哈尔滨市第三中学校2023-2024学年高一下学期期中考试
物理（选考）试卷
一、单选题（本题共8小题；每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分。）
1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程。在对以下几位物理学家的科学贡献叙述中，正确的是（ ）
A. 第谷提出了行星在椭圆轨道上绕太阳运动的规律
B. 开普勒提出了万有引力定律
C. 卡文迪什利用扭秤装置测出了引力常量
D. 牛顿通过计算首先发现了海王星
2. 本学期“推门课”制度已经在全校推广，深受好评。如图所示，门上有a和b两个质点，它们与门一起绕转轴转动，在门被推开的过程中，a、b两点做圆周运动的（ ）
A. 半径相同 B. 角速度相同 C. 线速度相同 D. 向心加速度相同
3. 下列物理量的负号表示大小的是（ ）
A. 速度v=2m/s B. 力F=0.01N
C. 重力势能Ep=50J D. 力做功为W=10J
4. 如图所示，绳子通过固定在天花板上定滑轮，左端与套在固定竖直杆上的物体A连接，右端与放在水平面上的物体B相连，到达如图所示位置时，两段绳与水平面的夹角分别为37°、53°，两物体的速率分别为 、，且此时，，，则的大小为（ ）
A. 5m/s B. 4m/s C. 3.5m/s D. 3m/s
5. 一辆汽车在平直公路上以恒定功率匀速行驶，行驶的速度为。现突然驶上一段泥泞的道路，阻力变为原来的2倍，行驶一段时间后道路又恢复至开始的情况，过程中汽车功率始终保持不变。则汽车的速度随时间变化的关系图像可能正确是（ ）
A. B.
C D.
6. 如图甲所示，一艘正在进行顺时针急转弯训练的航母，运动轨迹可视作半径为R的水平圆周。航母在圆周运动中，船身发生了向外侧倾斜，且甲板法线与竖直方向夹角为，船体后视简图如图乙所示。一质量为m的小物块放在甲板上，与甲板始终保持相对静止，两者之间的动摩擦因数为。假设航母的运动半径R、夹角不随航速改变，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法正确的是（ ）
A. 航母对小物块的支持力 B. 小物块可能只受重力、支持力两个力作用
C. 航母的航速越大，则小物块受到的摩擦力越大 D. 航母的最大航速
7. 为了粗略测量月球的直径，小月同学在满月的夜晚取来一枚硬币并放置在合适的位置，使之恰好垂直于视线且刚刚遮住整个月亮，然后测得此时硬币到眼睛的距离为x，硬币的直径为d，若已知月球的公转周期为T，地表的重力加速度g和地球半径R，以这种方法测得的月球直径为（ ）
A. B. C. D.
8. 如图所示，让质量为m的小球甲（视为质点）从A点以向右的速度水平抛出，到达C点时的速度大小为，与水平方向的夹角为；再让质量为m的小球乙（视为质点）从A点的正上方的B点以向右的速度水平抛出，到达C点时的速度大小也为，与水平方向的夹角为，忽略空气的阻力，重力加速度大小为g，则甲的速度偏转角与乙的速度偏转角之和为（ ）
A. 120° B. 90° C. 75° D. 60°
二、多选题（本题共4小题；每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
9. 物体受到几个恒力的作用而处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体不可能做（ ）
A. 匀速直线运动 B. 匀变速直线运动 C. 曲线运动 D. 圆周运动
10. 如图所示，在竖直平面内放一光滑的直角杆MON，ON竖直。用长5m的轻绳相连的两小球A和B分别套在杆上，A、B球的质量均为1kg，在作用于A球的水平力F的作用下，A、B均处于静止状态，此时细绳与竖直方向所成夹角为37°。已知，，重力加速度g取10m/s2，现突然将力F增大为18N后保持不变，当轻绳方向与竖直方向成53°时，下列说法正确的是（ ）
A. 力F做功为18J
B. B的重力势能增加了5J
C. A的速度大小为2.4m/s
D. A的速度大小为1.8m/s
11. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动（不计一切阻力），小球运动到最高点时绳对小球的拉力为T，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，则（ ）
A. 当地的重力加速度为
B. 轻质绳长为
C. 当时，轻质绳的拉力大小为
D. 只要，小球在最低点和最高点时绳的拉力大小之差均为
12. 火星周围笼罩着空气层，与地球空气层相似。若宇航员在火星表面附近由静止释放一个质量为m的小球，小球在下落过程中由于受到空气阻力，其加速度a随位移x变化的关系图像如图所示。已知火星的半径为R、自转周期为T，引力常量为G，忽略火星自转对重力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. 火星的“第一宇宙速度”为
B. 火星的质量为
C. 火星静止轨道卫星的轨道半径为
D. 小球下落过程中最大速度为
三、实验题（共12分）
