内容正文:
东台市第一中学2025级高一年级下学期月考一
物理试卷
一、单选题(本大题共14小题,共56分)
1. 足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球,使足球以10m/s的速度飞出,假定脚踢足球时对足球的平均作用力为400N,球在水平面上运动了20m后停止,那么人对足球做的功为( )
A. 15J B. 4000J C. 8000J D. 无法确定
【答案】A
【解析】
【详解】根据动能定理,人对足球做的功等于足球获得的动能增量,即。
故选A。
2. .关于开普勒第三定律的公式,下列说法中正确的是( )
A. 公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星
B. 式中的 R只能为做圆周轨道的半径
C. 围绕不同星球运行的行星(或卫星),其 k值相同
D. 公式适用于宇宙中所有围绕同一星球运行的行星(或卫星)
【答案】D
【解析】
【详解】A.开普勒第三定律适用于所有绕同一中心天体运动的行星,A错误
B.式中的 R可以是圆周轨道的半径,也可以是椭圆轨道的半长轴,B错误
C.k值与中心天体质量有关,所以 围绕不同星球运行的行星(或卫星),其 k值不一定相同,C错误
D.公式适用于宇宙中所有围绕同一星球运行的行星(或卫星),D正确
3. 人造地球卫星在离地面高为h的轨道上做匀速圆周运动,已知地球的质量为M、半径为R,引力常量为G。则卫星做匀速圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,卫星轨道半径为地心到卫星的距离,即,设卫星质量为。
根据牛顿第二定律有
解得
故选D。
4. 如图所示,在减速上升的升降机中,物块始终静止在固定的斜面上,关于物块所受各力做功的说法正确的是( )
A. 合力做正功
B. 支持力做负功
C. 摩擦力不做功
D. 摩擦力做正功
【答案】D
【解析】
【详解】A.升降机减速上升,位移方向竖直向上,加速度方向向下,因此物块所受合力方向向下。根据功的计算公式
合力与位移方向夹角为,,因此合力做负功,故A错误;
B.物块静止在斜面上,受重力、垂直斜面向上的支持力、沿斜面向上的静摩擦力,位移方向竖直向上。支持力垂直斜面向上,分解后存在竖直向上的分量,与位移方向同向,因此支持力做正功,故B错误;
CD.摩擦力沿斜面向上,分解后也存在竖直向上的分量,与位移方向同向,因此摩擦力做正功,故C错误,D正确。
故选D。
5. 关于地球的静止卫星,下列说法正确的是( )
A. 它处于平衡状态,且具有一定的高度
B. 它的加速度等于9.8m/s²
C. 它的周期是24小时,且轨道平面与赤道平面重合
D. 它绕行的速度大于7.9km/s
【答案】C
【解析】
【详解】A.地球静止卫星即地球同步轨道卫星,又称对地静止卫星,是运行在地球同步轨道上的人造卫星,静止卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以静止卫星是相对地球静止的卫星,因做圆周运动,则处于不平衡状态,故A错误;
B.地球表面向心加速度,设静止卫星离地面的高度为h,则,故B错误;
C.它的周期是24h,且轨道平面与赤道平面重合,故C正确;
D.地球静止卫星在轨道上的绕行速度约为3.1km/s,小于7.9km/s,故D错误;
6. 据中国国家航天局探月与航天工程中心消息,中国探月工程四期嫦娥七号任务将实现在月球南极着陆,开展极区环境与资源勘查。若嫦娥七号探测器由地面发射后,经地月转移轨道,在A点变轨后进入绕月圆形轨道I,在B点变轨后进入环月椭圆轨道II,轨道II可视为与月面相切于C点。则嫦娥七号( )
A. 在地月转移轨道上运行的最大速度大于11.2km/s
B. 在地月转移轨道上经过A点需要点火加速才能完成变轨
C. 在轨道Ⅰ上的运行周期比在轨道Ⅱ上的大
D. 在轨道II上经过B点时的速度比经过C点时的大
【答案】C
【解析】
【详解】A.探测器在地球表面上的发射速度大于11.2km/s时,将脱离地球引力的束缚,嫦娥七号在地月转移轨道上运行时,依然没有脱离地球的束缚,故其最大速度小于11.2km/s,故A错误;
