重庆市第八中学2025-2026学年高一下学期周考物理试卷（3.22）

重庆八中2025--2026学年度（下)高一年级物理周考试题 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共计24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个 选项符合题目要求) 1.下列对天体的认识正确的是（) A.由F=6可知，两物体间距离”减小时，它们间的引力增大，距离r趋于零时，万 有引力无限大 B.开普勒行星运动三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 C.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 D.伽利略进行了月地检验 2.中国的二十四节气是中华民族优秀的文化传统 卷分 与祖先广博智慧的世代传承，被国际气象界誉 (3月20日) 地球 冬至 为中国“第五大发明”。如图所示为地球沿椭圆轨 太阳 （u2月21日） 道绕太阳运动所处的四个位置，分别对应我国 的四个节气。冬至和夏至时地球中心与太阳中心 夏至 Y2 的距离分别为r、3,太阳质量为M,引力常量 (6月21日》 秋分 (9月23日) 为G,下列说法正确的是（) A.冬至时地球的运行速度最小 B.地球从夏至到冬至的运行时间为公转周期的 C.地球从秋分到冬至的运行时间为公转周期的： D.地球在冬至时，运行速度为网 3.如图所示为一质量为M的球形物体，质量分布均匀，半径为 R,在距球心2R处有一质量为m的质点。球体与质点间的万有 引力大小为F。若将球体挖去一个半径为的小球，两球心和质 点在同一直线上，且挖去的球的球心在原来球心和质点连线 外，两球表面相切。已知引力常量为G,则剩余部分对质点的 万有引力的大小为() A.爱F B. c岳r D. 9 4.将一质量为n的物体分别放在地球的南、北两极点时，该物体的重力均为mg0:将该物体 放在地球赤道上时，该物体的重力为g,假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R, 已知引力常量为G,则由以上信息可得出() A.g0小于g B.地球的质量为9R C.·地球自转的角速度为ω=， 80-8 R D.地球的平均密度为39 4πGR 5.卡文迪什用扭秤实验测定了引力常量，不仅用实验验证了万有引力定律的正确性，而且应 用引力常量还可以测出地球的质量，卡文迪什也因此被称为“能称出地球质量的人”，已知引力 常量C=6.67×10-11m2, ,地球绕太阳公转的轨道半径为1.49×10m,周期为3,16×107s, 则太阳质量约为() A.2×1026kg B.2×1028kg C.2×1030kg D.2×1032kg 6.“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到9点，再依次进入如图 乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号( ) 超 天问一号 太阳 P 心火星 球道 。位 停泊轨道 调相劲道 甲 乙 A.发射速度介于7.9 km/s与11.2kam/s之间 B.从P点转移到Q点的时间小于6个月 C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小 D.在地火袋移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度 7.中国科学院沈阳自动化研究所主持研制的“海斗一号”在无缆自主模式下刷新了中国下潜深 度纪录，最大下潜深度超过了10000米，若把地球看成质量分布均匀的球体，且球壳对球内任 一质点的万有引力为零，忽略地球的自转，则下列关于“海斗一号”下潜所在处的重力加速度大 小g和下潜深度的关系图像可能正确的是( 2 8.“食双星”是指两颗恒星在相互引力作用下绕连线上某点做匀速圆周运动。由于距离遥远，观 测者不能把两颗星区分开，但由于两颗恒星的彼此掩食，会造成其亮度发生周期性变化，观测 者可以通过观察双星的亮度研究双星。如图，t时刻，由于较亮的恒星遮挡较暗的恒星，造成 亮度L减弱，t2时刻则是较暗的恒星遮挡较亮的恒星。若较亮的恒星与较暗的恒星的质量和圆 周运动的半径分别为m、r1和.2、2：下列说法正确的是( ) =兴 A. B.“食双星”的周期为t2一 C.mi+mz=(rtre) G(c2-t1)2 D.ma +mz= 4m2(m3+r2)3 2 G(t2-t1)2 二.多选题（本题共4小题，每小题4分，共计16分，在每小题给出的四个选项中，有多个 选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分) 9.2022年11月3日9时32分，梦天实验舱顺利完成 转位，标志着中国空间站“T”字形基本结构在轨 实险6 组装完成，如图所示。已知空间站离地面的高度 为h,这个高度低于地球同步卫星的高度。地球的 半径为R,地球的质量为M,引力常量为G。若空 和核心舱 间站可视为绕地心做匀速圆周运动，则下列说法 正确的是() A.空间站的线速度大小为 GM R+h B.空间站的向心加速度大小为GM R+h C.空间站的运行周期大于24h D.空间站的角速度为 GM V(R+)3 10.