黑龙江省双鸭山市第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题（Word版附答案）

这是一份黑龙江省双鸭山市第一中学2023-2024学年高一下学期5月期中考试物理试题（Word版附答案），共11页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，本卷命题范围，颠球是足球运动基本技术之一等内容，欢迎下载使用。

考生注意：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚．
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效．
4．本卷命题范围：必修第二册第五章至第八章第1节．
一、选择题（本题共10小题，共46分．在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
1．据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道（近地轨道），航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功．则神舟十七号载人飞船（ ）
A．发射速度可能为B．在预定轨道上的运行速度大于第一宇宙速度
C．在预定轨道上的运行周期小于地球同步卫星的周期
D．在预定轨道上运行时，其中的航天员不受力的作用
2．对做功的理解，下列说法正确的是（ ）
A．功有大小有正负，则功是矢量B．力对物体所做的功等于力和路程的乘积
C．物体的位移为零，该过程中外力对物体做功一定为零
D．恒力与位移的夹角为锐角，则该恒力做正功
3．如图所示，秋千的两根绳子长度均为，某人和秋千踏板的总质量约为．绳的质量忽略不计，当该人荡到秋千支架的正下方时，踏板的角速度大小为，人和踏板的重心在踏板上方处，重力加速度取，不计空气阻力，此时每根绳子平均承受的拉力约为（ ）
A．B．C．D．
4．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示．天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，周期为76年．下列说法正确的是（ ）
A．哈雷彗星在近日点的速度比远日点的速度小B．哈雷彗星在近日点的速度比地球公转线速度大
C．哈雷彗星在近日点的加速度比远日点的加速度小D．哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍
5．颠球是足球运动基本技术之一．用脚背正面击球最为常见，是最简单、最重要的颠球练习．某次颠球中，质量为m的足球以某初速度竖直向上颠出，上升的位移为x后开始向下运动，又经过一段时间足球回到颠出点，运动过程中足球受到的空气阻力大小恒为，重力加速度大小为g，则对于这一完整过程，下列说法正确的是（ ）
A．足球受到的重力在上升阶段做正功，在下降阶段做负功
B．足球受到的空气阻力在上升阶段做正功，在下降阶段做负功
C．足球在这一完整过程受到的重力做的功为
D．足球在这一完整过程受到的空气阻力做的功为
6．如图所示，堤坝顺角为，一小朋友在安全地带，以的水平速度扔出一个小石子，小石子恰好扔到水中．小石子离开手的位置距离地面．重力加速度g取，，则堤坝离水面高度H为（ ）
A．B．C．D．
7．神舟十六号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口．对接过程的示意图如图所示，神舟十六号飞船处于半径为的圆轨道I，运行周期为，线速度为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接，轨道Ⅱ上A点的线速度为，运行周期为；天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ，运行周期为，线速度为；则神舟十六号飞船（ ）
A．B．
C．在轨道Ⅱ上B点处的加速度大于轨道Ⅲ上B点处的加速度
D．沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速率不断增加
8．如图所示，固定在水平面上的光滑斜面的倾角，斜面长，宽，一小球（可视为质点）从顶端B处水平向左射入，沿图中轨迹到达斜面底端A点，重力加速度g取．则下列说法正确的是（ ）
A．小球在斜面上运动的加速度大小为B．小球在B点的速度大小为
C．小球从B运动到A的过程中速度、加速度不断变化
D．小球从B运动到A的过程中，速度变化量大小为
9．电影《流浪地球2》中，人类建造了太空电梯直通空间站．若在将来，成功设计出太空电梯如图所示，在地球赤道上建造基座，作为太空电梯的出发地和电梯缆索在地面的固定点，连接地面基座与空间站的是一条或一组超高强度的缆索，这条缆索一边要连接高空地球同步静止轨道的空间站，另一边连接近10万公里高的配重．太空电梯运行时，缆索始终保持如图平直状态．则（ ）
A．地球同步轨道空间站两端连接的缆索上无作用力
B．配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度
C．若连接配重的缆索断裂，则配重开始做离心运动
D．若配重物内部有一太空舱，则太空舱内物体处于完全失重状态
10．2023年11月日，亚洲通用航空展在珠海国际航展中心举行．本届亚洲通用航空展4天共安排有17场飞行表演，每天总时长为70分钟．如图所示，一架做飞行表演的飞机在水平面内盘旋做匀速圆周运动，测得表演机离地面M点高度为h，与M点的距离为L，表演机质量为m，线速度为v，空气对它的升力与竖直方向夹角为，重力加速度大小为g．则表演机（ ）
