精品解析：黑龙江省鹤岗市萝北县高级中学2023-2024学年高一下学期6月考试物理试卷

萝北县高级中学2023-2024学年度高一下学期 6月考试 物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（每小题4分，共32分） 1. 如图所示，将质量为m的物体（可看作质点），放在离地面高度为h的p点，已知地球半径为R、质量为M，万有引力常量为G，则物体受到地球的万有引力大小为 A. B. C. D. 2. 2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为，轨道半径为，万有引力常量为，地球半径为，地球表面重力加速度为。下列说法不正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 空间站的线速度大小为 C. 空间站的向心加速度为 D. 空间站的运行周期小于地球自转周期 3. 如图所示，一个质量为0.26kg的物体静止在水平面上，二者间动摩擦因数。现用F=1N、与水平面夹角为37°的力斜向上拉动物块向右匀速运动了1m。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受摩擦力不做功 B. 物体所受摩擦力做功大小为0.6J C. 拉力做功大小为0.6J D. 拉力做功大小为0.8J 4. 如图所示，一直角斜劈ABC绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈A上．若斜劈转动的角速度缓慢减小时，下列说法正确的是 A. 斜劈对物块的支持力逐渐减小 B. 斜劈对物块的支持力保持不变 C. 斜劈对物块的摩擦力逐渐减小 D. 斜劈对物块的摩擦力保持不变 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ） A. a的向心加速度等于重力加速度g B. b在相同时间内转过的弧长最长 C. c在4h内转过的圆心角是 D. d的运动周期有可能是23h 6. 潮汐是发生在沿海地区海水周期性涨落的一种自然现象，主要是受月球对海水的引力而形成，导致地球自转持续减速，同时月球也会逐渐远离地球。如图所示，已知地球和月球的球心分别为和，A和B是地球上的两个海区，多年后，下列说法正确的是（　　） A. 海区的角速度小于海区的角速度 B. 地球赤道上的重力加速度会减小 C. 月球绕地球做圆周运动的加速度会增大 D. 地球的静止卫星距离地面的高度会增大 7. 在银河系中双星的数量非常多。研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，线速度大小分别为、，恒星A的周期为T，其中恒星A的向心加速度是恒星B的向心加速度的2倍，则（　　） A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为 C. D. A、B两颗恒星质量之和为 8. 一固定的水平细杆上套着一个质量为的圆环A（体积可以忽略），圆环通过一长度为的轻绳连有一质量也是的小球。现让小球在水平面内做匀速圆周运动，圆环与细杆之间的动摩擦因数为且始终没有相对滑动。在此条件下，轻绳与竖直方向夹角的最大值是，当地重力加速度为，已知，，则（　　） A. 小球对轻绳的拉力可能小于 B. 圆环A对细杆的压力可能大于 C. 小球做圆周运动的最大角速度为 D. 圆环与细杆之间的动摩擦因数 二、多选题（每小题4分，共16分） 9. 如图所示，从地面做斜上抛运动的物体到达最高点时，速度大小，落地时速度大小，取重力加速度大小。则（　　） A. 物体抛出时的速度大小为 B. 物体在空中飞行的时间为 C. 物体在空中飞行的最大高度 D. 物体在空中飞行的水平射程 10. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，当经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（　　） A. 沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度 B. 在轨道Ⅰ上运动经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动经过A点的加速度 C. 沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，速度不断增大 D. 在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期 11. 一辆质量为20kg的玩具车在平直的水平面上从静止开始运动，运动过程中玩具车所受到的阻力恒定，经过10s达到最大速度。其加速度a和速度的倒数图象如图所示，根据图象所给的信息，下列说法正确的是（　　） A. 玩具车的最大速度为10m/s B. 玩具车达到最大速度时发生的位移为100m C. 玩具车功率恒定，功率为400W D. 玩具车运动过程所受到的阻力大小为40N 12. 