黑龙江省牡丹江市海林市朝鲜族中学2022-2023学年高一下学期第二次月考物理（选考）试卷及答案

黑龙江省海林市朝鲜族中学2022-2023学年度第二学期（选考题） 高一学年 物理学科 第二次考试

一、单选题（每小题3分，共48分）

1、(3分)人类对太阳系中行星运动规律的探索过程中，曾有擅长观测的科学家通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，在此基础上有位擅长数学推理的科学家，认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三大定律，揭示了行星运动的规律.观测记录行星公转的大量数据以及发现行星运动三大定律的科学家分别是(   )

A.托勒密、第谷 B.第谷、开普勒 C.哥白尼、托勒密 D.哥白尼、开普勒

2、(3分)火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知(   )

A.太阳位于木星运行轨道的中心

B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

3、(3分)如图，为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积，由开普勒行星运动定律可知(   )

A. B. 

C. D.

4、(3分)中国公布了载人登月计划，时间指向2030年，计划使用两枚CZ-5DY火箭！自2004年正式启动以来，嫦娥探月工程取得了“嫦娥一号、二号、三号、四号、五号”共计5次任务的连战捷报.“嫦娥一号”质量约为2350 kg，稳定轨道距月球表面200 km；“嫦娥二号”质量约为2480 kg，着陆前的稳定圆形轨道距月球表面100 km，对月球的观测更清晰，则下列判断错误的是(   )

A.“嫦娥二号”比“嫦娥一号”运行周期小

B.“嫦娥二号”比“嫦娥一号”运行速度小

C.“嫦娥二号”比“嫦娥一号”运行时向心加速度大

D.“嫦娥二号”比“嫦娥一号”运行时向心力大

5、(3分)太阳系中两行星运行周期之比为1:8，则两行星运行轨道的半长轴之比为(   )

A.1:2 B.1:4 C. D.

6、(3分)根据开普勒行星运动定律，行星P在图中四个位置，哪个位置处运动速度最大(   )

A.a点 B.b点

C.c点 D.d点

7、(3分)如图所示，B为地球同步卫星，A是另一颗与B处在同一平面的卫星，已知地球的质量为M、半径为R、自转周期为T，引力常量为G。则(   )

A.卫星A的角速度大于卫星B的角速度

B.卫星A的线速度大于卫星B的线速度

C.卫星A离地面的高度大于

D.同步卫星B的向心加速度为

8、(3分)下列关于万有引力定律的说法中正确的是(   )

A.公式中的G是一个比例系数，它没有单位

B.公式中的G是引力恒量，这是由实验得出的而不是人为规定的

C.当两物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大

D.两个物体间的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力

9、(3分)某人造卫星绕地球沿如图所示的椭圆轨道运动，a、b、c、d为椭圆轨道上的四个点，该人造卫星在四个点上所受地球万有引力最小的是(   )

A.a点 

B.b点 

C.c点 

D.d点

10、(3分)2021年4月29日，中国空间站“天和”核心舱发射升空，准确进入预定轨道。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆形轨道，轨道半径约为6800km，核心舱绕地球飞行的速度约为7.7km/s。发射升空过程中，核心舱与地球之间的万有引力(   )

A.变小  B.变大

C.先变大后变小  D.先变小后变大

11、(3分)我国航天员翟志刚打开神舟七号载人飞船轨道舱舱门，首度实施空间出舱活动，茫茫太空第一次留下中国人的足迹，如果轨道舱在半径为r的圆形轨道运行，万有引力常量为G，地球质量为M，那么运行速度为(   )

A. B. C. D.

12、(3分)2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭成功发射了探月工程嫦娥五号探测器，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。假设“嫦娥五号”在月球着陆前，先在距离月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，测得t时间内转过的圆心角为θ，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法中正确的是(   )

A.“嫦娥五号”的线速度大小为 B.“嫦娥五号”的运行周期为

C.月球的质量是 D.月球的质量是

13、(3分)2022年6月5日，“神舟十四号”载人飞船与“天和”核心舱成功对接。如图所示，虚线Ⅰ为载人飞船对接前的轨道，实线Ⅱ为核心舱运行的圆轨道，两者对接于A点。下列说法正确的是(   )

A.核心舱在轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s

B.飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期

C.若引力常量已知，利用轨道Ⅱ的周期和半径可以算出地球的质量

D.飞船沿轨道Ⅰ运行至A点时，斋减速才能与核心舱成功对接

14、(3分)如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体。B、C是在赤道平面内的两颗人造卫星，B是地球同步卫星。下列关系正确的是(   )

