2019-2020学年陕西省渭南市高一（下）月考物理试卷

2019-2020学年陕西省渭南市高一（下）月考物理试卷
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1．（4分）下列物理量的正负号表示大小的是（　　）
A．位移 B．速度 C．功 D．重力势能
2．（4分）下列关于万有引力定律的说法正确的是（　　）
A．“月﹣地检验”表明地面物体所受地球的引力和太阳与行星间的引力遵循不同的规律
B．卡文迪许通过扭秤实验测量了万有引力常量，他把自己的实验说成是“称量地球的重量”
C．天王星的轨道是根据万有引力定律计算出来的，它被称为“笔尖下发现的行星”
D．万有引力定律适用于宏观物体，不适用于微观物体
3．（4分）中国科幻电影《流浪地球》中设想通过在地球上建造特大功率的发动机推动地球，使其逃离太阳系。若地球能够逃离太阳系，它的速度v0应满足（　　）
A．v0＜7.9km/s B．7.9km/s＜v0＜11.2km/s
C．11.2km/s＜v0＜16.7km/s D．v0＞16.7km/s
4．（4分）土星周围有美丽壮观的“光环”，组成光环的颗粒是大小不等的岩石、尘埃，它们围绕土星旋转，可以看做匀速圆周运动。对所有这些组成光环的颗粒来说（　　）

A．它们具有相同的角速度
B．r越大的颗粒周期越小
C．r越大的颗粒线速度越大
D．r越大的颗粒加速度越小
5．（4分）一颗质量分布均匀、可看成球体的行星的自转周期为T，放在该行星“赤道”表面的物体对行星的压力是放在“北极”时的倍。已知引力常量G．则该行星的球密度ρ为（　　）
A． B． C． D．
6．（4分）2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波信号。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并之前，它们绕二者连线上的某点做圆周运动，且二者越来越近，最终碰撞在一起。形成新的天体。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，则此过程中两中子星的角速度（　　）
A．保持不变 B．逐渐变小 C．逐渐变大 D．无法确定
7．（4分）如图所示，一位质量m＝60kg的青年参加“袋鼠跳游戏”，每一次跳起后，重心上升的最大高度为h＝0.45m，忽略空气阻力，取g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　）

A．起跳时，地面对该青年做正功
B．每跳跃一次，重力对该青年做功270J
C．每跳跃一次，该青年克服重力做功的平均功率为90W
D．落地的瞬间，重力对该青年做功的功率为1800W
8．（4分）以10m/s的初速度水平抛出一个质量为的2kg小球（可视为质点），小球落地时的速度与水平方向成45°角，以地面为重力势能零参考面，则小球的速度与水平方向成30°角时的重力势能为（不计空气阻力，取g＝10m/s2）（　　）
A．25J B． C．75J D．
9．（4分）一辆汽车在平直的公路上由静止启动，先保持加速度不变，达到额定功率后保持额定功率不变继续行驶。汽车所受阻力恒定，下列关于汽车运动全过程的速度、加速度、牵引力、功率的大小随时间变化的图象可能正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．（4分）如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2kg的木块，它与转台间的动摩擦因数为0.2，绳的一端系在木块上，穿过转台的中心孔O（孔光滑），另一端悬挂一个质量m＝0.8kg的物体，木块与O点间的距离为0.5m，木块与转台保持相对静止。则转台转动的角速度可能是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（g取10m/s2，M、m均视为质点）（　　）

A．lrad/s B．2rad/s C．3rad/s D．4rad/s
11．（4分）2019年1月3日，“嫦娥四号”着陆到月球艾特肯盆地，实现人类首次月球背面软着陆。如图所示。“嫦娥四号”经地月转移轨道后在P点进入环月轨道Ⅰ作匀速圆周运动，再在P点变轨进入椭圆轨道Ⅱ．最后在近月点Q落月。下列关于“嫦娥四号”的说法正确的是（　　）

A．沿地月转移轨道运动至P时，需制动减速才能进入轨道I
B．沿椭圆轨道Ⅱ运行的周期等于沿环月轨道Ⅰ运行的周期
C．沿椭圆轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度
D．沿椭圆轨道Ⅱ由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功
12．（4分）如图所示，地球和行星绕太阳做匀速圆周运动，且此时行星和地球相距最近。行星做匀速圆周运动的周期是地球运动周期的k倍，不计地球和行星之间的相互影响。下列说法正确的是（　　）