三颗人造卫星A、B、C 都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C 为地球静止卫星，某时刻A、B 相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B 的运行周期为T2，则下列说法正确的是（　　） A. A 加速可直接追上同一轨道上的 C B. 经过时间 ，A、B 相距最远 C. A、C 向心加速度大小相等，且小于B 的向心加速度 D. 在相同时间内，C 与地心连线扫过的面积等于B 与地心连线扫过的面积 第II卷（非选择题） 三、实验题（10分） 13. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。 （1）在这个实验中，利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。 A．理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 （2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量__________（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板__________（选填“A”或“B”）和挡板C处。 （3）如图乙所示，一类似于实验装置的皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比__________，B点与C点的向心加速度大小之比__________。 四、解答题（42分） 14. 质量为的小球从距水平地面高为h的位置以的速度水平抛出，小球抛出点与落地点之间的水平距离为，不计空气阻力，取。求： （1）小球在空中飞行的时间t； （2）小球抛出时的高度h； （3）小球下落过程中重力做的功W。 15. 如图所示，为地球赤道上待发射卫星，B为近地圆轨道卫星（到地面高度可以忽略），C为赤道上空地球静止卫星．若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为g，C到地球表面的高度约，试求： （1）B卫星的运行周期 （2）卫星与B卫星的周期之比 16. 如图所示，质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为，已知：，，g取，求： （1）前3s内重力做的功； （2）前3s内重力的平均功率； （3）3s末重力的瞬时功率。 17. 如图所示，装置BDO可绕竖直轴转动，可视为质点的小球A与两轻细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角为，已知小球质量m＝1kg，细线AC长L＝1m，B点距C点的水平和竖直距离相等，g取，，．求： （1）若装置以一定的角速度匀速转动，线AB水平且张力恰为0，求线AC拉力大小； （2）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与AB的拉力大小； （3）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与AB的拉力大小． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 萝北县高级中学2023-2024学年度高一下学期 6月考试 物理试卷 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上 第I卷（选择题） 一、单选题（每小题4分，共32分） 1. 如图所示，将质量为m的物体（可看作质点），放在离地面高度为h的p点，已知地球半径为R、质量为M，万有引力常量为G，则物体受到地球的万有引力大小为 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力定律可知，物体受到地球的万有引力大小为，故选D. 2. 2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。设该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为，轨道半径为，万有引力常量为，地球半径为，地球表面重力加速度为。下列说法不正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 空间站的线速度大小为 C. 空间站的向心加速度为 D. 空间站的运行周期小于地球自转周期 【答案】B 【解析】 【详解】A． 由万有引力等于向心力，可得 故A正确，不符合题意； BC．由在地表 空间站 联立可得 故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．因为空间站轨道半径小于静止卫星轨道半径，根据开普勒第三定律可知，空间站的运行周期小于地球自转周期，故D正确，不符合题意。 故选B。 3. 如图所示，一个质量为0.26kg的物体静止在水平面上，二者间动摩擦因数。现用F=1N、与水平面夹角为37°的力斜向上拉动物块向右匀速运动了1m。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取。在此过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体所受摩擦力不做功 B. 