湖北省武漢市部分重點中學(xué)2021-2022學(xué)年高一下學(xué)期3月聯(lián)考物理試題Word版含答案

高一物理試卷試卷滿分：100分一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~11題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯得0分。1．人類對行星運動的研究漫長而曲折，如圖為部分行星繞太陽的運行軌道，第谷經(jīng)過數(shù)年觀測得到行星運動的大量數(shù)據(jù)，開普勒用20年時間研究這些數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了行星運動定律，下列說法中正確的是（）A．牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律后，開普勒整理第谷的觀測數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了行星運動規(guī)律B．所有行星的軌道半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相等C．土星和火星的公轉(zhuǎn)軌道都是橢圓，土星的公轉(zhuǎn)周期比火星大D．土星公轉(zhuǎn)過程中，經(jīng)近日點后運動1/4周長，其用時將大于1/4周期2．500米口徑的中國天眼（FAST）是世界上已建成的最大的射電望遠(yuǎn)鏡，可監(jiān)測脈沖星，探測引力波的存在。而引力波是實驗驗證愛因斯坦相對論的最后一塊“拼圖”。關(guān)于牛頓力學(xué)、相對論和量子力學(xué)，下列說法正確的是（）A．牛頓力學(xué)適用于研究宏觀物體的低速運動B．由于相對論的提出，牛頓力學(xué)已經(jīng)失去了它的應(yīng)用價值C．高速運動的μ子壽命變長這一現(xiàn)象，既能用相對論時空觀解釋，又能用經(jīng)典理論解釋D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學(xué)和量子力學(xué)都是適用的3．太空電梯是人類構(gòu)想的一種通往太空的設(shè)備，它的作用是將人和物體送入空間站。假設(shè)太空電梯豎直向上勻速運動，它從地面上帶了重64N的植物種子，當(dāng)太空電梯上升到某高度時發(fā)現(xiàn)種子的重力“變成”了36N。已知地球的半徑為R，不考慮地球的自轉(zhuǎn)，則此時太空電梯距地面的高度為（）A．R B．C． D．4．嫦娥工程是我國自主對月球的探索和觀察，分"繞"、"落"、"回"三步走戰(zhàn)略，并計劃在月球建立研究基地。已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球的第一宇宙速度為7.9km/s，落月前探月衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，則該探月衛(wèi)星運行的速度即月球第一宇宙速度約為()A．0.4km/sB．1.8km/sC．11km/sD．36km/s5．“天宮”空間站內(nèi)航天員24小時可以看到十六次日出日落，2021年11月8日，航天員王亞平成功出艙作業(yè)，創(chuàng)造了一個新的紀(jì)錄，成為中國女航天員太空行走第一人。下列說法正確的是（）A．航天員處于完全失重狀態(tài)，不受地球的引力作用B．若王亞平與空間站連接的安全繩脫離，將會立刻高速飛離空間站C．艙內(nèi)航天員單手做倒立姿勢，可以鍛煉上肢力量D．空間站在軌運行的速度小于第一宇宙速度，大于同步衛(wèi)星的線速度6．定點投彈是軍事訓(xùn)練科目之一。若把炸彈視為質(zhì)點，相同的兩枚炸彈投中同一點M的過程可以簡化為如圖所示的兩個過程，一枚從P點水平投出，另一枚從P點正下方地面上的Q點斜向上投出，其軌跡的最高點和P點等高，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．兩枚炸彈運動過程中重力做功相等B．兩枚炸彈投出時人對炸彈做功相等C．兩枚炸彈落地前瞬間重力做功的功率相等D．兩枚炸彈落地前瞬間的動能相等7．如圖所示為地球的赤道平面，d是靜止在赤道地面上的物體，a、b、c均為衛(wèi)星，其中a是地球同步衛(wèi)星，c是近地衛(wèi)星，以下關(guān)于a、b、c、d四者的線速度、角速度、周期以及向心加速度的大小關(guān)系正確的是（）A．B．C．D．8．北京時間2021年10月16日，神舟十三號載人飛船順利將3名航天員送入太空。如圖所示，圓形軌道I為空間站運行軌道，橢圓軌道II為載人飛船無動力運行的軌道，兩軌道相切于A點，B點為軌道II的近地點。下列說法正確的是（）A．