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2023-2024学年黑龙江省牡丹江市第二高级中学高三上学期10月期中考试 物理试题（含答案）
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这是一份2023-2024学年黑龙江省牡丹江市第二高级中学高三上学期10月期中考试 物理试题（含答案），共11页。试卷主要包含了本试卷分第Ⅰ卷两部分，本试卷主要命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必将密封线内项目填写清楚．考生作答时，请将答案答在答题卡上．必须在题号所指示的答题区域作答，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．
3．本试卷主要命题范围：必修第一册，必修第二册．
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
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题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，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．学习物理学史，了解物理学的发展历程和科学家们所做出的贡献，有助于我们深刻理解物理概念、掌握物理规律并养成科学的学习态度．下列说法正确的是（ ）
A．开普勒提出了日心说
B．卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了万有引力常量
C．牛顿发现了万有引力定律，并最先测出了地球的质量
D．牛顿力学不仅适用于宏观世界也适用于微观世界
2．一位同学的家住在一座高楼的顶层，他每天乘电梯上楼，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，根据这一规律，大致可以估算出这位同学家住的大楼高度为（ ）
A．75米 B．100米 C．150米 D．50米
3．如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器．两质量均为的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器显示示数．重力加速度取．不计空气阻力，则（ ）
A．箱子静止时，底部压力传感器显示示数
B．当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲
C．当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起
D．若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为
4．南方持续强降雨造成严重的洪涝灾害，也给山东防汛敲响了警钟．在某次抗灾演练中，地与安置点的直线距离与平直河岸成角，如图所示．演练要求甲、乙两冲锋舟分别从地以最小的速度和船头指向对岸分别把特殊被困人员各自送到对岸安置点，设水速不变，则甲、乙两冲锋舟的速度和之比为（ ）
A． B． C． D．
5．2023年，我国的航天事业又一次取得了令人瞩目的壮举，神舟十五号航天员乘组在轨驻留六个月，并成功返航，标志着我国的空间站技术已趋成熟．若把飞船绕地球的运动看成匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A．航天员乘坐飞船绕地球飞行时处于平衡状态
B．飞船绕地球做匀速圆周运动的速度可为
C．若飞船绕地球飞行的轨道半径变大，则其运行周期变大
D．若飞船要实现降轨飞行，飞船在原轨道上需要先行加速
6．如图所示，质量为的滑块从长为、倾角为的斜面顶端以的初速度沿斜面下滑，与固定在斜面底端、且与斜面垂直的挡板碰撞后反弹．已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，碰撞过程无能量损失，重力加速度取，斜面始终静止在水平地面上，则作滑块反弹后，下列说法正确的是（ ）
