辽宁省大连市第八中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷

这是一份辽宁省大连市第八中学2023-2024学年高一下学期期中物理试卷，共9页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
（满分：100分，考试时间：75分钟）
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题只有一题项符合题目要求，每题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，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．如图，某同学为研究静电力大小的影响因素，用轻质绝缘细线将带电小球A悬挂在铁架台上B点，细线长度远大于小球直径，在B点正下方固定一带电小球C。两球静止时，细线与竖直方向呈一定夹角。某时刻起，小球A缓慢漏电，开始在竖直平面内缓慢运动，在小球A运动过程中，细线的拉力大小变化情况是（ ）
A．一直增大B．一直减小C．一直不变D．先增大后减小
2．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅在电场力的作用下运动，下列说法正确的是（ ）

图甲 图乙
A．电子的电势能将增大B．电子沿Ox的负方向运动
C．电子运动的速度先增大后减小D．电子运动的加速度先增大后减小
3．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球土壤样品返回地球，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。返回器从月球返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关嫦娥五号返回器的变轨运动下列说法正确的是（ ）
A．返回器在轨道II上经过P点时的速度大于返回器在轨道I上经过P点时的速度
B．返回器在轨道II上运动经过P时点火向前喷气减速才能进入轨道III
C．返回器在轨道III上运动到P点时的加速度大于返回器在轨道I上运动到P点时的加速度
D．返回器在轨道III上运行的周期小于返回器在轨道II上运行的周期
4．我国北斗三号由30颗卫星组成。其中中圆地球轨道卫星就有24颗，若某颗中圆地球轨道卫星的圆轨道离地高度为h，运行在轨道上的加速度大小为a，已知地球表面重力加速度大小为g，引力常量为G，则该卫星运行轨道半径大小为（ ）
A．B．C．D．
5．三峡集团海上风电场的全球首台16兆瓦级风电机组在9月1日实现24小时满功率运行，单日发电量高达38.41万千瓦时。已知该发电机叶片转动时可形成半径为r的圆面，风速垂直于圆面。若空气密度为，风力发电机能将扫过圆面内20%的空气动能转化为电能，9月1日该发电机发电的平均功率为P，则当天的平均风速可表示为（ ）
A．B．C．D．
6．如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，匀强电场沿斜面方向。带正电的滑块以一定的初速度从斜面底端开始上滑。若斜面足够长，上滑过程中木块的机械能和动能随位移变化的关系图线如图乙所示，，，则下列说法正确的是（ ）

