2020-2021学年湖南省长沙市高一5月月考物理试卷新人教版

这是一份2020-2021学年湖南省长沙市高一5月月考物理试卷新人教版，共6页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 下列说法不正确的是（ ）
A.行星轨道的半长轴越长，其公转的周期就越大
B.牛顿利用扭称实验装置测出万有引力常量
C.变速圆周运动的合外力方向不一定指向圆心
D.向心力的作用只是改变速度的方向，不改变速度的大小

2. 下列叙述中，正确的是（ ）
A.加速度恒定的运动不可能是曲线运动
B.物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心
C.平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
D.在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式r3T2=k，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的

3. 行星绕恒星的运动轨道近似成圆形，那么它轨道半径R的三次方与运行周期T的平方的比值为k，即k=R3T2，则常数k的大小（ ）
A.与行星的质量有关B.只与恒星的质量有关
C.与恒星的半径有关D.与行星的半径有关

4. 如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是（ ）

A.速度最大点是B点B.速度最小点是C点
C.m从A到B做加速运动D.m从B到A做加速运动

5. 2020年我国将首探火星，利用火星卫星、火星着陆器、火星车联合探测．如图为火星绕太阳运动的椭圆轨道，AB是其长轴，O为椭圆的中心，则下列说法正确的是（ ）

A.太阳位于O点
B.火星在A点的速率等于B点的速率
C.火星在A点所受引力大小等于在B点所受引力大小
D.火星轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值和太阳有关

6. 关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（ ）
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处
C.离太阳越近的行星运动周期越长
D.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等

7. 关于万有引力和万有引力定律，下列说法正确的是（ ）
A.只有天体之间才有万有引力
B.物体对地球的引力小于地球对物体的引力
C.引力常量G是卡文迪许第一个由实验的方法测定的，它没有单位
D.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的

8. 我国计划在今年利用“长征五号”运载火箭发射“天问一号" 火星探测器．在运载火箭离地球越来越远的过程中，地球对火星探测器万有引力大小的变化情况是（ ）
A.变大B.不变C.变小D.无法确定

9. 已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，第二宇宙速度为11.2km/s，第三宇宙速度为16.7km/s．下列叙述正确为是（ ）
A.第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度
B.第二宇宙速度是成为地球卫星的最小发射速度
C.所有地球卫星环绕地球的运行速度都介于7.9km/s和11.2km/s之间
D.要发射土星探测器速度要大于第三宇宙速度

10. 地球的第一宇宙速度约为8km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍．该行星上的第一宇宙速度约为（ ）
A.16km/sB.32km/sC.46km/sD.2km/s

11. 如图所示，在地面上发射一颗卫星，进入椭圆轨道Ⅱ运行，其发射速度（ ）

A.等于7.9km/s
B.大于16.7km/s
C.大于7.9km/s，小于11.2km/s
D.大于11.2km/s，小于16.7km/s

12. 地球半径为R，地球表面重力加速度为g，则第一宇宙速度为（ ）
A.gRB.2gRC.3gRD.2gR
二、填空题

①开普勒第一定律指出所有行星绕太阳运动的轨道都是_________，太阳处在椭圆的一个________上；其第三定律指出所有行星的轨道的半长轴的________跟它公转周期的________的比值都相等．
②高速铁路弯道处，外轨比内轨________（填“高”或“低”）；列车通过弯道时 ________（填“有”或“无”）加速度．

地球和木星绕太阳运动的轨道都可以看做是圆形，已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5倍，则木星绕太阳运动的周期为________年．
三、解答题

假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若这颗卫星在距该天体表面高度为ℎ的轨道做匀速圆周运动，周期为T，已知万有引力常量为G，求：
（1）该天体的质量是多少？

（2）该天体的密度是多少？

已知火星的质量为M=6.4×1023kg，半径R=3.4×106m，引力常量为G=6.7×10−11N⋅m2/kg2，求火星的第一宇宙速度（计算结果保留两位有效数字）

2007年10月我国发射了绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”，该卫星的轨道是圆形的，若已知绕月球运动的周期T及月球的半径R，月球表面的重力加速度g月，引力常量为G． 求：
（1）月球质量；

