精品解析：江苏省徐州市第二中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

2024——2025学年度第二学期高一年级学情调研 物理试卷 （时间：75分钟　满分：100分） 一、单项选择题：本题共15小题，每小题4分，共60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. 如图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星在从B运动到C的过程中，地球对卫星的引力做正功 B. 卫星在从B运动到C的过程中，地球对卫星的引力做负功 C. 卫星在从C运动到D的过程中，地球对卫星的引力做负功 D. 卫星在从C运动到D的过程中，地球对卫星的引力不做功 2. 发射一颗地球卫星，在如图所示的椭圆轨道上绕地球运动，其绕行速率（　　） A. 可能大于11.2 km/s B. 可能大于7.9 km/s C. 一定小于7.9 km/s D. 一定等于7.9 km/s 3. 如图示虚线为某彗星绕日运行的椭圆形轨道，、为椭圆轨道长轴端点，、为椭圆轨道短轴端点。彗星沿图中箭头方向运行。该彗星某时刻位于点，经过四分之一周期该彗星位于轨道的（　　） A. 之间 B. 点 C. 之间 D. 点 4. 天问一号卫星在贴近火星表面的轨道（可认为其轨道半径等于火星半径）上匀速圆周运动的周期为T，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，卫星的质量为m，火星的质量为M，万有引力常量为G。则下列关于火星的第一宇宙速度v1表达错误的是（　　） A. B. C. D. 5. 北斗卫星导航系统中有一颗卫星是相对地球静止的同步轨道卫星，关于这颗卫星的说法正确的是（　　） A. 这颗卫星定点在北京上空 B. 它运行的速度大于赤道上物体随地球自转的线速度 C. 它距地面的高度可以根据需要进行调整 D. 它的周期与地球自转同步，绕行方向可以选择 6. 我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“虹云工程技术验证卫星”，卫星环绕地球运行的周期约为1.8 h。与月球相比，该卫星的（　　） A. 角速度更小 B. 向心加速度更小 C. 环绕速度更大 D. 离地球表面的高度更大 7. 如图所示，月球围绕地球做匀速圆周运动。月球公转轨道半径r约为月球半径R的210倍，地球质量约为月球质量的81倍，忽略天体的自转，则月球表面处的重力加速度g1和月球公转轨道上的重力加速度g2的比值g1∶g2应为（　　） A. 1∶2102 B. 2102∶1 C. 81∶2102 D. 2102∶81 8. 地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球转动的角速度应为原来的（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，地球轨道和火星轨道均为圆轨道，已知地球在地球轨道上绕太阳运行的速率为，火星在火星轨道上绕太阳运行的速率为，一个质量为的行星探测器被发射到一围绕太阳的椭圆轨道上运行，它以地球轨道上的A点为近日点，以火星轨道上的点为远日点，则（　　） A. 行星探测器在A点的速度小于 B. 行星探测器在B点的速度大于 C. 行星探测器在A点加速后可能沿地球轨道运行 D. 行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行 10. 为节省燃料，可在火星与地球处于特殊位置时，在地球上发射火星探测器，探测器沿“地火转移轨道”到达火星附近后绕火星飞行，如图所示。已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍。则火星探测器下一个发射时机需要再等约（　　） A. 1.0年 B. 1.9年 C. 2.1年 D. 4.0年 11. 2022年11月12日，天舟五号与空间站天和核心舱成功对接，在对接的最后阶段，天舟五号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周．要使天舟五号在同一轨道上追上空间站实现对接，天舟五号喷射燃气的方向可能正确的是（　　） A. B. C. D. 12. 