图甲 图乙
A．滑块上升过程中动能与电势能之和增大B．滑块的重力大小为
C．滑块受到的电场力大小为D．滑块上滑过程中，重力势能增加了
7．如图所示，在匀速转动的电动机带动下，足够长的水平传送带以恒定速率匀速向右运动。一质量为m的滑块从传送带右端以水平向左的速率滑上传送带，最终滑块又返回至传送带的右端。此过程中滑块与传送带间摩擦产生的热量为（ ）
A．B．C．D．
8．真空中某电场的电场线如图中实线所示，M、O、N为同一根电场线上不同位置的点，两个带电粒子a、b先后从P点以相同的速度射入该电场区域，仅在电场力作用下的运动轨迹如图中虚线所示，已知a粒子带正电向左上方偏转，则下列说法正确的是（ ）
A．M点的电势高于N点的电势B．该电场可能是等量异种点电荷形成的
C．M、N两点电场强度相同D．b粒子一定带负电，运动过程中电势能减少，动能增加
9．2023年11月10日，我国首条超高速低真空管道磁浮交通系统——高速飞车大同（阳高）试验线工程完工，其特点是全封闭真空管道和磁悬浮运输。如图所示，高速飞车的质量为m，额定功率为，高速飞车在平直轨道上从静止开始运动，先以加速度a做匀加速直线运动，加速过程中达到额定功率后又经过一段时间达到该功率下的最大速度，若高速飞车行驶过程中所受到的阻力为且保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．高速飞车匀加速直线运动过程中达到的最大速度为
B．高速飞车匀加速直线运动的时间为
C．高速飞车匀加速直线运动的位移为
D．高速飞车在整个加速过程中牵引力做功等于
10．如图所示，A为粒子源，G为足够大的荧光屏。在A和极板B间有加速电压，在两水平放置的平行导体板C、D间有偏转电压，一质子（氢原子核）由静止从A发出，经加速后以水平速度进入平行导体板C、D间，忽略粒子所受的重力，质子打到F点。则（ ）
A．质子在C、D间做匀变速运动
B．若仅增大，则质子一定会打在F点上方
C．若仅增大，则质子一定会打在F点下方
D．若仅把质子改为粒子（氦原子核，质量约为质子的4倍、电荷量为质子的2倍），则粒子仍通过相同的轨迹且以相同的速度打在F点
二、实验题（本题共2小题，共14分。）
11．某实验小组用如图所示的装置验证在圆周运动中的动能定理，铁架台上固定着拉力传感器。一小钢球（可视为质点）用不可伸长的轻绳悬挂在拉力传感器的下端，拉力传感器可记录小钢球在摆动过程中各时刻受到的拉力大小。将小钢球拉至A点，用刻度尺量出轻绳的长度L以及拉到A点时小钢球到拉力传感器下端的竖直高度H，释放小钢球，小钢球在竖直平面内来回摆动，记录拉力传感器的最大示数F和此时小钢球的位置O点。已知小钢球的质量为m，当地重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）拉力传感器的最大示数F________（填“大于”“小于”或“等于”）小钢球的重力mg。
（2）小钢球从A点运动到O点的过程中，合外力对小钢球做的功为________（用题中所给物理量的字母表示）。
（3）小钢球从A点运动到O点的过程中，小钢球动能的变化量为________（用题中所给物理量的字母表示）。
（4）在误差允许范围内，合外力对小钢球做的功和小钢球动能的变化量近似相等，则可验证动能定理成立。
12．某同学用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验，所用计时器为电火花打点计时器，重锤质量为500g，部分实验步骤如下：
（1）按照正确的操作选得如图乙所示的纸带，其中O是重锤刚释放时所打的点，测得连续打下的五个点A、B、C、D、E到O点的距离h值如图乙所示。已知交流电源频率为50Hz，当地重力加速度为。在打O点到C点的这段时间内，重锤动能的增加量________J，重力势能的减少量________J（结果均保留三位有效数字）。
（2）该同学进一步求出纸带上其他点的速度大小v，然后作出相应的图像，画出的图线是一条通过坐标原点的直线。该同学认为：只要图线通过坐标原点，就可以判定重锤下落过程机械能守恒，该同学的分析________（选填“合理”或“不合理”）。
三、计算题（本题共3小题，共40分。其中13题9分、14题14分、15题17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中必须明确写出数值和单位。）
13．2024年3月2日，“神舟十七号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知“神舟十七号”航天员乘组所在的空间站质量为m，轨道半径为r，绕地球运行的周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）空间站运行所需的向心力大小；
（2）地球的质量；
（3）第一宇宙速度的大小。
14．如图所示，ABC是半径为R的四分之一光滑绝缘圆弧轨道，轨道竖直放置，O为圆心，A、B、C分别位于轨道内最高点、中点和最低点。轨道所在空间中有水平向右的匀强电场。一质量为m、带电量为的小球（小球直径远小于R）从A处由静止释放，恰好能够沿着圆弧轨道在AC间做往返运动，已知重力加速度为g。求：
（1）匀强电场的电场强度大小；
（2）CB之间的电势差；
（3）小球沿着圆弧轨道运动到B点时，受到轨道的支持力大小。
15．如图所示，倾角的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为的物体A和B用一劲度系数的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆间的夹角，且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度为，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行，现让环C从位置R由静止释放，，，g取。求：
（1）小环C的质量M；
（2）小环C运动到位置Q的速率v；
（3）小环C通过位置S时的动能及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功。
2023-2024学年度下学期高一年级期中考试
物理试题参考答案
（满分：100分，考试时间：75分钟）
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题只有一项符合题目要求，每题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每题6分，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．C2．D3．A4．A5．D
6．C7．C8．BD9．BC10．AB
二、实验题（共14分，除标注外每空2分）
11．（1）大于 （2）（3分） （3）（3分）
12．（1）1.00 1.07 （2）不合理
三、计算题（本题共3小题，共40分。其中13题9分、14题14分、15题17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中必须明确写出数值和单位。）
13．（9分）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）卫星的角速度
卫星的向心力
（2）由万有引力提供向心力
解得
（3）由万有引力提供向心力 解得
将（2）中M值代入，得
14．（14分）
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）依题意得小球到达C点的速度为0，从A点到C点，由动能定理得
解得
（2）从C点到B点，可得
解得
（3）从A点到B点，由动能定理得
得
由重力与电场力的合力为
在B处可得
联立可得，小球运动到B点时受到轨道的支持力大小为
15．（17分）
【答案】（1）0.72kg；（2）；（3）2.76J，0.6J
【详解】（1）先以AB组成的整体为研究对象，AB系统受到重力、支持力和绳子的拉力处于平衡状态，则绳子的拉力为
以C为研究对象，则C受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态，如图
则 代入数据得
（2）环从位置R运动到位置Q的过程中，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒
两式联立可得
（3）由题意，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态；产生B沿斜面方向的受力
弹簧的伸长量
当小环C通过位置S时A下降的距离为
此时弹簧的压缩量
由速度分解可知此时A的速度为零，所以小环C从R运动到S的过程中，初末态的弹性势能相等，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒有 解得
环从位置R运动到位置S的过程中，由动能定理可知
解得