2022-2023學(xué)年遼寧省大連市重點(diǎn)中學(xué)高一（下）階段測試物理試卷及答案解析

第=page11頁，共=sectionpages11頁2022-2023學(xué)年遼寧省大連市重點(diǎn)中學(xué)高一（下）階段測試物理試卷（4月）1.關(guān)于功和能，下列說法不正確的是(

)A.作用力對物體做正功，反作用力不一定做功

B.物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能一定發(fā)生變化

C.物體所受各力做功的代數(shù)和不為零，其機(jī)械能也可能守恒

D.豎直向上運(yùn)動(dòng)的物體重力勢能一定增加，機(jī)械能也可能守恒2.如圖所示，從某高度處，將質(zhì)量為m的小球斜向上方拋出，初速度為v0，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為v1，最大高度為h，重力加速度為g。以地面為參考平面，不計(jì)空氣阻力。下列正確的是(

)A.落地時(shí)，小球的動(dòng)能為12mv12+mgh B.拋出時(shí)，小球的機(jī)械能為3.2017年，人類第一次直接探測到來自雙中子星合并的引力波．根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過程，在兩顆中子星合并前約100?s時(shí)，它們相距約400?km，繞二者連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)A.質(zhì)量之積 B.質(zhì)量之和 C.速率之和 D.各自的自轉(zhuǎn)角速度4.2022年3月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學(xué)們上了一堂精彩的科學(xué)課。據(jù)媒體報(bào)道，“天宮二號”空間站工作軌道為圓軌道，軌道高度400km，一天繞地球轉(zhuǎn)16圈。若還知道引力常量和地球平均半徑，僅利用以上條件不能求出的是(

)A.地球?qū)臻g站的吸引力 B.空間站繞地球運(yùn)行的速度

C.地球表面的重力加速度 D.空間站繞地球運(yùn)行的加速度5.2021年5月15日，“天問一號”探測器成功著陸火星。圖為“天問一號”探測器經(jīng)過多次變軌后登陸火星的理想軌跡示意圖，其中軌道I、III為橢圓，軌道II為圓，不計(jì)探測器變軌時(shí)質(zhì)量的變化，萬有引力常量為G，則下列說法不正確的是(

)A.探測器在軌道I的運(yùn)行周期大于在軌道II的運(yùn)行周期

B.探測器在軌道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”

C.若已知軌道II的周期和軌道半徑，則可以求出火星質(zhì)量

D.探測器在軌道I上O點(diǎn)的速度小于軌道I6.單杠項(xiàng)目對體力和技巧要求高，需要注意安全。如圖(a)所示，質(zhì)量為50kg的小李雙臂平行，靜止倒立在單杠AB上。隨后小李繞杠旋轉(zhuǎn)至最低位置，如圖(b)所示。若把小李看作質(zhì)點(diǎn)，小李從靜止到最低位置過程的運(yùn)動(dòng)可看作半徑為1.2m的圓周運(yùn)動(dòng)，不計(jì)各種阻力，A.1000N B.1250N C.2000N7.如圖，光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi)，一質(zhì)量為m的小球穿在圓軌道上，沿軌道做完整的圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球在最低點(diǎn)時(shí)對軌道的作用力大小為F1，在最高點(diǎn)時(shí)對軌道的作用力大小為F2。F1–FA.3.5mg B.4.5mg C.8.如圖所示，在光滑水平面上，物體受兩個(gè)相互垂直的大小分別為F1=3N和F2=4A.F1對物體做的功是30J B.F2對物體做的功是40J

C.F1和F2合力為7N9.如圖所示，質(zhì)量、初速度大小都相同的A、B、C三個(gè)小球，在同一水平面上，A球豎直上拋，B球以傾角θ斜向上拋，空氣阻力不計(jì)，C球沿傾角也為θ的光滑斜面上滑，它們上升的最大高度分別為HA、HB、HC，則(

)

