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黑龙江省大庆市实验中学实验二部2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版）
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这是一份黑龙江省大庆市实验中学实验二部2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷（原卷版+解析版），文件包含黑龙江省大庆市实验中学实验二部2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷原卷版docx、黑龙江省大庆市实验中学实验二部2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共30页， 欢迎下载使用。
一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-14题有多项符合题目要求，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. 开普勒被誉为“天空的立法者”，关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）
A. 太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动
B. 同一行星在绕太阳运动，经过远日点后做“离心运动”
C. 绕太阳运行的八大行星中，离太阳越远的行星公转周期越大
D. 相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
2. 关于动量，下列说法正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体，动量不变
B. 做匀变速运动物体，它的动量一定在改变
C. 物体的动能变化，动量也一定变化
D. 甲物体动量，乙物体动量，所以
3. 北斗卫星导航系统具有定位，授时和通信功能。北斗系统采用三种轨道卫星组网，高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（ ）
A. a、b的周期比c大
B. a、b的向心力大小一定相等
C. a、b的线速度相同且比c的线速度大
D. a、b的向心加速度大小一定相等
4. 如图，某同学把质量为的足球从水平地面踢出，足球达到最高点时速度为，离地高度为。不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 该同学踢球时对足球做功
B. 足球上升过程重力做功
C. 该同学踢球时对足球做功
D. 足球上升过程克服重力做功
5. 已知高铁的列车组由动力车和拖车组成，每节动力车的额定功率相同，每节动力车与拖车的质量相等，设列车组运行时每节车厢所受阻力与其速率成正比（f=kv，k为比例系数）。某列车组由m节动力车和n节拖车组成，其运行的最大速率为v1，另一列由相同的n节动力车和m节拖车组成的列车组，其运行的最大速率为v2，则v1∶v2=（ ）
A. B. C. D.
6. 如图（a），从高处M点到地面N点有I、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（ ）
A. 甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
B. 甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
C. 乙沿I下滑且乙重力功率一直不变
D. 乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
7. 2021年10月我国发射的神舟十三号飞船实现了和空间站径向对接的新突破，如图甲所示。假定对接前飞船在椭圆轨道Ⅰ上，如图乙所示，Ⅱ为空间站圆轨道，轨道半径为kR（R为地球半径），A为两轨道交点，B为飞船轨道近地点。地球表面重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 空间站在圆轨道Ⅱ上的向心加速度大于g
B. 飞船和空间站在A处所受万有引力相同
C. 飞船在A处的机械能大于B处的机械能
D. 飞船在B处的速度
8. 某科学报告中指出，在距离我们大约1600光年的范围内，存在一个四星系统。假设四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用。四星系统的形式如图所示，三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行（图中未画出），而第四颗星刚好位于等边三角形的中心不动。设每颗星的质量均为m，引力常量为G，则（ ）
A. 在三角形顶点的三颗星做圆周运动的向心加速度与其质量无关
B. 在三角形顶点的三颗星的总动能为
C. 若四颗星的质量m均不变，距离L均变为2L，则在三角形顶点的三颗星周期变为原来的2倍
D. 若距离L不变，四颗星的质量m均变为2m，则在三角形顶点的三颗星角速度变为原来的2倍
9. 如图所示，小滑块P、Q的质量均为m，P套在固定光滑竖直杆上，Q放在光滑水平面上。P、Q间通过铰链用长为L的轻杆连接，轻杆与竖直杆的夹角为α，一水平轻弹簧左端与Q相连，右端固定在竖直杆上。当α = 30°时，弹簧处于原长，P由静止释放，下降到最低点时α变为60°，整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中（ ）
A. P、Q组成的系统机械能守恒
B. 弹簧弹性势能最大值为
C. 竖直杆对滑块P的弹力始终大于弹簧弹力
D. 滑块P的动能达到最大时，Q受到地面的支持力大于2mg
10. 如图，传送带保持的速度顺时针运行。现将一质量的小物体轻轻地放在传送带的a点上，物体与传送带间的动摩擦因数，、的间距为，取重力加速度。小物体从点运动到点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小物体动量的增加量为
