内容正文:
平凉一中2028届第二学期第二次阶段性考试试题(卷)
高一物理
一、单选题(共24分)
1. 对于开普勒行星运动定律的理解,下列说法中正确的是( )
A. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
B. 开普勒第二定律表明,行星离太阳越远,运行速度越小
C. 月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆,地球处在该圆的圆心上
D. 开普勒第三定律中,月亮绕地球运动的值与地球绕太阳运动的值相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动,也适合于宇宙中其他天体的运动, A错误;
B.开普勒第二定律表明,行星绕太阳运动时,行星离太阳越远,速度越小,B正确;
C.月亮绕地球运动的轨道是一个椭圆,地球处在椭圆的其中一个焦点上,C错误;
D.k值与中心天体的质量有关,月亮绕地球运动的值与地球绕太阳运动的值不相同,D错误。
故选B。
2. 如图所示,质量为、半径为R的均匀球体A,质量为、半径为2R的均匀球体B,A、B间相距,引力常量为G,则A、B间引力大小约为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由万有引力公式得,故选D。
3. 如图所示,A为地球表面赤道上的待发射卫星,B为轨道在赤道平面内的实验卫星,C为在赤道上空的地球静止卫星,已知卫星C和卫星B的轨道半径之比为2:1,且两卫星的环绕方向相同,下列说法正确的是( )
A. 卫星B、C运行速度之比为2:1
B. 卫星B的向心力大于卫星A的向心力
C. 同一物体在卫星B中对支持物的压力比在卫星C中大
D. 卫星B的周期为h
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.根据
知
所以B、C的运行速度之比为,故A错误;
B.由于不知两卫星质量关系,所以无法比较两卫星向心力大小,故B错误;
C.物体在B、C卫星中均处于完全失重状态物体对支持物的压力均为零,故C错误;
D.根据
得
所以B、C的运行周期之比为
又
所以卫星B的周期为h,故D正确。
故选D。
4. 某同学参加户外拓展活动,遵照安全规范,坐在滑板上,从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑,至底端时速度为v.已知人与滑板的总质量为m,可视为质点.重力加速度大小为g,不计空气阻力.则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】人在下滑的过程中,由动能定理可得
可得此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为
故选D。
5. 某卫星入轨后做匀速圆周运动,轨道半径为r,卫星在时间t内转过的圈数为n,引力常量为G,不考虑地球的自转,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】卫星做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,根据万有引力定律和向心力公式有
约去卫星质量,整理得地球质量表达式
由题意,卫星时间转过圈,故运行周期
将代入上式得
故选B。
6. 某同学(体重60 kg)在一次跳绳比赛中,一分钟跳了120次,假定他脚离地的时间与脚接触地的时间之比为2:1,估算他在一分钟跳绳比赛中克服重力做功的功率大约为( )
A. 16 W B. 160 W C. 250 W D. 500 W
【答案】B
【解析】
【详解】该同学1分钟跳120次,故单次跳绳的周期
离地与触地时间比为2:1,故单次离地时间
跳绳离地过程看作竖直上抛过程,则上升和下落时间相等,故上升时间
由自由落体公式可得上升高度
则单次克服重力做功
1分钟总功
故功率
该功率与160W最接近。
故选B。
7. 2013年12月2日1时30分,“嫦娥三号”探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设“嫦娥三号”在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力。则( )
A. 若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,则可以计算出月球的密度
B. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时,应让发动机点火使其加速
C. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的动能大于Q点的动能
D. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上运行过程中,其机械能小于在环月段圆轨道上的机械能。
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,根据,可求月球质量,但月球体积未知,所以无法求出月球密度,A错误;
B.嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道,应在远月点处减速,此时飞船所受的万有引力大于其做圆周运动所需的向心力,飞船将做向心运动,使其绕月亮沿椭圆轨道做周期运动,B错误;
C.根据开普勒第二定律可知,嫦娥三号在近月点的速度大于在远月点的速度,所以其在P点的动能小于在Q点的动能,C错误;
D.嫦娥三号从圆轨道变到椭圆轨道需要减速,机械能减小,D正确。
故选D。
【点睛】
8. 有一段粗糙轨道AB长为S,第一次物块以初速度由A出发,向右运动到达B时速度减为零,第二次物块以初速度由B出发向左运动。以A为坐标原点,物块与地面的摩擦力的大小随位置的变化如图,已知物块质量为,下列说法正确的是( )
A. 物块在第一次运动中做匀减速直线运动
B. 图像的斜率为
C. 第二次能到达A点,且花费时间较第一次长
D. 两次运动中,在距离A点处摩擦力功率大小相等
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,摩擦力随位置增大而增大,根据牛顿第二定律,加速度随增大而增大,物块做加速度逐渐增大的减速运动,不是匀减速直线运动,A错误。
B.设图像斜率为,则
根据动能定理,第一次从A到B过程,克服摩擦力做功等于图像的面积:
解得,B错误。
C.第二次从B到A,全程克服摩擦力做功仍为
刚好等于初动能,因此到达A点时速度减为0,能到达A点。
第一次的加速度逐渐变大,第二次的加速度逐渐变小,两图像围成的面积相同
第二次花费时间更长,C正确。
D.在处,摩擦力大小相同,但摩擦力做功不同,速度不同,摩擦力功率大小,显然,D错误。
故选C。
二、多选题(共16分)
9. 下列有关物理学史的说法中正确的是( )
A. 伽利略用理想实验说明了力不是维持物体运动的原因
B. 开普勒整理了“天才观察家”第谷的数据,得出了行星运动的定律
C. 牛顿发现了万有引力定律并通过努力测出了万有引力常量的数值
D. 海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星,被称之为“笔尖下发现的行星”
【答案】ABD
【解析】
【详解】伽利略用理想实验说明了力不是维持物体运动的原因,选项A正确;开普勒整理了“天才观察家”第谷的数据,得出了行星运动的定律,选项B正确;牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许通过努力测出了万有引力常量的数值,选项C错误;海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星,被称之为“笔尖下发现的行星”,选项D正确;故选ABD.
10. 如图所示,小球质量为,用长为的轻质细线悬挂在点,在点的正下方处有一钉子,把细线沿水平方向拉直,无初速度地释放小球,当细线碰到钉子的瞬间,设线没有断裂,则下列说法正确的是( )
A. 小球的角速度突然增大
B. 小球的瞬时线速度突然增大
C. 小球的向心加速度突然增大
D. 小球对悬线的拉力突然增大到原来的2倍
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.由于合力与速度垂直,所以碰钉子前后瞬时速度大小不变,根据,半径减小,角速度突然增大,选项A正确、B错误;
C.小球的向心加速度,随着角速度的增大而增大,选项C正确;
D.向心力
解得
小球加速度之比为
所以小球对悬线的拉力之比为
选项D错误;
故选AC。
11. 在篮球比赛中,投篮的投出角度太大和太小,都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中,运动员在空中一个漂亮的投篮,篮球以与水平面成的倾角准确落入篮筐,这次跳起投篮时,投球点和篮筐正好在同一水平面上,且到篮筐距离为9.6m,不考虑空气阻力,重力加速度的大小,,,则下列说法正确的是( )
A. 篮球在空中运动的时间为1.6s B. 篮球出手的速度大小为10m/s
C. 篮球投出后运动到最高点时的速度为0 D. 篮球投出后的最高点相对投球点的竖直高度为3m
【答案】AB
【解析】
【详解】AB.设篮球出手的速度大小为,篮球在空中运动的时间为,篮球在空中做斜抛运动,根据对称性可知,水平方向有
竖直方向有
联立解得
,
故AB正确;
C.篮球运动到最高点的水平速度不为零,故最高点的速度不为零,故C错误;
D.篮球投出后的最高点相对投球点的竖直高度为
故D错误。
故选AB。
12. 某新能源汽车在平直路面上进行测试,汽车以恒定功率P由静止开始沿直线加速,经过时间t,速度大小为v。已知汽车质量为m,行驶中所受阻力恒为f,则t时间内( )
A. 平均速度大于 B. 平均速度小于
C. 位移为 D. 位移为
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.对汽车利用牛顿第二定律有F-f=ma
根据P=Fv可知在功率恒定时,v增大,则牵引力F减小;由题意可知阻力f恒定,故小车的加速度变小,结合v-t图像可知,汽车在时间t内的位移大于,可知,平均速度大于,故A正确,B错误;
CD.在小车运动过程,利用动能定理,有
整理可得小车前进的位移为,故C错误,D正确。
故选AD。
三、实验题(共8分)
13. 小李同学用如图1所示的实验装置研究平抛运动。
(1)为减小空气阻力对实验的影响,应选择的小球是_____。
A. 小塑料球 B. 通草球
C. 空心小钢球 D. 实心小铁球
(2)已知斜槽末端与小球等高,当小球从斜槽末端水平飞出时,电路断开,使电磁铁释放小球,最终两小球同时落地,改变的大小,重复实验,小球、仍同时落地,该实验结果可表明_____。
(3)实验时小李同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,记录了小球运动过程中的多个位置并画出平抛运动的轨迹,根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标,画出小球的竖直位移与水平位移的平方的图像如图2所示,图像是一条过原点的直线,说明小球运动的轨迹形状是_____;已知该直线的斜率为,重力加速度为,则小球从轨道末端飞出的速度大小为_____。(用、表示)
【答案】(1)D (2)平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。
(3) ①. 抛物线 ②.
【解析】
【小问1详解】
为了减小阻力的影响,应选择密度大、体积小的铁球。
故选D。
【小问2详解】
多次实验两球都是同时落地,说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。
【小问3详解】
平抛运动在水平方向上,则有
在竖直方向上则有
联立解得
图像是一条经过原点的直线,说明小球的运动轨迹为一条抛物线,其斜率为
解得小球抛出时的初速度为
四、解答题(共52分)
14. 宇航员在某行星上以速度竖直上抛一个可视为质点的物体,不计空气阻力,经时间后落回手中,已知该星球半径为,求:
(1)该星球表面的重力加速度大小;
(2)该星球第一宇宙速度的大小。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由题意可知
故星球表面的重力加速度
【小问2详解】
根据
得
所以
15. 某同学手持一个质量为的小球,以的初速度从离地面高度将小球斜向上抛出。不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)从开始抛出到小球落地的过程中,小球所受重力做的功;
(2)小球落地时的速度大小。
【答案】(1) ;(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)小球在运动过程中重力所做的功是
解得
(2)以地面为重力势能的参考平面,小球从抛出到落地机械能守恒
解得
16. 如图所示,质量为0.5kg的物体静止放在水平地面上,已知物体和地面间的摩擦因数为0.5,现对物体施加一斜向上的拉力F,大小为5N,方向与水平面间的夹角,当物体运动距离为12m时,求:(,,)
(1)此运动过程拉力F对物体做的功为多少?
(2)当物体运动距离为12m时拉力F的瞬时功率为多少?
【答案】(1);(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)拉力F对物体做的功为
(2)物体的加速度为
当物体运动距离为12m时的速度为
所以瞬时功率为
17. 如图所示,在竖直平面内固定着半径的四分之一光滑圆轨道AB,末端与水平传送带BC端点相切,水平传送带长,以恒定速度顺时针运动。传送带C端通过一小段光滑曲面与倾角为37°的足够长斜面相连。一质量的物体(可看作质点)从A点静止滑下,物体与传送带及斜面之间动摩擦因数。(已知,,)求:
(1)物体滑到B点时,圆轨道对物体的支持力大小;
(2)物体在斜面上滑行的最大距离x;
(3)物体在斜面上运动的总路程s;
(4)若圆轨道半径可调,不让物体第二次滑上圆轨道,求半径R的最大值。
【答案】(1)
(2)
(3)2.0 m (4)
【解析】
【小问1详解】
从A到B,由动能定理有
解得
在B点,由牛顿第二定律有
解得
【小问2详解】
由于,物体在传送带上匀加速,加速度a=μg
从B到C由速度—位移公式有
解得
物体上滑到最高点过程动能为0,由动能定理
解得
【小问3详解】
物体在斜面速度减为0后,沿斜面下滑,加速度
可见物体会在斜面上做往复运动,最终停在斜面底端C点,根据动能定理有
解得s=2.0 m
【小问4详解】
设向右过C点的速度为v1,从斜面返回C时的速度为v2,临界条件是返回到B点时速度刚好减小到0,斜面上的距离为x。
物体由静止释放到B点,根据动能定理有
从B点到C点,根据匀变速直线运动规律有
物体在斜面运动过程中,根据动能定理有,,
从C点返回到B点,根据匀变速直线运动规律有
解得
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平凉一中2028届第二学期第二次阶段性考试试题(卷)
高一物理
一、单选题(共24分)
1. 对于开普勒行星运动定律的理解,下列说法中正确的是( )
A. 开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
B. 开普勒第二定律表明,行星离太阳越远,运行速度越小
C. 月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆,地球处在该圆的圆心上
D. 开普勒第三定律中,月亮绕地球运动的值与地球绕太阳运动的值相同
2. 如图所示,质量为、半径为R的均匀球体A,质量为、半径为2R的均匀球体B,A、B间相距,引力常量为G,则A、B间引力大小约为( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,A为地球表面赤道上的待发射卫星,B为轨道在赤道平面内的实验卫星,C为在赤道上空的地球静止卫星,已知卫星C和卫星B的轨道半径之比为2:1,且两卫星的环绕方向相同,下列说法正确的是( )
A. 卫星B、C运行速度之比为2:1
B. 卫星B的向心力大于卫星A的向心力
C. 同一物体在卫星B中对支持物的压力比在卫星C中大
D. 卫星B的周期为h
4. 某同学参加户外拓展活动,遵照安全规范,坐在滑板上,从高为h的粗糙斜坡顶端由静止下滑,至底端时速度为v.已知人与滑板的总质量为m,可视为质点.重力加速度大小为g,不计空气阻力.则此过程中人与滑板克服摩擦力做的功为( )
A. B. C. D.
5. 某卫星入轨后做匀速圆周运动,轨道半径为r,卫星在时间t内转过的圈数为n,引力常量为G,不考虑地球的自转,则地球的质量为( )
A. B. C. D.
6. 某同学(体重60 kg)在一次跳绳比赛中,一分钟跳了120次,假定他脚离地的时间与脚接触地的时间之比为2:1,估算他在一分钟跳绳比赛中克服重力做功的功率大约为( )
A. 16 W B. 160 W C. 250 W D. 500 W
7. 2013年12月2日1时30分,“嫦娥三号”探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。假设“嫦娥三号”在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力。则( )
A. 若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,则可以计算出月球的密度
B. 嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时,应让发动机点火使其加速
C. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的动能大于Q点的动能
D. 嫦娥三号在环月段椭圆轨道上运行过程中,其机械能小于在环月段圆轨道上的机械能。
8. 有一段粗糙轨道AB长为S,第一次物块以初速度由A出发,向右运动到达B时速度减为零,第二次物块以初速度由B出发向左运动。以A为坐标原点,物块与地面的摩擦力的大小随位置的变化如图,已知物块质量为,下列说法正确的是( )
A. 物块在第一次运动中做匀减速直线运动
B. 图像的斜率为
C. 第二次能到达A点,且花费时间较第一次长
D. 两次运动中,在距离A点处摩擦力功率大小相等
二、多选题(共16分)
9. 下列有关物理学史的说法中正确的是( )
A. 伽利略用理想实验说明了力不是维持物体运动的原因
B. 开普勒整理了“天才观察家”第谷的数据,得出了行星运动的定律
C. 牛顿发现了万有引力定律并通过努力测出了万有引力常量的数值
D. 海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星,被称之为“笔尖下发现的行星”
10. 如图所示,小球质量为,用长为的轻质细线悬挂在点,在点的正下方处有一钉子,把细线沿水平方向拉直,无初速度地释放小球,当细线碰到钉子的瞬间,设线没有断裂,则下列说法正确的是( )
A. 小球的角速度突然增大
B. 小球的瞬时线速度突然增大
C. 小球的向心加速度突然增大
D. 小球对悬线的拉力突然增大到原来的2倍
11. 在篮球比赛中,投篮的投出角度太大和太小,都会影响投篮的命中率。在某次投篮表演中,运动员在空中一个漂亮的投篮,篮球以与水平面成的倾角准确落入篮筐,这次跳起投篮时,投球点和篮筐正好在同一水平面上,且到篮筐距离为9.6m,不考虑空气阻力,重力加速度的大小,,,则下列说法正确的是( )
A. 篮球在空中运动的时间为1.6s B. 篮球出手的速度大小为10m/s
C. 篮球投出后运动到最高点时的速度为0 D. 篮球投出后的最高点相对投球点的竖直高度为3m
12. 某新能源汽车在平直路面上进行测试,汽车以恒定功率P由静止开始沿直线加速,经过时间t,速度大小为v。已知汽车质量为m,行驶中所受阻力恒为f,则t时间内( )
A. 平均速度大于 B. 平均速度小于
C. 位移为 D. 位移为
三、实验题(共8分)
13. 小李同学用如图1所示的实验装置研究平抛运动。
(1)为减小空气阻力对实验的影响,应选择的小球是_____。
A. 小塑料球 B. 通草球
C. 空心小钢球 D. 实心小铁球
(2)已知斜槽末端与小球等高,当小球从斜槽末端水平飞出时,电路断开,使电磁铁释放小球,最终两小球同时落地,改变的大小,重复实验,小球、仍同时落地,该实验结果可表明_____。
(3)实验时小李同学使用频闪仪和照相机对做平抛运动的小球进行拍摄,记录了小球运动过程中的多个位置并画出平抛运动的轨迹,根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标,画出小球的竖直位移与水平位移的平方的图像如图2所示,图像是一条过原点的直线,说明小球运动的轨迹形状是_____;已知该直线的斜率为,重力加速度为,则小球从轨道末端飞出的速度大小为_____。(用、表示)
四、解答题(共52分)
14. 宇航员在某行星上以速度竖直上抛一个可视为质点的物体,不计空气阻力,经时间后落回手中,已知该星球半径为,求:
(1)该星球表面的重力加速度大小;
(2)该星球第一宇宙速度的大小。
15. 某同学手持一个质量为的小球,以的初速度从离地面高度将小球斜向上抛出。不计空气阻力,重力加速度。求:
(1)从开始抛出到小球落地的过程中,小球所受重力做的功;
(2)小球落地时的速度大小。
16. 如图所示,质量为0.5kg的物体静止放在水平地面上,已知物体和地面间的摩擦因数为0.5,现对物体施加一斜向上的拉力F,大小为5N,方向与水平面间的夹角,当物体运动距离为12m时,求:(,,)
(1)此运动过程拉力F对物体做的功为多少?
(2)当物体运动距离为12m时拉力F的瞬时功率为多少?
17. 如图所示,在竖直平面内固定着半径的四分之一光滑圆轨道AB,末端与水平传送带BC端点相切,水平传送带长,以恒定速度顺时针运动。传送带C端通过一小段光滑曲面与倾角为37°的足够长斜面相连。一质量的物体(可看作质点)从A点静止滑下,物体与传送带及斜面之间动摩擦因数。(已知,,)求:
(1)物体滑到B点时,圆轨道对物体的支持力大小;
(2)物体在斜面上滑行的最大距离x;
(3)物体在斜面上运动的总路程s;
(4)若圆轨道半径可调,不让物体第二次滑上圆轨道,求半径R的最大值。
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