB为位于竖直平面内的半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R。一个小球从A点以速度水平抛出，不计空气阻力，则下列判断正确的是（ ）
A．越大，小球从开始抛出到落在圆环上的时间越长
B．取值不同，小球落到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角相同
C．若取适当的值，可以使小球垂直撞击半圆环
D．无论取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
7．如图，两物块P、Q用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳相连，开始时P静止在水平桌面上。将一个水平向右的推力F作用在P上后，轻绳的张力变为原来的一半。已知P、Q两物块的质量分别为、，P与桌面间的动摩擦因数，重力加速度。则推力F的大小为（ ）
A．3.0NB．4.0NC．1.5ND．2.5N
8．如图所示，两个完全相同的小木块a和b（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，a到转轴的距离为l，轻绳长为2l。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，若物块a、b与圆盘间的动摩擦因数皆为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。若要使绳子张紧且木块和圆盘始终保持相对静止，则圆盘转动的角速度应满足（ ）
A．B．
C．D．
二、多项选择题：本题共6小题，每小题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．下列哪些现象是为了防止产生离心运动（ ）
A．铁路转弯处轨道的内轨低于外轨B．转速很高的砂轮半径做得不能太大
C．水平公路上行驶的汽车转弯时需要限速D．借助离心机从血液中分离出血浆和红细胞
10．木卫一和木卫二是木星的两颗卫星，两颗卫星绕木星运动的轨道可视为圆轨道，已知木卫一的质量为、轨道半径为，木卫二的质量为、轨道半径为，木星的质量为、半径为、自转周期为9.8h。则下列说法中正确的是（ ）
A．木卫一的环绕周期比木卫二的大B．木卫一的环绕速度比木卫二的大
C．木卫一的向心加速度比木卫二的小D．木卫一受到木星的引力比木卫二的大
11．某同学使用轻弹簧、直尺、钢球等制作了一个“竖直加速度测量仪”。如图所示，弹簧上端固定，在弹簧旁沿弹簧长度方向固定一直尺。不挂钢球时，弹簧下端指针位于直尺20cm刻度处；下端悬挂钢球，静止时指针位于直尺40cm刻度处。将直尺不同刻度对应的加速度标在直尺上，就可用此装置直接测量竖直方向的加速度。取竖直向上为正方向，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（ ）
A．各刻度对应加速度的值是均匀的B．40cm刻度对应的加速度为g
C．30cm刻度对应的加速度为－0.5gD．50cm刻度对应的加速度为2g
12．月球的自转周期和公转周期十分接近，因此月球始终以同一面朝向地球。一月球探测器分别在月球极地和赤道用弹簧秤称量一质量为m的物体，弹簧秤示数分别为和，已知月球的自转周期为T，引力常量为G，则下列说法中正确的是（ ）
A．月球的半径为B．月球的半径为
C．月球的质量为D．月球的质量为
13．如图所示，小球A、B分别从2l和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和2l。忽略空气阻力，则（ ）
A．A的运动时间是B的2倍B．A和B的位移大小相等
C．A的初速度是B的倍D．A和B的末速度大小相等
14．如图所示，天文观测中观测到有质量相等的四颗天体位于边长为l的正方形四个顶点a、b、c、d上，四颗天体均做周期为T的匀速圆周运动，已知引力常量为G，不计其他天体对它们的影响，关于这个四星系统，下列说法中正确的是（ ）
A．四颗天体线速度大小均为B．四颗天体线速度大小均为
C．四颗天体的质量均为D．四颗天体的质量均为
三、本题共4小题，共18分。
15．（4分）
如图甲所示，是我国藏传佛教中常见的手摇转经筒。转经筒一般是圆柱形的，中间有轴以便转动，筒的旁边开有耳孔，通过轻绳系着小坠子，转动圆筒下面的手柄，小坠子也随之转动，其简化图如图乙所示。现使小坠子随圆筒做水平方向的匀速圆周运动，坠子可视为质点，其质量为0.1kg，绳长为10cm，悬挂点P到圆筒中心转轴的水平距离为6cm。绳子与竖直方向夹角为37°时，坠子的角速度为______rad/s（重力加速度g取，）。
16．（4分）
黑洞是由广义相对论所预言的、存在于宇宙空间中的一种致密天体，2019年4月，人类首张黑洞照片在全球六地的视界望远镜发布会上同步发布。若天文学家观测到距该黑洞中心距离为r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆周运动，该黑洞表面的物体速度达到光速c时能够恰好围绕其表面做匀速圆周运动，已知引力常量为G，则该黑洞的密度为______。
