精品解析：河北省邯郸市育华中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试卷

邯郸市育华中学22-23学年高一第二学期第一次月考物理试卷 （满分∶ 100分， 时间∶ 75分钟） 一、单项选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 有关开普勒三大定律，结合右图，下面说法正确的是（　　） A. 地球靠近太阳过程中，运行速度的大小不变 B. 地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上 C. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间短 2. 2021年，中国的载人飞船成功与天和核心舱（距离地球表面约400km的高度）对接，中国人首次进入自己的空间站。关于地球的卫星及飞船空间站的运动，下列说法正确的是（　　） A. 地球卫星的运行轨道可以与地球表面任一纬线所决定的圆是共面同心圆 B. 地球卫星要想摆脱太阳引力的束缚，发射速度需要达到第二宇宙速度 C. 该载人飞船的发射速度应大于地球的第一宇宙速度 D. 飞船与空间站对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 3. 已知同步卫星距地面高度约为地球半径的5.6倍，关于地球同步卫星，下列说法正确的是（　　） A. 质量不同的地球同步卫星离地面的高度不同 B. 我国发射的同步卫星可以定点在邯郸上空 C. 在同一轨道上运行的两颗卫星的周期、线速度大小、万有引力大小都相同 D. 同步卫星的线速度小于近地卫星的线速度 4. 下列关于万有引力定律说法正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，伽利略测得了引力常量 B. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力 C. 根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 D. 根据表达式 得，由此可知引力常量G与F、r、、有关 5. 如图所示，雪撬在与水平方向成α角的恒力F作用下，由静止沿水平面向前运动一段位移s，在此过程中，拉力F对雪撬所做的功为 A. Fssinα B. Fs C. Fscosα D. Fstanα 6. 2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月球背面刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（　　） A. 周期为 B. 线速度为 C. 角速度为 D. 向心加速度为 7. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为（ ） A. 2:1 B. 4:1 C. 8:1 D. 16:1 8. 质量分布均匀、半径为R的球状星云，其表面重力加速度为g。由于热膨胀的发生导致该星云半径变为2R，若此过程中质量保持不变且质量仍分布均匀。忽略星云自转，则变化后的星云表面的重力加速度为（　　） A. B. C. D. 9. 宇航员在某星球将一物体竖直向上抛出，其运动的图像是如图所示的抛物线，已知该星球的半径是地球半径的2倍，地球表面重力加速度取，设地球质量为M，则该星球的质量为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 10. 如图所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯匀速上升的过程中（　　） A. 重力对人做负功 B. 支持力对人不做功 C. 摩擦力对人做正功 D. 合力对人做功为零 11. 2020年3月27日记者从中国科学院国家天文台获悉，经过近两年观测研究，天文学家通过俗称“中国天眼”的500米口径地面射电望远镜（FAST），在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示双星系统由两颗恒星组成，两恒星在万有引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动（）。下列说法正确的是（　　） A. 一定大于 B. 轨道半径为的星球线速度更大 C. 若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D. 只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 12. 发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行，最后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．当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( ) A. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 B. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度等于它在轨道2上经过Q点时的速度大小 C. 卫星在轨道3上受到的引力小于它在轨道1上受到的引力 D. 卫星由2轨道变轨到3轨道P点要加速 三、非选择题∶ 本题共46分， 13题、14题、15题， 每空2分， 共22分， 16题12分， 17题12分。 13. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。a、b、c做匀速圆周运动的过程中，a、c的角速度关系为ωa_______ωc，a、b的线速度关系为va_______vb，b、c的向心加速度关系为ab_______ac，a、b、c的周期关系为Ta = Tc________Tb（选填“ > ”“ < ”或“ = ”）。 14. 人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上匀速前进了5m，人放手后，小车又前进了2m才停下来，则在小车运动过程中，小车受到的摩擦力大小为_______N，推力做的功为_______J，摩擦力做的功为_______J。 15. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。汽车在做匀加速运动时加速度为_______m/s²，内通过的位移为_______m，汽车受到的阻力为_______N，汽车受到的最大牵引力为_______N。 16. 2021年3月，在自由式滑雪世锦赛中，我国小将谷爱凌夺得两枚金牌。我们将她在滑雪坡面上向下滑行的一段过程，简化为小物块沿斜面下滑的过程，如图所示。已知物块质量为m，与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求物块沿斜面下滑的加速度大小a； （2）求物块沿斜面下滑距离为L时，重力对物块所做的功； （3）求物块沿斜面下滑的速度大小为v时，重力的瞬时功率P。 17. 假设未来的人类登上某一地外行星。已知该行星表面的重力加速度为g，该行星的半径为R，万有引力常量为G，求： （1）该行星的质量； （2）该行星平均密度； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少。 18. 假设未来人类登上某一地外行星。一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过t时间后回到星球表面，已知该行星的半径为R，万有引力常量为G，求∶ （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的平均密度； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 邯郸市育华中学22-23学年高一第二学期第一次月考物理试卷 （满分∶ 100分， 时间∶ 75分钟） 一、单项选择题：本题共9小题，每小题4分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 有关开普勒三大定律，结合右图，下面说法正确的是（　　） A. 地球靠近太阳过程中，运行速度的大小不变 B. 地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上 C. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间短 【答案】B 【解析】 【详解】AC．根据开普勒第二定律可知，对同一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，且行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，离太阳越近速率越大，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故AC错误； B．根据开普勒第一定律可知行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。即地球绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上，故B项正确； D．根据开普勒第三定律可知，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D项错误。 故选B。 2. 2021年，中国的载人飞船成功与天和核心舱（距离地球表面约400km的高度）对接，中国人首次进入自己的空间站。关于地球的卫星及飞船空间站的运动，下列说法正确的是（　　） A. 地球卫星的运行轨道可以与地球表面任一纬线所决定的圆是共面同心圆 B. 地球卫星要想摆脱太阳引力的束缚，发射速度需要达到第二宇宙速度 C. 该载人飞船的发射速度应大于地球的第一宇宙速度 D. 飞船与空间站对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为地球卫星绕地球做匀速圆周运动需要的向心力靠万有引力来提供，万有引力必须指向地心，所以地球卫星的运行轨道的圆心必须是地心，故A错误； B．地球卫星要想摆脱太阳引力束缚，发射速度需要达到第三宇宙速度，故B错误； C．第一宇宙速度，也被称为航天器最小发射速度或最大运行速度，而且该载人飞船的轨道高度大于近地卫星的，所以需要更大的发射速度，故C正确； D．因为地球第一宇宙速度是卫星的最大绕行速度，所以飞船与空间站对接，两者运行速度的大小都应小于第一宇宙速度，故D错误。 故选C。 3. 已知同步卫星距地面高度约为地球半径的5.6倍，关于地球同步卫星，下列说法正确的是（　　） A. 质量不同的地球同步卫星离地面的高度不同 B. 我国发射的同步卫星可以定点在邯郸上空 C. 在同一轨道上运行的两颗卫星的周期、线速度大小、万有引力大小都相同 D. 同步卫星的线速度小于近地卫星的线速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力可知 可得 可知质量不同的地球同步卫星离地面的高度相同，选项A错误； B．同步卫星只能定点在赤道的上空，所以我国发射的同步卫星不可以定点在邯郸上空，选项B错误； C．根据 可得 可知在同一轨道上运行的两颗卫星的周期、线速度大小都相同、但是因卫星的质量不一定相同，则万有引力大小不一定相同，选项C错误； D．根据 可知，同步卫星的线速度小于近地卫星的线速度，选项D正确。 故选D。 4. 下列关于万有引力定律说法正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，伽利略测得了引力常量 B. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力 C. 根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 D. 