浙江省宁波市余姚中学2023-2024学年高一下学期3月质量检测物理（选考）试题（选考+选考）

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考生须知：
本卷满分100分，考试时间90分钟。
一、单项选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合要求的，不选、多选、错选均不得分）
1. 用国际单位制的基本单位表示能量的单位，下列正确的是（ ）
A. N·m/s2B. J·m2/sC. kg·m2/s2D. kg·s2/m2
2. 下列物理量的负号表示大小的是（ ）
A. 速度v=2m/sB. 力F=0.01N
C. 重力势能Ep=50JD. 力做功为W=10J
3. 2021年4月29日，长征运载火箭在海南文昌成功将空间站“天和”核心舱送入高度约400km的预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。今年还将发射“问天”和“梦天”两个实验舱，完成与核心舱对接，并再发射“天舟”货运飞船、“神舟”载人飞船各两艘，为空间站送去乘组和物资，最终完成中国第一座空间站“天宫”的建造。下列说法正确的是（ ）
A. “天和”核心舱的发射速度大于11.2km/s
B. 空间站绕地飞行速度小于第一宇宙速度
C. 空间站绕地飞行周期大于24小时
D. 要实现实验舱与核心舱的对接，需要把实验舱送入核心舱轨道后再加速追上核心舱
4. 2022年我国航天员在空间站太空舱开设“天宫课堂”，课堂演示了“水油分离”实验。如图所示，用细绳系住装有水和油的瓶子，手持细绳的另一端，使瓶子在竖直平面内做圆周运动，则（ ）

A. 水油分离后，水的线速度大于油的线速度
B. 瓶子运动到最高点的线速度小于最低点的线速度
C. 瓶子的速度需大于某一值才能通过圆周的最高点
D. 瓶子运动到最高点，航天员松开绳子，瓶子将做平抛运动
5. 如图所示，A、B、C三个一样的滑块从粗糙斜面上的同一高度同时开始运动，A由静止释放，B的初速度沿斜面向下，大小为，C的初速度方向沿斜面水平，大小也为，则下列说法正确的是（ ）
A. 滑倒底端时A的动能最大B. A在下滑过程中机械能守恒
C. C做的是匀变速曲线运动D. C比A先到斜面底端
6. 神舟十五号载人飞船与离地高度约400km的天和核心舱对接的示意图如图所示，圆形轨道I为核心舱的运行轨道，椭圆轨道II为载人飞船的运行轨道，两轨道相切于A点，载人飞船与核心舱在A点实现完美对接。设圆形轨道I的半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，忽略地球自转，椭圆轨道II的半长轴为a。下列说法正确的是（ ）
A. 载人飞船在轨道II上运行经过A点时的加速度大于核心舱在轨道I运行的加速度
B. 天和核心舱在圆形轨道I上运行速度小于地球赤道上物体的运动速度
C. 核心舱绕地球运行的线速度为
D. 核心舱在轨道I上运行的周期与载人飞船在轨道II上运行的周期之比为
7. 在篮球课上，某同学先后两次投出同一个篮球，两次篮球均垂直打在篮板上，第二次打在篮板上的位置略低一点，假设两次篮球出手位置相同，打到篮板前均未碰到篮圈，不计空气阻力，则（ ）
A. 两次篮球打在篮板的速度大小相等
B. 第二次篮球在空中上升的时间较长
C. 两次投篮，该同学对篮球做的功可能相等
D. 两次篮球被抛出后瞬间，篮球重力的功率相等
8. 登天揽月，奔月取壤，嫦娥五号完成了中国航天史上的一次壮举。2020年12月17日，嫦娥五号轨道器与返回器在距离地球5000公里处实施分离，轨道器启程飞往日地拉格朗日点，如图1所示，返回器独自携带月壤样品返回地球，如图2所示，图中A、C、E三点均在大气层边缘，返回器从A到E无动力作用，下列说法正确的是（ ）

A. 图1中，轨道器在点所受的太阳的引力大于地球对其的引力
B. 图1中，轨道器在点处于平衡状态
C. 图2中，返回器通过A点时的动能等于其通过C点时的动能
D. 图2中，返回器在A、C、E三点处的加速度相同
9. 如图甲，辘轳是古代民间提水设施，由辘轳头、支架、井绳、水斗等部分构成，如图乙为提水设施工作原理简化图，某次从井中汲取m=2kg的水，辘轳绕绳轮轴半径为r=0.1m，水斗的质量为0.5kg，井足够深且井绳的质量忽略不计。t=0时刻，轮轴由静止开始绕中心轴转动向上提水桶，其角速度随时间变化规律如图丙所示，g取10m/s2，则（ ）
A. 水斗速度随时间变化规律为B. 井绳拉力瞬时功率随时间变化规律为