A．地面对斜面的静摩擦力的方向水平向右 B．滑块在斜面上运动的加速度大小为
C．滑块落地前瞬间动能为 D．滑块离开斜面后做平抛运动
7．“只要速度够快，就能挑战地球引力！”在挑战极限的实验测试中，挑战者在半径为的竖直圆形跑道上成功奔跑一圈，引发观众的惊叹．对于挑战过程，下列说法正确的是（ ）
A．在跑道中运动时，挑战者的总机械能守恒
B．要使挑战成功，挑战者在跑道最高点的速度至少为
C．要使挑战成功，挑战者除速度要足够大外，体重越小越好
D．运动到最高点时，挑战者的向心加速度一定不小于
8．一同学在家研究物体受力的方向与大小的关系．如图所示，该同学用两轻质细线栓住一物体，一根细线系在墙壁上，保持系在墙壁上的细线与竖直方向的夹角为，将另一细线由水平缓慢拉至竖直方向的过程中，若系在墙壁上的细线上的拉力大小为，另一细线上的拉力大小为，物体所受的重力大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．的最大值为 D．的最小值为
9．前段时间“彩虹滑道”在“抖音短视频”平台热推，很多景区都推出了这一项娱乐设施并进一步增趣升级，游客从如图所示的弧形滑道滑下，然后在弧形滑道末端以水平速度抛出，落向倾角为的“彩虹”滑道，不计空气阻力，则（ ）
A．游客以不同的抛出，则落到彩虹斜道时的速度方向不同
B．即使游客以不同的抛出，落到彩虹斜道时的速度方向都相同
C．游客在空中经历的时间为
D．游客落到彩虹斜道时的速度大小为
10．“蹦极”是很多年轻人喜爱的极限运动（如图甲所示），质量为的蹦极爱好者从跳台上落下，其加速度随下降位移变化的图像如图乙所示（图中已知，未知），忽略空气阻力以及绳索的重力，蹦极所用的绳索可看成满足胡克定律的弹性绳，为重力加速度，对于蹦极爱好者，下列说法正确的是（ ）
A．下降位移为时，速度最大 B．下降过程中的最大速度大小为
C．下降的最大位移 D．下降过程中的最大加速度大小为
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
二、填空题：本题共2小题，共14分．把答案填在题中的横线上或按要求作答．
11．（6分）（1）某实验小组利用图甲实验装置进行实验，描绘出平抛运动的轨迹曲线，并研究平抛运动的规律，下列各项设计目的和对应措施合理的是__________．
A．要保证小球的运动轨迹平行且靠近木板（方格纸），演示仪的木板必须竖直固定放置
B．要体现运动规律的普适性，每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．要体现实验的科学和严谨，用折线连接各点，描出小球运动的完整轨迹
D．要保证轴方向竖直，在方格纸上沿重垂线方向绘制轴正方向
E．要保证时间的测量尽量准确，可以采用秒表或光电计时器计时
（2）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记录小球做平抛运动的起点位置，通过规范的操作，描绘的平抛运动部分迹如图乙所示，取轨迹上的任一点作为坐标原点，可知__________（填“是”或“不是”）平抛运动的起点．若重力加速度取，小球平抛运动的初速度__________（保留3位有效数字）．
图甲 图乙
12．（8分）某学习小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”．
（1）下列说法正确的是__________
A．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当不挂构码时小车恰能匀速直线运动
B．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当挂钩码时小车恰能匀速直线运动
C．本实验要求所挂钩码的质量远远小于小车的质量
D．本实验可以不平衡摩擦力，钩码的质量也可以大于小车的质量
（2）正确安装好器材后，某次测量得到纸带如图乙所示，若打点计时器的频率为点为打出的第一个点，其余各相邻两计数点之间有四个点没有画出；根据纸带测得小车的加速度大小为__________（结果保留两位有效数字）．以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条直线，根据测量数据作出如下图所示的图线，该同学做实验时存在的问题是__________．
