长春市第二实验中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试卷(含答案)

这是一份长春市第二实验中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试卷(含答案)，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，计算题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．关于功的概念，以下说法正确的是( )
A.力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量
B.功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用
C.若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移
D.某物体通过一段位移，作用在该物体上的力一定都不做功
2．某人用同一水平力F先后两次拉同一物体，第一次使此物体从静止开始在光滑水平面上前进l距离，第二次使此物体从静止开始在粗糙水平面上前进l距离.若先后两次拉力做的功分别为和，拉力做功的平均功率分别为和，则( )
A.B.C.D.
3．地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G.假设地球是一个质量分布均匀的球体，体积为，则地球的平均密度是( )
A.B.C.D.
4．质量为的汽车，发动机的额定功率为，在水平路面上能以的最大速度匀速行驶，则汽车在该水平路面行驶时所受的阻力为( )
A.B.C.D.
5．如图是“天宫”与“神舟”对接示意图.若对接前“天宫”与“神舟”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是( )
A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C.飞船先在比空间实验室轨道半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
D.飞船先在比空间实验室轨道半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
6．如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速转动，下列说法中正确的是( )
A.物块与圆盘一起绕固定轴匀速转动，处于平衡状态
B.在角速度一定时，物块离转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘
C.物块受重力、弹力、摩擦力、向心力四个力作用
D.在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越不容易脱离圆盘
7．如图是某同学设计的风力选种装置.两种质量不同、大小相同的种子P和Q从O点以相同的速度进入光滑的水平面，在虚线区域有恒定风力，其余区域无风，设风力可以看成种子受到沿风方向恒力F的作用，种子P的质量大于种子Q的质量，则下列表示种子运动轨迹图像可能正确的是( )
A.B.
C.D.
二、多选题
8．如图所示，某卫星的工作轨道是100公里环月圆轨道Ⅰ，该卫星在A点将轨道变为椭圆轨道Ⅱ，B点为近月点，大约距月球表面15公里.下列说法中错误的是( )
A.卫星在轨道Ⅱ上A点速度大小大于B点速度大小
B.卫星在轨道Ⅱ上A点速度大小等于轨道Ⅰ上A点速度大小
C.卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度大小等于在轨道Ⅰ上A点的加速度大小
D.卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度大小大于在轨道Ⅰ上A点的加速度大小
9．如图所示，小环套在竖直放置的光滑圆形轨道上做圆周运动，已知圆形轨道的半径为R，当小环通过轨道最高点M点时，以下说法正确的是( )
A.小环通过M点时的最小速率为零
B.小环通过M点时的最小速率为
C.小环通过M点时可能受轨道向上的支持力
D.小环通过M点时可能受轨道向下的压力
10．中国首辆火星车命名“祝融号”.假设祝融号在火星表面和地球表面以相同的速度竖直上抛一物体，其在地球上落回抛出点的时间是火星上的a倍，已知地球半径与火星半径之比为b.不计地球和火星的自转及其表面气体的阻力.下列说法正确的是( )
A.地球与火星绕太阳运动时，它们与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等
B.地球表面与火星表面的重力加速度大小之比为
C.祝融号在火星表面与地球表面受引力之比为
D.地球与火星的第一宇宙速度大小之比为
三、填空题
11．宇宙中有相距较近、质量相差不大的两个星球，它们离其他星球都较远，其他星球对它们的万有引力可以忽略不计.在这种情况下，它们将围绕其连线上的某一固定点做周期相同的匀速圆周运动，通常，我们把这样的两个星球称为“双星”.如图所示.已知双星的质量分别为和，它们之间的距离为L，则两星向心力大小______（填“相等”或“不相等”），双星的运行轨道半径______.
四、计算题
12．飞船在距地面高度为h的轨道上做圆周运动.已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g.试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用表示）.
13．如图所示，我军机在钓鱼岛巡航.若军机在距离地面某高度的水平面内做半径为R的匀速圆周运动，机翼受到的升力与水平面的夹角为θ.重力加速度为g.
（1）求军机做匀速圆周运动时的速率；
（2）若军机在匀速圆周运动过程中，机上的一个质点脱落，不计脱落质点的空气阻力.当军机第一次距质点脱落处最远时，质点刚好落地.求质点落地点距军机做圆周运动平面的距离及质点落地点与军机做匀速圆周运动的圆心之间的距离.
14．一转动装置如图甲所示，两根足够长轻杆固定在竖直轻质转轴上的O点，两轻杆与转轴间夹角均为.小球分别套在两杆上，小环套在转轴上，球与环质量均为与间均用长为L的细线相连，原长为L的轻质弹簧套在转轴上，一端与轴上P点固定，另一端与环c相连.当装置以某一转速转动时，弹簧伸长到，环c静止在O处，此时弹簧弹力等于环的重力，球、环间的细线刚好拉直而无张力.弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g.求：
（1）细线刚好拉直而无张力时，装置转动的角速度；
（2）如图乙所示，该装置以角速度（未知）匀速转动时，弹簧长为，求此时杆对小球的弹力大小和角速度.
