湖南省長沙市長郡中學2022-2023學年高一下學期第一次適應性檢測物理試題-試卷下載-教習網(wǎng)

命題人：夏友亮審題人：肖露煜
時量：75分鐘滿分：100分
第Ⅰ卷選擇題(共48分)
一、單選題(本題共7個小題，每小題4分，共28分，在題中所給的4個選項中，只有一個選項是正確的)
1. 下列說法正確的是( )
A. 開普勒研究了導師第谷的行星觀測數(shù)據(jù)，總結(jié)出了行星運動定律
B. 牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測出了萬有引力常量
C. 通過月地檢驗，證明萬有引力是普遍存在的
D. 狹義相對論認為，光在一切參考系中的速度都是相同的
【答案】A
【解析】
【詳解】A．開普勒研究了導師第谷的行星觀測數(shù)據(jù)，總結(jié)出了行星運動定律，故A正確；
B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但沒有測出萬有引力常量，故B錯誤；
C．通過月地檢驗，證明地球?qū)ξ矬w的吸引力和地球?qū)υ虑虻奈κ峭环N力，不能證明萬有引力是普遍存在的，故C錯誤；
D．狹義相對論認為，光在一切慣性參考系中的速度都是相同的，故D錯誤。
故選A。
2. 在下面列舉的各個實例中，滿足機械能守恒定律的是( )
A. 載人飛船加速升空過程B. 物塊沿斜面勻速下滑
C. 行星繞太陽做橢圓軌道運動D. 小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動
【答案】C
【解析】
【詳解】A．載人飛船加速升空的過程，除了重力做功之外，還有空氣阻力、燃料反推作用力對飛船做功，飛船的機械能不守恒，故A錯誤；
B．物塊沿斜面勻速下滑，動能不變，重力勢能減小，機械能減少，故B錯誤；
C．行星繞太陽做橢圓軌道運動，只有萬有引力做功，行星的機械能守恒，故C正確；
D．小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，動能不變，重力勢能發(fā)生變化，機械能不守恒，故D錯誤。
故選C。
3. 如圖所示為雙層立體泊車裝置。欲將靜止在1號車位的轎車移至4號泊車位，需先通過1號車位下方的移動板托舉著轎車耗時10s豎直抬升2m至3號位，再耗時15s水平右移3m停至4號車位。若轎車質(zhì)量為2t，則( )
A. 水平右移過程移動板對車的摩擦力做正功
B. 豎直抬升過程支持力做功大于克服重力做功
C. 豎直抬升過程移動板對1號車做功4×103J
D. 整個過程移動板對車做功功率為1.6×103W
【答案】D
【解析】
【詳解】A．水平右移過程時間長、位移小，運動緩慢，可認為摩擦力為零，摩擦力不做功，A錯誤；
B．豎直抬升過程可認為支持力等于重力，則支持力做功等于克服重力做功，B錯誤；
C．豎直抬升過程移動板對1號車做功
C錯誤；
D．整個過程移動板對車做功功率為
D正確。
故選D。
4. 地球公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星運動軌道則是一個非常扁的橢圓。天文學家哈雷成功預言哈雷彗星的回歸，它最近出現(xiàn)的時間為1986年，預測下次飛近地球?qū)⒃?061年左右。如圖為地球與哈雷彗星繞日運動的示意圖，且圖中M點為兩軌跡的交點。則下列分析正確的是( )
A. 哈雷彗星在M點時的速度與地球在M點時的速度相同
B. 哈雷彗星在M點時的加速度與地球在M點時的加速度相同
C. 根據(jù)已知數(shù)據(jù)可估算哈雷彗星軌道的半長軸是地球公轉(zhuǎn)半徑的倍
D. 地球與太陽的連線和哈雷彗星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等
【答案】B
【解析】
【詳解】A．哈雷彗星在M點時的速度與地球在M點時的速度方向不同，大小關(guān)系由題設(shè)條件無法判定，A錯誤；
B．根據(jù)牛頓第二定律
哈雷彗星在M點時的加速度大小等于地球在M點時的加速度大小，方向也相同，B正確；
C．根據(jù)開普勒第三定律
C錯誤；
D．根據(jù)開普勒第二定律可知同一顆行星與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等，所以地球與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積與哈雷彗星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積不相等，D錯誤。
故選B。