17．（4分）
某同学利用如图所示的向心力演示器“探究小球做匀速圆周运动向心力F与小球质量m、角速度和运动半径r之间的关系”。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的弹力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8．上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
（1）若要研究向心力F与半径r的关系，需将两个质量相同的小球分别放置在______（选填“A、B”“A、C”或“B、C”）处，将传动皮带套在半径______（选填“相同”或“不同”）的左右两个塔轮上。
（2）若将相同质量的两小球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，匀速转动手柄，当左边标尺露出4个等分格时，右边标尺露出______个等分格，说明做匀速圆周运动的物体，在质量和运动半径一定时，向心力与______成正比。
18．（6分）
某实验兴趣小组利用如图甲所示装置做“探究加速度与力的关系”实验时，实验操作如下：
①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑；
②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的x－t图像，并求出小车的加速度a；
③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制a－F图像。
（1）下列说法正确的是______
A．实验开始前需要先补偿阻力
B．调整滑轮高度使细线与木板平行
C．本实验需要满足M＞＞m
D．本实验将托盘和砝码的总重力mg的大小作为小车受到的合外力F的大小
（2）若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的a－F图像应该是图乙中的______（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”或“Ⅲ”）；
（3）某段时间内小车的x－t图像如图丙所示，根据图像可得小车的加速度大小为______。（结果保留两位有效数字）
四、本题共4小题，共40分。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，答案必须明确写出数值和单位。
19．（9分）
如图甲所示为旋转拖把的示意图。当用手握住固定套杆顶部，使其向下运动时，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头一起转动，把拖把头布条上的水甩出去。拖把头由托盘和拖布条组成，托盘半径为10cm，拖布条长6cm，旋转套杆的螺距为5cm（旋转套杆旋转一周下降的距离）。某次脱水时，拖把的固定套杆在1s内匀速下压25cm，求：
（1）拖布条外缘转动的线速度大小；
（2）若有一质量为2g的杂物附着在拖把布条外缘上，此时它受到的向心力大小。（取）
20．（10分）如图所示，质量为的滑块以的初速度沿倾角为的斜面上滑，经滑行到最高点。然后，滑块返回到出发点。已知，，求滑块
（1）最大位移的大小；
（2）与斜面间的动摩擦因数；
（3）返回到出发点的速度大小。
21．（10分）
在轨空间站中物体处于完全失重状态，对空间站的影响可忽略，空间站上操控货物的机械臂可简化为两根相连的等长轻质臂杆，每根臂杆长为L，如图甲所示，机械臂一端固定在空间站上的O点，另一端抓住质量为m的货物，在机械臂的操控下，货物先绕O点做半径为2L、角速度为的匀速圆周运动，运动到A点停下，然后在机械臂操控下，货物从A点由静止开始做匀加速直线运动，经时间t到达B点，A、B间的距离为L。
（1）求货物做匀速圆周运动时受到合力提供的向心力大小；
（2）求货物从A点到B点过程中的加速度以及到达B点时的速度；
（3）在机械臂作用下，货物、空间站和地球的位置如图乙所示，它们在同一直线上，货物与空间站同步做匀速圆周运动，已知空间站轨道半径为r，货物与空间站中心的距离为d，忽略空间站对货物的引力，求货物所受的机械臂作用力与所受的地球引力之比。
22．（11分）
2022年北京冬奥会自由式滑雪女子大跳台比赛的比赛场地如左图，可简化为如右图所示的示意图。在比赛的空中阶段可将运动员视为质点，运动员从倾角为的斜面顶端O点以的初速度飞出，初速度方向与斜面的夹角为，图中虚线为运动员在空中的运动轨迹，A为轨迹的最高点，B为轨迹上离斜面最远的点，C为过B点作竖直线与斜面的交点，不计空气阻力，取重力加速度。求：
（1）运动员从A点运动到B点的时间；
（2）O、C两点间的距离。