精品解析：天津市第五中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题

物理学科 一、单选题（共10题，每题4分，共40分） 1. 关于万有引力定律的建立及引力常量的测定，下列说法中正确的是（　　） A. 卡文迪许仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系 B. “月﹣地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律 C. 开普勒经过多年的天文观测，并成功的对获取的数据进行处理，归纳总结出开普勒三定律 D. 牛顿发现了万有引力定律，第谷经过多年的天文观测获取大量的天文数据而得出引力常量 G的数值 2. 我国第四季度准备发射的神舟十一号载人飞船成功与天宫二号对接。与神舟五号飞船相比，神舟十一号在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示。下列说法中正确的是（ ）。 A. 神舟十一号的速率较小 B. 神舟十一号的速率与神舟五号的相同 C. 神舟十一号的周期更小 D. 神舟十一号的周期与神舟五号的相同 3. 关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（　　） A. 它是人造卫星绕地球做圆周运动的最小速度 B. 它是能成为人造卫星的最小发射速度 C. 它的大小是7.9m/s D. 它大小是11.2km/s 4. 2022年1月，西安卫星测控中心圆满完成52颗在轨运行的北斗导航卫星健康状态评估工作。“体检”结果显示，所有北斗导航卫星的关键技术指标均满足正常提供各类服务的要求。北斗导航系统的同步通讯卫星绕地心做匀速圆周运动，转动周期和地球的自转周期相等，下列说法正确的是（　　） A. 同步通讯卫星可以位于北京上空 B 发射同步通讯卫星时，发射速度一定小于第一宇宙速度 C. 同步通讯卫星的在轨运行速度大于第一宇宙速度 D. 同步通讯卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度 5. 小明驾驶电动平衡车以恒定的功率从静止开始启动至匀速前进的过程中，平衡车的速度v和所受的牵引力F的变化为（　　） A. v减小，F减小 B. v减小，F增大 C. v增大，F减小 D. v增大，F增大 6. 如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，取g=10m/s2，则她在1min内克服重力做的功W和相应的功率P约为（　　） A. W=4500J P=75W B. W=7500J P=125W C. W=4500J P=150W D. W=7500J P=250W 7. 两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB＝1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（　　） A. RA：RB＝4：1，vA：vB＝1：2 B. RA：RB＝4：1，vA：vB＝2：1 C. RA：RB＝1：4，vA：vB＝1：2 D. RA：RB＝1：4，vA：vB＝2：1 8. 如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（　　） A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变 B. 地球靠近太阳过程中，运行速率减小 C. 火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 9. 已知地球半径为，地心与月球中心之间的距离为，地球中心和太阳中心之间的距离为，月球公转周期为，地球自转周期为，地球公转周期为，近地卫星的运行周期为，万有引力常量为，由以上条件可知不正确的选项是（　　） A. 月球公转运动的加速度为 B. 地球的密度为 C. 地球的密度为 D. 太阳的质量为 10. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法不正确的是（　　） A. 要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q点和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速一次 B. 由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度 C. 卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而在远地点P的速度一定小于7.9 km/s D. 卫星在椭圆轨道2上经过P点时加速度一定等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度 二、多选题（共4题，每题4分，选对不全2分，选错0分，共16分） 11. 北京时间2021年6月17日15时54分，“神舟十二号”载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接“天和核心舱”前向端口。已知“天和核心舱”做匀速圆周运动的轨道离地球表面约、周期约为，地球的半径为，引力常量，根据这些数据，下列物理量中可以估测的是（　　） A. “天和核心舱”的线速度大小 B. 地球的自转周期 C. 地球的平均密度 D. “天和核心舱”的质量 12. 据报道，美国国家航天航天局（NASA）首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler-186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T，宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t。已知该行星半径为R，万有引力常量为G，则（　　） A. 该行星的第一宇宙速度为 B. 宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期不小于 C. 如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为 D. 该行星的平均密度为 13. 