A.物体A随地球自转的线速度大于卫星B的线速度 

B.卫星B的角速度小于卫星C的角速度 

C.物体随地球自转的周期大于卫星C的周期 

D.物体A随地球自转的向心加速度小于卫星B的向心加速度

15、(3分)2021年5月15日，我国自主研制的火星探测器“天问一号”着陆火星。如图所示，着陆火星前探测器成功进入环火星椭圆轨道，然后实施近火星制动，顺利完成“太空刹车”，被火星捕获，进入环火星圆形轨道，准备登陆火星。关于“天问一号”探测器，下列说法正确的是(   )

A.探测器在椭圆轨道运行时，过P点的速度小于过Q点的速度 

B.探测器由椭圆轨道进入圆形轨道应该在P点加速 

C.探测器在椭圆轨道和圆形轨道上正常运行时通过P点的加速度相等 

D.探测器在椭圆轨道运行的周期比圆形轨道的周期小

16、(3分)经典力学有一定的局限性。当物体以下列速度运动时，经典力学不再适用的是(   )

A. B. C. D.

二、多选题（每小题5分，共20分）

17、(5分)甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有(   )

A.由可知，甲的速度是乙的倍 

B.由可知，甲的向心加速度是乙的2倍

C.由可知，甲的向心力是乙的 

D.由可知，甲的周期是乙的倍

18、(5分)宇宙中两颗靠得比较近的星体,只受到彼此之间的万有引力而互相绕转,称之为双星系统.设某双星系统中的两星球绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示.若,则(   )

A.星球A的角速度一定大于星球B的角速度

B.星球A的质量一定小于星球B的质量

C.若双星间距离一定,双星的总质量越大,其转动周期越大

D.若双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大

19、(5分)如图，某卫星在轨道1上绕地球做速圆周运动，运动到A点时加速，之后在椭圆轨道2上绕地球运动，下列说法正确的是(   )

A.卫星在轨道1上的速度一定比在轨道2上的速度大

B.卫星在轨道1上的加速度一定比在轨道2上的加速度大

C.卫星在轨道1上的运动周期一定比在轨道2上的运动周期小

D.卫星在轨道1上的机械能一定比在轨道2上的机械能小

20、(5分)关于万有引力定律，下列说法不正确的是(   )

A.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的

B.两个物体间的万有引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力

C.中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的

D.万有引力定律适用于任意两个物体之间

三、填空题(共12分)

21、(3分)假设地球和木星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于木星到太阳的距离，那么地球公转周期___________木星的公转周期；地球公转的角速度___________木星公转的角速度。（均选填“小于”或“大于”）

22、(3分)如图所示，某行星绕太阳运动的轨道是椭圆。A点是轨道上距太阳最近的位置，B点是轨道上距太阳最远的位置。太阳位于椭圆其中的一个______上；行星在A点时的线速度______（填“大于”“小于”或“等于”）在B点时的线速度；行星在A点时的角速度______（填“大于”“小于”或“等于”）在B点时角速度。

23、(3分)若两颗人造地球卫星的周期之比为，则它们的轨道半径之比________，向心加速度之比________.

24、(3分)2006年2月10日，中国航天局确定中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，月地之间的万有引力将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的周期将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；月球绕地球运动的向心加速度将___________（选填“变小”、“变大”、“不变”）；

四、实验题(共6分)

25、(6分)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上．宇宙飞船上备有以下实验仪器：

A．弹簧测力计一个          B．精确秒表一只 

C．天平一台(附砝码一套)    D．物体一个

为测定该行星的质量M和半径R，宇航员在绕行及着陆后各进行了一次测量，依据测量数据可求出M和R(已知引力常量为G)．

1.绕行时测量所用的仪器为________(用仪器的字母序号表示)，所测物理量为________．

2.着陆后测量所用的仪器为A、C、D，所测物理量为物体质量m、重力F．用测量数据求该行星的半径R＝________.

