河南省洛阳市第一中学2018-2019学年高一3月月考物理试卷

20182019学年河南省洛阳市第一中学高一3月月考物理试题此卷此卷只装订不密封班级姓名准考证号考场号座位号物理注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。第I卷（选择题)一、多选题1．一颗人造卫星在地球表面附近的轨道上做匀速圆周运动，经过t时间，卫星运行的路程为s，运动半径转过的角度为θ，引力常量为G，则()A．地球的半径约为 B．地球的半径约为C．地球的质量为 D．地球的质量为2．据报道，2016年2月18日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”，嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自2013年12月14日月面软着陆以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作时间最长纪录．假如月球探测器在月球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后小球回到出发点．已知月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是()A．月球表面的重力加速度为B．月球的质量为C．探测器在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D．探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为3．神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律．天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX－3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成．两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示．引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T，可见星A所受暗星B的引力可等效为位于O点质量为m′的星体(视为质点)对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，则()A．m′与m1、m2的关系为m′＝B．m′与m1、m2的关系为m′＝C．暗星B的质量m2与可见星A的速率v、周期T和质量m1之间的关系为D．暗星B的质量m2与可见星A的速率v、周期T和质量m1之间的关系为二、单选题4．一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼．下列关于两人受到的力做功判断正确的是()A．支持力对女士做正功 B．支持力对男士做正功C．摩擦力对女士做负功 D．摩擦力对男士做负功5．如图，以恒定功率行驶的汽车，由水平路面驶上斜坡后，速度逐渐减小，则汽车（）A、牵引力增大，加速度增大B、牵引力增大，加速度减小C、牵引力减小，加速度增大D、牵引力减小，加速度减小6．假如地球自转速度增大，关于物体重力，下列说法正确的是（）A．放在赤道地面上的万有引力不变B．放在两极地面上的物体的重力变小C．放在赤道地面上物体的重力不变D．放在两极地面上的物体的重力增加7．“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料．设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是()A．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍B．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍C．同步卫星运行速度是近地卫星运行速度的倍D．同步卫星运行速度是近地卫星运行速度的倍8．一颗人造卫星在如图所示的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为4.8小时．某时刻卫星正好经过赤道上A点正上方，则下列说法正确的是()A．该卫星和同步卫星的轨道半径之比为1∶5B．该卫星和同步卫星的运行速度之比为1∶C．由题中条件和引力常量可求出该卫星的轨道半径D．该时刻后的一昼夜时间内，卫星经过A点正上方2次9．如图，地球半径为R，A为地球赤道表面上一点，B为距地球表面高度等于R的一颗卫星，其轨道与赤道在同一平面内，运行方向与地球自转方向相同，运动周期为T，C为同步卫星，离地高度大约为5.6R，已知地球的自转周期为T0，以下说法正确的是()A．卫星B的周期T等于B．地面上A处的观察者能够连续观测卫星B的时间为C．卫星B一昼夜经过A的正上方的次数为D．B、C两颗卫星连续两次相距最近的时间间隔为10．小型登月器连接在航天站上，一起绕月球做圆周运动，其轨道半径为月球半径的3倍，某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图所示的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回，当第一次回到分离点时恰与航天站对接，登月器快速启动时间可以忽略不计，整个过程中航天站保持原轨道绕月运行．已知月球表面的重力加速度为g0，月球半径为R，不考虑月球自转的影响，则登月器可以在月球上停留的最短时间约为()A．4.7πB．4.7πC．1.7πD．1.7π11．我国探月计划分成“绕、落、回”三部分．若已知地球和月球的半径之比为a∶1，地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度之比为b∶1，以下说法正确的是()A．