B.嫦娥七号在地月转移轨道上经过A点时需要点火减速,做近心运动,才能变轨到轨道Ⅰ,故B错误;
C.根据开普勒第三定律
由图可知轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴,故在轨道Ⅰ上的运行周期比在轨道Ⅱ上的大,故C正确;
D.嫦娥七号从B到C过程,万有引力做正功,速率增大,故嫦娥七号在轨道Ⅱ上经过B点时的速度小于经过C点时的速度,故D错误。
故选C。
7. 如图所示,质量为的小物块从光滑斜面顶端由静止开始下滑,取,则小物块下滑到斜面底端时重力的功率是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律得物块下滑的加速度大小
根据,得
底端速度
小物块下滑到斜面底端时重力的功率
故选D。
8. 中国空间站作为太空家园,承载着人类探索宇宙的伟大梦想。将空间站视为在距离地球表面高度为h的圆轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为M、半径为R,万有引力常量为G,空间站质量为m。下列关于空间站在轨道上运行时各物理量的表达式,不正确的是( )
A. 线速度 B. 周期
C. 所受地球的万有引力 D. 向心加速度
【答案】C
【解析】
【详解】A.万有引力提供向心力
可得线速度,故A正确,不符合题意;
B.万有引力提供向心力
可得周期,故B正确,不符合题意;
C.空间站所受地球的万有引力为,故C错误,符合题意;
D.由
可得向心加速度,故D正确,不符合题意。
故选C。
9. 如图所示,A为地球表面赤道上的物体,B为轨道在赤道平面内的实验卫星,C为在赤道上空的地球同步卫星。已知卫星C和卫星B的轨道半径之比为,且两卫星的环绕方向相同。下列说法正确的是( )
A. 卫星B、C运行速度之比为
B. 卫星B的加速度大于物体A的加速度
C. 同一物体在卫星B中对支持物的压力比在卫星C中大
D. 同一物体在卫星B、C中所受重力均为零
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据
解得
已知卫星B和卫星C的轨道半径之比为,则卫星B、C运行速度之比为,A错误;
B.根据
可得
因为卫星B的轨道半径小于卫星C,则卫星C的加速度小于卫星B的加速度;又因为物体A与卫星C的角速度相同,根据
可知卫星C的加速度大于物体A,故卫星B的加速度大于物体A,B正确;
CD.绕地球做匀速圆周运动的卫星内的物体都处于完全失重状态,物体视重为0,但所受重力不为0,所以物体对支持物的压力都是0,CD错误。
故选B。
10. 如图所示,质量均为的物体甲、乙放在水平面上,在物体甲上施加一与水平方向成斜向上的恒力,使物体甲以恒定的速度向右做匀速直线运动;在物体乙上施加一与水平方向成斜向下的恒力,使物体乙以恒定的速度向右做匀速直线运动。已知物体甲、乙与水平面的动摩擦因数分别为、,重力加速度,,,则下列说法正确的是( )
A. B. 物体甲、乙对水平面的压力之比为
C. 1s的时间内物体甲克服摩擦力做功为10J D. 1s的时间内摩擦力对物体乙做功32J
【答案】A
【解析】
【详解】A.由平衡条件,对物体甲
解得
对物体乙
解得
可得 ,A正确;
B.物体甲、乙对水平面的压力之比为,B错误;
C.1s的时间内物体甲克服摩擦力做功为,C错误;
D.1s的时间内摩擦力对物体乙做功,D错误。
故选A。
11. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 0~2s内物体不受摩擦力的作用
B. 2~4s内物体做匀速直线运动
C. 4~6s内拉力做的功为16J
D. 2~4s 内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图丙的v-t图像可以知道,在0~2s内,物体速度为零,物体处于静止状态,受到的摩擦力与推力为一对平衡力,大小相等,故A错误;
BD.由丙图可知,2~4s内,物体做加速运动,处于非平衡状态,受到的摩擦力与拉力不是一对平衡力,故BD错误;
C.由图丙可知,4~6s物体处于匀速直线运动状态,速度v=4m/s,可得s=vt=4m/s×2s=8m
