2024-2025学年云南省昆明市五华区云南师大附中高三（上）适应性物理试卷（四）（含答案）

2024-2025学年云南省昆明市五华区云南师大附中高三（上）适应性
物理试卷（四）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列物理量中，单位为的是( )
A. 功 B. 功率 C. 力 D. 动能
2.年月日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。若“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为，则下列说法正确的是( )
A. “夸父一号”绕地球做圆周运动的速度等于
B. “夸父一号”绕地球做圆周运动的速度小于
C. “夸父一号”的运行周期为小时
D. “夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
3.质量相等的均匀柔软细绳、平放于水平地面上，细绳较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，使它们全部离开地面并上升一段距离，此过程中两绳中点被提升的高度分别为、，两绳克服重力做的功分别为、。以下说法正确的是( )
A. 若，则一定有 B. 若，则可能有
C. 若，则可能有 D. 若，则一定有
4.已知嫦娥六号在环月圆轨道上运行的周期为，轨道半径与月球半径之比为，万有引力常量为，则月球的平均密度为( )
A. B. C. D.
5.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于点，用铅笔靠着细线中点的左侧水平向右匀速移动，铅笔与橡皮间的细线保持竖直，若以地面为参考系，下列说法正确的是( )
A. 橡皮做直线运动
B. 橡皮做曲线运动
C. 橡皮在竖直方向上的分速度大小不变
D. 橡皮在水平方向上的分速度大小变大
6.如图所示，一光滑的正三角形斜面体放在光滑水平地面上，不可伸长的轻绳跨过固定在点的光滑滑轮连接两物体、，、分别位于、面上，两部分轻绳与斜面均平行。作用在斜面体上的恒力使斜面体向右做匀加速运动，、与斜面体保持相对静止，且恰好没有离开斜面。若的质量为，则的质量为取( )
A. B. C. D.
7.洛希极限是指在双星系统中，在两天体质量能保持稳定的情况下，它们之间的最近距离。如果两个天体之间的距离小于洛希极限，则质量较小的天体就会在质量较大的天体引力下被撕碎。洛希极限的计算公式为，、分别为质量较大和较小的天体质量，为质量较大的天体的半径。如图甲所示，某脉冲双星系统由两颗相距较近的天体组成，并远离其他天体，它们在彼此间的万有引力作用下，绕连线上的一点做匀速圆周运动。简化为如图乙所示，测得、两恒星间的距离为，、两恒星的半径分别为、，恒星做圆周运动的向心加速度是恒星的倍，该双星系统的洛希极限为( )
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，共15分。
8.“嫦娥五号”探测器是中国首个实施无人月面取样的航天器，其发射的简化过程如图。先将探测器送入近地圆轨道Ⅰ，在近地点多次变轨后依次进入椭圆轨道Ⅱ和地月转移轨道。被月球捕获后，再多次变轨进入近月圆轨道Ⅲ。已知探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ运行的周期之比为，不计空气阻力，若忽略变轨过程探测器质量的变化，下列判断正确的是( )
A. 探测器沿椭圆轨道Ⅱ运行过程中机械能守恒
B. 探测器在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行时的机械能相等
C. 地球和月球的平均密度之比为：
D. 地球和月球的平均密度之比为：
9.如图所示，和是两个固定的斜面，斜面的顶端、在同一竖直线上。质量相等的甲、乙两个小物块可视为质点分别从斜面和顶端由静止下滑，两物块与斜面间的动摩擦因数相等。则两物块从斜面顶端滑到底端的过程中( )
A. 乙克服摩擦力做的功更多
B. 甲、乙损失的机械能相等
C. 甲、乙运动到点时的速度大小相等
D. 甲运动到点时的速度比乙大
10.一辆汽车以某一恒定功率爬上一倾角为的斜坡，如图甲所示，车内的传感器记录了汽车从坡底爬到坡顶的过程中速度随时间变化的图像，如图乙中实线所示，是曲线最左端点的切线，是曲线的渐近线。已知汽车质量，汽车行驶过程中受到的摩擦阻力大小恒定，取重力加速度，，对于此次爬坡过程，下列说法正确的是( )
A. 时刻，汽车的加速度大小为
B. 汽车受到的摩擦阻力大小为
C. 汽车的功率为
D. 汽车前内的位移大小为
三、实验题：本大题共2小题，共15分。
11.某探究小组想利用验证机械能守恒定律的装置测量当地的重力加速度，如图甲所示。框架上装有可上下移动位置的光电门和固定不动的光电门；框架竖直部分紧贴一刻度尺，零刻度线在上端，可以测量出两个光电门到零刻度线的距离和；框架水平部分用电磁铁吸住一个质量为的小铁块，小铁块的重心所在高度恰好与刻度尺零刻度线对齐。切断电磁铁线圈中的电流时，小铁块由静止释放，当小铁块先后经过两个光电门时，与光电门连接的传感器即可测算出其速度大小和。小组成员多次改变光电门的位置，得到多组和的数据，建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为。
当地的重力加速度大小为______用表示。
若选择光电门所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门时的机械能表达式为______用题中相关物理量的字母表示。
12.某小组利用频闪照相法来探究平抛运动的规律，如图甲所示，将玻璃管弹射器固定在水平桌边，用小钢球压缩弹簧后由静止释放，利用频闪照相法拍下小球在空中运动的部分像点，如图乙所示，已知背景方格的边长为，取重力加速度。
以下实验操作合理且必要的是______。
A.应该测量出弹簧的劲度系数
B.释放小球前，弹簧的压缩量越大越好
C.实验时应先打开频闪仪，再由静止释放小球
D.用直线连接相邻的像点，即可得小球运动的轨迹
根据图乙频闪照片，小球平抛的初速度大小为______，经过点时的速度方向与水平方向夹角的正切值为______。
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.一质点做匀加速直线运动，若在某段时间内，质点速度增加，位移为；紧接着质点速度再增加的时间内，质点的位移为。求该质点的加速度大小。
14.一弹射游戏装置竖直截面如图所示，固定的光滑水平直轨道、半径为的光滑螺旋圆形轨道、光滑水平直轨道平滑连接。长为、质量为的平板紧靠长为的固定凹槽侧壁放置，平板上表面与齐平。将一质量为的小滑块从端弹射，经过轨道后滑上平板并带动平板一起运动，平板到达即被锁定。已知，，，平板质量为，平板与滑块间的动摩擦因数，与凹槽水平底面间的动摩擦因数。滑块可视为质点，不计空气阻力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。若滑块恰好能通过圆形轨道的最高点，求：
滑块离开弹簧时速度的大小；
平板加速至与滑块共速时系统损失的机械能。
15.有人设想建设贯通地球弦线的光滑列车隧道：质量为的列车不需要引擎，从入口的点由静止开始穿过隧道到达另一端的点，为隧道的中点，与地心的距离为，如图所示。假设地球是质量均匀分布的球体，地球的半径为，表面的重力加速度为，忽略地球的自转。已知质量均匀分布的球壳对球壳内物体的引力为零，点到的距离为，求：
列车在点受到引力的大小与列车在地面受到重力大小的比值；
列车在点沿隧道方向的加速度大小；
列车在运动中的最大速度的大小。
参考答案
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13.解：设质点的初速度为，由题意得：、结合速度与位移的公式有：


联立解得：
答：该质点的加速度大小为
14.解：滑块恰好能通过圆形轨道最高点，由牛顿第二定律有：
从滑块离开弹簧到过程，由动能定理有：
代入数据可得：
滑块离开弹簧到达点过程，只有重力做功，滑块机械能守恒，所以滑块经过点的速度为
滑块滑上木板后，对滑块和木板分别由牛顿第二定律有：，
代入数据可得：，
设两物体经过时间共速，设共速时的速度为，则有：
代入数据可得：，
两物体的位移分别为：，，可知木板没有到达两者已经共速，
由功能关系可知系统损失的机械能为：
代入数据可得：
答：滑块离开弹簧时速度的大小为；
平板加速至与滑块共速时系统损失的机械能为。
15.解：设地球的质量为，在地面表面附近
设点到地心的距离为，点内部地球质量为
根据密度公式，
因此质量之比
根据万有引力定律有
得到
根据数学知识
代入数据可得
设，则
结合上述分析可知，点的重力加速度为
列车运动到点加速度满足
解得
列车在点受到地球的引力为
列车在点受到合力为
由几何关系可得
列车在隧道内距的距离时，方向的合力为
可知随均匀变化，列车从到做加速度减小的加速运动，则列车在点有最大速度，则有
其中
解得。
答：列车在点受到引力的大小与列车在地面受到重力大小的比值为；
列车在点沿隧道方向的加速度大小为；
列车在运动中的最大速度的大小为。
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