2020-2021学年高二10月阶段检测物理试题含答案解析

【全国百强校】山东省济宁市第一中学【最新】高二10月阶
段检测物理试题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．关于曲线运动下列叙述正确的是（）
A．物体受到恒定外力作用时，就一定不能做曲线运动
B．物体只有受到一个方向不断改变的力，才可能做曲线运动
C．物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，就做曲线运动
D．平抛运动是一种非匀变速曲线运动
2．如图所示，水平转台上放着一枚硬币，当转台匀速转动时，硬币没有滑动，关于这种情况下硬币的受力情况，下列说法正确的是（）
A．受重力和台面的持力
B．受重力、台面的支持力和向心力
C．受重力、台面的支持力、向心力和静摩擦力
D．受重力、台面的支持力和静摩擦力
3．发射通信卫星常用的方法是：先用火箭将卫星送入近地圆形轨道运行，然后再适时开动卫星上的小型喷气发动机，经过过渡轨道将其送入与地球自转同步的圆形运行轨道．比较卫星在两个圆形轨道上的运行状态，在同步轨道上卫星的（）
A．机械能大，动能小
B．机械能小，动能大
C．机械能大，动能也大
D．机械能小，动能也小
4．地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可估计地球的平均密度为（）
A．
3
4
g
RG
π
B．
2
3
4
g
R G
π
C．
g
RG
D．
2
g
RG
5．如图所示，将一小球从斜面上的A点水平抛出，忽略一切阻力和能量损耗，若已知小球经过时间t后落在B点，则小球从A点到距离斜面最远处所经历的时间是（）
A ．0.7t
B ．0.5t
C ．0.3t
D ．0.2t
6．按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程．已在【最新】以前完成．假设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 0，飞船沿距月球表面高度为3R 的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．下列判断正确的是（ ）
A ．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率
B ．飞船在A 点处点火变轨时，动能增大
C ．飞船从A 到B 运行的过程中机械能增大（不包括点火过程）
D ．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
7．质量为m 的物块，沿着半径为R 的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为V ，若物体与球壳之间的摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是： （ ）
A ．受到向心力为
B ．受到的摩擦力为
C ．受到的摩擦力为μmg
D ．受到的合力方向斜向左上方
8．如图所示，用长为L 的轻杆拴着质量为m 的小球在竖直平面内做圆周运动，则(
)
A．小球在最高点时所受向心力一定为重力
B．小球在最高点时杆子的拉力不可能为零
C
D．小球在圆周最低点时一定对杆子施加向下的拉力，且一定大于重力
二、多选题
9．如图所示，物体A和B质量均为m，分别与轻绳连接跨过定滑轮(不计绳与滑轮之间的摩擦)．当用水平力F拉B物体沿水平面向右做匀速直线运动时，下列判断正确的是( )
A．物体A也做匀速直线运动
B．绳子对物体A的拉力始终大于A的重力
C．物体A的速度小于物体B的速度
D．物体A的速度大于物体B的速度
10．如图所示，x轴在水平地面上，y轴在竖直方向上．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从(0,2L)抛出，落在(2L,0)处；小球b、c从(0，L)抛出，分别落在(2L,0)和(L,0)处．不计空气阻力，下列说法正确的是()
A．a和b初速度相同
B．b和c运动时间相同
C．b的初速度是c的两倍
D．a运动时间是b的两倍
11．【最新】10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与距离地面343km的圆轨道上的
“天宫二号”交会对接．已知地球半径为R=6400km，万有引力常量G=6.67×10﹣
11N•m2/kg2，“天宫二号”绕地球飞行的周期为90分钟，以下分析正确的是（）A．“天宫二号”的发射速度应大于11.2km/s
B．“天宫二号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度
C．由题中数据可以求得地球的平均密度
D．“神舟十一号”加速与“天宫二号”对接前应处于同一圆周轨道
12．宇航员在某星球表面以初速度2.0m/s水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O点为抛出点，若该星球半径为4000km，万有引力常量G=6.67×10﹣11N•m2•kg ﹣2，则下列说法正确的是（）
A．该星球表面的重力加速度4.0m/s2
B．该星球的质量为2.4×1023kg
C．该星球的第一宇宙速度为4.0km/s
D．若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度一定大于4.0km/s
三、实验题
13．如图所示，某同学在研究平抛运动的实验中，在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹以后，又在轨迹上取出a、b、c、d四个点(轨迹已擦去)．已知小方格纸的边长
L＝2.5 cm. g取10 m/s2.请你根据小方格纸上的信息，通过分析计算完成下面几个问题：
(1)根据水平位移，求出小球平抛运动的初速度v0＝________ m/s.
(2)从抛出点到b点所经历的时间是________ s．
14．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行星数圈后．着陆于该行星，宇宙飞船备有下列器材：
A．精确秒表一只
B．弹簧秤一个
C．质量为m的物体一个
已知宇航员在绕行星过程中与着陆后各作了一次测量，依据所测量的数据，可求得该行星的质量M和半径R（已知引力常量为G）；
（1）两次测量的物理量及对应符号是_________________________；
（2）用测得的数据．求得该星球的质量M=____，该星球的半径R=_____．
四、解答题
15．宇航员站在某星球表面，从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的水平距离是x，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求
（1）该星球的质量M．
（2）该星球的第一宇宙速度．
16．如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s 水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。