A．在竖直面内受重力、升力和向心力作用B．做圆周运动的周期为
C．获得空气对它的升力大小等于D．满足关系式：
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）如图所示的装置为向心力演示器，可以探究向心力大小与哪些因素有关．匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动．使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的支持力提供．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）在研究向心力的大小F与质量m、角速度w和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中______．（填正确答案标号）
A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法
（2）通过本实验可以得到的结论有______．（填正确答案标号）
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
B．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（3）在一次实验中，一同学把两个质量相等的小球分别放在两个卡槽内，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为的塔轮上，实验中匀速转动手柄1时，得到左、右标尺露出的等分格数之比约为，则左、右两小球做圆周运动的半径之比为______．
12．（8分）高中课外兴趣小组在做“研究平抛物体的运动”实验中，准备了以下实验器材：图钉、铅笔、弧形斜槽、小球、薄木板、铁架台、重垂线．
（1）实验过程还需要下列器材中的______．（填正确答案标号）
A．刻度尺B．天平C．白纸D．秒表
（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，关于实验中的操作及要求，下列说法正确的是______．（填正确答案标号）
A．斜槽轨道末端可以不水平B．斜槽轨道不必光滑
C．本实验不需要平衡摩擦力D．小球每次不用从斜槽上同一高度释放
（3）小球离开斜槽末端后，在水平方向上做的是______．（填正确答案标号）
A．匀速直线运动B．匀变速直线运动C．变加速直线运动D．曲线运动
（4）如图乙所示，为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度．从图像上分析，记录间隔______s，小球做平抛运动的水平初速度大小是______，小球从抛出运动到B点时，已经在空中飞行了______s．（此问g取）
三、计算题（本题共3小题，共40分．作答时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．（12分）图甲为“海洋和谐号”游轮，它是目前世界上最大的游轮，假设其总质量，发动机额定输出功率．某次航行过程中，“海洋和谐号”游轮从静止开始在海面上做直线运动，其加速度一时间图像如图乙所示，在时，发动机输出功率达到额定输出功率，此后保持不变．假设航行过程中游轮所受阻力恒定不变，求：
（1）游轮航行过程中所受的阻力大小；
（2）游轮行驶的最大速度．
14．（12分）宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统和四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，现观测到某三星系统是三颗星位于同一直线上，两颗相距为，质量均为m的星围绕质量为的中央母星做圆周运动，如图甲所示；某四星系统中三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点上，质量为的母星在三角形的中心，三角形边长为d，三颗星沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示，已知引力常量为G，求：
（1）三星系统和四星系统中，外侧星体所受其母星的万有引力的大小；
（2）三星系统和四星系统中，外侧星体的向心加速度大小．
15．（16分）投石机是古代重要的攻城武器，其简化图如图所示．将石块放在长臂A端的半球形凹槽内，在短臂B端挂上质量的重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时就被水平抛出．假设转轴O到地面的距离，石块从最高点飞出时距敌方城墙水平距离，城墙高度，城墙厚度．不计空气阻力，重力加速度g取．
（1）若石块恰能打在城墙的左侧顶端，求石块打到城墙时的速度大小；
（2）若石块能击中城墙，求B端摆至最低点时，短臂受到的拉力大小的范围．
2023级高一学年下学期期中考试试题·物理
参考答案、提示及评分细则
1．C 人造卫星的发射速度大于第一宇宙速度，选项A错误；第一宇宙速度为人造卫星的最大环绕速度，选项B错误；神舟十七号飞船在预定轨道的半径小于地球同步卫星的轨道半径，由，可知神舟十七号飞船在预定轨道的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，选项C正确；神舟十七号在预定轨道上运行时，其中的航天员受万有引力作用，且万有引力提供向心力，处于完全失重状态，选项D错误．
