精品解析：上海市上海中学2023-2024学年高一下学期期末物理试卷

上海中学2023学年第二学期期末考试物理试题 高一_______班 学号_______ 姓名_______ 成绩_______ 一、选择题（1~8单选，每题3分，9~10单选，每题4分，11~12多选，每题4分，共40分。） 1. 以下情景中物体的机械能一定守恒的是（ ） A. 做匀速直线运动的物体 B. 做匀加速直线运动的物体 C. 做平抛运动的物体 D. 做匀速圆周运动的物体 2. 如图所示，张紧的水平绳上挂了5个小球，摆长，使E摆动后，其他四个摆随之振动。则稳定时（ ） A. A摆的振幅最大 B. B摆的振幅最大 C. C摆的振幅最大 D. D摆的振幅最大 3. 某学生参加体育测试时，1分钟内完成12次引体向上，每次引体向上上升高度约为0.5m。则该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于（ ） A. 6W B. 60W C. 600W D. 6000W 4. 利用发波水槽得到的水面波形，如图甲和乙。由此可知（　　） A. 甲和乙都是衍射图样 B. 甲和乙都是干涉图样 C. 甲是衍射图样，乙是干涉图样 D. 甲是干涉图样，乙是衍射图样 5. 某同学将一根粗细均匀的弹性绳一端固定在墙上，手握着绳子另一端上下振动，产生水平方向传播的绳波。当手振动的频率逐渐增大，波长的变化为（ ） A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 不确定 6. 起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，在重物上升到一定高度的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 重物的机械能一直增大 B. 重物的机械能可能不变 C. 重物的机械能先增大后减小 D. 重物的机械能可能减小 7. 如图所示，半径R的光滑圆弧轨道ab的a点固定有一竖直挡板，一质量为m的小物块P（可视为质点）从轨道上的c点由静止释放，到达最低点a时与挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，可忽略不计。已知，重力加速度为g。则小物块P从开始释放到第一次回到c点经历的时间约为（ ） A. B. C. D. 8. 空中某点，将三个相同小球以相同的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，落地时三个小球受到的重力的瞬时功率分别是，和，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 9. 潜水器由静止开始竖直下潜，下潜过程中受到恒定的浮力和与速度大小成正比的熄力，下列关于潜水器的重力势能（）和动能（）随位移（x）变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 两列振幅分别为、且波长相同的平面简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播，如图所示为某一时刻的波形图，其中实线为向左传播的波，虚线为向右传播的波，a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。下列说法中正确的是（ ） A. 两列波可以形成稳定的干涉图样，质点a、c、e为振动减弱点 B. 两列波可以形成稳定的干涉图样，质点b、d为振动减弱点 C. 两列波不能形成稳定的干涉图样，图中时刻质点a、c、e偏离平衡位置的距离最大 D. 两列波不能形成稳定的干涉图样，图中时刻质点b、d偏离平衡位置的距离最大 11. 简谐横波沿水平方向由a点向b点传播，波速为4m/s，a、b两质点平衡位置间距离为2m，时，a在波峰，b在平衡位置且向下振动，则b第一次到达波峰的时刻可能是（ ） A. 1s B. C. D. 12. 如图劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端连接质量为m的小木块放置在粗糙程度相同的水平面上的O点，此时弹簧长度为弹簧原长。一颗质量为的子弹以水平速度击中木块，木块和子弹一起向左侧运动到A点后向右运动，最远到达B点，然后在O点两侧往复运动。已知AO距离为L，小木块与水平面的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列选项正确的是（ ） A. 子弹打入小木块后，子弹和木块共同运动的速度为 B. 小木块从开始运动到第一次回到O点的过程中克服地面摩擦力做功为 C. OB间的距离为 D. 小木块第一次从A点运动到O点的时间为 二、填空题（每小题4分，共16分） 13. 质点振动方向和波的传播方向垂直的波称为_______，质点振动方向和波的传播方向平行的波称为_______（两空皆填“横波”或“纵波”）。 14. 如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，假设释放时的重力势能为0，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球落到地面前瞬间的重力势能为_______，机械能为_______． 15. 如图所示，甲球和乙球的质量为m，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动，重力加速度为g。OA为轻绳OB为轻质杆，则在最低点，甲球动能的最小值为_______，乙球动能的最小值为_______． 16. 某次冰壶运动训练中，甲壶与静止的乙壶发生正碰。已知冰面粗糙程度处处相同，不计空气阻力，两壶完全相同且均可视为质点，碰撞时间极短可不计，碰撞前、后两壶运动轨迹始终在同一水平直线上。从开始碰撞到两壶都静止过程中，乙壶的位移_______不小于甲壶的位移（选填“一定”，“不一定”）。若测得乙壶位移是甲壶位移的k倍，当k值越小，两壶碰撞过程中损失机械能越_______（选填“大”或“小”）。 三、实验题（共10分） 17. 实验小组同学们用图甲所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则重力加速度______。 （2）在这个实验中，应该选用_______和_______两组材料构成单摆。 A．长约1m的细线 B．长约1m的橡皮绳 C．直径约1cm的铁球 D．直径约1cm的塑料球 （3）王同学多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用测得的多组实验数据绘制图像，直线的斜率为k，如图乙所示，可求得重力加速度大小______（用含k的式子表示）。 （4）张同学用公式法处理数据后，发现测得的重力加速度数值大于当地的实际值，造成达一情况的原因可能是（ ） A. 计算摆长时直接用摆线长度 B 计算摆长时用摆线长度加上小球直径 C. 测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间 D. 测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间 四、综合题（18题9分，19题11分，20题14分，共34分。在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等，并在规定区域内答题） 18. 一列简谐横波沿x轴传播，a、b是位于x轴上和处的两质点，a、b的振动图像分别如图甲、图乙所示。 （1）请写出质点a的振动方程； （2）求该波的波长； （3）若和之间距离小于一个波长，求该波传播速度大小。 19. 如图所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个质量分别为m、3m的小球a和b，用手按住a球静止于地面时，b球离地面的高度为h，两物体均可视为质点，定滑轮的质量及一切阻力均不计，a球与定滑轮间距足够大，不会相碰，释放a球后： （1）b球落地前的加速度大小； （2）b球落地前的动能大小； （3）a球能到达的最大高度。 20. 1610年，伽利略用他制作的望远镜发现了木星的四颗主要卫星。根据观察，他将其中一颗卫星P的运动视为一个振幅为A、周期为T的简谐运动，并据此推测，他观察到的卫星振动是卫星圆周运动在某方向上的投影。如图所示，是伽利略推测的卫星P运动的示意图。在xOy平面内，质量为的卫星P绕位于坐标原点O的木星做匀速圆周运动。已知引力常量为G，不考虑各卫星之间的相互作用。 （1）卫星P做圆周运动的向心力大小F的表达式为_______ （2）求木星的质量。 （3）请根据卫星P的受力情况论证卫星P在x轴上的投影是简谐运动。 （4）如图所示，若从木星上发射人造卫星，先到达Ⅰ轨道，再通过Ⅱ轨道变化到Ⅲ轨道，图中P，Q为轨道相切点。卫星在Ⅱ轨道上从Q点到P点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 万有引力一直做正功 B. 万有引力先做负功再做正功 C 万有引力一直做负功 D. 万有引力先做正功再做负功 （5）若轨道Ⅰ的半径为，轨道Ⅲ的半径为，整个变轨过程中发动机对卫星做的功为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 上海中学2023学年第二学期期末考试物理试题 高一_______班 学号_______ 姓名_______ 成绩_______ 一、选择题（1~8单选，每题3分，9~10单选，每题4分，11~12多选，每题4分，共40分。） 1. 以下情景中物体的机械能一定守恒的是（ ） A. 做匀速直线运动的物体 B. 做匀加速直线运动的物体 C. 做平抛运动的物体 D. 做匀速圆周运动的物体 【答案】C 【解析】 【详解】A．竖直方向做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能发生变化，机械能不守恒，故A错误； B．水平方向做匀加速直线运动的物体，动能增加，重力势能不变，机械能不守恒，故B错误； C．做平抛运动的物体，只有重力做功，机械能一定守恒，故C正确； D．竖直面内做匀速圆周运动的物体，动能不变，重力势能发生变化，机械能不守恒，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，张紧的水平绳上挂了5个小球，摆长，使E摆动后，其他四个摆随之振动。则稳定时（ ） A. A摆的振幅最大 B. B摆的振幅最大 C. C摆的振幅最大 D. D摆的振幅最大 【答案】B 【解析】 【详解】根据单摆周期公式 使E摆动后，可知周期由E摆的摆长决定，其他四个摆随之做受迫振动，振动周期等于E摆的周期，而B摆的摆长等于E摆的摆长，所以B摆做受迫振动的周期等于自由振动的周期，B摆发生共振现象，B摆的振幅最大。 故选B。 3. 某学生参加体育测试时，1分钟内完成12次引体向上，每次引体向上上升高度约为0.5m。则该学生此过程中克服重力做功的平均功率最接近于（ ） A. 6W B. 60W C. 600W D. 6000W 【答案】B 【解析】 【详解】学生体重约为60kg，每次引体向上上升高度约为0.5m，引体向上一次克服重力做功为 该学生在1分钟内完成12次引体向上，则该学生此过程中克服重力做功的平均功率为 故选B。 4. 利用发波水槽得到的水面波形，如图甲和乙。由此可知（　　） A. 甲和乙都是衍射图样 B. 甲和乙都是干涉图样 C. 甲是衍射图样，乙是干涉图样 D. 甲是干涉图样，乙是衍射图样 【答案】C 【解析】 【详解】甲图中水波通过狭缝在挡板后面继续传播，是衍射图样；乙图中两根细杆周期性地触动水面，形成两个波源，这两个波源形成的波相遇后，在重叠的区域形成了一条条相对平静的区域（即振动减弱区）和激烈振动的区域（即振动加强区），且这两类区域在水面上的位置是稳定不变的，所以是干涉图样。 故选C。 5. 某同学将一根粗细均匀的弹性绳一端固定在墙上，手握着绳子另一端上下振动，产生水平方向传播的绳波。当手振动的频率逐渐增大，波长的变化为（ ） A. 变大 B. 不变 C. 变小 D. 不确定 【答案】C 【解析】 【详解】根据 由于机械波的波速由介质决定，所以当手振动的频率逐渐增大，波速不变，波长变小。 故选C。 6. 起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，在重物上升到一定高度的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 重物的机械能一直增大 B. 重物的机械能可能不变 C. 重物的机械能先增大后减小 D. 重物的机械能可能减小 【答案】A 【解析】 【详解】起重机将一重物由静止竖直向上加速吊起，在重物上升到一定高度的过程中，重物的动能增加，重力势能增加，所以重物的机械能一直增大。 故选A。 7. 如图所示，半径R光滑圆弧轨道ab的a点固定有一竖直挡板，一质量为m的小物块P（可视为质点）从轨道上的c点由静止释放，到达最低点a时与挡板发生弹性碰撞，碰撞时间极短，可忽略不计。已知，重力加速度为g。则小物块P从开始释放到第一次回到c点经历的时间约为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由于，则小物块P的运动可视为单摆模型，根据单摆周期公式可得 小物块P从c点由静止释放，运动到最低点时发生弹性碰撞，返回时，小物块的速度大小不变，运动周期不变，故则小物块P从开始释放到第一次回到c点经历的时间为半个周期，则有 故选B。 8. 空中某点，将三个相同小球以相同的速率v水平抛出、竖直上抛、竖直下抛，落地时三个小球受到的重力的瞬时功率分别是，和，下列说法正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设小球下落高度为，根据动能定理可得 可得小球落地瞬间的速度大小为 可知三个小球落地瞬间速度大小相等，根据 由于水平抛出的小球落地瞬间速度方向斜向下，所以竖直分速度较小，则有 故选D。 9. 潜水器由静止开始竖直下潜，下潜过程中受到恒定的浮力和与速度大小成正比的熄力，下列关于潜水器的重力势能（）和动能（）随位移（x）变化的图像，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．潜水器下潜过程中，重力势能为 所以下潜过程中重力势能越来越小，图像的斜率大小为不变，故AB错误； CD．下潜过程中受到恒定的浮力和与速度大小成正比的熄力，设熄力为 下潜过程中，由牛顿第二定律得 解得 可知下潜过程中潜水器做加速度减小的加速运动，潜水器下潜过程中的动能为 所以潜水器下潜过程中动能逐渐增大，且增大过程中图像斜率越来越小；当加速度减为零时，动能达到最大，故C错误，D正确。 故选D。 10. 两列振幅分别为、且波长相同的平面简谐横波，以相同的速率沿相反方向在同一介质中传播，如图所示为某一时刻的波形图，其中实线为向左传播的波，虚线为向右传播的波，a、b、c、d、e为介质中沿波传播路径上五个等间距的质点。下列说法中正确的是（ ） A. 两列波可以形成稳定的干涉图样，质点a、c、e为振动减弱点 B. 两列波可以形成稳定的干涉图样，质点b、d为振动减弱点 C. 两列波不能形成稳定的干涉图样，图中时刻质点a、c、e偏离平衡位置的距离最大 D. 两列波不能形成稳定的干涉图样，图中时刻质点b、d偏离平衡位置的距离最大 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，两列波波长相同，速度相同，故频率相同，所以两列波可以形成稳定的干涉图样，由图可知质点b、d处是波峰与波谷叠加处，为振动减弱点；质点a、c、e为振动加强点。 故选B。 11. 简谐横波沿水平方向由a点向b点传播，波速为4m/s，a、b两质点平衡位置间距离为2m，时，a在波峰，b在平衡位置且向下振动，则b第一次到达波峰的时刻可能是（ ） A. 1s B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】根据题意知，a、b两质点平衡位移间的距离为 解得波长为 则周期为 经，b第一次到达波峰位置，则有 所以当n=0时，；当n=1时，；当n=2时，；当n=3时，。 故选BD。 12. 如图劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端连接质量为m的小木块放置在粗糙程度相同的水平面上的O点，此时弹簧长度为弹簧原长。一颗质量为的子弹以水平速度击中木块，木块和子弹一起向左侧运动到A点后向右运动，最远到达B点，然后在O点两侧往复运动。已知AO距离为L，小木块与水平面的动摩擦因数为，重力加速度为g，下列选项正确的是（ ） A. 子弹打入小木块后，子弹和木块共同运动的速度为 B. 小木块从开始运动到第一次回到O点的过程中克服地面摩擦力做功为 C. OB间的距离为 D. 小木块第一次从A点运动到O点的时间为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．子弹打入小木块时，子弹与木块组成的系统动量守恒，可得 解得 故A错误； B．小木块从开始运动到第一次回到O点的过程中克服地面摩擦力做功为 故B正确； C．从A到B过程中，为平衡位置，如图所示 则有 其中x为滑块偏离平衡位置的位移，由此可知从A到B过程中小滑块做简谐运动，简谐运动的振幅为A，可知 OB间的距离为 故C正确； D．根据简谐振动的规律可得，从A到B过程中滑块的振动可以表示为 其中为振动的角频率，满足 从A到B过程中，O点处位移为 解得 故D错误。 故选BC。 二、填空题（每小题4分，共16分） 13. 质点振动方向和波的传播方向垂直的波称为_______，质点振动方向和波的传播方向平行的波称为_______（两空皆填“横波”或“纵波”）。 【答案】 ①. 横波 ②. 纵波 【解析】 【详解】[1][2]波按波的传播方向与介质质点的振动方向的关系分为：横波和纵波；波的传播方向与介质质点的振动方向相互垂直的波称为横波，波的传播方向与介质质点的振动方向平行的波称为纵波。 14. 如图所示，桌面高为h，质量为m小球从离桌面高H处自由落下，假设释放时的重力势能为0，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球落到地面前瞬间的重力势能为_______，机械能为_______． 【答案】 ①. ②. 0 【解析】 【详解】[1]假设释放时的重力势能为0，则小球落到地面前瞬间的重力势能为 [2]因为小球下落过程满足机械能守恒，所以小球落到地面前瞬间的机械能为 15. 如图所示，甲球和乙球质量为m，在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动，重力加速度为g。OA为轻绳OB为轻质杆，则在最低点，甲球动能的最小值为_______，乙球动能的最小值为_______． 【答案】 ①. ②. 2mgR 【解析】 【详解】[1]由题知，OA为轻绳，当甲球恰能经过最高点时轻绳的拉力为零，则有 解得 甲球从最高点到最低点，根据机械能守恒有 在最低点，甲球动能的最小值为 [2] OB为轻质杆，则乙球恰能过最高点的速度为零，则乙球从最高点到最低点，根据机械能守恒，可得最小动能为 16. 某次冰壶运动训练中，甲壶与静止的乙壶发生正碰。已知冰面粗糙程度处处相同，不计空气阻力，两壶完全相同且均可视为质点，碰撞时间极短可不计，碰撞前、后两壶运动轨迹始终在同一水平直线上。从开始碰撞到两壶都静止过程中，乙壶的位移_______不小于甲壶的位移（选填“一定”，“不一定”）。若测得乙壶位移是甲壶位移的k倍，当k值越小，两壶碰撞过程中损失机械能越_______（选填“大”或“小”）。 【答案】 ①. 一定 ②. 大 【解析】 【详解】[1]甲、乙冰壶完全相同，则碰撞后甲、乙的速度大小关系为，在冰壶减速运动过程中，根据牛顿第二定律有 解得 则甲、乙减速至零的位移分别为 ， 则有 乙壶的位移一定不小于甲壶的位移； [2]根据题意有 可得 又碰撞后的速度大小关系为，可得 两壶碰撞过程中，动量守恒，则有 损失的机械能为 联立解得 由此可知，当k=1时，损失的机械能达到最大，随着k越小，损失的机械能越大。 三、实验题（共10分） 17. 实验小组的同学们用图甲所示的装置做“用单摆测定重力加速度”的实验。 （1）用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，则重力加速度______。 （2）这个实验中，应该选用_______和_______两组材料构成单摆。 A．长约1m的细线 B．长约1m的橡皮绳 C．直径约1cm的铁球 D．直径约1cm的塑料球 （3）王同学多次改变摆长L，测量对应的单摆周期T，用测得的多组实验数据绘制图像，直线的斜率为k，如图乙所示，可求得重力加速度大小______（用含k的式子表示）。 （4）张同学用公式法处理数据后，发现测得的重力加速度数值大于当地的实际值，造成达一情况的原因可能是（ ） A. 计算摆长时直接用摆线长度 B. 计算摆长时用摆线长度加上小球直径 C. 测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间 D. 测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间 【答案】（1） （2） ①. A ②. C （3） （4）BC 【解析】 【小问1详解】 用L表示单摆的摆长，用T表示单摆的周期，根据 可得重力加速度为 【小问2详解】 [1][2]为了保证小球摆动过程，摆长保持不变，应选用长约1m的细线；为了减小空气阻力的影响，应选用直径约1cm的铁球；故应选用A和C两组材料构成单摆。 【小问3详解】 根据 可得 可知图像的斜率为 可得重力加速度大小为 【小问4详解】 根据 可得重力加速度为 A．计算摆长时直接用摆线长度，可知摆长测量值偏小，则重力加速度测量值偏小，故A错误； B．计算摆长时用摆线长度加上小球直径，可知摆长测量值偏大，则重力加速度测量值偏大，故B正确； C．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间，可知周期测量值偏小，则重力加速度测量值偏大，故C正确； D．测量周期时，误将摆球次全振动的时间记为n次全振动的时间，可知周期测量值偏大，则重力加速度测量值偏小，故D错误。 故选BC。 四、综合题（18题9分，19题11分，20题14分，共34分。在列式计算、逻辑推理以及回答问题过程中，要求给出必要的图示、文字说明、公式、演算等，并在规定区域内答题） 18. 一列简谐横波沿x轴传播，a、b是位于x轴上和处的两质点，a、b的振动图像分别如图甲、图乙所示。 （1）请写出质点a的振动方程； （2）求该波的波长； （3）若和之间距离小于一个波长，求该波的传播速度大小。 【答案】（1）；（2）见解析；（3）若该简谐横波沿x轴正方向传播，；若该简谐横波沿x轴负方向传播， 【解析】 【详解】（1）根据图甲振动图像可知，质点a的振动方程为 （2）由两质点的振动图像可知，时刻，处的质点处于平衡位置向下运动，处的质点位于波峰处，若该简谐横波沿x轴正方向传播，则两质点间的距离满足 （，，） 可得波长为 （，，） 若该简谐横波沿x轴负方向传播，则两质点间的距离满足 （，，） 可得波长为 （，，） （3）由振动图像可知周期为 若和之间距离小于一个波长，由（2）问可知，若该简谐横波沿x轴正方向传播，波长为 则该波的传播速度大小 若该简谐横波沿x轴负方向传播，波长为 则该波的传播速度大小 19. 如图所示，一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个质量分别为m、3m的小球a和b，用手按住a球静止于地面时，b球离地面的高度为h，两物体均可视为质点，定滑轮的质量及一切阻力均不计，a球与定滑轮间距足够大，不会相碰，释放a球后： （1）b球落地前的加速度大小； （2）b球落地前的动能大小； （3）a球能到达的最大高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 b球落地前，两球的加速度大小相等，以b球为对象，根据牛顿第二定律可得 以a球为对象，根据牛顿第二定律可得 联立解得 【小问2详解】 b球落地前过程，根据系统机械能守恒可得 解得b球落地前瞬间的速度大小为 则b球落地前的动能为 【小问3详解】 b球落地后，a球继续做竖直上抛运动，继续上升的高度为 则a球能到达的最大高度为 20. 1610年，伽利略用他制作的望远镜发现了木星的四颗主要卫星。根据观察，他将其中一颗卫星P的运动视为一个振幅为A、周期为T的简谐运动，并据此推测，他观察到的卫星振动是卫星圆周运动在某方向上的投影。如图所示，是伽利略推测的卫星P运动的示意图。在xOy平面内，质量为的卫星P绕位于坐标原点O的木星做匀速圆周运动。已知引力常量为G，不考虑各卫星之间的相互作用。 （1）卫星P做圆周运动的向心力大小F的表达式为_______ （2）求木星的质量。 （3）请根据卫星P的受力情况论证卫星P在x轴上的投影是简谐运动。 （4）如图所示，若从木星上发射人造卫星，先到达Ⅰ轨道，再通过Ⅱ轨道变化到Ⅲ轨道，图中P，Q为轨道相切的点。卫星在Ⅱ轨道上从Q点到P点的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 万有引力一直做正功 B. 万有引力先做负功再做正功 C. 万有引力一直做负功 D. 万有引力先做正功再做负功 （5）若轨道Ⅰ的半径为，轨道Ⅲ的半径为，整个变轨过程中发动机对卫星做的功为多少？ 【答案】（1） （2） （3）见解析 （4）C （5） 【解析】 【小问1详解】 卫星P做圆周运动的向心力大小F的表达式 【小问2详解】 根据 得木星的质量 【小问3详解】 如图所示 取向右为正方向 则卫星P绕木星做匀速圆周运动在x 轴上的投影是简谐运动。 【小问4详解】 由图可知，卫星做的是椭圆运动，万有引力与运动方向夹角始终大于90°，故万有引力一直做负功，故ABD错误，C正确。故选C。 【小问5详解】 卫星从轨道I到轨道III的变轨过程，发动机做的功为，由动能定理 卫星在轨道上做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$