2021-2022學年福建省廈門市第一中學高一（下）5月物理試題（解析版）

1、2021-2022學年福建省廈門市第一中學高一（下）5月物理試題一、選擇題（本題共4小題，每小題4分，共16分，每小題給出的四個選項中只有一項符合題目要求）1. 下列說法正確的是（）A. 卡文迪許在第谷的行星觀測數(shù)據(jù)基礎上發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律B. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律并給出了萬有引力常量的數(shù)值C. 行星運動的公式k，T表示行星運動的自轉周期D. 地球同步衛(wèi)星，不可以發(fā)射到北京上空【答案】D【解析】【分析】【詳解】A開普勒在第谷的行星觀測數(shù)據(jù)基礎上發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律，選項A錯誤；B牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，卡文迪許測出了萬有引力常量的數(shù)值，選項B錯誤；C行星運動公式k，T表示行星運動的公轉周期

2、，選項C錯誤；D地球同步衛(wèi)星，不可以發(fā)射到北京上空，只能定點在赤道的上空，選項D正確。故選D。2. 2018年5月21日5點28分，在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，由中國航天科技集團有限公司總研制的嫦娥四號中繼星“鵲橋”搭乘長征四號丙運載火箭升空。衛(wèi)星由火箭送入近地點Q約200公里、遠地點P約40萬公里的地月轉移軌道1，在遠地點40萬公里P處點火加速，由橢圓軌道變成高度為40萬公里的圓軌道2，在此圓軌道上飛船運行周期等于月球公轉周期。下列判斷正確的是（）A. 衛(wèi)星在軌道1的運行周期大于在軌道2的運行周期B. 衛(wèi)星在圓軌道2P點加速度小于軌道1上的P點加速度C. 衛(wèi)星變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度大

3、于變軌后沿圓軌道運動的加速度D. 衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過的P點的線速度小于月球公轉運動的線速度【答案】D【解析】【詳解】A由開普勒第三定律得軌道1的半長軸小于軌道2的半徑，故衛(wèi)星在軌道1的運行周期小于在軌道2的運行周期，A錯誤；BC根據(jù)牛頓第二定律，萬有引力提供向心力，提供衛(wèi)星的向心加速度，同一位置，萬有引力一定，向心加速度相等，衛(wèi)星變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度等于變軌后沿圓軌道運動的加速度BC錯誤；D在此圓軌道2上飛船運行周期等于月球公轉周期，所以軌道2的半徑與月球公轉軌道半徑相同，由可知，衛(wèi)星在軌道2上的線速度與月球公轉線速度相同，又因為衛(wèi)星需在P處點火加速從軌道1變到圓軌道2，所以衛(wèi)星

4、在軌道1上經(jīng)過的P點的線速度小于月球公轉運動的線速度，故D正確。故選D。3. 如圖所示擺球的質量為m，從A處由靜止釋放，擺球運動到最低點B時的速度大小為v，重力加速度為g，不計空氣阻力，則擺球從A運動到B的過程中（）A. 重力勢能減小B. 重力的最大瞬時功率為mgvC. 合力的沖量為0D. 重力的沖量大小為mv【答案】A【解析】【詳解】A擺球從A運動到B的過程中，機械能守恒，所以重力勢能的減少量等于動能的增加量，等于，A正確；B設該過程的任意一點的速度為，速度與豎直方向的夾角為，則重力瞬時功率為在該過程中機械能守恒，從A到B的過程中速度均小于v，所以重力瞬時功率均小于mgv，在B點時，重力方向

5、與速度方向垂直，此時瞬時功率為0，B錯誤；CD由動量定理，合外力的沖量等于物體動量的改變量，所以擺球從A運動到B的過程中合力的沖量為mv，CD錯誤。故選A。4. 某飛船在某小行星表面為返回地球而豎直起飛，起飛前在行星表面上的重力G0=1104N，飛船起飛時的加速度大小a1=5m/s2，飛船上升的高度等于小行星半徑時的加速度大小a2=10m/s2，若飛船上升時受到的推力不變，小行星的半徑R=96km，不計其他星體及該行星表面氣體的影響，下列說法正確的是（）A. 飛船起飛時推力為F=1.5104NB. 飛船起飛時推力為F=1.75104NC. 飛船質量為m=1103kgD. 飛船質量為m=2.51