2．D 功是标量，只有大小没有方向，但有正功、负功之分，选项A错误；由功的定义式：可知，一个力对物体做的功等于这个力的大小、物体位移大小及力和位移夹角的余弦三者的乘积，选项B错误；物体在粗糙的水平面上绕行一周的过程中，物体的位移为零，摩擦力对物体做的功不等于零，选项C错误；恒力与位移的夹角为锐角，则该力做正功，选项D正确．
3．B 由，可知重心位置的速度大约是，所以由，可得，选项B正确．
4．B 由开普勒第二定律知，哈雷彗星在近日点速度较大，选项A错误；哈雷彗星在近日点受到的太阳引力大，加速度大，选项C错误，由开普勒第三定律知哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍，选项D错误，设有一颗行星做圆周运动，轨道与哈雷彗星轨道近日点相切，在切点，哈雷彗星的速度比该行星的速度大，而该行星线速度比地球公转线速度大，所以哈雷彗星在近日点的速度比地球公转线速度大，选项B正确．
5．D 由功的定义可知，足球受到的重力在上升阶段做负功，在下降阶段做正功，选项A错误；由于阻力方向总是与速度方向相反，则阻力在上升阶段和下降阶段都做负功，选项B错误；重力做的功为，选项C错误；空气阻力做的功为，选项D正确．
6．A 根据平抛运动规律有，又，联立解得，选项A正确．
7．A 飞船从轨道I变轨到轨道Ⅱ需要加速，所以经过A点时，圆轨道时，，综合得，轨道半径越大，周期越大，选项A正确，B错误；同一点处的加速度应该相等，选项C错误；沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，万有引力做负功，速度不断诚小，选项D错误．
8．BD 对小球受力分析，受到重力和斜面的支持力，根据牛顿第二定律，可得，解得，方向沿斜面向下，选项A错误；小球从B到A做类平抛运动，设球从B点水平射入时的速度为，从B运动到A所用时间为t；水平方向有，沿斜面向下方向有，联立解得，选项B正确；小球从B运动到A过程中，加速度不变，选项C错误；小球从B运动到A过程中，速度变化量为，选项D正确．
9．BC 因为同步轨道空间站自身的万有引力即可完全充当做圆周运动的向心力，所以与配重连接的缆索的拉力和与基座连接的缆索的拉力等大、反向，选项A错误；同步轨道空间站和配重同轴转动，线速度与半径成正比，所以配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度，选项B正确；连接配重的缆索断裂，此时地球引力不足以满足沿着原来圆周轨道做圆周运动的配重所需的向心力，所以配重开始做离心运动，选项C正确；由于配重物受到的引力不足以提供向心力，则其内部太空舱除引力外还受到配重对它的作用力以提供向心力，不处于完全失重状态，选项D错误．
10．BC 表演机做匀速圆周运动的过程中，竖直面内受重力、升力的作用，二者的合力提供表演所需的向心力，选项A错误；由题意，可得表演机做圆周运动的半径为，则周期为，选项B正确；表演机做匀速圆周运动，空气对它的升力在竖直方向上的分力大小等于，根据几何关系可得，解得．选项C正确；表演机与竖直方向的夹角满足关系式，联立求得，选项D错误．
11．（1）C（2分）（2）B（2分）（3）（2分）
解析：（1）研究向心力与各物理量的关系，主要用到控制变量法，选项C正确．
（2）根据向心力的公式可知，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，选项A、C错误；根据向心力的公式，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，选项B正确；根据向心力的公式，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，选项D错误．
（3）左右两塔轮属于皮带传动，其线速度大小相同，而半径之比为，根据线速度与角速度之间的关系，可得两个塔轮转动的角速度之比为，而根据题意可知，则可得．
12．（1）AC（1分）（2）BC（1分）（3）A（1分）（4）0.04（1分）0.6（2分）0.08（2分）
解析：（1）除所给器材外，还需要刻度尺测量长度，需要白纸作图．由于实验不需要测量小球的质量以及运动的时间，故不需要天平、秒表，选项A、C正确．
（2）为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，选项A错误；为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，选项B正确，D错误；本实验中不需要平衡摩擦力，选项C正确．
（3）小球在水平方向上不受力，所以水平方向的运动是匀速直线运动．选项A正确．
（4）竖直方向上有，解得；小球做平抛运动的水平初速度大小是；小球到B点时，竖直方向的速度为，小球到B点时，已经在空中飞行了的时间为．
13．解：（1）由图像可知，在内，游轮的加速度（1分）
在时，游轮的速度（1分）
且由牛顿第二定律有（1分）
又（1分）
解得（2分）
（2）当游轮达到最大速度时（2分）
又（2分）
解得（2分）
14．解：（1）三星系统中外侧两星所受母星引力大小相同（2分）
同理四星系统中（2分）
（2）三星系统中外侧星所受引力大小为（2分）
（1分）
（1分）
同理四星系统中（2分）
（1分）
（1分）
15．解：（1）若石块打在城墙左侧顶端，由平抛运动规律有（2分）
又（1分）
且（1分）
又石块打在城墙顶部瞬间的速度大小（1分）
解得（1分）
（2）若石块击中城墙顶端右侧，此时石块抛出的速度最大，有（1分）
若石块击中城墙底端，此时石块抛出的速度最小，则有（1分）
且（1分）
解得
则石块抛出的速度范围
B端摆至最低点时，其速度（1分）
又（1分）
解得（1分）
B端摆至最低点时，由牛顿第二定律有（2分）
解得（1分）
由牛顿第三定律有短臂受到的拉力大小范围为（1分）