设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径，两个黑洞的总质量为M，两个黑洞间的距离为L，其运动周期为T，则（　　） A. 黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量 B. 黑洞A的向心力一定大于黑洞B的向心力 C. A与B绕O点的旋转方向可能相同，可能相反 D. 两个黑洞的总质量M一定时，L越大，T越大 13. 电影中的太空电梯非常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，P是缆绳上的一个平台。则下列说法正确的是（　　） A. 宇航员在配重空间站时处于平衡状态 B. 宇航员在P平台时处于失重状态 C. 宇航员在同步空间站时处于平衡状态 D. 宇航员在同步空间站时处于超重状态 14. 如图所示，人造地球卫星的轨道为椭圆。椭圆长轴为4r，A距离地心为r，A、B两点是椭圆长轴两端， C、D两点是椭圆短轴两端，C到地心距离为2r，卫星在C点的速率等于v，地球质量为M，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在C点的向心加速度等于 B. 卫星在C点的向心加速度等于 C. 卫星在C点的向心加速度等于 D. 卫星在C点的向心加速度等于 15. 电动自行车在平直路面上匀速行驶，某一时刻从车上掉落一货物，车行驶的功率不变，货物掉落前后车速随时间的变化图象较符合实际的是（　　） A. B. C. D. 三、计算题：共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 16. 如图所示，月球探测器登月前，从椭圆环月轨道转移至近月圆轨道，P点为近月点，P到月球球心距离可以认为等于月球半径。探测器在椭圆轨道I上运行周期为，在近月圆轨道II上运行周期为T，已知月球半径为R，万有引力常量为G，求： （1）月球的质量M； （2）椭圆轨道I上远月点Q距月球表面的高度h。 17. 如图所示，从空中某处以大小v0＝25m/s、方向与水平面成53°角的速度，斜向上抛出一个物体，物体质量为1kg，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，从抛出时开始计时，求： （1）2s内，重力对物体做的功； （2）1s末，重力的瞬时功率。 18. 有一质量为m＝2×103kg的纯电动汽车在平直路面上以a = 4m/s2的加速度由静止开始匀加速启动。已知该车电机的限定最大输出功率（即牵引力做功的最大功率）为100kW，达到该车电机的限定最大输出功率后，又经15s该车达到最大速度后匀速运动，所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度g = 10m/s2。求： （1）该车所能达到的最大速度vm； （2）匀加速运动过程能维持多长时间？ （3）该车由静止开始匀加速启动后，在时电机的输出功率（即牵引力做功的功率）； （4）当汽车速度是25m/s时，加速度是多大？ （5）由静止开始启动到达到最大速度过程中，电机牵引力所做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024——2025学年度第二学期高一年级学情调研 物理试卷 （时间：75分钟　满分：100分） 一、单项选择题：本题共15小题，每小题4分，共60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. 如图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星在从B运动到C的过程中，地球对卫星的引力做正功 B. 卫星在从B运动到C的过程中，地球对卫星的引力做负功 C. 卫星在从C运动到D的过程中，地球对卫星的引力做负功 D. 卫星在从C运动到D的过程中，地球对卫星的引力不做功 【答案】B 【解析】 【详解】万有引力方向指向地球，卫星在从B运动到C的过程中，引力与速度方向夹角为钝角，地球对卫星的引力做负功，卫星在从C运动到D的过程中，引力与速度方向夹角为锐角，地球对卫星的引力做正功。 故选B。 2. 发射一颗地球卫星，在如图所示的椭圆轨道上绕地球运动，其绕行速率（　　） A. 可能大于11.2 km/s B. 