如图所示，卫星A是2022年8月20日我国成功发射的“遥感三十五号04”组卫星，卫星B是 2 地球同步卫星，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星，已知三颗卫星 的质量相等，下列说法正确的是() OB OA A.卫星A运动得最快 B.卫星B的加速度最小 C.卫星B、P的角速度相等 D.卫星P受到地球的引力最小 11.某人造卫星绕地球运动，如图1所示。所受地球引力大小随时间变化的规律如图2所示，t 为已知量。已知地球的半径为R,近地点离地面的高度也为R,引力常量为G,假设卫星只受 地球引力，下列说法正确的是( 个引力大小 9F 近地点 远地点 时间 图1 图2 A.卫星在近地点与远地点离地的高度之比为1：3 B.卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为91 C.地球的质量为16m2R3 Gt2 D.忽略自转形响，地球表面的重力加速度大小为54rR 2 12.某载人宇宙飞船绕地球做圆周运动的周期为T,由于地球遮挡，宇航 员发现有T时间会经历“日全食”过程，如图所示已知地球的半径为R, R地球 飞船 引力常量为G,地球自转周期为T,太阳光可看作平行光，则( A.宇宙飞船离地球表面的高度为R B一天内飞船经历“日全食”的次数为号 C.宇航员观察地球的张角为60° D.地球的平均密度为p=2g GTZ 4 三.实验题（本题共2小题，共计15分） 13.一艘宇宙飞船飞近月球，并进入靠近月球表面的圆形轨道运行（运行圈数用表示)，宇 宙飞船上备有以下实验器材： A.精确秒表一只（测量时间用1表示)B.质量为m的物体一个 C.弹簧测力计一只（读数用F表示）D.天平一架（包括砝码一套) 为了给研究月球的结构提供参考，需要测出月球的平均密度，已知引力常量为G。 (1)测量所选用的器材有 (用该器材前的字母序号表示)： (2)测量的物理量为 (3)用所测值求出月球的平均密度 14.1798年，卡文迪什在《伦敦皇家学会哲学学报》论文中发表了扭秤”的思想，如图1所 示。 H G G niot 平面镜 激光束 激光器 石英悬丝 孤形标尺 G 图2 图1 阅读完整个实验内容完成下列问题 ()若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为m4、m2,且球心相距为r的两个小球之间引力 的大小为F,则引力常量G=:计算的引力常量G=6.67×10-11 “填写国际 单位)。 (2)引力常量的得出具有重大意义和应用，比如： (说出一条即可) (3)为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取微小量放大”思想的措施是 A.增大石英丝的直径 B.增大刻度尺与平面镜的距离 C.利用平面镜对光线的反射 D.减小T形架横梁的长度 (4)卡文迪什扭秤的某种现代简化模型如图2所示，两个质量为m1的小球固定在一根总长度为L 的轻杆两端，用一根石英悬丝将轻杆水平的悬挂起来，距离小球”处放置两个质量为m2的大 球。根据万有引力定律，固定小球的轻杆会受到一个力矩而转动，从而使石英悬丝扭转，最终 引力力矩与悬丝的弹性恢复力矩大小相等时装置静止不动。已知引力力矩大小可以表示为引力 的大小乘以作用点到支点的距离，弹性恢复力矩可以表示为常数乘以悬丝旋转角。激光水平 入射到固定于悬丝上的平面镜上，弧形标尺到平面镜的距离为d。从静止释放轻杆到最终平衡 的过程中，弧形标尺上反射光点移动的距离为s,则引力常量的表达式为G=。（用题干 中已知的物理量表示) 四.计算题（本题共4小题，共45分） 15.(8分)2026年前后我国将发射嫦娥七号探测器，是对月球的地形地貌、物质成分、空间 环境进行综合探测任务的探测器。若在月球表面高度为h处释放小球，测得小球经时间t落到 月球表面，已知月球半径为R(R》),引力常量为G。求： (1)月球的质量M; (2)月球的密度。 1.(10分)中国空间站是我国自主建成的太空实验室。已知“空间站”绕地球做匀速圆周运 动，经过时间，运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为8（孤度），引力常量为G,求： (1)“空间站”的环绕周期T: (2)地球的质量M。 6 17.（12分)人类对未知事物的好奇和科学家们的不懈努力，使人类对宇宙的认识越来越丰富。 (1)开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的 公转周期T的二次方成正比，即=k,k是一个常量。已知太阳的质量为M将行星绕太阳的 运动按圆周运动处理，请你推导太阳系中该常量k的表达式，并说明影响常量k的因素。 (2)已知地球质量为M0,万有引力常量为G,将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体， 忽略地球自转的影响，求： a、地球的第一宇宙速度v。 b、北京时间2019年4月10日21时，由全球200多位科学家合作得到的人类首张黑洞照片面 世，引起众多天文爱好者的兴趣。 查阅相关资料后知道： ①黑洞具有非常强的引力，即使以3×10s的速度传播的光也不能从它的表面逃逸出去。 ②地球的逃逸速度是第一宇宙速度的√2倍，这个关系对于其他天体也是正确的。 ③地球质量为6.00×1024kg,引力常量G=6.67×10-11Nm2kg2 请你根据以上信息，利用高中学过的知识，通过计算求出：假如地球变为黑洞，在质量不变的 情况下，地球半径的最大值（结果保留一位有效数字)。 18.（15分)暗物质的研究是目前粒子物理学、天文物理学等学科研究的课题。构建模型研究 暗物质，是一直重要的科学思维方法，暗物质与星体间的相互作用遵守万有引力定律。 (1)科学家发现，宇宙中有许多双星系统。双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度 (直径)都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当做孤立系统处 理。已知某双星系统中每个星体的质量都是M。,两者相距L,它们正围绕两者连线的中点做 匀速圆周运动，已知引力常量为G。求： ①该双星系统的运动的角速度大小w: ②科学家通过光学实验观测计算得到的角速度大小)与上述①中角速度⑩有些差异，为了解 释这个问题，目前有理论认为，在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质可以提供依据。其模 型简化为：假定在以这两个星体连线为直径的球体内，均匀分布着密度为P的暗物质，不考 虑其它星体影响，根据这一模型可以计算该双星系统的运动的角速度，试求出角速度大小 之此名 (②)螺旋星系中有大量的恒星和星际物质，主要分布在半径为R的球体内，球体外仅有极少的 恒星，球体内物质总质量为M,可认为均匀分布。已知球壳对壳内物体的引力为零。球体内 外的所有恒星都绕星系中心做匀速圆周运动，恒星到星系中心的距离为”，科学家根据实测数 据，得到此螺旋星系中不同位置的恒星做匀速圆周运动的角速度大小ω随二的变化关系如图所 示。根据在r>R范围内的恒星运动的ω与二成正比，科学家预言螺旋星系周围区域(r>R) 存在一种暗物质。若暗物质质量均匀分布，请建构模型，估算该区域r=R内暗物质密度是球 体y=R内物质密度的多少倍？ 木0 R 8 《重庆八中2025一2026学年度（下）高一年级物理周考试题》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 1 8 10 答案 B B A C D AD AC 题号 1 12 答案 BD CD 1.B 【详解】A、当两物体之间的距离趋于零时，万有引力定律不再适用，故A错误。 B.开普勒行星运动三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故B 正确。 C.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于其与地球间的万有引力全部用来提供做圆周运 动的向心力，故C错误。 D、牛顿进行了月地检验，故D错误。 故选B。 2.B 【详解】A、开普勒第二定律（面积定律）指出，行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积 相等。因此，地球在近日点（冬至）的速度最大，在远日点（夏至）的速度最小，故A错 误： B.根据开普勒第二定律，地球从轨道的冬至位置经过足够短的时间，与太阳连线扫过的 面积可看作很小的扇形其面积S=x1 2 同理，在夏至位置经过足够短的时间，8，=X5 2 由于S=S, 丛=互 2方 故B正确： C.由开普物第二定律可知，远地点附近速度慢，时间长，所以时间大于公转周期的；，故 C错误： D.地球在冬至时，地球做离心运动，运行速度小于 CM 故D错误。 故选B。 3.A 详解】根据m=pY=pxr 1. 由于挖去的球体半径是原球体半径的子，则挖去的球体质量是原球体质量的。，所以挖去的 球特质蛋一专 未挖时，原球体对质点的万有引力F=G恤 4R2 GMin GMm 挖去部分对质点的万有引力F= 2.5R2-50R 则剩余部分对质点的万有引力大小F"=F-F=23G恤_23 100R225 故选A。 4.C 【详解】ABC.设地球质量为M,物体在南北两极点时，此时没有地球自转的向心力，有 答案第1页，共8页 GMm =mgo 解得 M=8oR2 G 在赤道时，有 GMm 2 -mg Fo-mo'R 所以有 8o>8 联合解得 |8-8 二R 故AB错误，C正确： D.根据 GMm R2 =ingo 可得 3g。 0= 4GR D错误。 故选C。 5.c 【详解】根据 ,4n2 得太阳质量 M-z2-3 G7≈2x10kg 故选C。 6.C 【详解】A.因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发 射速度介于11.2kms与16.7ms之间，放A错误： B.因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转 周期(1年共12个月)，则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月， 故B错误： C.因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定神可知在 环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确： D.卫星从Q点变轨时，要加速增大速度，即在地火转移轨道Q点的速度小于火星轨道的 速度，而由 GMm v2 2 二=m 可得 GM vr 可知火星轨道速度小于地球轨道速度，因此可知卫星在Q点速度小于地球轨道速度，故D 错误； 故选C。 答案第2页，共8页