辽宁省大连市滨城高中联盟2024-2025学年高一下学期4月月考物理试卷（原卷版+解析版）

这是一份辽宁省大连市滨城高中联盟2024-2025学年高一下学期4月月考物理试卷（原卷版+解析版），共17页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题（本题共10小题，共46分，第1~7小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，有选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1. 关于力对物体做功，如下说法正确的是（ ）
A. 滑动摩擦力对物体一定做负功
B. 作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零
C. 合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态
D. 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，由近地点运动到远地点的过程中，万有引力做负功
2. 某风力发电机，它的叶片转动时可形成大小为S=100m2的受风面积。某段时间内该地区的风速是v=20m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ=1.3kg/m3。假如这个风力发电机能将受风面积内10%的空气动能转化为电能，则该风速下发电机的发电功率P为（ ）
A. 5.2×105WB. 5.2×104WC. 5.2×103WD. 5.2×102W
3. 如图甲所示，质量为5kg的物体在斜向下、与水平方向成37°角的力F作用下，沿水平面开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则力F所做的功为（ ）
A. 240JB. 150JC. 120JD. 90J
4. 一物体在地球表面重18N，它在以5m/s²的加速度加速上升的火箭中的视重（即物体对火箭竖直向下的压力）为17N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的（地球表面重力加速度取10m/s²）（ ）
A. 0.5倍B. 2倍C. 3倍D. 4倍
5. 人造卫星离地面距离等于地球半径,卫星以速度沿圆轨道运动,设地面上的重力加速度为,则( )
A. B. C. D.
6. 宇宙中有两颗恒星 S1、S2，半径均为 R0。如图分别是两颗恒星周围行星的公转周期 与公转半径r3的关系图像，则（ ）
A. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为2∶1
B. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为4∶1
C. 恒星S1与恒星S2的密度之比为1：2
D. 恒星S1与恒星S2的密度之比为2：1
7. 如图所示，A、B两个天体可视为双星系统，质量比，A、B同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，A天体绕O点运动的（ ）
A. 向心力大小为B的3倍B. 角速度大小为B的
C. 线速度大小为B的3倍D. 轨道半径为B的
8. 静止卫星到地心的距离为r，加速度为，运行速率为，地球半径为R，赤道上物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，则（ ）
A B. C. D.
9. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确是（ ）
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度
10. 如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r=0.4m，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足（g=10m/s2）（ ）
A. v0≥0B. v0≥4m/sC. D.
二、非选择题（本题共4小题，共54分）
11. 如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知卫星1运行周期为T1=T0，行星的半径为R，卫星1和卫星2到行星中心的距离分别为r1=2R，r2=8R，引力常量为G。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中T0、R、G已知）
（1）行星的质量M；
（2）行星的第一宇宙速度；
（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近？
12. 一辆质量为2×103kg的汽车，发动机的最大牵引功率为80kW，汽车在平直公路上行驶所受阻力f大小恒为4×103N，求：
（1）汽车行驶的最大速度多大；
（2）若汽车以最大牵引功率启动，当汽车速度达到5m/s时，加速度多大；
（3）若汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，求匀加速运动的时间；
（4）汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，求6秒钟内汽车牵引力做的功。
13. 如图所示，质量为m=2kg的物体静止在平台上，与平台间的动摩擦因数为μ=0.2，系在物体上的水平轻绳跨过光滑的定滑轮，地面上的人拉着轻绳的另一端以v0=4m/s的速度向右匀速运动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向的夹角θ=30°处，初始滑轮右端绳的长度L=3m，求此过程中人的拉力对物体所做的功。
14. 如图所示，甲为一根内壁光滑圆弧形细圆管竖直放置，且管口A与圆心O连线水平，圆弧半径为R，细管半径和R相比可忽略。乙为一光滑圆弧轨道和两个足够长水平轨道相连，圆弧半径为R，且左端口D与圆心O连线水平。
（1）一小球从甲图管口A正上方h1高处自由下落后，恰好能到达管口C处，求h1。
（2）若质量为m的小球从甲图管口A的正上方某高度自由下落，它能从管口C处飞出后又落到管口A处，在该过程中，求小球到细管最低点时受到的细管支持力大小。
（3）如果小球从乙图轨道左端口D正上方某位置由静止释放，球到达最高点E后能否落回左端口D处？如能，计算出释放点离D的高度h2；如不能，试说明理由，然后求出小球飞出E后的落点到D的最小距离。
滨城高中联盟2024—2025学年度下学期高一四月份考试
物理试卷
一、选择题（本题共10小题，共46分，第1~7小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10小题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，有选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分）
1. 关于力对物体做功，如下说法正确的是（ ）
A. 滑动摩擦力对物体一定做负功
B. 作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零
C. 合外力对物体不做功，物体一定处于平衡状态
D. 人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，由近地点运动到远地点的过程中，万有引力做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A．滑动摩擦力对物体可能做正功，也可能做负功，例如，货物轻放在在倾斜的传送带上随皮带上升过程，滑动摩擦力对货物做正功，故A错误；
B．作用力的功与反作用力的功其代数和可能为零、可能为正、可能为负，例如，两磁体的同名磁极在外力作用下靠在一起，撤去外力时，两磁体在斥力作用下分离过程，作用力与反作用力均做正功，此时作用力的功与反作用力的功其代数和为正值，故B错误；
C．根据动能定理有
可知，合外力对物体不做功，则物体动能的变化量为0，即动能不变，即物体速度的大小一定，当物体的速度方向有可能变化，例如，匀速圆周运动，即合外力对物体不做功，物体不一定处于平衡状态，故C错误；
D．人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，由近地点运动到远地点的过程中，万有引力与卫星速度方向成钝角，则万有引力做负功，故D正确。
故选D。
2. 某风力发电机，它的叶片转动时可形成大小为S=100m2的受风面积。某段时间内该地区的风速是v=20m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为ρ=1.3kg/m3。假如这个风力发电机能将受风面积内10%的空气动能转化为电能，则该风速下发电机的发电功率P为（ ）
A. 5.2×105WB. 5.2×104WC. 5.2×103WD. 5.2×102W
【答案】B
【解析】
【详解】设在t时间内空气动能为
又
联立可得
则此风力发电机发电的功率约为
代入数据解得
故选B。
3. 如图甲所示，质量为5kg的物体在斜向下、与水平方向成37°角的力F作用下，沿水平面开始运动，推力大小F随位移大小x变化的情况如图乙所示，sin37°=0.6，cs37°=0.8，则力F所做的功为（ ）
A. 240JB. 150JC. 120JD. 90J
【答案】C
【解析】
【详解】由图像与坐标轴围成的面积表示功，可知力F所做的功为
故选C。
4. 一物体在地球表面重18N，它在以5m/s²的加速度加速上升的火箭中的视重（即物体对火箭竖直向下的压力）为17N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的（地球表面重力加速度取10m/s²）（ ）
A 0.5倍B. 2倍C. 3倍D. 4倍
【答案】A
【解析】
【详解】地球表面时G=mg
升空后根据牛顿第二定律
解得
根据，
解得h=0.5R
故选A。
5. 人造卫星离地面距离等于地球半径,卫星以速度沿圆轨道运动,设地面上的重力加速度为,则( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】考查万有引力基本公式的运用
【详解】万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，得：
在地球表面，又有：
联立上式解得：
故选A．
6. 宇宙中有两颗恒星 S1、S2，半径均为 R0。如图分别是两颗恒星周围行星的公转周期 与公转半径r3的关系图像，则（ ）
A. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为2∶1
B. 恒星 S1 与恒星S2的质量之比为4∶1
C. 恒星S1与恒星S2的密度之比为1：2
D. 恒星S1与恒星S2的密度之比为2：1
【答案】C
【解析】
【详解】AB．根据万有引力提供向心力有
解得
可知公转周期 与公转半径r3的关系图像斜率为
由图像可得
则
故AB错误；
CD．星球的密度为
恒星S1与恒星S2的密度之比为
故C正确，D错误。
故选C。
7. 如图所示，A、B两个天体可视为双星系统，质量比，A、B同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，A天体绕O点运动的（ ）
A. 向心力大小为B的3倍B. 角速度大小为B的
C. 线速度大小为B的3倍D. 轨道半径为B的
【答案】D
【解析】
【详解】AB．在该双星系统中，两个天体绕O点运动的周期相同，角速度大小相同，且两者之间的万有引力提供各自的向心力，所以二者向心力大小相同，故AB错误；
CD．根据牛顿第二定律有

解得

根据可知
故C错误，D正确。
故选D。
8. 静止卫星到地心的距离为r，加速度为，运行速率为，地球半径为R，赤道上物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，则（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．根据向心加速度和角速度的关系有
，
又有
故
故A正确，B错误；
CD．由万有引力提供向心力得
，
解得
故C正确，D错误。
故选AC。
9. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度大于它在轨道3上经过P点时的加速度
【答案】BC
【解析】
【详解】AB．根据万有引力充当向心力可知
可得
因r3>r1可知卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，选项A错误，B正确；
CD．根据
可得
可知卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度；卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，选项C正确，D错误。
故选BC。
10. 如图所示，竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上，半径r=0.4m，最低点处有一小球（半径比r小很多），现给小球一水平向右的初速度v0，则要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足（g=10m/s2）（ ）
A. v0≥0B. v0≥4m/sC. D.
【答案】CD
【解析】
【详解】小球不脱离圆轨道时，恰能通过最高点的临界情况为在最高点弹力，由重力提供向心力，则有
解得
从最底点到最高点，根据机械能守恒定律得
解得
故要使小球做完整的圆周运动，必须满足；
若不通过圆心等高处小球也不会脱离圆轨道，则小球向右最多运动到与圆心等高处，根据机械能守恒定律有
解得
故小球不越过圆心等高处，必须满足；
所以要使小球不脱离圆轨道运动，v0应当满足或。
故选CD。
二、非选择题（本题共4小题，共54分）
11. 如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知卫星1运行的周期为T1=T0，行星的半径为R，卫星1和卫星2到行星中心的距离分别为r1=2R，r2=8R，引力常量为G。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中T0、R、G已知）
（1）行星的质量M；
（2）行星的第一宇宙速度；
（3）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近？
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小问1详解】
对卫星1，根据万有引力充当向心力，则：
得：
【小问2详解】
第一宇宙速度的轨道半径为R，则根据
可得：
【小问3详解】
对卫星1和卫星2，由开普勒第三定律：
可得：
由图示时刻开始，经t时间第一次相距最近，则有：
可得：
12. 一辆质量为2×103kg的汽车，发动机的最大牵引功率为80kW，汽车在平直公路上行驶所受阻力f大小恒为4×103N，求：
（1）汽车行驶的最大速度多大；
（2）若汽车以最大牵引功率启动，当汽车速度达到5m/s时，加速度多大；
（3）若汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，求匀加速运动的时间；
（4）汽车以2m/s2的加速度匀加速启动，求6秒钟内汽车牵引力做的功。
【答案】（1）20m/s
（2）6m/s2 （3）5s
（4）2.8×105J
【解析】
【小问1详解】
速度最大时加速度为零，则牵引力F=f=4×103N
根据P=Fvm
代入数据解得vm=20m/s
【小问2详解】
当速度v=5m/s时，根据P=Fv
代入数据解得F=16×103N
根据牛顿第二定律有
解得a=6m/s2
【小问3详解】
根据牛顿第二定有
代入数据解得F=8×103N
根据P=Fv
代入数据解得v=10m/s
根据v=at
代入数据解得t=5s
【小问4详解】
在前5s内
在第6s内
则6秒钟内汽车牵引力做的功W=W1+W2=2.8×105J
13. 如图所示，质量为m=2kg的物体静止在平台上，与平台间的动摩擦因数为μ=0.2，系在物体上的水平轻绳跨过光滑的定滑轮，地面上的人拉着轻绳的另一端以v0=4m/s的速度向右匀速运动，设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向的夹角θ=30°处，初始滑轮右端绳的长度L=3m，求此过程中人的拉力对物体所做的功。
【答案】24J或23.76J
【解析】
【详解】根据几何关系，可得物体前进的距离
根据速度的分解与合成，可得物体的末速度
对物体，根据动能定理有
若g取10m/s2，解得
若g取9.8m/s2，解得W=23.76J
14. 如图所示，甲为一根内壁光滑的圆弧形细圆管竖直放置，且管口A与圆心O连线水平，圆弧半径为R，细管半径和R相比可忽略。乙为一光滑圆弧轨道和两个足够长水平轨道相连，圆弧半径为R，且左端口D与圆心O连线水平。
（1）一小球从甲图管口A正上方h1高处自由下落后，恰好能到达管口C处，求h1。
（2）若质量为m的小球从甲图管口A的正上方某高度自由下落，它能从管口C处飞出后又落到管口A处，在该过程中，求小球到细管最低点时受到的细管支持力大小。
（3）如果小球从乙图轨道左端口D正上方某位置由静止释放，球到达最高点E后能否落回左端口D处？如能，计算出释放点离D的高度h2；如不能，试说明理由，然后求出小球飞出E后的落点到D的最小距离。
【答案】（1）
（2）
（3）不能，
【解析】
【小问1详解】
由题意可知，球到达C处速度为零，由动能定理
可得
【小问2详解】
小球从C点做平抛运动，则，
可得
从最低点到最高点用动能定理
可得小球到细管最低点时速度大小为
在最低点，对小球由牛顿第二定律
可得小球到细管最低点时受到的细管支持力大小为
【小问3详解】
设小球到达E点的最小速度为v1，由牛顿第二定律
可得
由于小球从C平抛运动到D的速度
所以小球不能落到D点，小球从C点以最小速度做平抛运动，则，
可得
则落点到D的最小距离为