載人飛船在地面發(fā)射時的速度須大于地球的第二宇宙速度B．載人飛船從B點運動到A點的過程中速度逐漸減小C．空間站在軌道I上A點的速度大于載人飛船在軌道II上A點的速度D．空間站在軌道I上A點的加速度大于載人飛船在軌道II上A點的加速度9．宇宙中存在遠(yuǎn)離其他星球的三星系統(tǒng)，如圖所示，三顆星體A、B、C始終處于一條直線上，A、C兩顆星圍繞中間星體B做穩(wěn)定的圓周運動，AB之間和BC之間間距均為l；已知星體B的質(zhì)量為2m，星體A的質(zhì)量為m。萬有引力常量為G，則下列判斷中正確的是（）A．星體C的質(zhì)量為mB．星體A、C運行的加速度C．星體A、C運行的周期D．星體A、C運行的角速度10．一模型汽車質(zhì)量為1kg，發(fā)動機額定功率為12W，平直的賽道上，該車以a=1m/s2恒定的加速度啟動，行駛過程中的最大速度為4m/s，已知汽車行駛時所受的阻力恒定，下列說法中正確的是（）A．汽車行駛時受到的阻力大小為3NB．汽車勻加速運動的時間為4sC．若汽車變加速運動的時間已知，則整個加速過程的位移可求D．若另一輛相同的汽車并排在賽道上同時出發(fā)，但它以額定功率啟動，它將率先到達終點11．彈珠游戲示意如圖，粗糙水平軌道左端固定一輕彈簧，右側(cè)1/4圓弧以水平軌道末端O點為圓心，半徑為R，c點為圓弧的中點。每次游戲時用手將小球向左壓縮彈簧然后由靜止釋放，彈出的小球越過O點后飛出，落入圓形坑中。忽略空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）OA．恰能打到c點的小球，擊中c點時速度方向與圓弧面垂直O(jiān)B．初始時彈簧的形變量越大，小球在空中運動的時間就越短C．初始時彈簧的形變量越大，小球克服摩擦力做的功就越多D．初始時彈簧的形變量越大，小球落到圓弧上時動能就越大二、非選擇題：本題共5小題，共56分。12．（6分）某實驗小組利用圖示裝置以小車為研究對象驗證動能定理。用拉力傳感器可測小車受到的拉力大小F，在水平桌面上的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，可記錄小車先后通過A、B時的速度大小v1、v2。已知鉤碼質(zhì)量m，測得小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M，測得AB間距離為L?；卮鹣旅鎲栴}：本實驗操作中，____________（選填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，____________（選填“需要”或“不需要”）滿足m?M。（2）正確操作后測得相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)驗證的表達式為：_______________________________（3）若拉力傳感器損壞無示數(shù)，現(xiàn)用鉤碼總重來表示拉力，由此產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，將使得外力對小車做的功W_______小車的動能的變化量。(選填：“>”、“=”或“<”)（10分）“月地檢驗”是將“天體”引力規(guī)律推廣到“萬有”的重要一環(huán)，假如你是1666年的牛頓（時年23歲），請再現(xiàn)一下當(dāng)年的過程：【已有經(jīng)驗】你通過開普勒第三定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律推理得知：“天體”間的引力（G為常量但未知，一百多年后才由卡文迪什測出。）【提出猜想】落到頭上的蘋果引發(fā)了你的思考：蘋果落地和月球繞地都是因為地球的吸引，那么：地球?qū)μO果的吸引力與地球?qū)υ虑虻奈κ遣皇峭环N性質(zhì)的力呢？【邏輯推理】假設(shè)它們是同一種性質(zhì)的力，既然地球?qū)υ虑颍ㄌ祗w間）的引力，那么地球?qū)μO果的引力應(yīng)為F蘋=____________。（地球質(zhì)量為M、月球質(zhì)量為m、蘋果質(zhì)量為m0、月地中心間的距離為r、地球半徑為R)；由于無法直接測出引力值來比較，為方便驗證，決定比較雙方加速度，根據(jù)牛頓第二定律，表達式____________應(yīng)該成立。（用字母表示）【數(shù)據(jù)驗證】查閱觀測數(shù)據(jù)：m，m，可知___________；觀測月球繞地球運動的周期為，另外當(dāng)時你有多種方法能準(zhǔn)確測出自由落體加速度：a蘋=9.8m/s2，計算時，據(jù)此求出____________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！