安徽省合肥一六八中学2024-2025学年高一下学期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学年高一下学期第二次测试物理试题
一、单选题
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n倍，质量为火星的k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2022年11月30日5时42分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口。若神舟十五号载人飞船绕地球的运动看作匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（　　）
A．神舟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，神舟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400km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1个月大概下降2km，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g
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t时间落回抛出点，已知该星球的半径为地球半径的k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v1=7.9 km/s，第二宇宙速度v2=11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于或等于v1，小于v2
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7.9 km/s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1、2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T；引力常量为G。则下列说法正确的是（　　）
A．恒星1做圆周运动的向心加速度为
B．恒星1表面的重力加速度一定大于恒星2表面的重力加速度
C．恒星1的动量一定大于恒星2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
9．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C．卫星在轨道1上经过Q点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率
D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度
10．有a、b、c、d四颗地球卫星，卫星a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星b在近地轨道上正常运行，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（　　）
A．a的角速度大于b的角速度
B．b在相同时间内转过的弧长比c长
C．d的运动周期大于a的运动周期
D．c所受合外力大于d所受合外力
三、填空题
11．“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高为h的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间t小球落在火星表面，已知火星的半径为R，引力常量为G，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 。
四、实验题
12．2023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R）：
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h及相应的从抛出到落地过程中的水平位移x，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． B． C．
若求出图线的斜率为，则赤道处的重力加速度g= 。
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T= 。（用、、R、表示）
五、解答题
13．某人用300牛推力推着质量为40千克的木箱，使木箱沿水平地面移动30米，已知推力F与水平地面成30°夹角，见图，木箱与地面间的动摩擦因数为0.20，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H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G，若火星与地球运动情况相似。求：
（1）火星的质量；
（2）火星表面的第一宇宙速度。
15．2020年12月19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v 竖直向上抛出一个物体，上升的最大高度为h（远小于月球半径）。通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：
(1)月球的平均密度；
(2)宇宙飞船环绕月球表面运行时的速率。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 B B B C D D D D BC BC
11．
【详解】[1]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
[2][3]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
[4]设环绕火星表面运行的卫星的周期为 ，则 。
12． 无 C
【详解】[1] 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。
[2] 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h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C图像最为合理。
[3] 由斜率
可得
[4] 实验Ⅲ，跟实验Ⅱ的原理相同，可得
又赤道
极地
联立可得
13．推力做功7794J，摩擦力做功-3300J
【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F的功为：；
滑动摩擦力为：
则摩擦力做功为：．
14．（1）；（2）
【详解】（1）设火星的质量为M，根据万有引力提供向心力可得
解得
（2）设火星表面的第一宇宙速度为，由
解得
15．(1)
(2)
【详解】（1）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
（2）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。