物体所受摩擦力做功大小为0.6J C. 拉力做功大小为0.6J D. 拉力做功大小为0.8J 【答案】D 【解析】 【详解】AB．物块向右匀速运动，根据平衡条件可得物体所受摩擦力大小为 物块向右匀速运动了，可得摩擦力做功为 AB错误； CD．拉力做功为 C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，一直角斜劈ABC绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈A上．若斜劈转动的角速度缓慢减小时，下列说法正确的是 A. 斜劈对物块的支持力逐渐减小 B. 斜劈对物块的支持力保持不变 C. 斜劈对物块的摩擦力逐渐减小 D. 斜劈对物块的摩擦力保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为a=ω2r，设斜劈倾角为θ，对物块沿AB方向有 f-mgsinθ=macosθ 垂直AB方向有 mgcosθ-N=masinθ 解得 f=mgsinθ+macosθ N=mgcosθ-masinθ 当角速度ω逐渐减小时，加速度a逐渐减小，f逐渐减小，N逐渐增大． A．斜劈对物块的支持力逐渐减小，与结论不相符，选项A错误； B．斜劈对物块的支持力保持不变，与结论不相符，选项B错误； C．斜劈对物块的摩擦力逐渐减小，与结论相符，选项C正确； D．斜劈对物块的摩擦力保持不变，与结论不相符，选项D错误； 5. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ） A. a的向心加速度等于重力加速度g B. b在相同时间内转过的弧长最长 C. c在4h内转过的圆心角是 D. d的运动周期有可能是23h 【答案】B 【解析】 【详解】A．静止卫星c的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据 可知c的向心加速度比a的大，由牛顿第二定律可得 可得 卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则静止卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误； B．由万有引力提供向心力可得 可得 卫星的轨道半径越大，线速度越小，则有 由 可得 所以b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确； C．c是地球静止卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故C错误； D．由开普勒第三定律 可知卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期，则d的运动周期一定大于24h，故D错误。 故选B。 6. 潮汐是发生在沿海地区海水周期性涨落的一种自然现象，主要是受月球对海水的引力而形成，导致地球自转持续减速，同时月球也会逐渐远离地球。如图所示，已知地球和月球的球心分别为和，A和B是地球上的两个海区，多年后，下列说法正确的是（　　） A. 海区的角速度小于海区的角速度 B. 地球赤道上的重力加速度会减小 C. 月球绕地球做圆周运动的加速度会增大 D. 地球的静止卫星距离地面的高度会增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意可知，A和B是地球上的两个海区，角速度与地球自转角速度相同，则海区的角速度等于海区的角速度，故A错误； B．根据题意，对地球赤道上的物体有 地球自转持续减速，周期变大，可得，地球赤道上的重力加速度会增大，故B错误； C．由万有引力提供向心力有 由于月球逐浙远离地球，增大，则月球绕地球做圆周运动的加速度会减小，故C错误； D． 解得 由于地球自转周期变大，则地球的静止卫星距离地面的高度会增大，故D正确。 故选D。 7. 在银河系中双星的数量非常多。研究双星，对于了解恒星形成和演化过程的多样性有重要的意义。如图所示为由A、B两颗恒星组成的双星系统，A、B绕连线上一点O做圆周运动，测得A、B两颗恒星间的距离为L，线速度大小分别为、，恒星A的周期为T，其中恒星A的向心加速度是恒星B的向心加速度的2倍，则（　　） A. 恒星B的周期为 B. A、B两颗恒星质量之比为 C. D. A、B两颗恒星质量之和为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．A、B两颗恒星的角速度相等，周期相等，则恒星B的周期为，故A错误； B．分别对A、B，根据牛顿第二定律可得 ， 可得 ， 则有 故B正确； C．根据 由于A、B两颗恒星的角速度相等，A恒星的轨道半径大于B恒星的轨道半径，则有 故C错误； D．根据万有引力提供向心力可得 ， 联立解得A、B两颗恒星质量之和为 故D正确。 故选BD。 8. 一固定的水平细杆上套着一个质量为的圆环A（体积可以忽略），圆环通过一长度为的轻绳连有一质量也是的小球。现让小球在水平面内做匀速圆周运动，圆环与细杆之间的动摩擦因数为且始终没有相对滑动。在此条件下，轻绳与竖直方向夹角的最大值是，当地重力加速度为，已知，，则（　　） A. 