高一物理試卷
試卷滿分：100分
一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第8~11題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯(cuò)得0分。
1．人類對行星運(yùn)動(dòng)的研究漫長而曲折，如圖為部分行星繞太陽的運(yùn)行軌道，第谷經(jīng)過數(shù)年觀測得到行星運(yùn)動(dòng)的大量數(shù)據(jù)，開普勒用20年時(shí)間研究這些數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說法中正確的是（ ）
A．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后，開普勒整理第谷的觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律
B．所有行星的軌道半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相等
C．土星和火星的公轉(zhuǎn)軌道都是橢圓，土星的公轉(zhuǎn)周期比火星大
D．土星公轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)近日點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)1/4周長，其用時(shí)將大于1/4周期
2．500米口徑的中國天眼（FAST）是世界上已建成的最大的射電望遠(yuǎn)鏡，可監(jiān)測脈沖星，探測引力波的存在。而引力波是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證愛因斯坦相對論的最后一塊“拼圖”。關(guān)于牛頓力學(xué)、相對論和量子力學(xué)，下列說法正確的是 （ ）
A．牛頓力學(xué)適用于研究宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)
B．由于相對論的提出，牛頓力學(xué)已經(jīng)失去了它的應(yīng)用價(jià)值
C．高速運(yùn)動(dòng)的μ子壽命變長這一現(xiàn)象，既能用相對論時(shí)空觀解釋，又能用經(jīng)典理論解釋
D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的
3．太空電梯是人類構(gòu)想的一種通往太空的設(shè)備，它的作用是將人和物體送入空間站。假設(shè)太空電梯豎直向上勻速運(yùn)動(dòng)，它從地面上帶了重64N的植物種子，當(dāng)太空電梯上升到某高度時(shí)發(fā)現(xiàn)種子的重力“變成”了36N。已知地球的半徑為R，不考慮地球的自轉(zhuǎn)，則此時(shí)太空電梯距地面的高度為（ ）
A．RB．C．D．
4．嫦娥工程是我國自主對月球的探索和觀察，分"繞"、"落"、"回"三步走戰(zhàn)略，并計(jì)劃在月球建立研究基地。已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球的第一宇宙速度為7.9 km/s，落月前探月衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，則該探月衛(wèi)星運(yùn)行的速度即月球第一宇宙速度約為 ( )
A．0.4 km/sB．1.8 km/s
C．11 km/sD．36 km/s
5．“天宮”空間站內(nèi)航天員24小時(shí)可以看到十六次日出日落，2021年11月8日，航天員王亞平成功出艙作業(yè)，創(chuàng)造了一個(gè)新的紀(jì)錄，成為中國女航天員太空行走第一人。下列說法正確的是（ ）
A．航天員處于完全失重狀態(tài)，不受地球的引力作用
B．若王亞平與空間站連接的安全繩脫離，將會(huì)立刻高速飛離空間站
C．艙內(nèi)航天員單手做倒立姿勢，可以鍛煉上肢力量
D．空間站在軌運(yùn)行的速度小于第一宇宙速度，大于同步衛(wèi)星的線速度
6．定點(diǎn)投彈是軍事訓(xùn)練科目之一。若把炸彈視為質(zhì)點(diǎn)，相同的兩枚炸彈投中同一點(diǎn)M的過程可以簡化為如圖所示的兩個(gè)過程，一枚從P點(diǎn)水平投出，另一枚從P點(diǎn)正下方地面上的Q點(diǎn)斜向上投出，其軌跡的最高點(diǎn)和P點(diǎn)等高，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（ ）
A．兩枚炸彈運(yùn)動(dòng)過程中重力做功相等
B．兩枚炸彈投出時(shí)人對炸彈做功相等
C．兩枚炸彈落地前瞬間重力做功的功率相等
D．兩枚炸彈落地前瞬間的動(dòng)能相等
7．如圖所示為地球的赤道平面，d是靜止在赤道地面上的物體，a、b、c均為衛(wèi)星，其中a是地球同步衛(wèi)星，c是近地衛(wèi)星，以下關(guān)于a、b、c、d四者的線速度、角速度、周期以及向心加速度的大小關(guān)系正確的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．北京時(shí)間2021年10月16日，神舟十三號載人飛船順利將3名航天員送入太空。如圖所示，圓形軌道I為空間站運(yùn)行軌道，橢圓軌道II為載人飛船無動(dòng)力運(yùn)行的軌道，兩軌道相切于A點(diǎn)，B點(diǎn)為軌道II的近地點(diǎn)。下列說法正確的是（ ）
A．載人飛船在地面發(fā)射時(shí)的速度須大于地球的第二宇宙速度
B．載人飛船從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過程中速度逐漸減小
C．空間站在軌道I上A點(diǎn)的速度大于載人飛船在軌道II上A點(diǎn)的速度
D．空間站在軌道I上A點(diǎn)的加速度大于載人飛船在軌道II上A點(diǎn)的加速度
9．宇宙中存在遠(yuǎn)離其他星球的三星系統(tǒng)，如圖所示，三顆星體A、B、C始終處于一條直線上，A、C兩顆星圍繞中間星體B做穩(wěn)定的圓周運(yùn)動(dòng)，AB之間和BC之間間距均為l；已知星體B的質(zhì)量為2m，星體A的質(zhì)量為m。萬有引力常量為G，則下列判斷中正確的是（ ）
A．星體C的質(zhì)量為m
B．星體A、C運(yùn)行的加速度
