精品解析：河南师范大学附属中学2025-2026学年高一下学期月考一 物理试卷

河师大物理2026下学期月考一 一、单选题 1. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运行；c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，重力加速度为g，则有（　　） A. a的向心加速度大小等于重力加速度大小g B. b在相同时间内转过的弧长最长 C. c在4h内转过的圆心角是 D. d的运行周期有可能是20h 2. 设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道．该卫星与月球相比，一定相等的是（ ） A. 质量 B. 向心力大小 C. 向心加速度大小 D. 受到地球的万有引力大小 3. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（　　） A. 因为，所以 B. 两颗星做圆周运动的周期为 C. A做圆周运动需要的向心力大于B做圆周运动需要的向心力 D. 若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则A的角速度缓慢减小 4. 北斗卫星导航系统由地球中轨道卫星（MEO）、静止地球同步轨道卫星（GEO）和倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）组成。如图所示，卫星A、B、C分别位于GEO轨道、IGSO轨道、MEO轨道，IGSO轨道与MEO轨道共面，卫星周期。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星A的速率大于卫星C的速率 B. 卫星A和卫星B受到地球的引力大小一定相等 C. 卫星C在合适的位置减速可以变轨到IGSO轨道 D. 某时刻卫星B、C相距最近，经过时间，再次相距最近 5. 如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（　　） A. 地球的平均密度为 B. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为 C. 卫星Ⅱ的周期为 D. 卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间 6. 考虑到地球自转的影响，下列示意图中可以表示地球表面P点处重力加速度g方向的是（　　） A. B. C. D. 7. 中国计划于2028年前实施天问三号火星探测任务。假设天问三号火星探测器从地球发射后，由图（a）所示的A点沿地火转移轨道到C点，再依次进入图（b）所示的调相轨道和停泊轨道。已知地球、火星绕太阳做圆周运动的轨道半径分别为、，图（b）中阴影部分面积为探测器在不同轨道上运行时与火星中心连线在相同时间扫过的面积。则（　　） A. 图（b）中两阴影部分的面积相等 B. 探测器从调相轨道变到停泊轨道需要在P点加速 C. 探测器从A点转移到C点的时间为年 D. 探测器在地火转移轨道上C点的速度大于地球绕太阳的速度 8. 如图甲所示，河外星系中有两个黑洞，质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，OA > OB，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。根据你所学的知识，下列说法正确的是（　 　） A. 黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度 B. 两个黑洞质量之间的关系一定是M1>M2 C. 人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D. 若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 二、多选题 9. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的，月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度 B. 其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度 C. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 D. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 10. 已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A. 质量相同 B. 密度相同 C. 第一宇宙速度大小之比为2:1 D. 静止卫星距星球表面的高度之比为1:2 11. 有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示，中心天体质量大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，行星Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，半径分别为、， 行星Ⅱ为椭圆轨道，半长轴，与行星Ⅰ轨道在B点相切，下列说法中正确的是（　　） A. 行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等 B. 行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点的加速度相同 C. 行星Ⅲ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 D. 行星Ⅰ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 12. 2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A. B. C. D. 