（3）另一学习小组用弹簧测力计、小车和钩码设计了如图丙所示的探究装置．正确操作得到某次实验中弹簧测力计的示数是力传感器读数的两倍时，两学习小组测得小车的加速度大小相等，则甲、丙两实验装置中，钩码的加速度__________（填“相等”或者“不相等”）．若甲装置中小车的质量为，丙装置中小车的质量为（不计传感器和滑轮的质量），则__________．
三、计算题：本题共3小题，共40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．（10分）一位滑雪者在某次训练中，以的初速度沿山坡匀加速直线滑下，在的时间内滑下的路程为，已知人与装备的总质量为，山坡倾角为，不计空气阻力．求：
（1）末滑雪者的速度；
（2）滑雪者与雪面间动摩擦因数．
14．（13分）我国的“祝融号”火星车在火星上着陆的过程，其中有两个阶段．阶段一：火星车在圆形的“停泊轨道”上绕火星转动，周期为；阶段二：让火星车从离地面高（只有几米高）处做自由落体掉落到火星地面上，下落时间为．已知火星的半径为，忽略火星自转．求：
（1）火星的第一宇宙速度大小；
（2）“停泊轨道”的道半径大小．
15．（17分）如图为位于竖直平面内的弹射装置示意图，装置的中间是与水平面成角的斜面，斜面左端是足够长的光滑水平面，在点水平面与斜面平滑对接，右端是半径的光滑圆弧轨道，轨道最高点切线水平，最低点与斜面最高点相切于点．图中轻质弹簧左端固定，右端放一质量的物块，已知物块与斜面之间的动摩擦因数，斜面顶端点在水平面上的投影点为长．开始时将物块压缩弹簧至点出静止释放，物块经过圆弧最高点，恰好落在斜面底端点．不计空气阻力，物块可视为质点，取．
（1）求物块运动到圆弧最高点时对轨道的压力大小．
（2）求弹簧在点的弹性势能（保留到小数点后一位）．
（3）若圆弧轨道上的点与圆心的连线与水平半径成角，更换弹簧后同样将物块弹出，物块经过圆弧轨道上的点恰好脱离轨道，则弹簧在点的弹性势能为多少？（保留到小数点后一位）
牡丹江市第二高级中学2023-2024学年高三上学期10月期中考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1．B A．哥白尼提出了日心说，故A错误；BC．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了万有引力常量，被称为称出地球质量的人，故B正确，C错误；D．牛顿力学只适用于宏观低速，不适用于微观高速，故D错误．故选B．
2．A 根据题意，由图像中面积表示位移可知，电梯通过的位移为，故选A．
3．D A．当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知，得下面压力传感器显示示数，对上面物体，得，故A错误；B．当时，对上面物体，所以加速度方向向上，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子开始站起，故B错误；C．当时，，加速度方向向下，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子开始下蹲，故C错误；D．当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为，则应有，弹簧长度没变，所以两个压力传感器的示数均为，故D正确．故选D．
4．A 依题意作出甲、乙两冲锋舟的速度矢量图如图所示，由图中几何关系可直接得出甲、乙两冲锋舟的速度分别为，解得，故A正确，BCD错误．故选A．
5．C A．航天员乘坐飞船绕地球飞行时处于完全失重，故A错误；B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以飞船绕地球做匀速圆周运动的速度不可能大于，故B错误；C．根据开普勒第三定律可知，飞船绕地球飞行的轨道半径变大，其运行周期变大，故C正确；D．若飞船要实现降轨飞行，飞船从高轨变为低轨运行，飞船在原轨道上需要先行减速，故D错误．故选C．
6．C A．滑块反弹后，斜面始终静止不动，故斜面受到的合外力为零，对斜面受力分析，由于，可知地面对斜面的摩擦力的方向向左，A错误；B．滑块反弹后沿斜面上滑过程，由牛顿第二定律有，解得，B错误，D．假设滑块能回到斜面顶端，则有，解得，假设成立，滑块到达斜面顶端后沿斜上抛运动，D错误，C．滑块落地瞬间，，C正确．故选C．
7．D A．在跑道中运动时，人本身做功，机械能不守恒，故A错误；B．在最高点时，当重力恰好提供向心力时，速度最小，根据，解得，实际上，人体的重心大约在腰部，故实际半径小于，故最小速度小于，故B错误；C．由B项分析可知，质量可以消去，体重对能否完成挑战无影响，故C错误；D．运动到最高点时，轨道对人向下的压力大于等于零，根据牛顿第二定律，故挑战者的向心加速度一定不小于，故D正确．故选D．
8．BD 设与水平方向所成夹角为，对物体进行受力分析可得，联立可得，由几何关系可得，由题意可知，的变化范围为的变化范围为，在变化过程中先增大，后减小，故先减小后增大，当取最大值1时，最小，为，而随着增大，增大，故减小，当最小时，其值最大，为．故选BD．
9．BC AB．若不同，则落到斜道时的位置不同，但位移方向均沿斜道，即位移方向与水平方向夹角均为，若速度与水平方向夹角为，由，可知速度与水平方向夹角均为，故A错误，B正确；C．由，解得空中经历的时间为，故C正确；D．落到斜道时速度大小为，故D错误，故选BC．
10．BD A．由图乙可知，下降位移为时，蹦极爱好者加速度为零，此时速度最大，故A错误；B．根据动能定理可得，整理可得，解得，故B正确；C．设绳子劲度系数为，对全过程由机械能守恒定律可得，在处，由平衡条件可得，联立解得，故C错误；D．在处，由牛顿第二定律可得，解得，故D正确．故选BD．
11．（1）AD（2分）
（2）不是 0.500（每空2分）
解析：（1）A．要保证小球的运动轨迹平行且靠近木板（方格纸），演示仪的木板必须竖直固定放置，选项A正确；B．为保证小球的运动轨迹相同，每次小球释放的初始位置必须相同，选项B错误；C．要体现实验的科学和严谨，用平滑的曲线连接各点，描出小球运动的完整轨迹，选项C错误；D．要保证轴方向竖直，在方格纸上沿重垂线方向绘制轴正方向，选项D正确；E．该实验不用秒表或光电计时器计时，选项E错误．故选AD．
（2）相邻两点间水平位移相等，则时间相等，竖直方向的位移之比，不是，则可知不是平抛运动的起点．竖直方向，小球平抛运动的初速度
12．A（1分） 0.99（2分） 平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力（2分） 不相等（1分） （2分）
解析：（1）AB．因摩擦力无法测出，则本实验需要平衡摩擦力，当不挂构码时小车恰能匀速直线运动，表示不借助其它外力而用自身的重力分力与滑动摩擦力相平衡，故A正确，B错误；CD．本实验一定要平衡摩擦力，而力传感器能准确测出绳的拉力即小车所受合力，故不需要用钩码重力近似替代拉力，侧不需要满足所挂钩码的质量远远小于小车的质量，故CD错误；故选A．
（2）各相邻两计数点之间有四个点没有画出，则打点周期为，根据匀变速直线运动的判别式，结合连续的六段位移采用逐差法可得加速度为．
图像为倾斜直线，但有横截距，表示拉力不为零时的加速度为零，原因是平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力；
（3）甲图中钩码和小车直接相连，沿着同一根绳的加速度相同，则甲图中钩码的加速度等于小车的加速度丙图中钩码和小车用动滑轮连接，在相同的时间内钩码的位移是小车的两倍，则丙图中的钩码的加速度为，则甲丙两实验装置中，虽然小车的加速度大小相等，但钩码的加速度不相等；对甲丙两实验的小车由牛顿第二定律有，联立可得．
13．解析：（1）滑雪者在的时间内滑下的路程为，根据运动学公式可得（1分）
解得（1分）
根据（1分）
解得末滑雪者的速度为（2分）
（2）对滑雪者进行受力分析，垂直山坡方向受力平衡，则有（1分）
沿山坡方向根据牛顿第二定律可得（1分）
又（1分）
联立解得滑雪者与雪面间动摩擦因数为（2分〉
14．解析：（1）阶段二做自由落体运动
（1分）
（1分）
设第一宇宙速度为，根据牛顿第二定律得