6、03kg【答案】B【解析】【詳解】設飛船受到的推力為F，質量為m，飛船起飛時有由萬有引力定律可知飛船上升的高度為小行星半徑R時所受的重力為N由牛頓第二定律可知解得故選B。二、多選題（本題共4小題，每小題6分，共24分。每小題給出的四個選項中，多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）5. 向空中發(fā)射一物體，不計空氣阻力，當物體的速度恰好沿水平方向時，物體炸裂為a、b兩塊若質量較大的a塊的速度方向仍沿原來的方向，則( )A. b的速度方向一定與原速度方向相反B. 從炸裂到落地這段時間里，a飛行的水平距離一定比b的大C. a、b一定同時到達地面D. 炸裂的過程中，a、

7、b中受到的爆炸力的沖量大小一定相等【答案】CD【解析】【詳解】AD物體在炸成兩塊時，系統(tǒng)在水平方向動量守恒，以初速度方向為正，由動量守恒定律可知當 且v10時b的速度方向可能與原速度方向相同、相反或為零，但a和b兩塊的動量變化一定大小相等，方向相反，a、b中受到的爆炸力的沖量大小一定相等，方向相反，A錯誤，D正確；BC在爆炸后，a和b在豎直方向做自由落體運動，二者在空中運動時間相等，同時到達地面，由于a和b的水平速度關系未知，所以二者落地時的水平距離關系不能確定，選項B錯誤，C正確。故選CD。6. 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)科學家們復原的過程，在兩顆中子星合

8、并前約100s時，它們相距約400km，繞二者連線上的某點每秒轉動12圈；將兩顆中子星都看作是質量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、萬有引力常量并利用牛頓力學知識，可以估算出這一時刻兩顆中子星（）A. 各自質量B. 質量之和C. 速率之和D. 各自的自轉角速度【答案】BC【解析】【詳解】ABC兩顆中子星為雙星系統(tǒng)，二者周期相同，設為T，設二者的軌道半徑分別為r1和r2，則兩顆中子星相距 兩顆雙子星之間的萬有引力分別提供各自的向心力，則 聯(lián)立可得 兩顆中子星的速率分別為 聯(lián)立解得 根據(jù)題給條件，T可求得，且L已知，所以這一時刻兩顆中子星的質量之和與速率之和可以求得。若要求解各自質量，需要知道兩顆中子星

9、的軌道半徑之比，故A不符合題意，BC符合題意；D由題意，根據(jù)可求得兩顆中子星公轉的角速度，無法求得各自的自轉角速度，故D不符合題意。故選BC。7. 如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，B、C是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星。B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星。則以下判斷正確的是（）A. 物體A的線速度大小等于地球的第一宇宙速度B. A、B、C的線速度大小關系為vAvBvCC. A、B、C的周期大小關系為TA=TCTBD. 若衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先加速【答案】CD【解析】【詳解】BA、C相比較，角速度相等，由vr可知vAvC根據(jù)得vCvB則vAvCvB故B錯誤；A第一宇宙速度

10、為近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，為最大環(huán)繞速度，所以B的速度小于第一宇宙速度，物體A的線速度小于地球的第一宇宙速度，故A錯誤；C衛(wèi)星C為同步地球衛(wèi)星，所以TATC根據(jù)得T2可知TCTB所以TATCTB故C正確；D衛(wèi)星要想從低軌道到達高軌道，需要加速做離心運動，故D正確。故選CD。8. 如圖所示，一質量為2kg的物塊B靜止在光滑水平面上，左側固定一水平輕質彈簧，另一質量為3kg的物塊A向右以5m/s的速度撞擊彈簧，整個撞擊過程中兩物塊的速度始終在一條直線上，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，下列說法正確的是（）A. 當彈簧壓縮最短時，物塊A、B速度大小均為3m/sB. 彈簧的最大彈性勢能為15JC. 物塊A的最終速度

11、大小為1m/sD. 物塊B的最終速度大小為5m/s【答案】ABC【解析】詳解】A當彈簧壓縮最短時，設A、B達到共同速度v，根據(jù)動量守恒定律有解得故A正確；B彈簧的最大彈性勢能為故B正確；CD設物塊A、B的最終速度分別為vA、vB，根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律分別有聯(lián)立以上兩式解得故C正確，D錯誤。故選ABC。三、非選擇題（7題，共60分）9. 如圖所示，懸掛于豎直彈簧下端的小球質量為m，運動速度的大小為v，方向向下經(jīng)過時間t，小球的速度大小為v，方向變?yōu)橄蛏虾雎钥諝庾枇?，重力加速度為g，求該運動過程中，小球所受彈簧彈力沖量的大小【答案】【解析】【詳解】取向上為正方向，動量定理mv（mv）=I

12、且解得10. 如圖所示在光滑水平面的左側固定一豎直擋板，A球在水平面上靜止放置，B球向左運動與A球發(fā)生正碰，B球碰撞前后的速率之比為，A球垂直撞向擋板，碰后原速率返回，兩球剛好不發(fā)生碰撞，A、B兩球的質量之比為_?！敬鸢浮?【解析】【詳解】1A、B兩球碰撞過程，假設碰撞前B球的速度大小為，碰撞后A、B兩球的速度大小分別為，由題意可知碰后B球的速度反向，根據(jù)動量守恒可得又A球垂直撞向擋板，碰后原速率返回，兩球剛好不發(fā)生碰撞，則有聯(lián)立解得11. 如圖所示，圖甲為“向心力演示器驗證向心力公式”的實驗示意圖，圖乙為俯視圖。圖中A、B槽分別與a、b輪同軸固定，且a、b輪半徑相同。當a、b兩輪在皮帶的傳動

13、下勻速轉動。（1）兩槽轉動的角速度_。（選填“”“=”或“”=）。（2）現(xiàn)有兩質量相同的鋼球，球放在A槽的邊緣，球放在B槽的邊緣，它們到各自轉軸的距離之比為。則鋼球、的線速度之比為_；受到的向心力之比為_。【答案】 . = . 2：1 . 2：1【解析】【詳解】1（1）a、b兩輪是同皮帶轉動，所以兩者具有相同的線速度，根據(jù)可知，A、B槽分別與a、b輪同軸固定，且a、b輪半徑相同，所以A、B兩槽轉動的角速度相等；2（2）根據(jù)因為A、B兩槽轉動的角速度相等，則鋼球、的線速度之比為3根據(jù)向心力公式受到的向心力之比為12. 用如圖甲實驗裝置驗證、組成的系統(tǒng)機械能守恒。從高處由靜止開始下落，上拖著的紙帶

14、打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律。如圖乙給出的是實驗中獲取的一條紙帶；是打下的第一個點，每相鄰兩計數(shù)點間還有個打下的點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示。已知、（計算結果保留兩位有效數(shù)字）（1）在紙帶上打下計數(shù)點時的速度_；（2）在計數(shù)點過程中系統(tǒng)動能的增量_，為了簡化計算，取，則系統(tǒng)勢能的減少量_。【答案】 . 2.4 . 0.58 . 0.60【解析】【詳解】（1）1根據(jù)勻變速直線運動中間時刻速度等于該段時間的平均速度，可得（2）2在計數(shù)點過程中系統(tǒng)動能增量為3在計數(shù)點過程中系統(tǒng)勢能的減少量13. 牛頓利用行星圍繞太陽的運動可看做勻速圓周運動，借助開普勒三

15、定律推導出兩物體間的引力與它們質量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。牛頓思考月球繞地球運行的原因時，蘋果的偶然落地引起了他的遐想：拉住月球使它圍繞地球運動的力與拉著蘋果下落的力，是否都與太陽吸引行星的力性質相同，即都遵循著平方反比規(guī)律？因此，牛頓開始了著名的“月-地檢驗”。（1）將月球繞地球運動看作勻速圓周運動。已知月球質量為m，月球半徑為r，地球質量為M，地球半徑為R，地球和月球質心間的距離為L，月球繞地球公轉的周期T，求地球和月球之間的相互作用力F。（2）在牛頓的時代，L和T都能較精確地測定，已知L3.84108m、T2.36106s，地面附近的重力加速度g=9.80m/s2，請據(jù)

16、此寫出計算月球公轉的向心加速度a的表達式并計算比值；（3）已知月球與地球的距離約為地球半徑的60倍，如果牛頓的猜想正確，請你據(jù)此計算月球公轉的向心加速度a和蘋果下落的加速度g的比值，并與（2）中的結果相比較，你認為牛頓的猜想是正確的嗎？（2、3問在數(shù)字計算過程中可用近似2g，結果保留兩位有效數(shù)字）【答案】（1）；（2）；（3）；正確【解析】【詳解】（1）月球繞地球運動看作勻速圓周運動，則地球和月球之間的相互作用力（2）根據(jù)向心加速度的表達式得代入相關數(shù)據(jù)得（3）根據(jù)牛頓猜想，若兩個引力都與太陽吸引行星的力性質相同，遵循著統(tǒng)一的規(guī)律，都是由地球的吸引產(chǎn)生的，則地球表面的物體所以與（2）的結果比較

17、可知，兩種情況下的計算的結果是近似相等的，可知牛頓的猜想是正確的。14. 如圖所示，靜止在光滑水平面上質量M=3kg的小車ABC左側AB部分水平且長為L=0.875m，右側光滑圓弧軌道BC與AB平滑差接，C點與B點的高度差h=0.15m，一質量m=1kg的物塊以v0=4m/s的的水平初速度從A點沖上小車，并恰好上升到C點后開始滑下。取重力加速度g=10m/s2，求：（1）物塊到達C點時小車的速度大小vC；（2）物決第一次經(jīng)過B點時的速度大小v1；（3）物決與小車左側AB間的動摩擦因數(shù)?！敬鸢浮浚?）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）物塊到達點時，物塊和小車速度相同，視物塊和小車為系統(tǒng)，由動

18、量守恒定律則有解得（2）設物塊第一次經(jīng)過點時，小車的速度為，由動量守恒定律可知由于圓弧軌道BC光滑，因此物塊從點到達點的過程中，由能量守恒定律可得解得（3）物塊從開始到第一次經(jīng)過點的過程中，根據(jù)動能定理可得解得物塊與小車左側間動摩擦因素15. 如圖所示，AOB是游樂場中的滑道模型，它位于豎直平面內(nèi)，由兩個半徑都是R的1/4圓弧滑道連接而成，它們的圓心O1、O2與兩圓弧的連接點O在同一豎直線上，O2B與水池的水面平齊一小滑塊可由圓弧AO上的任意點從靜止開始下滑，小滑塊與滑道之間的摩擦不計 （1）小滑塊由圓弧AO上的何處從靜止開始下滑恰好能在O點離開滑道（用該處到O1的連線與豎直線的夾角表示）（2）從任意點滑下的小滑塊若能在O點脫離滑道，求其落水點到O2的水平距離（3）若小滑塊從開始下滑到脫離滑道的過程，在兩個圓弧上滑過的弧長相等，則小滑塊開始下滑時應在圓弧AO上的何處（用該處到O1的連線與豎直線的夾角表示）【答案】(1) (2) (3) 【解析】【詳解】（1）設出發(fā)點到O1連線與豎直線