B. 传送带对小物体的冲量为
C. 小物体和传送带间因摩擦而产生的热量为
D. 传送带由于运送小物体多消耗的电能为
11. 一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是（ ）
A. B. C. D.
12. 新时代的中国北斗导航系统是世界一流的。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球表面两极处的重力加速度为，赤道处的重力加速度为，万有引力常量为G。若把地球看成密度均匀、半径为R的球体，下列说法正确的是（ ）
A. 北斗地球同步卫星距离地球表面的高度
B. 北斗地球同步卫星距离地球表面的高度
C. 地球的平均密度
D. 地球的近地卫星的周期
13. 一物块在高3m、长5m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线I、II所示，重力加速度取10m/s2。下列说法中正确的是（ ）
A. 物块质量为1kg
B. 物块下滑过程中机械能守恒
C. 物块下滑时加速度大小为2m/s2
D 当物块下滑2m时机械能损失了12J，动能增加了4J
14. 水星是地球上较难观测的行星，因为它离太阳太近，总是湮没在太阳的光辉里，只有水星和太阳的距角（地球和水星连线与地球和太阳连线的夹角）达最大时（称为大距，如图所示），公众才最有希望目睹水星。2023年1月30日凌晨，上演今年首次水星大距。已知水星公转周期约为地球公转周期的，水星和地球公转轨道均视为圆形。则下列说法不正确的是（ ）
A. 可以求出水星与地球质量之比
B. 一年内至少可以看到6次水星大距
C. 大距时，水星和太阳距角的正弦值约为
D. 太阳分别与水星和地球的连线在相同时间内扫过的面积相等
二、实验题（每空2分，共计14分）
15. 如图所示，做“探究平抛运动的特点”实验时，小刘将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板N上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印记。上下调节挡板N，通过多次实验在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后，用平滑曲线把这些印记连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。
（1）若图中A、B、C恰好为某次实验过程中记录的三点，则复写纸在白纸上留下印记最深的是______点；若量得图中x=0.2m,y1=0.1m,y2=0.2m，利用这些数据，可求得小球抛出时的初速度为_______m/s（）。
（2）小刘同学根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标（x，y），画出y-x2图像如图所示，图线是一条过原点、斜率为k的直线，重力加速度为g，则小球从轨道抛出的速度为_______。
16. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
A．将桌面上的气垫导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d
C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l
D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量
已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示）
（1）遮光条通过光电门时的速度大小为_________；
（2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了_________，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________；
（3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________，可认为该系统机械能守恒。
三、解答题（每题写出必要的解题步骤）
17. 如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下。经过时间t，小球的速度大小为v，方向变为向上。忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动过程中：
（1）小球所受合外力所做的功；
（2）小球所受弹簧弹力冲量的大小。
18. 一名宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示．F1、F2已知，引力常量为G，忽略各种阻力．求：
(1)星球表面的重力加速度；
(2)星球的密度．
19. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量且可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，长，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻的粗糙水平面长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与平滑连接，圆弧对应的圆心角为，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，当弹簧储存的能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取。
（1）求右侧圆弧的轨道半径R；
（2）求小物块最终停下时与C点的距离；
（3）若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节范围。
一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分。在每小题给出的四个选项中，第1-9题只有一项符合题目要求，第10-14题有多项符合题目要求，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. 开普勒被誉为“天空的立法者”，关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）
A. 太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动
B. 同一行星在绕太阳运动，经过远日点后做“离心运动”
C. 绕太阳运行的八大行星中，离太阳越远的行星公转周期越大
D. 相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
2. 关于动量，下列说法正确的是（ ）
A. 做匀速圆周运动的物体，动量不变
B. 做匀变速运动物体，它的动量一定在改变
C. 物体的动能变化，动量也一定变化
D. 甲物体动量，乙物体动量，所以
3. 北斗卫星导航系统具有定位，授时和通信功能。北斗系统采用三种轨道卫星组网，高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（ ）
A. a、b的周期比c大
B. a、b的向心力大小一定相等
C. a、b的线速度相同且比c的线速度大
D. a、b的向心加速度大小一定相等
4. 如图，某同学把质量为的足球从水平地面踢出，足球达到最高点时速度为，离地高度为。不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ）
A. 该同学踢球时对足球做功
B. 足球上升过程重力做功
C. 该同学踢球时对足球做功
D. 足球上升过程克服重力做功
5. 已知高铁的列车组由动力车和拖车组成，每节动力车的额定功率相同，每节动力车与拖车的质量相等，设列车组运行时每节车厢所受阻力与其速率成正比（f=kv，k为比例系数）。某列车组由m节动力车和n节拖车组成，其运行的最大速率为v1，另一列由相同的n节动力车和m节拖车组成的列车组，其运行的最大速率为v2，则v1∶v2=（ ）
