2021-2022年山西省太原市山西大學(xué)附屬中學(xué)高一（下）4月物理試題（解析版）

1、 山西大學(xué)附中20212022學(xué)年第二學(xué)期高一年級(jí)4月月考（總第七次）物理試題考查時(shí)間：90分鐘 滿分：100分 考查內(nèi)容：曲線運(yùn)動(dòng)、天體、能量一、單選題（共7道，每題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)得4分，選錯(cuò)不得分，共28分）1. 關(guān)于力對(duì)物體做功，下列說法中正確的是（）A. 一對(duì)作用力和反作用力在相同時(shí)間內(nèi)做的功一定大小相等，正負(fù)相反B. 不論怎樣力對(duì)物體做功，都可以用來計(jì)算C. 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功D. 滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力都可以對(duì)物體做正功或負(fù)功【答案】D【解析】【詳解】A一對(duì)作用力和反作用力在相同時(shí)間內(nèi)，使物體運(yùn)動(dòng)的位移的大小不一定相等，則做的功的大小也不一定相等，B做功公式只適用于恒

2、力做功，不適用計(jì)算變力做功，故B錯(cuò)誤；CD力做功的正負(fù)取決于力的方向和位移方向的夾角，滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力都可以對(duì)物體做正功或負(fù)功，還可以不做功，故C錯(cuò)誤D正確。故選D。2. 如圖所示，重為G的物體靜止在傾角為的粗糙斜面體上，現(xiàn)使斜面體向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，通過的位移為x，物體相對(duì)斜面體一直保持靜止，則在這個(gè)過程中（）A. 彈力對(duì)物體做功為GxcosB. 靜摩擦力對(duì)物體做功為GxsinC. 重力對(duì)物體做功為GxD. 合力對(duì)物體做功為0【答案】D【解析】【詳解】ABC分析物體的受力情況為重力mg、彈力N和摩擦力f，根據(jù)平衡條件，有重力與位移垂直，做功為零；摩擦力f與位移的夾角為，所以摩擦力對(duì)物體m

3、做功為斜面對(duì)物體的彈力做功為ABC錯(cuò)誤；D因物體做勻速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)能定理可知，合外力做功為零，D正確。故選D。3. 如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶，假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽(yáng)的引力，并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列判斷正確的是（）A. 要從地球發(fā)射衛(wèi)星探測(cè)小行星帶，發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B. 各小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年C. 小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度大于外側(cè)小行星的向心加速度D. 小行星帶內(nèi)的小行星都具有相同的角速度【答案】C【解析】【詳解】A地球的第二宇宙速度是指從地球表面上發(fā)射衛(wèi)星時(shí)，要擺脫地球的引力而成為繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)的衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，故

4、要從地球發(fā)射衛(wèi)星探測(cè)小行星帶，發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，可得解得顯然，各小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大于地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道半徑，所以周期均大于一年，故B錯(cuò)誤；D根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，可得解得顯然，不在同一軌道上的小行星的角速度是不同的，故D錯(cuò)誤；C根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，可得解得顯然，小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的軌道半徑小于外側(cè)小行星的軌道半徑，所以內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度大于外側(cè)小行星的向心加速度，故C正確。故選C。4. 假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量變化正確的是（）A.

5、 地球的向心力變?yōu)榭s小前的四分之一B. 地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半C. 地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半D. 地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同【答案】D【解析】【詳解】地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力做向心力，故有由于天體直徑縮小到原來的一半，故天體質(zhì)量為故天體質(zhì)量縮小到原來的，地球的向心力為地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半后運(yùn)動(dòng)周期為故D正確ABC錯(cuò)誤。故選D。5. 在劉慈欣的科幻小說帶上她的眼睛里演繹了這樣一個(gè)故事：“落日六號(hào)”地層飛船深入地球內(nèi)部進(jìn)行探險(xiǎn)，在航行中失事后下沉到船上只剩下一名年輕的女領(lǐng)航員，她只能在封閉的地心度過余生。已知地球可視為半徑為R、