（2分）
（2分）
（2）设火星质量为，万有引力常量为，“停泊轨道”的轨道半径为，根据牛顿第二定律得（2分）
忽略火星自转时，在火星表面万有引力等于重力（2分）
解得（3分）
15．解析：（1）物块从点到点过程，由平抛运动规律得
（1分）
（2分）
联立解得
在点，由牛顿第二定律得（1分）
解得（2分）
由牛顿第三定律得，在点，物块对轨道的压力大小为；
（2）从到过程，由能量守恒可得（3分）
代入数值得弹簧在点的弹性势能为（2分）
（3）在点，物块恰好脱离轨道，轨道对物块支持力为零，由牛顿第二定律得（1分）
由能量守恒可得（3分）
联立解得（2分）
考生注意：
1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分．满分100分，考试时间75分钟．
2．答题前，考生务必将密封线内项目填写清楚．考生作答时，请将答案答在答题卡上．必须在题号所指示的答题区域作答，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．
3．本试卷主要命题范围：必修第一册，必修第二册．
第Ⅰ卷（选择题 共46分）
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题只有一个选项正确，每小题4分；第8~10题有多个选项正确，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．学习物理学史，了解物理学的发展历程和科学家们所做出的贡献，有助于我们深刻理解物理概念、掌握物理规律并养成科学的学习态度．下列说法正确的是（ ）
A．开普勒提出了日心说
B．卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了万有引力常量
C．牛顿发现了万有引力定律，并最先测出了地球的质量
D．牛顿力学不仅适用于宏观世界也适用于微观世界
2．一位同学的家住在一座高楼的顶层，他每天乘电梯上楼，电梯从第一层开始启动，经过不间断地运行，最后停在最高层，经过多次仔细观察和反复测量，他发现电梯启动后的运动速度符合如图所示的规律，根据这一规律，大致可以估算出这位同学家住的大楼高度为（ ）
A．75米 B．100米 C．150米 D．50米
3．如图所示，某同学抱着箱子做蹲起运动研究超重和失重现象，在箱内的顶部和底部均安装有压力传感器．两质量均为的物块用轻弹簧连接分别抵住传感器当该同学抱着箱子静止时，顶部的压力传感器显示示数．重力加速度取．不计空气阻力，则（ ）
A．箱子静止时，底部压力传感器显示示数
B．当时，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子下蹲
C．当时，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子向上站起
D．若箱子保持竖直从高处自由释放，运动中两个压力传感器的示数均为
4．南方持续强降雨造成严重的洪涝灾害，也给山东防汛敲响了警钟．在某次抗灾演练中，地与安置点的直线距离与平直河岸成角，如图所示．演练要求甲、乙两冲锋舟分别从地以最小的速度和船头指向对岸分别把特殊被困人员各自送到对岸安置点，设水速不变，则甲、乙两冲锋舟的速度和之比为（ ）
A． B． C． D．
5．2023年，我国的航天事业又一次取得了令人瞩目的壮举，神舟十五号航天员乘组在轨驻留六个月，并成功返航，标志着我国的空间站技术已趋成熟．若把飞船绕地球的运动看成匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）
A．航天员乘坐飞船绕地球飞行时处于平衡状态
B．飞船绕地球做匀速圆周运动的速度可为
C．若飞船绕地球飞行的轨道半径变大，则其运行周期变大
D．若飞船要实现降轨飞行，飞船在原轨道上需要先行加速
6．如图所示，质量为的滑块从长为、倾角为的斜面顶端以的初速度沿斜面下滑，与固定在斜面底端、且与斜面垂直的挡板碰撞后反弹．已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，碰撞过程无能量损失，重力加速度取，斜面始终静止在水平地面上，则作滑块反弹后，下列说法正确的是（ ）