A. B. C. D.
6. 如图（a），从高处M点到地面N点有I、Ⅱ两条光滑轨道。两相同小物块甲、乙同时从M点由静止释放，沿不同轨道滑到N点，其速率v与时间t的关系如图（b）所示。由图可知，两物块在离开M点后、到达N点前的下滑过程中（ ）
A. 甲沿Ⅱ下滑且同一时刻甲的动能比乙的小
B. 甲沿I下滑且同一时刻甲的动能比乙的大
C. 乙沿I下滑且乙重力功率一直不变
D. 乙沿Ⅱ下滑且乙的重力功率一直增大
7. 2021年10月我国发射的神舟十三号飞船实现了和空间站径向对接的新突破，如图甲所示。假定对接前飞船在椭圆轨道Ⅰ上，如图乙所示，Ⅱ为空间站圆轨道，轨道半径为kR（R为地球半径），A为两轨道交点，B为飞船轨道近地点。地球表面重力加速度为g，下列说法中正确的是（ ）
A. 空间站在圆轨道Ⅱ上的向心加速度大于g
B. 飞船和空间站在A处所受万有引力相同
C. 飞船在A处的机械能大于B处的机械能
D. 飞船在B处的速度
8. 某科学报告中指出，在距离我们大约1600光年的范围内，存在一个四星系统。假设四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用。四星系统的形式如图所示，三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行（图中未画出），而第四颗星刚好位于等边三角形的中心不动。设每颗星的质量均为m，引力常量为G，则（ ）
A. 在三角形顶点的三颗星做圆周运动的向心加速度与其质量无关
B. 在三角形顶点的三颗星的总动能为
C. 若四颗星的质量m均不变，距离L均变为2L，则在三角形顶点的三颗星周期变为原来的2倍
D. 若距离L不变，四颗星的质量m均变为2m，则在三角形顶点的三颗星角速度变为原来的2倍
9. 如图所示，小滑块P、Q的质量均为m，P套在固定光滑竖直杆上，Q放在光滑水平面上。P、Q间通过铰链用长为L的轻杆连接，轻杆与竖直杆的夹角为α，一水平轻弹簧左端与Q相连，右端固定在竖直杆上。当α = 30°时，弹簧处于原长，P由静止释放，下降到最低点时α变为60°，整个运动过程中，P、Q始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g。则P下降过程中（ ）
A. P、Q组成的系统机械能守恒
B. 弹簧弹性势能最大值为
C. 竖直杆对滑块P的弹力始终大于弹簧弹力
D. 滑块P的动能达到最大时，Q受到地面的支持力大于2mg
10. 如图，传送带保持的速度顺时针运行。现将一质量的小物体轻轻地放在传送带的a点上，物体与传送带间的动摩擦因数，、的间距为，取重力加速度。小物体从点运动到点的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 小物体动量的增加量为
B. 传送带对小物体的冲量为
C. 小物体和传送带间因摩擦而产生的热量为
D. 传送带由于运送小物体多消耗的电能为
11. 一质点做曲线运动，在前一段时间内速度大小由v增大到2v，在随后的一段时间内速度大小由2v增大到5v。前后两段时间内，合外力对质点做功分别为和，合外力的冲量大小分别为和。下列关系式一定成立的是（ ）
