安徽省淮南市第一中学2024-2025学年高一物理下学期4月段考试题含解析

PAGE18-安徽省淮南市第一中学2024-2025学年高一物理下学期4月段考试题（含解析）一、单选题1.以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是()A.开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方的速率均相等B.太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力C.牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间D.卡文迪许利用扭称试验测出了引力常量的数值【答案】D【解析】试题分析：依据开普勒其次定律，太阳和行星连线在相等的时间内扫过的面积相等，可知行星在近日点的线速度大于行星在远日点的线速度，故A错误；太阳对行星的引力与地球对月球的引力都属于万有引力，故B错误；万有引力是普遍存在的，有质量的两物体间都存在万有引力，万有引力定律的适用于宇宙万物随意两个物体之间的引力，故C错误；1798年，卡文迪许利用扭秤，采纳微小量放大法，由试验测出了万有引力常量G的数值，证明白万有引力定律的正确，故D正确．考点：开普勒行星定律，万有引力定律．2.歼20是我国自主研发的一款新型隐形战机，图中虚线是某次歼20离开跑道在竖直方向向上加速起飞的轨迹，虚直线是曲线上过飞机所在位置的切线，则空气对飞机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】【详解】飞机向上加速，空气作用力应指向曲线弯曲的凹侧，同时由于飞机加速运动，故力应与速度的夹角为锐角；故只有符合题意；故选C．3.如图所示，在水平地面上，一物块在与水平方向成θ角的恒力F作用下，水平向右运动了一段位移x．在此过程中，恒力F对物体所做的功为（）A.FxcosθB.C.FxsinθD.【答案】A【解析】F为恒力，x为位移，θ为力与位移的夹角；故拉力F做的功为：W=Fxcosθ；故选A．4.如图所示，地球绕过球心的轴O1O2以角速度ω旋转，A、B为地球表面上两点，下列说法中正确的是（）A.A、B两点具有相同的线速度B.A、B两点重力加速度大小相等C.A、B两点具有相同的向心加速度D.A点的向心加速度较大【答案】D【解析】【详解】A．A、B两点共轴转动，角速度相等，A的转动半径大于B点的转动半径，依据v=rω知，A的线速度大于B的线速度大小，故A错误；B．地球上纬度越高重力加速度越大，故B错误；CD．依据a=rω2知，角速度相等，A的转动半径大，则A点的向心加速度大于B点的向心加速度，故C错误，D正确。故选D。5.在同一平台上的O点抛出的3个物体，做平抛运动的轨迹均在纸面内，如图所示，则3个物体做平抛运动的初速度vA、vB、vC，下落的时间tA、tB、tC的关系”关系分别是（）A.vAvBvCtAtBtCB.vAvBvCtAtBtCC.vAvBvCtAtBtCD.vAvBvCtAtBtC【答案】C【解析】【详解】三个物体都做平抛运动，由可知，物体下降的高度确定物体运动的时间，所以物体水平方向做匀速直线运动，则有得取一个相同的高度，此时物体的下降的时间相同，水平位移大的物体的初速度较大，则故ABD错误，C正确。故选C。6.两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个摆球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是图中的()A. B.C. D.【答案】B【解析】【详解】小球做匀速圆周运动，对其受力分析如图所示，由牛顿其次定律则有mgtanθ＝mω2Lsinθ整理得：Lcosθ＝是定值则两球处于同一高度，故B项与分析相符．7.如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的，假如要使汽车在桥面行驶至桥顶时，恰好不受桥面支持力作用，则汽车通过桥顶的速度应为（）A.15m/s B.20m/sC.25m/s D.30m/s【答案】B【解析】【详解】依据牛顿其次定律得即解得当支持力为零，有解得故B正确，ACD错误。故选B。8.铁路在弯道处的内外轨道凹凸是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为r，若质量为m的火车转弯时速度小于，则（）A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压C.这时铁轨对火车的作用力等于mgD.这时铁轨对火车的作用力小于mg【答案】A【解析】【详解】AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于须要的向心力时此时火车的速度正好是由题知，质量为m的火车转弯时速度小于须要的向心力减小，而重力与支持力的合外力不变，所以合外力大于所须要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误；CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力且当质量为m的火车转弯时速度小于时，内轨对火车的作用力沿着轨道平面，此时支持力与内轨对火车沿斜面的作用力的合力即为铁轨对火车的作用力，由于两力相互垂直，则合力肯定大于，故CD错误。故选A。9.如图所示，长为L的细绳，一端系一质量为m的小球，另一端固定于O点。当绳竖直时小球静止，再给小球一水平初速度v，使小球在竖直平面内做圆周运动，并且刚好能通过最高点。重力加速度为g，小球可视为质点。则下列说法中正确的是（）A.小球通过最高点时绳对小球的拉力为mgB.小球运动到圆心等高点时，绳对小球拉力大于mC.小球在最高点时的角速度大小为D.小球在最高点时角速度大小为【答案】C【解析】【详解】ACD．细绳拉着小球恰好通过最高点，此时绳对小球的拉力刚好为0，靠重力供应向心力即得最高点的速度为由公式得最高点角速度为故AD错误，C正确；B．圆心等高点由牛顿其次定律得由于小球从最低点到圆心等高点速度减小，则小球运动到圆心等高点时，绳对小球的拉力小于m，故B错误。故选C。10.地球公转的轨道半径为R1，周期为T1，月球绕地球运转的轨道半径为R2，周期为T2，则太阳质量与地球质量之比为（）A. B. C. D.【答案】B【解析】地球绕太阳公转和月球绕地球公转，万有引力供应向心力，可得中心体质量；地球公转轨道半径为R1，周期为T1，月球绕地球运转的轨道半径为R2，周期为T2，则太阳质量与地球质量之比为：．故选B．【点睛】解决本题的关键驾驭万有引力供应向心力求出中心体质量．11.宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹如图所示，O点为抛出点，若该星球半径为4000km，万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，则下列说法正确的是（）A.该星球表面的重力加速度为2.0m/s2B.该星球的质量为2.4×1023kgC.该星球的第一宇宙速度为4.0km/sD.若放射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度肯定大于4.0km/s【答案】C【解析】【详解】A．竖直方向上水平方向上解得，故A错误；B．由可求得故B错误；C．由可得该星球第一宇宙速度为故C正确；D．该星球第一宇宙速度为，由可知半径约大则速度越小，若放射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度肯定小于4.0km/s，故D错误。故选C。【点睛】由平抛运动规律可求得重力加速度;再由万有引力公式等于重力可求得星球质量;依据第一宇宙速度的定义可求得第一宇宙速度;并明确同步卫星的速度。12.如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面旁边做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A.b的运转周期最短B.a的轨道半径最小，做圆周运动的线速度最大C.a和b的角速度相同D.b的轨道相对赤道面倾斜，不稳定，在地球引力作用下最终将落到赤道平面上【答案】A【解析】【详解】A．卫星c为同步卫星，所以依据得则c的周期大于b的周期，即b的运转周期最短，故A正确；B．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，依据v=rω，c的线速度大于a的线速度，由公式得则则有故B错误；C．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以再依据可知，所以，故C错误；D．b的轨道相对赤道面倾斜仍由万有引力供应向心力，则b卫星能稳定运行，故D错误。故选A。13.“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用m1、m2表示，且m1：m2=5：2。则可知（）A.m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：5B.m1、m2做圆周运动的角速度之比为5：2C.双星间距离肯定，双星的总质量越大，其转动周期越大D.双星的质量肯定，双星之间的距离越大，其转动周期越小【答案】A【解析】【详解】A．双星靠相互间的万有引力供应向心力，具有相同的角速度，设为ω，则有解得依据v=ωr知故A正确；B．双星具有相同的角速度，则m1、m2做圆周运动的角速度之比为1：1，故B错误；CD．依据万有引力供应向心力，有得，联立得得双星间距离肯定，双星的总质量越大，其转动周期越小，双星的质量肯定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故CD错误。故选A。14.如图所示，两个完全相同的小球分别从水平地面上A点和A点正上方的O点抛出，O点抛出小球做平抛运动，A点斜抛出的小球能达到的最高点与O点等高，且两球同时落到水平面上的B点，关于两球的运动，下列说法正确的是（）A.两小球应当是同时抛出B.两小球着地速度大小相等C.平抛小球的初速度是斜抛小球初速度的两倍D.平抛小球的飞行时间是斜抛小球飞行时间的一半【答案】D【解析】【详解】AD．斜抛运动在竖直方向的分运动是竖直上抛运动，依据竖直上抛运动的时间对称性，可知斜抛物体的运动时间下降时间的两倍，而由于斜抛物体的最高点与另一小球的抛出点的高度一样，则可知做斜抛运动的小球运动时间是做平抛运动的小球运动时间的两倍，要使两小球同时落地，两小球不能同时抛出，故A错误，D正确；B．由前面的分析可知两小球落地时竖直方向的分速度大小相等，由于水平方向均做匀速直线运动，且两小球大水平的分位移一样，依据x=vt结合时间关系可知，做斜抛运动的小球在水平的分速度大小为做平抛运动的小球在水平方向的分速度的一半，依据可知两小球落地时速度大小不相等，故B错误；C．由于做斜抛运动的小球在水平的分速度大小为做平抛运动的小球在水平方向的分速度的一半，但斜抛小球还有竖直方向的分速度，故C错误。故选D。15.2024年年底，我国放射嫦娥五号，实现在月球正面软着陆完成月球采样任务。嫦娥五号首先在绕月椭圆轨道上运动，下列推断正确的是（）A.在近月点的加速度大小小于在远月点的加速度大小B.在近月点的速度大小小于在远月点的速度大小C.在近月点发动机点火加速，可进入近月圆轨道ⅠD.在Ⅱ轨道上的周期大于在Ⅰ轨道上的周期【答案】D【解析】【详解】A．由公式得则在近月点的加速度大小大于在远月点的加速度大小，故A错误；B．从近月点到远月点万有引力做负功，动能减小，则在近月点的速度大小大于在远月点的速度大小，故B错误；C．在椭圆轨道上应点火减速使嫦娥五号做向心运动进入近月圆轨道Ⅰ，故C错误；D．由开普勒第三定律可知，由于椭圆轨道半长轴大于圆轨道半径，则在Ⅱ轨道上的周期大于在Ⅰ轨道上的周期，故D正确。故选D。16.如图所示，可视为质点的木块A、B叠放在一起，放在水平转台上随转台一起绕固定转轴匀速转动，木块A、B与转轴的距离为1m，A的质量为5kg，B的质量为10kg．已知A与B间的动摩擦因数为，B与转台间的动摩擦因数为，如木块A、B与转台始终保持相对静止，则转台角速度的最大值为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取A.1

B. C. D.3

【答案】B【解析】【详解】由于A、AB整体受到的静摩擦力均供应向心力，故对A：对AB整体代入数据解得：，故应选B．【点晴】本题关键是对A、AB整体受力分析，依据静摩擦力供应向心力以及最大静摩擦力等于滑动摩擦力列式分析．二．计算题17.如图所示，半径为R的半圆柱体放在放在水平地面上，AB为过圆心O的直径。一质量为m小球从P点以速度v0水平抛出，垂直落在半径为R的半圆柱体表面上的Q点，∠AOB=。重力加速度为g。求：(1)小球从P到Q的飞行时间；(2)P点离地面的高度；(3)小球到达Q点时的重力功率。【答案】(1)；(2)；(3)mgv0【解析】【详解】(1)在Q点有且解得(2)从P到Q在竖直方向上，P点的高度为解得(3)重力的瞬时功率为18.质量为m的小球置于内壁光滑的正方体盒子中，盒子的边长略大于球的直径，盒子内壁各个侧面均装有力传感器。一个宇航员来到一未知星体上，让该盒子在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，AC，BD分别为圆周的水平和竖直直径，如图所示。试验中发觉，盒子经过B位置时，cd面的传感器示数为F1；经过D位置时，ab面的传感器示数为F2。求：