遼寧省重點(diǎn)高中沈陽(yáng)市郊聯(lián)體2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期4月月考物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE1遼寧省重點(diǎn)高中沈陽(yáng)市郊聯(lián)體2023—2024學(xué)年度下學(xué)期考試高一年級(jí)4月試題物理考試時(shí)間：75分鐘試卷總分：100分注意事項(xiàng)：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(hào)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(gè)選項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；8~10題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全得3分。）1.下列說(shuō)法正確的是（）A.一個(gè)力做功越多，功率越大B.曲線運(yùn)動(dòng)的合外力和速度方向不可能在同一直線上C.做離心運(yùn)動(dòng)的物體是因?yàn)槭艿搅穗x心力作用D.萬(wàn)有引力常量是由牛頓測(cè)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(shí)間有關(guān)，力做功越多，功率不一定越大，故A錯(cuò)誤；B．曲線運(yùn)動(dòng)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?yàn)檐壽E上某一點(diǎn)的切線方向，因此，曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)物體是因?yàn)樗芎贤饬Σ蛔阋蕴峁┪矬w做圓周運(yùn)動(dòng)需向心力，使得物體運(yùn)動(dòng)的半徑增大，并不是受到了離心力的作用，故C錯(cuò)誤；D．萬(wàn)有引力常量是由卡文迪許通過(guò)扭稱實(shí)驗(yàn)得到的，故D錯(cuò)誤。故選B2.兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間萬(wàn)有引力的大小為F，如果將這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，那么它們之間萬(wàn)有引力的大小變?yōu)椋ǎ〢. B. C. D.〖答案〗B〖解析〗設(shè)原來(lái)兩質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量分別為、，距離為，則兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間萬(wàn)有引力的大小為如果將這兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的3倍，兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，那么它們之間萬(wàn)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(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P，當(dāng)快艇以速度3v勻速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)為（）A.3P B.9P C.27P D.81P〖答案〗C〖解析〗飛機(jī)飛行時(shí)所受的阻力與速度的平方成正比，即F′=kv2當(dāng)飛機(jī)勻速飛行時(shí)，牽引力大小等于阻力，即F=F′=kv2則發(fā)動(dòng)機(jī)的功率為P=Fv=kv3即發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與速度的三次方成正比。所以，當(dāng)飛機(jī)的速度變?yōu)樵瓉?lái)三倍時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率變?yōu)樵瓉?lái)的27倍，故C正確，ABD錯(cuò)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(jī)將水油分離。手搖離心機(jī)可簡(jiǎn)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(zhǎng)度為L(zhǎng)，小瓶在t時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)了n圈，以空間站為參考系，當(dāng)小瓶轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直平面內(nèi)最高點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A.細(xì)線的拉力大小為B.如果松手釋放繩子，瓶子會(huì)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的向心力完全由瓶底對(duì)水的彈力提供〖答案〗C〖解析〗A．小瓶轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為細(xì)線的拉力大小為A錯(cuò)誤；B．瓶子受到地球引力全部用來(lái)提供其隨空間站繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，瓶子經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)松手，以空間站為參考系，瓶子會(huì)離心飛出，沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤；C．水油能分離的原因是混合物做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(duì)油有指向圓心的作用力，水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由瓶底對(duì)水的彈力和油對(duì)水的作用力的合力提供，D錯(cuò)誤。故選C。5.2023年4月16日，我國(guó)在甘肅省酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長(zhǎng)征四號(hào)乙運(yùn)載火箭成功將風(fēng)云三號(hào)07星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，風(fēng)云三號(hào)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(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A.風(fēng)云三號(hào)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(yùn)行C.在相同時(shí)間內(nèi)，風(fēng)云三號(hào)07星、地球同步衛(wèi)星與地心連線掃過(guò)的面積相等D.