2020-2021学年河南省新乡市高中部高一下月考物理试卷新人教版

这是一份2020-2021学年河南省新乡市高中部高一下月考物理试卷新人教版，共8页。试卷主要包含了选择题，多选题，实验探究题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 一质点做曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A.质点速度方向可能与加速度方向相同且加速度方向时刻在改变
B.质点速度方向时刻在改变且速度方向一定沿曲线的切线方向
C.质点所受合力方向与速度方向相同或相反时，均可以做曲线运动
D.无论质点所受合力方向与速度方向有何关系，质点均可做曲线运动

2. 质量为m的物体P置于倾角为θ1的固定光滑斜面上，轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车，P与滑轮间的细绳平行于斜面，小车以速率v水平向右做匀速直线运动．当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角θ2时（如图），下列判断正确的是（ ）

A.P的速率为vB.P的速率为vsinθ2
C.P处于超重状态D.P处于失重状态

3. 在地面发射飞行器，如果发射速度大于11.2km/s，而小于16.7km/s，则它将（ ）
A.绕地球做圆周运动B.绕地球做椭圆运动
C.挣脱太阳的束缚飞离太阳系D.挣脱地球的束缚绕太阳运动

4. 若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是（ ）
A.3πGρB.4πGρC.13πGρD.14πGρ

5. 嫦娥五号(Cℎang′e5)是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器，为中国探月工程的收官之战．2020年11月29日，嫦娥五号从椭圆环月轨道变轨为圆形环月轨道，对应的周期为T，离月面高度为ℎ，已知月球半径为R，万有引力常量为G，则月球的密度为（ ）
A.3πGT2B.4πGT2
C.3π(R+ℎ)3GT2R3D.4π(R+ℎ)3GT2R3

6. 计算一个天体的质量，需要知道绕着该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（ ）
A.质量和运转周期B.运转周期和轨道半径
C.运转速度和向心力D.运转速度和质量

7. 一质量m=0.5kg的滑块，静止在如图所示的光滑水平面上的A点，在方向水平向右、大小为3N的拉力F作用下开始运动，同一时刻一小球从水平面上的B点正上方高为ℎ处以初速度v0=5m/s水平抛出，一段时间后小球恰好落在滑块上．取重力加速度大小g=10m/s2，A点与B点的距离L=8m，滑块与小球均可视为质点，不计空气阻力．则（ ）

A.滑块运动的加速度大小为1.5m/s2
B.小球被抛出时距离B点的高度为5m
C.这个过程中滑块的位移大小为52m
D.这个过程中小球运动的时间为43s

8. 2020年10月14日发生了火星冲日，火星与地球的距离会达到极近值，这时可以使用较小的代价将探测器送往火星，所以2020年出现了各国进行火星探测的高潮，2020年7月23日我国成功发射了“天问一号”火星探测器．已知火星绕太阳公转的轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的1.5倍，地球绕太阳公转一周的时间为1年，则连续两次火星冲日的时间间隔约为（ ）
A.12个月B.15个月C.21个月D.27个月
二、多选题

无人机在距离水平地面高度ℎ=10m处，以速度v0=10m/s水平匀速飞行并释放一包裹，不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2．则（ ）
A.包裹释放后在空中运动的时间为2s
B.包裹落地时的速度大小为103m/s
C.包裹释放点到落地点的水平距离为102m
D.包裹落地时的速度方向与水平方向的夹角为45∘

如图所示，民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔弛的马背上沿跑道AB运动，拉弓放箭射向他左侧的固定目标．假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的箭速度为v2，跑道离固定目标的最近距离OA=d．若不计空气阻力的影响，要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则（ ）

A.运动员放箭处离目标的距离为v1v2d
B.运动员放箭处离目标的距离为v12+v22v2d
C.箭射到靶的最短时间为dv2
D.箭射到靶的最短时间为dv22−v12

宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统．在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若AO>OB，则（ ）

A.星球A的质量一定大于B的质量
B.星球A的线速度一定大于B的线速度
C.双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大
D.双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大

