卷子答案网-一个不只有答案的网站石阡县民族中学2022-2023学年高一下学期4月月考
物理卷
一、单项选择题（每小题3分，共24分）
1. 2022年2月4日，北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，节气，惊艳全球。二十四节气，代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。如图所示，从天体物理学可知地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是（ ）
A. 秋分时地球公转速度最大
B. 地球沿椭圆轨道绕太阳匀速率运动
C. 从正对纸面的方向看，地球绕太阳沿顺时针方向运动
D. 地球从冬至至春分的运动时间小于地球公转周期的
2. 2020年11月24日4时30分，“嫦娥五号”在中国文昌航天发射场发射成功，若“嫦娥五号”在地面时受地球的万有引力为F，则当其上升到离地距离为地球半径的2倍时所受地球的万有引力为（ ）
A. B. C. D.
3. 我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国GPS多5颗。多出的这5颗是相对地面静止的高轨道卫星（以下简称“静卫”），其它的有27颗中轨道卫星（以下简称“中卫”）轨道高度为静止轨道高度的。下列说法正确的是（ ）
A. “中卫”的线速度介于和之间
B. “静卫”的轨道必须是在赤道上空
C. “静卫”与“中卫”的动能之比为3∶5
D. “静卫”运行周期小于“中卫”的运行周期
4. 宇航员在某星球将一物体竖直向上抛出，其运动的图像是如图所示的抛物线，已知该星球的半径是地球半径的2倍，地球表面重力加速度取，设地球质量为M，则该星球的质量为（ ）
A. B. C. D.
5. 图中汉墓壁画拓片描绘了汉代人驾车的场景。当马拉车沿水平路面前进时，下列各力中对车做正功的是（ ）
A. 马对车的拉力 B. 车所受的支持力 C. 车所受的重力 D. 地面对车的摩擦力
6. 如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是（ ）
A. 物体落到海平面时的重力势能为mgh
B. 重力对物体做的功为
C. 物体在海平面上的动能为
D. 物体在海平面上的动能为
7. 如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R，一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（ ）
A. B.
C. －mgR D.
8. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ）
A. 重力做功2mgR B. 合外力做功mgR
C. 克服摩擦力做功mgR D. 机械能减少2mgR
二、多项选择题（每小题4分，共16分，选对但不全的得2分）
9. 假设“天问一号”火星探测器在着陆火星前，“天问一号”距火星表面高度为h，绕火星做周期为T的匀速圆周运动，已知火星半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 火星的平均密度为
B. “天问一号”做圆周运动的角速度大小为
C. 火星表面重力加速度为
D. “天问一号”做圆周运动的线速度大小为
10. 如图所示，在某星球表面上，将一个小球以初速度水平抛出，下落距离H后恰好垂直打到一倾角为的斜面上。已知该星球的半径为R，引力常量为G，不计阻力。下列判断正确的是（ ）
A. 该星球的质量为
B. 该星球的第一宇宙速度为
C. 该星球的密度为
D. 该星球表面的重力加速度为
11. 如图所示，平台上有质量相同的A、B两小球，现将两球分别由静止释放，使它们沿不同路径运动至地面，则（ ）
A. 在平台上时，A、B的重力势能相等
B. 在平台上时，A、B的重力势能不相等
C. 运动至地面过程中，重力对A、B做功不相等
D. 运动至地面过程中，重力对A、B做功相等
12. 一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取。则（ ）
A. 物块质量为1kg
B. 物块下滑过程中机械能逐渐增加
C. 物块下滑时加速度的大小为
D. 当物块下滑3.0m时机械能损失了12J
三、实验题（每空3分，共15分）
13. 利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验。
（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___________填选项前的字母。
A．动能变化量与重力势能变化量
B．速度变化量和重力势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
（2）在实验中，已知重物质量，在纸带上打出一系列的点，O为起点，如图所示单位为cm，打点时间间隔为，重力加速度g取，那么从打O点到打B点的过程中：
①打点计时器打下计数点B时，重物的速度___________；重物的重力势能变化量___________，动能变化量___________。（结果保留两位有效数字）
②大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___________填选项前的字母。
A．利用公式计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力影响
D．没有采用多次实验取平均值方法
四、解答题（14小题12分，15小题15分，16小题18分）
14. 北京时间2022年6月23日10时22分，我国在西卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭。采取一箭三星方式，成功将遥感三十五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，该卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农产品估产及防灾减灾等领域。已知地表附近重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，该组卫星轨道半径为r。
（1）求该地球的质量M。
（2）求该组卫星运行的周期T。
（3）求地球的第一宇宙速度v。
15. 质量为m=2t的汽车在平直公路上由静止开始运动，若保持牵引力恒定，当速度增大到时汽车刚好达到额定功率，然后保持额定输出功率不变，再运动达到最大速，假设汽车行驶时受到的阻力恒为车重力的倍，取，求：
（1）汽车额定功率P；
（2）汽车从开始运动至达到额定功率所用的时间；
（3）汽车从静止开始运动至达到最大速度所前进的路程s。
16. 如图所示，光滑水平面上一个质量为0.6kg的小球Q（可视为质点），Q和竖直墙壁之间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与Q和竖直墙壁均不拴接）。用手挡住Q不动，此时弹簧弹性势能为。一轻质细绳一端固定在竖直墙壁上，另一端系在小球上，细绳长度大于弹簧的自然长度。放手后Q向右运动，绳在短暂瞬间被拉断，之后Q沿水平面运动到最右端后脱离轨道，从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点沿切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径R=0.3m，，小球到达A点时的速度v＝4m/s。（取）求：
（1）P点与A点水平距离和竖直高度；（结果可保留根式）
（2）小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力；
（3）绳被拉断过程绳对小球所做的功W。
石阡县民族中学2022-2023学年高一下学期4月月考
物理试题 答案解析
一、单项选择题（每小题3分，共24分）
1. 2022年2月4日，北京冬奥会开幕式以二十四节气为倒计时，节气，惊艳全球。二十四节气，代表着地球在公转轨道上的二十四个不同的位置。如图所示，从天体物理学可知地球沿椭圆轨道绕太阳运动所处四个位置，分别对应我国的四个节气。以下说法正确的是（ ）
A. 秋分时地球公转速度最大
B. 地球沿椭圆轨道绕太阳匀速率运动
C. 从正对纸面的方向看，地球绕太阳沿顺时针方向运动
D. 地球从冬至至春分的运动时间小于地球公转周期的
【答案】D
【解析】
【详解】A．由开普勒第二定律，地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，近地点公转速度最快，即冬至时地球公转速度最大，A错误；
B．由开普勒第一定律知地球绕太阳运动的轨道是椭圆，由开普勒第二定律，地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，地球绕太阳是非匀速率椭圆轨道运动，B错误；
C．二十四节气中，夏至在春分后，秋分在夏至后，地球绕太阳运行方向（正对纸面）是逆时针方向，C错误；
D．由开普勒第二定律，地球与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，可知地球在近地点比远地点转动的快，地球从冬至至春分的时间小于地球公转周期的四分之一，D正确。
故选D。
2. 2020年11月24日4时30分，“嫦娥五号”在中国文昌航天发射场发射成功，若“嫦娥五号”在地面时受地球的万有引力为F，则当其上升到离地距离为地球半径的2倍时所受地球的万有引力为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】在地面时“嫦娥五号”所受地球的万有引力为
当其离地距离为地球半径的2倍时所受地球的万有引力为
故选C。
3. 我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国GPS多5颗。多出的这5颗是相对地面静止的高轨道卫星（以下简称“静卫”），其它的有27颗中轨道卫星（以下简称“中卫”）轨道高度为静止轨道高度的。下列说法正确的是（ ）
A. “中卫”的线速度介于和之间
B. “静卫”的轨道必须是在赤道上空
C. “静卫”与“中卫”的动能之比为3∶5
D. “静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期
【答案】B
【解析】
【详解】A．地球卫星的最大速度为，所以“中卫”的线速度小于，A错误；
B．同步轨道卫星轨道只能在赤道上空，则“静卫”的轨道必须是在赤道上空，B正确；
C．万有引力提供向心力
则动能有
则若质量相等，动能之比等于半径的倒数比，“中卫”轨道高度为静止轨道高度的，地球半径相同，所以“中卫”轨道半径不是静止轨道半径的，动能之比也不是3∶5，C错误；
D．运动周期
半径越大周期则越大，所以“静卫”的运行周期大于“中卫”的运行周期，D错误。
故选B。
4. 宇航员在某星球将一物体竖直向上抛出，其运动的图像是如图所示的抛物线，已知该星球的半径是地球半径的2倍，地球表面重力加速度取，设地球质量为M，则该星球的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图可知，5s时上升的最大位移为50m，可得
解得
在地球表面满足
在某星球表面满足
联立解得
故选B。
5. 图中汉墓壁画拓片描绘了汉代人驾车的场景。当马拉车沿水平路面前进时，下列各力中对车做正功的是（ ）
A. 马对车的拉力 B. 车所受的支持力 C. 车所受的重力 D. 地面对车的摩擦力
【答案】A
【解析】
【详解】A．马对车的拉力与车的运动方向一致，故马的拉力对车做正功，A正确；
B．车所受的支持力方向垂直地面向上，与车的运动方向垂直，故支持力对车不做功，B错误；
C．车所受的重力竖直向下，与车的运动方向垂直，故重力对车不做功，C错误；
D．地面对车的摩擦力与车的运动方向相反，故摩擦力对车做负功，D错误。
故选A。
6. 如图所示，在地面上以速度抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为参考平面，且不计空气阻力，则下列选项正确的是（ ）
A. 物体落到海平面时的重力势能为mgh
B. 重力对物体做的功为
C. 物体在海平面上的动能为
D. 物体在海平面上的动能为
【答案】C
【解析】
【详解】A．以地面为参考平面，物体落到海平面时重力势能为，故A错误；
B．重力对物体做的功为
故B错误
CD．由动能定理得
则得在海平面上的动能为
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R，一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（ ）