由图乙可知拉力F=2N,则做功为W=Fs=2N×8m=16J ,故C正确。
故选C。
12. 2025年1月16日,地球恰好运行到火星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线,此现象被称为“火星冲日”,火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,火星与地球的公转轨道半径之比约为,如图所示。根据以上信息可以得出( )
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
C. 当火星与地球相距最远时,两者的相对速度最小
D. 下一次“火星冲日”将出现在2026年1月16日之后
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律可得
火星与地球的公转轨道半径之比约为,火星与地球绕太阳运动的周期之比约为,故A错误;
B.物体在星球表面时,万有引力表现为物体受到的重力,满足
解得星球表面重力加速度
根据题中条件无法求解火星与地球表面的自由落体加速度大小之比,故B错误;
C.当火星与地球相距最远时,二者的速度方向相反,所以两者的相对速度最大,故C错误;
D.根据火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
已知地球的公转周期为1年,则可知火星的公转周期约为1.8年,设经过时间出现下一次“火星冲日”,则有
解得
所以下一次“火星冲日”将出现在2026年1月16日之后,故D正确。
故选D。
13. 如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小恒定,物块动能与运动路程的关系如图(b)所示。重力加速度大小取,物块质量和所受摩擦力大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
【答案】B
【解析】
【详解】根据动能定理可知,图像的斜率表示物块所受合力,结合图(b)有,
解得,
故选B。
二、解答题
14. 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”分三个阶段实施,预计将在2030年之前实现载人登月。若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在距月球表面高度为h处以速度水平抛出一个小球,测得水平位移为x。已知月球半径R,引力常量G,忽略月球的自转且。求:
(1)月球表面的重力加速度大小。
(2)月球的质量M。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
在月球表面做平抛运动,
解得月球表面的重力加速度
【小问2详解】
忽略月球的自转,则
解得月球的质量
15. 假设“神舟十九号”在绕地球圆轨道运行,周期为T,已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,不考虑地球自转,求:
(1)“神舟十九号”离地面的高度h;
(2)如图所示,卫星A与“神舟十九号”B在同一轨道平面,已知它们运行方向相同,A的轨道半径为B的2倍,某时刻“神舟十九号”B与卫星A相距最近,则至少经过多长时间它们再一次相距最近。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
设地球的质量为M,在地球表面附近万有引力近似等于重力,有
解得
对“神舟十九号”,由万有引力充当向心力可得
联立解得
【小问2详解】
对一般的卫星,根据
解得
可知
在最短时间内再次相距最近满足
其中
联立解得
16. 如图所示,质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为,已知:,g取,求:
(1)前3s内重力做的功;
(2)前3s内各力做的总功;
(3)前3s内重力的平均功率;
(4)3s末重力的瞬时功率。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
【解析】
【小问1详解】
对木块受力分析,根据牛顿第二定律可得
解得木块下滑时的加速度大小为
3s内木块通过的位移
则前3s内重力做的功
【小问2详解】
3s末木块的速度大小为
由动能定理可得,前3s内各力做的总功
【小问3详解】
前3s内重力的平均功率为
【小问4详解】
3s末重力的瞬时功率
17. 如图所示,在竖直平面内,光滑斜面下端与水平面BC平滑连接于B点,水平面BC与光滑半圆弧轨道CDE相切于C点,E点在圆心O点正上方,D点与圆心等高。一物块(可看作质点)从斜面上A点由静止释放,物块通过半圆弧轨道E点且水平飞出,最后落到水平面BC上的F(图中未标出)点处。已知斜面上A点距离水平面BC的高度h = 2.0m,圆弧轨道半径R = 0.4m,B、C两点距离LBC=2.0m,F、C两点距离LFC = 1.6m。重力加速度g取。求:
(1)物块通过E点时的速度大小;
(2)物块与水平面BC间的动摩擦因数;
(3)将物块从斜面上由静止释放,若物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道,则物块释放点距离水平面BC的高度h'应满足的条件。
【答案】(1)
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
物块从E点飞出到落在F点,做平抛运动,则有,
联立解得物块通过E点时的速度大小为
【小问2详解】
物块从A点到E点过程,根据动能定理可得
代入数据解得物块与水平面BC间的动摩擦因数为
【小问3详解】
若物块刚好通过E点,则有
解得
根据动能定理可得
解得
若物块刚好可以运动到与圆心等高处,根据动能定理可得
解得
若物块刚好可以运动C点,根据动能定理可得
解得
综上分析可知,要物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道,则物块释放点距离水平面 BC的高度应满足或
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东台市第一中学2025级高一年级下学期月考一
物理试卷
一、单选题(本大题共14小题,共56分)
1. 足球运动员用力踢质量为0.3kg的静止足球,使足球以10m/s的速度飞出,假定脚踢足球时对足球的平均作用力为400N,球在水平面上运动了20m后停止,那么人对足球做的功为( )
A. 15J B. 4000J C. 8000J D. 无法确定
2. .关于开普勒第三定律的公式,下列说法中正确的是( )
A. 公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星
B. 式中的 R只能为做圆周轨道的半径
C. 围绕不同星球运行的行星(或卫星),其 k值相同
D. 公式适用于宇宙中所有围绕同一星球运行的行星(或卫星)
3. 人造地球卫星在离地面高为h的轨道上做匀速圆周运动,已知地球的质量为M、半径为R,引力常量为G。则卫星做匀速圆周运动的角速度为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,在减速上升的升降机中,物块始终静止在固定的斜面上,关于物块所受各力做功的说法正确的是( )
A. 合力做正功
B. 支持力做负功
C. 摩擦力不做功
D. 摩擦力做正功
5. 关于地球的静止卫星,下列说法正确的是( )
A. 它处于平衡状态,且具有一定的高度
B. 它的加速度等于9.8m/s²
C. 它的周期是24小时,且轨道平面与赤道平面重合
D. 它绕行的速度大于7.9km/s
6. 据中国国家航天局探月与航天工程中心消息,中国探月工程四期嫦娥七号任务将实现在月球南极着陆,开展极区环境与资源勘查。若嫦娥七号探测器由地面发射后,经地月转移轨道,在A点变轨后进入绕月圆形轨道I,在B点变轨后进入环月椭圆轨道II,轨道II可视为与月面相切于C点。则嫦娥七号( )
A. 在地月转移轨道上运行的最大速度大于11.2km/s
B. 在地月转移轨道上经过A点需要点火加速才能完成变轨
C. 在轨道Ⅰ上的运行周期比在轨道Ⅱ上的大
D. 在轨道II上经过B点时的速度比经过C点时的大
7. 如图所示,质量为的小物块从光滑斜面顶端由静止开始下滑,取,则小物块下滑到斜面底端时重力的功率是( )
A. B. C. D.
8. 中国空间站作为太空家园,承载着人类探索宇宙的伟大梦想。将空间站视为在距离地球表面高度为h的圆轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为M、半径为R,万有引力常量为G,空间站质量为m。下列关于空间站在轨道上运行时各物理量的表达式,不正确的是( )
A. 线速度 B. 周期
C. 所受地球的万有引力 D. 向心加速度
9. 如图所示,A为地球表面赤道上的物体,B为轨道在赤道平面内的实验卫星,C为在赤道上空的地球同步卫星。已知卫星C和卫星B的轨道半径之比为,且两卫星的环绕方向相同。下列说法正确的是( )
A. 卫星B、C运行速度之比为
B. 卫星B的加速度大于物体A的加速度
C. 同一物体在卫星B中对支持物的压力比在卫星C中大
D. 同一物体在卫星B、C中所受重力均为零
10. 如图所示,质量均为的物体甲、乙放在水平面上,在物体甲上施加一与水平方向成斜向上的恒力,使物体甲以恒定的速度向右做匀速直线运动;在物体乙上施加一与水平方向成斜向下的恒力,使物体乙以恒定的速度向右做匀速直线运动。已知物体甲、乙与水平面的动摩擦因数分别为、,重力加速度,,,则下列说法正确的是( )
A. B. 物体甲、乙对水平面的压力之比为
C. 1s的时间内物体甲克服摩擦力做功为10J D. 1s的时间内摩擦力对物体乙做功32J
11. 如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动的速度v与时间t的关系如图丙所示。则下列说法中正确的是( )
A. 0~2s内物体不受摩擦力的作用
B. 2~4s内物体做匀速直线运动
C. 4~6s内拉力做的功为16J
D. 2~4s 内物体受到的摩擦力与拉力是一对平衡力
12. 2025年1月16日,地球恰好运行到火星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线,此现象被称为“火星冲日”,火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动,火星与地球的公转轨道半径之比约为,如图所示。根据以上信息可以得出( )
A. 火星与地球绕太阳运动的周期之比约为
B. 火星与地球表面的自由落体加速度大小之比约为
C. 当火星与地球相距最远时,两者的相对速度最小
D. 下一次“火星冲日”将出现在2026年1月16日之后
13. 如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小恒定,物块动能与运动路程的关系如图(b)所示。重力加速度大小取,物块质量和所受摩擦力大小分别为( )
A. , B. ,
C. , D. ,
二、解答题
14. 我国首个月球探测计划“嫦娥工程”分三个阶段实施,预计将在2030年之前实现载人登月。若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在距月球表面高度为h处以速度水平抛出一个小球,测得水平位移为x。已知月球半径R,引力常量G,忽略月球的自转且。求:
(1)月球表面的重力加速度大小。
(2)月球的质量M。
15. 假设“神舟十九号”在绕地球圆轨道运行,周期为T,已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度大小为g,不考虑地球自转,求:
(1)“神舟十九号”离地面的高度h;
(2)如图所示,卫星A与“神舟十九号”B在同一轨道平面,已知它们运行方向相同,A的轨道半径为B的2倍,某时刻“神舟十九号”B与卫星A相距最近,则至少经过多长时间它们再一次相距最近。
16. 如图所示,质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑,木块与斜面间的动摩擦因数为,已知:,g取,求:
(1)前3s内重力做的功;
(2)前3s内各力做的总功;
(3)前3s内重力的平均功率;
(4)3s末重力的瞬时功率。
17. 如图所示,在竖直平面内,光滑斜面下端与水平面BC平滑连接于B点,水平面BC与光滑半圆弧轨道CDE相切于C点,E点在圆心O点正上方,D点与圆心等高。一物块(可看作质点)从斜面上A点由静止释放,物块通过半圆弧轨道E点且水平飞出,最后落到水平面BC上的F(图中未标出)点处。已知斜面上A点距离水平面BC的高度h = 2.0m,圆弧轨道半径R = 0.4m,B、C两点距离LBC=2.0m,F、C两点距离LFC = 1.6m。重力加速度g取。求:
(1)物块通过E点时的速度大小;
(2)物块与水平面BC间的动摩擦因数;
(3)将物块从斜面上由静止释放,若物块在半圆弧轨道上运动时不脱离轨道,则物块释放点距离水平面BC的高度h'应满足的条件。
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