如图甲为某游乐园飓风飞椅游玩项目，图乙为飓风飞椅结构简图，用两根轻绳拉着A、B两个小球，在B的小，A的质量比B大，不计空气阻力，则（ ）

甲 乙
A.B运动的周期大B.A、B运动的周期相同
C.A对轻绳的拉力一定大D.A、B对轻绳的拉力可能相等

如图甲，小球与轻质细杆连接后绕固定点O在竖直平面内做圆周运动，小球经过最低点时的速度大小为v，此时轻杆的拉力大小为F，拉力F与速度的平方v2的关系如图乙所示，图像中的数据a、b及重力加速度g均为已知量，以下说法正确的是（ ）

A.数据a与小球的质量无关
B.数据b与小球的质量无关
C.ba只与小球的质量有关，与圆周轨道半径无关
D.利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨道半径

A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相同的时间内它们通过的路程之比sA:sB＝2:3，转过的角度之比ΦA:ΦB＝3:2，则下列说法中正确的是（ ）
A.它们的轨道半径之比RA:RB＝4:9
B.它们的周期之比TA:TB＝3:2
C.它们的线速度之比vA:vB＝3:2
D.它们的加速度之比aA:aB＝1:1

如图所示．a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等且小于c的质量，则（ ）

A.b所需向心力最小
B.b、c的周期相同且大于a的周期
C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D.c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c

2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器在月球背面成功软着陆．发射后“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行，到达月球附近成功实施近月制动，被月球捕获．其发射过程简化如下：探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过A点时变轨进入距离月球表面2R高的圆形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，经过B点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ，之后将变轨到近月圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动，经过一段时间最终在C点着陆，已知月球半径为R．下列说法正确的是（ ）

A.探测器在轨道Ⅰ、Ⅲ上的加速度之比为1:4
B.探测器在轨道Ⅰ、Ⅱ上运动周期之比为36:4
C.地月转移轨道探测器在轨道Ⅰ上运行速度大于在轨道Ⅱ上经过B点时的速度
D.探测器在轨道Ⅱ上运行周期等于在轨道Ⅰ上运行的周期
三、实验探究题

在“研究平抛运动”的实验中．

（1）如图甲所示，为保证每次记录的小球位置反映的是同一条平抛轨迹上的点迹，需在实验中完成操作（ ）
A.斜槽趋近光滑B.斜槽末端的切线水平
C.每次释放小球的位置相同D.每次均让小球从静止开始释放

（2）某同学在描绘平抛运动轨迹时，得到的部分轨迹曲线如图乙所示．在曲线上取A、B、C三个点，使AB、BC间的水平距离均为Δx，测量得到A、B、C三点的y坐标依次为yA、yB、yC，则小球从A点运动至B点所用的时间为________（用Δx、yA、yB、yC、g表示，下同）；小球平抛运动的初速度大小为________．
四、解答题

如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，轨道的压力恰好为零，求：

（1）球在B点时的速度大小．

（2）小球落地点C距A处多远？

我国北斗卫星导航系统有五颗同步卫星，如果地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g．求：
（1）第一宇宙速度v1；

（2）同步卫星距地面的高度ℎ．

如图所示，从高为H的地方A平抛一物体，其水平射程为2s．在A点正上方高度为2H的地方B点，以同方向平抛另一物体，其水平射程为s，两物体在空中的轨道在同一竖直平面内，且都是从同一屏M的顶端擦过，求屏M的高度．

