2022-2023學(xué)年遼寧省大連市重點中學(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動，其動能一定發(fā)生變化

C.物體所受各力做功的代數(shù)和不為零，其機械能也可能守恒

D.豎直向上運動的物體重力勢能一定增加，機械能也可能守恒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，小球到達最高點時的速度為v1，最大高度為h，重力加速度為g。以地面為參考平面，不計空氣阻力。下列正確的是(

)A.落地時，小球的動能為12mv12+mgh B.拋出時，小球的機械能為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，它們相距約400?km，繞二者連線上的某點每秒轉(zhuǎn)動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.空間站繞地球運行的速度

C.地球表面的重力加速度 D.空間站繞地球運行的加速度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，不計探測器變軌時質(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的運行周期大于在軌道II的運行周期

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點的速度小于軌道I6.單杠項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，小李從靜止到最低位置過程的運動可看作半徑為1.2m的圓周運動，不計各種阻力，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動。已知小球在最低點時對軌道的作用力大小為F1，在最高點時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，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間內(nèi)掃過的面積相等

B.水星的近“日”點速度小于遠“日”點的速度

C.水星繞太陽運動的周期大于地球繞太陽運動的周期

D.水星繞太陽運動的速度大于地球繞太陽運動的速度11.如圖，質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B，中間用長為2L的輕桿相連，在桿的中點O處有一固定轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平位置后由靜止釋放，在B球順時針擺動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球做功的瞬時功率一直增大

C.B球擺動到最低位置時的速度大小為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驗儀器：A.彈簧測力計一個

B.C.天平一臺(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)注的焦點問題。從環(huán)境保護的角度出發(fā)，電動汽車在近幾年發(fā)展迅速。下表給出的是某款電動汽車的相關(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)將汽車制動過程近似看作勻減速直線運動，求汽車在(100km(2)若已知電動汽車電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率為η=80%，整車在行駛過程中的阻力約為車重的0.05倍，試估算此電動汽車以20m/s的速度勻速行駛時的續(xù)航里程(能夠行駛的最大里程(3)某次加速過程中，此電動汽車在0?25s時間內(nèi)，速度從514.蕩秋千是一項民間傳統(tǒng)體育活動。如圖甲假設(shè)小女孩的重心到秋千懸掛點O之間的距離是L，秋千擺動的最大角度是θ。不計秋千質(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：如圖乙把一個小球用細線懸掛起來，球心到懸掛點O之間的距離L=2.25m，擺動最大角度θ=37°。求：

a.小球運動到最低點B時的速度v的大小；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，彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點，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間的動摩擦因數(shù)μ=0.5用外力推動小球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動，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繞地球做圓周運動的速度v是多大？

(3)理論上，若規(guī)定距地心無窮遠處為引力勢能零勢能點，飛船和地球系統(tǒng)之間的引力勢能表達式為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，反作用力不一定做功，故A正確，不符合題意；B.動能是標(biāo)量，速度大小變化時，物體的動能會變化，所以物體在合外力作用下做變速運動時，比如勻速圓周運動，其動能不變，故B錯誤，符合題意；C.機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，除重力之外的其它力對物體做功的代數(shù)和為零時，物體的機械能守恒，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動，重力勢能增加，機械能守恒，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小球的高度確定此時小球的重力勢能，確定小球的初動能，即可得小球的機械能，由于只有重力做功，小球的機械能守恒，即可得小球落地時的動能；根據(jù)動能定理求出拋出時，人對小球做的功。

本題考查機械能守恒定律的簡單應(yīng)用及利用動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，離地面的高度小于h，可知拋出時小球的重力勢能小于mgh，小球運動過程中只有重力做功，機械能守恒，則小球的機械能為12mv12+mgh，則拋出時，小球的機械能為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，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動的頻率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)用以及勻速圓周運動的知識。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)勻速圓周運動的知識求解空間站繞地球運行的速度和空間站繞地球運行的加速度，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動，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因為軌道I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因為第一宇宙速度是近地面速度，即G解得第一宇宙速度為v因為r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點點火減速變軌到軌道II，所以探測器在軌道I上O點的速度大于軌道II上O點的速度，故本題選錯誤的，故選D。

6.【答案】B

【解析】轉(zhuǎn)動半徑r最低點速度為v，根據(jù)動能定理有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，小球在最高點時受到軌道向上的支持力，則有F從最高點運動到最低點，根據(jù)機械能守恒定律有m在最低點有，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)小球通過最高點的速度大于

gRF從最高點到最低點，根據(jù)機械能守恒定律有m在最低點有，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錯誤；C.根據(jù)平行四邊形可得，F(xiàn)1和FFC錯誤；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三個球的機械能都守恒，到達最高點時，根據(jù)機械能守恒定律分析對比可以得出結(jié)論。

B球做的是斜拋運動，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兩個球，達到最高點時，A、C兩個球的速度均為零，物體的動能全部轉(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是斜拋運動，在水平方向上有一個速度，這個分速度的動能不會轉(zhuǎn)化成物體的重力勢能，所以B球在最高點時的重力勢能要比AC兩球的小，所以高度要比AC兩球的高度小，故C正確，ABD錯誤。

10.【答案】AD【解析】【分析】本題考查了開普勒行星運動定律、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間內(nèi)掃過的面積關(guān)系；

根據(jù)行星繞太陽運動由萬有引力提供向心力立式分析。【解答】解：A.根據(jù)開普勒第二定律可知行星和太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過相同的面積，故A正確；

B.行星繞太陽運動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”點的半徑小于遠“日”點的半徑，故水星的近“日”點速度大于遠“日”點的速度，故B錯誤；

C.行星繞太陽運動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，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，重力方向與速度方向垂直，重力的功率為零，所以重力對B球做功的瞬時功率先增大后減小，故B錯誤；

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)鍵先要弄清實驗原理，再根據(jù)實驗原理選擇器材，計算結(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