A.HA=HB=HC B.HA10.水星是距太陽最近的行星，西漢《史記·天宮書》的作者司馬遷從實(shí)際觀測中發(fā)現(xiàn)水星呈灰色。關(guān)于水星，下列說法正確的是(

)A.水星與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等

B.水星的近“日”點(diǎn)速度小于遠(yuǎn)“日”點(diǎn)的速度

C.水星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期大于地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期

D.水星繞太陽運(yùn)動(dòng)的速度大于地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的速度11.如圖，質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球A和B，中間用長為2L的輕桿相連，在桿的中點(diǎn)O處有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置于水平位置后由靜止釋放，在B球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過程中(

)

A.A、B兩球角速度大小始終相等

B.重力對B球做功的瞬時(shí)功率一直增大

C.B球擺動(dòng)到最低位置時(shí)的速度大小為23gL

D.桿對12.一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在行星上。宇宙飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A.彈簧測力計(jì)一個(gè)

B.C.天平一臺(tái)(附砝碼一套)

D.為測定該行星的質(zhì)量M和半徑R，宇航員在繞行及著陸后各進(jìn)行了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)可求出M和R(已知引力常量為G(1)繞行時(shí)測量所用的儀器為______(用儀器的字母序號表示)，所測物理量為(2)著陸后測量所用的儀器為A、C、D，所測物理量為物體質(zhì)量m、重力F。用測量數(shù)據(jù)求該行星的質(zhì)量M13.二十一世紀(jì)，能源問題是全球關(guān)注的焦點(diǎn)問題。從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，電動(dòng)汽車在近幾年發(fā)展迅速。下表給出的是某款電動(dòng)汽車的相關(guān)參數(shù)：參數(shù)指標(biāo)整車質(zhì)量0～最大速度電池容量制動(dòng)距離(數(shù)值20004.42509040請從上面的表格中選擇相關(guān)數(shù)據(jù)，取重力加速度g=(1)將汽車制動(dòng)過程近似看作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，求汽車在(100km(2)若已知電動(dòng)汽車電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為η=80%，整車在行駛過程中的阻力約為車重的0.05倍，試估算此電動(dòng)汽車以20m/s的速度勻速行駛時(shí)的續(xù)航里程(能夠行駛的最大里程(3)某次加速過程中，此電動(dòng)汽車在0?25s時(shí)間內(nèi)，速度從514.蕩秋千是一項(xiàng)民間傳統(tǒng)體育活動(dòng)。如圖甲假設(shè)小女孩的重心到秋千懸掛點(diǎn)O之間的距離是L，秋千擺動(dòng)的最大角度是θ。不計(jì)秋千質(zhì)量，忽略空氣阻力，g=10m/s2，cos37°=0.8。

(1)將蕩秋千的過程簡化為如下模型：如圖乙把一個(gè)小球用細(xì)線懸掛起來，球心到懸掛點(diǎn)O之間的距離L=2.25m，擺動(dòng)最大角度θ=37°。求：

a.小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B時(shí)的速度v的大??；15.輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為4m的物體由靜止釋放。當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長度為l。現(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與小球P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道，B端與直徑為2l的光滑半圓管道BCD相切(管道的半徑略大于小球的半徑)，半圓的直徑BD豎直，如圖所示，小球P與AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5用外力推動(dòng)小球P，將彈簧壓縮至長度l16.如圖所示，一宇宙飛船繞地球中心做圓周運(yùn)動(dòng)，軌道1為近地衛(wèi)星軌道，其半徑近似為R，現(xiàn)在欲將飛船轉(zhuǎn)移到另一個(gè)半徑為2R的圓軌道2上去，已知地球表面處的重力加速度為g，飛船質(zhì)量為m，萬有引力常數(shù)為G，地球半徑為R，求：

(1)飛船在軌道2所處高處的重力加速度g’多大？

(2)飛船在軌道2繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度v是多大？

(3)理論上，若規(guī)定距地心無窮遠(yuǎn)處為引力勢能零勢能點(diǎn)，飛船和地球系統(tǒng)之間的引力勢能表達(dá)式為EP=-GMm答案和解析1.【答案】B