A．地面对斜面的静摩擦力的方向水平向右 B．滑块在斜面上运动的加速度大小为
C．滑块落地前瞬间动能为 D．滑块离开斜面后做平抛运动
7．“只要速度够快，就能挑战地球引力！”在挑战极限的实验测试中，挑战者在半径为的竖直圆形跑道上成功奔跑一圈，引发观众的惊叹．对于挑战过程，下列说法正确的是（ ）
A．在跑道中运动时，挑战者的总机械能守恒
B．要使挑战成功，挑战者在跑道最高点的速度至少为
C．要使挑战成功，挑战者除速度要足够大外，体重越小越好
D．运动到最高点时，挑战者的向心加速度一定不小于
8．一同学在家研究物体受力的方向与大小的关系．如图所示，该同学用两轻质细线栓住一物体，一根细线系在墙壁上，保持系在墙壁上的细线与竖直方向的夹角为，将另一细线由水平缓慢拉至竖直方向的过程中，若系在墙壁上的细线上的拉力大小为，另一细线上的拉力大小为，物体所受的重力大小为，则下列说法正确的是（ ）
A．先增大后减小 B．先减小后增大 C．的最大值为 D．的最小值为
9．前段时间“彩虹滑道”在“抖音短视频”平台热推，很多景区都推出了这一项娱乐设施并进一步增趣升级，游客从如图所示的弧形滑道滑下，然后在弧形滑道末端以水平速度抛出，落向倾角为的“彩虹”滑道，不计空气阻力，则（ ）
A．游客以不同的抛出，则落到彩虹斜道时的速度方向不同
B．即使游客以不同的抛出，落到彩虹斜道时的速度方向都相同
C．游客在空中经历的时间为
D．游客落到彩虹斜道时的速度大小为
10．“蹦极”是很多年轻人喜爱的极限运动（如图甲所示），质量为的蹦极爱好者从跳台上落下，其加速度随下降位移变化的图像如图乙所示（图中已知，未知），忽略空气阻力以及绳索的重力，蹦极所用的绳索可看成满足胡克定律的弹性绳，为重力加速度，对于蹦极爱好者，下列说法正确的是（ ）
A．下降位移为时，速度最大 B．下降过程中的最大速度大小为
C．下降的最大位移 D．下降过程中的最大加速度大小为
第Ⅱ卷（非选择题 共54分）
二、填空题：本题共2小题，共14分．把答案填在题中的横线上或按要求作答．
11．（6分）（1）某实验小组利用图甲实验装置进行实验，描绘出平抛运动的轨迹曲线，并研究平抛运动的规律，下列各项设计目的和对应措施合理的是__________．
A．要保证小球的运动轨迹平行且靠近木板（方格纸），演示仪的木板必须竖直固定放置
B．要体现运动规律的普适性，每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．要体现实验的科学和严谨，用折线连接各点，描出小球运动的完整轨迹
D．要保证轴方向竖直，在方格纸上沿重垂线方向绘制轴正方向
E．要保证时间的测量尽量准确，可以采用秒表或光电计时器计时
（2）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记录小球做平抛运动的起点位置，通过规范的操作，描绘的平抛运动部分迹如图乙所示，取轨迹上的任一点作为坐标原点，可知__________（填“是”或“不是”）平抛运动的起点．若重力加速度取，小球平抛运动的初速度__________（保留3位有效数字）．
图甲 图乙
12．（8分）某学习小组利用如图甲所示的装置“探究加速度与力、质量的关系”．
（1）下列说法正确的是__________
A．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当不挂构码时小车恰能匀速直线运动
B．本实验必须让木板倾斜一定的高度，当挂钩码时小车恰能匀速直线运动
C．本实验要求所挂钩码的质量远远小于小车的质量
D．本实验可以不平衡摩擦力，钩码的质量也可以大于小车的质量
（2）正确安装好器材后，某次测量得到纸带如图乙所示，若打点计时器的频率为点为打出的第一个点，其余各相邻两计数点之间有四个点没有画出；根据纸带测得小车的加速度大小为__________（结果保留两位有效数字）．以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出的图像是一条直线，根据测量数据作出如下图所示的图线，该同学做实验时存在的问题是__________．