参考答案与试题解析
2020-2021学年河南省新乡市高中部高一下月考物理试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
物体做曲线运动的条件
【解析】
物体做曲线运动的条件是合理与速度不在同一条直线上，速度的方向与该点曲线的切线方向相同；
由牛顿第二定律可以判断加速度的方向．
【解答】
解：AB．质点做曲线运动，其速度方向沿轨迹的切线方向，方向时刻在改变，且与加速度方向不在一条直线上，故A错误，B正确；
C．质点所受合力方向与速度方向相同时，质点将做加速直线运动，质点所受合力方向与速度方向相反时，质点将做减速直线运动，故C错误；
D．当合力与速度不在同一条直线上时，质点做曲线运动，故D错误．
故选B．
2.
【答案】
C
【考点】
绳端速度分解模型
【解析】
将小车的速度v的进行分解，得到两个物体速度的关系式，分析物体P做什么运动，判断P处于超重还是失重。
【解答】
解：AB．将小车的速度v进行分解如图所示：
则有：vP=vcsθ2，故AB错误；
CD．小车向右运动，θ2减小，v不变，则vP逐渐增大，说明物体P沿斜面向上做加速运动，因此P处于超重状态，故C正确，D错误．
故选C．
3.
【答案】
D
【考点】
第二宇宙速度和第三宇宙速度
【解析】
当提供的外力等于物体做圆周运动需要的向心力时，物体做匀速圆周运动，当提供的外力小于物体做圆周运动所需的向心力时，物体做离心运动，当提供的外力大于物体做圆周运动所需的向心力时，物体做近心运动．
【解答】
解：根据万有引力提供向心力公式：GMmR2=mv2R，在半径一定的情况下，速度越大，所需要的向心力越大．如果向心力不足，物体将做离心运动．物体在地球表面轨道上运动时，受到的向心力刚好对应的速度就是7.9km/s，超过就要做离心运动，而要完全脱离地球引力，需要的速度为11.2km/s,，所以，当速度在11.2∼16.7km/s之间时，飞行器可以完全脱离地球引力，但无法完全逃离太阳引力，故D正确，ABC错误．
故选D．
4.
【答案】
A
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
万有引力的常用公式为GMmr2=m(2πT)2r=mv2r=mω2r=ma，运用万有引力提供向心力列出等式，根据密度公式和球体的体积公式之间的关系列出等式解决问题．
【解答】
解：卫星在星体表面附近绕其做圆周运动，则GMmR2=m4π2T2R， V=43πR3，ρ=MV，
知该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期T=3πGρ．
故选A．
5.
【答案】
C
【考点】
天体质量或密度的计算
【解析】

【解答】
解：卫星运行时轨道半径为r=R+ℎ，万有引力提供向心力，则GMmr2=m4π2T2r，解得GM=4π2T2r3=4π2(R+ℎ)3T2，月球的质量M=4π2(R+ℎ)3GT2，月球的体积V=43πR3，所以月球的密度ρ=MV=3π(R+ℎ)3GT2R3，故C正确．
故选C．
6.
【答案】
B
【考点】
天体质量或密度的计算
【解析】
根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期（或线速度、角速度、向心加速度），可以求出中心天体的质量．
【解答】
解：AB．根据GMmr2=m4π2T2r得：M=4π2r3GT2，知道另一星球的周期和轨道半径即可求出中心天体的质量，环绕天体的质量被约去，没有作用，故A错误，B正确；
C．根据F=GMmr2=mv2r，其中F、v已知，由关系式不能解出中心天体的质量，故C错误；
D．根据GMmr2=mv2r得：M=v2rG，知道另一星球的轨道半径和运行速度即可求出中心天体的质量，环绕天体的质量被约去，没有作用，故D错误．
故选：B．
7.
【答案】
B
【考点】
平抛运动中的相遇问题
【解析】
根据牛顿第二定律求出滑块的加速度；结合运动学关系求出从抛出到两球相遇的时间和高度ℎ；再求出小球水平位移，结合 s=x2+ℎ2求出滑块的位移大小．
【解答】
解：A．据牛顿第二定律滑块的加速度a=Fm=3N0.5kg=6m/s2，故A错误；
BD．小球水平方向做匀速直线线运动，从抛出到两球相遇有：v0t+12at2=L，代入数据得：t=1s，小球开始运动时距B点的高度 ℎ=12gt2=12×10×12m=5m，故B正确，D错误；
C．该过程中滑块的水平位移x=12at2=3m，故C错误．
故选B．
8.
【答案】
D
【考点】
天体中的相遇问题
开普勒第三定律
【解析】

