2021-2022学年云南省保山市智源高级中学高一（下）第一次月考物理试卷

2021-2022学年云南省保山市智源高级中学高一（下）第一次月考物理试卷

1. 下列说法正确的是

A. 开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律，并发现了万有引力定律
B. 开普勒利用扭秤实验测出了万有引力常量G的大小
C. 由可知，当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大
D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等

2. 如图所示在光滑的水平面上放着一个质量为10kg的木箱，拉力F与水平方向成角，木箱从静止开始运动，4s末拉力的瞬时功率为

A.  B.  C.  D.

3. 如图为我国首颗高分辨率光学成像卫星--高分四号，关于这颗地球同步卫星的相关说法正确的是
    

A. 卫星相对地心是静止的
B. 卫星运动的速度不变
C. 研究该卫星的运动轨迹时不能将其看成质点
D. 相对地面卫星的位置坐标不发生变化

4. 水平路面上有一辆汽车，车厢内有一个固定斜面，一个人坐在斜面上，车与人始终相对静止。下列说法正确的是

A. 汽车匀速行驶时，斜面对人的支持力不做功
B. 汽车减速行驶时，斜面对人的支持力做负功
C. 汽车减速行驶时，斜面对人的摩擦力一定做负功
D. 汽车加速行驶时，斜面对人的摩擦力一定做正功

5. 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，随后与天和核心舱进行对接，标志着中国人首次进入自己的空间站。如图所示，已知空间站在距地球表面高约400km的近地轨道上做匀速圆周运动，万有引力常量为G，则下列说法正确的是

A. 空间站的运行速度大于第一宇宙速度
B. 空间站里所有物体的加速度均为零
C. 对接时飞船要与空间站保持在同一轨道并进行加速
D. 若已知空间站的运行周期则可以估算出地球的平均密度

6. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的

A. 向心加速度大小之比为1：4 B. 轨道半径之比为4：1
C. 周期之比为4：1 D. 角速度大小之比为1：2

7. 如图所示，在斜面顶端以速度向右抛出小球时，小球落在斜面上的水平位移为，在空中飞行时间为；以速度向右抛出去小球时，小球落在斜面上的水平位移为，在空中飞行时间为，下列关系正确的是

A.  B.  C.  D.

8. 某次模拟航天器即将返回地面的部分飞行轨迹如图所示，航天器先在距地面2R高的圆轨道Ⅱ上做周期为T的匀速圆周运动。某次，航天器运动到P点时控制室迅速操作使其变轨到与轨道Ⅱ相切于P点的椭圆轨道已知地球半径为则航天器变轨时的操作和变轨后周期为

A. 加速， B. 减速， C. 加速， D. 减速，

9. “旋转纽扣”是一种传统游戏。如图，先将纽扣绕几圈，使穿过纽扣的两股细绳拧在一起，然后用力反复拉绳的两端，纽扣正转和反转会交替出现。拉动多次后，纽扣绕其中心的转速可达并保持恒定，则此后

A. 纽扣的角速度为
B. 纽扣的周期为
C. 纽扣上距离中心1cm处的点的线速度速度大小为
D. 纽扣上距离中心1cm处的点的向心加速度大小为

10. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为L，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计。当该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方时，速度大小为，此时每根绳子平均承受的拉力为不计空气阻力，g取

A. 秋千的绳长均L为10m
B. 该同学荡秋千的过程中所受的合外力提供她做圆周运动的向心力
C. 该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方时处于失重状态
D. 该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方的过程中其重力的瞬时功率先增大后减小

11. “北斗来了不迷路”，从跟跑到并跑，随着中国北斗三号全球卫星导航系统最后一颗、也就是第55颗组网卫星2020年6月23日成功发射，中国北斗卫星导航系统终于来到了和世界其他系统并肩前行的位置。北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星。其中中地球轨道卫星离地高度约万千米，静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星离地高度均相同。以下说法正确的是

A. 倾斜地球同步轨道卫星和静止轨道卫星速率相同
B. 地球赤道上的随地球一起自转的石块线速度比中地球轨道卫星线速度要大
C. 中地球轨道卫星的运行周期小于地球自转周期
D. 静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星的发射速度一定要超过，中地球轨道卫星的发射速度可以小于

12. 2019年12月20日，国防科技大学领衔研制的我国天基网络低轨试验双星在太原卫星发射中心搭载火箭成功发射，双星顺利进入预定轨道，假设两个质量分别为和的星体A和B组成一双星系统，二者中心之间的距离为L，运动的周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是

A. 因为，所以星体A对星体B的万有引力大于星体B对星体A的万有引力
B. 星体A做圆周运动的半径为
C. 星体B的线速度大小为
D. 两星体的质量之和为

13. 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图线，如图所示。根据图线回答以下问题。
    弹簧的原长为______cm。
    弹簧的劲度系数为______。
    分析图线，总结出弹簧弹力F跟弹簧长度L之间的关系式为______。
14. 某同学进行“探究小车速度随时间变化的规律”实验时
    除打点计时器含纸带、复写纸、小车、一端附有滑轮的长木板、细绳、钩码、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的有______填选项代号。
    A.电压可调的直流电源
    B.天平
    C.秒表
    D.刻度尺
    实验过程中，下列做法正确的是______填选项代号。
    A.释放小车，同时通电源开始打点
    B.应先接通电源，在打点计时器开始打点后再释放车
    C.应先释放小车，再接通电源开始打点
    D.先释放小车或先接通电源打点计时器开始打点都可以
    数点，得到了O、A、B、C、D等几个计数点，如图所示，用刻度尺量得、、、，打C点时纸带的速度大小为______，该运动的加速度大小为______。结果均保留两位有效数字
     

15. 已知万有引力常量为G，在月球表面高为h的位置自由释放一小球经t后落地，月球的平均密度为，月球可视为球体，球体积计算公式。求：月球质量M。
    
    
    
    
    
    
     
16. 运动员把冰壶沿水平冰面投出，让冰壶在冰面上自由滑行，在不与其他冰壶碰撞的情况下，最终停在远处的某个位置。按比赛规则，投掷冰壶运动员的队友，可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面，减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。
    运动员以的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为，冰壶能在冰面上滑行多远？g取；
    若运动员仍以的速度将冰壶投出，其队友在冰壶自由滑行10m后开始在其滑行前方摩擦冰面，冰壶和冰面的动摩擦因数变为原来的，冰壶滑行了多少距离？结果保留一位小数
    
    
    
    
    
    
     
17. 小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如图所示．已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为忽略手的运动半径和空气阻力．
    求：球落地时的速度大小
    问绳能承受的最大拉力多大？
    
    
    
    
    
    
     
18. 如图所示，倾角为的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接．现将一滑块可视为质点从斜面上A点由静止释放，最终停在水平面上的C点．已知A点距水平面的高度，B点到C点的距离滑块经过B点时没有能量损失，取求：

滑块在运动过程中的最大速度；

滑块与水平面间的动摩擦因数；

滑块从A点释放后，经过时间时速度的大小．







答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：A、开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律，牛顿发现了万有引力定律，故A错误；
B、卡文迪许利用扭秤实验测出了万有引力常量G的大小，故B错误；
C、万有引力定律公式适用于质点间的万有引力，当距离r趋向于0时，公式不再适用，不能得出r趋近于零时，万有引力趋于无穷大的结论，故C错误；
D、根据开普勒第二定律知，火星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，故D正确。
故选：D。
根据物理学史和常识解答，明确开普勒的贡献以及万有引力发现的历程；知道万有引力定律的适用条件以及开普勒定律的基本内容。
本题考查万有引力发现历程以及万有引力定律的适用条件和开普勒定律的基本内容应用，要求牢记相关物理学家的主要贡献，明确万有引力定律适用于质点间的万有引力计算，当r趋向于零时，万有引力公式不再适用。
 

2.【答案】B
 

【解析】解：根据牛顿第二定律得，加速度
则4s末的速度，
则拉力的功率故B正确，A、C、D错误。
故选：B。
根据牛顿第二定律求出木箱的加速度，结合速度时间公式求出4s末的速度，通过求出拉力的功率．
本题考查了瞬时功率、牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，知道瞬时功率和平均功率的区别，以及掌握它们的求法．
 

3.【答案】D
 

【解析】解：A、该卫星绕地心做匀速圆周运动，相对于地面静止，但相对于地心是运动的，故A错误；
B、该卫星绕地球做匀速圆周运动，角速度不变，但线速度的方向时刻变化，线速度是变化的，故B错误；
C、由于卫星相对于地球来说其大小可以忽略，所以研究该卫星的运动轨迹时能将其看成质点，故C错误；
D、该卫星相对于地面静止，所以相对地面卫星的位置坐标不发生变化，故D正确。
故选：D。
人造地球同步卫星绕地心做匀速圆周运动，线速度方向变化，相对于地面是静止的；根据其大小和运动情况分析能否看作质点。
对于同步卫星，要抓住五个“一定”：轨道一定，角速度一定，高度一定，速率一定，周期一定。
 

4.【答案】C
 

【解析】解：人受重力、垂直斜面向上的支持力、摩擦力三个力的作用，无论车做加速、匀速、减速运动，支持力与速度方向的夹角均小于，即支持力均做正功，故AB错误；
C.当车匀速运动时，人的合外力等于0，即人受的支持力与摩擦力的合力与人的重力等大反向，则当车向左做减速运动时，支持力与摩擦力的合力向右上方，才可使人的合力水平向右，则可知摩擦力在水平方向的分力一定大于支持力大水平方向的分力，故摩擦力与速度的夹角一定大于，即摩擦力做负功，故C正确；
D.同理，当车向左做加速运动时，支持力与摩擦力的合力向左上方，才可使人的合力水平向左，则可知摩擦力在水平方向的分力一定小于支持力大水平方向的分力，或摩擦力为零，或沿斜面向下，故摩擦力可能做负功、可能不做功、可能做正功，故D错误。
故选：C。
对人进行受力分析，当车匀速运动时，人的合外力等于0，即人受的支持力与摩擦力的合力与人的重力等大反向，当车做减速运动时，加速度方向与速度方向相反，则人的合外力也与速度方向相反；当车做加速运动时，加速度方向与速度方向相同，则人受到的合外力方向也与速度方向相同，结合力的分解与合成及功的正负判断方向进行分析即可。
本题的关键是：一要正确的受力分析，结合牛顿第二定律与力的分解与合成的知识确定支持力和摩擦力的方向；二要掌握力做功的正、负的判断方法。
 

5.【答案】D
 

【解析】解：A、第一宇宙速度是物体绕地球附近做匀速圆周运动的速度，也是近地卫星的运行速度，根据知绕地球做匀速圆周运动的空间站速度小于近地卫星的速度，即小于第一宇宙速度，故A错误；
B、由于空间站里所有物体所受重力用于提供绕地球做匀速圆周运动的向心力，导致空间站里所有物体均处于完全失重状态，但重力加速度并不为零且等于其向心加速度，故B错误；
C、对接时飞船不能和空间站保持在同一轨道并进行加速，因为同一轨道上的速度是固定为某一值的，若飞船加速将做离心运动，则将偏离轨道，故C错误；
D、由和可推出中心天体的平均密度，由于空间站距地面的高度较小，空间站的轨道半径近似等于地球半径，故若已知空间站的运行周期则可以估算出地球的平均密度，故D正确。
故选：D。
第一宇宙速度是物体绕地球附近做匀速圆周运动的速度；空间站里所有物体所受重力用于提供绕地球做匀速圆周运动的向心力，加速度均不零；在同一轨道上加速时，飞船将做离心运动；若已知空间站的运行周期，根据万有引力提供向心力列式，结合密度公式可推算出中心天体的平均密度。
解答本题时，要搞清飞船向心力的来源：地球对飞船的万有引力，根据万有引力提供向心力，能推算出中心天体的质量。
 

6.【答案】B
 

【解析】解：B、动能增大为原来的4倍，则线速度增大为原来的2倍，
根据万有引力提供向心力得，
，
则轨道半径变为原来的倍．则轨道半径之比为4：故B正确；
ACD、根据
解得


轨道半径之比为4：1，
则向心加速度大小之比为1：16，角速度大小之比为1：8，周期之比为8：1，故ACD错误．
故选：B
根据万有引力提供向心力，通过线速度的变化得出轨道半径的变化，从而得出向心加速度、周期、角速度的变化．
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力，知道线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系．
 

7.【答案】B
 

【解析】解：设斜面的倾角为小球做平抛运动，落在斜面上时有
 
得，小球在空中飞行的时间
则得，
小球落在斜面上的水平位移为，则得：
 由上可知：，故ACD错误，B正确。
故选：B。
小球在空中做平抛运动，落在斜面上时竖直分位移与水平分位移之比等于斜面倾角的正切，根据小球在竖直位移和水平位移的关系，结合运动学公式求出小球在空中飞行的时间．结合初速度和时间求出水平位移．
解决本题的关键要抓住隐含的条件：竖直分位移与水平分位移之比等于斜面倾角的正切，运用平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律进行研究．
 

8.【答案】D
 

【解析】解：航天器在P点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ需在P点减速，使得万有引力大于向心力，航天器做近心运动；
在圆轨道Ⅱ上航天器的轨道半径，在椭圆轨道Ⅰ上航天器轨道的半长轴，
根据开普勒第三定律得
联立解得航天器的周期，故D正确，ABC错误。
故选：D。
根据近心运动和离心运动知识来分析在P点应该加速还是减速，根据开普勒第三定律求解航天器在椭圆轨道运行的周期。
本题考查了航天器的变轨问题以及开普勒第三定律的应用问题，要熟练根据数学知识找到椭圆的半长轴即可求解。
 

9.【答案】BD
 

【解析】解：A、根据匀速圆周运动的规律，，故A错误；
B、纽扣的周期，故B正确；
C、，纽扣上距离中心1cm处的点的线速度速度大小，故C错误；
D、向心加速度为：，故D正确。
故选：BD。
根据纽扣的转速，结合、、计算纽扣的角速度大小、线速度速度大小和某点的向心加速度大小。
解决本题的关键知道转速和角速度的关系，通过时转速求出角速度，然后根据线速度和向心加速度公式求解，基础题。
 

10.【答案】AD
 

【解析】解：A、以同学和秋千整体作为研究对象，整体受到竖直向下的重力以及竖直向上的绳子的拉力，每根绳子的拉力为，设绳长为L，根据牛顿第二定律有：，得，故A正确；
B、该同学荡秋千过程中，做变速圆周运动，故存在切向加速度，故该同学所受的合外力不指向圆心，故B错误；
C、在最低点该同学做圆周运动，且合外力指向圆心，即为竖直向上，故该同学处于超重状态，故C错误；
D、根据刚要运动时，该同学初速度为零，故重力的功率为零；当该同学运动到最低点时，由于该同学速度水平，与重力方向垂直，故重力的功率也为零，在过程中，该同学速度不为零，且与重力不垂直，故运动过程中重力的功率不为零，因此该同学由静止开始荡到秋千支架的正下方的过程中其重力的瞬时功率先增大后减小，故D正确；
故选：AD。
根据秋千荡到最低点时，需要竖直向上的向心力，分析秋千和同学整体的受力，根据牛顿第二定律列式子求解绳子的长度；由于该同学做变速圆周运动，故合外力不指向圆心；根据在最低点该同学合外力向上，故处于超重状态；根据D选项描述，该同学在运动过程开始和结束位置重力的功率均为零，中途不为零可分析D选项。
本题考查变速圆周运动，需要学生能够熟练掌握变速圆周运动的受力情况，以及在特殊点的受力分析。
 

11.【答案】AC
 

【解析】解：A、倾斜地球同步轨道卫星和静止轨道卫星线速度大小相同，故A正确；
B、根据万有引力提供向心力可得线速度，由于中圆轨道卫星的轨道半径小于同步轨道半径，则中圆轨道卫星的线速度大于同步卫星的线速度；对于地球赤道上的石块与地球同步卫星的角速度相同，根据可知，同步卫星的线速度大于地球赤道上石块的线速度，
所以地球赤道上的石块的线速度比中圆轨道卫星线速度小，故B错误；
C、由开普勒第三定律可知，由于，所以中轨道卫星周期小于地球同步卫星周期，而同步卫星周期等于地球自转周期，故C正确；
D、第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是卫星发射的最小速度，则两种卫星的发射速度均大于，故D错误。
故选：AC。
卫星运动是万有引力充当向心力，得到线速度与轨道半径的关系；
同步卫星与赤道上的物体属于同轴转动的模型，角速度相等；
根据开普勒第三定律分析，卫星的轨道半径越大，周期越大；
第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是卫星发射的最小速度。
此题考查了人造卫星的相关规律，地球质量一定、自转速度一定，静止地球同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度。
 

12.【答案】BD
 

【解析】解：A、两者之间的万有引力提供彼此的向心力，此为相互作用力，大小相等，方向相反，故A错误；
B、对A、B两星体，根据牛顿第二定律有和，
因为，
联立解得星体A和星体B的运动半径分别为，，故B正确；
C、星体B的线速度为，故C错误；
D、有、将和简化后相加，结合可得，故D正确。
故选：BD。
星体A对星体B的万有引力与星体B对星体A的万有引力是相互作用力，等大，反向；
根据万有引力提供向心力分别对两个星体列式子，并结合两星体的半径之和等于L分析求解A的半径以及两星体的质量之比；
根据线速度与周期的关系式求解星体B的线速度大小。
解决该题的关键是明确知道两星体的向心力是由万有引力来提供，知道两星体做圆周运动的周期是相同的，熟记向心力以及万有引力的公式。
 

13.【答案】
 

【解析】解：当弹簧下端所挂钩码的重力G为0时，弹簧的拉力也为0，此时弹簧长度即为原长，由图示图象可知，弹簧的原长为10cm。
由图示图象可知，弹簧的劲度系数为：。
由图示图象可知，弹簧力F跟弹簧长度L之间的关系式为：。
故答案为：；；
根据题意可知，弹簧总长度与所挂物体重力之间符合一次函数关系，根据胡克定律写出F与L的方程即可正确解答。
本题比较简单，结合图象考查了胡克定律的基础知识，是一道考查基础知识的好题。在研究弹簧的伸长与拉力的关系问题时，一定要特别区分“弹簧的长度”与“弹簧的伸长”的不同。
由于答案中的单位都是cm，在解答的过程中不需要换算成m。
 

14.【答案】
 

【解析】解：使用打点计时器是需要用电压合适的交流电源；处理纸带时需要用刻度尺，而天平与秒表均不需要，故ABC错误，D正确；
故选：D。
实验中为了在纸带上打出更多的点，为了打点的稳定，具体操作中要求先接通电源启动打点计时器然后释放小车，故ACD错误，B正确；
故选：B。
由题知，该同学按打点先后顺序每隔4个点取1个计数点，则相邻计数点的时间为
根据匀变速直线运动中某段时间的中间时刻瞬时速度等于这段时间的平均速度，则可求得打C点时纸带的速度大小为
根据
其中，可得运动的加速度大小为
故答案为：；；；
根据实验原理选择正确的实验仪器；
根据实验原理掌握正确的实验操作；
根据匀变速直线运动的规律计算出C点的瞬时速度，结合逐差法计算出小车的加速度。
本题主要考查了打点计时器测量速度和加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合匀变速直线的运动规律完成计算，在计算过程中要注意单位的换算。
 

15.【答案】解：设月球半径为R，根据万有引力等于重力
月球的质量为
自由落体位移-时间关系为：
联立解得：
答：月球质量为。
 

【解析】月球表面的重力与万有引力相等，由结合密度公式与自由落体运动规律求得质量，
月球表面的重力与万有引力相等，卫星绕月球做圆周运动万有引力提供圆周运动的向心力，这个是万有引力问题经常用的表达式。
 

16.【答案】解：冰壶在滑动过程中，根据动能定理可得：，解得
在冰壶自由滑行10m的过程中，根据动能定理可得：
队友擦冰面后，根据动能定理可得：
联立解得
故冰壶滑行了距离
答：运动员以的速度投掷冰壶，若冰壶和冰面的动摩擦因数为，冰壶能在冰面上滑行；
冰壶滑行了。
 

【解析】在冰壶滑行过程中，根据动能定理求得滑行的距离；
在冰壶滑行10m的过程中，根据动能定理求得冰壶的速度，擦冰后的过程中，根据动能定理求得冰壶滑行的距离，即可求得总位移。
本题主要考查了动能定理，关键是过程的选取，明确各个力做功情况即可求得。
 

17.【答案】解：设绳断后球做平抛运动的时间为，
竖直方向上：，
水平方向上：
解得：
对平抛过程，根据动能定理，有：

解得：

设绳能承受的最大拉力为
球做圆周运动的半径为

解得：
答：球落地时的速度大小为
绳能承受的最大拉力为
 

【解析】绳断后，小球做平抛运动，由高度求出时间，由水平位移和时间求出绳断时球的速度大小；然后根据动能定理列式求解末速度．
根据在最低点，合力提供向心力，运用牛顿第二定律求出最大拉力．
本题综合了平抛运动和圆周运动两个运动，关键知道平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律，明确圆周运动向心力的来源．
 

18.【答案】解：滑块先在斜面上做匀加速运动，然后在水平面上做匀减速运动，故滑块运动到B点时速度最大为，设滑块在斜面上运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律，有

根据运动学公式，有

解得：
即滑块在运动过程中的最大速度为
滑块在水平面上运动的加速度大小为
根据牛顿第二定律，有

根据运动学公式，有

解得：
即滑块与水平面间的动摩擦因数为
滑块在斜面上运动的时间为
根据运动学公式，有

得
由于，
故滑块已经经过B点，做匀减速运动
设时速度大小为v
根据运动学公式，有

解得：
滑块从A点释放后，经过时间时速度的大小为
答：滑块在运动过程中的最大速度为；滑块与水平面间的动摩擦因数为；滑块从A点释放后，经过时间时速度的大小为。
 

【解析】滑块在斜面上时，对其受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律列式求解出加速度，再根据运动学公式计算末速度；
对减速过程运用牛顿第二定律列式，再运用速度位移公式列式，最后联立方程组求解；
先判断加速时间，再根据速度时间关系公式求解时速度的大小．
本题关键先对滑块的加速和减速过程运用牛顿第二定律列式求解，再分别对两个过程运用运动学公式列方程联立求解．