C. 0~10s内水斗上升的高度为4mD. 0~10s内井绳拉力所做的功为255J
10. 如图所示，餐桌中心有一个半径为r的圆盘，可绕其中心轴转动，在圆盘的边缘放置一个质量为m的小物块，物块与圆盘及餐桌间的动摩擦因数均为µ。现缓慢增大圆盘的角速度，小物块将从圆盘上滑落，最终恰好停在桌面边缘。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，圆盘厚度及圆盘与餐桌间的间隙不计。则下列说法正确的是（ ）
A. 餐桌的半径为
B. 小物块刚从圆盘上滑落时，小物块的速度为
C. 小物块刚从圆盘上滑落时，圆盘的角速度为
D. 该过程中因摩擦产生的内能为µmgr
11. 国产科幻大片《流浪地球2》中提出太空电梯设想，其原理如图所示。假设有一太空电梯轨道连接地球赤道上的固定基地与同步空间站A，空间站A相对地球静止，某时刻电梯停靠在轨道某位置，卫星B与同步空间站A的运行方向相同，此时二者距离最近，经过时间t后，A、B第一次相距最远。已知地球自转周期为T，则下列说法正确的是（ ）
A. 太空电梯内的乘客处于完全失重状态
B. 电梯轨道对电梯作用力方向指向地心
C. 电梯轨道外部一物体脱落后将做匀速圆周运动
D. 卫星B绕地球做圆周运动的周期为
12. 内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R的轻杆，一端固定有质量为2m的小球A，另一端固定有质量为m的小球B，将两小球放入凹槽内，小球A位于水平直径处，如图所示，已知重力加速度为g，该系统由静止释放到B球滑到与圆心O等高位置，下列说法正确的是（ ）
A. 在某一位置A球的线速度大于B球的线速度
B. A球重力势能的减少量等于B球重力势能的增加量
C. B球滑到与圆心O等高位置时线速度大小为
D. 轻杆对B球做的功为
13. 如图所示，轻弹簧一端栓接在倾角为θ=30°的光滑斜面底端，质量m=0.2kg的小球从斜面上离轻弹簧一定距离的某处静止释放，同时受到一个沿斜面向上的恒定风力的作用。以小球开始运动的位置为坐标原点，沿斜面向下为x轴正方向，取地面为重力零势能参考面。图线①为小球向下运动过程中重力势能随位移的变化关系，图线②为此过程中弹簧弹性势能随位移变化的关系，弹簧始终在弹性限度范围内，则下列说法中正确的是（ ）

A. 小球释放时离斜面底端距离为0.2m
B. 弹簧原长为0.3m
C. 向下运动过程中，小球和弹簧组成的系统机械能减少量为0.2J
D. 风力为0.5N
二、不定项选择题（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
14. 物理学科核心素养包括“物理观念、科学思维、科学探究和科学态度与责任”四个方面，下列关于物理观念和科学思维的认识，正确的是（ ）
A. 汽车在通过弯道时，如果速度过大，往往出现“甩尾”现象，这是一种离心现象，这是由于受到离心力而产生的
B. 加速度和功率的定义都运用了比值法
C. 地球使树上苹果下落的力，与太阳、地球之间的吸引力是同一种性质的力
D. 卡文迪什利用扭秤测量引力常量用到了放大的思想
15. 如图所示，在质量为M且均匀分布的半径为R的球内挖去半径为r的球，在球外两球的圆心连线上距球表面R的位置放一质量为m可视为质点的小球A，已知，两球心OO1间距离为，均匀球壳对壳内质点的引力为零。则下列说法正确的是（ ）
A. 剩余部分对小球A的引力的方向在OA连线上
B. 剩余部分对小球A的引力大小为
C. 若将小球A放入图中的空腔内，则小球在其内的任何位置受到剩余部分对它的万有引力是相等的
D. 被挖去部分的质量为
16. “风洞实验”指在风洞中安置飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。在下图所示的矩形风洞中存在大小恒定的水平风力，现有一小球从点竖直向上抛出，其运动轨迹大致如下图所示，其中、两点在同一水平线上，点为轨迹的最高点，小球在点动能为，在点动能为，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A. 小球的重力和受到的风力大小之比为
B. 小球落到点时的动能为
C. 小球在上升和下降过程中机械能变化量之比为
D. 小球从点运动到点过程中的最小动能为
三、填空题（共11分）
17. 甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验：
（1）图中A、B、C、D、E是部分实验器材，甲同学需选用的器材有___________
A.