【解答】
解：设地球和火星的公转周期分别为T1和T2，T1=1年，
火星绕太阳公转的轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的1.5倍，根据开普勒第三定律T22T12=1.53，
解得T2=1.51.5×1年=1.8年，
设两次火星冲日间隔的时间为t，连续两次冲日地球比火星多转一周，即多转的角度为2π，
有2πT1t−2πT2t=2π，解得t=2.25年=27个月．
故选D．
二、多选题
【答案】
B,C
【考点】
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】
做平抛运动的物体在竖直方向为自由落体运动，在水平方向为匀速直线运动，根据运动的合成与分解分析计算．
【解答】
解：A．包裹做平抛运动，在竖直方向上为自由落体运动，根据ℎ=12gt2，解得在空中运动的时间t=2s，故A错误；
B．包裹落地时竖直速度vy=gt=102m/s，则落地时的合速度v=v02+vy2=103m/s，故B正确；
C．包裹释放点到落地点的水平距离为x=v0t=102m，故C正确；
D．包裹落地时的速度方向与水平方向的夹角正切值为tanθ=vyv0=2，故D错误．
故选BC．
【答案】
B,C
【考点】
小船渡河问题
【解析】
将箭的运动分解为沿骑马方向和垂直于骑马方向，当射出箭的方向与骑马方向垂直时，箭射到靶的时间最短，抓住分运动与合运动具有等时性，求出运动员放箭处离目标的距离．
【解答】
解：当射出箭的方向与骑马方向垂直时，箭射到靶的时间最短，最短时间t=dv2，
此时马离A点的距离x=v1t=v1dv2，
所以运动员放箭处离目标的距离s=x2+d2=v12+v22v2d，故BC正确，AD错误．
故选BC．
【答案】
B,D
【考点】
双星和多星问题
【解析】
双星靠相互间的万有引力提供向心力，角速度相等，根据转动半径的大小，比较线速度大小．根据万有引力提供向心力求出双星的质量之和．
【解答】
解：A．双星靠相互间的万有引力提供向心力，知向心力大小相等，双星的角速度相等，GmAmBL2=mAω2rA=mBω2rB，因为AO>OB，即rA>rB，所以mAB．因为双星的角速度相等，根据v=ωr知，vA>vB，故B正确；
CD．根据万有引力提供向心力，有GmAmBL2=mA4π2T2rA，得mB=4π2rAGT2L2①
GmAmBL2=mB4π2T2rB，得mA=4π2rBGT2L2②
联立①②得m总=4π2(rA+rB)L2GT2=4π2L3GT2③
由③知，当双星间的距离一定时，双星的质量越大，转动周期越小，
当双星的质量一定时，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故C错误，故D正确．
故选：BD．
【答案】
B,D
【考点】
向心力
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：
对其中一个小球受力分析，如图所示，
小球受重力、轻绳的拉力，
由于小球做匀速圆周运动，
故合力提供向心力，mgtanθ=m4π2T2r，
解得T=2πrgtanθ=2πℎtanθgtanθ=2πℎg，
与角度无关，又ℎ相同，故周期相同，选项A错误，B正确；
竖直方向受力平衡，得FTcsθ=mg，即FT=mgcsθ，
由于mA>mB，θB>θA，
故A、B对轻绳的拉力可能相等，选项C错误，D正确．
故选BD．
【答案】
A,D
【考点】
竖直面内的圆周运动-轻杆模型
【解析】
在最低点根据牛顿第二定律得到F−v2的关系式，根据图象数据求解半径和质量，再根据动能定理结合牛顿第二定律进行解答．
【解答】
解：AB．设轨道的半径为r，在圆周轨迹的最低点时，合力提供向心力，有：F−mg=mv2r，根据图像可知v2=0时，有b−mg=0，即mg=b，即数据b与小球的质量有关；又有2b−mg=mar，解得a=gr，即数据a与小球的质量无关，故A正确，B错误；
C．根据以上分析有ba=mggr=mr，则ba与小球的质量以及轨道的半径都有关，故C错误；
D．根据a=gr，可得小球运动的半径r=ag，又有ba=mr，可得小球的质量m=bg，故D正确．
故选AD．
【答案】
A,D
【考点】
向心加速度
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
根据单位时间内通过的路程等于线速度求出A、B的线速度之比，根据单位时间内转过的角速度等于角速度求出A、B的角速度之比，结合周期与角速度的关系求出周期之比，根据a＝vω求出向心加速度之比。
【解答】
解：AC．根据线速度公式v=st可知：在相同的时间内，线速度与路程成正比，由题可得线速度之比vA:vB＝2:3，
由角速度公式ω=θt可知：在相同的时间内，角速度与角度成正比，由题可知角速度之比ωA:ωB＝3:2，而半径R=vω，得到半径之比RA：RB＝4:9，故A正确，C错误；
B．周期T=2πω，周期与角速度成反比，则它们的周期之比TA:TB＝2:3，故B错误；