A. B.
C －mgR D.
【答案】D
【解析】
【详解】设在AB段摩擦力所做功为WAB，物体从A到C的全过程，根据动能定理，有
解得
所以物体在AB段克服摩擦力所做的功为
故选D。
8. 如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中（ ）
A. 重力做功2mgR B. 合外力做功mgR
C. 克服摩擦力做功mgR D. 机械能减少2mgR
【答案】C
【解析】
【详解】A．小球从P到B的运动过程中，重力做功
A错误；
B．小球通过B点时恰好对轨道没有压力，即重力提供向心力
mg＝m
解得小球通过B点时速度
v＝
合外力做功等于动能增加量
B错误；
CD．克服摩擦力做功等于机械能的减少量，设小球从P到B的运动过程中，克服摩擦力做功为，由动能定理得
得
C正确，D错误。
故选C。
二、多项选择题（每小题4分，共16分，选对但不全的得2分）
9. 假设“天问一号”火星探测器在着陆火星前，“天问一号”距火星表面高度为h，绕火星做周期为T的匀速圆周运动，已知火星半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 火星的平均密度为
B. “天问一号”做圆周运动的角速度大小为
C. 火星表面重力加速度为
D. “天问一号”做圆周运动的线速度大小为
【答案】BD
【解析】
【详解】A．“天问一号”距火星表面高度为h，绕火星做周期为T的匀速圆周运动
解得火星的平均密度为
故A错误；
B．“天问一号”做圆周运动的角速度大小为
故B正确；
C．根据
解得
故C错误；
D．“天问一号”做圆周运动的线速度大小为
故D正确。
故选BD。
10. 如图所示，在某星球表面上，将一个小球以初速度水平抛出，下落距离H后恰好垂直打到一倾角为的斜面上。已知该星球的半径为R，引力常量为G，不计阻力。下列判断正确的是（ ）
A. 该星球的质量为
B. 该星球的第一宇宙速度为
C. 该星球的密度为
D. 该星球表面的重力加速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】AD．恰好垂直打到一倾角为的斜面上，根据几何关系可知，末速度与竖直方向的夹角为，则
解得
在星球表面有
解得
故A正确，D错误；
B．设近地卫星的质量为，根据重力等于向心力得
解得该星球的第一宇宙速度为
故B错误；
C．该星球密度为
故C正确。
故选AC。
11. 如图所示，平台上有质量相同的A、B两小球，现将两球分别由静止释放，使它们沿不同路径运动至地面，则（ ）
A. 在平台上时，A、B的重力势能相等
B. 在平台上时，A、B的重力势能不相等
C. 运动至地面过程中，重力对A、B做功不相等
D. 运动至地面过程中，重力对A、B做功相等
【答案】AD
【解析】
【详解】A B．A、B两小球质量相同，选地面为参考平面，设平台距离地面高度为，由得，在平台上时，A、B的重力势能相等。A正确，B错误；
C D．运动至地面过程中，两球重力做功
重力对A、B做功相等。C错误，D正确。
故选AD。
12. 一物块在高3.0m、长5.0m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取。则（ ）
A. 物块质量为1kg
B. 物块下滑过程中机械能逐渐增加
C. 物块下滑时加速度的大小为
D. 当物块下滑3.0m时机械能损失了12J
【答案】AD
【解析】
【详解】A．物块在初位置时重力势能为
其中，则物块的质量
故A正确；
B．物块在初位置时重力势能为，动能为，机械能为
当下滑距离为时，物块具有的机械能为
所以下滑过程中物块的机械能逐渐减少，故B错误；
C．令斜面的倾角为，则
当物块下滑距离为时，根据功能关系可得
代入数据解得
根据牛顿第二定律可知，物块下滑时加速度大小为
故C错误；
Ｄ．当物块下滑时，物体克服滑动摩擦力做功为
代入数据解得
根据功能关系可知，机械能损失了，故D正确。
故选AD。
三、实验题（每空3分，共15分）
13. 利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。
（1）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___________填选项前的字母。
A．动能变化量与重力势能变化量
B．速度变化量和重力势能变化量
C．速度变化量和高度变化量
（2）在实验中，已知重物质量，在纸带上打出一系列的点，O为起点，如图所示单位为cm，打点时间间隔为，重力加速度g取，那么从打O点到打B点的过程中：
①打点计时器打下计数点B时，重物的速度___________；重物的重力势能变化量___________，动能变化量___________。（结果保留两位有效数字）
②大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是___________填选项前的字母。