五、计算题(共20分)

26、(10分)土星是太阳系中第二大行星，也是一个气态巨行星，图示为绕土星飞行的飞行器近距离拍摄的土星表面的气体涡旋。假设飞行器绕土星做匀速圆周运动，距离土星表面高度为h。土星可视为均匀球体，已知土星质量为M，半径为R，引力常量为G。求：
 

（1）土星表面的重力加速度g；

（2）飞行器的运行速度v；

27、(10分)一种氢气燃料的汽车，质量为，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求：

（1）汽车的最大行驶速度；

（2）当速度为7m/s时，汽车牵引力的瞬时功率。

参考答案

1、答案：B

解析：第谷通过长期观测记录了各行星环绕太阳运动（公转）的大量数据，开普勒认为行星公转轨道应该是椭圆，然后通过数学推理，发现了行星运动三定律，故选B。

2、答案：C

解析：开普勒第一定律的内容:所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太阳处于椭圆的一个焦点上,故A错误。火星和木星绕太阳运动的轨道为椭圆,行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化,故B错误。若行星的公转周期为T,则,常数k,与行星无关,与中心天体有关,故C正确。开普勒第二定律的内容:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,是对同一个行星而言,故D错误。

3、答案：D

解析：根据开普勒第二定律可知，行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积相等，则有，故选D。

4、答案：B

解析：由题知，“嫦娥二号”轨道半径较小，由开普勒第三定律可得，“嫦娥二号”运行周期较小，故A不符合题意；由万有引力提供向心力得，得，“嫦娥二号”轨道半径较小，运行速度较大，故B符合题意；由得，“嫦娥二号”轨道半径较小，向心加速度较大，故C不符合题意；，“嫦娥二号”轨道半径较小，质量较大，则其向心力较大，故D不符合题意.

5、答案：B

解析：根据开普勒第三定律可知，太阳系中两行星运行周期之比为1:8，代入数据解得两行星运行轨道的半长轴之比，故ACD错误，B正确；

故选：B。

6、答案：D

解析：开普勒第二定律又称为面积定律，指行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，行星离太阳越近，其运动速度越快，故点速度最大，故D正确，ABC错误。

故选：D。

7、答案：C

解析：A.由开普勒第三定律知卫星A的周期大于卫星B的周期，则卫星A的角速度小于卫星B的角速度，A错误；

B.由

解得

可知，半径越大，速度越小，因此卫星A的线速度小于卫星B的线速度，B错误；

C.设同步卫星B距地面的高度为h，则

联立解得

又卫星A的轨道半径比卫星B的大，所以卫星A离地面的高度比B大，C正确；

D.对于同步卫星B，由

联立解得

D错误。

故选C。

8、答案：B

解析：A、公式中的G是一个比例系数，由公式知G的单位是，故A错误。

B、公式中的G是引力恒量，G值首先是由卡文迪许测出的，而不是人为规定的，所以B选项是正确的。

C、公式适用于质点间引力的计算，当两物体间的距离r趋于零时，物体不能看成质点，该公式不再适用，所以得不出万有引力趋于无穷大的结论。故C错误。

D、两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力。故D错误。

所以B选项是正确的。

9、答案：A

解析：根据万有引力公式

可知，卫星与地球间的距离越大，受到的万有引力越小，故在a点受力最小。

故选A。

10、答案：A

解析：发射升空过程中，核心舱相对地球表面的高度H越来越大，设地球的质量为M，地球的半径为R，核心舱的质量为m，核心舱与地球之间的万有引力为

可知核心舱与地球之间的万有引力随高度的增大而减小，选项A正确，BCD错误；

故选A。

11、答案：D

解析：由题意知根据万有引力提供向心力得

解得运行速度为

故D正确，ABC错误。

故选D。

12、答案：C

解析：A.根据角速度定义式，有

根据线速度与角速度的关系，有

故A错误；

B.根据周期公式，有

故B错误；

C.根据万有引力提供向心力，有

解得

故C正确；

D.根据上一选项分析，可知D错误。

故选C。

13、答案：C

解析：A、7.9km/s是所有绕地球做圆周运动卫星的最大环绕速度，则核心舱在轨道Ⅱ上运行的速度小于7.9km/s，故A错误；B、根据开普勒第三定律：可知，在轨道Ⅰ上运行的半长轴小于在轨道Ⅱ上运行的轨道半径，则飞船在轨道I上运行的周期小于在轨道Ⅱ上运行的周期，故B错误；C、飞船在轨道Ⅱ上，万有引力提供向心力，，解得地球质量：，若引力常量已知，利用轨道Ⅱ周期和半径可以算出地球的质量，故C正确；D、根据卫星变轨原理，在轨道Ⅰ上A点要加速做离心运动才能进入轨道Ⅱ，故D错误；故选：C。