D．根据a＝vω知，向心加速度之比为1:1，故D正确．
故选AD．
【答案】
A,B
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
根据万有引力提供向心力，得出线速度、加速度、周期与轨道半径的大小关系，从而比较出大小．
【解答】
解：A．三颗卫星均做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有F=GMmr2，因为a、b质量相同，且小于c的质量，而b、c的轨道半径相等，且大于a的轨道半径，可知b所需向心力最小，故A正确．
B．卫星的周期公式为T=2πr3GM, 所以b、c的周期相同，且大于a的周期，故B正确．
C．向心加速度公式为a=GMr2，可知b、c的向心加速度相等，且小于a的向心加速度，故C错误．
D．c加速后速度变大，所需要的向心力变大，c做离心运动，c的轨道半径变大，c不可能追上b；b减速后速度变小，所需要的向心力变小，b做向心运动，轨道半径变小，b不可能可等候同一轨道上的c，故D错误．
故选：AB．
【答案】
B,C
【考点】
卫星的变轨与对接
卫星运行参量的分析
【解析】
根据万有引力提供向心力,得出加速度与轨道半径的关系；根据开普勒第三定律,得出周期与轨道半径的关系；根据当速度减小时,万有引力大于所提供的向心力,探测器做向心运动,判断同一位置在不同轨道上速度的大小；根据转动的周期和轨道半径的关系,得出周期大小的比较。
【解答】
解：A．探测器在在轨道上加速度a=GMr2，
轨道Ⅰ 、Ⅲ上的加速度之比a1a3=r32r12=R2(2R+R)2=19，故A错误；
BD．根据r3T2=k知，T1T2=r13r23=（3R）3（4R2）3=364，故BD错误；
C．探测器由Ⅰ到Ⅱ，做向心运动，故速度要减小，探测器在轨道Ⅰ上运行速度大于在轨道Ⅱ上经过B点时的速度，故C正确．
故选：BC．
三、实验探究题
【答案】
B,C,D
（2）yA+yC−2yBg,ΔxgyA+yC−2yB
【考点】
研究平抛物体的运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）ACD．为了保证小球初速度相等，每次让小球才斜槽的同一位置由静止滚下，斜槽不一定需要光滑，故A错误，CD正确．
B．为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，故B正确．
故选BCD．
（2）平抛运动在竖直方向上做匀加速直线运动，有Δy=yC−yB−(yB−yA)=gt2，
解得t=yC+yA−2yBg，
平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，有v0=Δxt，
解得v0=ΔxgyC+yA−2yB．
四、解答题
【答案】
（1）小球在B点的速度大小是vB=gR．
（2）小球落地点C距A处的距离是2R．
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）小球在恰好通过最高点时在最高点B只受重力作用，根据牛顿第二定律有：
mg=mvB2R，
可得小球在最高点的速度为：vB=gR．
（2）小球离开B点开始做平抛运动，初速度为：vB=gR，抛出点高度为：ℎ=2R，
则根据竖直方向做自由落体运动有：ℎ=12gt2，
可得小球做平抛运动的时间为：t=2ℎg=2×2Rg=2Rg，
小球在水平方向做匀速直线运动，故平抛过程中小球在水平方向的位移为：
x=vBt=gR⋅2Rg=2R．
【答案】
（1）第一宇宙速度v1为gR；
（2）同步卫星距地面的高度ℎ为3gR2T24π2−R．
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
（1）根据万有引力提供向心力即可求出；
（2）同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据万有引力提供向心力即可求出。
【解答】
解：（1）第一宇宙速度等于地球表面附近圆轨道运动的卫星的线速度，由万有引力提供向心力可知mg=mv12R
解得：v1=gR．
（2）同步卫星的周期与地球自转周期相同，由万有引力提供向心力可得GMm(R+ℎ)2=m(2πT)2(R+ℎ)，
地球表面上的物体有GMm′R2=m′g，
解得：ℎ=3gR2T24π2−R．
【答案】
屏M的高度为67H．
【考点】
平抛运动的临界和极值问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：设A平抛初速度为vA，B平抛初速度为vB，则对平抛全程列式：
对A有：vAt1=2s，H=12gt12，
对B有：vBt2=s，2H=12gt22，
联立得：vAvB=221，
对抛出到屏顶端的平抛过程列式：
对A有：vAt3=x，H−ℎ=12gt32，
对B有：vBt4=x，2H−ℎ=12gt42，
综上整理得：H−ℎ2H−ℎ=vB2vA2=18，
解得：ℎ=67H．