安徽省合肥市一六八中学2024-2025学年高一（下）第二次测试物理试卷（含解析）

安徽省合肥市一六八中学2024-2025学年高一（下）第二次测试物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.经典力学有一定的局限性和适用范围。下列运动适合用经典力学研究和解释的是( )
A. 氢原子内电子的运动 B. 飞船绕月球做圆周运动
C. 密度很大的中子星附近物体的运动 D. 宇宙探测器以接近光速远离地球的运动
2.如图所示，在加速向左运动的车厢中，一个人沿车前进方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是( )
A. 做正功 B. 做负功 C. 不做功 D. 无法确定
3.如图所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的倍，质量为火星的倍，不考虑行星自转的影响，则
A. 金星表面的重力加速度是火星的 B. 金星的第一宇宙速度是火星的
C. 金星绕太阳运动的加速度比火星小 D. 金星绕太阳运动的周期比火星大
4.神舟十五号载人飞船入轨后，于北京时间年月日时分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口。若神州十五号载人飞船绕地球的运动看作匀速圆周运动，周期为，离地高度为，已知地球半径为，引力常量为，则( )
A. 神州十五号载人飞船的运行速度大于
B. 地球的质量为
C. 地球表面重力加速度为
D. 若离地高度增大为，神州十五号载人飞船运行周期将会减小
5.“中国空间站”在距地面高左右的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上有非常稀薄的大气，因气体阻力的影响，轨道高度个月大概下降，空间站安装有发动机，可对轨道进行周期性修正。则下列说法中正确的是( )
A. “中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的周期大于地球同步卫星的周期
B. “中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的向心加速度大小稍大于
C. “中国空间站”在正常轨道上做圆周运动的线速度大小稍大于地球的第一宇宙速度
D. “中国空间站”修正轨道时，发动机应“向后喷火”使空间站加速，但进入目标轨道正常运行后的速度小于修正之前在较低轨道上的运行速度
6.在太空探测过程中，航天员乘飞船登陆了某星球，若航天员在星球表面将一个物体竖直向上以初速度抛出不计空气阻力，经过时间落回抛出点，已知该星球的半径为地球半径的倍，地球表面重力加速度为，则该星球与地球的平均密度之比为( )
A. B. C. D.
7.下列关于三种宇宙速度的说法正确的是( )
A. 第一宇宙速度，第二宇宙速度，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于，小于
B. 美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C. 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最大发射速度
D. 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
8.宇宙中有很多恒星组成的双星运动系统，两颗恒星仅在彼此的万有引力作用下，绕共同点做匀速圆周运动，如图所示。假设该双星、的质量分别为、，圆周运动的半径分别为、，且小于，共同圆周运动的周期为，引力常量为。则下列说法正确的是( )
A. 恒星做圆周运动的向心加速度为
B. 恒星表面的重力加速度一定大于恒星表面的重力加速度
C. 恒星的动量一定大于恒星的动量
D. 某些双星运动晚期，两者间距逐渐减小，一者不断吸食另一者的物质，则它们在未合并前，共同圆周运动的周期不断减小
二、多选题：本大题共2小题，共10分。
9.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道，然后点火，使其沿椭圆轨道运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道。轨道、相切于点，轨道、相切于点，如图所示，则当卫星分别在、、轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )
A. 卫星在轨道上的速率大于在轨道上的速率
B. 卫星在轨道上的角速度小于在轨道上的角速度
C. 卫星在轨道上经过点时的速率小于它在轨道上经过点时的速率
D. 卫星在轨道上经过点时的加速度小于它在轨道上经过点时的加速度
10.有、、、四颗地球卫星，卫星还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星在近地轨道上正常运行，是地球同步卫星，是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有( )
A. 的角速度大于的角速度 B. 在相同时间内转过的弧长比长
C. 的运动周期大于的运动周期 D. 所受合外力大于所受合外力
三、填空题：本大题共2小题，共16分。
11.“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高为的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间小球落在火星表面，已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星自转，则火星的第一宇宙速度为_____， 火星的质量为__________，火星的平均密度为________，环绕火星表面运行的卫星的周期为__________。
12.年三体电视剧异常火爆，这正展示了人类想了解未知世界的渴望，为延续人类文明防患于未然，人类也需要寻找适宜人类居住的新家园。假设多年后宇航员找到了一类地星球，为了探究星球的相关情况，宇航员降落在星球表面，并做了以下实验假设该星球为匀质球体，星球半径为：
实验Ⅰ：让一石子和一片羽毛分别从相同高度由静止同时释放多次，发现两者总沿竖直方向向下运动并同时落在水平地面上。由此可以判断该星球表面__________填“有”或“无”大气。
实验Ⅱ：在赤道的水平地面上，以一定的水平速度抛出物体，并记录下抛出点的高度及相应的从抛出到落地过程中的水平位移，保持不变，改变高度，重复实验多次。并用描点法做出了图像，你认为宇航员做__________图像最为合理。选填选项前的相应字母
A. ． ．
若求出图线的斜率为，则赤道处的重力加速度__________。
实验Ⅲ：到达极地后，在抛出速度与实验Ⅱ中一样的情况下，重复实验Ⅱ，若得到图像的斜率为。据此宇航员推出了该类地星球的自转周期__________。用、、、表示
四、计算题：本大题共3小题，共42分。
13.某人用牛推力推着质量为千克的木箱，使木箱沿水平地面移动米，已知推力与水平地面成夹角，见图，木箱与地面间的动摩擦因数为，问推力、摩擦力对木箱各做了多少功？
14.中国行星探测任务名称为“天问系列”，首次火星探测任务被命名为“天问一号”。若已知“天问一号”探测器在距离火星表面高为的轨道上做匀速圆周运动，其周期为，火星半径为，自转周期为，引力常量为，若火星与地球运动情况相似。求：
火星的质量；
火星表面的第一宇宙速度。
15.年月日，中国“嫦娥五号”任务月球样品正式交接。一位勤于思考的同学，为未来探月宇航员设计了如下的实验：在月球表面以初速度竖直向上抛出一个物体，上升的最大高度为远小于月球半径。通过查阅资料知道月球的半径为，引力常量为，若物体只受月球引力的作用，请你求出：
月球的平均密度；
宇宙飞船环绕月球表面运行时的速率。
答案和解析
1.【答案】
【解析】、氢原子内得电子的运动属于微观粒子的运动，不能使用经典力学研究和解释。故A错误；
B、飞船绕月球的运行属低速、宏观物体的运动，经典力学能适用；故B正确；
C、密度很大的中子星附近的物体受到的作用力较大，属于高速的运动，不能使用经典力学研究和解释。故C错误；
D、探测器以接近光速远离地球的运动不能使用经典力学研究和解释。故D错误。
故选：。
经典力学的局限性是宏观物体及低速运动。当宏观的达到高速时，或对于微观粒子经典力学就不在适用。
2.【答案】
【解析】人随车一起向左加速运动，表明车对人在水平方向上的合力向左，根据牛顿第三定律，人对车在水平方向的力向右，与车运动方向相反，故人对车做负功，B正确．
3.【答案】
【解析】由“黄金代换”可知，所以，故A错误；由“第一宇宙速度”的定义可知，得，所以，故B正确；由知轨道半径越大，加速度越小，周期越大，即金星做圆周运动的加速度较大，周期较小，故C、D错误．
4.【答案】
【解析】A.第一宇宙速度 是最大的环绕速度，则神州十五号载人飞船的运行速度小于 ，选项A错误；
B.根据
可得地球的质量为，选项B错误；
C.根据
可得地球表面重力加速度为，选项C正确；
D.根据开普勒第三定律可知，若离地高度增大为 ，神州十五号载人飞船运行周期将会变大，选项D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】A.“中国空间站”在轨道上做匀速圆周运动的周期：，得，故A错误；
B.“中国空间站”在轨道上做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，物体绕地球表面运行，根据牛顿第二定律有，联立解得“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的向心加速度大小为，故向心加速度稍小于，故B错误
C.根据向心加速度公式，“中国空间站”正常在轨道上做圆周运动的线速度大小为，故C错误
D.空间站由低轨向高轨修正时需要离心运动，故需要发动机点火使空间站加速，但进入目标轨道后的速度比修正之前低轨的速度小，故D正确。
6.【答案】
【解析】该星球表面的重力加速度，
由，，
解得，
则该星球与地球的平均密度之比为，项正确。
7.【答案】
【解析】根据可知，卫星的轨道半径越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，卫星在其他圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，故A错误，D正确；
B.美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，仍在太阳的引力范围内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，故B错误；
C.第二宇宙速度是物体挣脱地球束缚而成为一颗绕太阳运行的小行星的最小发射速度在地面上发射，故C错误。
故选D。
8.【答案】
【解析】、对于恒星，根据牛顿第二定律可得：，其中为二者之间的距离。则恒星的向心加速度，故A错误；
B、根据可知，由于不能确定两恒星半径的大小，故不能确定表面重力加速度的大小，故B错误；
C、对于双星运动过程中，有：，即有：，则，即动量大小相等，故C错误；
D、对星球，根据万有引力提供向心力可得：
对星球，根据万有引力提供向心力可得：
联立解得：
到当两者间距逐渐减小，总质量不变时，双星运动的共同周期逐渐减小，故D正确。
故选：。
9.【答案】
【解析】A.卫星绕地球做运动圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得
因为轨道的半径大于轨道的半径，所以卫星在轨道上的速率小于在轨道上的速率，故A错误；
B.卫星绕地球做运动圆周运动，由万有引力提供向心力得
解得
因为轨道的半径大于轨道的半径，卫星在轨道上的角速度小于在轨道上的角速度，故B 正确；
C.卫星从轨道变轨到轨道，需要在点点火加速度，则卫星在轨道上经过点速率小于它在轨道上经过点时的速率，故 C 正确；
D. 根据牛顿第二定律可得
解得
可知卫星在轨道上经过点时的加速度等于它在轨道上经过点时的加速度，故 D 错误。
故选 BC。
10.【答案】
【解析】A.对于卫星、，由万有引力提供向心力得
可得
因为 ，则有 ；因为是地球同步卫星，所以 ，则的角速度小于的角速度，故A错误；
B.对于卫星、，由万有引力提供向心力得
可得
因为 ，则有 ，所以在相同时间内转过的弧长比长，故B正确；
C.对于卫星、，由开普勒第三定律 可知，卫星的半径 越大，周期 越大，所以的运动周期大于的运动周期，又因为是地球同步卫星，所以的运动周期大于 的运动周期，故C正确；
D.对于卫星、，根据万有引力表达式可得
由于不知道卫星、的质量，所以无法判断所受合外力和所受合外力的大小关系，故D错误。
故选BC。
11.【答案】
【解析】由自由落体运动规律
解得火星表面的重力加速度大小为
根据万有引力提供向心力，有
联立解得火星的第一宇宙速度
由万有引力等于重力，有
联立解得火星的质量为
火星的平均密度为
设环绕火星表面运行的卫星的周期为 ，则 。
12.【答案】无
【解析】实验Ⅰ，因只有没有空气阻力影响，石子和羽毛才能总是同时落地，可以判断该星球表面无大气。
实验Ⅱ，在实验Ⅰ的基础上可确定保证石子做的是平抛运动，由两个方向上的规律可得
可得
即与 成正比关系，做此图像可以有效减小实验数据处理偶然误差，则宇航员做图像最为合理。
由斜率
可得
实验Ⅲ，跟实验Ⅱ的原理相同，可得
又赤道
极地
联立可得
13.【答案】首先对物体进行受力分析，然后利用功的公式 进行求解即可．
【详解】对物体进行受力分析如图所示：
根据功的公式可以知道推力的功为： ；
滑动摩擦力为：
则摩擦力做功为： ．
14.【答案】设火星的质量为，根据万有引力提供向心力可得
解得
设火星表面的第一宇宙速度为 ，由
解得
15.【答案】设月球表面的重力加速度为 ，
则由题意，根据运动学规律有
解得
设月球质量为 ，
则月球表面质量为 的物体所受重力等于万有引力有
月球的体积为
联立解得月球的平均密度
设宇宙飞船绕月球表面运行时的速率为 ，
则根据牛顿第二定律，有
联立解得 。
第5页，共11页