遼寧省重點高中沈陽市郊聯(lián)體2023-2024學年高一下學期4月月考物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1遼寧省重點高中沈陽市郊聯(lián)體2023—2024學年度下學期考試高一年級4月試題物理考試時間：75分鐘試卷總分：100分注意事項：本試卷由兩部分組成。第Ⅰ部分為選擇題部分，一律用2B鉛筆按題號依次填涂在答題卡上；第Ⅱ部分為非選擇題部分，按要求答在答題卡相應(yīng)位置上。第Ⅰ卷選擇題（共46分）一、選擇題（本題共10小題，第1~7題只有一個選項符合題目要求，每小題4分；8~10題有多個選項符合題目要求，全部選對的得6分，選對但不全得3分。）1.下列說法正確的是（）A.一個力做功越多，功率越大B.曲線運動的合外力和速度方向不可能在同一直線上C.做離心運動的物體是因為受到了離心力作用D.萬有引力常量是由牛頓測量得到的〖答案〗B〖解析〗A．功率可知，功率除了與做功多少有關(guān)，還與做功時間有關(guān)，力做功越多，功率不一定越大，故A錯誤；B．曲線運動的軌跡夾在速度方向與合外力方向之間，且合外力始終指向軌跡的凹側(cè)面，而速度的方向為軌跡上某一點的切線方向，因此，曲線運動的合外力和速度方向不可能在同一直線上，故B正確；C．做離心運動物體是因為所受合外力不足以提供物體做圓周運動需向心力，使得物體運動的半徑增大，并不是受到了離心力的作用，故C錯誤；D．萬有引力常量是由卡文迪許通過扭稱實驗得到的，故D錯誤。故選B2.兩個質(zhì)點之間萬有引力的大小為F，如果將這兩個質(zhì)點之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，兩個質(zhì)點的質(zhì)量都變?yōu)樵瓉淼?倍，那么它們之間萬有引力的大小變?yōu)椋ǎ〢. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)原來兩質(zhì)點的質(zhì)量分別為、，距離為，則兩個質(zhì)點之間萬有引力的大小為如果將這兩個質(zhì)點之間的距離變?yōu)樵瓉淼?倍，兩個質(zhì)點的質(zhì)量都變?yōu)樵瓉淼?倍，那么它們之間萬有引力的大小變?yōu)楣蔬xB。3.快艇在水上行駛，所受水的阻力和艇的速度平方成正比。若快艇以速度v勻速行駛時，發(fā)動機的功率為P，當快艇以速度3v勻速行駛時，發(fā)動機的功率應(yīng)為（）A.3P B.9P C.27P D.81P〖答案〗C〖解析〗飛機飛行時所受的阻力與速度的平方成正比，即F′=kv2當飛機勻速飛行時，牽引力大小等于阻力，即F=F′=kv2則發(fā)動機的功率為P=Fv=kv3即發(fā)動機的功率與速度的三次方成正比。所以，當飛機的速度變?yōu)樵瓉砣稌r，發(fā)動機的功率變?yōu)樵瓉淼?7倍，故C正確，ABD錯誤。故選C。4.在2022年3月23日天宮課堂中，葉光富老師利用手搖離心機將水油分離。手搖離心機可簡化為在空間站中手搖小瓶的模型，如圖乙所示，假設(shè)小瓶（包括小瓶中的油和水）的質(zhì)量為m，P為小瓶的質(zhì)心，OP長度為L，小瓶在t時間內(nèi)轉(zhuǎn)動了n圈，以空間站為參考系，當小瓶轉(zhuǎn)動到豎直平面內(nèi)最高點時，下列說法正確的是（）A.細線的拉力大小為B.如果松手釋放繩子，瓶子會沿拋物線落向空間站的“地面”C.水、油能分離的原因是小瓶里的水和油做圓周運動產(chǎn)生了離心現(xiàn)象，密度較大的水集中于小瓶的底部D.水和油成功分層后，水做圓周運動的向心力完全由瓶底對水的彈力提供〖答案〗C〖解析〗A．小瓶轉(zhuǎn)動的周期為細線的拉力大小為A錯誤；B．瓶子受到地球引力全部用來提供其隨空間站繞地球做圓周運動的向心力，瓶子經(jīng)過最高點時松手，以空間站為參考系，瓶子會離心飛出，沿切線方向做勻速直線運動，B錯誤；C．水油能分離的原因是混合物做圓周運動時，需要的向心力不一樣，由于水和油的密度不同產(chǎn)生了離心現(xiàn)象，密度較大的水集中于小瓶的底部，C正確；D．