江苏省淮安市涟水县郑梁梅高级中学2021-2022学年高一（下）第一次月考物理试题含解析

郑梁梅高级中学2021-2022学年度第二学期高一年级第一次月考

物理试题

试题分值：100分考试时间：75分钟

一、单项进拜题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合惠意。

1. 物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（   ）

A. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因

B. 牛顿发现了万有引力定律，并规定了万有引力常量的值

C. 开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了日心说

D. 卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量的数值

【1题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故A错误；

BD．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量值，故B错误，D正确；

C．开普勒总结归纳了行星运动定律，但哥白尼提出了日心说，故C错误。

故选D。

2. 关于开普勒第三定律公式，下列说法正确的是（　　）

A. 公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星

B. 公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星

C. 式中的k值，对所有行星和卫星都相等

D. 式中的T代表行星自转的周期

【2题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】AB．开普勒第三定律适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星，也适用于围绕行星运动的卫星，A项错误，B项正确；

CD．公式中的k值只与中心天体有关，对围绕同一中心天体运行的行星（或卫星）都相同，T代表行星（或卫星）公转的周期，CD两项错误。

故选B。

3. 质量分布均匀两相同小球如图所示放置，已知小球质量为m、半径为r，则它们之间的万有引力（   ）

A.  B.  C.  D. 无穷大

【3题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】根据万有引力计算得

故选C。

4. 火星的半径是地球半径的一半，其质量是地球质量，一宇航员在地球上最多能举起120kg的物体，那么他在火星上最多能举起的物体质量为（   ）

A. 270kg B. 225kg C. 450kg D. 180kg

【4题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】根据星球表面的万有引力等于重力，有

，

所以火星与地球上重力加速度之比

宇航员在地球上最多能举起120kg的物体，由于举力一定，故

解得

故选A。

5. 天问一号于2021年2月10日实施火星捕获，将于2021年5月择机实施降轨软着陆火星表面。设天问一号距火星表面高度约为火星半径的n倍，其环绕周期为T，引力常量为G，则火星的密度为（　　）

A.  B.  C.  D.

【5题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】当卫星环绕地球做半径为r的圆周运动时，万有引力提供向心力，有

又地球的质量为

轨道半径为

联立可得

ABD错误，C正确。

故选C。

6. 以下关于宇宙速度的说法中正确的是（   ）

A. 第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度

B. 对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度

C. 对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，近地点速度一定在7.9km/s一11.2km/s之间

D. 在地球表面发射一颗绕月卫星，发射速度必须大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度

【6题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据万有引力提供向心力

解得

可知，第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大环绕速度，故A错误；

B．对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，到达远地点时必须要加速才能进入同高度的圆轨道，故远地点速度一定小于在同高度圆轨道上的运行速度，故B正确；

C．对于沿椭圆轨道绕地球运动的卫星，如果近地点在地球表面附近时，则卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s而小于11.2 km/s，如果其近地点不在地球表面附近，则在近地点的速度要小于7.9km/s，故C错误；

D．地球表面发射一个卫星并使它绕月球运动，则飞行器仍然在地球的引力范围以内，则在地面的发射速度不能大于第二宇宙速度（11.2km/s），否则摆脱地球的束缚，故D错误。

故选B。

7. 2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，3名航天员进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。已知空间站轨道高度为400～450km，倾角为42～43°，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨。关于空间站，下列判断正确的是（  ）

A. 线速度大于第一宇宙速度

B. 周期大于同步卫星的周期

C. 角速度大于月球绕地球运行的角速度

D. 向心加速度大于地面的重力加速度

【7题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】A．近地卫星的的线速度即为第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力，有

解得

而空间站到地心的距离为，故空间站的线速度为

因此有，故A错误；

B．由开普勒第三定律有

空间站的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则其周期小于同步卫星的周期，故B错误；

C．因空间站轨道半径小于月球的轨道半径，则由可知，空间站的角速度大于月球绕地球运行的角速度，故C正确；

D．空间站的向心加速度即为天上的重力加速度，有

地面的重力加速度为

因此有，即向心加速度小于地面的重力加速度，故D错误；

故选C。

8. 如图所示，“嫦娥一号”探月卫星进入月球轨道后，首先在椭圆轨道Ⅰ上运动，P、Q两点是轨道Ⅰ的近月点和远月点，Ⅱ是卫星绕月做圆周运动的轨道，轨道Ⅰ和Ⅱ在P点相切，关于该探月卫星的运动，下列说法正确的是（　　）

A. 卫星在轨道Ⅰ上运动周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期

B. 卫星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须要在P点加速

C. 卫星在轨道Ⅰ上运动时，P点的速度小于Q点的速度

D. 卫星在轨道Ⅰ上运动时，P点的加速度小于Q点的加速度

【8题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据开普勒第三定律可知，卫星在轨道Ⅰ上运动周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期，故A正确；

B．卫星由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须要在P点减速，做近心运动，故B错误；

C．根据开普勒第二定律，卫星在轨道Ⅰ上运动时，近地点P点的速度大于远地点Q点的速度，故C错误；

D．卫星在轨道Ⅰ上运动时，根据

P点的加速度大于Q点的加速度，故D错误。

故选A。

9. 下列有关功的说法的正确的是（   ）

A. 公式中的l是物体运动的路程

B. 物体只要受力且运动，该力就一定做功

C. 功有正负之分，所以功是矢量

D. 一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动

【9题答案】

【答案】D

【解析】

【详解】A．公式中的l是物体运动的位移，故A错误；

B．物体受力且运动，如果该力与位移垂直，则该力不做功，故B错误；

C．功有正负之分，但功是标量，故C错误；

D．一个力对物体做了负功，则说明这个力一定阻碍物体的运动，故D正确。

故选D。

10. 关于功率，下列说法正确的是（　　）

A. 功率是描述力对物体做功多少的物理量

B. 力做功时间越长，力的功率一定越小

C. 力对物体做功越快，力的功率一定越大

D. 力对物体做功越多，力的功率一定越大

【10题答案】

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】AC．功率是描述力对物体做功快慢的物理量，做功越快，功率越大，故A错误，C正确；

B．根据

可知力对物体做功时间长，功率不一定小，还与做功多少有关，故B错误；

D．根据

力对物体做功多，功率不一定大，还与做功的时间有关，故D错误。

故选C。

11. 设飞机飞行中所受阻力与其速度的平方成正比，如果飞机以速度V匀速飞行时，其发动机功率为P，则飞机以2V速度匀速飞行时，其发动机功率为(　 　)

A. 2P B. 4P C. 8P D. 无法确定

【11题答案】

【答案】C

【解析】

【详解】由题意可知：F阻＝kv2，又P＝F阻v，所以P＝kv3，当飞机速度2v时，P′＝k(2v)3＝8kv3＝8P，C正确．

12. 一根长为2m、重为200N的均匀直木杆放在水平地面上，现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5m，另一端仍放在地面上，则重力势能增加量为（   ）

A. 50J B. 100J C. 200J D. 400J

【12题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】由几何关系可知在物体上升的过程中，物体的重心向上运动了

则重力势能增加量为

故选A。

13. 如图所示，一晾衣绳拴在两根杆上等高的位置（实线），当上面挂上要晾晒的衣服时（虚线），晾衣绳的重心与原来相比将（   ）

A. 上升 B. 下降 C. 不变 D. 无法确定

【13题答案】

【答案】A

【解析】

【详解】对晾衣绳分析可知，衣服对晾衣绳的作用力做正功，根据能量守恒可知，晾衣绳的动能不变，则重力势能增大，所以重心升高。

故选A。

14. 质量为的物体（可视为质点），位于距离地面高度为的平台边缘，如图所示。某时刻物体以水平初速度从平台边缘飞出，选取飞出点为坐标原点，已知重力加速度为，忽略空气阻力和平台的摩擦，在运动过程中的任意位置，关于其动能和重力做的功与水平位移的关系，以下图像描述正确的是（　　）

A.  B.

C.  D.

【14题答案】

【答案】B

【解析】

【详解】AB．根据平抛运动的规律，在水平方向有

在竖直方向有

由以上各式得速度为

动能为

可知动能与水平位移的关系是一条抛物线，A错误，B正确；

CD．重力做的功为

可知重力做的功W与水平位移x的关系是一条过原点的抛物线，CD错误。

故选B。

二、实验题：本题共1小题，计14分。请将解答填在答题卡相应的位置。

15. 某实验小组探究轻质弹簧弹性势能与其形变量关系的实验装置如图甲所示。气垫导轨固定在水平桌面上，原长L=20cm的轻质弹簧一端固定在气垫导轨右端的挡板上，处于原长时另一端刚好与带有遮光条的滑块接触。弹簧与滑块不拴接，滑块处于静止状态。向右推动滑块压缩弹簧，然后将滑块由静止释放，遮光条经过光电门的挡光时间为t。已知遮光条及滑块的总质量M=0.5kg，遮光条的宽度d=8mm。不考虑滑块反弹，弹簧始终在弹性限度内。

（1）将实验中的轻质弹簧竖直悬挂，在其下端挂上一个质量为200g的重物。弹簧左侧刻度尺的零刻线与弹簧上端对齐。重物稳定时弹簧末端指针的位置如图乙所示。指针所指的刻度值为___________cm；弹簧的劲度系数k=___________N/m。（取g=10m/s2）