A. B. C. D.
12. 新时代的中国北斗导航系统是世界一流的。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成。已知地球表面两极处的重力加速度为，赤道处的重力加速度为，万有引力常量为G。若把地球看成密度均匀、半径为R的球体，下列说法正确的是（ ）
A. 北斗地球同步卫星距离地球表面的高度
B. 北斗地球同步卫星距离地球表面的高度
C. 地球的平均密度
D. 地球的近地卫星的周期
13. 一物块在高3m、长5m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线I、II所示，重力加速度取10m/s2。下列说法中正确的是（ ）
A. 物块质量为1kg
B. 物块下滑过程中机械能守恒
C. 物块下滑时加速度大小为2m/s2
D 当物块下滑2m时机械能损失了12J，动能增加了4J
14. 水星是地球上较难观测的行星，因为它离太阳太近，总是湮没在太阳的光辉里，只有水星和太阳的距角（地球和水星连线与地球和太阳连线的夹角）达最大时（称为大距，如图所示），公众才最有希望目睹水星。2023年1月30日凌晨，上演今年首次水星大距。已知水星公转周期约为地球公转周期的，水星和地球公转轨道均视为圆形。则下列说法不正确的是（ ）
A. 可以求出水星与地球质量之比
B. 一年内至少可以看到6次水星大距
C. 大距时，水星和太阳距角的正弦值约为
D. 太阳分别与水星和地球的连线在相同时间内扫过的面积相等
二、实验题（每空2分，共计14分）
15. 如图所示，做“探究平抛运动的特点”实验时，小刘将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到倾斜的挡板N上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印记。上下调节挡板N，通过多次实验在白纸上记录钢球所经过的多个位置。最后，用平滑曲线把这些印记连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。
（1）若图中A、B、C恰好为某次实验过程中记录的三点，则复写纸在白纸上留下印记最深的是______点；若量得图中x=0.2m,y1=0.1m,y2=0.2m，利用这些数据，可求得小球抛出时的初速度为_______m/s（）。
（2）小刘同学根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标（x，y），画出y-x2图像如图所示，图线是一条过原点、斜率为k的直线，重力加速度为g，则小球从轨道抛出的速度为_______。
16. 某同学利用图示的气垫导轨实验装置验证机械能守恒定律，主要实验步骤如下：
A．将桌面上的气垫导轨调至水平；
B．测出遮光条的宽度d
C．将滑块移至图示位置，测出遮光条到光电门的距离l
D．由静止释放滑块，读出遮光条通过光电门的遮光时间t
E．秤出托盘和砝码总质量，滑块（含遮光条）的质量
已知当地重力加速度为g，回答以下问题（用题中所给的字母表示）
（1）遮光条通过光电门时的速度大小为_________；
（2）遮光条由静止运动至光电门的过程，系统重力势能减少了_________，遮光条经过光电门时，滑块、托盘和砝码的总动能为_________；
（3）通过改变滑块的释放位置，测出多组、数据﹐利用实验数据绘制图像如图。若图中直线的斜率近似等于________，可认为该系统机械能守恒。
三、解答题（每题写出必要的解题步骤）
17. 如图所示，悬挂于竖直弹簧下端的小球质量为m，运动速度的大小为v，方向向下。经过时间t，小球的速度大小为v，方向变为向上。忽略空气阻力，重力加速度为g，求该运动过程中：
（1）小球所受合外力所做的功；
（2）小球所受弹簧弹力冲量的大小。
18. 一名宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示．F1、F2已知，引力常量为G，忽略各种阻力．求：
(1)星球表面的重力加速度；
(2)星球的密度．
19. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量且可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，且弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，长，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻的粗糙水平面长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与平滑连接，圆弧对应的圆心角为，在圆弧的最高点F处有一固定挡板，物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以的速率顺时针转动，不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，当弹簧储存的能量全部释放时，小物块恰能滑到与圆心等高的E点，取。
（1）求右侧圆弧的轨道半径R；
（2）求小物块最终停下时与C点的距离；
（3）若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节范围。
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