可能大于7.9 km/s C. 一定小于7.9 km/s D. 一定等于7.9 km/s 【答案】B 【解析】 【详解】卫星绕地球运动的轨迹是椭圆，在近地点做离心运动，速度可能大于第一宇宙速度7.9 km/s。 故选B。 3. 如图示虚线为某彗星绕日运行的椭圆形轨道，、为椭圆轨道长轴端点，、为椭圆轨道短轴端点。彗星沿图中箭头方向运行。该彗星某时刻位于点，经过四分之一周期该彗星位于轨道的（　　） A. 之间 B. 点 C. 之间 D. 点 【答案】C 【解析】 【详解】根据开普勒第二定律可知，彗星在近日点 a 的速度最大，远日点c的速度最小，由对称性可知，从a到c所用时间等于周期的二分之一，且a到b所用时间小于b到c所用时间，则该彗星某时刻位于a点，经四分之一周期必然已经越过b点，尚未到达c点，故在 bc 之间。 故选C。 4. 天问一号卫星在贴近火星表面的轨道（可认为其轨道半径等于火星半径）上匀速圆周运动的周期为T，火星的半径为R，火星表面的重力加速度为g，卫星的质量为m，火星的质量为M，万有引力常量为G。则下列关于火星的第一宇宙速度v1表达错误的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．第一宇宙速度是物体在星球表面做匀速圆周运动的速度，由万有引力提供向心力 解得，故A错误，B正确； C．卫星在火星表面轨道运行的线速度即第一宇宙速度，周期对应，故C正确； D．由黄金代换式 代入公式可得，故D正确。 此题选择不正确的，故选A。 5. 北斗卫星导航系统中有一颗卫星是相对地球静止的同步轨道卫星，关于这颗卫星的说法正确的是（　　） A. 这颗卫星定点在北京上空 B. 它运行的速度大于赤道上物体随地球自转的线速度 C. 它距地面的高度可以根据需要进行调整 D. 它的周期与地球自转同步，绕行方向可以选择 【答案】B 【解析】 【详解】A．相对地球静止的同步卫星轨道必须位于赤道平面，定点在赤道上空，不能定点在北京（北纬40°附近），故A错误； B．相对地球静止的同步卫星与赤道上物体的角速度相同，由可知，卫星轨道半径更大，线速度更大，故B正确； C．根据可知，同步卫星轨道高度由地球自转周期和引力常量决定，无法随意调整，故C错误； D．它的周期与地球自转同步，但绕行方向必须与地球自转方向一致才能保持静止，故D错误。 故选B。 6. 我国在酒泉卫星发射中心成功发射了“虹云工程技术验证卫星”，卫星环绕地球运行的周期约为1.8 h。与月球相比，该卫星的（　　） A. 角速度更小 B. 向心加速度更小 C. 环绕速度更大 D. 离地球表面的高度更大 【答案】C 【解析】 【详解】D．根据万有引力提供向心力，卫星轨道半径与周期的关系为 卫星周期（1.8 h）远小于月球周期（约27天），故卫星轨道半径更小，D错误； A．角速度，卫星周期小，更大，故A错误； B．根据 向心加速度，卫星更小，更大，故B错误； C．根据 环绕速度，卫星更小，更大，故C正确。 故选C。 7. 如图所示，月球围绕地球做匀速圆周运动。月球公转轨道半径r约为月球半径R的210倍，地球质量约为月球质量的81倍，忽略天体的自转，则月球表面处的重力加速度g1和月球公转轨道上的重力加速度g2的比值g1∶g2应为（　　） A. 1∶2102 B. 2102∶1 C. 81∶2102 D. 2102∶81 【答案】D 【解析】 【详解】月球表面处，根据万有引力与重力的关系有 月球绕地球做圆周运动，有 由题地球质量约为月球质量的81倍，可知 故选D。 8. 地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球转动的角速度应为原来的（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物体随地球自转时，万有引力提供重力与向心力 当物体飘起时，万有引力完全作为向心力 联立得 原向心加速度 故 故选B。 9. 如图所示，地球轨道和火星轨道均为圆轨道，已知地球在地球轨道上绕太阳运行的速率为，火星在火星轨道上绕太阳运行的速率为，一个质量为的行星探测器被发射到一围绕太阳的椭圆轨道上运行，它以地球轨道上的A点为近日点，以火星轨道上的点为远日点，则（　　） A. 行星探测器在A点的速度小于 B. 行星探测器在B点的速度大于 C. 行星探测器在A点加速后可能沿地球轨道运行 D. 