A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。

（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。

求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s。

（2）从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角θ。

（3）人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。

17．如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍， A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动。

开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，请分析求解：
（1）细绳开始表现张力时，转盘转动的角速度？
（2）转盘转动的角速度在什么范围内，细绳有张力且两个物体与转盘均不发生相对滑动？
（3）两个物体与转盘即将发生相对滑动时，烧断细线，此时物体A和B的运动状态？
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
物体受到恒定外力作用时，也可能做曲线运动，例如平抛运动，选项A 错误；当物体受到一个与速度方向不共线的力时，即物体受到不平行于初速度方向的外力作用时，物体就做曲线运动，选项B 错误，C 正确；平抛运动的加速度恒定为g ，则是一种匀变速曲线运动，选项D 错误；故选C.
2．D
【解析】
【详解】
当转台匀速转动时，硬币受重力、台面向上的支持力和指向圆心的静摩擦力作用，故选D.
【点睛】
注意向心力是物体所受所有力的合力，不是物体所受的力；静摩擦力与物体的相对运动趋势的方向相反，表明物体相对于转台有向外滑动的趋势．
3．A
【解析】
适时开动卫星上的小型喷气发动机使得卫星加速，机械能增大，变轨过过程能量守恒，所以同步轨道上卫星机械能增大；根据“高轨低速大周期”判断同步轨道上卫星速度小，所以动能也小．故BCD 错误，A 正确．故选A ．
4．A
【详解】
在地球表面有
2
GMm mg R = 且地球的质量
343
M V R ρρπ== 由两式可得
234gR g GV RG
ρπ==
A 正确，BCD 错误。

