安徽省淮南市第一中學2024-2025學年高一物理下學期4月段考試題含解析

PAGE18-安徽省淮南市第一中學2024-2025學年高一物理下學期4月段考試題（含解析）一、單選題1.以下關(guān)于行星運動及萬有引力的描述正確的是()A.開普勒認為行星繞太陽運行的軌道是橢圓，行星在橢圓軌道上各個地方的速率均相等B.太陽對行星的引力與地球?qū)υ虑虻囊儆诓煌再|(zhì)的力C.牛頓提出的萬有引力定律只適用于天體之間D.卡文迪許利用扭稱試驗測出了引力常量的數(shù)值【答案】D【解析】試題分析：依據(jù)開普勒其次定律，太陽和行星連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，可知行星在近日點的線速度大于行星在遠日點的線速度，故A錯誤；太陽對行星的引力與地球?qū)υ虑虻囊Χ紝儆谌f有引力，故B錯誤；萬有引力是普遍存在的，有質(zhì)量的兩物體間都存在萬有引力，萬有引力定律的適用于宇宙萬物隨意兩個物體之間的引力，故C錯誤；1798年，卡文迪許利用扭秤，采納微小量放大法，由試驗測出了萬有引力常量G的數(shù)值，證明白萬有引力定律的正確，故D正確．考點：開普勒行星定律，萬有引力定律．2.殲20是我國自主研發(fā)的一款新型隱形戰(zhàn)機，圖中虛線是某次殲20離開跑道在豎直方向向上加速起飛的軌跡，虛直線是曲線上過飛機所在位置的切線，則空氣對飛機作用力的方向可能是（）A.沿方向 B.沿方向 C.沿方向 D.沿方向【答案】C【解析】【詳解】飛機向上加速，空氣作用力應指向曲線彎曲的凹側(cè)，同時由于飛機加速運動，故力應與速度的夾角為銳角；故只有符合題意；故選C．3.如圖所示，在水平地面上，一物塊在與水平方向成θ角的恒力F作用下，水平向右運動了一段位移x．在此過程中，恒力F對物體所做的功為（）A.FxcosθB.C.FxsinθD.【答案】A【解析】F為恒力，x為位移，θ為力與位移的夾角；故拉力F做的功為：W=Fxcosθ；故選A．4.如圖所示，地球繞過球心的軸O1O2以角速度ω旋轉(zhuǎn)，A、B為地球表面上兩點，下列說法中正確的是（）A.A、B兩點具有相同的線速度B.A、B兩點重力加速度大小相等C.A、B兩點具有相同的向心加速度D.A點的向心加速度較大【答案】D【解析】【詳解】A．A、B兩點共軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，A的轉(zhuǎn)動半徑大于B點的轉(zhuǎn)動半徑，依據(jù)v=rω知，A的線速度大于B的線速度大小，故A錯誤；B．地球上緯度越高重力加速度越大，故B錯誤；CD．依據(jù)a=rω2知，角速度相等，A的轉(zhuǎn)動半徑大，則A點的向心加速度大于B點的向心加速度，故C錯誤，D正確。故選D。5.在同一平臺上的O點拋出的3個物體，做平拋運動的軌跡均在紙面內(nèi)，如圖所示，則3個物體做平拋運動的初速度vA、vB、vC，下落的時間tA、tB、tC的關(guān)系”關(guān)系分別是（）A.vAvBvCtAtBtCB.vAvBvCtAtBtCC.vAvBvCtAtBtCD.vAvBvCtAtBtC【答案】C【解析】【詳解】三個物體都做平拋運動，由可知，物體下降的高度確定物體運動的時間，所以物體水平方向做勻速直線運動，則有得取一個相同的高度，此時物體的下降的時間相同，水平位移大的物體的初速度較大，則故ABD錯誤，C正確。故選C。6.兩根長度不同的細線下面分別懸掛兩個小球，細線上端固定在同一點，若兩個小球以相同的角速度繞共同的豎直軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則兩個擺球在運動過程中，相對位置關(guān)系示意圖正確的是圖中的()A. B.C. D.【答案】B【解析】【詳解】小球做勻速圓周運動，對其受力分析如圖所示，由牛頓其次定律則有mgtanθ＝mω2Lsinθ整理得：Lcosθ＝是定值則兩球處于同一高度，故B項與分析相符．7.如圖，當汽車通過拱橋頂點的速度為10m/s時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?，假如要使汽車在橋面行駛至橋頂時，恰好不受橋面支持力作用，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢獮椋ǎ〢.15m/s B.20m/sC.25m/s D.30m/s【答案】B【解析】【詳解】依據(jù)牛頓其次定律得即解得當支持力為零，有解得故B正確，ACD錯誤。故選B。8.鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道凹凸是不同的，已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為θ，彎道處的圓弧半徑為r，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度小于，則（）A.內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B.外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓C.這時鐵軌對火車的作用力等于mgD.這時鐵軌對火車的作用力小于mg【答案】A【解析】【詳解】AB．火車的重力和軌道對火車的支持力的合力恰好等于須要的向心力時此時火車的速度正好是由題知，質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度小于須要的向心力減小，而重力與支持力的合外力不變，所以合外力大于所須要的向心力，內(nèi)軌就要對火車產(chǎn)生一個向外的力來抵消多余的力，所以此時內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓，故A正確，B錯誤；CD．當內(nèi)外軌沒有擠壓力時，受重力和支持力且當質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度小于時，內(nèi)軌對火車的作用力沿著軌道平面，此時支持力與內(nèi)軌對火車沿斜面的作用力的合力即為鐵軌對火車的作用力，由于兩力相互垂直，則合力肯定大于，故CD錯誤。故選A。9.如圖所示，長為L的細繩，一端系一質(zhì)量為m的小球，另一端固定于O點。當繩豎直時小球靜止，再給小球一水平初速度v，使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，并且剛好能通過最高點。重力加速度為g，小球可視為質(zhì)點。則下列說法中正確的是（）A.小球通過最高點時繩對小球的拉力為mgB.小球運動到圓心等高點時，繩對小球拉力大于mC.小球在最高點時的角速度大小為D.小球在最高點時角速度大小為【答案】C【解析】【詳解】ACD．細繩拉著小球恰好通過最高點，此時繩對小球的拉力剛好為0，靠重力供應向心力即得最高點的速度為由公式得最高點角速度為故AD錯誤，C正確；B．圓心等高點由牛頓其次定律得由于小球從最低點到圓心等高點速度減小，則小球運動到圓心等高點時，繩對小球的拉力小于m，故B錯誤。故選C。10.地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑為R1，周期為T1，月球繞地球運轉(zhuǎn)的軌道半徑為R2，周期為T2，則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】地球繞太陽公轉(zhuǎn)和月球繞地球公轉(zhuǎn)，萬有引力供應向心力，可得中心體質(zhì)量；地球公轉(zhuǎn)軌道半徑為R1，周期為T1，月球繞地球運轉(zhuǎn)的軌道半徑為R2，周期為T2，則太陽質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為：．故選B．【點睛】解決本題的關(guān)鍵駕馭萬有引力供應向心力求出中心體質(zhì)量．11.宇航員在某星球表面以初速度2.0m/s水平拋出一物體，并記錄下物體的運動軌跡如圖所示，O點為拋出點，若該星球半徑為4000km，萬有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，則下列說法正確的是（）A.該星球表面的重力加速度為2.0m/s2B.該星球的質(zhì)量為2.4×1023kgC.該星球的第一宇宙速度為4.0km/sD.若放射一顆該星球的同步衛(wèi)星，則同步衛(wèi)星的繞行速度肯定大于4.0km/s【答案】C【解析】【詳解】A．豎直方向上水平方向上解得，故A錯誤；B．由可求得故B錯誤；C．由可得該星球第一宇宙速度為故C正確；D．該星球第一宇宙速度為，由可知半徑約大則速度越小，若放射一顆該星球的同步衛(wèi)星，則同步衛(wèi)星的繞行速度肯定小于4.0km/s，故D錯誤。故選C?！军c睛】由平拋運動規(guī)律可求得重力加速度;再由萬有引力公式等于重力可求得星球質(zhì)量;依據(jù)第一宇宙速度的定義可求得第一宇宙速度;并明確同步衛(wèi)星的速度。12.如圖所示，a為赤道上的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，b為沿地球表面旁邊做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星，以下關(guān)于a、b、c的說法中正確的是（）A.b的運轉(zhuǎn)周期最短B.a的軌道半徑最小，做圓周運動的線速度最大C.a和b的角速度相同D.b的軌道相對赤道面傾斜，不穩(wěn)定，在地球引力作用下最終將落到赤道平面上【答案】A【解析】【詳解】A．衛(wèi)星c為同步衛(wèi)星，所以依據(jù)得則c的周期大于b的周期，即b的運轉(zhuǎn)周期最短，故A正確；B．地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，依據(jù)v=rω，c的線速度大于a的線速度，由公式得則則有故B錯誤；C．地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星具有相同的角速度，所以再依據(jù)可知，所以，故C錯誤；D．b的軌道相對赤道面傾斜仍由萬有引力供應向心力，則b衛(wèi)星能穩(wěn)定運行，故D錯誤。故選A。13.“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每個恒星的線度遠小于兩個星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點做周期相同的勻速圓周運動?，F(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L，設(shè)質(zhì)量分別用m1、m2表示，且m1：m2=5：2。則可知（）A.m1、m2做圓周運動的線速度之比為2：5B.m1、m2做圓周運動的角速度之比為5：2C.雙星間距離肯定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越大D.雙星的質(zhì)量肯定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越小【答案】A【解析】【詳解】A．雙星靠相互間的萬有引力供應向心力，具有相同的角速度，設(shè)為ω，則有解得依據(jù)v=ωr知故A正確；B．雙星具有相同的角速度，則m1、m2做圓周運動的角速度之比為1：1，故B錯誤；CD．依據(jù)萬有引力供應向心力，有得，聯(lián)立得得雙星間距離肯定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越小，雙星的質(zhì)量肯定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越大，故CD錯誤。故選A。14.如圖所示，兩個完全相同的小球分別從水平地面上A點和A點正上方的O點拋出，O點拋出小球做平拋運動，A點斜拋出的小球能達到的最高點與O點等高，且兩球同時落到水平面上的B點，關(guān)于兩球的運動，下列說法正確的是（）A.兩小球應當是同時拋出B.兩小球著地速度大小相等C.平拋小球的初速度是斜拋小球初速度的兩倍D.平拋小球的飛行時間是斜拋小球飛行時間的一半【答案】D【解析】【詳解】AD．斜拋運動在豎直方向的分運動是豎直上拋運動，依據(jù)豎直上拋運動的時間對稱性，可知斜拋物體的運動時間下降時間的兩倍，而由于斜拋物體的最高點與另一小球的拋出點的高度一樣，則可知做斜拋運動的小球運動時間是做平拋運動的小球運動時間的兩倍，要使兩小球同時落地，兩小球不能同時拋出，故A錯誤，D正確；B．由前面的分析可知兩小球落地時豎直方向的分速度大小相等，由于水平方向均做勻速直線運動，且兩小球大水平的分位移一樣，依據(jù)x=vt結(jié)合時間關(guān)系可知，做斜拋運動的小球在水平的分速度大小為做平拋運動的小球在水平方向的分速度的一半，依據(jù)可知兩小球落地時速度大小不相等，故B錯誤；C．由于做斜拋運動的小球在水平的分速度大小為做平拋運動的小球在水平方向的分速度的一半，但斜拋小球還有豎直方向的分速度，故C錯誤。故選D。15.2024年年底，我國放射嫦娥五號，實現(xiàn)在月球正面軟著陸完成月球采樣任務。嫦娥五號首先在繞月橢圓軌道上運動，下列推斷正確的是（）A.在近月點的加速度大小小于在遠月點的加速度大小B.在近月點的速度大小小于在遠月點的速度大小C.在近月點發(fā)動機點火加速，可進入近月圓軌道ⅠD.在Ⅱ軌道上的周期大于在Ⅰ軌道上的周期【答案】D【解析】【詳解】A．由公式得則在近月點的加速度大小大于在遠月點的加速度大小，故A錯誤；B．從近月點到遠月點萬有引力做負功，動能減小，則在近月點的速度大小大于在遠月點的速度大小，故B錯誤；C．在橢圓軌道上應點火減速使嫦娥五號做向心運動進入近月圓軌道Ⅰ，故C錯誤；D．由開普勒第三定律可知，由于橢圓軌道半長軸大于圓軌道半徑，則在Ⅱ軌道上的周期大于在Ⅰ軌道上的周期，故D正確。故選D。16.如圖所示，可視為質(zhì)點的木塊A、B疊放在一起，放在水平轉(zhuǎn)臺上隨轉(zhuǎn)臺一起繞固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，木塊A、B與轉(zhuǎn)軸的距離為1m，A的質(zhì)量為5kg，B的質(zhì)量為10kg．已知A與B間的動摩擦因數(shù)為，B與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為，如木塊A、B與轉(zhuǎn)臺始終保持相對靜止，則轉(zhuǎn)臺角速度的最大值為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取A.1

B. C. D.3

【答案】B【解析】【詳解】由于A、AB整體受到的靜摩擦力均供應向心力，故對A：對AB整體代入數(shù)據(jù)解得：，故應選B．【點晴】本題關(guān)鍵是對A、AB整體受力分析，依據(jù)靜摩擦力供應向心力以及最大靜摩擦力等于滑動摩擦力列式分析．二．計算題17.如圖所示，半徑為R的半圓柱體放在放在水平地面上，AB為過圓心O的直徑。一質(zhì)量為m小球從P點以速度v0水平拋出，垂直落在半徑為R的半圓柱體表面上的Q點，∠AOB=。重力加速度為g。求：(1)小球從P到Q的飛行時間；(2)P點離地面的高度；(3)小球到達Q點時的重力功率?！敬鸢浮?1)；(2)；(3)mgv0【解析】【詳解】(1)在Q點有且解得(2)從P到Q在豎直方向上，P點的高度為解得(3)重力的瞬時功率為18.質(zhì)量為m的小球置于內(nèi)壁光滑的正方體盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑，盒子內(nèi)壁各個側(cè)面均裝有力傳感器。一個宇航員來到一未知星體上，讓該盒子在豎直平面內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運動，AC，BD分別為圓周的水平和豎直直徑，如圖所示。試驗中發(fā)覺，盒子經(jīng)過B位置時，cd面的傳感器示數(shù)為F1；經(jīng)過D位置時，ab面的傳感器示數(shù)為F2。求：