云南省楚雄州牟定三中2017-2018学年高一4月份月考物理试题

云南省楚雄州牟定三中2018年4月份月考高一物理学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上分卷I一、单选题(共12小题,每小题2.0分,共36分)1.“嫦娥四号”，专家称“四号星”，计划在2017年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T.根据以上信息下列说法正确的是()A．月球的第一宇宙速度为B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为C．万有引力常量可表示为D．“嫦娥四号”必须减速运动才能返回地球2.如图所示，一段不可伸长的轻绳长度为L，上端固定，下端拴着一个小球，现让小球在水平面内做匀速圆周运动，由于轻绳旋转而“绘制”出一个圆锥面．已知这个圆锥体的高为h，重力加速度为g，小球的直径可忽略不计．则小球做匀速圆周运动的周期为()A．2πB．2πC．2πD．2π3.图为一皮带传动装置，右轮半径为r，a为它边缘上一点；左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若传动过程中皮带不打滑，则()A．a点和b点的线速度大小相等B．a点和b点的角速度大小相等C．a点和c点的线速度大小相等D．c点和d点的向心加速度大小相等4.如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是()A．行星受到太阳的引力，引力提供行星做圆周运动的向心力B．行星受到太阳的引力，行星运动不需要向心力C．行星同时受到太阳的万有引力和向心力D．行星受到太阳的引力与它运动的向心力不相等5.平抛物体的初速度为v0,当水平方向分位移是竖直方向分位移的两倍时()A．运动的时间B．瞬时速率C．水平分速度与竖直分速度大小相等D．位移大小等于6.第一宇宙速度是()A．物体在宇宙中所能达到的最高速度B．物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度C．物体摆脱地球引力所必须具有的速度D．物体摆脱太阳引力所必须具有的速度7.如图所示，某同学让带有水的伞绕伞柄旋转，可以看到伞面上的水滴沿伞边水平飞出．若不考虑空气阻力，水滴飞出后在空中的运动是(A．匀速直线运动B．平抛运动C．自由落体运动D．圆周运动8.某一极地轨道气象卫星a绕地球做圆周运动的平面与赤道平面垂直，其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4－倍，某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为()A．12小时B．24小时C．60小时D．72小时9.如图是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是()A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力10.科学家经过深入观测研究，发现月球正逐渐离我们远去，并且将越来越暗．有地理学家观察了现存的几种鹦鹉螺化石，发现其贝壳上的波状螺纹具有树木年轮一样的功能，螺纹分许多隔，每隔上波状生长线在30条左右，与现代农历一个月的天数完全相同．观察发现，鹦鹉螺的波状生长线每天长一条，每月长一隔．研究显示，现代鹦鹉螺的贝壳上，每隔生长线是30条，中生代白垩纪是22条，侏罗纪是18条，奥陶纪是9条．已知地球表面的重力加速度为10m/s.地球半径为6400km，现代月球到地球的距离约为38万公里．始终将月球绕地球的运动视为圆周轨道，由以上条件可以估算奥陶纪月球到地球的距离约为()A．8.4×108mB．1.7×108mC．1.7×107mD．8.4×107m11.如图，在一棵大树下有张石凳，上面水平摆放着一排香蕉．小猴子为了一次拿到更多的香蕉，它紧抓住软藤摆下，同时树上的老猴子向上拉动软藤的另一端，使得小猴子到达石凳时保持身体水平向右方向运动．已知老猴子以大小恒定的速度为v拉动软藤，当软藤与竖直成θ角时，则小猴子的水平运动速度大小为（）A．vcosθB．vsinθC．D．12.俄罗斯“和平号”轨道空间站因超期服役和缺乏维持继续在轨道运行的资金，俄政府于2000年底作出了将其坠毁的决定，坠毁过程分两个阶段，首先使空间站进入无动力自由运动状态，因受高空稀薄空气阻力的影响，空间站在绕地球运动的同时缓慢向地球靠近，2001年3月，当空间站下降到距地球320km高度时，再由俄地面控制中心控制其坠毁．“和平号”空间站已于2001年3月23日顺利坠入南太平洋预定海域．在空间站自由运动的过程中：①角速度逐渐减小②线速度逐渐减小③加速度逐渐增大④周期逐渐减小以上叙述正确的是()A．①④B．②③C．③④D．②④二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)13.(多选)对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是()A．