故选A 。

5．B
【详解】
将小球的运动分解为沿斜面和垂直于斜面两个分运动，当垂直斜面方向速度降为零时，小球的速度方向一斜面平行，此时小球与斜面的距离达最大，设斜面的斜角为α，因此由已知小
球经过时间t 后落在B 点，则有2
01 2tan gt v t
α＝，而当小球从A 点到距离斜面最远处所经历
的时间t′，则有0gt v '＝tanα ；联立可得：t ′＝ 2
t ，故B 正确，ACD 错误；故选B ． 6．A
【详解】 飞船在轨道Ⅰ上，万有引力提供向心力：2
2(4)4Mm v G m R R
=，在月球表面，万有引力等于重力得：G 2Mm R =mg 0，解得：
，故A 正确；在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点是做逐渐靠近圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力，所以应给飞船减速，减小所需的向心力，动能减小，故B 错误；飞船在轨道Ⅱ上做椭圆运动，从A 到B
运行的过程中只有月球的引力做功，机械能不变，故C 错误．根据mg 0=m 22
4R T π，解得：
T=2πD 错误；故选A ． 7．D
【详解】 在最低点时，由向心力得定义可知物体得向心力为2
v m R ；由牛顿第二定律可得2
,v F mg m f F R
μ-==，ABC 错；竖直方向合力竖直向上，水平方向合力水平向左，所以合力方向斜向左上方，D 对；
8．D
【详解】
小球在最高点时受重力，还有可能受杆对小球的作用力，故向心力是这两个力的合力，选项
A 错误；小球在最高点时杆子的拉力可能为零，此时小球的速度满足2
v mg m L
=,即v =选项B 错误；若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率为零，选项C 错误；小球在圆周最低点时杆对小球一定施加向上的拉力，且满足2
v F mg m L
-=，即2
v F mg m mg L
=+〉，所以小球对杆子施加向下的拉力，且一定大于重力，选项D 正确． 9．BC
【解析】
试题分析：
物体B 的运动实际上有两个分运动构成，一方面绳子伸长，一方面绳子旋转，分解示意图如图所示．设此刻va 与vb 的夹角为θ，则cos B A v v θ=，通过上式分析A 物体绝对不会匀速直线运动，A 错．由于在拉动过程中，角度变化，所以A 的速度不断变化，所以A 实际上在向上变加速，所以B 对．在上升过程中，通过速度分解可知，A 的速度适终比B 小，所以C 对．
考点：速度的分解
点评：本题通过速度的分解考察了对运动合成与理解．本题充分说明运动的独立性和等时性，并借此加强对运动独立性的理解．
10．BC
【详解】
A ．因为a 的竖直高度大，则运动时间长，但是水平位移相同，根据x ＝v 0t 知，a 的水平速度小于b 的水平速度，故A 错误；
BD ．b 、c 的高度相同，小于a 的高度，根据h ＝12
gt 2，得 t
知b 、c 的运动时间相同，a 的运动时间是b
倍．故B 正确，D 错误； C ．b 、c 的运动时间相同，b 的水平位移是c 的水平位移的两倍，则b 的初速度是c 的初速度的两倍．故C 正确．
故选BC.
11．BC
【详解】
当发射的速度大于11.2km/s ，会挣脱地球的引力，不绕地球飞行，所以“天宫二号”的发射速
度不可能大于11.2km/s ，故A 错误．天宫二号的周期小于同步卫星的周期，
根据T =知，天宫二号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据2
GM a r =知，天宫二号的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，故B 正确．题干中飞船的轨道半径r=R+h ，周期已知，根据2224Mm G mr r T π＝得，地球的质量23
24()R h M GT π+=，则根据地球的密度3=43
M R ρπ可得地球的密度，故C 正确．“神舟十一号”加速与“天宫二号”对接前应处于不同的轨道上，若在同一轨道上，加速做离心运动，离开原轨道，不能实现对接，故D 错误．故选BC ．
【点睛】
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道线速度、加速度、周期与轨道半径的关系，以及知道变轨的原理．
12．AC
【解析】
【详解】
由平抛运动的分位移公式，有：x=v 0t ；y=
12
gt 2；联立解得：t=1s ；g=4m/s 2；该星球表面的重力加速度为4.0m/s 2；故A 正确；由2Mm G mg R =可得：26223114(410)9.6106.6710gR M kg G -⨯⨯===⨯⨯；故B 错误；由g=2
v R
可得，
4.0/v km s ==；故C 正确；第一守宙速度是绕星球表面运行的速度；而卫星的半径越大，则绕行速度越小；故同步卫星的速度一定小于4.0km/s ；故D 错误；故选AC ．
【点睛】
本题关键关键明确估测行星质量的方法，即先根据平抛运动的位移与时间公式求解重力加速度，然后根据万有引力等于重力求解星球的质量．
13．1; 0.075;
【详解】
（1）平抛运动在竖直方向上是自由落体运动，竖直方向位移差△y=aT 2=gT 2，
0.05T s ＝=， 水平方向x=v 0T ，v 0=20.0250.05
⨯=1m /s （2）根据竖直方向平均速度等于中间时刻的速度得：30.0250.75/20.1ac yb h v m s T ⨯＝
＝＝ 根据v y =gt 可得：0.075y
v t s g ==
14．周期T,物体重力F ；F 3T 416π4Gm 3 ；FT 24π2m ；
【解析】
【详解】
（1）重力等于万有引力：mg=G
Mm R 万有引力等于向心力：G
Mm R 2=m 4π2T 2
R 其中F=mg
由以上两式解得：R =FT 24π2m ；M=F 3T 416π4Gm 3
因而需要测出飞船绕行星表面运行的周期T ，质量为m 的物体在行星上所受的重力F ．则需要用计时表和弹簧秤；故选AB.
（2）由第一问讨论可知，该星球的质量M=F 3T 416π4Gm 3，该星球的半径R =FT 24π2m ．
【点睛】
本题关键先要弄清实验原理；根据万有引力等于重力以及万有引力等于向心力列方程求解待
求的量，再根据实验原理选择器材，计算结果．
15．（1）22
02
2hv R Gx （2【解析】 试题分析：（1）要求星球的质量，根据重力等于万有引力，但必须先由平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度g ，再联立求解；（2）近地卫星的速度即为星球的第一宇宙速度，由重力等于向心力列式求解．
（1）设星球表面的重力加速度为g ，则由平抛运动规律2012
x v t h gt ==
，，再由2Mm mg G R =，解得22022hv R M Gx =，2022hxv g x =.
（2）设该星球的近地卫星质量为0m ，则2
00v m g m R
=，解得v =16．（1）1.2m ；（2）106︒ ；（3）7740N
【详解】
(1)车做的是平抛运动，很据平抛运动的规律可得
竖直方向上
212
H gt =
水平方向上 s =vt 2
则 1.2m s == (2)摩托车落至A 点时，其竖直方向的分速度
v y =gt 2
到达A 点时速度
A v =解得：v A =5m/s
(3)设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则4tan 3
y
v v α== 即α=53°，对摩托车受力分析可知，摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心
力，所以
2cos A A v N mg m R
α-= 解得：N A =5580N
17．（1）√Kg 2L (2)√Kg 2L <ω≤√2Kg 3L (3)A 做匀速圆周运动，B 做离心运动
【解析】
【详解】
（1）开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B 先达到最大静摩擦力，角速度
继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A 的静摩擦力增大，当达到最大静摩擦力时，
开始发生相对滑动。

故B 达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力，Kmg =2mLω02，
解得：ω0=√Kg 2L （2）细绳上有弹力时，此时B 受到的摩擦力一定是最大静摩擦力，当A 受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A,B 相对于转盘开始发生相对滑动，
对A: Kmg −T =mLω12
对B ：Kmg +T =2mLω12
联立得：ω1=√2Kg 3L ，故√Kg 2L <ω≤√2Kg 3L
（3）烧断绳子的瞬间，绳上张力瞬间消失，A 继续做匀速圆周运动，B 受到的最大静摩擦力不足以提供做圆周运动需要的向心力，会做离心运动。

【点睛】
解决本题的关键搞清木块向心力的来源，抓住临界条件：当A 所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A 、B 相对于转盘会滑动；结合牛顿第二定律进行分析．。