在地球和月球之间的某处飞船受到的地球和月球的引力大小相等，此处距地球和月球的距离之比为a∶bB．飞船绕地球表面飞行和绕月球表面飞行的周期之比为∶1C．地球与月球的第一宇宙速度之比为D．地球与月球的质量之比为a2b∶112．两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是（）A．两卫星在图示位置的速度v2=v1B．卫星2在A处的加速度较大C．两颗卫星在A或B点处可能相遇D．两卫星永远不可能相遇13．如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．则（）A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为B．飞船在A点处点火时，动能增加C．飞船在轨道Ⅰ上运行时通过A点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时通过A点的加速度D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为2π第II卷（非选择题)三、解答题14．万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M，自转周期为T，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，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0。(1)若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值的表达式，并就h＝1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；(2)若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值的表达式。15．宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ。当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力．已知星球的半径为R，万有引力常量为G．求：（1）线的拉力；（2）该星球表面的重力加速度；（3）该星球的第一宇宙速度；（4）该星球的密度．16．动车组是城际间实现特认真组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐．几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组．假设有一动车组由六节车厢连接而成，每节车厢的总质量均为m=8×104kg.其中第一节、第二节带动力，他们的额定功率分别是P1=2×107W和P2=1×107W(第一节车厢达到额定功率如功率不够用时启动第二节车厢)，车在行驶过程中阻力恒为车重的0.1倍(g＝10m/s2)(1)求该动车组的最大行驶速度；(2)若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，求t＝10s时，第一节和第二节车厢之间拉力的值.17．如图，上表面光滑、下表面粗糙的木板放置于水平地面上，可视为质点的滑块静止放在木板的上表面。t=0时刻，给木板一个水平向右的初速度v0，同时对木板施加一个水平向左的恒力F，经一段时间，滑块从木板上掉下来。已知木板质量M=3kg，高h=0.2m，与地面间的动摩擦因数µ=0.2；滑块质量m=0.5kg，初始位置距木板左端L1=0.46m，距木板右端L2=0.14m；初速度v0=2m/s，恒力F=8N，重力加速度g=10m/s2。求：（1）滑块从离开木板开始到落至地面所用时间；（2）滑块离开木板时，木板的速度大小；（3）从t=0时刻开始到滑块落到地面的过程中，摩擦力对木板做的功。20182019学年河南省洛阳市第一中学高一3月月考物理试题物理答案1．AC【解析】根据题意可知，卫星的线速度，角速度，则半径，故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力得：，解得：，故C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。2．BC【解析】根据竖直上抛运动规律△v＝gt可知，月球表面的重力加速度，故A错误；在月球表面重力与万有引力相等有，可得月球质量，故B正确；据万有引力提供圆周运动向心力可知，卫星的最大运行速度，故C正确；绕月球表面匀速飞行的卫星的周期，故D错误。所以BC正确，AD错误。【点评】根据竖直上抛求得月球表面的重力加速度，再根据重力与万有引力相等和万有引力提供卫星圆周运动向心力分析求解是关键．3．AC【解析】由，可得：，由万有引力提供向心力，可得：，因此，故A正确，B错误；由万有引力提供向心力，可得，，故C正确，D错误。所以AC正确，BD错误。【点睛】对于天体运动问题关键要建立物理模型．要注意双星问题与人造地球卫星的运动模型不同，双星都绕着它们之间连线上的一点为圆心做匀速圆周运动，双星、圆心始终“三点”一线。4．A【解析】女士站立在台阶式自动扶梯上，女士匀速上楼，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，不受静摩擦力，摩擦力不做功，故A正确，C错误；男士受支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度方向相同，做正功，故BD错误。所以A正确，BCD错误。5．B【解析】由于汽车以恒定功率行驶，所以根据公式可知速度减小时，汽车的牵引力逐渐增大，汽车的加速度方向沿坡向下，对汽车进行受力分析：汽车受到重力、牵引力、阻力．设斜坡与水平面的夹角为，由牛顿第二定律得：，随F增大，a逐渐减小，B正确【名师点睛】解决本题的关键知道通过判断牵引力的变化，根据牛顿第二定律，通过合力的变化判断加速度的变化．6．A【解析】地球自转速度增大，则物体随地球自转所需向心力增大。