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供，繞不同軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(fēng)云三號(hào)07星的角速度大于地球同步衛(wèi)星角速度，故A錯(cuò)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(cuò)誤；C．根據(jù)開普勒第二定律可知，風(fēng)云三號(hào)07星與地心的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，同步衛(wèi)星與地心的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，但前后兩者不相等，故C錯(cuò)誤；D．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由萬(wàn)有引力提供，繞不同軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的圓心相同，圓心為地心，故D正確。故選D。6.我國(guó)未來(lái)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(dòng)機(jī)的航天飛機(jī)，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(diǎn)B處與空間站C對(duì)接，已知空間站繞月運(yùn)行的圓軌道的半徑為r，周期為T，萬(wàn)有引力常量為G，月球的半徑為R。下列說(shuō)法正確的是（）A.月球的質(zhì)量為 B.航天飛機(jī)在圖示位置A正在減速向B運(yùn)動(dòng)C.要使對(duì)接成功，飛機(jī)在接近B點(diǎn)時(shí)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(wàn)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(dòng)機(jī)的航天飛機(jī)A在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近的過(guò)程中，做的是變加速運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；C．欲對(duì)接成功，需要飛機(jī)在接近B點(diǎn)時(shí)減速，否則飛機(jī)將做橢圓運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤；D．空間站的運(yùn)行速度為而第一宇宙速度應(yīng)是環(huán)繞月球表面軌道運(yùn)動(dòng)的速度，應(yīng)大于此速度，故D錯(cuò)誤。故選A。7.一起重機(jī)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(dāng)重物的速度為v1時(shí)，起重機(jī)達(dá)到額定功率。以后起重機(jī)保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直至達(dá)到最大速度為v2.已知重力加速度為g，則整個(gè)過(guò)程中重物的v-t圖如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A.起重機(jī)的額定功率為mgv1B.重物速度為v1時(shí)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(yùn)動(dòng)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(jī)的額定功率為，故A錯(cuò)誤；B．由A可知重物速度為v1時(shí)鋼繩拉力大于重物重力大小，故B錯(cuò)誤；C．重物先做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，最后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故整個(gè)過(guò)程的平均速度不為，故C錯(cuò)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(shuō)法正確的是()A.放在赤道上的物體的萬(wàn)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(méi)有變化，故對(duì)赤道上物體的萬(wàn)有引力大小保持不變，故A正確；BD．地球繞地軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在兩極點(diǎn)，物體轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為0，轉(zhuǎn)動(dòng)所需向心力為0，此時(shí)物體的重力與萬(wàn)有引力相等，故自轉(zhuǎn)速度增大兩極點(diǎn)的重力保持不變，故B正確，D錯(cuò)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(wàn)有引力，因萬(wàn)有引力不變，自轉(zhuǎn)速度增大時(shí)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(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的有（）A.小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為B.小球在水平線以上管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球可能有作用力C.小球在水平線以下管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力D.若在最高點(diǎn)管道對(duì)小球施加彈力大小為，則這個(gè)力的方向可能向上〖答案〗BC〖解析〗A．在最高點(diǎn)，由于外管或內(nèi)管壁都可以對(duì)小球產(chǎn)生彈力的作用，當(dāng)小球的速度等于零時(shí)，內(nèi)管對(duì)小球產(chǎn)生彈力，大小為mg，則最小速度可以為零，故A錯(cuò)誤；B．小球在水平線以上管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)速度比較大時(shí)，內(nèi)測(cè)管壁沒(méi)有作用力，此時(shí)外側(cè)管壁有作用力，當(dāng)速度比較小時(shí)，內(nèi)測(cè)管壁有作用力，而外側(cè)管壁沒(méi)有作用力，故B正確；C．小球在水平線以下管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于沿半徑方向的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力，故C正確；D．在最高點(diǎn)，若管道對(duì)小球施加彈力大小為，且這個(gè)力的方向可能向上，在最高點(diǎn)由牛頓第二定律有而物體要做圓周運(yùn)動(dòng)必須有力來(lái)提供向心力且指向圓心，由此可知最高點(diǎn)管道對(duì)小球施加彈力大小一定小于等于mg，故D錯(cuò)誤。故選BC。10.