A．行星绕太阳做圆周运动的半径是地球的倍
B．行星绕太阳做圆周运动的加速度是地球的倍
C．再经过年。地球和行星会再次相距最近
D．经过相同时间，行星、地球与太阳中心的连线扫过的面积之比为1：1
二、非选择题：共5小题，共52分．把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
13．（6分）实验小组用细线做了如下实验：
（1）将细线一端固定，另一端系在弹簧测力计挂钩上，水平拉细线，缓慢增大拉力，当测力计示数如图甲时，细线刚好拉断。该细线能承受的最大拉力为　 　N；（保留2位有效数字）
（2）用天平测出金属球的质量m＝100.0g；
（3）用完全相同的细线与该小球做成一个摆，细线上端固定在O点，如图乙，测出悬点到小球球心的距离为2.5m；
（4）用速度传感器测出小球运动到O点正下方时的速度为7.0m/s；
（5）在悬点O的正下方A点钉上一个光滑的钉子，再将小球拉起至细线水平且绷直，由静止释放小球，摆至竖直时，细线碰到钉子，为使细线不断裂，A与O的距离应不大于　 　m．（取g＝9.8m/s2，不计空气阻力）（保留2位有效数字）

14．（9分）某同学用图甲所示的装置探究在弹性限度内弹簧的弹性势能的表达式。

（1）用天平测出一个钩码的质量为10g；
（2）选择较光滑的水平桌面，滑轮涂上润滑油；
（3）在弹簧不挂钩码时用刻度尺测出弹簧的长度；
（4）在弹簧右端系上细线，跨过定滑轮，逐个增加在细线上挂的钩码数量，分别测出弹簧对应的长度。
实验数据记录如下：
钩码数量（个） 0 1 2 3 4 5 6
弹簧长度（L/cm） 25.35 27.35 29.36 31.35 33.35 35.34 37.35
弹簧形变量（x/cm） 2.00 4.01 6.00 8.00 9.99 12.00

①请以弹簧弹力F为纵轴，弹簧形变量x为横轴，根据表中数据在图乙中做出F﹣x图线；（g取10m/s2）
②由图可知弹簧的劲度系数为k＝　 　N/m（结果保留两位有效数字）；
③由图可知弹簧的伸长量为x＝6cm时的弹性势能为Ep＝　 　J（结果保留一位有效数字）；
④由图可知弹簧的弹性势能Ep与伸长量为x的　 　成正比。
15．（10分）如图所示，质量m＝1kg的物块（可视为质点）在F＝6.5N的水平拉力作用下由A点从静止开始运动，已知物块与水平面的动摩擦因数μ＝0.25，g取10m/s2．求：
（1）物块运动前5s的过程中力F对物块做的功；
（2）物块运动到距A点x0＝8m时力F的功率。

16．（12分）如图所示是马戏团中上演飞车节目，在竖直平面内有半径为R＝6m的圆轨道，骑手骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。骑手和摩托车的总质量为m＝90kg，摩托车以v0＝6m/s的速度通过轨道最高点B，骑手和摩托车整体可以看成质点，g取10m/s2求：
（1）在B点轨道对摩托车的弹力；
（2）若摩托车通过最低点A的速度满足v＝，则在A点摩托车对轨道的压力是多大。

17．（15分）如图所示，某质量分布均匀的星球的半径为R，该星球有一颗距星球表面高度为R的卫星，卫星的运动周期为T．宇航员从星球表面某高度处由静止释放一个质量为m0的小球，经时间t小球落在星球表面，不考虑其它可能存在的阻力。求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的第一宇宙速度；
（3）重力对小球做的功。