（2）关于本实验，下列说法正确的是（ ）
A. 应选择质量大、体积小的重物进行实验
B. 释放纸带之前，纸带必须处于竖直状态
C. 先释放纸带，后接通电源
D. 为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v，需要先测量该点到O点的距离h，再根据公式计算，其中g应取当地的重力加速度
（3）甲同学实验时，质量m=1kg的重锤自由下落，在纸带上打出了一系列的点，如图所示，O为计时器打下的第一个点，相邻计数点时间间隔为0.02s，长度单位是cm，g取9.8m/s2。（结果保留2位有效数字）：
①打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=___________m/s。
②从点O到打下计数点B的过程中，物体重力势能的减小量___________J。
③若甲同学选取了包含O点在内的某个过程，发现重物动能的增加量略大于重力势能的减小量，造成这一结果的原因可能是___________
A.重物质量过大 B. 重物质量测量错误 C. 先释放纸带，后接通电源
（4）重锤在下落的过程中，如果所受阻力均忽略不计，h代表下落的距离，v代表物体速率，Ek代表动能，Ep代表势能，E代表机械能，以地面为参考面，下列图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
（5）乙同学想用“探究加速度与力、质量的关系”实验装置如图验证机械能守恒定律，在实验前通过垫木块平衡了小车所受的阻力，平衡阻力后小车和砂桶系统的机械能是守恒的，你认为乙同学设想___________（填“正确”、“错误”）。
四、计算题（本大题共4小题，18题6分，19题8分、20题12分，21题12分。）
18. 如图所示，一台起重机将质量的重物由静止开始以加速度竖直向上匀加速提升，5s末之后保持功率不变继续提升重物，直至重物匀速上升。取不计空气阻力，求：
（1）5s末的起重机提升重物的功率P；
（2）重物的最大速度；
（3）重物开始运动后15s内起重机提升重物的平均功率。
19. 2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱。已知空间站离地面高度h约为400km，地球半径R约6400km，地球表面重力加速度g=10m/s2，sin70°≈0.94，引力常量G，空间站可看成绕地球做匀速圆周运动，太阳光可近似为平行光，求：
（1）空间站绕地球公转周期（用题中所给字母表示）；
（2）空间站运行的向心加速度与地球表面重力加速度之比约为多少（用分数表示）；
（3）空间站每天有阳光照射时间与没有阳光照射的时间之比约为多少（用分数表示）。
20. 五一劳动节，小明同学和家人一起到游乐场游玩，如图甲所示，他们乘坐“魔毯”到达30m高的平台。可以把“魔毯”的结构理想化为图乙所示的倾斜传送带，传送带与斜面的倾角为，始终以的速度顺时针匀速运动，传送带与人体的动摩擦因数。假设人是无初速度的坐到“魔毯”上去的，每个人的质量为50kg，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）经过多长时间，人与“魔毯”速度相等；
（2）将一个人从底部运送到平台上，“魔毯”对人做了多少功；
（3）将一个人从底部运送到平台上，系统摩擦产生的热量；
（4）从第一个人坐上“魔毯”开始计时，之后每隔2s又有一个人坐上“魔毯”，则当t=11s时，“魔毯”因为运输游客而多消耗的瞬时功率为多大。
21. 北京时间2022年10月31日15时37分，梦天实验舱发射成功，此次发射任务中，航天科工203所研发的空间主动型氢原子钟和频标比对器首次进入空间站执行实验任务，为构建中国空间站高精度时间频率基准发挥重要作用。如图为“203”数字模型，固定在水平地面上。其中数字“2”与“3”均为两个半径R1=2m的两个半圆相切叠加而成，数字“0”是一个半径为R2=5m圆轨道，所有管道均平滑连接。现有一质量m=1kg的小球以初速度v0从A点水平进入轨道，恰能通过“0”最高点E，并从F点进入数字“3”，经过G处的弯管后无机械能损失且速度反向进入上面的半圆轨道。已知水平地面CD长度为L=8m，粗糙水平面CD与DF与小球的动摩擦因数μ=0.5，其余轨道均光滑且不计空气阻力，小球的直径略小于管道直径，小球直径和管道直径远小于R1和R2的大小，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）小球经过E点时速度大小与第一次经过D点时对轨道的压力；
（2）小球的初速度v0；
（3）若要求小球不脱离轨道，求水平面DF的长度的最小值s。