镜贸鼋Y(jié)論】以上計算結(jié)果可知，在誤差范圍內(nèi)，須驗證的表達式成立。至此，你由“月地檢驗”得出的結(jié)論是___________A．地球?qū)υ虑虻奈εc太陽對行星的吸引力是同一種性質(zhì)的力B．地球?qū)μO果的吸引力與地球?qū)υ虑虻奈κ峭环N性質(zhì)的力C．月球?qū)μO果的吸引力與地球?qū)υ虑虻奈κ峭环N性質(zhì)的力14．（12分）2021年2月10日19時52分，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。在“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動時，周期為T，軌道半徑為r，已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星的自轉(zhuǎn)。已知球的體積公式為，求：（1）火星的質(zhì)量M和密度；（2）火星表面的重力加速度g。（12分）北京冬奧會于2022年2月4日至20日圓滿舉行，跳臺滑雪是冬奧會的比賽項目之一，如圖為簡化的示意圖。AB段是傾角為37°的斜坡，雪橇與斜坡間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，斜坡長度為L=50m；BC段為半徑R=30m的圓弧面，斜坡AB與圓弧BC相切于B點，C點位于圓心O點的正下方，∠BOC=37°，CD為豎直跳臺。運動員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m=60kg，從A點由靜止滑下，通過C點水平飛出，飛行一段時間落到著陸坡DE上的E點。運動員運動到C點時的速度是vc=20m/s，CE間的豎直高度h=25m。不計空氣阻力，也不考慮運動員使用滑雪杖助力，試求：（1）運動員到達滑道上的C點時對軌道的壓力；（2）運動員在E點著陸前瞬時速度大小vE；（3）運動員從B點滑到C點過程中克服阻力做功。（16分）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已組網(wǎng)成功，55顆衛(wèi)星全部發(fā)射入網(wǎng)，標(biāo)志著北斗躋身世界頂尖導(dǎo)航定位系統(tǒng)。如圖所示，某衛(wèi)星在地球赤道上空的圓形軌道運行，軌道半徑為r1，運行周期為T，衛(wèi)星繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，不計空氣阻力，萬有引力常量為G。（1）求該衛(wèi)星向心加速度的大?。唬?）假設(shè)某時刻因為任務(wù)的需要調(diào)整軌道，該衛(wèi)星在A點變軌進入橢圓軌道，近地點B到地心的距離為r2，求衛(wèi)星由A點運動到B點所需要的最短時間；（3）該衛(wèi)星在半徑為r1的圓形軌道上運行期間，正好在赤道某城市的天文愛好者杰克觀察到，某時刻該衛(wèi)星正處于自己頭頂?shù)恼戏剑ㄋ堰@種狀態(tài)稱為相遇），此后，每過16小時衛(wèi)星與自己相遇一次，那么該衛(wèi)星的周期為多少小時？高一物理試卷參考答案選擇題：（每題4分，共44分）題號1234567891011答案CABBDCABCADACDBC二、非選擇題：12．（6分）答案：需要（1分）不需要（1分）（2分）>（2分）13．（10分）答案：或3600B（每空2分）14．（12分）【答案】（1）（2）【解析】（1）（8分）設(shè)“天問一號”的質(zhì)量為m，引力提供向心力有（2分）解得：（2分）又：（1分）（1分）解得：（2分）（2）（4分）忽略火星自轉(zhuǎn)，火星表面質(zhì)量為m0的物體所受重力等于萬有引力（2分）結(jié)合第一問火星質(zhì)量代入解得：（2分）15．（12分）【答案】（1）1400N方向豎直向下；（2）30m/s；（3）2400J【解析】（4分）運動員在C點時受支持力和重力，根據(jù)牛頓第二定律：（2分）代入數(shù)據(jù)解得：FN=1400N（1分）根據(jù)牛頓第三定律，運動員到達滑道上的C點時對軌道的壓力大小為1400N，方向豎直向下。（1分）（3分）運動員經(jīng)C點運動到E點的過程中，根據(jù)動能定理：（2分）代入數(shù)據(jù)解得：vE=30m/s（1分）（3）（5分）運動員從A到C，由動能定理（1分）式中（1分）從A到B點的過程中摩擦力做功（1分）代入數(shù)據(jù)解得：由B到C的過程中阻力做功Wf2=-2400J（1分）故運動員從B點滑到C點過程中克服阻力做功為2400J（1分）（說明：如果分段來做，那么AB段方程正確得2分，BC段方程與結(jié)果正確共3分。）16．（16分）【答案】（1）；（2）；（3）9.6h【解析】（4分）由向心加速度公式知：（1分）又（1分）聯(lián)立得：（2分）（2