质量为的物体从距地面高处自由下落，经历时间，则下列说法中正确的是（　　） A. 秒内重力对物体做功为 B. 秒内重力的平均功率为 C. 秒末重力的瞬时功率与秒末重力的瞬时功率之比为 D. 前秒内重力做功的平均功率与后秒内重力做功的平均功率之比为 14. 我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　） A. 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B. 做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3：2 C. 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：2 D. 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：4 三、计算题（共44分） 15. 一位质量为的滑雪运动员从高为的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力为，斜坡的倾角为，运动员滑至坡底的过程中，所受的几个力做的总功是多少？（要求用两种方法求解）（，，） 16. 2021年6月17日18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入“天和”核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。若“天和”空间站离地面高度为，地球半径为，地球的质量，引力常量为，求： （1）“天和”空间站围绕地球运动线速度； （2）“天和”空间站围绕地球运动的加速度，并分析比较与地球表面的重力加速度的大小关系。 17. 额定功率为的汽车，在某平直的公路上行驶的最大速度为，汽车的质量。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动过程中阻力不变，，求： （1）汽车所受的恒定阻力； （2）经过多长时间汽车功率达到额定功率； （3）汽车速度达到时的加速度大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 物理学科 一、单选题（共10题，每题4分，共40分） 1. 关于万有引力定律的建立及引力常量的测定，下列说法中正确的是（　　） A. 卡文迪许仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系 B. “月﹣地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律 C. 开普勒经过多年的天文观测，并成功的对获取的数据进行处理，归纳总结出开普勒三定律 D. 牛顿发现了万有引力定律，第谷经过多年的天文观测获取大量的天文数据而得出引力常量 G的数值 【答案】B 【解析】 【详解】牛顿探究天体间的作用力，得到表明行星间引力与距离的平方成反比，并进一步扩展为万有引力定律，并不是卡文迪许提出的，选项A错误；万有引力定律建立后，经历过“月﹣地检验”，表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律，选项B正确；第谷经过多年的天文观测获取大量的天文数据，由他的学生开普勒归纳总结出关于行星的运动规律，即开普勒三定律，选项C错误；牛顿发现了万有引力定律之后，卡文迪许在实验室里测出了万有引力常量，选项D错误．故选B. 2. 我国第四季度准备发射的神舟十一号载人飞船成功与天宫二号对接。与神舟五号飞船相比，神舟十一号在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示。下列说法中正确的是（ ）。 A. 神舟十一号的速率较小 B. 神舟十一号的速率与神舟五号的相同 C. 神舟十一号的周期更小 D. 神舟十一号的周期与神舟五号的相同 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设地球的质量为M，飞船的质量为m，轨道半径为r，卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则得 可得线速度 可知轨道半径越大，线速度速率越小，所以“神舟十一号”的速率较小，故A正确，B错误； CD．周期 可知轨道半径越大，周期越大，所以“神舟十一号”的周期较大，故CD错误。 故选A。 3. 关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（　　） A. 它是人造卫星绕地球做圆周运动的最小速度 B. 它是能成为人造卫星的最小发射速度 C. 它的大小是7.9m/s D. 它的大小是11.2km/s 【答案】B 【解析】 【详解】AB．第一宇宙速度是能成为人造卫星的最小发射速度，同时也是人造卫星绕地球做圆周运动的最大速度，A错误，B正确； CD．第一宇宙速度的大小是7.9km/s，CD错误。 故选B。 4. 2022年1月，西安卫星测控中心圆满完成52颗在轨运行的北斗导航卫星健康状态评估工作。“体检”结果显示，所有北斗导航卫星的关键技术指标均满足正常提供各类服务的要求。北斗导航系统的同步通讯卫星绕地心做匀速圆周运动，转动周期和地球的自转周期相等，下列说法正确的是（　　） A. 同步通讯卫星可以位于北京上空 B. 发射同步通讯卫星时，发射速度一定小于第一宇宙速度 C. 同步通讯卫星的在轨运行速度大于第一宇宙速度 D. 同步通讯卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．同步通讯卫星的轨道只能在赤道上空，故A错误； B．发射同步通讯卫星时，发射速度一定大于第一宇宙速度（最小发射速度），故B错误； C．同步通讯卫星受到的万有引力提供向心力，得 同步通讯卫星轨道半径大于地球的半径，所以同步通讯卫星的速度一定小于绕地球表面运动的卫星的速度，即小于第一宇宙速度，故C错误； D．根据 同步通讯卫星的向心加速度小于近地卫星的向心加速度，故D正确。 故选D。 5. 小明驾驶电动平衡车以恒定的功率从静止开始启动至匀速前进的过程中，平衡车的速度v和所受的牵引力F的变化为（　　） A. v减小，F减小 B. v减小，F增大 C. v增大，F减小 D. v增大，F增大 【答案】C 【解析】 【详解】根据可知平衡车以恒定的功率从静止开始启动至匀速前进的过程中，平衡车的速度增大，牵引力减小。 故选C。 6. 如图所示，质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的，她在1min内做了50个仰卧起坐，每次上半身重心上升的距离均为0.3m，取g=10m/s2，则她在1min内克服重力做的功W和相应的功率P约为（　　） A. W=4500J P=75W B. W=7500J P=125W C. W=4500J P=150W D. W=7500J P=250W 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】她在1min内克服重力做的功 相应的功率 故选A。 7. 两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，周期之比为TA：TB＝1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（　　） A. RA：RB＝4：1，vA：vB＝1：2 B. RA：RB＝4：1，vA：vB＝2：1 C. RA：RB＝1：4，vA：vB＝1：2 D. RA：RB＝1：4，vA：vB＝2：1 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m，轨道半径为r，地球质量为M， 即有 解得 又因周期之比为TA：TB＝1：8，可得轨道半径之比为 轨道半径为 RA：RB＝1：4 线速度之比为 vA：vB＝2：1 ABC错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知（　　） A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变 B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小 C. 火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据开普勒第二定律可知，行星与中心天体的连线相同时间内扫过的面积相等，则地球和火星靠近太阳的过程中，运行速率增加，故AB错误； C．根据开普勒第二定律可知，火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积不变，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知，火星绕太阳运行的半长轴大于地球绕太阳运行的半长轴，可知火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D正确。 故选D。 9. 已知地球半径为，地心与月球中心之间的距离为，地球中心和太阳中心之间的距离为，月球公转周期为，地球自转周期为，地球公转周期为，近地卫星的运行周期为，万有引力常量为，由以上条件可知不正确的选项是（　　） A. 月球公转运动的加速度为 B. 地球的密度为 C. 地球的密度为 D. 太阳的质量为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，由公式可得，月球公转运动加速度为 故A正确； BC．根据题意，设地球的质量为，月球得质量为，近地卫星的质量为，由万有引力提供向心力有 解得 又有地球体积为 则地球的密度为 故B错误，C正确； D．根据题意，设太阳的质量为，由万有引力提供向心力有 解得 故D正确。 本题选不正确，故选B。 10. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法不正确的是（　　） A. 要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q点和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速一次 B. 由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度 C. 卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而在远地点P的速度一定小于7.9 km/s D. 卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度一定等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星由小圆变椭圆，需要在Q点点火加速，而卫星由椭圆变大圆，需要在P点点火加速，故A正确，A项不合题意； B．卫星在3轨道和1轨道做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，可得线速度为 而，可知星在圆轨道3上正常运行速度小于卫星在圆轨道1上正常运行速度，故B正确，B项符合题意； C．卫星在1轨道的速度为7.9 km/s，而由1轨道加速进入2轨道，则在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而椭圆上由近地点到远地点减速，且3轨道的线速度大于椭圆在远地点的速度，故在远地点P的速度一定小于7.9 km/s，，即有 故C正确，C项不合题意； D．卫星在不同轨道上的同一点都是由万有引力提供合外力，则卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度一定等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度，故D正确，D项不合题意。 本题选不正确的，故选B。 二、多选题（共4题，每题4分，选对不全2分，选错0分，共16分） 11. 北京时间2021年6月17日15时54分，“神舟十二号”载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接“天和核心舱”前向端口。已知“天和核心舱”做匀速圆周运动的轨道离地球表面约、周期约为，地球的半径为，引力常量，根据这些数据，下列物理量中可以估测的是（　　） A. “天和核心舱”的线速度大小 B. 地球的自转周期 C. 地球平均密度 D. “天和核心舱”的质量 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由，可求得“天和核心舱”的线速度大小，故A正确； B．地球自转周期与同步卫星相同，与”天和核心舱“运行周期不同，地球自转周期由已知条件不能估测，故B错误； CD．由万有引力提供向心力有 核心舱的质量被消去，无法计算；可求得地球的质量 由密度公式 可求出地球的平均密度 故C正确，D错误。 故选AC。 12. 据报道，美国国家航天航天局（NASA）首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler-186f。若宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T，宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t。已知该行星半径为R，万有引力常量为G，则（　　） A. 该行星的第一宇宙速度为 B. 宇宙飞船绕该行星做圆周运动的周期不小于 C. 如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为 D. 该行星的平均密度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据自由落体运动求得星球表面的重力加速度，星球的第一宇宙速度 故A错误； B．根据万有引力提供圆周运动向心力有：可得卫星的周期 可知轨道半径越小周期越小，卫星的最小半径为R，则周期最小值为 故B正确； C．同步卫星的周期与星球自转周期相同,故有 代入数据解得 故C正确。 D．由，有 所以星球的密度 故D错误。 故选BC。 13. 质量为的物体从距地面高处自由下落，经历时间，则下列说法中正确的是（　　） A. 秒内重力对物体做功为 B. 秒内重力的平均功率为 C. 秒末重力的瞬时功率与秒末重力的瞬时功率之比为 D. 前秒内重力做功的平均功率与后秒内重力做功的平均功率之比为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．物体自由下落，t秒内物体下落的高度为 则重力对物体做功为 故A正确； B．t秒内重力的平均功率为 故B错误； C．从静止开始自由下落，根据 可知秒末与秒末的速度之比为，根据 故秒末与秒末功率瞬时值之比为 故C正确； D．根据匀变速直线运动的规律，可知前秒与后秒下落的位移之比为，则重力做功之比为，故重力做功的平均功率之比为，故D正确。 故选ACD。 14. 我国高铁技术处于世界领先水平，和谐号动车组是由动车和拖车编组而成，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车。假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组（　　） A. 启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B. 做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3：2 C. 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：2 D. 与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1：4 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A．启动时乘客的加速度的方向与车厢运动的方向是相同的，所以乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相同。故A错误； B．做加速运动时，有两节动力车厢，对整个的车进行受力分析得 把6、7、8车厢看成一个整体，第5、6节车厢间的作用力为，由牛顿第二定律  把7、8车厢看成一个整体，第6、7节车厢间的作用力为，由牛顿第二定律 联立可得 故B正确； CD．当只有两节动力车时，最大速率为，由瞬时功率表达式   改为4节动车带4节拖车的动车组时最大速率为，由瞬时功率表达式 联立可得 故C正确，D错误。 故选BC。 三、计算题（共44分） 15. 一位质量为的滑雪运动员从高为的斜坡自由下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力为，斜坡的倾角为，运动员滑至坡底的过程中，所受的几个力做的总功是多少？（要求用两种方法求解）（，，） 【答案】6000J 【解析】 【详解】方法一：运动员受重力、支持力及阻力的作用；重力做功 阻力做功 支持力和运动方向相互垂直，故支持力不做功；运动员所受的几个力做的总功是 方法二： 运动员所受合力大小为 方向沿斜坡向下 运动员所受的几个力做的总功是 16. 2021年6月17日18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入“天和”核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。若“天和”空间站离地面高度为，地球半径为，地球的质量，引力常量为，求： （1）“天和”空间站围绕地球运动的线速度； （2）“天和”空间站围绕地球运动加速度，并分析比较与地球表面的重力加速度的大小关系。 【答案】（1）；（2），比地球表面的重力加速度小 【解析】 【详解】（1）空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得 解得“天和”空间站围绕地球运动的线速度 （2）空间站绕地球做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得 可得空间站围绕地球运动的加速度 在地球表面上，万有引力等于重力，有 解得 可知 17. 额定功率为的汽车，在某平直的公路上行驶的最大速度为，汽车的质量。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动过程中阻力不变，，求： （1）汽车所受的恒定阻力； （2）经过多长时间汽车功率达到额定功率； （3）汽车速度达到时加速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当速度最大时有 解得 （2）匀加速过程根据牛顿第二定律 解得 当汽车刚达到额定功率时有 解得 又根据速度公式 解得 （3）由上述可知，当汽车速度达到时，此时已达到额定功率，故根据 解得 根据牛顿第二定律可得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$