小球对轻绳的拉力可能小于 B. 圆环A对细杆的压力可能大于 C. 小球做圆周运动的最大角速度为 D. 圆环与细杆之间的动摩擦因数 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．设轻绳与竖直方向夹角为，小球在水平面做匀速圆周运动时竖直方向处于平衡状态，可得 解得 故小球对轻绳的拉力一定大于，A错误； B．整体在竖直方向处于平衡，由平衡条件可知，圆环A受到细杆的支持力N等于整体重力，故圆环A对细杆的压力不可能大于，B错误； CD．当轻绳与竖直方向的夹角达最大值时，对B由牛顿第二定律可得 竖直方向由平衡条件可得 联立解得，小球做圆周运动的最大角速度为 此时圆环与细杆之间达到最大静摩擦时，对A正交分解，满足 联立解得 C错误，D正确。 故选D。 二、多选题（每小题4分，共16分） 9. 如图所示，从地面做斜上抛运动的物体到达最高点时，速度大小，落地时速度大小，取重力加速度大小。则（　　） A. 物体抛出时的速度大小为 B. 物体在空中飞行的时间为 C. 物体在空中飞行的最大高度 D. 物体在空中飞行的水平射程 【答案】BC 【解析】 【详解】A．做斜抛运动的物体，水平方向不受力，做匀速直线运动，竖直方向只受重力，做竖直上抛运动，从地面做斜上抛运动的物体，抛出时的速度与落地时的速度大小相等，故物体抛出时的速度大小为，A错误； B．斜抛物体在最高点的速度即为其水平方向的分速度，故，所以抛出时竖直方向的分速度为 故物体在空中运动的时间为 B正确； C．物体在空中飞行的最大高度为 C正确； D．物体在空中飞行的水平射程为 D错误。 故选BC。 10. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功对接，如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ；神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，当经过A点时，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与核心舱对接，则神舟十二号飞船（　　） A. 沿轨道Ⅰ运行的速度小于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度 B. 在轨道Ⅰ上运动经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动经过A点的加速度 C. 沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，速度不断增大 D. 在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力 可得 由于轨道Ⅰ的半径小于轨道Ⅲ的半径，所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的速度，故A错误； B．由牛顿第二定律可知 解得 在轨道Ⅰ上运动经过A点与在轨道Ⅱ上运动经过A点到地心的距离相等，故在轨道Ⅰ上运动经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ上运动经过A点的加速度，故B正确； C．沿轨道Ⅱ从A运动到B的过程中，相同时间内与地心的连线扫过的面积相等，故速度不断减小，故C错误； D．由开普勒第三定律 可知在轨道Ⅰ上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故 D正确。 故选BD。 11. 一辆质量为20kg的玩具车在平直的水平面上从静止开始运动，运动过程中玩具车所受到的阻力恒定，经过10s达到最大速度。其加速度a和速度的倒数图象如图所示，根据图象所给的信息，下列说法正确的是（　　） A. 玩具车的最大速度为10m/s B. 玩具车达到最大速度时发生的位移为100m C. 玩具车功率恒定，功率为400W D. 玩具车运动过程所受到的阻力大小为40N 【答案】BD 【解析】 【详解】由图像可知车的最大速度为20m/s；根据功率的定义 再根据牛顿第二定律 两式联立整理得 如果车启动功率恒定，图像恰好是一条倾斜的直线，再对照图像数据可得 从而求得 车的最大速度为20m/s，根据动能定理 代入数据得，最大位移 当玩具车的速度等于10m/s时。根据牛顿第二定律 代入数据整理得 则BD正确，AC错误。 故选BD。 12. 三颗人造卫星A、B、C 都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C 为地球静止卫星，某时刻A、B 相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B 的运行周期为T2，则下列说法正确的是（　　） A. A 加速可直接追上同一轨道上的 C B. 经过时间 ，A、B 相距最远 C. A、C 向心加速度大小相等，且小于B 的向心加速度 D. 在相同时间内，C 与地心连线扫过的面积等于B 与地心连线扫过的面积 【答案】BC 【解析】 【详解】A．卫星A加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上同一轨道上的C点，故A错误； B．