5. 汽車在平直公路上以速度勻速行駛，發(fā)動機功率為P，牽引力為，時刻進入另一平直路面，阻力變?yōu)樵瓉韮杀肚液愣?，若保持功率P繼續(xù)行駛，到時刻，汽車又恢復了勻速直線運動，能正確表示這一過程中汽車速度ν和牽引力F隨時間t變化的圖像是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【詳解】CD．根據(jù)功率表達式
P＝Fv
開始的時候
P＝F0v0
此時阻力等于牽引力
f＝F0
若阻力變?yōu)樵瓉淼?倍，則汽車做減速運動，功率不變，根據(jù)
P=Fv
可知，牽引力會增加，根據(jù)
則加速度減小，當加速度再次為零時，牽引力變?yōu)樵瓉淼?倍，即
F′＝2F0
CD錯誤；
AB．此時速度變?yōu)?，即該過程是加速度減小的減速運動，故A正確，B錯誤。
故選A。
6. 如圖所示，質(zhì)量相同的三顆衛(wèi)星a、b、c繞地球做勻速圓周運動，其中b、c在地球的同步軌道上，a距離地球表面的高度為R，此時a、b恰好相距最近。已知地球質(zhì)量為M、半徑為R、地球自轉(zhuǎn)的角速度為，萬有引力常量為G，則( )
A. 發(fā)射衛(wèi)星b時速度要大于11.2km/s
B. 衛(wèi)星c的機械能小于衛(wèi)星a的機械能
C. 若要衛(wèi)星a與b實現(xiàn)對接，可調(diào)節(jié)衛(wèi)星a，使其在b后下方加速
D. 衛(wèi)星a和b下次相距最近還需經(jīng)過
【答案】C
【解析】
【詳解】A．衛(wèi)星b繞地球做勻速圓周運動，7. 9km/s是指在地球上發(fā)射的物體繞地球做圓周運動所需的最小發(fā)射速度，11.2km/s是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，所以發(fā)射衛(wèi)星b時速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，A錯誤；
B．三顆衛(wèi)星質(zhì)量相同時，高軌道衛(wèi)星機械能大于低軌道衛(wèi)星，B錯誤；
C．讓衛(wèi)星加速，所需的向心力增大，由于萬有引力小于所需的向心力，衛(wèi)星會做離心運動，離開原軌道向高軌道運行，所以a通過調(diào)節(jié)可以與c實現(xiàn)對接，C正確；
D．b、c在地球的同步軌道上，所以衛(wèi)星b、c和地球自轉(zhuǎn)具有相同的周期和角速度，a距離地球表面的高度為R，由萬有引力提供向心力，有
所以衛(wèi)星a的角速度
此時a、b恰好相距最近，到衛(wèi)星a和b下一次相距最近時，有
解得
D錯誤；
故選C。
7. 如圖所示，一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置，直徑PQ水平。一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)從P點上方高為R處由靜止開始下落，恰好從P點進入軌道。小球滑到軌道最低點N時，對軌道的壓力大小為4.5mg，重力加速度為g。用W表示小球從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功，則( )
A. 小球恰好可以到達Q點
B. 小球沖出Q點后可上升的最大高度大于
C. 小球不可能第二次經(jīng)過P點
D. 小球從N到Q克服摩擦力做的功等于
【答案】B
【解析】
【詳解】ABD．由題意得，在N點滿足
從釋放點到N點，由動能定理得
解得
因為PN段比NQ段同一高度處的速度大，則PN段比NQ段同一高度處的支持力大，則可知PN段比NQ段克服摩擦力做功多，即NQ段克服摩擦力做功滿足
又因為從N到Q過程由動能定理得
解得
設(shè)小球沖出Q點后可上升的最大高度為h，則由動能定理得
可得
故AD錯誤，B正確；
C．同理分析可知從Q返回P的過程中，克服的摩擦力做功小于從P到Q過程克服的摩擦力做功，即
又因為從Q到P過程由動能定理得
可得第二次經(jīng)過P點時
即小球能第二次經(jīng)過P點，故C錯誤。
故選B。
二、多選題(本題共4個小題，每小題5分，共20分，在題中所給的4個選項中，有多個選項正確，選不全給3分，有選錯或不答的給0分)
8. 如圖所示，一位同學玩飛鏢游戲，圓盤最上端有一P點，飛鏢拋出時與P等高，且距離P點為，當飛鏢以初速度垂直盤面瞄準P點拋出的同時，圓盤以經(jīng)過盤心O點的水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，忽略空氣阻力，重力加速度為，若飛鏢恰好擊中P點，則( )
A. 圓盤的半徑為10cmB. 圓盤轉(zhuǎn)動的周期可能是0.4s
C. 圓盤轉(zhuǎn)動的角速度最小值為D. 若飛鏢初速度增大1倍，則它將擊中圓心O
【答案】AB
【解析】
【詳解】A．根據(jù)題意可知，飛鏢做平拋運動，水平方向上有
解得飛行時間為
豎直方向上有
解得
故A正確；
BC．根據(jù)題意，設(shè)圓盤轉(zhuǎn)動得周期為，則有
當時，周期最大為
由公式可知，此時角速度最小為
故C錯誤，B正確；
D．若飛鏢初速度增大1倍，由A分析可知，飛行時間為
則下落高度為
即不能將擊中圓心O，故D錯誤
故選AB。
9. 宇宙中存在一些離其他恒星較遠的四顆星組成的系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用。天眼在觀察中發(fā)現(xiàn)三顆質(zhì)量均為m的星球A、B、C恰構(gòu)成一個邊長為L的正三角形，在它們的中心O處還有一顆質(zhì)量為3m的星球，如圖所示。已知引力常量為G，四個星球的密度相同，每個星球的半徑均遠小于L。對于此系統(tǒng)，若忽略星球自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是( )
A. A、B、C三顆星球的線速度大小均為
B. A、B、C三顆星球的加速度大小均為
C. 星球A和中心O處星球表面的重力加速度之比為
D. 若O處的星球被均分到A、B、C三顆星球上，A、B、C三顆星球仍按原軌道運動，則A、B、C三顆星球運動的周期將變大
【答案】AD
【解析】
【詳解】AB. 對三繞一模式，等邊三角形邊長為L，三顆繞行星軌道半徑均為r，由幾何關(guān)系得三角形的邊長為
即有
對頂點的星體受力分析，根據(jù)矢量合成的方法可得
解得
故A正確，B錯誤；
C. 設(shè)它們的密度為，A半徑為R，則有
A表面的重力加速度
聯(lián)立可得
因密度相同，g與R成正比，星球A和中心O處的星球質(zhì)量之比為，所以兩者半徑之比為
所以重力加速度之比
故C錯誤；
D. 由
可得
若O處的星球被均分到A、B、C三顆星球上，A、B、C三顆星球的質(zhì)量都是2m；若仍按原軌道運動，則對A有
可得
則A、B、C三顆星球運動的周期將變大，故D正確。
故選AD。
10. 市面上有一種自動計數(shù)的智能呼啦圈深受群眾喜愛。如圖甲，腰帶外側(cè)帶有軌道，軌道內(nèi)有一滑輪，滑輪與細繩連接，細繩的另一端連接配重，其模型簡化如圖乙所示。已知配重質(zhì)量為0.5kg，繩長為0.4m，懸掛點到腰帶中心的距離為0.2m，水平固定好腰帶，通過人體微小扭動，使配重在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，計數(shù)器顯示在1min內(nèi)圈數(shù)為120，此時繩子與豎直方向夾角為，配重運動過程中腰帶可看作不動，，，，下列說法正確的是( )
A. 勻速轉(zhuǎn)動時，配重受到的合力恒定不變
B. 配重的角速度是
C. 為
D. 若增大轉(zhuǎn)速，細繩拉力變大
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．勻速轉(zhuǎn)動時，配重受到的合力大小不變，方向時刻指向圓心而變化，因此是變力，故A錯誤；
B．計數(shù)器顯示在1min內(nèi)圈數(shù)為120，可得周期為
B正確；
C．配重構(gòu)成圓錐擺，受力分析，如圖
可得
而圓周的半徑為
聯(lián)立解得不等于，故C錯誤；
D．若增大轉(zhuǎn)速，配重做勻速圓周運動的半徑變大，繩與豎直方向的夾角將增大，由
可知配重在豎直方向平衡，拉力T變大，則D正確。
故選BD。
11. 如圖所示，傾角為的固定斜面AB段粗糙，BP段光滑，一輕彈簧下端固定于斜面底端P點，彈簧處于原長時上端位于B點，質(zhì)量為m的物體(可視為質(zhì)點)從A點由靜止釋放，第一次將彈簧壓縮后恰好能回到AB的中點Q。已知A、B間的距離為x，重力加速度為g，則( )
A. 物體最終停止于Q點
B. 物體由A點運動至最低點的過程中，加速度先不變后減小為零，再反向增大直至速度減為零
C. 物體與AB段的動摩擦因數(shù)
D. 整個運動過程中物體與斜面間摩擦生熱為
【答案】CD
【解析】
【詳解】A．從A點由靜止釋放，物體能夠滑下，說明重力的分力大于滑動摩擦力，所以物體不能停止于Q點，故A錯誤；
B．物體接觸彈簧前，由牛頓第二定律可得
解得
加速度保持不變，剛接觸彈簧時，因BP段光滑，沒有摩擦，加速度突然增大為，接觸彈簧后，由牛頓第二定律
隨著壓縮量x的增大，加速度a減小，當滿足
加速度為零，之后
隨著壓縮量x的增大，加速度a增大，直至速度為零，綜上所述可知，物體由A點運動至最低點的過程中加速度先不變后突然增大，再減小為零，最后反向增大直至速度減為零，故B錯誤；
C．物體從A開始運動到上滑到Q點的過程，由能量守恒得：
解得
故C正確；