行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行 【答案】D 【解析】 【详解】AC．相对于地球轨道，行星探测器为高轨道，在A点由高轨道到低轨道，需要减速，即行星探测器在A点减速后可能沿地球轨道运行，所以行星探测器在A点的速度应大于地球在地球轨道上的运行速度，故AC错误； BD．相对于火星轨道，行星探测器为低轨道，根据卫星的变轨原理可知，行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行，即此时行星探测器在点的速度应小于火星在火星轨道上的运行速度，故B错误，D正确。 故选D。 10. 为节省燃料，可在火星与地球处于特殊位置时，在地球上发射火星探测器，探测器沿“地火转移轨道”到达火星附近后绕火星飞行，如图所示。已知火星的公转周期约是地球公转周期的1.9倍。则火星探测器下一个发射时机需要再等约（　　） A. 1.0年 B. 1.9年 C. 2.1年 D. 4.0年 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知火星的公转周期为1.9年，设下一个发射时机需要再经过时间t，则有 可得 解得 故选C。 11. 2022年11月12日，天舟五号与空间站天和核心舱成功对接，在对接的最后阶段，天舟五号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周．要使天舟五号在同一轨道上追上空间站实现对接，天舟五号喷射燃气的方向可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】要想使天舟五号在与空间站的同一轨道上对接，则需要使天舟五号加速，与此同时要想不脱离原轨道，根据 则必须要增加向心力，即喷气时产生的推力一方向有沿轨道向前的分量，另一方面还要有指向地心的分量，而因喷气产生的推力与喷气方向相反，则图A是正确的。 故选A。 12. 设两个黑洞A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。黑洞A的轨道半径大于黑洞B的轨道半径，两个黑洞的总质量为M，两个黑洞间的距离为L，其运动周期为T，则（　　） A. 黑洞A的质量一定大于黑洞B的质量 B. 黑洞A的向心力一定大于黑洞B的向心力 C. A与B绕O点的旋转方向可能相同，可能相反 D. 两个黑洞的总质量M一定时，L越大，T越大 【答案】D 【解析】 【详解】两个黑洞A、B组成双星系统，两者周期相同，A与B绕O点的旋转方向相同，各自由相互的万有引力提供向心力，黑洞A和B的向心力大小相等。设黑洞A、B的轨道半径分别为rA、rB，由牛顿第二定律得 又 联立解得， 因为，所以，即黑洞A的质量一定小于黑洞B的质量，两个黑洞的总质量M一定时，L越大，T越大。 故选D。 13. 电影中的太空电梯非常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，P是缆绳上的一个平台。则下列说法正确的是（　　） A. 宇航员在配重空间站时处于平衡状态 B. 宇航员在P平台时处于失重状态 C. 宇航员在同步空间站时处于平衡状态 D. 宇航员在同步空间站时处于超重状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．宇航员在配重空间站时，绕地球做圆周运动，则不是处于平衡状态，A错误； B．由于P平台的向心加速度小于同步空间站的向心加速度，同步空间站的向心加速度小于地球表面的重力加速度，所以P平台的向心加速度小于地球表面的重力加速度，宇航员在P平台时处于失重状态，故B正确； CD．宇航员在同步空间站时万有引力恰好充当圆周运动的向心力，可知处于完全失重状态，CD错误。 故选B。 14. 如图所示，人造地球卫星的轨道为椭圆。椭圆长轴为4r，A距离地心为r，A、B两点是椭圆长轴两端， C、D两点是椭圆短轴两端，C到地心距离为2r，卫星在C点的速率等于v，地球质量为M，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 卫星在C点的向心加速度等于 B. 卫星在C点的向心加速度等于 C. 卫星在C点的向心加速度等于 D. 卫星在C点的向心加速度等于 【答案】D 【解析】 【详解】AB．卫星的轨道是椭圆，向心加速度公式不适用，则或，故AB错误； CD．C点到椭圆轨道中心的距离 则C与地心的连线与竖直方向的夹角满足 设有一个圆周轨道的卫星与题中卫星的周期相等，则有 解得 可见两卫星轨道交于C点，则两卫星在C点加速度相等，C到地心距离为2r，结合运动的分解可知卫星在C点的向心加速度为，故C错误，D正确； 故选D。 15. 电动自行车在平直路面上匀速行驶，某一时刻从车上掉落一货物，车行驶的功率不变，货物掉落前后车速随时间的变化图象较符合实际的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】电动自行车的功率P=Fv，匀速行驶时，牵引力等于阻力，即 F=f 加速度a=0。货物掉落后瞬间速度未变，车整体质量减小，阻力减小为f'，牵引力大于阻力，具有向前的加速度，车开始加速，由于功率不变，牵引力逐渐减小，加速度减小，当牵引力F'趋近于f'时，加速度趋近于0，电动自行车达到最大速度 v'= 以后继续做匀速运动。 故选A。 三、计算题：共40分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 16. 如图所示，月球探测器登月前，从椭圆环月轨道转移至近月圆轨道，P点为近月点，P到月球球心距离可以认为等于月球半径。探测器在椭圆轨道I上运行周期为，在近月圆轨道II上运行周期为T，已知月球半径为R，万有引力常量为G，求： （1）月球的质量M； （2）椭圆轨道I上远月点Q距月球表面的高度h。 【答案】（1） （2）h=2R 【解析】 【小问1详解】 设探测器质量为m，探测器近月轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 解得月球质量 【小问2详解】 由题意，设椭圆轨道I的半长轴为a，则2a=2R+h 根据开普勒第三定律得 解得h=2R 17. 如图所示，从空中某处以大小v0＝25m/s、方向与水平面成53°角的速度，斜向上抛出一个物体，物体质量为1kg，不计空气阻力，重力加速度g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，从抛出时开始计时，求： （1）2s内，重力对物体做的功； （2）1s末，重力的瞬时功率。 【答案】（1）-200J （2）-100W 【解析】 【小问1详解】 物体做斜抛运动，在抛出点分解初速度，可知在竖直方向速度，方向竖直向上； 物体上升到最高点的时间 上升高度为 2s内重力对物体做的功 【小问2详解】 1s末，物体的竖直速度为 1s末重力的瞬时功率。 18. 有一质量为m＝2×103kg的纯电动汽车在平直路面上以a = 4m/s2的加速度由静止开始匀加速启动。已知该车电机的限定最大输出功率（即牵引力做功的最大功率）为100kW，达到该车电机的限定最大输出功率后，又经15s该车达到最大速度后匀速运动，所受阻力恒为车重的0.1倍，重力加速度g = 10m/s2。求： （1）该车所能达到的最大速度vm； （2）匀加速运动过程能维持多长时间？ （3）该车由静止开始匀加速启动后，在时电机的输出功率（即牵引力做功的功率）； （4）当汽车速度是25m/s时，加速度是多大？ （5）由静止开始启动到达到最大速度过程中，电机牵引力所做的功。 【答案】（1）50m/s （2）2.5s （3）80kW （4）1m/s2 （5）1.625×106J 【解析】 【小问1详解】 当且功率为限定最大输出功率P0时速度最大，且 联立解得vm＝50m/s 【小问2详解】 匀加速阶段由牛顿第二定律得F1-kmg＝ma 解得F1＝1×104N 当功率增加到P0时匀加速结束，即v＝＝10m/s时匀加速结束 匀加速的时间为t2＝＝2.5s。 【小问3详解】 由运动学公式得时该车的速度v1＝at1＝8m/s 时电机的输出功率为P1＝F1v1＝80kW。 【小问4详解】 当汽车的速度为25m/s时，牵引力为F2＝＝4×103N 由牛顿第二定律得F2-kmg＝ma 解得汽车的加速度为a＝1m/s2 【小问5详解】 匀加速的位移大小为 该车在匀加速阶段电机牵引力做的功为W1＝F1x1＝1.25×105J 该车在达到最大功率后，电机牵引力做的功为W2＝P0t3＝1.5×106J 由静止开始启动到达到最大速度过程中，电机牵引力所做的功W＝W1＋W2＝1.625×106J 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $