高中物理人教版第六章万有引力与航天（全国一等奖）

资阳中学高2023级第二学期物理半期考试一.选择题：本题共14小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，第11~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得分，有选错的得0分。1.关于曲线运动，以下说法中正确的是()A.物体的速度方向时刻在改变B.物体的速度大小时刻在改变C.物体的加速度方向时刻在改变D.物体在恒力作用下不可能做曲线运动2.下列说法正确的是()A.牛顿利用扭秤装置比较准确地测出了引力常量，体现了放大和转换的思想B.开普勒以天体间普遍存在的引力为依据，运用严密的逻辑推理建立了万有引力定律C.为了探究匀速圆周运动向心力F与小球质量m、角速度ω、半径r的关系，物理上采用了控制变量的方法D.哥白尼的日心说是以地球为参与系。3.如右图所示，小球a、b的质量分别是m和2m，a从倾角为30°的光滑固定斜面的顶端无初速下滑，b从斜面等高处以初速v0平抛，比较a、b落地前的运动过程有()、b所用的时间相同、b都做匀变速运动C.落地前的速度相同D.落地时的水平速度相同4.如右图示，地球绕地轴自转，地球上任意两点a和b的纬度分别为φ1和φ2，则关于其线速度和角速度，下列说法中正确的是()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.如图所示，两个小球A和B分别被两条轻绳系住，在同一平面内做圆锥摆运动，已知系B的绳子与竖直线的夹角为θ，而系A的绳子与竖直线的夹角为2θ，关于AABAθ2θ:2:1:4:16.已知万有引力常量，利用下列哪组数据不能计算出地球质量：()A.已知地球半径和地面重力加速度B.已知人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的轨道半径和周期C.已知月球绕地球作匀速圆周运动的周期和月球轨道半径D.已知同步卫星离地面高度和地球自转周期7.我国未来将在月球表面上建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接．已知空间站绕月圆轨道的半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R.下列说法中错误的是()A.航天飞机在图示位置正在加速向B运动B.月球的第一宇宙速度为v=eq\f(2πr,T)C.月球的质量为M=eq\f(4π2r3,GT2)D.要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速8.如图所示，质量为m的木箱在水平恒力F推动下，从粗糙斜面的底部A处由静止开始运动至斜面上的B处，获得速度为v，AB之间的水平距离为x、高度差为h，重力加速度为g。则在水平恒力F推动木箱从A到B的过程中，下列说法正确的是()A.推力的平均功率是：B.合外力对木箱做的功是eq\f(1,2)mv2+mghRC.推力对木箱做的功是eq\f(1,2)mv2+mghD.斜面对木箱做的功是eq\f(1,2)mv2+mgh-Fx9.下列说法正确的是()A.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心B.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心C.作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动D.作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故10.某人骑自行车以10m/s的速度在大风中向东行使，他感觉到风正以相对于车同样大小的速度从正北方吹来，实际的风是()(从北方吹向南方的风叫正北风)A.西北风，速度大小为m/sB.东北风，速度大小为m/s C.正北风，速度大小为10m/s D.正南风，速度大小为10m/s11.如图所示，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底端P处。今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点处。若不计空气阻力，下列关系式正确的是()=vb=eq\r(2)vb=eq\r(2)tb=tb12.如图所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则()>v2>v3 <v3<v2>a2>a3 <a3<a213.如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使它在瞬间得到一个水平初速度v0，v0大小不同则小球能够上升到的最大高度（距离底部）H也不同。下列说法中正确的是()A.时， B.时，C.时， D.时，14.一长度为2R的轻质细杆两端分别固定质量为m和2m小球M和N，两小球可视为质点，细杆的中点处有一轴，细杆可绕其在竖直平面内无摩擦地转动。开始细杆呈竖直状态，N在最高点，如图所示，当装置受到很小扰动后，细杆开始绕过中点的轴转动，则在球N转动到最低点的过程中，下列说法正确的是()的重力势能减小量等于M的重力势能增加量B.细杆对N做的功的绝对值大于细杆对M做的功的绝对值C.运动过程中两球的最大速度均为D.细杆对N做的功为二.实验题：本题共2小题，每空2分，共16分15.在“研究平抛物体的运动”实验中，在固定斜槽时，应该使斜槽末端，每次释放小球时应该；如图所示是用闪光照像法拍摄到的平抛小球在运动过程中的闪光照片的一部分。A为抛出后小球运动过程中的某一位置。已知每个小方格的边长是5cm，重力加速度g=10m/s2，则小球从A运动到B所用的时间为s，平抛运动的初速度大小为m/s。16.为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”，采用了如图所示实验装置．回答下列问题：(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是A.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动B.将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动C.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动D.将木板不带滑轮的一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动(2)若实验中所用小车的质量为200g，为了使实验结果尽量精确，在实验室提供的以下四种规格钩码中，应该挑选的钩码是(3)某实验小组挑选了一个质量为50g的钩码，在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条，经测量、计算，得到如下数据：第一个点到第n个点的距离为；打下第n点时小车的速度大小为s．该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力，则该过程拉力对小车做的功为J，小车动能的增量为J（g=s2，结果保留三位有效数字）三.计算题：本题共4小题，共52分17.(12分）有一质量为m的卫星以轨道半径为r、周期为T环绕某行星做圆轨道运动，已知引力常量为G。求：(1)行星的质量M；(2)作用于卫星上的引力F；(3)若行星的半径是卫星轨道半径的，行星表面的重力加速度g是多大？18.(12分)用一台额定功率为P0=60kW的起重机，将一质量为m=500kg的工件由地面竖直向上吊起，不计摩擦等阻力，取g=10m/s2。求：(1)工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm；(2)若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上起吊能维持匀加速运动的时间；(3)若起重机保持额定功率从静止开始吊起工件，经过t=工件的速度达到vt=10m/s时工件离地面的高度h。19.(14分)如图所示，装置ABCDE固定在水平地面上，AB段为倾角θ=53°的斜面，BC段为半径R=2m的圆弧轨道，两者相切于B点，A点离地面的高度为H=4m。一质量为m=lkg的小球从A点由静止释放后沿着斜面AB下滑，当进入圆弧轨道BC时，由于BC段是用特殊材料制成的，导致小球在BC段运动的速率保持不变。最后，小球从最低点C水平抛出，落地速率为v=7m/s。已知小球与斜面AB之间的动摩擦因数μ=，重力加速度g=10m/s2，sin53°=，cos53°=，不计空气阻力，求：(1)小球从B点运动到C点阻力所做的功；(2)B点到水平地面的高度；(3)小球运动到C点时的速度大小。20.(14分)如图所示，地面和半圆轨道面PTQ均光滑.质量M=lkg的小车放在光滑地面上，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平.现有一质量m=2kg的滑块(不计大小)以v0=6m/s的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动，小车跟墙壁碰撞时，滑块处在小车正中间位置且恰好与小车达到共同速度，碰后小车即被粘在墙壁上，滑块最终通过了半圆形轨道的最高点，已知滑块与小车表面的动摩擦因数μ=，g取10m/s2求:(1)小车的长度L；(2)圆轨道半径R的取值范围。四川省资阳中学高2023级第二学期半期检测物理试题参考答案及评分细则一.选择题：本题共16小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，第1~10题只有一项符合题目要求，第11~14题有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得分，有选错的得0分。1234567ACBCDDB891011121314DBABCBDADCD二.实验题：本题共2小题，每空2分，共16分15．水平，从同一位置静止释放(同一位置和静止各1分)，，1。16．（1）C；（2）A；（3），．(只有这两个结果才给分)三.计算题：本题共4小题，共52分17.(12分)【答案】（1）4分（2）4分（3）4分18.(12分)解：(1)当工件达到最大速度时将保持向上的匀速运动，有：F=mg①1分P0=Fvm②2分联解①②得：vm=12m/s③1分(2)工件被匀加速向上吊起时v变大，P也变大，当P＝P0时匀加速过程结束，根据牛顿第二定律得：F¢-mg=ma④2分P0=F¢v⑤1分v=at¢⑥1分联解④⑤⑥并代入数据得：t¢=5s⑦1分(3)根据动能定理，有：P0t-mgh=eq\f(1,2)mvt2-0⑧2分代入数据解得：h=13m⑨1分19.(13分)解：(1)小球从B到C动能不变，根据动能定理

mg（R-Rcosθ）+Wf=0①4分解得Wf=-8J②1分

即小球从B点运动到C点克服阻力所做的功为-8J．得到8J给3分

(2)设AB间距为l1，然后对整个运动过程运用动能定理，得到

mgH-μmgcos53°•l1+Wf=③3分代入数据解得l1=

B点高度为：h=H-l1sin53°④1分h=×=2m⑤1分

即B点到水平地面的高度为2m．

(3)对AB过程运用动能定理，得到mgl1sin53°-μmgcos53°•l1=⑥3分解得vB