其角速度与转速成正比，与周期成反比B．运动的快慢可用线速度描述，也可用角速度来描述C．匀速圆周运动是匀速运动，因为其速率保持不变D．做匀速圆周运动的物体，所受合力为零14.(多选)如图所示，一根细线下端拴一个金属小球P，细线的上端固定在金属块Q上，Q放在带小孔的水平桌面上．小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)．现使小球在一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出)，两次金属块Q都保持在桌面上静止．则后一种情况与原来相比较，下面的判断中正确的是()A．小球P运动的周期变大B．小球P运动的线速度变大C．小球P运动的角速度变大D．Q受到桌面的支持力变大15.(多选)人造地球卫星在运行中，若打开发动机加速后，使其变轨，在此进程中，各物理量变化表述正确的是()A．卫星的半径将减小B．卫星的周期将增大C．卫星的向心加速度将增大D．卫星的向心力将减小16.(多选)如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步圆轨道上的Q)，到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道．设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3,则下列说法正确的是()A．在P点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速B．在P点变轨时需要减速，Q点变轨时要加速C．T1＜T2＜T3D．v2＞v1＞v4＞v3分卷II三、计算题(共5小题)17.“神舟六号”载人飞船在空中环绕地球做匀速圆周运动，某次经过赤道的正上空时，对应的经度为θ1(实际为西经157.5°)，飞船绕地球转一圈后，又经过赤道的正上空，此时对应的经度为θ2(实际为180°)．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T0.求飞船运行的圆周轨道离地面高度h的表达式．(用θ1、θ2、T0、g和R表示)18.一转动装置如图所示，四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接，轻杆长均为l，球和环的质量均为m，O端固定在竖直的轻质转轴上，套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间，原长为L，装置静止时，弹簧长为L，转动该装置并缓慢增大转速，小环缓慢上升．弹簧始终在弹性限度内，忽略一切摩擦和空气阻力，重力加速度为g，求：(1)弹簧的劲度系数k；(2)AB杆中弹力为零时，装置转动的角速度ω0.19.某仪器在地面上受到的重力为160N，将它置于宇宙飞船中，当宇宙飞船以a＝0.5g的加速度竖直上升到某高度时仪器所受的支持力为90N，取地球表面处重力加速度g＝10m/s2，地球半径R＝6400km.求：(1)此处的重力加速度的大小g′；(2)此处离地面的高度H；(3)在此高度处运行的卫星速度v的大小．20.假设几年后，你作为航天员登上了月球表面，如果你已知月球半径R，那么你用一个弹簧测力计和一个已知质量的砝码m，能否测出月球的质量M？怎样测定？21.如图所示，A、B为地球周围的两颗卫星，它们离地面的高度分别为h1、h2，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，求：(1)A的线速度大小v1；(2)A、B的角速度之比ω1∶ω2.

答案解析1.【答案】C【解析】根据第一宇宙速度的定义有：mg＝m，v＝，A错误；根据G＝m和G＝mg可以得到“嫦娥四号”绕月运行的速度为v＝，B错误；根据G＝mr和M＝ρπR3可以知道万有引力常量可表示为，C正确；“嫦娥四号”必须先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，D错误．2.【答案】A【解析】小球仅受重力和沿绳子向上的拉力，根据牛顿第二定律：mgtanθ＝mr，解得周期为：T＝2π，因为＝h，则有：T＝2π.故A正确，B、C、D错误．故选：A.3.【答案】C【解析】由于a、c两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则va＝vc，b、c两点为共轴的轮子上两点，ωb＝ωc，rc＝2rb，则vc＝2vb，所以va＝2vb，故A错误；rc＝2ra，根据v＝rω，则ωc＝0.5ωa，所以ωb＝0.5ωa，故B错误，C正确；根据公式a＝rω2知，rd＝2rc，所以ac＝0.5ad，故D错误．4.【答案】A【解析】行星受到太阳的引力，引力提供行星做圆周运动的向心力，选项A正确，B错误；向心力是效果力，实际受力分析时不分析向心力，行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力来源于太阳的引力，行星受到太阳的万有引力与它运行的向心力相等，选项C、D错误.5.