【解析】【詳解】A.作用力和反作用力分別作用在不同的物體上，所以作用力對物體做正功時(shí)，反作用力不一定做功，故A正確，不符合題意；B.動(dòng)能是標(biāo)量，速度大小變化時(shí)，物體的動(dòng)能會(huì)變化，所以物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，比如勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能不變，故B錯(cuò)誤，符合題意；C.機(jī)械能守恒的條件是除重力以外其它力對物體做功代數(shù)和為零，所以當(dāng)重力做功時(shí)，除重力之外的其它力對物體做功的代數(shù)和為零時(shí)，物體的機(jī)械能守恒，故C正確，不符合題意；D.如果物體只在重力作用下向上做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，重力勢能增加，機(jī)械能守恒，故D正確，不符合題意。故選B。

2.【答案】A

【解析】【分析】

由零勢能面及拋出時(shí)小球的高度確定此時(shí)小球的重力勢能，確定小球的初動(dòng)能，即可得小球的機(jī)械能，由于只有重力做功，小球的機(jī)械能守恒，即可得小球落地時(shí)的動(dòng)能；根據(jù)動(dòng)能定理求出拋出時(shí)，人對小球做的功。

本題考查機(jī)械能守恒定律的簡單應(yīng)用及利用動(dòng)能定理求變力做功問題。

【解答】

ABC.由于以地面為零勢能面，而小球拋出時(shí)，離地面的高度小于h，可知拋出時(shí)小球的重力勢能小于mgh，小球運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功，機(jī)械能守恒，則小球的機(jī)械能為12mv12+mgh，則拋出時(shí)，小球的機(jī)械能為12mv12+3.【答案】BC【解析】【分析】雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律求出雙星總質(zhì)量與雙星距離和周期的關(guān)系式，從而分析判斷。結(jié)合周期求出雙星系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)的角速度和線速度關(guān)系。

本題實(shí)質(zhì)是雙星系統(tǒng)，解決本題的關(guān)鍵知道雙星系統(tǒng)的特點(diǎn)，即周期相等、向心力大小相等，結(jié)合牛頓第二定律分析求解。

【解答】AB.雙中子星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的頻率f=12?Hz，周期T=112s，由萬有引力提供向心力可得Gm1m2l2=m1r1(2πf)2=m衛(wèi)ω自2r衛(wèi)，解得ω

4.【答案】A

【解析】【分析】本題主要考查萬有引力定律的應(yīng)用以及勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識。結(jié)合題意，根據(jù)萬有引力提供向心力、地球表面物體的萬有引力等于重力，聯(lián)立即可求解地球表面的重力加速度；由于條件不足，無法求解地球?qū)臻g站的吸引力；結(jié)合題意，根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識求解空間站繞地球運(yùn)行的速度和空間站繞地球運(yùn)行的加速度，由此分析即可正確求解。【解答】C.空間站繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)空間站的質(zhì)量為m、地球半徑為R、空間站離地面的高度為h，地球質(zhì)量為M，根據(jù)萬有引力提供向心力有GMm(R+h)2=m(2πT)2(R+h)，

根據(jù)地球表面物體的萬有引力等于重力有GMmR2=mg，可得地球表面重力加速度g=GMR2，

聯(lián)立可以解得g=4

5.【答案】D

【解析】【詳解】A.根據(jù)開普勒第三定律r因?yàn)檐壍繧的半徑r1大于在軌道II的半徑r所以探測器在軌道I的運(yùn)行周期大于在軌道IIT故A不符合題意；B.由于萬有引力提供向心力，即G解得v因?yàn)榈谝挥钪嫠俣仁墙孛嫠俣龋碐解得第一宇宙速度為v因?yàn)閞所以探測器在軌道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”，故BC.由于萬有引力提供向心力，即G解得M若已知軌道II的周期和軌道半徑，則可以求出火星質(zhì)量，故CD.探測器在軌道I上O點(diǎn)點(diǎn)火減速變軌到軌道II，所以探測器在軌道I上O點(diǎn)的速度大于軌道II上O點(diǎn)的速度，故本題選錯(cuò)誤的，故選D。

6.【答案】B

【解析】轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r最低點(diǎn)速度為v，根據(jù)動(dòng)能定理有2mgr解得F則一只手對單杠AB的拉力大小為1250故選B。

7.【答案】A

【解析】【詳解】當(dāng)速度為零時(shí)，小球在最高點(diǎn)時(shí)受到軌道向上的支持力，則有F從最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有m在最低點(diǎn)有，根據(jù)牛頓第二定律有F聯(lián)立解得F則兩作用力大小的差為F當(dāng)小球通過最高點(diǎn)的速度大于

gRF從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有m在最低點(diǎn)有，根據(jù)牛頓第二定律有F聯(lián)立解得F故兩作用力大小差范圍為4故A不可能，符合題意；BC故選A。

8.【答案】D

【解析】【詳解】A?B．

WF2WAB錯(cuò)誤；C.根據(jù)平行四邊形可得，F(xiàn)1和FFC錯(cuò)誤；D.則它們的合力做功W=

F合或者代數(shù)和為WD正確。故選D。

9.【答案】C

【解析】【分析】

ABC三個(gè)球的機(jī)械能都守恒，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律分析對比可以得出結(jié)論。

B球做的是斜拋運(yùn)動(dòng)，水平方向的分速度是不能轉(zhuǎn)化成物體的重力勢能的，所以B的高度最低。

【解答】

對于A、C兩個(gè)球，達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)，A、C兩個(gè)球的速度均為零，物體的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能，所以A、C的最大高度相同；

對于B球來說，由于B是斜拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向上有一個(gè)速度，這個(gè)分速度的動(dòng)能不會(huì)轉(zhuǎn)化成物體的重力勢能，所以B球在最高點(diǎn)時(shí)的重力勢能要比AC兩球的小，所以高度要比AC兩球的高度小，故C正確，ABD錯(cuò)誤。

10.【答案】AD【解析】【分析】本題考查了開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律、萬有引力定律的應(yīng)用；解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一重要理論，知道線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系，并能靈活運(yùn)用。

根據(jù)開普勒第二定律分析水星與太陽的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過的面積關(guān)系；

根據(jù)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)由萬有引力提供向心力立式分析?！窘獯稹拷猓篈.根據(jù)開普勒第二定律可知行星和太陽的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過相同的面積，故A正確；

B.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)由萬有引力提供向心力，則有GMmr2=mv2r，可得v=GMr；由于水星的近“日”點(diǎn)的半徑小于遠(yuǎn)“日”點(diǎn)的半徑，故水星的近“日”點(diǎn)速度大于遠(yuǎn)“日”點(diǎn)的速度，故B錯(cuò)誤；

C.行星繞太陽運(yùn)動(dòng)由萬有引力提供向心力，則有GMmr2

11.【答案】AC【解析】解：A、A、B兩球共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度大小始終相等，故A正確；

B、初位置，B球速度為零，重力的功率為零，最低點(diǎn)，重力方向與速度方向垂直，重力的功率為零，所以重力對B球做功的瞬時(shí)功率先增大后減小，故B錯(cuò)誤；

C、對于A球和B球組成的系統(tǒng)，只有重力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則有：

2mgL?mgL=122mvB2+12mvA2，

vA=vB

解得：vB12.【答案】(1)B；周期T；【解析】【分析】本題關(guān)鍵先要弄清實(shí)驗(yàn)原理，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理選擇器材，計(jì)算結(jié)果。

要測量行星的半徑和質(zhì)量，根據(jù)重力等于萬有引力和萬有引力等于向心力，列式求解會(huì)發(fā)現(xiàn)需要測量出行星表面的重力加速度和行星表面衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期，從而需要選擇相應(yīng)器材。

【解答】

(1)由重力等于萬有引力

mg=GMmR2

萬有引力等于向心力GMmR2=m4π2T2R

由以上兩式解得R=gT24π2①