（3）另一学习小组用弹簧测力计、小车和钩码设计了如图丙所示的探究装置．正确操作得到某次实验中弹簧测力计的示数是力传感器读数的两倍时，两学习小组测得小车的加速度大小相等，则甲、丙两实验装置中，钩码的加速度__________（填“相等”或者“不相等”）．若甲装置中小车的质量为，丙装置中小车的质量为（不计传感器和滑轮的质量），则__________．
三、计算题：本题共3小题，共40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．（10分）一位滑雪者在某次训练中，以的初速度沿山坡匀加速直线滑下，在的时间内滑下的路程为，已知人与装备的总质量为，山坡倾角为，不计空气阻力．求：
（1）末滑雪者的速度；
（2）滑雪者与雪面间动摩擦因数．
14．（13分）我国的“祝融号”火星车在火星上着陆的过程，其中有两个阶段．阶段一：火星车在圆形的“停泊轨道”上绕火星转动，周期为；阶段二：让火星车从离地面高（只有几米高）处做自由落体掉落到火星地面上，下落时间为．已知火星的半径为，忽略火星自转．求：
（1）火星的第一宇宙速度大小；
（2）“停泊轨道”的道半径大小．
15．（17分）如图为位于竖直平面内的弹射装置示意图，装置的中间是与水平面成角的斜面，斜面左端是足够长的光滑水平面，在点水平面与斜面平滑对接，右端是半径的光滑圆弧轨道，轨道最高点切线水平，最低点与斜面最高点相切于点．图中轻质弹簧左端固定，右端放一质量的物块，已知物块与斜面之间的动摩擦因数，斜面顶端点在水平面上的投影点为长．开始时将物块压缩弹簧至点出静止释放，物块经过圆弧最高点，恰好落在斜面底端点．不计空气阻力，物块可视为质点，取．
（1）求物块运动到圆弧最高点时对轨道的压力大小．
（2）求弹簧在点的弹性势能（保留到小数点后一位）．
（3）若圆弧轨道上的点与圆心的连线与水平半径成角，更换弹簧后同样将物块弹出，物块经过圆弧轨道上的点恰好脱离轨道，则弹簧在点的弹性势能为多少？（保留到小数点后一位）
牡丹江市第二高级中学2023-2024学年高三上学期10月期中考试
物理
参考答案、提示及评分细则
1．B A．哥白尼提出了日心说，故A错误；BC．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤装置，第一次比较准确地测出了万有引力常量，被称为称出地球质量的人，故B正确，C错误；D．牛顿力学只适用于宏观低速，不适用于微观高速，故D错误．故选B．
2．A 根据题意，由图像中面积表示位移可知，电梯通过的位移为，故选A．
3．D A．当箱子静止时，对两物块和弹簧组成的系统受力分析可知，得下面压力传感器显示示数，对上面物体，得，故A错误；B．当时，对上面物体，所以加速度方向向上，箱子处于超重状态，人可能抱着箱子开始站起，故B错误；C．当时，，加速度方向向下，箱子处于失重状态，人可能抱着箱子开始下蹲，故C错误；D．当箱子自由下落时处于完全失重状态，两个物体所受合力均为，则应有，弹簧长度没变，所以两个压力传感器的示数均为，故D正确．故选D．
4．A 依题意作出甲、乙两冲锋舟的速度矢量图如图所示，由图中几何关系可直接得出甲、乙两冲锋舟的速度分别为，解得，故A正确，BCD错误．故选A．
5．C A．航天员乘坐飞船绕地球飞行时处于完全失重，故A错误；B．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以飞船绕地球做匀速圆周运动的速度不可能大于，故B错误；C．根据开普勒第三定律可知，飞船绕地球飞行的轨道半径变大，其运行周期变大，故C正确；D．若飞船要实现降轨飞行，飞船从高轨变为低轨运行，飞船在原轨道上需要先行减速，故D错误．故选C．
6．C A．滑块反弹后，斜面始终静止不动，故斜面受到的合外力为零，对斜面受力分析，由于，可知地面对斜面的摩擦力的方向向左，A错误；B．滑块反弹后沿斜面上滑过程，由牛顿第二定律有，解得，B错误，D．假设滑块能回到斜面顶端，则有，解得，假设成立，滑块到达斜面顶端后沿斜上抛运动，D错误，C．滑块落地瞬间，，C正确．故选C．
7．D A．在跑道中运动时，人本身做功，机械能不守恒，故A错误；B．在最高点时，当重力恰好提供向心力时，速度最小，根据，解得，实际上，人体的重心大约在腰部，故实际半径小于，故最小速度小于，故B错误；C．由B项分析可知，质量可以消去，体重对能否完成挑战无影响，故C错误；D．运动到最高点时，轨道对人向下的压力大于等于零，根据牛顿第二定律，故挑战者的向心加速度一定不小于，故D正确．故选D．