（2）若某次实验中，测得遮光条经过光电门的挡光时间t=0.005s，则滑块经过光电门时的速度大小v=___________m/s；释放滑块时弹簧储存的弹性势能为___________J。

（3）实验小组将所测弹簧的形变量△L及相应弹性势能Ep的实验数据填在下表中。实验小组观察数据后，预测弹簧的弹性势能与其相应的形变量的平方成线性关系。请你在图丙坐标纸上补齐未画出的数据点，并绘出Ep—△L2图线。（      ）

（4）Ep-△L2图线的斜率为___________N/m。（结果保留三位有效数字）

（5）通过以上实验可得出结论：在误差允许的范围内，弹簧的弹性势能Ep=___________。（用k和△L表示）

【15题答案】

【答案】    ①. 21.00    ②. 200    ③. 1.6    ④. 0.64    ⑤.     ⑥. 100    ⑦.

【解析】

【详解】（1）[1][2]该刻度尺的分度值为1mm，应估读到百分位，故指针所指的刻度值为21.00cm；由胡克定律可知

mg=k（L1-L）

其中L1=21.00cm，m=0.2kg，解得

k=200N/m

（2）[3][4]滑块经过光电门时的速度大小

v==1.6m/s

由能量守恒可知

（3）[5]作图时要注意使尽量多的点落在直线上或均匀分布在直线的两侧，舍弃偏离直线较远的点，图像如图所示。

（4）[6]图像为过原点的倾斜直线，取原点及图线上（0.01m2，1J）两点可知，图线的斜率为100N/m。

（5）[7]Ep与△L2的函数关系为

Ep=

三、计算题：本题共4小题，共44分、解答时请写出必要的文字说明、方程式和宜要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

16. 若已知火星半径为R，2021年2月，我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表面高为R的圆轨道上飞行，周期为T，引力常量为G，不考虑火星的自转，求：

（1）火星的质量；

（2）火星表面的环绕速度。

【16题答案】

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）火星探测器距火星表面高为R的圆轨道上飞行，做匀速圆周运动，故

火星的质量

（2）火星表面的环绕速度满足

则

17. 如图所示，质量为m=1kg的木块在倾角θ=37°的足够长的斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，已知：sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，求：

（1）前2s内重力做的功；

（2）前2s内重力的平均功率；

（3）2s末重力的瞬时功率。

【17题答案】

【答案】（1）24J；（2）12W；（3）24W

【解析】

【详解】（1）木块下滑过程中，由牛顿第二定律

前2s内木块的位移

联立解得

x=4m

所以重力在前2s内做的功为

W=mgsinθx=1×10×0.6×4J=24J

（2）重力在前2s内的平均功率为

（3）木块在2s末的速度

v=at=2×2m/s=4m/s

2s末重力的瞬时功率为

P=mgsinθv=1×10×0.6×4W=24W

18. 随着电动汽车技术的成熟，越来越多的电动汽车走向市场。近日，某汽车品牌推出了一款纯电动货车K6，K6发动机额定功率P=150kW，搭配12组电池，一次充满可跑300公里。某次K6连同货物总质量，沿平直路面行驶，额定功率下最大的行驶速度25 m/s ，若行驶过程中阻力大小不变，取重力加速度大小10m/s2。

（1）求阻力的大小；

（2）若K6从静止开始以加速度1m/s2匀加速运动，求运动10s后K6发动机的功率。

【18题答案】

【答案】（1）；（2）120kW

【解析】

【详解】（1）K6额定功率下以最大速度行驶时，发动机牵引力与阻力大小相等，则

解得

（2）设K6从静止开始以加速度1m/s2匀加速运动过程中发动机的牵引力大小为F1，

根据牛顿第二定律有

解得

则匀加速运动过程的最大速度为

10s后K6速度大小为

所以此时K6仍处于匀加速运动状态，K6发动机功率为

19. 如图所示，水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上，圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m＝1 kg的滑块（可视为质点）在水平恒力F＝10 N的作用下，从A点由静止开始运动，当滑块运动的位移x＝0.5 m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0＝1 m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.1，滑块上升的最大高度h＝0.2 m，g取10 m/s2。求：

(1)在撤去力F时，滑块的速度大小；

(2)求滑块通过B点时的速度

(3)滑块从B到C过程中克服摩擦力做的功。

【19题答案】

【答案】(1)3m/s；(2)；(3)2J

【解析】

【分析】

【详解】(1)在力F作用下，

代入数据得

(2)接下来，物体做减速运动加速度

根据

到达B点的速度

(3)上升过程中，根据动能定理

克服摩擦力做的功