C．星體A、C運(yùn)行的周期
D．星體A、C運(yùn)行的角速度
10．一模型汽車質(zhì)量為1kg，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為12W，平直的賽道上，該車以a=1m/s2恒定的加速度啟動(dòng)，行駛過程中的最大速度為4m/s，已知汽車行駛時(shí)所受的阻力恒定，下列說法中正確的是（ ）
A．汽車行駛時(shí)受到的阻力大小為3N
B．汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為4s
C．若汽車變加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間已知，則整個(gè)加速過程的位移可求
D．若另一輛相同的汽車并排在賽道上同時(shí)出發(fā)，但它以額定功率啟動(dòng)，它將率先到達(dá)終點(diǎn)
11．彈珠游戲示意如圖，粗糙水平軌道左端固定一輕彈簧，右側(cè)1/4圓弧以水平軌道末端O點(diǎn)為圓心，半徑為R，c點(diǎn)為圓弧的中點(diǎn)。每次游戲時(shí)用手將小球向左壓縮彈簧然后由靜止釋放，彈出的小球越過O點(diǎn)后飛出，落入圓形坑中。忽略空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（ ）
O
A．恰能打到c點(diǎn)的小球，擊中c點(diǎn)時(shí)速度方向與圓弧面垂直
B．初始時(shí)彈簧的形變量越大，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越短
C．初始時(shí)彈簧的形變量越大，小球克服摩擦力做的功就越多
D．初始時(shí)彈簧的形變量越大，小球落到圓弧上時(shí)動(dòng)能就越大
二、非選擇題：本題共5小題，共56分。
12．（6分）
某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置以小車為研究對象驗(yàn)證動(dòng)能定理。用拉力傳感器可測小車受到的拉力大小F，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)速度傳感器，可記錄小車先后通過A、B時(shí)的速度大小v1、v2。
已知鉤碼質(zhì)量m，測得小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M，測得AB間距離為L。
回答下面問題：
本實(shí)驗(yàn)操作中， ____________（選填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，
____________（選填“需要”或“不需要”）滿足m?M。
（2）正確操作后測得相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)驗(yàn)證的表達(dá)式為：_______________________________
（3）若拉力傳感器損壞無示數(shù)，現(xiàn)用鉤碼總重來表示拉力，由此產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，將使得外力對小車做的功W_______小車的動(dòng)能的變化量。(選填：“>”、“=”或“（2分）
13．（10分）答案：或3600B（每空2分）
14．（12分）【答案】（1）（2）
【解析】
（1）（8分）設(shè)“天問一號”的質(zhì)量為m，引力提供向心力有
（2分）
解得：（2分）
又：（1分）
（1分）
解得：（2分）
（2）（4分）忽略火星自轉(zhuǎn)，火星表面質(zhì)量為m0的物體所受重力等于萬有引力
（2分）
結(jié)合第一問火星質(zhì)量代入解得：（2分）
15．（12分）【答案】（1）1400N 方向豎直向下；（2）30m/s；（3）2400J
【解析】
（4分）運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)時(shí)受支持力和重力，根據(jù)牛頓第二定律：
（2分）
代入數(shù)據(jù)解得：FN=1400N（1分）
根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動(dòng)員到達(dá)滑道上的C點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力大小為1400N，方向豎直向下。（1分）
（3分）運(yùn)動(dòng)員經(jīng)C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過程中，根據(jù)動(dòng)能定理：
（2分）
代入數(shù)據(jù)解得：vE=30m/s（1分）
（3）（5分）運(yùn)動(dòng)員從A到C，由動(dòng)能定理（1分）
式中（1分）
從A到B點(diǎn)的過程中摩擦力做功（1分）
代入數(shù)據(jù)解得：由B到C的過程中阻力做功Wf2= -2400J（1分）
故運(yùn)動(dòng)員從B點(diǎn)滑到C點(diǎn)過程中克服阻力做功為2400J（1分）
（說明：如果分段來做，那么AB段方程正確得2分，BC段方程與結(jié)果正確共3分。）
16．（16分）【答案】（1）；（2）；（3）9.6h
【解析】
（4分）由向心加速度公式知：（1分）
又（1分）
聯(lián)立得：（2分）
（2）（6分）設(shè)橢圓軌道運(yùn)行周期為T1，根據(jù)開普勒第三定律
(2分)
得
衛(wèi)星由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所需要的最短時(shí)間 (2分)
解得 (2分)
(6分)設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T0，T0=24h，由題意知每隔t=16h相遇一次，得:
(2分)
又 (1分)
(1分)
聯(lián)立得
解得：衛(wèi)星運(yùn)行周期T=9.6h (2分)
題號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
答案
C
A
B
B
D
C
A
BC
AD
ACD
BC

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