水對油有指向圓心的作用力，水做圓周運動的向心力由瓶底對水的彈力和油對水的作用力的合力提供，D錯誤。故選C。5.2023年4月16日，我國在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征四號乙運載火箭成功將風云三號07星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，風云三號07星軌道距地面的高度小于地球同步衛(wèi)星軌道距地面的高度，若人造地球衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A.風云三號07星的角速度小于地球同步衛(wèi)星角速度B.赤道上方地球的靜止衛(wèi)星可以在不同的軌道上運行C.在相同時間內(nèi)，風云三號07星、地球同步衛(wèi)星與地心連線掃過的面積相等D.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動所需的向心力由萬有引力提供，繞不同軌道做勻速圓周運動的衛(wèi)星的圓心相同〖答案〗D〖解析〗A．根據(jù)可知軌道半徑越小，角速度越大，則風云三號07星的角速度大于地球同步衛(wèi)星角速度，故A錯誤；B．根據(jù)赤道上方地球的靜止衛(wèi)星角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度，則其軌道是一定的，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第二定律可知，風云三號07星與地心的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，同步衛(wèi)星與地心的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，但前后兩者不相等，故C錯誤；D．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動所需的向心力由萬有引力提供，繞不同軌道做勻速圓周運動的衛(wèi)星的圓心相同，圓心為地心，故D正確。故選D。6.我國未來將在月球地面上建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站。如圖所示，關(guān)閉發(fā)動機的航天飛機，從A處在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近，并將在橢圓軌道的近月點B處與空間站C對接，已知空間站繞月運行的圓軌道的半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，月球的半徑為R。下列說法正確的是（）A.月球的質(zhì)量為 B.航天飛機在圖示位置A正在減速向B運動C.要使對接成功，飛機在接近B點時必須加速 D.月球的第一宇宙速度為〖答案〗A〖解析〗A．根據(jù)萬有引力提供向心力公式，即解得月球質(zhì)量為故A正確；B．關(guān)閉發(fā)動機的航天飛機A在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近的過程中，做的是變加速運動，故B錯誤；C．欲對接成功，需要飛機在接近B點時減速，否則飛機將做橢圓運動，故C錯誤；D．空間站的運行速度為而第一宇宙速度應(yīng)是環(huán)繞月球表面軌道運動的速度，應(yīng)大于此速度，故D錯誤。故選A。7.一起重機的鋼繩由靜止開始提起質(zhì)量為m的重物勻加速豎直上升，當重物的速度為v1時，起重機達到額定功率。以后起重機保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直至達到最大速度為v2.已知重力加速度為g，則整個過程中重物的v-t圖如圖所示，下列說法正確的是（）A.起重機的額定功率為mgv1B.重物速度為v1時鋼繩拉力大小等于重物重力大小C.重物的平均速度大小為D.重物勻加速運動的加速度大小為〖答案〗D〖解析〗A．設(shè)勻加速階段的加速度為a，由可得在起重機的額定功率為，故A錯誤；B．由A可知重物速度為v1時鋼繩拉力大于重物重力大小，故B錯誤；C．重物先做勻加速直線運動，后做加速度減小的加速運動，最后做勻速直線運動，故整個過程的平均速度不為，故C錯誤；D．由圖像可得聯(lián)立可得故D正確。故選D。8.假如地球的自轉(zhuǎn)速度增大，關(guān)于物體重力，下列說法正確的是()A.放在赤道上的物體的萬有引力不變B.放在兩極上的物體的重力不變C.放在赤道上的物體的重力減小D.放在兩極上的物體的重力增加〖答案〗ABC〖解析〗地球自轉(zhuǎn)速度增大，則物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力增大。A．地球的質(zhì)量和半徑都沒有變化，故對赤道上物體的萬有引力大小保持不變，故A正確；BD．地球繞地軸轉(zhuǎn)動，在兩極點，物體轉(zhuǎn)動半徑為0，轉(zhuǎn)動所需向心力為0，此時物體的重力與萬有引力相等，故自轉(zhuǎn)速度增大兩極點的重力保持不變，故B正確，D錯誤；C．赤道上的物體重力和向心力的合力等于物體受到的萬有引力，因萬有引力不變，自轉(zhuǎn)速度增大時所需向心力增大，故物體的重力將減小，故C正確。故選ABC。9.如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運動，下列說法正確的有（）A.小球通過最高點的最小速度為B.小球在水平線以上管道中運動時，內(nèi)側(cè)管壁對小球可能有作用力C.小球在水平線以下管道中運動時，外側(cè)管壁對小球一定有作用力D.若在最高點管道對小球施加彈力大小為，則這個力的方向可能向上〖答案〗BC〖解析〗A．在最高點，由于外管或內(nèi)管壁都可以對小球產(chǎn)生彈力的作用，當小球的速度等于零時，內(nèi)管對小球產(chǎn)生彈力，大小為mg，則最小速度可以為零，故A錯誤；B．小球在水平線以上管道中運動時，當速度比較大時，內(nèi)測管壁沒有作用力，此時外側(cè)管壁有作用力，當速度比較小時，內(nèi)測管壁有作用力，而外側(cè)管壁沒有作用力，故B正確；C．小球在水平線以下管道中運動時，由于沿半徑方向的合力提供小球做圓周運動的向心力，所以外側(cè)管壁對小球一定有作用力，故C正確；D．在最高點，若管道對小球施加彈力大小為，且這個力的方向可能向上，在最高點由牛頓第二定律有而物體要做圓周運動必須有力來提供向心力且指向圓心，由此可知最高點管道對小球施加彈力大小一定小于等于mg，故D錯誤。故選BC。10.中國“FAST”球面射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)一個脈沖雙星系統(tǒng)?？茖W家通過對脈沖星計時觀測得知該雙星系統(tǒng)由一顆脈沖星與一顆白矮星組成，如圖所示。質(zhì)量分布均勻的恒星A、B雙星系統(tǒng)繞O點沿逆時針方向做勻速圓周運動，運動周期為，兩者間距為L；C為B的衛(wèi)星，繞B沿逆時針方向做勻速圓周運動，周期為，且。A與B之間的引力遠大于C與B之間的引力。引力常量為G，則（）A.恒星A、B的質(zhì)量之比等于它們的軌道半徑之比B.恒星A、B的質(zhì)量之和為C.已知衛(wèi)星C的軌道半徑r和恒星B的半徑，可求得恒星B的密度為D.三星A、B、C相鄰兩次共線的時間間隔為〖答案〗BC〖解析〗A．設(shè)恒星A、B的質(zhì)量分別為、，軌道半徑分別為、，雙星系統(tǒng)的角速度相同，有即故A錯誤；B．由雙星系統(tǒng)運動特點得可解得對恒星A可得解得故B正確；C．對衛(wèi)星C滿足可得恒星B的密度故C正確；D．A、B、C三星由圖示位置到再次共線應(yīng)滿足得故D錯誤。故選BC。第Ⅱ卷非選擇題（共54分）二、非選擇題（本題共5小題，第11、12，每空2分，共計16分，第13題9分，第14題13分，第15題16分，按要求答在答題卡相應(yīng)位置上。）11.宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面幾乎沒有壓力，所以在這種環(huán)境中已無法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設(shè)某同學在這種環(huán)境中設(shè)計了如下圖所示的裝置（圖中O為光滑的小孔）來間接測量物體的質(zhì)量：給待測量物體一個初速度，使它在桌面上做勻速圓周運動。設(shè)航天器中備有必要的基本測量工具。（1）物體與桌面間的摩擦力______忽略不計（選填“可以”或“不能”）；（2）實驗時需要測量的物理量是：彈簧秤示數(shù)F、______和______；（填寫選項）A.圓周運動的半徑rB.水平面的高度hC.小球運動周期TD.繩子的長度L（3）待測質(zhì)量的表達式為______。（用題中所給物理量符號表示）〖答案〗（1）可以（2）AC（3）〖解析〗【小問1詳析】因為衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面幾乎沒有壓力，所以物體與桌面間的摩擦力為零。【小問2詳析】根據(jù)牛頓第二定律有解得可知要測出物體的質(zhì)量，則需測量彈簧秤的示數(shù)F，圓周運動的半徑r，以及物體做圓周運動的周期T，故選AC?！拘?詳析】根據(jù)上述分析可知，待測質(zhì)量的表達式為12.杲同學用如圖所示的裝置“探究物體做圓同運動的向心力大小與半徑、線速度、質(zhì)量的關(guān)系”。用一根細線系住小鋼球，另一端連接在固定于鐵架臺，上端的力傳感器上，小鋼球靜止于A點，將光電門固定在A點的正下方靠近A點處。在小鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條（質(zhì)量不計，長度很?。′撉虻馁|(zhì)量為m，重力加速度為g。將小鋼球豎直懸掛，測出懸點到小鋼球球心之間的距離，得到小鋼球運動的半徑為R。（1）將小鋼球拉至某一位置靜止釋放，讀出小鋼球經(jīng)過A點時力傳感器的讀數(shù)F及遮光條的擋光時間為，則小鋼球通過A點時的速度大小可視為___________m/s。（2）從動力學角度小鋼球通過A點時的向心力大小為___________（用F、m、g表示），將其計算的結(jié)果與向心力公式計算的結(jié)果進行比較。（3）改變小鋼球釋放位置，重復實驗，比較發(fā)現(xiàn)總是略小于，分析表明這是系統(tǒng)造成的誤差，該系統(tǒng)誤差的可能原因是___________。A.小鋼球的質(zhì)量偏大B.小鋼球的初速度不為零C.總是存在空氣阻力D.小鋼球速度的測量值偏大（4）小鋼球從靜止釋放位置運動到A點的過程中，重力做功的功率___________。A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小D.先減小后增大〖答案〗（1）（2）（3）D（4）C〖解析〗（1）由光電門的原理可知，其通過光電門的瞬時速度為（2）在小鋼球到達A點時，對其進行受力分析，小鋼球受重力和繩子的拉力，并且由這兩個力的合力提供向心力，所以其向心力為（3）向心力的計算公式由上述公式可知，若偏大，則可能原因是小鋼球的速度測量偏大，故ABC錯誤，D正確。故選D。（4）初始時，小球靜止，沒有速度，根據(jù)公式可知，初始時重力的功率為零，到達A點時，小球在豎直方向上沒有速度，故其重力的功率也為零，而在下落過程中，存在豎直方向的速度，即下落過程中重力功率不為零，由上述分析可知，重力的功率先增大后減小。故ABD錯誤，C正確。故選C。13.如圖所示，在光滑的水平面上，質(zhì)量的物體，在水平拉力的作用下，從靜止開始運動，經(jīng)過3s運動了9m。求：（1）力F在3s內(nèi)對物體做功的平均功率；（2）在3s末，力F對物體做功的瞬時功率?！即鸢浮剑?）18W；（2）36W〖解析〗（1）力F在3s內(nèi)對物體做功平均功率（2）加速度在3s末速度力F對物體做功的瞬時功率14.假定航天員在火星表面利用如圖所示的裝置研究小球的運動，豎直放置的光滑半圓形管道固定在水平面上，一直徑略小于管道內(nèi)徑的小球（可視為質(zhì)點）沿水平面從管道最低點A進入管道，從