2021-2022学年河北省石家庄市新乐一中高一（下）第一次月考物理试卷(含答案解析)

2021-2022学年河北省石家庄市新乐一中高一（下）第一次月考物理试卷

1.  自古以来，人们仰望星空时，天空中壮丽璀璨的景象便吸引了他们的注意，智慧的头脑开始探索星体的奥秘。下列关于对星体运动认识的叙述中符合现代认识观点的是(    )

A. 关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，“日心说”理论是完美无缺的
B. 人们观察到太阳东升又西落，说明地球是静止不动的，是宇宙的中心
C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量
D. 开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论

2.  滑板运动是青少年喜爱的一项运动，玩滑板车能提高孩子的运动技能，身体协调能力，以及全身平衡能力。小明踩着滑板在水平地面上滑行，若他的脚受到的摩擦力为，脚对滑板的摩擦力为，下列说法正确的是(    )

A. 若小明做加速运动，大于
B. 若小明做加速运动，做正功，做负功
C. 若小明做减速运动，做正功，做负功
D. 因为、是静摩擦力，所以无论加速还是减速二者都不做功
 

3.  下列对开普勒定律的理解正确的是(    )

A. 所有行星绕太阳运动的轨道是同一个椭圆并且有共同的焦点
B. 火星与太阳的连线、地球与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积
C. 在行星绕太阳运转一周的时间内，太阳始终在行星轨道的中心点上
D. 哈雷彗星绕太阳运行的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比等于地球轨道可视为圆形半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比
 

4.  身高，体重60kg的李明同学在内连续做了30个完整的引体向上，且“上引”过程与“下放”过程的时间相同。引体向上的“上引”过程重心上升的高度约为，重力加速度g取。下列说法正确的是(    )

A. 该同学在内重力做的总功约为9000J
B. 该同学在内重力做的总功约为18000J
C. 该同学在某次“上引”过程克服重力做功的平均功率约为300W
D. 该同学在某次“下放”过程克服重力的瞬时功率一直增加

5.  小明站在匀速上升的热气球中，竖直向上抛出一小球后落回手中，小球未碰到任何物体以地面为参考系和零势能面，小球与热气球底部距离最大时(    )

A. 小球速度为零
B. 小球与热气球相对速度为零
C. 小球重力势能最大
D. 小球动能最小

6.  北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，如图所示是其中三颗卫星a、b、c的轨道示意图，a、b、c三颗卫星均绕地球做圆周运动，轨道半径相同，a是地球同步卫星。(    )

A. 卫星a可以经过北京正上空 B. 卫星a运行周期比c卫星的大
C. 卫星b的运行速率大于 D. 卫星b、c的运行周期均为24小时

7.  北京时间2021年10月16日15时54分，神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。天和核心舱满足交会对接的任务要求和航天员进驻条件。2022年2月，入选2021年度中国科学十大进展。已知天和核心舱做匀速圆周运动的轨道离地高度约为400km，周期约为93分钟，地球半径约为6370km，引力常量，地球的自转周期为24小时。根据这些数据，下列可以大致确定的是(    )

A. 能求出核心舱的质量 B. 能求出地球的密度
C. 能求出地球的公转角速度 D. 核心舱的轨道半径小于同步卫星

8.  关于动能与速度的理解，下列说法正确的是(    )

A. 两个物体中，速度大的动能不一定大
B. 某一过程中物体的速度变化，其动能不一定变化
C. 动能不变的物体，一定处于平衡状态
D. 一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化，速度变化时，动能不一定变化

9.  一辆汽车在水平轨道上由静止开始启动，其图象如图所示。已知时间内为过原点的倾斜直时刻达到额定功率P，此后保持功率P不变，在时刻达到最大速度，以后匀速运动。下列判断正确的是(    )

A. 时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
B. 时刻的加速度大于时刻的加速度
C. 时间内的位移大于
D. 时间内汽车牵引力做功等于
 

10.  如图所示，甲图中一轻质弹簧固定于地面上，其正上方物体A从高处自由落下，乙图中，滑轮光滑轻质，不计一切阻力，下列说法正确的是(    )

A. 甲图中，物体A将弹簧向下压缩的过程中，A机械能守恒
B. 甲图中，物体A将弹簧向下压缩的过程中，A机械能减少
C. 乙图中，在下降过程中，的机械能减少，的机械能增加
D. 乙图中，在下降过程中，和的总机械能守恒

11.  某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律。他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示。把打下的第一点记作0，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…分别测出各个计时点到0的距离，已标在图乙中，已知打点计时器频率50Hz，当地重力加速度大小g取，回答下列问题。各计算结果均保留两位小数

关于此述实验，下列说法中正确的是______；
A.重物最好选择密度较小的木块
B.本实验不需要天平但需要秒表
C.实验中应先接通电源，后释放纸带
D.不可以利用公式来求解瞬时速度
若实验中所用重锤质量，打点纸带如图乙所示，0为第一个点，则标记为4的点速度为______，此时重锤动能______J。从开始下落至此处，重锤的重力势能减少量______J。二者不相等的原因是______。实验结论是______。
根据纸带可求得重力加速度为______，若由于打点计时器的实际打点频率是60Hz，同学仍按50Hz计算，则测出的重力加速度相比真实值______填“偏大”或“偏小”或“不变”。

12.  如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成、大小为50N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，。求：
内拉力对雪橇和小孩做的功是多少？
末地面与雪橇间摩擦力的瞬时功率大小。

13.  我们的银河系中的恒星大约四分之一是双星。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为，忽略A与C之间的引力，万引力常量为G，考虑双星问题时只考虑双星之间的引力。
求恒星A和B的质量之和；
若A也有一颗周期为的卫星，求其轨道半径。

14.  如图所示，半径为R的圆管BCD在水平地面上竖直放置，一可视为质点的质量为m的小球以初速度从A点水平抛出，恰好从B点沿切线方向进入圆管，到达圆管最高点D后水平射出。已知小球在D点对管下壁压力大小为，且A、D两点在同一水平线上，BC弧对应的圆心角，不计空气阻力。求：
小球到B点时的速度大小；
小球在D点时动能；
小球在圆管内运动过程中克服阻力做的功。

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】A、地心说认为地球是宇宙的中心，其它天体都绕地球运行；日心说认为太阳是宇宙的中心，所以天体都绕太阳运行。不论是日心说还是地心说，在研究行星运动时都是有局限性的，故A错误；
B、在太阳系中，地球及所有行星都在绕太阳运转。观察到太阳东升西落是选地球作为参考系造成的，故B错误；
C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量，故C错误；
D、开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出了行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论，故D正确。
故选：D。
 

2.【答案】B 

【解析】解：和是一对相互作用力，二者始终大小相等，方向相反，故A错误；
B.若小明做加速运动，脚受到的摩擦力与运动方向相同，做正功，脚对滑板的摩擦力与运动方向相反，做负功，故B正确；
C.若小明做减速运动，脚受到的摩擦力与运动方向相反，做负功，脚对滑板的摩擦力与运动方向相同，做正功，故C错误；
D.、是静摩擦力，并且在力的方向上发生了位移，二者都能做功，故D错误。
故选：B。
根据牛顿第三定律可知相互作用力始终大小相等，方向相反；功是标量但是有正负，当力的方向与位移的方向夹角为钝角或平角时力做负功，夹角为锐角或零度时做正功，当夹角始终为直角时不做功。
摩擦力可以做正功也可以做负功，还可以不做功，小明加速运动时受摩擦力向前位移也向前摩擦力做正功，但是摩擦力对滑板做负功；减速时相反。
 

3.【答案】D 

【解析】解：A、所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，故A错误；
B、根据开普勒第二定律可知同一椭圆运动过程中，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，不同的行星周期不同，它们与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不相等，故B错误；
C、行星绕太阳运转轨道是椭圆，它离太阳的距离是变化的，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故C错误；
D、根据开普勒第三定律得哈雷彗星轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比等于地球轨道可视为圆形半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比，故D正确。
故选：D。
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．
开普勒关于行星运动的三定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．
 

4.【答案】C 

【解析】解：AB、在一次“上引”和“下放”过程中，重心上升或下降的高度相同，而在“上引”过程中人克服重力做功，“下放”过程中重力做正功，两者之和为零，故一次引体向上过程中重力对人做功为零，故时间内，重力做的总功为零，故AB错误；
CD、该同学在某次“上引”过程中，克服重力做功，一次“上引”过程中经历的时间，所以在一次“上引”过程中，克服重力做功的平均功率，故C正确。下降过程初末速度均为零，所以重力的功率先增加再减小，故D错。
故选：C。
单杠对人的作用力作用在手上，在“上引”或“下放”过程中，人的手没有发生位移，故单杠对人的作用力不做功，在“上引”过程中重力对人做负功，“下放”过程中重力对人做正功，一个完整的引起向上，重力对做的总功为零，根据运动时间计算一次“上引”过程中克服重力所做的功，并根据平均功率公式求得平均功率，根据计算瞬时功率。
本题主要考，同时理解F和L的含义，理解重力做功的特点，在计算平均功率时利用公式，计算瞬时功率使用公式。
 

5.【答案】B 

【解析】解：热气球向上做匀速运动，当小球与热气球底部距离最大时，此时小球相对热气球的速度为零，但相对地面的速度向上，动能不为零，相对地面继续向上运动，重力势能不是最大，故ACD错误，B正确。
故选：B。
小球相对电梯速度为零，由于电梯向上做匀速运动，此时小球相对地面具有向上的速度，小球相对地面继续向上做减速运动即可判断。
本题主要考查了相对参考系，把相对电梯转化为相对地面的运动即可判断。
 

6.【答案】D 

【解析】解：A、a是地球同步卫星，其轨道平面在赤道平面，运行周期与地球自转周期相等，为24小时，不会经过北京正上空，故A错误；
BD、设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M。人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：，解得，a、b、c三颗卫星的r相等，则周期相等，都是24小时，故B错误，D正确；
C、为卫星绕地球运行的最大环绕速度，卫星b的运行速率小于，故C错误。
故选：D。
a是地球同步卫星，其轨道平面必须在赤道平面，运行周期与地球自转周期相等；根据万有引力提供向心力求得各量的表达式，比较速率和周期的大小。
解决本题的关键要掌握万有引力提供向心力这一思路，得到相关物理量的关系式，要明确地球同步卫星的轨道平面必须位于赤道平面。
 

7.【答案】BD 

【解析】解：A、根据万有引力提供向心力可得，等式左右两侧的m直接约去，不能求出核心舱的质量，故A错误；
B、再根据，能求出地球的密度，故B正确；
C、题中有核心舱的周期，能求出核心舱的角速度，不能求出地球的公转角速度，故C错误；
D、同步卫星的周期为24小时，周期越大，轨道半径越大，因此核心舱的轨道半径小于同步卫星，故D正确。
故选：BD。
核心舱的质量被约去，无法计算，根据万有引力提供向心力可解得地球的质量与重力加速度，根据密度公式可解得地球平均密度。
本题考查万有引力的应用，解题关键掌握密度的计算，注意根据牛顿第二定律可知万有引力提供向心加速度。
 

8.【答案】ABD 

【解析】解：A、两个物体中，速度大的质量可能很小，动能不一定大，故A正确；
B、某一过程中物体的速度变化，如果只是速度方向变化，速度大小不变，其动能不变，故B正确；
C、做匀速圆周运动的物体，动能不变，但合力总是指向圆心，不处于平衡态，故C错误；
D、一定质量的物体，动能变化，则速度的大小一定变化，所以速度一定变化；速度变化时，动能不一定变化，如只是速度方向改变，大小不变，动能还是不变，故D正确。
故选：ABD。
动能表达式可确定动能与质量和速度有关；动能为标量，与速度方向无关。
本题主要考查了动能的表达式，解题关键是掌握动能与质量和速度有关，动能为标量，速度变化，动能不一定变化。
 

9.【答案】BC 

【解析】解：A、时间内汽车做匀加速运动，功率一直增加，故A错误；
B、图像斜率表示加速度，斜率先保持不变然后减小到零再保持不变，可知时刻的加速度大于时刻的加速度，故B正确；
C、图像下方与横轴所围面积表示位移，若匀加速运动，位移为，由图可知图像面积大于匀加速的面积，故时间内的位移大于，故C正确；
D、根据动能定理有时间内汽车牵引力和阻力做功的和为，故D错误。
故选：BC。
由图可知汽车是以恒定的加速度启动的，由于牵引力不变，汽车的实际功率在增加，此过程汽车做匀加速运动，对应图中时间段；当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，对应图中时间段；
当牵引力减小到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值，也就是时刻之后；根据图像斜率、面积和动能定理分析问题即可。
本题以机车启动为背景考查动能定理的应用，解题关键是通过图像分析汽车的运动情况，注意图像斜率和面积的含义。
 

10.【答案】BCD 

【解析】解：AB、甲图中在物体A压缩弹簧的过程中，弹簧和物体A组成的系统只有重力和弹力做功，系统机械能守恒。但对于单个物体A，除了重力外受到的弹力对其做负功，A的机械能减小，故A错误，B正确；
C、乙图中在下降过程中，受绳子拉力做负功，所以的机械能减小，受绳子拉力做正功，的机械能增加，故C正确；
D、两个物体组成的系统中只有动能和重力势能相互转化，所以系统机械能总量守恒，故D正确。
故选：BCD。
当只有重力做功或弹簧的弹力做功时，系统的机械能守恒，根据机械能守恒的条件逐项进行分析判断。
解决本题的关键是掌握判断机械能守恒的条件，判断的方法：1、看物体或系统是否只有重力或弹力做功，2、看系统内物体动能和势能之和是否保持不变。
 

11.【答案】打点计时器与纸带之间摩擦的影响  在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒  偏小 

【解析】解：、为了减小阻力的影响，重物选择密度大，而体积较小的金属球，故A错误；
B、验证机械能守恒，即验证重物动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，所以不需要用天平测量重物的质量；时间可以根据纸带上的点迹，通过数间隔得出，不需要秒表，所以秒表和天平都不需要，故B错误；
C、实验中应先接通电源，然后释放纸带，故C正确；
D、若用计算速度，实际上就默认了机械能守恒，故D正确；
故选：CD。
重物做匀加速直线运动，根据一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知标记为4的点瞬时速度为
，
重锤动能
，
重锤的重力势能减少量
，
二者不相等的原因是气阻力或打点计时器与纸带之间摩擦的影响等，实验结论是在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒。
利用得
，
若实际打点频率是60Hz，则打点周期偏小，若计算时还用50Hz计算则测出的重力加速度相比真实值偏小。
故答案为：；；；空气阻力或打点计时器与纸带之间摩擦的影响等写出一条即可；在误差允许的范围内，重锤的机械能守恒  ；偏小
用自由落体运动运动需要验证的方程是：，可知不需要测量重物的质量m，为保证重物做自由落体运动，必须保证计时器的两限位孔在同一竖直线上且重物的质量要大体积要小，这样才能保证物体做自由落体运动。操作时，释放纸带前，重物应靠近打点计时器。机械能等于重力势能与动能之和；
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，从而求出动能。根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值。
由逐差法可求重力加速度，根据实验原理分析实验误差。
解决本题的关键知道实验的原理，通过原理确定所需测量的物理量，以及知道实验中的注意事项，在平时的学习中，需加以总结，要熟记求纸带上某点瞬时速度的求法。
 

12.【答案】解：内雪橇和小孩的位移为
代入数据可得：
拉力F的水平分量为
根据做功的表达式可知
末雪橇的速度为
代入数据可得：
雪橇和小孩质量相等，均设为m，对二者整体应用牛顿第二定律可得

代入数据可得：
根据功率的表达式
答：内拉力对雪橇和小孩做的功是640J；
末地面与雪橇间摩擦力的瞬时功率为80W。 

【解析】先计算8s内雪橇的位移和8s末的速度，根据牛顿第二定律求得摩擦力，再有公式计算摩擦力做的功；8s末拉力的瞬时功率。
本题考查做功和功率，涉及到位移和速度的计算。解题关键是分清平均功率和瞬时功率，属于基础简单题目。
 

13.【答案】解：设恒星A和B的质量分别和，由万有引力提供向心力
对A，有
解得：
对B，有
解得：
因此双星的质量之和为
设绕A运动的卫星质量为m，轨道半径为r，根据万有引力提供向心力
解得：，将中所求
代入上式得：
答：求恒星A和B的质量之和为；
若A也有一颗周期为的卫星，其轨道半径为。 

【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；
根据万有引力提供向心力可求行星A的卫星的轨道半径。
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．
 

14.【答案】解：小球从A到B做平抛运动，竖直高度差

由动能定理得

解得：；
小球在D点所受合力提供向心力

又由于

联立解得：；
从A到D全程应用动能定理得

整理得：。
答：小球到B点时的速度大小为；
小球在D点时动能为；
小球在圆管内运动过程中克服阻力做的功为。 

【解析】小球从A到B做平抛运动，根据动能定理列式可求；
在D点，由向心力公式求得在D点的速度，再动能公式可求；
从A到D全过程由动能定理可求得克服阻力做的功。
本题考查向心力公式和动能定理的应用，要注意正确选择物理过程，明确物理规律的应用求解。