中國(guó)“FAST”球面射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)一個(gè)脈沖雙星系統(tǒng)。科學(xué)家通過(guò)對(duì)脈沖星計(jì)時(shí)觀測(cè)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(diǎn)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)周期為，兩者間距為L(zhǎng)；C為B的衛(wèi)星，繞B沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，周期為，且。A與B之間的引力遠(yuǎn)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(shí)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(cuò)誤；B．由雙星系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)得可解得對(duì)恒星A可得解得故B正確；C．對(duì)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(cuò)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(jì)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(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，物體對(duì)支持面幾乎沒(méi)有壓力，所以在這種環(huán)境中已無(wú)法用天平稱量物體的質(zhì)量。假設(shè)某同學(xué)在這種環(huán)境中設(shè)計(jì)了如下圖所示的裝置（圖中O為光滑的小孔）來(lái)間接測(cè)量物體的質(zhì)量：給待測(cè)量物體一個(gè)初速度，使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)航天器中備有必要的基本測(cè)量工具。（1）物體與桌面間的摩擦力______忽略不計(jì)（選填“可以”或“不能”）；（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量的物理量是：彈簧秤示數(shù)F、______和______；（填寫選項(xiàng)）A.圓周運(yùn)動(dòng)的半徑rB.水平面的高度hC.小球運(yùn)動(dòng)周期TD.繩子的長(zhǎng)度L（3）待測(cè)質(zhì)量的表達(dá)式為______。（用題中所給物理量符號(hào)表示）〖答案〗（1）可以（2）AC（3）〖解析〗【小問(wèn)1詳析】因?yàn)樾l(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)處于完全失重狀態(tài)，物體對(duì)支持面幾乎沒(méi)有壓力，所以物體與桌面間的摩擦力為零?！拘?wèn)2詳析】根據(jù)牛頓第二定律有解得可知要測(cè)出物體的質(zhì)量，則需測(cè)量彈簧秤的示數(shù)F，圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r，以及物體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，故選AC?！拘?wèn)3詳析】根據(jù)上述分析可知，待測(cè)質(zhì)量的表達(dá)式為12.杲同學(xué)用如圖所示的裝置“探究物體做圓同運(yùn)動(dòng)的向心力大小與半徑、線速度、質(zhì)量的關(guān)系”。用一根細(xì)線系住小鋼球，另一端連接在固定于鐵架臺(tái)，上端的力傳感器上，小鋼球靜止于A點(diǎn)，將光電門固定在A點(diǎn)的正下方靠近A點(diǎn)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(jì)，長(zhǎng)度很?。?，小鋼球的質(zhì)量為m，重力加速度為g。將小鋼球豎直懸掛，測(cè)出懸點(diǎn)到小鋼球球心之間的距離，得到小鋼球運(yùn)動(dòng)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(guò)A點(diǎn)時(shí)力傳感器的讀數(shù)F及遮光條的擋光時(shí)間為，則小鋼球通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的速度大小可視為___________m/s。（2）從動(dòng)力學(xué)角度小鋼球通過(guò)A點(diǎn)時(shí)的向心力大小為___________（用F、m、g表示），將其計(jì)算的結(jié)果與向心力公式計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較。（3）改變小鋼球釋放位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，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(cè)量值偏大（4）小鋼球從靜止釋放位置運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)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(guò)光電門的瞬時(shí)速度為（2）在小鋼球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行受力分析，小鋼球受重力和繩子的拉力，并且由這兩個(gè)力的合力提供向心力，所以其向心力為（3）向心力的計(jì)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(cè)量偏大，故ABC錯(cuò)誤，D正確。故選D。（4）初始時(shí)，小球靜止，沒(méi)有速度，根據(jù)公式可知，初始時(shí)重力的功率為零，到達(dá)A點(diǎn)時(shí)，小球在豎直方向上沒(méi)有速度，故其重力的功率也為零，而在下落過(guò)程中，存在豎直方向的速度，即下落過(guò)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(cuò)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(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)3s運(yùn)動(dòng)了9m。求：（1）力F在3s內(nèi)對(duì)物體做功的平均功率；（2）在3s末，力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率?！即鸢浮剑?）18W；（2）36W〖解析〗（1）力F在3s內(nèi)對(duì)物體做功平均功率（2）加速度在3s末速度力F對(duì)物體做功的瞬時(shí)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(yùn)動(dòng)，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(diǎn)）沿水平面從管道最低點(diǎn)A進(jìn)入管道，從