江苏省苏州市高新区重点中学2022-2023学年高一3月月考物理试题(含解析)

文档属性

名称 江苏省苏州市高新区重点中学2022-2023学年高一3月月考物理试题(含解析)
格式 zip
文件大小 2.3MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2023-04-12 13:03:37

文档简介

苏州高新区第一中学教育集团
2022-2023学年第二学期 三月月考
高一物理
(时间 75分钟 满分100分)
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共计44分。
1. 下列论述符合物理史实的是( )
A. 伽利略发现了行星的运动规律
B. 开普勒发现了万有引力定律
C. 卡文迪许首先在实验室里测出了万有引力常量
D. 牛顿根据万有引力定律发现了海王星和冥王星
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.开普勒首先发现了行星的运动规律,故A错误;
B.牛顿发现了万有引力定律,故B错误;
C.卡文迪许首先在实验室里测出了万有引力常量数值,故C正确;
D.亚当斯和勒威耶发现了海王星,克莱德 汤博发现了冥王星,故D错误。
故选C。
2. 卫星定位导航系统使人们可以更顺利地到达目的地,我国“北斗三号”导航系统的收官之星是地球静止轨道卫星,其轨道半径约为地球半径的7倍,则该地球静止轨道卫星(  )
A. 发射速度一定大于11.2 km/s B. 线速度一定小于7.9 km/s
C. 轨道可能是椭圆 D. 可以经过苏州正上空
【答案】B
【解析】
【详解】A.11.2km/s是第二宇宙速度,是卫星逃离地球引力的速度,轨道卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度,故A错误;
B.因为7.9 km/s为第一宇宙速度,与地表环绕速度相等,而根据
可得
可知随着轨道半径增大,线速度减小,因此静止轨道卫星线速度一定小于7.9 km/s,故B正确;
C.因为地球静止轨道卫星相对于地球静止,运行周期等于地球自转周期,其轨道一定是圆,故C错误;
D.地球静止轨道卫星在赤道平面上,因此不可能经过苏州上空,故D错误。
故选B。
3. 登月舱在离月球表面112km的高空圆轨道上,环绕月球做匀速圆周运动,运动周期为120.5min,月球的半径约为1.7×103km,不考虑地球对登月舱的作用力,引力常量G=6.67 ×10-11N·m2/kg2则月球质量约为(  )
A. 6.7 ×1022kg B. 6.7 ×1023 kg C. 6.7 ×1024kg D. 6.7×1025 kg
【答案】A
【解析】
【详解】由题意可知:h=112km=1.12×105m,T=120.5min=7230s,R=1.7×103km=1.7×106m,设月球的质量为M,登月舱的质量为m,由月球对登月舱的引力提供向心力。可得
可有
代入数据解得
M=6.7×1022kg
A正确,BCD错误。
故选A。
4. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证(  )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
【答案】B
【解析】
【详解】A.设月球质量为,地球质量为M,苹果质量为,则月球受到的万有引力为
苹果受到的万有引力为
由于月球质量和苹果质量之间的关系未知,故二者之间万有引力的关系无法确定,故选项A错误;
B.根据牛顿第二定律

整理可以得到
故选项B正确;
C.在地球表面处
在月球表面处
由于地球、月球本身的半径大小、质量大小关系未知,故无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故选项C错误;
D由C可知,无法求出月球表面和地面表面重力加速度的关系,故无法求出苹果在月球表面受到的引力与地球表面引力之间的关系,故选项D错误。
故选B。
5. 科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为(太阳到地球的距离为)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】可以近似把S2看成匀速圆周运动,由图可知,S2绕黑洞的周期T=16年,地球的公转周期T0=1年,S2绕黑洞做圆周运动的半径r与地球绕太阳做圆周运动的半径R关系是
地球绕太阳的向心力由太阳对地球的引力提供,由向心力公式可知
解得太阳的质量为
同理S2绕黑洞的向心力由黑洞对它的万有引力提供,由向心力公式可知
解得黑洞的质量为
综上可得
故选B。
6. 如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速传送至高处,在此过程中,下述说法正确的是(  )
A. 摩擦力对物体做正功
B. 支持力对物体做正功
C. 重力对物体做正功
D. 合外力对物体做正功
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.摩擦力方向平行皮带向上,与物体运动方向相同,故摩擦力做正功,A正确;
B.支持力始终垂直于速度方向,不做功,B错误;
C.重力对物体做负功,C错误;
D.合外力为零,做功为零,D错误。
故选A。
7. 汽车在平直公路上行驶,它受到阻力大小不变,若发动机的功率保持恒定,汽车在加速行驶的过程中,它的牵引力F和加速度a的变化情况是( )
A. F逐渐减小,a逐渐增大
B. F逐渐减小,a也逐渐减小
C. F逐渐增大,a逐渐减小
D. F逐渐增大,a也逐渐增大
【答案】B
【解析】
【详解】汽车加速行驶,根据功率与牵引力的关系:
发动机的功率保持恒定,故牵引力随汽车速度增大而减小,而根据牛顿第二定律可知:
随牵引力减小而减小,故B正确,ACD错误。
故选B。
8. 如图所示,人通过滑轮将质量为m的物体,沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h时,速度为v。则在此过程中( )
A. 物体所受的合力做功等于 B. 物体所受的合力做功等于
C. 人的拉力做功等于 D. 人的拉力做功小于
【答案】B
【解析】
【详解】AB.根据动能定理,物体所受的合力做功等于物体的动能变化量,即为,故A错误,B正确;
CD.根据动能定理
则人的拉力做功等于
故CD错误。
故选B。
9. 一物体被水平抛出后,重力做功50J,同时克服阻力做功20J,则下列说法正确的是(  )
A. 物体重力势能增加了50J B. 物体动能增加了30J
C. 物体重力势能减少了20J D. 物体动能减少了20J
【答案】B
【解析】
【详解】AC.重力做功50J,可知重力势能减少50J,AC错误;
BD.重力做功50J,同时克服阻力做功20J,可知合外力做功为30J,根据动能定理可得物体动能增加了30J,B正确,D错误。
故选B。
10. 质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图所示,则物体返回到出发点时的动能为(取g=10 m/s2)(  )
A. 34 J B. 56 J C. 92 J D. 196 J
【答案】A
【解析】
【详解】物体上滑过程中重力与摩擦力都做负功,由动能定理得-mgx·sin 30°-Ff x=0-E0;下滑的过程中重力做正功,摩擦力做负功,得mgx·sin 30°-Ff x=Ek-0,将E0=196J,x=11.5m,代入得Ek=34 J,故选项A正确.
11. 如图所示,小明用一根轻绳以拉力F拉动木箱,当绳子与水平方向成θ角时,木箱能沿水平面做匀速直线运动。若增大θ角,而保持木箱运动的速度不变,以下说法中正确的是(  )
A. 木箱所受的合力增大
B. 木箱所受到的摩擦力一定增大
C. 拉力F一定增大
D. 拉力F的功率一定减少
【答案】D
【解析】
【详解】A.木箱一直做匀速直线运动,受力平衡,合外力始终为0,A错误;
B.对木箱受力分析如图,因为,所以可得与的合力方向不变,将与合成一个力,可知该力与拉力F以及重力mg构成一个封闭的三角形如图,根据图中可知当角增大时,与合力在减小,可得与都在减小,B错误;
C.根据图中可得当F垂直和的合力方向时有最小值,若开始时F与和的合力方向夹角大于时,可知拉力F先减小后增大,C错误;
D.对木箱受力分析,竖直方向有
水平方向有
联立可得
拉力F的功率为
故当速度不变,变大时,可知减小,D正确。
故选D
二、非选择题:共5题,共56分。解答时请写必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 一颗质量为m的卫星在离地球表面一定高度的轨道上绕地球做圆周运动,若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1:9,求:
(1)卫星的轨道半径r;
(2)卫星的动能Ek。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)在地球表面
卫星做圆周运动,根据牛顿第二定律
由于卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1:9,则
则卫星的轨道半径
(2)卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力
可解得卫星的动能为
13. 2022年4月17日下午3时,国务院新闻办公室举行新闻发布会介绍了中国空间站建造进展情况。根据任务计划安排,今年将实施6次飞行任务,完成我国空间站在轨建造,并将于6月发射神舟十四号载人飞船,3名航天员进驻核心舱并在轨驻留6个月。假设神舟十四号在飞行的过程中绕地球圆轨道运行,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,飞船绕地球运行的周期为T,求:
(1)飞船离地面高度h;
(2)如图所示,卫星A与神舟十四号B在同一轨道平面,已知卫星A运行方向与B相同,A轨道半径为B的2倍,某时刻A、B相距最近,则至少经过多长时间它们再一次相距最近。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)飞船绕地球圆轨道运行,根据万有引力提供向心力有
在地球表面,根据万有引力等于重力有
解得,飞船离地面的高度为
(2)根据开普勒第三定律有
解得
设经过t时间它们再一次相距最近,则有
解得
14. 如图所示,小明用与水平方向夹角的轻绳拉木箱,绳的拉力为,木箱由静止开始沿水平地面向右移动了一段距离,木箱的质量为,木箱受到地面的阻力,,求:
(1)绳的拉力及地面的阻力分别对木箱做的功;
(2)木箱前进时的动能;
(3)木箱前进时绳的拉力的瞬时功率。
【答案】(1)400J;-200J;(2)200J;(3)320W
【解析】
【详解】(1)由功的定义式有
(2)由动能定理有

(3)因为动能
可求得
则瞬时功率为
15. 如图所示,光滑水平面与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后,经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能沿轨道运动到C点,求:
(1)小球在最高点C的速度;
(2)小球在最低点B的速度;
(3)释放小球前弹簧的弹性势能;
(4)小球由B到C克服阻力做的功。
【答案】(1);(2);(3);(4)mgR
【解析】
【详解】(1)在最高点C时,根据牛顿第二定律有
解得
(2)根据牛顿第三定律可知,小球在最低点B时所受支持力大小为
根据牛顿第二定律有
解得
(3)根据机械能守恒定律可得释放小球前弹簧的弹性势能为
(4)设小球由B到C克服阻力做的功为W,根据动能定理有
解得
16. 如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车,正以10 m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v t图像如图乙所示(在t=15 s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小。求:
(1)汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1;
(2)汽车刚好到达B点时的加速度a;
(3)5秒到15秒内运动的位移。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题图乙可知,汽车在AB路段时做匀速直线运动,则有
代入数据联立解得
(2)由题意可知,时汽车处于平衡状态,则有
联立解得
时汽车开始做减速运动,由牛顿第二定律则有
解得
负号表示加速度方向与初速度方向相反。
(3)在5秒到15秒内,由动能定理得
代入数据解得苏州高新区第一中学教育集团
2022-2023学年第二学期 三月月考
高一物理
(时间 75分钟 满分100分)
一、单项选择题:本题共11小题,每小题4分,共计44分。
1. 下列论述符合物理史实的是( )
A. 伽利略发现了行星的运动规律
B. 开普勒发现了万有引力定律
C. 卡文迪许首先在实验室里测出了万有引力常量
D. 牛顿根据万有引力定律发现了海王星和冥王星
2. 卫星定位导航系统使人们可以更顺利地到达目的地,我国“北斗三号”导航系统的收官之星是地球静止轨道卫星,其轨道半径约为地球半径的7倍,则该地球静止轨道卫星(  )
A. 发射速度一定大于11.2 km/s B. 线速度一定小于7.9 km/s
C. 轨道可能是椭圆 D. 可以经过苏州正上空
3. 登月舱在离月球表面112km的高空圆轨道上,环绕月球做匀速圆周运动,运动周期为120.5min,月球的半径约为1.7×103km,不考虑地球对登月舱的作用力,引力常量G=6.67 ×10-11N·m2/kg2则月球质量约为(  )
A. 6.7 ×1022kg B. 6.7 ×1023 kg C. 6.7 ×1024kg D. 6.7×1025 kg
4. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证(  )
A. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的
B. 月球公转加速度约为苹果落向地面加速度的
C. 自由落体在月球表面加速度约为地球表面的
D. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
5. 科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测,给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴约为(太阳到地球的距离为)的椭圆,银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力,设太阳的质量为M,可以推测出该黑洞质量约为(  )
A. B. C. D.
6. 如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速传送至高处,在此过程中,下述说法正确的是(  )
A. 摩擦力对物体做正功
B 支持力对物体做正功
C. 重力对物体做正功
D. 合外力对物体做正功
7. 汽车在平直公路上行驶,它受到的阻力大小不变,若发动机的功率保持恒定,汽车在加速行驶的过程中,它的牵引力F和加速度a的变化情况是( )
A. F逐渐减小,a逐渐增大
B. F逐渐减小,a也逐渐减小
C. F逐渐增大,a逐渐减小
D. F逐渐增大,a也逐渐增大
8. 如图所示,人通过滑轮将质量为m的物体,沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面,物体上升的高度为h时,速度为v。则在此过程中( )
A. 物体所受的合力做功等于 B. 物体所受的合力做功等于
C. 人的拉力做功等于 D. 人的拉力做功小于
9. 一物体被水平抛出后,重力做功50J,同时克服阻力做功20J,则下列说法正确的是(  )
A. 物体重力势能增加了50J B. 物体动能增加了30J
C. 物体重力势能减少了20J D. 物体动能减少了20J
10. 质量为2 kg的物体以一定的初速度沿倾角为30°的斜面向上滑行,在向上滑行的过程中,其动能随位移的变化关系如图所示,则物体返回到出发点时的动能为(取g=10 m/s2)(  )
A. 34 J B. 56 J C. 92 J D. 196 J
11. 如图所示,小明用一根轻绳以拉力F拉动木箱,当绳子与水平方向成θ角时,木箱能沿水平面做匀速直线运动。若增大θ角,而保持木箱运动的速度不变,以下说法中正确的是(  )
A. 木箱所受的合力增大
B. 木箱所受到的摩擦力一定增大
C 拉力F一定增大
D. 拉力F的功率一定减少
二、非选择题:共5题,共56分。解答时请写必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分;有数值计算时,答案中必须明确写出数值和单位。
12. 一颗质量为m的卫星在离地球表面一定高度的轨道上绕地球做圆周运动,若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,卫星的向心加速度与地球表面的重力加速度大小之比为1:9,求:
(1)卫星的轨道半径r;
(2)卫星的动能Ek。
13. 2022年4月17日下午3时,国务院新闻办公室举行新闻发布会介绍了中国空间站建造进展情况。根据任务计划安排,今年将实施6次飞行任务,完成我国空间站在轨建造,并将于6月发射神舟十四号载人飞船,3名航天员进驻核心舱并在轨驻留6个月。假设神舟十四号在飞行的过程中绕地球圆轨道运行,地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,飞船绕地球运行的周期为T,求:
(1)飞船离地面的高度h;
(2)如图所示,卫星A与神舟十四号B在同一轨道平面,已知卫星A运行方向与B相同,A的轨道半径为B的2倍,某时刻A、B相距最近,则至少经过多长时间它们再一次相距最近。
14. 如图所示,小明用与水平方向夹角的轻绳拉木箱,绳的拉力为,木箱由静止开始沿水平地面向右移动了一段距离,木箱的质量为,木箱受到地面的阻力,,求:
(1)绳的拉力及地面的阻力分别对木箱做的功;
(2)木箱前进时的动能;
(3)木箱前进时绳的拉力的瞬时功率。
15. 如图所示,光滑水平面与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的小球将弹簧压缩至A处。小球从A处由静止释放被弹开后,经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能沿轨道运动到C点,求:
(1)小球在最高点C的速度;
(2)小球在最低点B的速度;
(3)释放小球前弹簧弹性势能;
(4)小球由B到C克服阻力做的功。
16. 如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车,正以10 m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v t图像如图乙所示(在t=15 s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20 kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小。求:
(1)汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1;
(2)汽车刚好到达B点时的加速度a;
(3)5秒到15秒内运动的位移。
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