高中物理人教版第六章萬有引力與航天（全國一等獎）

資陽中學高2023級第二學期物理半期考試一.選擇題：本題共14小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，第1~10題只有一項符合題目要求，第11~14題有多項符合題目要求。全部選對的得3分，選對但不全的得分，有選錯的得0分。1.關(guān)于曲線運動，以下說法中正確的是()A.物體的速度方向時刻在改變B.物體的速度大小時刻在改變C.物體的加速度方向時刻在改變D.物體在恒力作用下不可能做曲線運動2.下列說法正確的是()A.牛頓利用扭秤裝置比較準確地測出了引力常量，體現(xiàn)了放大和轉(zhuǎn)換的思想B.開普勒以天體間普遍存在的引力為依據(jù)，運用嚴密的邏輯推理建立了萬有引力定律C.為了探究勻速圓周運動向心力F與小球質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系，物理上采用了控制變量的方法D.哥白尼的日心說是以地球為參與系。3.如右圖所示，小球a、b的質(zhì)量分別是m和2m，a從傾角為30°的光滑固定斜面的頂端無初速下滑，b從斜面等高處以初速v0平拋，比較a、b落地前的運動過程有()、b所用的時間相同、b都做勻變速運動C.落地前的速度相同D.落地時的水平速度相同4.如右圖示，地球繞地軸自轉(zhuǎn)，地球上任意兩點a和b的緯度分別為φ1和φ2，則關(guān)于其線速度和角速度，下列說法中正確的是()A.ωa:ωb=1，va:vb=1B.ωa:ωb=1，va:vb=sinφ1:sinφ2C.ωa:ωb=1，va:vb=cosφ1:cosφ2D.ωa=ωb，va=vb=0ABAθ2θ5.如圖所示，兩個小球A和B分別被兩條輕繩系住，在同一平面內(nèi)做圓錐擺運動，已知系B的繩子與豎直線的夾角為θ，而系A(chǔ)的繩子與豎直線的夾角為2θ，關(guān)于AABAθ2θ:2:1:4:16.已知萬有引力常量，利用下列哪組數(shù)據(jù)不能計算出地球質(zhì)量：()A.已知地球半徑和地面重力加速度B.已知人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動的軌道半徑和周期C.已知月球繞地球作勻速圓周運動的周期和月球軌道半徑D.已知同步衛(wèi)星離地面高度和地球自轉(zhuǎn)周期7.我國未來將在月球表面上建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站．如圖所示，關(guān)閉發(fā)動機的航天飛機A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B處與空間站C對接．已知空間站繞月圓軌道的半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，月球的半徑為R.下列說法中錯誤的是()A.航天飛機在圖示位置正在加速向B運動B.月球的第一宇宙速度為v=eq\f(2πr,T)C.月球的質(zhì)量為M=eq\f(4π2r3,GT2)D.要使航天飛機和空間站對接成功，飛機在接近B點時必須減速8.如圖所示，質(zhì)量為m的木箱在水平恒力F推動下，從粗糙斜面的底部A處由靜止開始運動至斜面上的B處，獲得速度為v，AB之間的水平距離為x、高度差為h，重力加速度為g。則在水平恒力F推動木箱從A到B的過程中，下列說法正確的是()A.推力的平均功率是：B.合外力對木箱做的功是eq\f(1,2)mv2+mghRC.推力對木箱做的功是eq\f(1,2)mv2+mghD.斜面對木箱做的功是eq\f(1,2)mv2+mgh-Fx9.下列說法正確的是()A.作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周半徑方向離開圓心B.作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周切線方向離開圓心C.作勻速圓周運動的物體，它自己會產(chǎn)生一個向心力，維持其作圓周運動D.作離心運動的物體，是因為受到離心力作用的緣故10.某人騎自行車以10m/s的速度在大風中向東行使，他感覺到風正以相對于車同樣大小的速度從正北方吹來，實際的風是()(從北方吹向南方的風叫正北風)A.西北風，速度大小為m/sB.東北風，速度大小為m/s C.正北風，速度大小為10m/s D.正南風，速度大小為10m/s11.如圖所示，在斜面頂端a處以速度va水平拋出一小球，經(jīng)過時間ta恰好落在斜面底端P處。今在P點正上方與a等高的b處以速度vb水平拋出另一小球，經(jīng)過時間tb恰好落在斜面的中點處。若不計空氣阻力，下列關(guān)系式正確的是()=vb=eq\r(2)vb=eq\r(2)tb=tb12.如圖所示，地球赤道上的山丘e、近地資源衛(wèi)星p和同步通信衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運動。設(shè)e、p、q的圓周運動速率分別為v1、v2、v3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則()>v2>v3 <v3<v2>a2>a3 <a3<a213.如圖所示，半徑為R的豎直光滑圓軌道內(nèi)側(cè)底部靜止著一個光滑小球，現(xiàn)給小球一個沖擊使它在瞬間得到一個水平初速度v0，v0大小不同則小球能夠上升到的最大高度（距離底部）H也不同。下列說法中正確的是()A.時， B.時，C.時， D.時，14.一長度為2R的輕質(zhì)細桿兩端分別固定質(zhì)量為m和2m小球M和N，兩小球可視為質(zhì)點，細桿的中點處有一軸，細桿可繞其在豎直平面內(nèi)無摩擦地轉(zhuǎn)動。開始細桿呈豎直狀態(tài)，N在最高點，如圖所示，當裝置受到很小擾動后，細桿開始繞過中點的軸轉(zhuǎn)動，則在球N轉(zhuǎn)動到最低點的過程中，下列說法正確的是()的重力勢能減小量等于M的重力勢能增加量B.細桿對N做的功的絕對值大于細桿對M做的功的絕對值C.運動過程中兩球的最大速度均為D.細桿對N做的功為二.實驗題：本題共2小題，每空2分，共16分15.在“研究平拋物體的運動”實驗中，在固定斜槽時，應(yīng)該使斜槽末端，每次釋放小球時應(yīng)該；如圖所示是用閃光照像法拍攝到的平拋小球在運動過程中的閃光照片的一部分。A為拋出后小球運動過程中的某一位置。已知每個小方格的邊長是5cm，重力加速度g=10m/s2，則小球從A運動到B所用的時間為s，平拋運動的初速度大小為m/s。16.為探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”，采用了如圖所示實驗裝置．回答下列問題：(1)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取做法是A.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動B.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動C.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動D.將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動(2)若實驗中所用小車的質(zhì)量為200g，為了使實驗結(jié)果盡量精確，在實驗室提供的以下四種規(guī)格鉤碼中，應(yīng)該挑選的鉤碼是(3)某實驗小組挑選了一個質(zhì)量為50g的鉤碼，在多次正確操作實驗得到的紙帶中取出自認為滿意的一條，經(jīng)測量、計算，得到如下數(shù)據(jù)：第一個點到第n個點的距離為；打下第n點時小車的速度大小為s．該同學將鉤碼的重力當作小車所受的拉力，則該過程拉力對小車做的功為J，小車動能的增量為J（g=s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）三.計算題：本題共4小題，共52分17.(12分）有一質(zhì)量為m的衛(wèi)星以軌道半徑為r、周期為T環(huán)繞某行星做圓軌道運動，已知引力常量為G。求：(1)行星的質(zhì)量M；(2)作用于衛(wèi)星上的引力F；(3)若行星的半徑是衛(wèi)星軌道半徑的，行星表面的重力加速度g是多大？18.(12分)用一臺額定功率為P0=60kW的起重機，將一質(zhì)量為m=500kg的工件由地面豎直向上吊起，不計摩擦等阻力，取g=10m/s2。求：(1)工件在被吊起的過程中所能達到的最大速度vm；(2)若使工件以a=2m/s2的加速度從靜止開始勻加速向上起吊能維持勻加速運動的時間；(3)若起重機保持額定功率從靜止開始吊起工件，經(jīng)過t=工件的速度達到vt=10m/s時工件離地面的高度h。19.(14分)如圖所示，裝置ABCDE固定在水平地面上，AB段為傾角θ=53°的斜面，BC段為半徑R=2m的圓弧軌道，兩者相切于B點，A點離地面的高度為H=4m。一質(zhì)量為m=lkg的小球從A點由靜止釋放后沿著斜面AB下滑，當進入圓弧軌道BC時，由于BC段是用特殊材料制成的，導致小球在BC段運動的速率保持不變。最后，小球從最低點C水平拋出，落地速率為v=7m/s。已知小球與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)μ=，重力加速度g=10m/s2，sin53°=，cos53°=，不計空氣阻力，求：(1)小球從B點運動到C點阻力所做的功；(2)B點到水平地面的高度；(3)小球運動到C點時的速度大小。20.(14分)如圖所示，地面和半圓軌道面PTQ均光滑.質(zhì)量M=lkg的小車放在光滑地面上，小車上表面與半圓軌道最低點P的切線相平.現(xiàn)有一質(zhì)量m=2kg的滑塊(不計大小)以v0=6m/s的初速度滑上小車左端，帶動小車向右運動，小車跟墻壁碰撞時，滑塊處在小車正中間位置且恰好與小車達到共同速度，碰后小車即被粘在墻壁上，滑塊最終通過了半圓形軌道的最高點，已知滑塊與小車表面的動摩擦因數(shù)μ=，g取10m/s2求:(1)小車的長度L；(2)圓軌道半徑R的取值范圍。四川省資陽中學高2023級第二學期半期檢測物理試題參考答案及評分細則一.選擇題：本題共16小題，每小題3分。在每小題給出的四個選項中，第1~10題只有一項符合題目要求，第11~14題有多項符合題目要求。全部選對的得3分，選對但不全的得分，有選錯的得0分。1234567ACBCDDB891011121314DBABCBDADCD二.實驗題：本題共2小題，每空2分，共16分15．水平，從同一位置靜止釋放(同一位置和靜止各1分)，，1。16．（1）C；（2）A；（3），．(只有這兩個結(jié)果才給分)三.計算題：本題共4小題，共52分17.(12分)【答案】（1）4分（2）4分（3）4分18.(12分)解：(1)當工件達到最大速度時將保持向上的勻速運動，有：F=mg①1分P0=Fvm②2分聯(lián)解①②得：vm=12m/s③1分(2)工件被勻加速向上吊起時v變大，P也變大，當P＝P0時勻加速過程結(jié)束，根據(jù)牛頓第二定律得：F￠-mg=ma④2分P0=F￠v⑤1分v=at￠⑥1分聯(lián)解④⑤⑥并代入數(shù)據(jù)得：t￠=5s⑦1分(3)根據(jù)動能定理，有：P0t-mgh=eq\f(1,2)mvt2-0⑧2分代入數(shù)據(jù)解得：h=13m⑨1分19.(13分)解：(1)小球從B到C動能不變，根據(jù)動能定理

mg（R-Rcosθ）+Wf=0①4分解得Wf=-8J②1分

即小球從B點運動到C點克服阻力所做的功為-8J．得到8J給3分

(2)設(shè)AB間距為l1，然后對整個運動過程運用動能定理，得到

mgH-μmgcos53°?l1+Wf=③3分代入數(shù)據(jù)解得l1=

B點高度為：h=H-l1sin53°④1分h=×=2m⑤1分

即B點到水平地面的高度為2m．

(3)對AB過程運用動能定理，得到mgl1sin53°-μmgcos53°?l1=⑥3分解得vB