D．由于物體在AB段運動時會有機械能損失，故物體每次反彈后上升的高度逐漸較少，最終物體以B點為最高點做往復運動，之后不會產(chǎn)生熱量，由功能關(guān)系可得，物體在從開始到最終停止的整個運動過程中摩擦生熱為
故D正確。
故選CD。
第Ⅱ卷非選擇題(共52分)
三、實驗題(每空2分，共計14分)
12. 探究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系的實驗裝置如圖所示。轉(zhuǎn)動手柄，可使塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。塔輪自上而下有三層，每層左右半徑比分別是1∶1、2∶1和3∶1。左右塔輪通過皮帶連接，并可通過改變皮帶所處的層來改變左右塔輪的角速度之比。實驗時，將兩個小球分別放在短槽C處和長槽的A(或B)處，A、C到塔輪中心的距離相等。兩個小球隨塔輪做勻速圓周運動，向心力大小可由塔輪中心標尺露出的等分格的格數(shù)讀出。
①在該實驗中應用了 _____ 來探究向心力的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。
A．理想實驗法 B．控制變量法 C．等效替代法
②用兩個質(zhì)量相等的小球放在A、C位置，勻速轉(zhuǎn)動時，左邊標尺露出1格，右邊標尺露出4格，則皮帶連接的左右塔輪半徑之比為 _______ 。
【答案】 ①. B ②. 2∶1
【解析】
【詳解】[1]探究向心力的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時，采用的是控制變量法，故B正確；
[2] 用兩個質(zhì)量相等的小球放在A、C位置時，圓周運動的半徑r相同，勻速轉(zhuǎn)動時，左邊標尺露出1格，右邊標尺露出4格，說明向心力之比是1∶4，因此角速度之比是1∶2，皮帶連接的左右塔輪邊緣的線速度相同，則可知，左右塔輪半徑之比是2∶1。
13. 如圖(a)所示的裝置叫阿特伍德機，是英國數(shù)學家和物理學家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律。某同學對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖(b)所示。實驗時，該同學進行了如下步驟：
a．將質(zhì)量均為M(A的含擋光片)的重物用輕質(zhì)細繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止狀態(tài)，測量出A上擋光片中心到光電門中心的豎直距離h。
b．在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為Δt。
c．測出擋光片的寬度d，計算重物運動的速度v。
d．利用實驗數(shù)據(jù)驗證機械能守恒定律。
(1)步驟c中，計算重物的速度v＝______(用實驗中字母表示)，利用這種方法測量的速度總是比擋光片中心通過光電門中心的實際速度______(選填“大”或“小”)，為使v的測量值更加接近真實值，減小系統(tǒng)誤差，可采用的合理的方法是______。
A．減小擋光片寬度d
B．減小擋光片中心到光電門中心的豎直距離h
C．將光電門記錄擋光時間Δt的精度設(shè)置得更高些
D．將實驗裝置更換為紙帶和打點計時器
(2)步驟d中，如果系統(tǒng)(重物A、B以及物塊C)的機械能守恒，應滿足的關(guān)系為______(已知當?shù)刂亓铀俣葹間，用實驗中字母表示)。
(3)某次實驗分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)重力勢能減少量小于系統(tǒng)動能增加量，造成這個結(jié)果的原因可能是______。
A．繩子、滑輪并非輕質(zhì)而有一定質(zhì)量 B．滑輪與繩子之間產(chǎn)生滑動摩擦
C．計算重力勢能時g的取值比實際值偏大 D．掛物塊C時不慎使B具有向上的初速度
【答案】 ①. ②. 小 ③. A ④. mgh＝(m＋2M) ⑤. D
【解析】
【分析】
【詳解】(1)[1]根據(jù)步驟c中，則可得系統(tǒng)的末速度為
[2][3]擋光片中心通過光電門中心的實際速度為中間位移的瞬時速度，而用這種方法測出來的速度是平均速度，所以比實際速度要??；所以為讓平均速度越接近瞬時速度，即通過光電門的時間要短，所以可采用的最合理的方法是減小擋光片寬度d，故A正確，BCD錯誤。
故選A。
(2)[4]系統(tǒng)重力勢能的減小量
系統(tǒng)動能的增加量為
若系統(tǒng)機械能守恒，則有
mgh=
(3)[5]A．繩子、滑輪并非輕質(zhì)而有一定質(zhì)量，會導致系統(tǒng)重力勢能減小量大于系統(tǒng)動能增加量，故A錯誤，不符合題意；
B．輪與繩子之間產(chǎn)生滑動摩擦，會導致系統(tǒng)重力勢能減小量大于系統(tǒng)動能增加量，故B錯誤，不符合題意；
C．計算重力勢能錯誤地將g的數(shù)值取做10m/s2，會導致系統(tǒng)重力勢能減小量大于系統(tǒng)動能增加量，故C錯誤，不符合題意；
D．掛物塊C時不慎使B具有向上的初速度，使得BC下落的高度比靜止時下落的高度更高，則A通過光電門的速度更大，故會導致系統(tǒng)重力勢能減小量小于系統(tǒng)動能增加量，故D正確，符合題意。
故選D。
四、解答題(共38分)
14. 我國發(fā)射的探月衛(wèi)星有一類為繞月極地衛(wèi)星。利用該衛(wèi)星可對月球進行成像探測。如圖所示，設(shè)衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運動時距月球表面的高度為h，繞行周期為；月球繞地球公轉(zhuǎn)的周期為，公轉(zhuǎn)軌道半徑為r；地球半徑為，月球半徑為，忽略地球引力、太陽引力對繞月衛(wèi)星的影響，萬有引力常量G已知，由上述已知量求解以下問題：
(1)求月球質(zhì)量；
(2)求地球的第一宇宙速度。
【答案】(1)；(2)
【解析】
【詳解】(1)衛(wèi)星環(huán)繞月球做勻速圓周運動，可得
月球質(zhì)量為
(2)月球繞地球做勻速圓周運動，可得
在地球表面
解得
(或)
15. 2021年6月11日，天問一號探測器成功著陸火星，一次完成探測火星“繞、落、巡”三步試驗。假設(shè)未來中國字航員登上火星后，進行了如下實驗：一根輕繩穿過光滑的細直管，一端連接力傳感器，另一端系一質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點)，如圖所示，小球靜止時到細直管左端之間的繩長為l并保持不變?，F(xiàn)給小球一個水平初速度v0，使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，測出小球經(jīng)過最低點和最高點時力傳感器的讀數(shù)之差?F，已知引力常量為G。則
(1)火星表面的重力加速度多大？
(2)為了實驗成功，初速度v0多大？
(3)已知火星半徑為R，火星的質(zhì)量多大？
【答案】(1)；(2)；(3)
【解析】
【分析】考查運用牛頓第二定律、機械能守恒定律、萬有引力定律解決圓周運動實際問題的能力。
【詳解】(1)設(shè)小球在最高點時的速度為v，細繩拉力為F，根據(jù)牛頓第二定律有
設(shè)小球在最低點時細繩拉力為F0，根據(jù)牛頓第二定律有
根據(jù)機械能守恒定律有
聯(lián)立解得
?F = F0－F = 6mg
所以火星表面的重力加速度
(2)要實驗成功，小球必須能通過最高點，F(xiàn) ≥ 0，綜上聯(lián)立解得
(3)不考慮火星的自轉(zhuǎn)，有
所以火星的質(zhì)量
16. 如圖所示，一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量mB=m的小球連接，另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量mA=m的小物塊連接．已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，與水平面的夾角θ=60°，直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度，C點到定滑輪O1的距離為L，重力加速度為g．設(shè)直桿足夠長，小球運動過程中不會與其他物體相碰．現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放，試求：
(1)小球下降到最低點時，小物塊的機械能(取C點所在的水平面為參考平面)；
(2)小物塊能下滑的最大距離；
(3)小物塊在下滑距離為L時的速度大?。?br>【答案】(1) ；(2) ；(3)
【解析】
【分析】
【詳解】(1)設(shè)小球的初始位置到O2的距離為h．小球B下降到最低點時，小物塊A的機械能為E1．小物塊A下滑過程中系統(tǒng)的機械能守恒，由機械能守恒定律得
設(shè)此時小物塊機械能為．由機械能守恒定律得
(2)設(shè)小物塊能下滑的最大距離為，由機械能守恒定律有
而
代入解得
(3)設(shè)小物塊下滑距離為L時的速度大小為v，此時小球的速度大小為，則
解得

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