2019-2020学年陕西省渭南市高一（下）月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分．在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分．
1．【解答】解：A、力是矢量，其正负表示方向，绝对值表示大小，故A错误；
B、力是矢量，其正负表示方向，绝对值表示大小，故B错误；
C、功是标量，一个对物体做正功，说明该力是动力，一个对物体做负功，说明该力是阻力，不能确定功的大小，故C错误；
D、重力势能是标量，其正负表示大小，如：相对于同一零势点，重力势能Ep＝﹣7J比Ep＝3J小，故D正确。
故选：D。
2．【解答】解：A、万有引力定律建立后，经历过“月﹣地检验”，将天体间引力作用的规律推广到自然界中的任何两个物体间，表明地面物体所受地球的引力和太阳与行星间的引力遵循相同的规律，故A错误；
B、卡文迪许通过扭秤实验测量了万有引力常量，万有引力常量数值的得到，根据万有引力提供向心力就可以计算地球的质量，所以他把自己的实验说成是“称量地球的重量”，故B正确；
C、天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有很大的偏差，于是有人推测天王星轨道外还有一个行星﹣﹣海王星，并实际观测到了海王星，海王星被称为“笔尖下发现的行星”，故C错误；
D、万有引力定律是普遍定律，宏观和微观物体均适用，故D错误。
故选：B。
3．【解答】解：地球脱离太阳系，则发射速度必须达到第三宇宙速度，即速度v0应满足：v0＞16.7km/s，故D正确，ABC错误。
故选：D。
4．【解答】解：A、研究颗粒绕土星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：＝mω2r＝m＝m＝ma，
解得：，T＝，v＝，a＝，颗粒的半径r不相等，则它们的角速度不相等，故A错误；
BCD、由A可知，r越大的颗粒周期越大，线速度越小，加速度越小，故BC错误，D正确。
故选：D。
5．【解答】解：质量为m的物体在行星“赤道”表面，合力提供向心力，有：
﹣N＝m，其中N为行星对物体的支持力，根据牛顿第三定律可知，与物体对行星的压力大小相等。
物体在“北极”时，万有引力等于物体对行星的压力，有：
＝N'
其中N＝
联立解得：M＝
根据密度公式可知：ρ＝＝，故B正确，ACD错误。
故选：B。
6．【解答】解：两颗中子星属于双星系统，设两颗星的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，相距L，根据万有引力提供向心力可知：＝，
解得：
分析题意可知，两颗星间距L逐渐减小，则角速度逐渐变大，故C正确，ABD错误。
故选：C。
7．【解答】解：A、青年起跳时，地面虽然对青年有弹力作用，但在弹力的方向上没有位移，所以地面对青年没有做功，故A错误；
B、每跳跃一次，青年又落回地面，重力做功为零，故B错误；
C、因重心上升的最大高度h＝0.45m，根据自由落体公式：，解得t＝，青年每跳跃一次克服重力做的功W＝mgh＝60×10×0.45J＝270J，每跳跃一次克服重力做功的功率，故C错误；
D、因青年上升时间等于下降时间，且下降时间t＝0.3s，落地时的速度为v＝gt＝3m/s，故落地的瞬间，重力对该青年做功的功率为P＝mgv＝1800W，故D正确；
故选：D。
8．【解答】解：小球落地时的速度与水平方向成45°角，竖直方向的速度为：vy＝v0tan45°＝10m/s
下降的高度为：h＝
小球的速度与水平方向成30°角时小球竖直方向的速度为：
下降的高度为：
此时距地面的高度为：
物体具有的重力势能为：，故ACD错误，B正确；
故选：B。
9．【解答】解：A、汽车开始做匀加速运动，加速度恒定，根据v＝at可知，速度随时间均匀增大，根据牛顿第二定律F﹣f＝ma可知，F＝f+ma恒定，由P＝Fv可知，P＝（ma+f）at，功率逐渐增大，当功率达到额定功率后，汽车保持额定功率下运动，速度继续增大，根据P＝Fv可知，F减小，加速度减小，汽车继续做加速度减小的变加速运动，当牵引力F减小到阻力时，此时汽车加速度为零，速度到达最大，故A正确；
B、由于汽车开始做匀加速运动，加速度恒定，当汽车匀加速到额定功率后，牵引力减小，加速度减小，速度继续增大，但由于加速度减小，速度增加慢了，故加速度变化就慢了，故B错误；
C、开始阶段，汽车做匀加速运动，根据牛顿第二定律F﹣f＝ma可知，F＝f+ma恒定，当汽车匀加速达到额定功率后，汽车在额定功率下做加速度减小的变加速运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，此后做匀速运动，F＝f，故C错误，D正确；
故选：AD。
10．【解答】解：木块M和转台保持相对静止。绳子拉力：T＝mg，
当ω具有最小值时，M有向圆心运动趋势，故水平面对M的静摩擦力方向和指向圆心方向相反，且等于最大静摩擦力：f＝μMg＝4N，
根据牛顿第二定律，隔离M有：
T﹣f＝Mω12r
解得：ω1＝2rad/s
当ω具有最大值时，M有离开圆心趋势，水平面对M摩擦力方向指向圆心，大小也为2N。
T+f＝Mω22r
解得：ω2＝3rad/s
所以ω范围是：2rad/s≤ω≤3rad/s，故BC正确，AD错误。
故选：BC。
11．【解答】解：A、沿地月转移轨道运动至P时，要想进入轨道I，则需减速做近心运动，故A正确；
B、根据开普勒第三定律可知，＝k，沿椭圆轨道Ⅱ运行的半径小于沿环月轨道Ⅰ运行的半径，则沿椭圆轨道Ⅱ运行的周期大于沿环月轨道Ⅰ运行的周期，故B错误；
C、Q点离月球近，根据万有引力提供加速度可知，a＝，故沿椭圆轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度小于在Q点的加速度，故C错误；
D、沿椭圆轨道Ⅱ由P点运行到Q点的过程中，离月球越来越近，万有引力对其做正功，故D正确。
故选：AD。
12．【解答】解：A、星球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，，解得半径：r＝，行星做匀速圆周运动的周期是地球运动周期的k倍，则行星绕太阳做圆周运动的半径是地球的倍，故A错误；
B、＝ma，解得圆周运动的加速度：a＝，行星绕太阳做圆周运动的加速度是地球的倍，故B正确；
C、地球周期T短，故当地球比行星多公转一周时，地球将再次位于太阳和行星之间，即（）t＝2π，解得：t＝T，再经过年，地球和行星会再次相距最近，故C正确；
D、星球与太阳中心连线扫过的面积：S＝，其中线速度：v＝，则相等时间t内，＝，故D错误。
故选：BC。
二、非选择题：共5小题，共52分．把答案填在答题卡中的横线上或按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
13．【解答】解：（1）由甲图所示测力计可知，其分度值为0.2N，示数为9.80N，该细线能承受的最大拉力：Tm＝9.8N。
（5）由题意可知，小球运动到O点正下方时的速度为7.0m/s，
在最低点，由牛顿第二定律得：T﹣mg＝m，
为使细线不断裂，应满足：T＜Tm，
由题意知：L＝2.5m
解得：OA≤1.9m。
故答案为：（1）9.8；（5）1.9。
14．【解答】解：①根据数据描点连线得图象：
②在F﹣x图象中，斜率代表弹簧的劲度系数，则k＝
③在F﹣x图象中，与x轴所围面积表示弹簧具有的弹性势能，则
④弹簧具有的弹性势能，故Ep与伸长量x的二次方成正比
故答案为：①如上图所示；②5.0；③9×103；④二次方。

15．【解答】解：（1）根据牛顿第二定律可得：F﹣μmg＝ma
解得：m/s2
物体前5s内通过的位移：
力F对物体做功为：WF＝Fx＝6.5×50J＝325J
（2）根据v2＝2ax′可得：
拉力F的瞬时功率：P＝Fv＝6.5×8W＝52W
答：（1）物块运动前5s的过程中力F对物块做的功为325J；
（2）物块运动到距A点x0＝8m时力F的功率为52W。
16．【解答】解：（1）在B点，研究摩托车和骑手的整体受力，根据牛顿第二定律可知，
mg+NB＝m
解得：NB＝4500N，方向竖直向下。
（2）在A点，摩托车和骑手的速度：v＝＝10m/s
根据牛顿第二定律可知，NA﹣mg＝m
解得：NA＝9900N
根据牛顿第三定律可知，在A点摩托车对轨道压力为9900N。
答：（1）在B点轨道对摩托车的弹力为4500N，方向竖直向下。
（2）若摩托车通过最低点A的速度满足v＝，则在A点摩托车对轨道的压力是9900N。
17．【解答】解：（1）卫星绕星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有：
＝m
星球表面的重力等于万有引力，有：
＝mg
联立解得，星球表面的重力加速度为：g＝
（2）星球表面的卫星的环绕速度，即星球的第一宇宙速度，有：
＝m
解得星球第一宇宙速度为：v＝
（3）小球下落的高度为：
h＝
重力对小球做功为：
W＝m0gh
联立解得：W＝。
答：（1）该星球表面的重力加速度为。
（2）该星球的第一宇宙速度为。
（3）重力对小球做的功为。