三、计算题 13. 如图所示，一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其轨道平面与地球赤道平面重合，离地面的高度等于地球半径R，A1B1垂直OB1．该卫星不断地向地球发射微波信号．已知地球表面重力加速度为g． （1）求卫星绕地球做圆周运动的周期T； （2）设地球自转周期为T0(T< T0)，该卫星绕地球转动方向与地球自转方向相同，则在赤道上的任意一点能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是多少？（图中A1、B1为开始接收到信号时，卫星与接收点的位置关系） 14. 某宇航员到达一星球表面，将一质量为m的物体从地面某高度处（高度远小于星球半径）沿水平方向以初速度抛出，经过时间t落地，此时速度方向与水平方向夹角为，已知万有引力常量为G，星球的半径R。忽略该星球自转的影响，，求： （1）该星球的第一宇宙速度； （2）该星球的平均密度； （3）若利用三颗同步卫星全覆盖该星球赤道周围，该星球自转的最小周期。 15. 石墨烯是一种具有超轻超高强度的新型材料。有人设想：用石墨烯制作超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，利用超级缆绳承载太空电梯从地球基地向空间站运送物资。已知地球半径R，自转周期T，地球北极表面重力加速度，万有引力常量G。 （1）求地球的质量M； （2）太空电梯停在距地3R的站点，求该站点处的重力加速度g的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 河师大物理2026下学期月考一 一、单选题 1. 有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在地面附近近地轨道上正常运行；c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，重力加速度为g，则有（　　） A. a的向心加速度大小等于重力加速度大小g B. b在相同时间内转过的弧长最长 C. c在4h内转过的圆心角是 D. d的运行周期有可能是20h 【答案】B 【解析】 【详解】A．同步卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大于a的向心加速度，由万有引力产生向心加速度 解得 由此式可知，b的向心加速度近似等于g，且卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则c的向心加速度小于b的向心加速度，则a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误； B．根据 可得 可知bcd中b的线速度最大，ac比较根据v=ωr，可知c的线速度大于a，四个卫星中b线速度最大，可知b在相同时间内转过的弧长最长，选项B正确； C．因c的周期为24h，则c在4h内转过的圆心角是 选项C错误； D．由开普勒第三定律得可知：卫星的半径r越大，周期T越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。 故选B。 2. 设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道．该卫星与月球相比，一定相等的是（ ） A. 质量 B. 向心力大小 C. 向心加速度大小 D. 受到地球的万有引力大小 【答案】C 【解析】 【详解】根据 可得 因该卫星与月球的轨道半径相同，可知向心加速度相同；因该卫星的质量与月球质量不同，则向心力大小以及受地球的万有引力大小均不相同。 故选C。 3. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则（　　） A. 因为，所以 B. 两颗星做圆周运动的周期为 C. A做圆周运动需要的向心力大于B做圆周运动需要的向心力 D. 若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则A的角速度缓慢减小 【答案】B 【解析】 【详解】C．双星之间的万有引力提供向心力，可知两颗星做圆周运动所需要的向心力大小相等，故C错误； A．设A、B两颗星的轨道半径分别为、，双星之间的万有引力提供向心力，则有， 联立可得 由于，即，所以，故A错误； BD．由题可知 结合A项分析可得两颗星的周期为 若m缓慢增大，其他量不变，可知周期T变小，由可知，角速度逐渐变大，故B正确，D错误。 故选B。 4. 北斗卫星导航系统由地球中轨道卫星（MEO）、静止地球同步轨道卫星（GEO）和倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）组成。如图所示，卫星A、B、C分别位于GEO轨道、IGSO轨道、MEO轨道，IGSO轨道与MEO轨道共面，卫星周期。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星A的速率大于卫星C的速率 B. 卫星A和卫星B受到地球的引力大小一定相等 C. 卫星C在合适的位置减速可以变轨到IGSO轨道 D. 某时刻卫星B、C相距最近，经过时间，再次相距最近 【答案】D 【解析】 【详解】静止地球同步轨道卫星（GEO）和倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）的轨道半径相等，均大于中轨道卫星（MEO）的轨道半径。 A．根据， 可知卫星A的速率小于卫星C的速率，选项A错误； B．卫星A和卫星B的质量关系不确定，则不能比较两卫星受到地球的引力大小，选项B错误； C．卫星C在合适的位置加速做离心运动可以变轨到IGSO轨道，选项C错误； D．某时刻卫星B、C相距最近，经过时间，B转一周，C转两周都回到原来的位置，此时BC再次相距最近，选项D正确。 故选D。 5. 如图所示，Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为；Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出（　　） A. 地球的平均密度为 B. 卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为 C. 卫星Ⅱ的周期为 D. 卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星发出电磁波信号的时间 【答案】A 【解析】 【详解】AC．设地球质量为M，卫星Ⅰ、Ⅱ的轨道半径分别为r和R，卫星Ⅰ为同步卫星，周期为，近地卫星Ⅱ的周期为T。根据开普勒第三定律则有 由题图可得 可得卫星Ⅱ的周期为 对于卫星Ⅱ，根据牛顿第二定律可得 地球的密度为 联立以上各式，可得地球的平均密度为，故A正确，C错误； B．对于不同轨道卫星，根据牛顿第二定律可得 解得 所以卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为，故B错误； D．当卫星Ⅱ运行到与卫星Ⅰ的连线隔着地球的区域内，其对应圆心角为时，卫星Ⅱ无法直接接收到卫星Ⅰ发出电磁波信号，设这段时间为t。若两卫星同向运行，则有 其中， 解得 若两卫星相向运行，则有，， 解得，故D错误。 故选A。 6. 考虑到地球自转的影响，下列示意图中可以表示地球表面P点处重力加速度g方向的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】P点处万有引力指向地心，充当合力，是平行四边形对角线，随地球自转的向心力指向地轴，根据 可得 故重力加速度g的方向在PO连线的左下方。 故选D。 7. 中国计划于2028年前实施天问三号火星探测任务。假设天问三号火星探测器从地球发射后，由图（a）所示的A点沿地火转移轨道到C点，再依次进入图（b）所示的调相轨道和停泊轨道。已知地球、火星绕太阳做圆周运动的轨道半径分别为、，图（b）中阴影部分面积为探测器在不同轨道上运行时与火星中心连线在相同时间扫过的面积。则（　　） A. 图（b）中两阴影部分的面积相等 B. 探测器从调相轨道变到停泊轨道需要在P点加速 C. 探测器从A点转移到C点的时间为年 D. 探测器在地火转移轨道上C点的速度大于地球绕太阳的速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．相同时间内扫过的面积相等，是指绕同一中心天体运动且在同一轨道上的卫星，图（b）中阴影部分的面积为探测器在不同轨道上时相同时间扫过的面积，不相等，故A错误； B．探测器从调相轨道变到停泊轨道是从高轨变到低轨需要在P点减速，故B错误； C．由开普勒第三定律可得 探测器从A点转移到C点的时间年，故C正确； D．在C点探测器需要加速才能进入火星所在轨道，则探测器在转移轨道上C点的速度小于火星绕太阳的速度，地球、火星都绕太阳做匀速圆周运动，由 可知地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，所以地球绕太阳的速度大于探测器在地火转移轨道上C点的速度，故D错误。 故选C。 8. 如图甲所示，河外星系中有两个黑洞，质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，OA > OB，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。根据你所学的知识，下列说法正确的是（　 　） A. 黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度 B. 两个黑洞质量之间的关系一定是M1>M2 C. 人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 D. 若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 【答案】D 【解析】 【详解】A．黑洞A的运行角速度等于黑洞B的运行角速度，故A错误； B．两黑洞做圆周运动的向心力由来自对方的万有引力提供，所以两黑洞做圆周运动的向心力相等，得 即 由于OA > OB，即 所以 故B错误； C．两个黑洞处于银河系外，人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度应大于第三宇宙速度，故C错误； D．对于黑洞A、B，根据万有引力提供向心力有， 又 联立得 由该式可知，若双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故D正确。 故选D。 二、多选题 9. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的，月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度 B. 其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度 C. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 D. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．返回舱在该绕月轨道上运动时万有引力提供向心力，且返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径，则有 其中在月球表面万有引力和重力的关系有 联立解得 由于第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，同理可得 代入题中数据可得 故A错误、B正确； CD．根据线速度和周期的关系有 根据以上分析可得 故C错误、D正确； 故选BD。 10. 已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示。关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A. 质量相同 B. 密度相同 C. 第一宇宙速度大小之比为2:1 D. 静止卫星距星球表面的高度之比为1:2 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图可知，两星球的重力加速度大小和半径之比都是1∶2，由 可得 则两星球的质量之比 故A错误； B．由 可得 故两星球密度相同，故B正确； C．由 可得 则两星球的第一宇宙速度大小之比 故C错误； D．由 可得 则两星球静止卫星的轨道半径之比 又因为两星球的半径之比为1：2，故静止卫星距星球表面的高度之比也为1：2，故D正确。 故选BD。 11. 有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示，中心天体质量大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，行星Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，半径分别为、， 行星Ⅱ为椭圆轨道，半长轴，与行星Ⅰ轨道在B点相切，下列说法中正确的是（　　） A. 行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等 B. 行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点的加速度相同 C. 行星Ⅲ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 D. 行星Ⅰ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．因为行星Ⅱ的运行半长轴与行星Ⅲ的半径满足 则由开普勒第三定律知 则有 可知行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等，故A正确； B．由牛顿第二定律可得 可得 由于P点与D点离中心天体中心的距离相同，则行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点时的加速度大小相等，但方向不同，故B错误； CD．由 得 可知行星Ⅲ的速率小于行星Ⅰ的速率，又因为行星Ⅰ在B点加速才能到达轨道Ⅱ，故行星Ⅰ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率，行星Ⅲ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率，故CD正确。 故选ACD。 12. 2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO（远距离逆行轨道）的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M，半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．对于题述环月椭圆轨道和环月圆轨道，根据开普勒第三定律有 可得 故A错误，B正确； CD．对于环月圆轨道，根据万有引力提供向心力可得 可得 故C正确，D错误。 故选BC。 三、计算题 13. 如图所示，一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，其轨道平面与地球赤道平面重合，离地面的高度等于地球半径R，A1B1垂直OB1．该卫星不断地向地球发射微波信号．已知地球表面重力加速度为g． （1）求卫星绕地球做圆周运动的周期T； （2）设地球自转周期为T0(T< T0)，该卫星绕地球转动方向与地球自转方向相同，则在赤道上的任意一点能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是多少？（图中A1、B1为开始接收到信号时，卫星与接收点的位置关系） 【答案】（1）（2） 【解析】 【详解】（1）卫星以半径2R0绕地球做匀速圆周运动， 万有引力提供向心力： 处于地球表面的物体所受的重力约等于地球对它的万有引力： 所以： （2）设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位置，最后在B2位置刚好看见卫星消失在A2位置．OA1=2OB1， 有∠A1OB1＝∠A2OB2＝ 设从B1到B2时间为t，显然有： 所以： 14. 某宇航员到达一星球表面，将一质量为m的物体从地面某高度处（高度远小于星球半径）沿水平方向以初速度抛出，经过时间t落地，此时速度方向与水平方向夹角为，已知万有引力常量为G，星球的半径R。忽略该星球自转的影响，，求： （1）该星球的第一宇宙速度； （2）该星球的平均密度； （3）若利用三颗同步卫星全覆盖该星球赤道周围，该星球自转的最小周期。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物体落地时竖直方向的速度 又根据 解得 忽略星球自转的影响 方程联立解得该星球的第一宇宙速度 【小问2详解】 忽略星球自转 解得 又因为， 解得该星球的平均密度 【小问3详解】 若利用三颗同步卫星全覆盖该星球赤道周围，星球自转周期临界时如图所示 由几何关系可知， 同步卫星公转的周期等于星球自转的周期 解得该星球自转的最小周期 15. 石墨烯是一种具有超轻超高强度的新型材料。有人设想：用石墨烯制作超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与同步空间站，利用超级缆绳承载太空电梯从地球基地向空间站运送物资。已知地球半径R，自转周期T，地球北极表面重力加速度，万有引力常量G。 （1）求地球的质量M； （2）太空电梯停在距地3R的站点，求该站点处的重力加速度g的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设质量为的物体北极地面静止，则 解得 （2）设货物质量为m，在距地面高3R站点受到的万有引力为F，则 货物绕地球做匀速圆周运动，设太空电梯对货物的支持力为N，则 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $