河北省邯郸市鸡泽县第一中学2022-2023学年高一下学期第一次月考物理试题（含答案）

鸡泽县第一中学2022-2023学年高一下学期第一次月考
物理试题
第I卷（选择题）
一、单选题
1．转篮球是现在中学生很喜欢的一项运动娱乐项目，其中包含了许多物理知识。如图所示，假设某转球高手能让篮球在他的手指上（手指刚好在篮球的正下方）匀速转动，下列有关描述正确的是（　　）
A．篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处
B．篮球上离转动轴距离相等的各点速度相同
C．篮球上各点做圆周运动的角速度不相等
D．篮球上各点离转轴越近，做圆周运动的向心加速度越小
2．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（　　）
A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上
B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C．，该比值的大小与地球有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
3．在公路上开车经常会遇到凸形和凹形的路面。如图所示，一质量为m的汽车，通过凸形路面的最高处时对路面的压力为，通过凹形路面最低处时对路面的压力为，重力加速度为g，则（　　）
B．
C． D．
4．如图所示，力大小相等，物体运动的位移的方向与速度方向相同，几种情况下物体运动的位移也相同，下列关于做功的几种说法正确的是（　　）
A．因为有摩擦力存在，计算图甲中力做的功时，不能用计算
B．图乙中力做的功
C．图丙中力做的功
D．因为“功＝合力×位移×合力与位移夹角的余弦”，所以图丁中力做的功
5．如图所示，三颗质量均为m的地球卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．地球对一颗卫星的引力大小为
B．一颗卫星对地球的引力大小为
C．两颗卫星之间的引力大小为
D．三颗卫星对地球引力的合力大小为
6．2020珠峰高程测量登山队于北京时间5月27日上午11时整，成功登顶珠峰，人类首次在珠峰峰顶开展重力测量。如果忽略地球自转的影响，测得一个物体在峰底的重力为G1，在峰顶的重力为G2，峰底离地心的距离为R，则峰顶到峰底的高度为（　　）
A． B． C． D．
7．为方便残障人士乘坐，嘉兴市投用了配备轮椅专用停放区的新型纯电动公交车，如图所示。已知车和乘客总质量，车子保持额定功率沿水平路面行驶，行驶过程中所受阻力恒为车重的倍，则车子（　　）
A．启动阶段的加速度不变
B．受到的阻力为600N
C．最大行驶速度为300m/s
D．匀速行驶150km的过程中，牵引力做功
二、多选题
8．如图所示的皮带传动装置，主动轮上两轮的半径分别为和r，从动轮的半在为，A、B、C分别为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下列说法正确的是（　　）
A．A、B、C三点的线速度大小之比
B．A、B、C三点的线速度大小之比
C．A、B、C三点的角速度之比
D．A、B、C三点的角速度之比
9．如图，2022年1月22日，位于同步轨道的中国“实践21号”卫星将一颗位于同步轨道的失效的“北斗2号”卫星拖拽至距地面更远的“墓地轨道”（可视为圆轨道），此后“实践21号”又回归同步轨道，这标志着中国能够真正意义上实现“太空垃圾清理”。下列说法正确的是（　　）
A．“实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时需要点火加速
B．“实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时需要点火加速
C．“北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度
D．“北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期小于24小时
10．如图所示，质量、额定功率的玩具电动车在平直轨道上从A点由静止开始匀加速启动，加速度大小，到达B点时刚好达到最大速度。此后电动车保持额定功率不变沿BC段继续行驶，到达C点前以速度匀速运动。若电动车在AB段所受阻力，在BC段所受阻力为AB段所受阻力的2倍。下列说法正确的是（　　）
A．在AB段匀加速运动持续的时间为5s
B．电动车到达B点速度为
C．电动车速度是速度的2倍
D．在BC段当时，加速度大小为
第II卷（非选择题）
三、实验题
11．用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是___________。
A．建立物理模型法 B．控制变量法
C．等效法 D．放大法
（2）图示情境正在探究的是___________。
A．向心力的大小与半径的关系
B．向心力的大小与线速度大小的关系
C．向心力的大小与角速度大小的关系
D．向心力的大小与物体质量的关系
（3）若上图中铝球和钢球的质量比为1:2，则铝球与钢球的向心加速度之比为___________，受到的向心力之比为___________。
12．未来中国字航员将会登月成功，假设字航员在登月前后做了两次实验。
实验一：当宇宙飞船贴着月球表面做匀速圆周运动时，飞船中的宇航员用秒表测量飞船完成n圈的运动时间为t，万有引力常量为G。
实验二：已知月球的半径为R，假设字航员登上月球后，在月面让小球做自由落体运动，从静止开始下落的距离为时（N很大），测得小球的速度为v，回答下列问题：
（1）实验一测得宇宙飞船贴着月表做匀速圆周运动的周期为T=_______（用n、t来表示），月球的密度=______（用n、t、G来表示）；
（2）实验二测得月球表面的重力加速度为g月=________（用v、R、N来表示），月球的第一宇宙速度v月=________（用v、N来表示）。
四、解答题
13．如图，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高，质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为，重力加速度大小为g，求：
（1）质点滑到最低点Q时的速度大小；
（2）质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功。
14．如图所示，质量为的锤头从某一高度自由下落与木柱相撞后，两者一起下降，其速度随时间变化的关系图像恰好是与坐标轴相切的圆弧。木桩的质量、空气阻力均不计，重力加速度，取。求在这内锤头：
（1）受的合力所做功；
（2）重力势能的变化量。
15．如图所示为宇宙演化中的一种常见现象。中子星与恒星伴星构成一个双星系统，在中子星的强大引力下，恒星的物质被中子星吸走，被吸走的物质构成中子星的吸积盘，并在吸积盘中边旋转边向位于吸积盘中心的中子星坠落。吸积过程常伴随着X射线喷发，形成喷流。某时刻，设中子星质量为，伴星质量为，二者相距L并绕二者的质量中心做角速度相同的匀速圆周运动。引力常量为G。
（1）只考虑中子星与伴星间的万有引力，求此时该双星系统的角速度；
（2）研究吸积盘中质量为m的物质并视为刚性小球，在一段不太长的时间内该小球的运动可视为轨道半径为r的匀速圆周运动，只考虑中子星对它的万有引力，求该小球的公转周期T；
（3）将中子星视为以自转周期（通常为数毫秒到数十秒）高速自转的半径为（通常为几公里）的球体，为保证赤道处的物体被中子星的万有引力拉住而不被“甩出”，求中子星的最小平均密度。
高一物理月考试题参考答案：
1．D；2．A；3．B4．C
5．C【详解】AB．根据题意，由万有引力定律可得，地球与每一颗卫星之间的引力大小为故AB错误；
C．根据题意，由几何关系可得，两颗卫星之间的距离为
由万有引力定律可得，两颗卫星之间的引力大小为，故C正确；
D．卫星对地球的引力均沿卫星地球间的连线向外，由于三颗卫星质量大小相等，对地球的引力大小相等，又因为三颗卫星等间隔分布，根据几何关系可知，地球受到三个卫星的引力大小相等方向成角，所以合力为0，故D错误。故选C。
6．B【详解】如果忽略地球自转的影响，在峰底时满足，在峰顶时满足；
联立解得，B正确。故选B。
7．D【详解】A．由题意可知，该公交车以额定功率启动，有，，
启动过程中速度增大，所以由第一个式子可知，公交车的牵引力F减小，由第二个式子可知，加速度减小，故A错误；
B．因为阻力恒为车重的倍，有，故B错误；
C．当公交车的阻力等于牵引力时，公交车的速度达到最大值，有；解得
故C错误；
D．汽车匀速行驶时，其牵引力等于阻力，即，则牵引力做功
故D正确。故选D。
8．BC【详解】A B．B、C为同皮带传动，所以有，A、B点属于同轴传动，所以，又根据可得：，所以：，故A错误，B正确；
C D．根据线速度与角速度之关系有：，，得：，A、B点属于同轴传动，所以，所以：，故C正确，D错误；
故选BC。
9．AC【详解】由图可知，同步轨道的半径小于“墓地轨道”的半径
A．“实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时做离心运动，需要点火加速，故A正确；
B．“实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时做近心运动，需要点火减速，故B错误；
C．根据，可得：，可知“北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度，故C正确；
D．根据，可得：，同步轨道的周期为24小时，则“北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期大于24小时，故D错误。故选AC。
10．ACD【详解】A．根据题意，由牛顿第二定律有：，解得：，由公式可得：
由运动学公式可得，在AB段匀加速运动持续的时间为：，故A正确；
B．根据题意，电动车到达B点时刚好达到最大速度，此时，牵引力等于阻力，即，由公式可得：，故B错误；
C．根据题意，电动车到达C时刚好以速度做匀速运动，此时，牵引力等于阻力，即；由公式可得：，即电动车速度是速度的2倍，故C正确；
D．在BC段当时，由公式可得，此时的牵引力
由牛顿第二定律有：，解得：
即在BC段当时，加速度大小为，故D正确。
故选ACD。
11． B D 1:1 1:2
【详解】（1）[1] 探究做匀速圆周运动的物体所需要的向心力的大小与哪些因素有关。因涉及的物理量较多。故本实验采用科学方法是控制变量法，故选B。
（2）[2]从图示中可以看出两组实验采用的是不同质量的物体，所以探究的是向心力的大小与物体质量的关系。故选D。
（3）[3] [4]根据向心加速度和向心力的公式：；
由于线速度和半径相等，所以向心加速度之比为1:1；向心力之比为1:2。
【点睛】当实验涉及到多物理量时，采用控制变量法进行实验。
12． ； ； ；
【详解】（1）[1]由题意可得，飞船贴着月球表面做匀速圆周运动的周期为：
[2]由万有引力提供向心力可得：，
解得：
（2）[3]由题意及速度公式可得：，
[4]由：，可得：
对于月球上中质量为m0的物体，有；
13．（1）；（2）
【详解】（1）在Q点由牛顿第二定律：
解得：
（2）质点自P滑到Q的过程中，由动能定理得：
解得：
14．（1）；（2）
【详解】（1）根据动能定理可得，在这内锤头受的合力所做功为
（2）根据图像与横轴围成的面积表示位移，可得在这内锤头下落的高度为
在这内锤头的重力势能的变化量为：
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设中子星和伴星做匀速圆周运动的半径分别为r1和r2，则：
二者之间的万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力，即：
联立以上两式解得：
（2）对小球根据牛顿第二定律有：
解得：
（3）当赤道处质量为m′物体恰好不被甩出时，中子星质量有最小值M，根据牛顿第二定律有：
解得：
中子星的体积为：
所以中子星的最小平均密度为：