卫星A、B由相距最近到相距最远，圆周运动转过的角度差为，所以可得 其中 ， 则经历的时间 t= 故B正确； C．根据牛顿第二定律可知 解得 卫星A和C的轨道半径相同且小于B的轨道半径，则卫星A和C的向心加速度相等且小于B的向心加速度，故C正确； D．绕地球运动的卫星与地心的连线在相同时间t内扫过的面积为 由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得 整理解得 可知，在相同时间内，C与地心连线扫过的面积大于B与地心连线扫过的面积，故D错误。 故选BC。 第II卷（非选择题） 三、实验题（10分） 13. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式，已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为。 （1）在这个实验中，利用了__________来探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系。 A．理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 （2）探究向心力大小与质量的关系时，选择两个质量__________（选填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板__________（选填“A”或“B”）和挡板C处。 （3）如图乙所示，一类似于实验装置的皮带传动装置，A、B、C三点到各自转轴的距离分别为、、，已知，若在传动过程中，皮带不打滑。则A点与C点的角速度之比__________，B点与C点的向心加速度大小之比__________。 【答案】 ①. C ②. 不同 ③. A ④. ⑤. 【解析】 【详解】（1）[1] 本实验采用的科学方法是控制变量法，故选C。 （2）[2] [3]探究向心力大小与质量的关系时，两小球的质量应不同，而旋转半径应相同，故分别放在挡板A和挡板C处。 （3）[4]因为皮带不打滑，所以A点与C点的线速度相等，即 则 所以 [5]而B点与A点的角速度相同，则B点与C点的向心加速度大小之比为 四、解答题（42分） 14. 质量为的小球从距水平地面高为h的位置以的速度水平抛出，小球抛出点与落地点之间的水平距离为，不计空气阻力，取。求： （1）小球在空中飞行的时间t； （2）小球抛出时的高度h； （3）小球下落过程中重力做的功W。 【答案】（1）3s；（2）45m；（3）450J 【解析】 【分析】 【详解】（1）水平方向 x=vt 可求飞行的时间 （2）竖直方向 （3）重力做功 W=mgh=450J 15. 如图所示，为地球赤道上待发射卫星，B为近地圆轨道卫星（到地面高度可以忽略），C为赤道上空地球静止卫星．若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为g，C到地球表面的高度约，试求： （1）B卫星的运行周期 （2）卫星与B卫星的周期之比 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在地球表面 对B卫星 解得 （2）由A为静止卫星，C在赤道上知 对C卫星 解得 16. 如图所示，质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为，已知：，，g取，求： （1）前3s内重力做的功； （2）前3s内重力的平均功率； （3）3s末重力的瞬时功率。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意，由牛顿第二定律有 解得 前3s内物体的位移为 前3s内重力做的功为 （2）前3s内重力的平均功率 （3）物体末的速度为 3s末重力的瞬时功率 17. 如图所示，装置BDO可绕竖直轴转动，可视为质点的小球A与两轻细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角为，已知小球质量m＝1kg，细线AC长L＝1m，B点距C点的水平和竖直距离相等，g取，，．求： （1）若装置以一定的角速度匀速转动，线AB水平且张力恰为0，求线AC拉力大小； （2）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与AB的拉力大小； （3）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与AB的拉力大小． 【答案】（1）；（2），；（3）， 【解析】 【详解】（1）线AB水平且拉力恰为0，对小球受力分析，在竖直方向上 解得 （2）当线AB水平且拉力恰为0时，小球的重力和细线AC的拉力的合力提供向心力，有 解得 由于 则细线AB上有拉力，根据牛顿第二定律得 解得 ， （3）当线AB竖直且拉力恰为0时，B点距C点的水平和竖直距离相等，故此时绳与竖直方向的夹角为，此时的角速度设为，则 解得 由于 则细线AB在竖直方向绷直，根据牛顿第二定律得 解得 ， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $