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4月月考（總第七次）物理試題考查時間：90分鐘 滿分：100分 考查內(nèi)容：曲線運動、天體、能量一、單選題（共7道，每題只有一個選項正確，選對得4分，選錯不得分，共28分）1. 關(guān)于力對物體做功，下列說法中正確的是（）A. 一對作用力和反作用力在相同時間內(nèi)做的功一定大小相等，正負(fù)相反B. 不論怎樣力對物體做功，都可以用來計算C. 滑動摩擦力對物體一定做負(fù)功D. 滑動摩擦力和靜摩擦力都可以對物體做正功或負(fù)功【答案】D【解析】【詳解】A一對作用力和反作用力在相同時間內(nèi)，使物體運動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，不適用計算變力做功，故B錯誤；CD力做功的正負(fù)取決于力的方向和位移方向的夾角，滑動摩擦力和靜摩擦力都可以對物體做正功或負(fù)功，還可以不做功，故C錯誤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動，通過的位移為x，物體相對斜面體一直保持靜止，則在這個過程中（）A. 彈力對物體做功為GxcosB. 靜摩擦力對物體做功為GxsinC. 重力對物體做功為GxD. 合力對物體做功為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，所以摩擦力對物體m

3、做功為斜面對物體的彈力做功為ABC錯誤；D因物體做勻速運動，根據(jù)動能定理可知，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的引力，并繞太陽做勻速圓周運動。下列判斷正確的是（）A. 要從地球發(fā)射衛(wèi)星探測小行星帶，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. 各小行星繞太陽運動的周期均小于一年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，要擺脫地球的引力而成為繞太陽轉(zhuǎn)動的衛(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錯誤；B根據(jù)萬有引力提供向心力，可得解得顯然，各小行星繞太陽運動的軌道半徑大于地球繞太陽運行的軌道半徑，所以周期均大于一年，故B錯誤；D根據(jù)萬有引力提供向心力，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錯誤；C根據(jù)萬有引力提供向心力，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，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運動，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. 地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半D. 地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同【答案】D【解析】【詳解】地球繞太陽做圓周運動，萬有引力做向心力，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動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動周期為故D正確ABC錯誤。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故事：“落日六號”地層飛船深入地球內(nèi)部進(jìn)行探險，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，且均勻球殼對殼內(nèi)質(zhì)點的引力為零。若地球表面的重力加速度為g，當(dāng)“落日六號”位于地面以下深0.5R處時，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)于半球為0.5R的球體表面的重力加速度，即對比可得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地板的壓力等于其在該樓層所受地球萬有引

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，對地球同步衛(wèi)星分析有對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. 一條長為L，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】懸在桌邊的長的鏈條重心在

8、其中點處，離桌面的高度它的質(zhì)量為，當(dāng)把它緩慢拉到桌面時，增加的重力勢能就是外力需要做的功，則拉力需要做的功為故C正確，ABD錯誤。故選C。二、多選題（共7道，每題有多個選項符合題意，選對得4分，選對但不全得2分，選錯不得分，共28分）8. 關(guān)于地球同步衛(wèi)星（這種衛(wèi)星相對于地面靜止不動），下列說法中正確是（）A. 它一定在赤道上空運行B. 同步衛(wèi)星的高度和運行速率是一個確定的值C. 它運行的線速度一定大于第一宇宙速度D. 它運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，與地面相對靜止，同時衛(wèi)星受到地球萬有引力提供向心力，指向圓心，萬有引力指向地

9、心，故同步衛(wèi)星只能在赤道上空，故A正確；B因為同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即相同，萬有引力提供向心力有因為是一定值，所以軌道半徑也是一定值，所以它運行的軌道半徑和速率是確定的值，故B正確；C根據(jù)萬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錯誤；D根據(jù)萬有引力提供向心力有可得可知同步衛(wèi)星的它運行的加速度一定小于地球表面的重力加速度，故D錯誤；故選AB。9. “天問一號”是我國發(fā)射的火星探測器。如圖所示，假設(shè)“天問一號”探測器環(huán)繞火星做勻速圓周運動的周期為T，對火星的張角為。已知引力常量為G，由以上數(shù)據(jù)可以求得（）A. 天問一號探測器的角速

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，可以求出天問一號探測器的角速度，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，無法計算火星質(zhì)量，故B錯誤；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動，A、C為地球同步衛(wèi)星，某時刻A、B相距最近，如圖所示已知地球自轉(zhuǎn)周期為，B的運行周期為，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加速后做離心運動，軌道變高，不可能追上衛(wèi)星A，A錯誤；BA、B衛(wèi)星由相距最近至相距最遠(yuǎn)時，兩衛(wèi)星轉(zhuǎn)的圈數(shù)差半圈，設(shè)經(jīng)歷時間為t，有解得經(jīng)歷的時間B正確；C根據(jù)萬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)星在單位時間內(nèi)掃過的面積由于，所以在相同時間內(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)動桿，PQ為豎桿。P為兩桿的交點，Q為豎桿上的點。在道閘抬起過程中，桿PQ始終保持豎直，當(dāng)桿OP繞O點從與水平方向成30勻速轉(zhuǎn)動到60的過程中（）A. P點的線速度等于Q點的線速度B. P點的角速度大于Q點的角速度C. P點的加速度大于Q點的加速度D. P、Q兩點的路程相同【答案】AD【解析】【詳解】AB由于P、Q兩點在同一桿上，而且桿運動時始終保持豎直，所以在30勻速轉(zhuǎn)動到60的過程中，兩點都做半徑相同的勻速圓周運動，故兩點的線速度、角速度都相等，故A正確，B錯誤；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錯誤；D線速度相

13、等，運動時間相等，則路程相等，故D正確。故選AD。12. 如圖甲所示，長為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的小球接上長度均為L不可伸長的兩相同的輕質(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A，細(xì)線b的另一端結(jié)在桿的中點B。當(dāng)桿隨水平轉(zhuǎn)盤繞豎直中心軸勻速轉(zhuǎn)動時，將帶動小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，如圖乙。不計空氣阻力，重力加速度為g。則（）A. 當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時，桿轉(zhuǎn)動的角速度B. 當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時，桿轉(zhuǎn)動的角速度C. 當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時，細(xì)線a的拉力D. 當(dāng)細(xì)線斷開時，桿轉(zhuǎn)動的角速度【答案】BCD【解析】【詳解】AB當(dāng)細(xì)線b剛好拉直

14、時，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錯誤，B正確；C當(dāng)細(xì)線b剛好拉直時，細(xì)線a的拉力故C正確；Da、b繩都有拉力時，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，即時，可得聯(lián)立解得此時的角速度為故D正確。故選BCD。13. 如圖所示，某學(xué)生用可以緩慢轉(zhuǎn)動圓盤進(jìn)行實驗，A、B、C三個物體放在水平旋轉(zhuǎn)圓盤上，已知A、B、C物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)分別均為且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，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)生通過實驗和計算可以得出的結(jié)論是（）A. 物體B發(fā)生滑動時角速度為B. 物體

15、C發(fā)生滑動時角速度為C. 物體C先滑動，隨后物體A、B一起滑動D. 物體A先滑動，隨后物體B、C一起滑動【答案】BD【解析】【詳解】恰好發(fā)生滑動時，最大靜摩擦力提供向心力，對A解得對B解得對C 解得可得可知物體A先滑動，隨后物體B、C一起滑動，故BD正確，AC錯誤。故選BD。14. 如圖甲所示，一個質(zhì)量的物塊靜止放置在動摩擦因數(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動，經(jīng)過一段時間后，物塊回到出發(fā)點O處，取水平向右為速度的正方向，物塊運動過程中其速度v隨時間t變化規(guī)律如圖乙所示，。則（）A. 物塊經(jīng)過回到出發(fā)點B. 時水平力F的瞬時功率為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)點最遠(yuǎn)，沒有回到出發(fā)點，故A錯誤；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，時水平力F的大小為根據(jù)公式可得，物塊在時的速度大小為根據(jù)公式可得，時水平力F的瞬時功率為故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錯誤C正確。故選BC。三、實驗題（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動規(guī)律的實驗，連續(xù)曝光過程中小球依次出現(xiàn)在A、B、C三個位置，圖中

17、每個正方形的邊長，重力加速度g取，空氣阻力不計。(1)頻閃照相機(jī)的曝光頻率為_；(2)平拋運動的水平初速度_；(3)以A點為坐標(biāo)原點，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，則平拋運動拋出點的坐標(biāo)為（_，_）?！敬鸢浮?. . 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由可得平拋運動的水平初速度(3)34設(shè)拋出點坐標(biāo)為(x，y)，小球落在B點時的豎直速度為則有可得由拋出點坐標(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，沿水

18、平方向以初速度v0拋出一個小球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡另一點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?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】(1)小球水平拋出做平拋運動，根據(jù)平拋運動規(guī)律可得解得(2)衛(wèi)星繞該星球做低軌道的圓周運動時，軌道半徑近似等于星球的半徑，由萬有引力提供向心力，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，忽略其他星體對它們的引力作用和星體自轉(zhuǎn)效應(yīng)，則可能存在如下運動形式：四顆星分別位于邊長為L的正方形的四個頂點上（L遠(yuǎn)大于R），在相互之間的萬有引力作用下繞某一共同的圓心做角速度相同的圓周運動已知引力常量為G，求四顆星做圓周運動的角速度?！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有引力作用下圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，軌道半徑均為r=L星體在其他三顆星體