2021-2022学年山东省招远市第二中学高一下学期4月月考物理试卷

这是一份2021-2022学年山东省招远市第二中学高一下学期4月月考物理试卷，共9页。试卷主要包含了4倍，9km/s等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1.本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，时间90分钟。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；第Ⅱ卷用黑色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。考试结束只交答题卡。
一、单项选择题：本题共9小题，每小题3分，共27分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列关于重力势能说法正确的是( )
A. 物体的重力势能一定大于零
B. 在地面上的物体的重力势能一定等于零
C. 物体重力势能的变化量与零势能面的选取有关
D. 物体的重力势能与零势能面的选取有关
2. 在1905年爱因斯坦提出了狭义相对论理论，此理论建立的前提有两个假设条件以及在相对论理论下观察到的不同现象，如果有接近光速运动下的物体时间和空间都会发生相应的变化，下列说法中正确的是（ ）
A. 在不同的惯性参考系中，一切物体的规律是不同的
B. 真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都是相同的
C. 物体在接近光速运动时，它沿运动方向上的长度会变大
D. 狭义相对论只适用于高速运动的物体，不适用于低速运动的物体
3. 火车转弯时弯道处的铁轨内外轨间存在高度差，下列说法中正确的是（ ）
A. 火车转弯时弯道处的内轨总是略高于外轨
B. 火车转弯时，铁轨对火车的支持力仍沿竖直方向
C. 火车转弯时速度超过一定值后，车轮对外侧铁轨产生侧向压力
D. 因外轨略高于内轨，故火车无论以多大速度转弯，总是重力和支持力的合力提供向心力
4. 航天飞机绕地球做圆周运动的过程中，宇航员（ ）
A. 处于失重状态
B. 处于超重状态
C. 处于平衡状态
D 不受地球引力作用
5. 2021年5月15日“天问一号”探测器成功在火星软着陆，“祝融号”火星车开始开展巡视探测等工作。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。已知火星的直径约为地球的50%，质量约为地球的10%，请通过估算判断以下说法正确的是（ ）
A. 火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的0.4倍
B. “祝融号”火星车在火星表面所受重力大于在地球表面所受重力
C. 探测器在火星表面附近的环绕速度大于7.9km/s
D. 火星的第一宇宙速度等于地球的第一宇宙速度
6. 有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目（如图所示）。钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内。将游客和座椅看作一个质点，不计钢绳的重力，以下分析正确的是（ ）
A. 旋转过程中，游客和座椅受到重力、拉力和向心力
B. 根据可知，坐在外侧的游客旋转的线速度更大
C. 根据可知，“飞椅”转动的角速度越大，旋转半径越小
D. 若“飞椅”转动的角速度变大，钢绳上的拉力大小不变
7. 如图所示，甲、乙两运动员在水平冰面上训练滑冰，恰好同时到达虚线PQ，然后分别沿半径为r1和r2（r2>r1）的滑道做匀速圆周运动，运动半个圆周后匀加速冲向终点线。设甲、乙两运动员质量相等，他们做圆周运动时所受向心力大小相等，直线冲刺时的加速度大小也相等。下列判断中正确的是（ ）
A. 在做圆周运动时，甲所用的时间比乙的长
B. 在做圆周运动时，甲、乙的角速度大小相等
C. 在冲刺时，甲一定先到达终点线
D. 在冲刺时，乙到达终点线时的速度较大
8. 据国家航天局消息，北京时间2020年12月12日，嫦娥五号轨道器和返回器组合体实施了第一次月地转移。如图所示，组合体自近月点由圆轨道变为椭圆轨道，开启了回家之旅。以下说法正确的是（ ）
A. 组合体在近月点减速，从而变为椭圆轨道
B. 组合体在近月点加速，从而变椭圆轨道
C. 组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的线速度小于远月点的线速度
D. 组合体在椭圆轨道运行过程中，近月点的加速度小于远月点的加速度
9. 若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体， 它们在水平方向运动的距离之比为2：，已知该行星质量约为地球的 7 倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题：本题共5小题，每小题3分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
10. 如图所示，某种型号洗衣机的脱水筒在旋转时，衣服附在筒壁上随着脱水筒一起做匀速圆周运动，则（ ）
A. 衣服受重力，筒壁的弹力、摩擦力，离心力的作用
B. 衣服受重力，筒壁的弹力、摩擦力，向心力的作用
C. 衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供
D. 筒壁对衣服的弹力随着衣服含水量的减少而减小
11. 我国发射的北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与同步静止轨道卫星具有相同周期的地球同步倾斜轨道卫星，以及比它们轨道低些的中轨道卫星组成，它们均为圆轨道卫星，轨道分布情况如图所示。则下列说法中正确（ ）
A. 地球同步倾斜轨道卫星可相对静止在北京上空
B. 所有同步卫星绕地球运动的周期都一定大于中轨道卫星绕地球运动的周期
C. 所有同步卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率
D. 地球同步倾斜轨道卫星的轨道高度大于同步静止轨道卫星的轨道高度
12. 如图所示，两条弹性轻绳1、2一端系在天花板上的O点，另一端分别系着质量均为m的小球a和b，现使两个小球都以为圆心在同一水平面内做匀速圆周运动。已知两弹性绳的弹力都与其伸长量成正比，且原长恰好都等于，则（ ）
A. 两小球的线速度大小相同B. 两小球的运动周期相同
C. 两小球向心力大小相同D. 弹性绳1的劲度系数小于弹性绳2的劲度系数
13. 地球绕太阳的运动可视为匀速圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球运动所需要的向心力。由于太阳内部的核反应而使太阳发光，因而太阳的质量在不断减小。根据这一事实可以推知，在若干年后，地球绕太阳的运动情况与现在相比（ ）
A. 运动半径变大
B. 运动周期变大
C. 运动线速度变大
D. 运动角速度变大
14. 由教育部深空探测联合研究中心组织，重庆大学等高校合作的“多段式多功能载运月球天梯概念研究”，图甲是“天梯”项目海基平台效果图，是在赤道上建造重直于水平面的“太空电梯”，宇航员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系，关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的有（ ）
A. 宇航员的线速度随着r的增大而减小B. 图乙中为地球同步卫星的轨道半径
C. 宇航员在处的线速度等于第一宇宙速度D. 宇航员感受到的“重力”随着r的增大而减小
三、非选择题：本题共8小题，共58分。
15. 如图所示，人造卫星沿椭圆轨道绕地球运动，当卫星运动到轨道上远地点P时，速度大小为v，P点距离地球球心的距离为r，当卫星从近地点运动到P点的过程中，卫星的引力势能_______（选填“变大、“不变”或“变小”）；卫星在P点的加速度a________（选填“大于”“等于”或“小于”）。
16. 如图所示，质量为的小杯里盛有的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为。则为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是___________；当水杯在最高点速率时，取，绳的拉力大小为__________。
17. 利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。转动手柄，可使塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。塔轮至上而下有三层，每层左、右半径比分别是1：1、2：1和3：1。左、右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左、右塔轮的角速度之比。实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，已知A、C分别到塔轮中心的距离相等，B到塔轮中心的距离是A到塔轮中心的距离的2倍，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小可由塔轮中心标尺露出的等分格的格数读出。
在某次实验中，某同学把两个质量相等的小球放在B、C位置，将皮带处于塔轮的某一层上。匀速转动手柄时，左边标尺露出6个分格，右边标尺露出3个分格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为___________，此次实验说明___________。
18. 2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则嫦娥五号绕月球飞行的线速度为___________，月球的质量为___________，月球表面的重力加速度为___________，月球的第一宇宙速度为___________
19. 某游乐场的赛车场地为圆形赛道，半径为m。一赛车和车手的总质量为150kg，车轮与地面间的最大静摩擦力为600N，取。
（1）若场地处于水平面内，当赛车的速度达到72km/h，这辆车在运动中会不会产生侧移？
（2）若将场地建成外高内低的圆形，赛道截面图可视为如图所示的一个斜面，斜面倾角为30°，当赛车和地面之间的摩擦力为零时，求赛车的速度大小；当赛车的速度大于并能够安全行驶时，写出赛车所受到的摩擦力方向。
20. 黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大、体积极小的天体。黑洞的引力很大，连光都无法逃脱，因此它无法用天文望远镜直接观察。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3天体系统，该系统只观测到一颗可见星球。如果该系统是这颗可见星球与一黑洞组成的双星系统，如图所示，可见星球与黑洞在引力作用下绕二者之间连线上的某一点O做匀速圆周运动，可见星球、黑洞和O三点始终共线，已知该可见星球绕O点做速率为v、运行周期为T的匀速圆周运动，可见星球和黑洞的质量分别为m和M，求可见星球与黑洞之间的距离。
21. 一辆小汽车的额定功率为P=80kW，在水平直路面上由静止启动，已知汽车的质量为m＝2×103kg，汽车受到的阻力恒为车重的0.2倍，g取10m/s2。
（1）求汽车能达到的最大速度；
（2）若汽车以a=2m/s2的恒定加速度启动，求匀加速维持的时间t1；
（3）若汽车以恒定功率启动，经t2＝12s达到最大速度，求该过程汽车的位移。
22. 电影《火星救援》的热映，激起了人们对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球（视为质量均匀分布）竖直上抛，取抛出位置的位移，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图像如图所示（其中a、b均为已知量）。火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转。求：
（1）火星表面的重力加速度大小g；
（2）火星的质量M及其第一宇宙速度v。
答案
1-9 DBCAA BDBC 10.CD 11.BC 12.BD 13.AB 14.BD
【15题答案】
【答案】 ①. 变大 ②. 大于
【16题答案】
【答案】 ①. 2 ②. 30
【17题答案】
【答案】 ①. 1：1 ②. 做匀速圆周运动的物体，在质量和转动角速度一定时，所需向心力与转动半径成正比
【18题答案】
【答案】 ①. ②. ③. ④.
【19题答案】
【答案】（1）不会；（2），沿斜面向下
【20题答案】
【答案】
【21题答案】
【答案】（1）20m/s；（2）5s；（3）140m
【22题答案】
【答案】（1）；（2），