地球的质量和半径都没有变化，故对赤道上物体的万有引力大小保持不变，故A正确；地球绕地轴转动，在两极点，物体转动半径为零，转动所需向心力为零，此时物体的重力与万有引力相等，故转速增加两极点的重力保持不变，故BD错误；赤道上的物体重力和向心力的合力等于物体受到的万有引力，而万有引力不变，转速增加时所需向心力增大，故物体的重力将减小，故C错误。所以A正确，BCD错误。7．D【解析】根据万有引力提向心力：，解得：，同步卫星的向心加速度是贴近地球表面运行卫星向心加速度的，根据万有引力等于重力，贴近地球表面运行卫星的向心加速度等于地球表面的重力加速度。所以同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的，故AB错误；根据万有引力提供向心力：，解得：，近地卫星运行速度的轨道半径等于地球的半径，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，所以同步卫星运行速度是近地卫星运行速度的倍，故C错误，D正确。所以D正确，ABC错误。【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，并能灵活选用合适的向心力公式。8．D【解析】同步卫星的运行周期为24小时，该卫星与同步卫星的周期之比为1∶5，由开普勒行星第三定律得：，可得：，故A错误；由，可得：，故B错误；由可知，要求得卫星的轨道半径，还需要已知地球质量，故C错误；该卫星经过12小时，运动2.5圈，A点转到与初始位置关于地球球心中心对称位置，处于卫星正下方，卫星经过24小时，运动5圈运动到初始位置，卫星一昼夜经过A点正上方两次，故D正确。所以D正确，ABC错误。9．D【解析】A、B的轨道半径为2R，C的轨道半径为6.6R，AC的周期为T0，B的周期为TB，则=，得：T=TB=T0，则A错误；B、若A不动，则A处的观察者能够连续观测卫星B的时间为，但A运动，则B错误；C、B一昼夜经过A的正上方的次数为，则C错误；D、B、C两颗卫星连续两次相距最近的时间间隔为=，则D正确；故选：D.【点评】本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力．明确万有引力提供向心力，确定周期的表达式为求解的关键．10．A【解析】设登月器和航天飞机在半径3R的轨道上运行时的周期为T，因其绕月球作圆周运动，所以应用牛顿第二定律有：，其中r＝3R，可得：，在月球表面的物体所受重力近似等于万有引力，GM＝gR2，所以，设登月器在小椭圆轨道运行的周期是T1，航天飞机在大圆轨道运行的周期是T2。对登月器和航天飞机依据开普勒第三定律分别有：，为使登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天飞机实现对接，登月器可以在月球表面逗留的时间t应满足：t＝nT2﹣T1（其中，n＝1、2、3、…）…，联立可得：，（其中，n＝1、2、3、…），当n＝1时，登月器可以在月球上停留的时间最短为：，故A正确，BCD错误。【点睛】本题考查了万有引力定律及圆周运动相关公式的直接应用。11．D【解析】在星球表面，重力等于万有引力，故：，可得：，由于地球和月球的半径之比为a，地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度之比为b，故地球与月球的质量之比为a2b，故D正确；在地球和月球之间的某处飞船受到的地球和月球的引力大小相等，根据万有引力定律，有：，可得，故A错误；在星球表面，重力提供向心力，故：，解得：，已知地球和月球的半径之比为a，地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度之比为b，故地球与月球的第一宇宙速度之比为，故B错误；在星球表面，重力提供向心力，即，解得：，由于地球和月球的半径之比为a，地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度之比为b，故飞船绕地球表面飞行和绕月球表面飞行的周期之比为，故C错误。所以D正确，ABC错误。12．D【解析】v2为椭圆轨道的远地点，速度比较小，v1表示做匀速圆周运动的速度，v1＞v2，故A错误；两个轨道上的卫星运动到A点时，所受的万有引力产生加速度，加速度相同，故B正确；椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，则不会相遇，故D正确，C错误。所以D正确，ABC错误。【点睛】本题考查万有引力定律、开普勒第三定律、牛顿第二定律等知识，知道卫星变轨的原理是解决本题的关键13．D【解析】设月球的质量为M，飞船的质量为m，则，再由黄金代换，解得v=，A错；设飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间为T，则得T=2π，D正确，飞船在A点处点火进入椭圆轨道，所以飞船的速度减小，B错；飞船在轨道I上的A点和轨道II上的A点所受万有引力相同，加速度相同，C错。14．(1)0.98(2)【解析】（1）在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有引力，于是①，②，由公式①②可以得出：．（2）由于③，①和③可得：.【点睛】解决本题的关键知道在地球的两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力．15．（1）（2）（3）（4）【解析】（1）小球做圆周运动，线的拉力在水平方向的分力提供向心力，又因为半径，解得线的拉力；（2）线的拉力在竖直方向的分力与重力平衡，即，解得该星球表面的重力加速度；（3）星球的第一宇宙速度即为该星球的近“地”卫星的环绕速度v，设近“地”卫星的质量为m′，根据向心力公式有，解得；（4）设星球的质量为M，星球表面的物体的重力等于万有引力有，又因为，解得星球的密度；【点睛】本题把牛顿第二定律、万有引力定律、匀速圆