2022-2023学年辽宁省大连市重点中学高一（下）阶段测试物理试卷及答案解析

第=page11页，共=sectionpages11页2022-2023学年辽宁省大连市重点中学高一（下）阶段测试物理试卷（4月）1.关于功和能，下列说法不正确的是(

)A.作用力对物体做正功，反作用力不一定做功

B.物体在合外力作用下做变速运动，其动能一定发生变化

C.物体所受各力做功的代数和不为零，其机械能也可能守恒

D.竖直向上运动的物体重力势能一定增加，机械能也可能守恒2.如图所示，从某高度处，将质量为m的小球斜向上方抛出，初速度为v0，小球到达最高点时的速度为v1，最大高度为h，重力加速度为g。以地面为参考平面，不计空气阻力。下列正确的是(

)A.落地时，小球的动能为12mv12+mgh B.抛出时，小球的机械能为3.2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动A.质量之积 B.质量之和 C.速率之和 D.各自的自转角速度4.2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。据媒体报道，“天宫二号”空间站工作轨道为圆轨道，轨道高度400km，一天绕地球转16圈。若还知道引力常量和地球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是(

)A.地球对空间站的吸引力 B.空间站绕地球运行的速度

C.地球表面的重力加速度 D.空间站绕地球运行的加速度5.2021年5月15日，“天问一号”探测器成功着陆火星。图为“天问一号”探测器经过多次变轨后登陆火星的理想轨迹示意图，其中轨道I、III为椭圆，轨道II为圆，不计探测器变轨时质量的变化，万有引力常量为G，则下列说法不正确的是(

)A.探测器在轨道I的运行周期大于在轨道II的运行周期

B.探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”

C.若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量

D.探测器在轨道I上O点的速度小于轨道I6.单杠项目对体力和技巧要求高，需要注意安全。如图(a)所示，质量为50kg的小李双臂平行，静止倒立在单杠AB上。随后小李绕杠旋转至最低位置，如图(b)所示。若把小李看作质点，小李从静止到最低位置过程的运动可看作半径为1.2m的圆周运动，不计各种阻力，A.1000N B.1250N C.2000N7.如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球穿在圆轨道上，沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的作用力大小为F1，在最高点时对轨道的作用力大小为F2。F1–FA.3.5mg B.4.5mg C.8.如图所示，在光滑水平面上，物体受两个相互垂直的大小分别为F1=3N和F2=4A.F1对物体做的功是30J B.F2对物体做的功是40J

C.F1和F2合力为7N9.如图所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾角θ斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角也为θ的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为HA、HB、HC，则(

)

A.HA=HB=HC B.HA10.水星是距太阳最近的行星，西汉《史记·天宫书》的作者司马迁从实际观测中发现水星呈灰色。关于水星，下列说法正确的是(

)A.水星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等

B.水星的近“日”点速度小于远“日”点的速度

C.水星绕太阳运动的周期大于地球绕太阳运动的周期

D.水星绕太阳运动的速度大于地球绕太阳运动的速度11.如图，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用长为2L的轻杆相连，在杆的中点O处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后由静止释放，在B球顺时针摆动到最低位置的过程中(

)

A.A、B两球角速度大小始终相等

B.重力对B球做功的瞬时功率一直增大

C.B球摆动到最低位置时的速度大小为23gL

D.杆对12.一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上。宇宙飞船上备有以下实验仪器：A.弹簧测力计一个

B.C.天平一台(附砝码一套)

D.为测定该行星的质量M和半径R，宇航员在绕行及着陆后各进行了一次测量，依据测量数据可求出M和R(已知引力常量为G(1)绕行时测量所用的仪器为______(用仪器的字母序号表示)，所测物理量为(2)着陆后测量所用的仪器为A、C、D，所测物理量为物体质量m、重力F。用测量数据求该行星的质量M13.二十一世纪，能源问题是全球关注的焦点问题。从环境保护的角度出发，电动汽车在近几年发展迅速。下表给出的是某款电动汽车的相关参数：参数指标整车质量0～最大速度电池容量制动距离(数值20004.42509040请从上面的表格中选择相关数据，取重力加速度g=(1)将汽车制动过程近似看作匀减速直线运动，求汽车在(100km(2)若已知电动汽车电能转化为机械能的效率为η=80%，整车在行驶过程中的阻力约为车重的0.05倍，试估算此电动汽车以20m/s的速度匀速行驶时的续航里程(能够行驶的最大里程(3)某次加速过程中，此电动汽车在0−25s时间内，速度从514.荡秋千是一项民间传统体育活动。如图甲假设小女孩的重心到秋千悬挂点O之间的距离是L，秋千摆动的最大角度是θ。不计秋千质量，忽略空气阻力，g=10m/s2，cos37°=0.8。

(1)将荡秋千的过程简化为如下模型：如图乙把一个小球用细线悬挂起来，球心到悬挂点O之间的距离L=2.25m，摆动最大角度θ=37°。求：

a.小球运动到最低点B时的速度v的大小；15.轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为4m的物体由静止释放。当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在A点，另一端与小球P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道，B端与直径为2l的光滑半圆管道BCD相切(管道的半径略大于小球的半径)，半圆的直径BD竖直，如图所示，小球P与AB间的动摩擦因数μ=0.5用外力推动小球P，将弹簧压缩至长度l16.如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做圆周运动，轨道1为近地卫星轨道，其半径近似为R，现在欲将飞船转移到另一个半径为2R的圆轨道2上去，已知地球表面处的重力加速度为g，飞船质量为m，万有引力常数为G，地球半径为R，求：

(1)飞船在轨道2所处高处的重力加速度g’多大？

(2)飞船在轨道2绕地球做圆周运动的速度v是多大？

(3)理论上，若规定距地心无穷远处为引力势能零势能点，飞船和地球系统之间的引力势能表达式为EP=-GMm答案和解析1.【答案】B

【解析】【详解】A.作用力和反作用力分别作用在不同的物体上，所以作用力对物体做正功时，反作用力不一定做功，故A正确，不符合题意；B.动能是标量，速度大小变化时，物体的动能会变化，所以物体在合外力作用下做变速运动时，比如匀速圆周运动，其动能不变，故B错误，符合题意；C.机械能守恒的条件是除重力以外其它力对物体做功代数和为零，所以当重力做功时，除重力之外的其它力对物体做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，故C正确，不符合题意；D.如果物体只在重力作用下向上做竖直上抛运动，重力势能增加，机械能守恒，故D正确，不符合题意。故选B。

2.【答案】A

【解析】【分析】

由零势能面及抛出时小球的高度确定此时小球的重力势能，确定小球的初动能，即可得小球的机械能，由于只有重力做功，小球的机械能守恒，即可得小球落地时的动能；根据动能定理求出抛出时，人对小球做的功。

本题考查机械能守恒定律的简单应用及利用动能定理求变力做功问题。

【解答】

ABC.由于以地面为零势能面，而小球抛出时，离地面的高度小于h，可知抛出时小球的重力势能小于mgh，小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，则小球的机械能为12mv12+mgh，则抛出时，小球的机械能为12mv12+3.【答案】BC【解析】【分析】双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，结合牛顿第二定律求出双星总质量与双星距离和周期的关系式，从而分析判断。结合周期求出双星系统旋转的角速度和线速度关系。

本题实质是双星系统，解决本题的关键知道双星系统的特点，即周期相等、向心力大小相等，结合牛顿第二定律分析求解。

【解答】AB.双中子星做匀速圆周运动的频率f=12 Hz，周期T=112s，由万有引力提供向心力可得Gm1m2l2=m1r1(2πf)2=m卫ω自2r卫，解得ω

4.【答案】A

【解析】【分析】本题主要考查万有引力定律的应用以及匀速圆周运动的知识。结合题意，根据万有引力提供向心力、地球表面物体的万有引力等于重力，联立即可求解地球表面的重力加速度；由于条件不足，无法求解地球对空间站的吸引力；结合题意，根据匀速圆周运动的知识求解空间站绕地球运行的速度和空间站绕地球运行的加速度，由此分析即可正确求解。【解答】C.空间站绕地球做匀速圆周运动，设空间站的质量为m、地球半径为R、空间站离地面的高度为h，地球质量为M，根据万有引力提供向心力有GMm(R+h)2=m(2πT)2(R+h)，

根据地球表面物体的万有引力等于重力有GMmR2=mg，可得地球表面重力加速度g=GMR2，

联立可以解得g=4

5.【答案】D

【解析】【详解】A.根据开普勒第三定律r因为轨道I的半径r1大于在轨道II的半径r所以探测器在轨道I的运行周期大于在轨道IIT故A不符合题意；B.由于万有引力提供向心力，即G解得v因为第一宇宙速度是近地面速度，即G解得第一宇宙速度为v因为r所以探测器在轨道II上的速度小于火星的“第一宇宙速度”，故BC.由于万有引力提供向心力，即G解得M若已知轨道II的周期和轨道半径，则可以求出火星质量，故CD.探测器在轨道I上O点点火减速变轨到轨道II，所以探测器在轨道I上O点的速度大于轨道II上O点的速度，故本题选错误的，故选D。

6.【答案】B

【解析】转动半径r最低点速度为v，根据动能定理有2mgr解得F则一只手对单杠AB的拉力大小为1250故选B。

7.【答案】A

【解析】【详解】当速度为零时，小球在最高点时受到轨道向上的支持力，则有F从最高点运动到最低点，根据机械能守恒定律有m在最低点有，根据牛顿第二定律有F联立解得F则两作用力大小的差为F当小球通过最高点的速度大于

gRF从最高点到最低点，根据机械能守恒定律有m在最低点有，根据牛顿第二定律有F联立解得F故两作用力大小差范围为4故A不可能，符合题意；BC故选A。

8.【答案】D

【解析】【详解】A B．

WF2WAB错误；C.根据平行四边形可得，F1和FFC错误；D.则它们的合力做功W=

F合或者代数和为WD正确。故选D。

9.【答案】C

【解析】【分析】

ABC三个球的机械能都守恒，到达最高点时，根据机械能守恒定律分析对比可以得出结论。

B球做的是斜抛运动，水平方向的分速度是不能转化成物体的重力势能的，所以B的高度最低。

【解答】

对于A、C两个球，达到最高点时，A、C两个球的速度均为零，物体的动能全部转化为重力势能，所以A、C的最大高度相同；

对于B球来说，由于B是斜抛运动，在水平方向上有一个速度，这个分速度的动能不会转化成物体的重力势能，所以B球在最高点时的重力势能要比AC两球的小，所以高度要比AC两球的高度小，故C正确，ABD错误。

10.【答案】AD【解析】【分析】本题考查了开普勒行星运动定律、万有引力定律的应用；解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，并能灵活运用。

根据开普勒第二定律分析水星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积关系；

根据行星绕太阳运动由万有引力提供向心力立式分析。【解答】解：A.根据开普勒第二定律可知行星和太阳的连线在相同时间内扫过相同的面积，故A正确；

B.行星绕太阳运动由万有引力提供向心力，则有GMmr2=mv2r，可得v=GMr；由于水星的近“日”点的半径小于远“日”点的半径，故水星的近“日”点速度大于远“日”点的速度，故B错误；

C.行星绕太阳运动由万有引力提供向心力，则有GMmr2

11.【答案】AC【解析】解：A、A、B两球共轴转动，角速度大小始终相等，故A正确；

B、初位置，B球速度为零，重力的功率为零，最低点，重力方向与速度方向垂直，重力的功率为零，所以重力对B球做功的瞬时功率先增大后减小，故B错误；

C、对于A球和B球组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒，则有：

2mgL−mgL=122mvB2+12mvA2，

vA=vB

解得：vB12.【答案】(1)B；周期T；【解析】【分析】本题关键先要弄清实验原理，再根据实验原理选择器材，计算结果。

要测量行星的半径和质量，根据重力等于万有引力和万有引力等于向心力，列式求解会发现需要测量出行星表面的重力加速度和行星表面卫星的公转周期，从而需要选择相应器材。

【解答】

(1)由重力等于万有引力

mg=GMmR2

万有引力等于向心力GMmR2=m4π2T2R

由以上两式解得R=gT24π2①