【答案】C【解析】当水平方向分位移是竖直方向分位移的两倍时，，A错；此时竖直分速度gt=v0，所以合速度为，B错，C对；水平位移为，竖直位移为，由勾股定理可判断D错.6.【答案】B【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球运动的最大速度，即为在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，同时也是发射卫星的最小速度，而不是物体在宇宙中所能达到的最高速度，故A错误，B正确．物体要脱离地球引力的束缚，逃逸到地球的引力之外，最小的速度是第二宇宙速度，故C错误．物体要摆脱太阳引力的束缚必须能够达到第三宇宙速度，故D错误．7.【答案】B【解析】若不考虑空气阻力，由于惯性水滴在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上只受重力做自由落体运动，因此水滴飞出后在空中做平抛运动．B正确．8.【答案】B【解析】根据万有引力提供向心力得周期T＝2π.极地轨道气象卫星轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4－倍，同步卫星的周期是24h，所以极地轨道气象卫星的周期是12h．某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为24h.9.【答案】C【解析】“嫦娥一号”发射时因通过自带的火箭加速多次变轨，所以其发射速度应达到第一宇宙速度，而它未离开太阳系，故发射速度小于第三宇宙速度，A错；在绕月圆轨道上，由＝m02，R得T＝与卫星质量无关，B错；在绕月轨道上，卫星受月球的引力大于地球对它的引力，D错；由万有引力公式F＝G得C正确．10.【答案】B【解析】在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有G＝mg，则有GM＝gR2，又根据万有引力提供向心力为G＝mr，联立解得r＝.代入数据得：r＝≈1.7×108m．故B正确，A、C、D错误．11.【答案】D【解析】小猴子参与了沿绳子和垂直于绳子两个方向的运动，合速度方向水平向右，如图，根据平行四边形定则得，合速度．所以小猴子的水平运动速度为．故D正确，A、B、C错误．故选D．12.【答案】C【解析】本题实质考查对卫星等天体变轨运动的动态分析能力．整体上看，卫星的轨道高度和运行速度发生连续的变化，但微观上，在任一瞬间，卫星还是可以近似看作在圆形轨道上运动，由F＝G＝mr知r减小时T亦减小；空间站由远地轨道向近地轨道移动时，受地球引力变大，故加速度增大；由v＝，ω＝，知v变大，ω变大．13.【答案】AB【解析】做匀速圆周运动的物体，其运动的快慢用线速度或角速度描述，转速与角速度的关系是ω＝2πn，周期与角速度的关系是ω＝，即角速度与转速成正比，与周期成反比，故A、B正确；匀速圆周运动的速率保持不变，但速度的方向时刻变化，故是非匀速运动，C错误；匀速圆周运动是变速运动，一定受到合力作用，故D错误．14.【答案】BC【解析】对小球受力分析知，小球的合力为F合＝mgtanθ，因为mgtanθ＝mω2lsinθ，所以ω＝，当小球在一个更高的水平面上做匀速圆周运动时θ变大，则ω变大，又因为T＝，所以周期变小，故A错，C对．在更高的水平面上运动时，小球的运动半径变大，由v＝ωr知v变大，B正确；绳子的拉力在竖直方向的分力总等于小球P的重力，故Q受到桌面的支持力总等于P、Q的重力和，D错误．15.【答案】BD【解析】人造地球卫星在运行中，打开发动机加速后，万有引力不足以提供向心力，要做离心运动，轨道高度变大，故A错误；根据开普勒第三定律＝k，轨道半径变大，则周期也变大，故B正确；轨道半径增大，万有引力减小，根据牛顿第二定律可知加速度减小，故C错误；万有引力提供向心力，轨道半径增大，万有引力减小，则向心力减小，故D正确．16.【答案】CD【解析】卫星在椭圆形转移轨道的近地点P时做离心运动，所受的万有引力小于所需要的向心力，即G＜m，而在圆轨道时万有引力等于向心力，即G＝m，所以v2＞v1；同理，由于卫星在转移轨道上Q点做离心运动，可知v3＜v4；又由人造卫星的线速度v＝，可知v1＞v4，由以上所述可知选项D正确；由于轨道半径R1＜R2＜R3，由开普勒第三定律＝k(k为常量)得T1＜T2＜T3，故选项C正确．17.【答案】h＝－R【解析】用r表示飞船运行的圆轨道半径，M表示地球质量，m表示飞船质量，T表示飞船运行的周期，由万有引力定律和牛顿第二定律得G＝mω2r＝m2r①飞船绕地球运行的周期T＝T0②对地球表面上的物体m0，有G＝m0g③r＝R＋h④联立①②③④解得轨道高度h＝－R18.【答案】(1)(2)【解析】(1)装置静止时，设OA、AB杆中的弹力大小分别为F1、T1，OA杆与转轴的夹角为θ1.小环受到弹簧的弹力F弹1＝k·，小环受力平衡：F弹1＝mg＋2T1cosθ1，小球受力平衡：F1cosθ1＋T1cosθ1－mg＝0；F1sinθ1－T1sinθ1＝0，解得：k＝(2)设OA、AB杆中的弹力分别为F2、T2