（2）探月卫星“嫦娥1号”离月球表面的高度；

（3）探月卫星的运行速度．
参考答案与试题解析
2020-2021学年湖南省长沙市高一5月月考物理试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
向心力
物理学史
开普勒第三定律
【解析】
A．开普勤行星运动定律，各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比．注意周期是公转周期，轨道是公转轨道；
B．根据牛顿、卡文迪许对科学事业的贡献进行分析解答；
C．匀速圆周运动物体靠合外力提供向心力，非匀速圆周运动靠沿半径方向的合力提供向心力，合外力不一定指向圆心；
D．向心力是物体做圆周运动所需要的力，是效果力，其效果是产生了向心加速度，可以是某一个力的分力，也可能是几个力的合力．
【解答】
解：A．由开普勤行星运动第三定律知：各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比，即T2R3=k，故A正确；
B．牛顿提出了万有引力定律之后，卡文迪许才利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，故B错误；
C．变速圆周运动的合外力方向不一定指向圆心，故C正确；
D．向心力产生向心加速度，故不改变速度的大小，只改变速度方向，故D正确．
本题选不正确的，故选B．
2.
【答案】
C
【考点】
平抛运动的概念
开普勒定律
匀速圆周运动
【解析】
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据tanθ=v0gt可判断速度方向与竖直方向的夹角变化；
物体做匀速圆周运动，合力提供向心力．
【解答】
解：A．平抛运动只受重力，加速度恒定，但是曲线运动，故A错误；
B．物体做匀速圆周运动，所受的合力才一定指向圆心，故B错误；
C．加速度方向或恒力的方向竖直向下，设速度方向与竖直方向的夹角为θ，根据tanθ=v0gt，因为竖直分速度逐渐增大，则θ逐渐减小，故C正确；
D．r3T2=k是开普勒在观察太阳系行星运动时得到的规律，在实验中不能验证，故D错误．
故选：C．
3.
【答案】
B
【考点】
开普勒定律
【解析】
开普勒第三定律中的k只与恒星的质量有关系．
【解答】
解：根据万有引力提供行星绕恒星转动的向心力可得到：
GMmR2=mR(2πT)2，得到R3T2=k=GM4π2，所以式子中的k只与恒星的质量有关，与行星的质量无关，故ACD错误，B正确．
故选：B．
4.
【答案】
D
【考点】
开普勒定律
【解析】
熟记理解开普勒的行星运动三定律：
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．
第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．
第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．
【解答】
解：AB．根据开普勒第二定律，速度最大点是A点，速度最小点是B点，故AB错误；
CD．m从A到B做减速运动，m从B到A做加速运动，故C错误，D正确．
故选：D．
5.
【答案】
D
【考点】
开普勒定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．根据开普勒第一定律可知，太阳位于椭圆的一个焦点上，故A错误；
B．太阳位于椭圆的一个焦点上，那么该点到A和B的距离不相等，根据GMmr2=mv2r可知v=GMr，所以火星在A点的速率不等于B点的速率，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力可知Fn=GMmr2，已知A、B到太阳的距离不相等，故火星在A点所受引力大小不等于在B点所受引力大小 ，故C错误；
D．根据开普勒第三定律可知火星轨道半长轴的三次方与公转周期平方的比值和中心天体有关，即和太阳有关，故D正确．
故选D．
6.
【答案】
D
【考点】
开普勒定律
【解析】
熟记理解开普勒的行星运动三定律：
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．
第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．
第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，其表达式R3T2=k．
【解答】
解：AB．第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故AB错误；
C．根据引力提供向心力，则有：GMmr2=m4π2T2r，可知，离太阳越近的行星运动周期越短，故C错误；
D．由第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D正确．
故选：D．
7.
【答案】
D
【考点】
万有引力恒量的测定
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力，不仅仅天体间有，故A错误；
B．物体对地球的引力与地球对物体的引力是一对作用力与反作用力，所以大小相等，故B错误；
C．引力常量G是卡文迪许第一个由实验的方法测定的，它有单位，故C错误；
D．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，故D正确．
故选D．
8.
【答案】
C
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：根据F=GMmr2，由题意有M与m不变，距离r增加，F变小．
故选C．
9.
【答案】
A
【考点】
第二宇宙速度和第三宇宙速度
第一宇宙速度
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，故A正确；