6、質(zhì)量分布均勻的球體，且均勻球殼對(duì)殼內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的引力為零。若地球表面的重力加速度為g，當(dāng)“落日六號(hào)”位于地面以下深0.5R處時(shí)，該處的重力加速度大小為（）A. 0.25gB. 0.5gC. 2gD. 4g【答案】B【解析】【分析】【詳解】設(shè)地球的密度為，則在地球表面地球的質(zhì)量為聯(lián)立可得，地表重力加速度表達(dá)式為由題意可知，地面以下深0.5R處的重力加速度相當(dāng)于半球?yàn)?.5R的球體表面的重力加速度，即對(duì)比可得B正確。故選B。6. 假設(shè)未來某一天科技水平足夠高，人們能夠在地球赤道上建一座高度等于地球同步衛(wèi)星軌道高度（約36000 km）的房子，在這座房子的某一層住戶對(duì)地板的壓力等于其在該樓層所受地球萬(wàn)有引

7、力的，已知地球半徑約為6400 km，則該樓層離地面的高度大概為（）A. 6400 kmB. 21200 kmC. 18000 kmD. 14800 km【答案】D【解析】【詳解】假設(shè)該樓層距離地心為r，對(duì)該樓層的住戶分析有假設(shè)地球同步衛(wèi)星距離地心為，對(duì)地球同步衛(wèi)星分析有對(duì)比兩式可知該樓層離地面的高度其中H為地球同步衛(wèi)星軌道高度，R為地球半徑，代入數(shù)據(jù)可知h=14800km故選D。7. 一條長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m的均勻鏈條放在光滑的水平桌面上，其中懸在桌邊，如圖所示，在鏈條的另一端用水平力緩慢地把鏈條全部拉到桌面上需做功為（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【詳解】懸在桌邊的長(zhǎng)的鏈條重心在

8、其中點(diǎn)處，離桌面的高度它的質(zhì)量為，當(dāng)把它緩慢拉到桌面時(shí)，增加的重力勢(shì)能就是外力需要做的功，則拉力需要做的功為故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選C。二、多選題（共7道，每題有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，選對(duì)得4分，選對(duì)但不全得2分，選錯(cuò)不得分，共28分）8. 關(guān)于地球同步衛(wèi)星（這種衛(wèi)星相對(duì)于地面靜止不動(dòng)），下列說法中正確是（）A. 它一定在赤道上空運(yùn)行B. 同步衛(wèi)星的高度和運(yùn)行速率是一個(gè)確定的值C. 它運(yùn)行的線速度一定大于第一宇宙速度D. 它運(yùn)行的加速度一定大于地球表面的重力加速度【答案】AB【解析】【詳解】A根據(jù)同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，與地面相對(duì)靜止，同時(shí)衛(wèi)星受到地球萬(wàn)有引力提供向心力，指向圓心，萬(wàn)有引力指向地

9、心，故同步衛(wèi)星只能在赤道上空，故A正確；B因?yàn)橥叫l(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即相同，萬(wàn)有引力提供向心力有因?yàn)槭且欢ㄖ?，所以軌道半徑也是一定值，所以它運(yùn)行的軌道半徑和速率是確定的值，故B正確；C根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有可得可知同步衛(wèi)星的速度小于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，即小于第一宇宙速度7.9km/s，故C錯(cuò)誤；D根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有可得可知同步衛(wèi)星的它運(yùn)行的加速度一定小于地球表面的重力加速度，故D錯(cuò)誤；故選AB。9. “天問一號(hào)”是我國(guó)發(fā)射的火星探測(cè)器。如圖所示，假設(shè)“天問一號(hào)”探測(cè)器環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，對(duì)火星的張角為。已知引力常量為G，由以上數(shù)據(jù)可以求得（）A. 天問一號(hào)探測(cè)器的角速

10、度B. 火星的質(zhì)量C. 火星的第一宇宙速度D. 火星的平均密度【答案】AD【解析】【詳解】A根據(jù)可知，可以求出天問一號(hào)探測(cè)器的角速度，故A正確；B設(shè)軌道半徑為r，星球半徑為R，滿足根據(jù)可知由于r未知，無法計(jì)算火星質(zhì)量，故B錯(cuò)誤；C根據(jù)可知由于R未知，無法求出火星的第一宇宙速度，故C錯(cuò)誤；D根據(jù)可知，可求火星的平均密度，故D正確。故選AD。10. 三顆人造衛(wèi)星A、B、C都在赤道正上方同方向繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A、C為地球同步衛(wèi)星，某時(shí)刻A、B相距最近，如圖所示已知地球自轉(zhuǎn)周期為，B的運(yùn)行周期為，則下列說法正確的是（）A. C加速可追上同一軌道上的AB. 經(jīng)過時(shí)間，A、B相距最遠(yuǎn)C. A、C向心

11、加速度大小相等，且小于B的向心加速度D. 在相同時(shí)間內(nèi)，C與地心連線掃過的面積等于B與地心連線掃過的面積【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A衛(wèi)星C加速后做離心運(yùn)動(dòng)，軌道變高，不可能追上衛(wèi)星A，A錯(cuò)誤；BA、B衛(wèi)星由相距最近至相距最遠(yuǎn)時(shí)，兩衛(wèi)星轉(zhuǎn)的圈數(shù)差半圈，設(shè)經(jīng)歷時(shí)間為t，有解得經(jīng)歷的時(shí)間B正確；C根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心加速度，由可得由于可知A、C向心加速度大小相等，且小于B的向心加速度，C正確；D軌道半徑為r的衛(wèi)星，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得衛(wèi)星為周期則該衛(wèi)星在單位時(shí)間內(nèi)掃過的面積由于，所以在相同時(shí)間內(nèi)，A與地心連線掃過的面積大于B與地心連線掃過的面積，D錯(cuò)誤。故選BC11. 如圖甲為某小區(qū)

12、出入口采用的柵欄道閘。如圖乙所示，OP為柵欄道閘的轉(zhuǎn)動(dòng)桿，PQ為豎桿。P為兩桿的交點(diǎn)，Q為豎桿上的點(diǎn)。在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持豎直，當(dāng)桿OP繞O點(diǎn)從與水平方向成30勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到60的過程中（）A. P點(diǎn)的線速度等于Q點(diǎn)的線速度B. P點(diǎn)的角速度大于Q點(diǎn)的角速度C. P點(diǎn)的加速度大于Q點(diǎn)的加速度D. P、Q兩點(diǎn)的路程相同【答案】AD【解析】【詳解】AB由于P、Q兩點(diǎn)在同一桿上，而且桿運(yùn)動(dòng)時(shí)始終保持豎直，所以在30勻速轉(zhuǎn)動(dòng)到60的過程中，兩點(diǎn)都做半徑相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故兩點(diǎn)的線速度、角速度都相等，故A正確，B錯(cuò)誤；C根據(jù)加速度等于角速度與線速度的乘積可知，加速度也相等，故C錯(cuò)誤；D線速度相

13、等，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則路程相等，故D正確。故選AD。12. 如圖甲所示，長(zhǎng)為2L的豎直細(xì)桿下端固定在位于地面上的水平轉(zhuǎn)盤上，一質(zhì)量為m的小球接上長(zhǎng)度均為L(zhǎng)不可伸長(zhǎng)的兩相同的輕質(zhì)細(xì)線a、b，細(xì)線能承受的最大拉力為6mg，a細(xì)線的另一端結(jié)在豎直細(xì)桿頂點(diǎn)A，細(xì)線b的另一端結(jié)在桿的中點(diǎn)B。當(dāng)桿隨水平轉(zhuǎn)盤繞豎直中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將帶動(dòng)小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖乙。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。則（）A. 當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時(shí)，桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度B. 當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時(shí)，桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度C. 當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時(shí)，細(xì)線a的拉力D. 當(dāng)細(xì)線斷開時(shí)，桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度【答案】BCD【解析】【詳解】AB當(dāng)細(xì)線b剛好拉直

14、時(shí)，小球受合力提供向心力，如圖所示由幾何關(guān)系及牛頓第二定律可知解得故A錯(cuò)誤，B正確；C當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時(shí)，細(xì)線a的拉力故C正確；Da、b繩都有拉力時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律可知豎直方向可知當(dāng)a繩達(dá)到最大拉力時(shí)，即時(shí)，可得聯(lián)立解得此時(shí)的角速度為故D正確。故選BCD。13. 如圖所示，某學(xué)生用可以緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，A、B、C三個(gè)物體放在水平旋轉(zhuǎn)圓盤上，已知A、B、C物體與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)分別均為且最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，A、B、C的質(zhì)量分別為，A、B離軸的距離為R，C離軸的距離為，重力加速度取g，當(dāng)緩慢增加圓盤轉(zhuǎn)速，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)和計(jì)算可以得出的結(jié)論是（）A. 物體B發(fā)生滑動(dòng)時(shí)角速度為B. 物體

15、C發(fā)生滑動(dòng)時(shí)角速度為C. 物體C先滑動(dòng)，隨后物體A、B一起滑動(dòng)D. 物體A先滑動(dòng)，隨后物體B、C一起滑動(dòng)【答案】BD【解析】【詳解】恰好發(fā)生滑動(dòng)時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，對(duì)A解得對(duì)B解得對(duì)C 解得可得可知物體A先滑動(dòng)，隨后物體B、C一起滑動(dòng)，故BD正確，AC錯(cuò)誤。故選BD。14. 如圖甲所示，一個(gè)質(zhì)量的物塊靜止放置在動(dòng)摩擦因數(shù)粗糙水平地面O處，在水平拉力F作用下物塊由靜止開始向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，物塊回到出發(fā)點(diǎn)O處，取水平向右為速度的正方向，物塊運(yùn)動(dòng)過程中其速度v隨時(shí)間t變化規(guī)律如圖乙所示，。則（）A. 物塊經(jīng)過回到出發(fā)點(diǎn)B. 時(shí)水平力F的瞬時(shí)功率為C. 內(nèi)物塊所受摩擦力的平均功率為D.

16、 內(nèi)物塊所受摩擦力的平均功率為0【答案】BC【解析】【詳解】A由圖乙可知，物塊在內(nèi)速度方向始終為正方向，則物塊經(jīng)過4s離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)，沒有回到出發(fā)點(diǎn)，故A錯(cuò)誤；B由平衡條件可知根據(jù)公式可得，物塊所受摩擦力為根據(jù)牛頓第二定律有由圖乙可知，物體在內(nèi)的加速度大小為聯(lián)立解得，時(shí)水平力F的大小為根據(jù)公式可得，物塊在時(shí)的速度大小為根據(jù)公式可得，時(shí)水平力F的瞬時(shí)功率為故B正確；CD由圖乙可知，內(nèi)物塊的位移為則摩擦力做功為內(nèi)物塊所受摩擦力的平均功率為故D錯(cuò)誤C正確。故選BC。三、實(shí)驗(yàn)題（共1道，共8分）15. 如圖所示是通過頻閃照片方法研究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，連續(xù)曝光過程中小球依次出現(xiàn)在A、B、C三個(gè)位置，圖中

17、每個(gè)正方形的邊長(zhǎng)，重力加速度g取，空氣阻力不計(jì)。(1)頻閃照相機(jī)的曝光頻率為_；(2)平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度_；(3)以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，則平拋運(yùn)動(dòng)拋出點(diǎn)的坐標(biāo)為（_，_）。【答案】 . . 1.5 . . 【解析】【詳解】(1)1由圖可得，AB、BC間的水平和豎直距離分別為由可得頻閃照相機(jī)的曝光周期為頻閃照相機(jī)的曝光頻率為(2)2由可得平拋運(yùn)動(dòng)的水平初速度(3)34設(shè)拋出點(diǎn)坐標(biāo)為(x，y)，小球落在B點(diǎn)時(shí)的豎直速度為則有可得由拋出點(diǎn)坐標(biāo)為(-15cm，-5cm)。四、解答題（共3道，共36分）16. 宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P點(diǎn)，沿水

18、平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡另一點(diǎn)Q上，斜坡的傾角為，已知該星球的半徑為R，引力常量為G，球的體積公式是。求：（1）該星球表面的重力加速度g；（2）該星球的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）【解析】【詳解】(1)小球水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得解得(2)衛(wèi)星繞該星球做低軌道的圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道半徑近似等于星球的半徑，由萬(wàn)有引力提供向心力，可得又聯(lián)立，可得17. 宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)若某個(gè)四星系統(tǒng)中每顆星體的質(zhì)量均為m，半徑均為R，忽略其他星體對(duì)它們的引力作用和星體自轉(zhuǎn)效應(yīng)，則可能存在如下運(yùn)動(dòng)形式：四顆星分別位于邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上（L遠(yuǎn)大于R），在相互之間的萬(wàn)有引力作用下繞某一共同的圓心做角速度相同的圓周運(yùn)動(dòng)已知引力常量為G，求四顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度?！敬鸢浮俊窘馕觥俊痉治觥俊驹斀狻咳我恍求w在其他三顆星體的萬(wàn)有引力作用下圍繞正方形對(duì)角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑均為r=L星體在其他三顆星體