13. 用图1装置做“探究平抛运动特点”的实验时，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向抛出，同时B球自由落下。某次实验，频闪照相记录两小球在空中不同时刻的位置如图2所示。
（1）为了减小中空气阻力的影响，实验所用的小球应选小______（选填“钢”或“塑料”）球。
（2）实验时，有以下两个步骤：a、用小锤击打弹性金属片，b、打开频闪仪。正确的操作顺序是______（选填“先a后b或“先b后a”）。
（3）若实验所用小球直径为D，用刻度尺测得图2中小球直径为d，B球三个相邻时刻的竖直高度差分别为、，A球两个相邻时刻水平距离x，重力加速度为g。利用这些数据计算A球平抛初速度为______。
14. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻倒），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。
（1）某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速__________。
（2）认为绳的张力充当向心力，如果F=__________（用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证。
（3）该小组验证向心力表达式时，经多次实验，仪器正常、操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比__________（填“偏大”或“偏小”）。
四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
15. 如图所示，地面上有一半径的半圆，半圆顶部有一个质量为的小球，当给小球一定的水平初速度时，小球恰好能做平抛运动，不计空气阻力，g取10m/s2。求：
（1）小球平抛初速度的大小；
（2）小球落地时重力的瞬时功率。
16. 遥控爬墙小车通过排出车身内部部分空气，和外界大气形成气压差，使小车可吸附在墙壁、天花板上。如图所示，某次小车从室内墙壁上A点由静止出发，沿着竖直方向经B处一小段圆弧运动到水平天花板上的C点，然后从C点开始做匀速圆周运动。已知AB沿竖直方向且足够长，小车内外产生的压力差恒为，方向垂直于接触面，运动过程中小车受到的阻力大小（为小车和墙壁间、天花板间的弹力）、方向总与速度方向相反。小车质量，小车可视为质点，忽略空气阻力，取。
（1）若小车在AB段上的功率为，求小车在AB段上最大速度的大小；
（2）若小车在天花板上以4m/s的速率做匀速圆周运动，牵引力大小为，计算时取，求小车运动一周牵引力做的功。
17. 进入二十一世纪后，我国航天和探月工程在攀登世界科技高峰取得了多个伟大壮举。已知地球表面重力加速度g和地球半径R，回答下列问题：
（1）某卫星在赤道面沿椭圆轨道运动，其近地点到地球球心距离可认为等于地球半径R，远地点到地球球心距离等于。若此卫星在近地点时恰好在中国空间站（其运动可简化为轨道半径为R的匀速圆周运动，轨道倾角约为41.3°）的正下方，求该卫星下一次经过中国空间站正下方所需要的时间t。
（2）2024年5月3日，嫦娥六号探测器成功发射，它将完成月球背面取样的使命。为了解决探测器在月球背面的通信问题，需要发射中继卫星。一种方案是将中继卫星定点在地月系统（视为双星系统）的拉格朗日点（点位于地月连线延长线上），中继卫星在点可在地球和月球引力共同作用下，与月球同步绕地月系统的质量中心O点做匀速圆周运动。求月球到O点的距离以及点到月心的距离r。（已知地球质
哈尔滨市第三中学校2023-2024学年高一下学期期中考试
物理（选考）试卷 简要答案
一、单选题（本题共8小题；每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不答的得0分。）
【1题答案】
【答案】C
【2题答案】
【答案】B
【3题答案】
【答案】C
【4题答案】
【答案】A
【5题答案】
【答案】B
【6题答案】
【答案】C
【7题答案】
【答案】A
【8题答案】
【答案】B
二、多选题（本题共4小题；每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得5分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分。）
【9题答案】
【答案】AD
【10题答案】
【答案】AC
【11题答案】
【答案】BCD
【12题答案】
【答案】AD
三、实验题（共12分）
【13题答案】
【答案】（1）钢 （2）先b后a
（3）
【14题答案】
【答案】（1）
（2）
（3）偏小
四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分，有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）
【15题答案】
【答案】（1）；（2）
【16题答案】
【答案】（1）；（2）
【17题答案】
【答案】（1）；（2），