8．BD 设与水平方向所成夹角为，对物体进行受力分析可得，联立可得，由几何关系可得，由题意可知，的变化范围为的变化范围为，在变化过程中先增大，后减小，故先减小后增大，当取最大值1时，最小，为，而随着增大，增大，故减小，当最小时，其值最大，为．故选BD．
9．BC AB．若不同，则落到斜道时的位置不同，但位移方向均沿斜道，即位移方向与水平方向夹角均为，若速度与水平方向夹角为，由，可知速度与水平方向夹角均为，故A错误，B正确；C．由，解得空中经历的时间为，故C正确；D．落到斜道时速度大小为，故D错误，故选BC．
10．BD A．由图乙可知，下降位移为时，蹦极爱好者加速度为零，此时速度最大，故A错误；B．根据动能定理可得，整理可得，解得，故B正确；C．设绳子劲度系数为，对全过程由机械能守恒定律可得，在处，由平衡条件可得，联立解得，故C错误；D．在处，由牛顿第二定律可得，解得，故D正确．故选BD．
11．（1）AD（2分）
（2）不是 0.500（每空2分）
解析：（1）A．要保证小球的运动轨迹平行且靠近木板（方格纸），演示仪的木板必须竖直固定放置，选项A正确；B．为保证小球的运动轨迹相同，每次小球释放的初始位置必须相同，选项B错误；C．要体现实验的科学和严谨，用平滑的曲线连接各点，描出小球运动的完整轨迹，选项C错误；D．要保证轴方向竖直，在方格纸上沿重垂线方向绘制轴正方向，选项D正确；E．该实验不用秒表或光电计时器计时，选项E错误．故选AD．
（2）相邻两点间水平位移相等，则时间相等，竖直方向的位移之比，不是，则可知不是平抛运动的起点．竖直方向，小球平抛运动的初速度
12．A（1分） 0.99（2分） 平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力（2分） 不相等（1分） （2分）
解析：（1）AB．因摩擦力无法测出，则本实验需要平衡摩擦力，当不挂构码时小车恰能匀速直线运动，表示不借助其它外力而用自身的重力分力与滑动摩擦力相平衡，故A正确，B错误；CD．本实验一定要平衡摩擦力，而力传感器能准确测出绳的拉力即小车所受合力，故不需要用钩码重力近似替代拉力，侧不需要满足所挂钩码的质量远远小于小车的质量，故CD错误；故选A．
（2）各相邻两计数点之间有四个点没有画出，则打点周期为，根据匀变速直线运动的判别式，结合连续的六段位移采用逐差法可得加速度为．
图像为倾斜直线，但有横截距，表示拉力不为零时的加速度为零，原因是平衡摩擦力不够或没有平衡摩擦力；
（3）甲图中钩码和小车直接相连，沿着同一根绳的加速度相同，则甲图中钩码的加速度等于小车的加速度丙图中钩码和小车用动滑轮连接，在相同的时间内钩码的位移是小车的两倍，则丙图中的钩码的加速度为，则甲丙两实验装置中，虽然小车的加速度大小相等，但钩码的加速度不相等；对甲丙两实验的小车由牛顿第二定律有，联立可得．
13．解析：（1）滑雪者在的时间内滑下的路程为，根据运动学公式可得（1分）
解得（1分）
根据（1分）
解得末滑雪者的速度为（2分）
（2）对滑雪者进行受力分析，垂直山坡方向受力平衡，则有（1分）
沿山坡方向根据牛顿第二定律可得（1分）
又（1分）
联立解得滑雪者与雪面间动摩擦因数为（2分〉
14．解析：（1）阶段二做自由落体运动
（1分）
（1分）
设第一宇宙速度为，根据牛顿第二定律得
（2分）
（2分）
（2）设火星质量为，万有引力常量为，“停泊轨道”的轨道半径为，根据牛顿第二定律得（2分）
忽略火星自转时，在火星表面万有引力等于重力（2分）
解得（3分）
15．解析：（1）物块从点到点过程，由平抛运动规律得
（1分）
（2分）
联立解得
在点，由牛顿第二定律得（1分）
解得（2分）
由牛顿第三定律得，在点，物块对轨道的压力大小为；
（2）从到过程，由能量守恒可得（3分）
代入数值得弹簧在点的弹性势能为（2分）
（3）在点，物块恰好脱离轨道，轨道对物块支持力为零，由牛顿第二定律得（1分）
由能量守恒可得（3分）
联立解得（2分）
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