根据表达式 得，由此可知引力常量G与F、r、、有关 【答案】B 【解析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验测得了引力常量，故A错误； B．根据牛顿第三定律可知，两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力，故B正确； C．万有引力表达式适用于两质点之间的万有引力，当r趋近于零时，两物体已经不能够看为质点，该表达式不适用，可知，当r趋近于零时，不能够认为万有引力趋近于无穷大，故C错误； D．根据表达式可以得到，但万有引力是一个常量，该常量与F、r、、无关，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，雪撬在与水平方向成α角的恒力F作用下，由静止沿水平面向前运动一段位移s，在此过程中，拉力F对雪撬所做的功为 A Fssinα B. Fs C. Fscosα D. Fstanα 【答案】C 【解析】 【详解】根据功的定义，力与力方向上的位移的乘积，雪橇的位移是在水平方向上的， 把拉力F分解为水平方向的Fcosα，和竖直方向的Fsinα， 由于竖直的分力不做功，所以拉力F对雪橇所做的功即为水平分力对物体做的功， 所以w=Fcosα⋅s=Fscosα 故选C 6. 2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月球背面刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（　　） A. 周期为 B. 线速度为 C. 角速度为 D. 向心加速度为 【答案】A 【解析】 【详解】A．嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动，由 提供向心力，则有 解得 故A正确； B．根据 解得 故B错误； C．根据 解得 故C错误； D．根据 解得 故D错误。 故选A。 7. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为（ ） A. 2:1 B. 4:1 C. 8:1 D. 16:1 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】设地球半径为R，根据题述，地球卫星P的轨道半径为RP=16R，地球卫星Q的轨道半径为RQ=4R，根据开普勒定律，可得 ==64 所以P与Q的周期之比为 TP∶TQ=8∶1 ABD错误，C正确。 故选C正确。 8. 质量分布均匀、半径为R的球状星云，其表面重力加速度为g。由于热膨胀的发生导致该星云半径变为2R，若此过程中质量保持不变且质量仍分布均匀。忽略星云自转，则变化后的星云表面的重力加速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】星云表面物体的重力等于万有引力 故 当半径变为原来的2倍，则重力加速度为0.25g。 故选A。 9. 宇航员在某星球将一物体竖直向上抛出，其运动的图像是如图所示的抛物线，已知该星球的半径是地球半径的2倍，地球表面重力加速度取，设地球质量为M，则该星球的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由图可知，5s时上升的最大位移为50m，可得 解得 在地球表面满足 在某星球表面满足 联立解得 故选B。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每个小题给出的四个选项中，有两个或两个以上的选项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 10. 如图所示，人站在自动扶梯上不动，随扶梯匀速上升的过程中（　　） A. 重力对人做负功 B. 支持力对人不做功 C. 摩擦力对人做正功 D. 合力对人做功为零 【答案】AD 【解析】 【详解】A．人随扶梯匀速上升的过程中具有向上的位移，重力竖直向下，故重力对人做负功，故A正确； B．支持力竖直向上，人具有向上的位移，故支持力做正功，故B错误； C．由受力分析可知人匀速上升时不受摩擦力，故C错误； D．人匀速上升，动能不变，由动能定理可知合力对人不做功，故D正确。 故选AD。 11. 2020年3月27日记者从中国科学院国家天文台获悉，经过近两年观测研究，天文学家通过俗称“中国天眼”的500米口径地面射电望远镜（FAST），在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示双星系统由两颗恒星组成，两恒星在万有引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动（）。下列说法正确的是（　　） A. 一定大于 B. 轨道半径为的星球线速度更大 C. 若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大 D. 只要测得双星之间的距离L和双星周期T，即可计算出某一颗星的质量 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由题意可知，双星做匀速圆周运动的周期相同，则角速度相同，由万有引力提供向心力，对星可得 对星可得 由于，则有，即一定大于，A正确； B．由线速度与角速度的关系公式，对星可得 对星可得 由于，则有，即轨道半径为的星球线速度更小，B错误； C．由于 联立解得 可知若双星的质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大，C正确； D．只测得双星之间的距离L和双星周期T，则双星转动半径关系和质量关系都不确定，则不可计算出某一颗星的质量，D错误。 故选AC。 12. 发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行，最后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．当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( ) A. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 B. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度等于它在轨道2上经过Q点时的速度大小 C. 卫星在轨道3上受到的引力小于它在轨道1上受到的引力 D. 卫星由2轨道变轨到3轨道在P点要加速 【答案】ACD 【解析】 【详解】A.根据万有引力提供向心力 , 得 , 所以卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度.故 A正确的; B.卫星从轨道1上经过Q点时加速做离心运动才能进入轨道2,故卫星在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度,故B错误; C、根据引力定律 , 可以知道,距离越大的,同一卫星受到的引力越小,因此在轨道3上受到的引力小于它在轨道1上受到的引力,故C正确 D、由2轨道变轨到3轨道,必须加速,才能做匀速圆周运动,否则仍做近心运动,，故D正确； 三、非选择题∶ 本题共46分， 13题、14题、15题， 每空2分， 共22分， 16题12分， 17题12分。 13. 如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。a、b、c做匀速圆周运动的过程中，a、c的角速度关系为ωa_______ωc，a、b的线速度关系为va_______vb，b、c的向心加速度关系为ab_______ac，a、b、c的周期关系为Ta = Tc________Tb（选填“ > ”“ < ”或“ = ”）。 【答案】 ① = ②. < ③. > ④. > 【解析】 【详解】[1]同步卫星与地球有相同的角速度，则a、c的角速度关系为 ωa = ωc [2]对a、c根据v = ωr可知 va < vc 对b、c卫星根据 可知b、c的线速度 vb > vc a、b的线速度关系为 va < vb [3]根据 b、c的向心加速度关系为 ab > ac [4]根据 可知 Tb < Tc 则a、b、c的周期关系为 Ta = Tc > Tb 14. 人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上匀速前进了5m，人放手后，小车又前进了2m才停下来，则在小车运动过程中，小车受到的摩擦力大小为_______N，推力做的功为_______J，摩擦力做的功为_______J。 【答案】 ①. 20N ②. 100J ③. −140J 【解析】 【详解】[1]人以20N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上匀速前进，小车在水平方向受到20N的水平恒力和滑动摩擦力，由力的平衡条件可知，小车受到的摩擦力大小为 [2]由功的计算公式可得，推力做的功为 [3]摩擦力做的功为 15. 质量的小型电动汽车在平直的公路上由静止启动，图像甲表示汽车运动的速度与时间的关系，图像乙表示汽车牵引力的功率与时间的关系。设汽车在运动过程中所受阻力不变，在18s末汽车的速度恰好达到最大。汽车在做匀加速运动时加速度为_______m/s²，内通过的位移为_______m，汽车受到的阻力为_______N，汽车受到的最大牵引力为_______N。 【答案】 ①. 1 ②. 32 ③. 800 ④. 1000 【解析】 【详解】[1]汽车在做匀加速运动时加速度为 [2]内通过的位移为 [3]汽车受到的阻力为 [4]汽车做匀加速直线运动时，受到的牵引力最大，根据牛顿第二定律 解得 16. 2021年3月，在自由式滑雪世锦赛中，我国小将谷爱凌夺得两枚金牌。我们将她在滑雪坡面上向下滑行的一段过程，简化为小物块沿斜面下滑的过程，如图所示。已知物块质量为m，与斜面间的动摩擦因数为μ，斜面倾角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力。 （1）求物块沿斜面下滑的加速度大小a； （2）求物块沿斜面下滑的距离为L时，重力对物块所做的功； （3）求物块沿斜面下滑的速度大小为v时，重力的瞬时功率P。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）物块沿斜面下滑，根据牛顿第二定律 解得物块沿斜面下滑的加速度大小为 （2）物块沿斜面下滑的距离为L时，重力对物块所做的功 （3）物块沿斜面下滑的速度大小为v时，重力的瞬时功率 17. 假设未来的人类登上某一地外行星。已知该行星表面的重力加速度为g，该行星的半径为R，万有引力常量为G，求： （1）该行星的质量； （2）该行星的平均密度； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）在该行星表面有 可得，行星的质量为 （2）由密度公式可得，该行星的平均密度为 （3）根据公式 得，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为 18. 假设未来的人类登上某一地外行星。一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过t时间后回到星球表面，已知该行星的半径为R，万有引力常量为G，求∶ （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的平均密度； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过t时间后回到星球表面，则小球做平抛运动，竖直方向有 解得该行星表面的重力加速度大小为 （2）在这个星球表面上的物体受到的重力可以视为万有引力，设这个星球的质量为M，有 解得 星球体积为 由密度公式得 （3）根据 得星球的第一宇宙速度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$