B．第二宇宙速度是摆脱地球引力束缚的最小发射速度，故B错误；
C．所有地球卫星发射速度都介于7.9km/s和11.2km/s之间，故C错误；
D．要发射土星探测器速度要大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故D错误．
故选A．
10.
【答案】
A
【考点】
第一宇宙速度
【解析】
第一宇宙速度的大小等于贴近星球表面做匀速圆周运动的速度，轨道半径等于中心天体的半径，结合万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系式，得出行星的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的关系，从而求出行星上的第一宇宙速度的大小．
【解答】
解：根据GMmR2=mv2R解得第一宇宙速度为：v=GMR，
因为行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，所以行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2倍，即16km/s，故A正确，BCD错误．
故选：A．
11.
【答案】
C
【考点】
第一宇宙速度
第二宇宙速度和第三宇宙速度
【解析】
本题需掌握：卫星发射的速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，人造卫星的运行轨道是椭圆，由此分析解答．
【解答】
解：7.9km/s即第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是指发射绕地球表面运行卫星时的速度，
11.2km/s即第二宇宙速度是卫星脱离地球束缚的发射速度，
卫星发射后直接进入椭圆形地月转移轨道，由此可知此卫星仍绕地球运行，但一定不会绕地面运行，故从地面发射的速度介于7.9km/s和11.2km/s之间，故C正确，ABD错误．
故选D．
12.
【答案】
A
【考点】
第一宇宙速度
【解析】
第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据引力等于向心力，列式求解；
根据万有引力提供向心力表示出线速度即可求解．
【解答】
解：第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，
根据万有引力等于向心力得：GMmR2=mv2R，
解得：v=GMR，
地表的物体受到的万有引力与物体的重力近似相等，即：GMmR2=mg，
则有：GM＝gR2，
所以第一宇宙速度为：v=gR，故A正确，BCD错误．
故选A．
二、填空题
【答案】
①椭圆,焦点,三次方,平方,②高,有
【考点】
水平面内的圆周运动-重力
开普勒定律
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：①开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆轨道的一个焦点上；开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它公转周期的平方的比值都相等．
②高速铁路弯道处由重力和支持力的合力提供向心力，故外轨比内轨高；列车在铁路弯道处即使速度大小不变，至少速度方向变化，有加速度．
【答案】
11.2
【考点】
开普勒定律
【解析】
根据开普勒第三定律，有R3T2=k比较可得出木星绕太阳运行的周期．
【解答】
解：根据开普勒第三定律，有：R3T2=k，则T2=R3k，木星围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的5倍，则可知木星绕太阳运行的周期是地球周期的11.2倍，即小行星绕太阳运行的周期是11.2年．
三、解答题
【答案】
（1）该天体的质量是4π2(R+ℎ)3GT2；
（2）该天体的密度是3π(R+ℎ)3GT2R3．
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
（1）卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解；
（2）根据密度的定义求解天体密度；
【解答】
解：（1）卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：
GMm(R+ℎ)2=m(2πT)2(R+ℎ)，
解得：M=4π2(R+ℎ)3GT2．
（2）天体的密度：ρ=MV=3π(R+ℎ)3GT2R3．
【答案】
火星的第一宇宙速度为3.6km/s．
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
根据万有引力提供向心力，抓住轨道半径等于火星的半径，求出火星的第一宇宙速度大小．
【解答】
解：绕火星表面运行的卫星轨道半径等于火星的半径
根据：GMmR2=mv2R得，v=GMR，
代入数据解得v=3.6km/s．
【答案】
（1）月球质量是g月R2G；
（2）探月卫星“嫦娥1号”离月球表面的高度是3g月2R2T24π2−R；
（3）探月卫星的运行速度是32πg月R2T．
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
（1）月球表面的重力加速度g月，由月球的万有引力提供重力，列出等式求出中心体的质量；
（2）卫星在月球表面做匀速圆周运动，由月球的万有引力提供向心力，列出等式求出探月卫星“嫦娥1号”离月球表面的高度；
（3）已知绕月球运动的周期T，结合（2）的结果即可求出卫星的速度．
【解答】
解：（1）由万有引力提供重力可知：GMmR2=mg月，
解得：M=g月R2G．
（2）由月球的万有引力提供向心力得：GMm(R+ℎ)2=m(R+ℎ)⋅4π2T2，
解得：ℎ=3GMT24π2−R=3g月2R2T24π2−R．
（3）由v=2π(R+ℎ)T得，v=32πGMT=32πg月R2T．