五、实验题
15．未来在一个未知星球上用如图甲所示的装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球利用频闪数码照相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前拍下了小球做平抛运动的多张照片，经合成后，照片如图乙所示.为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为，则：
（1）由以上信息，可知a点______（填“是”或“不是”）小球的抛出点；
（2）由乙图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为______；
（3）由乙图信息，可以算出小球平抛的初速度是______；
（4）由乙图信息，可以算出小球在b点时的速度是______（结果可带根号）.
参考答案
1．答案：B
解析：A.功是标量，故A错误；B.功有正、负之分，但功的正负不是表示方向，而是表示力对物体的做功效果，故B正确；C.当力的方向和物体位移的方向垂直时，该力对物体不做功，此时物体的位移可能不为零，故C错误；D.当力与位移的夹角不是90时，力对物体做功，故D错误。故选B。
2．答案：B
解析：由于拉力相同而又通过相同的位移，根据可知拉力对物体做的功一样多，但由于沿光滑水平面前进l距离所用时间短，所以，故B正确。
3．答案：A
解析：由万有引力等于重力可得解得又地球体积为故密度为故选A。
4．答案：A
解析：根据可知最大速度为。
5．答案：C
解析：为了实现飞船与空间实验室的对接，必须使飞船在较低的轨道上加速做离心运动，上升到空间实验室运动的轨道后逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接，选项C正确。
6．答案：B
解析：
7．答案：C
解析：由题意可列出种子的加速度方程为化简得种子P的质量大于种子Q的，则，又因初速度相同，则在同一时刻种子P的轨迹的斜率的绝对值小于种子Q的，故符合轨迹的为C。故选C。
8．答案：ABD
解析：A.A点是椭圆轨道的远月点，B点是近月点，所以卫星在轨道Ⅱ上A点速度大小小于B点速度大小，故A错误；B.卫星在A点从环月圆轨道变轨到椭圆轨道，做近心运动，需要减速，所以卫星在轨道Ⅱ上A点速度大小小于轨道I上A点速度大小，故B错误;CD.卫星无论在轨道Ⅱ上A点还是在轨道I上A点，受力相同，所以加速度大小相等，故C正确，D错误。故选ABD.
9．答案：ACD
解析：AB.小环通过M点时，若重力恰好与轨道对小球的支持力平衡，则有此时小球的向心力为零，速率为零，故小环通过M点时的最小速率为零，A正确，B错误;C.小环通过M点时，若轨道对小球支持力向上，则有此时，C正确;D.小环通过M点时，若轨道对小球压力向下，则有此时,D正确。故选ACD.
10．答案：BCD
解析：根据开鲁勒第二定律知同一圆运动过程中，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等不同的行星周期不同，它们与太阳的连线在相等的时间内扫过的而积不相等，故A错误;根据竖直上抛运动规律知竖直上抛运动时间为,已知探测器在火星表面和地球表面以相同的速度竖直上抛一物体，其在地球上落回抛出点的时间是火是上的a倍，则地球表面与火是表面的重力加速度大小之比，故B正确；根据星球表面物体的重力等于万有引力，知探测器在火星表面与地球表面受引力之比，故C正确；第一宇宙速度，所以地球与火星的第一宇宙速度大小之比为，故D正确。
11．答案：相等
解析：双星靠相互间的万有引力提供向心力，则它们的向心力大小相等；
双星有相同的角速度，根据万有引力提供向心力，对双星有
可得
12．答案：
解析：设地球质量为M，飞船质量为m，速度为v，圆轨道的半径为r，由万有引力和牛顿第二定律，有：
地面附近：
由已知条件知：
解以上各式得：
13．答案：（1）（2）
解析：（1）军机做匀速圆周运动，所受合力提供向心力，设军机质量为m，如图所示，则
①
由几何关系可得：②
由①②可得：③
（2）军机第一次距质点脱落处最远时，所用时间：④
军机上的一个质点脱落后，做初速度为v的平抛运动，如图所示，由平抛运动规律得⑤
⑥
质点落地点与军机做匀速圆周运动的圆心之间的距离⑦
由③~⑥得：
14．答案：(1)(2)
解析：（1）对a或b小球分析，根据牛顿第二定律得
解得：
（2）依题可知，两次弹簧弹力大小相等方向相反，且
设绳子拉力为，绳子与竖直轴之间的夹角为
对c球分析，根据平衡条件得：
得
对a或b球分析，竖直方向根据平衡条件得：
得：
水平方向根据牛顿第二定律得
15．答案：（1）是（2）8（3）0.8（4）
解析：（1）由图可知，四个点间竖直方向的位移之比为1:3:5，说明a点的竖直速度为0，即a点是小球的抛出点。
（2）（3）水平方向
竖直方向
得
（4）b点的竖直速度为
小球在b点时的速度大小为
得