14、答案：D

解析：A项，A、C运动的角速度相等，由于，由可知，；由万有引力定律可得，可得：，由于，则，则，故A项错误。

B项，由万有引力定律可得：，可得：，由于，则，故B项错误；

C项，A、C运动的角速度相等，则物体A随地球自转的周期等于卫星C的周期，故C项错误。

D项，由于物体A随地球自转的周期等于卫星C的周期，同时，由可知，，故D项正确；

综上所述，本题正确答案为D。

15、答案：C

解析：A.根据开普勒第二定律可知近火星点速度大远火星点速度小，选项A错误；

B.由环火星椭圆轨道进入环火星圆形轨道应该在P点减速，由离心运动变为圆周运动，速度要变小，选项B错误；

C.在同一点万有引力产生加速度，加速度相等，选项C正确；

D.由开普勒第三定律可知，轨道半径大的周期大，选项D错误。

故选C。

16、答案：D

解析：经典力学只适用于宏观、低速运动的物体，对微观、高速（接近光速）运动的物体不再适用，故ABC错误，D正确。

故选D。

17、答案：CD

解析：由可知，在离地不同高度处重力加速度不同，而A项推论误将g作为一个常量，故A项所得结果错误。同理由可知卫星在不同轨道上运行的角速度不同，B项将ω作为常量做出的推论也是错误的。由万有引力定律可知C项正确。由可得，可见是一个只与地球质量有关的物理量，故D项由此所得推论是正确的。

18、答案：BD

解析：双星靠相互间的万有引力提供向心力,具有相同的角速度,根据万有引力提供向心力得,因为,所以,即星球A的质量一定小于星球B的质量,故A错误,B正确;根据万有引力提供向心力有,解得周期为,由此可知双星间距离一定,双星的总质量越大,其转动周期越小,故C错误;根据可知,双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大,故D正确.

19、答案：CD

解析：卫星在轨道1上A点的速度比在轨道2上A的速度小，A项错误；卫星在轨道1上A点的加速度和在轨道2上A点的加速度一样大，B项错误；由开普勒第三定律可知，C项正确；由于从轨道1变轨到轨道2，需要在A点加速，发动机做正功，机械能增加，D项正确。

20、答案：BD

解析：A.根据万有引力定律的建立过程可以知道，万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的，A选项正确，不符合题意；

B.两个物体间的万有引力是作用力和反作用力关系，不是一对平衡力，B选项错误，符合题意；

C.G为引力常量，是卡文迪什第一次通过实验测出了它的值，不是人为规定的，C选项正确，不符合题意；

D.自然界中任意两个物体之间都存在万有引力，万有引力定律公式只适用于质点间引力的大小，故D错误，符合题意。

故选BD。

21、答案：小于；大于

解析：根据开普勒第三定律

由于地球到太阳的距离小于木星到太阳的距离，则地球公转周期小于木星的公转周期。

根据周期与角速度的关系

可知地球公转的角速度大于木星公转的角速度。

22、答案：焦点；大于；大于

解析：根据开普勒第一定律可知，行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆其中的一个焦点上；

根据开普勒第二定律分析可得，行星在A点时的线速度大于在B点时的线速度；行星在A点时的角速度大于在B点时角速度。

23、答案：;

解析：由开普勒定律，.由牛顿第二定律，，向心加速度之比。

24、答案：变大；变大；变小

解析：根据万有引力定律

根据题意可知，M与m总和不变，但M减小，m增大，则根据数学知识可知，F变大。

根据万有引力提供向心力

因为M减小，则T变大。

根据万有引力提供向心力

因为M减小，则a变小。

25、答案：1.B;周期T  　2.　

解析：

26、答案：（1）

（2）

（3）

解析：（1）在土星表面，物体的重力等于其所受的万有引力，有

可得
（2）由万有引力提供飞行器绕土星做匀速圆周运动的向心力，有

可得
（3）土星同步卫星绕土星做匀速圆周运动的周期等于土星的自转周期，根据万有引力能供向心力，有
解得

27、答案：（1）40m/s

（2）28kW

（3）

（4）55s

解析：（1）汽车的最大行驶速度

（2）设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为，由

得

由

得

当速度为7m/s时，牵引力的瞬时功率为

（3）当速度为32m/s时，处于恒定功率启动阶段，设牵引力为，加速度为，则有

由

得

（4）匀加速阶段的时间为

恒定功率启动阶段的时间设为，由动能定理

得

所以总的时间为