A．利用公式计算重物速度
B．利用公式计算重物速度
C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D．没有采用多次实验取平均值的方法
【答案】 ①. A ②. 0.98 ③. 0.49 ④. 0.48 ⑤. C
【解析】
【详解】（1）[1] 为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间动能的增加量和重力势能的减小量是否相等。
故选A。
（2）[2] 利用匀变速直线运动的推论B点的速度等于AC间的平均速度，故
[3] 重力势能减小量
[4] 动能变化量
[5] 由于纸带在下落过程中，重锤和空气之间存在阻力，纸带和打点计时器之间存在摩擦力，所以减小的重力势能一部分转化为动能，还有一部分要克服空气阻力和摩擦力阻力做功，故重力势能的减少量大于动能的增加量。
故选C。
四、解答题（14小题12分，15小题15分，16小题18分）
14. 北京时间2022年6月23日10时22分，我国在西卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭。采取一箭三星方式，成功将遥感三十五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功，该卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农产品估产及防灾减灾等领域。已知地表附近重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，该组卫星轨道半径为r。
（1）求该地球的质量M。
（2）求该组卫星运行的周期T。
（3）求地球的第一宇宙速度v。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）根据题意，设地球表面的物体的质量为，由万有引力等于重力有
解得
（2）根据题意，设卫星的质量为，由万有引力提供向心力有
可得
代入（1）中结果可得
（3）第一宇宙速度等于贴近地面的卫星做匀速圆周运动的速度大小，由万有引力提供向心力有
解得
代入（1）中结果可得
15. 质量为m=2t的汽车在平直公路上由静止开始运动，若保持牵引力恒定，当速度增大到时汽车刚好达到额定功率，然后保持额定输出功率不变，再运动达到最大速，假设汽车行驶时受到的阻力恒为车重力的倍，取，求：
（1）汽车的额定功率P；
（2）汽车从开始运动至达到额定功率所用的时间；
（3）汽车从静止开始运动至达到最大速度所前进的路程s。
【答案】（1）60kW；（2）30s；（3）467m
【解析】
【详解】（1）汽车受到的阻力为
汽车达到最大速度时，其牵引力等于阻力，即汽车的额定功率为
解得
（2）汽车保持牵引力恒定时，汽车做匀加速直线运动，此时的牵引力F大小为
根据牛顿第二定律，汽车的加速度大小为
解得
根据运动学公式，汽车从开始运动至达到额定功率所用的时间
解得
（3）汽车匀加速直线运动所通过的路程
解得
汽车从速度增加到所通过的路程为，则根据动能定理得
解得
汽车从静止开始运动至达到最大速度所前进的路程
16. 如图所示，光滑水平面上一个质量为0.6kg的小球Q（可视为质点），Q和竖直墙壁之间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与Q和竖直墙壁均不拴接）。用手挡住Q不动，此时弹簧弹性势能为。一轻质细绳一端固定在竖直墙壁上，另一端系在小球上，细绳长度大于弹簧的自然长度。放手后Q向右运动，绳在短暂瞬间被拉断，之后Q沿水平面运动到最右端后脱离轨道，从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点沿切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）。已知圆弧的半径R=0.3m，，小球到达A点时的速度v＝4m/s。（取）求：
（1）P点与A点的水平距离和竖直高度；（结果可保留根式）
（2）小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力；
（3）绳被拉断过程绳对小球所做的功W。
【答案】（1）；；（2）；方向竖直向上；（3）
【解析】
【详解】（1）小球到A点的速度沿圆弧切线方向，设小球在P点的速度为，则由平抛运动规律得
由
得
由
得
（2）取A点为重力势能的零点，由机械能守恒定律得
代入数据得
由圆周运动向心力公式得
代入数据得
由牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小，方向竖直向上；
（3）设弹簧恢复到自然长度时小球的速度为，由机械能守恒定律得
绳断后小球的速度为，由动能定理得
带入数据得
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