河北省邢臺(tái)市2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期4月期中考試物理試題（解析版）

PAGEPAGE62022~2023學(xué)年高一（下）第二次月考物理本試卷滿(mǎn)分100分，考試用時(shí)75分鐘。注意事項(xiàng)：1．答題前，考生務(wù)必將自己的姓名、考生號(hào)、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)填寫(xiě)在答題卡上。2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫(xiě)在答題卡上。寫(xiě)在本試卷上無(wú)效。3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。4．本試卷主要考試內(nèi)容：人教版必修第二冊(cè)第五章至第七章。一、單項(xiàng)選擇題：本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.開(kāi)普勒研究的行星觀測(cè)記錄源自（）A.第谷 B.拉普拉斯 C.開(kāi)普勒 D.牛頓【答案】A【解析】【詳解】開(kāi)普勒用20年的時(shí)間研究丹麥天文學(xué)家第谷的行星觀測(cè)記錄，發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)定律。故選A。2.某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道為橢圓，取了其中三段相等的時(shí)間，其間行星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積分別為、、，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知相等的時(shí)間內(nèi),行星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積相等。故選D。3.1984年4月8日，我國(guó)第一顆靜止軌道同步通信衛(wèi)星發(fā)射成功。關(guān)于同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（）A.同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反B.同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同C.同步衛(wèi)星的高度可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)改變D.同步衛(wèi)星的向心加速度等于地球表面的重力加速度【答案】B【解析】【詳解】A．同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，故A錯(cuò)誤；B．同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，其運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，故B正確；C．根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，同步衛(wèi)星的高度是一定的，不可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)改變，故C錯(cuò)誤；D．同步衛(wèi)星的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D錯(cuò)誤。故選B。4.兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距r時(shí)，它們之間的萬(wàn)有引力為F，若它們間的距離縮短為，其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，另一質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量保持不變，則它們之間的萬(wàn)有引力為()A.2F B.4F C.8F D.16F【答案】C【解析】【詳解】解：兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距r時(shí)，它們之間的萬(wàn)有引力為F=，若它們間的距離縮短為1/2r，其中一個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則它們之間的萬(wàn)有引力為F′==8F．故選C．【點(diǎn)評(píng)】要注意萬(wàn)有引力是與質(zhì)量乘積成正比，與距離的平方成反比．影響萬(wàn)有引力大小的變量有質(zhì)量、距離，要考慮全面，不能考慮一個(gè)變量而忽略了另一個(gè)變量的變化．5.壁虎不僅能飛檐走壁，也可以在水面上輕松游動(dòng)，有一只壁虎要穿過(guò)一條寬為3m的小河到對(duì)岸尋找食物。已知河岸兩側(cè)平行，河水流動(dòng)的速度為0.5m/s，壁虎在靜止水面上最大的游動(dòng)速度為2m/s，下列說(shuō)法正確的是（）A.若壁虎以1m/s的恒定速度游向河對(duì)岸，其在水中最短的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為2sB.若壁虎以1m/s的恒定速度游動(dòng)，要想垂直到達(dá)河對(duì)岸，壁虎的身體姿態(tài)應(yīng)斜向上游C.若壁虎保持身體姿勢(shì)垂直河岸方向從靜止加速游向河對(duì)岸，壁虎在水中運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條直線D.若暴雨天氣后，水流速度達(dá)到5m/s，其他條件不變，壁虎仍可能垂直游到河對(duì)岸【答案】B【解析】【詳解】A．當(dāng)壁虎垂直河岸游動(dòng)時(shí)，在水中運(yùn)動(dòng)時(shí)間最短，為故A錯(cuò)誤；B．若壁虎以1m/s的恒定速度游動(dòng)，要想垂直到達(dá)河對(duì)岸，壁虎的身體姿態(tài)應(yīng)斜向上游，使得合速度與河岸垂直，故B正確；C．若壁虎保持身體姿勢(shì)垂直河岸方向從靜止加速游向河對(duì)岸，由于合加速度與合初速度不共線，則壁虎在水中運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條曲線，故C錯(cuò)誤；D．若暴雨天氣后，水流速度達(dá)到5m/s，由于，則壁虎不可能垂直游到河對(duì)岸，故D錯(cuò)誤。故選B6.“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器計(jì)劃在2024到2025年執(zhí)行月球背面的月球樣品采集任務(wù)。若“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器在月球附近軌道上運(yùn)行的示意圖如圖所示，“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器先在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)變軌為橢圓軌道，B點(diǎn)是近月點(diǎn)，則下列有關(guān)“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器的說(shuō)法正確的是（）A.發(fā)射速度等于地球的第二宇宙速度B.運(yùn)行至B點(diǎn)時(shí)的速度等于月球的第一宇宙速度C.要想從圓軌道進(jìn)入橢圓軌道必須在A點(diǎn)減速D.在橢圓軌道上運(yùn)行的周期比在圓軌道上運(yùn)行的周期長(zhǎng)【答案】C【解析】【詳解】A．“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器沒(méi)有脫離地球的束縛，因此發(fā)射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B．月球的第一宇宙速度等于近月圓軌道上的環(huán)繞速度，“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器在近月點(diǎn)B所在橢圓軌道相對(duì)于近月圓軌道為高軌道，由橢圓軌道變軌到近月圓軌道，需要在近月點(diǎn)B減速，可知“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器運(yùn)行至B點(diǎn)時(shí)的速度大于月球的第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；C．圖中圓軌道相對(duì)于橢圓軌道為高軌道，可知，要想從圓軌道進(jìn)入橢圓軌道必須在A點(diǎn)減速，故C正確；D．令圖中圓軌道半徑為R1，橢圓軌道的半長(zhǎng)軸為R2，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律有由于可知即在橢圓軌道上運(yùn)行的周期比在圓軌道上運(yùn)行的周期短，故D錯(cuò)誤。故選C。7.a、b兩衛(wèi)星在同一平面內(nèi)繞某一行星c沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。已知軌道半徑之比為，從圖示位置（連線與連線的夾角）開(kāi)始，在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，a、b、c將共線（）A.2次 B.4次 C.6次 D.8次【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)得則周期之比為兩衛(wèi)星取，且，得則n取整數(shù)為8。故選D。二、多項(xiàng)選擇題：本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。8.若地球和火星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，地球、火星的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為，則地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的（）A.周期之比為 B.線速度大小之比為C.角速度大小之比為 D.向心加速度大小之比為【答案】CD【解析】【詳解】根據(jù)萬(wàn)有引力提供天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，可知解得，，，A．根據(jù)上述結(jié)論可知地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期之比為故A錯(cuò)誤；B．地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為故B錯(cuò)誤；C．地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的角速度之比為故C正確；D．地球與火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比為故D正確。故選CD。9.如圖所示，一個(gè)大小可忽略、質(zhì)量為的模型飛機(jī)，在距水平地面的高度為的水平面內(nèi)以速率繞圓心做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為圓心在水平地面上的投影，某時(shí)刻該飛機(jī)上有一個(gè)小螺絲掉離飛機(jī)，不計(jì)空氣對(duì)小螺絲的作用力，重力加速度大小為。下列說(shuō)法正確的是（）A.空氣對(duì)模型飛機(jī)作用力大小為B.空氣對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小為C.小螺絲落地點(diǎn)與點(diǎn)的距離為D.小螺絲落地點(diǎn)與點(diǎn)的距離為【答案】BC【解析】【詳解】AB．對(duì)飛機(jī)，受到重力和空氣對(duì)飛機(jī)的作用力，如圖所示空氣對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小為故A錯(cuò)誤，B正確；CD．小螺絲釘?shù)綦x飛機(jī)后做平拋運(yùn)動(dòng)，投影如下圖所示由得水平位移根據(jù)幾何關(guān)系，小螺絲釘?shù)谝淮温涞攸c(diǎn)與的距離故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。10.宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，若四星系統(tǒng)中每個(gè)星體的質(zhì)量均為、半徑均為，四顆星穩(wěn)定分布在邊長(zhǎng)為的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上，如圖所示。已知引力常量為，忽略其他星體對(duì)它們的引力作用，則下列說(shuō)法正確的是（）A.四顆星的軌道半徑均為B.四顆星表面的重力加速度大小均為C.每顆星所受的相鄰兩顆星的萬(wàn)有引力的合力等于對(duì)角星對(duì)其的萬(wàn)有引力D.四顆星的周期均為【答案】AD【解析】【詳解】A．四星系統(tǒng)的圓心在正方形中心，根據(jù)幾何關(guān)系可得軌道半徑為A正確；B．在星球表面根據(jù)得B錯(cuò)誤。C．每顆星所受的相鄰兩顆星的萬(wàn)有引力的合力對(duì)角星對(duì)星球的萬(wàn)有引力可知C錯(cuò)誤；D．向心力由合力提供，故解得D正確；故選AD。三、非選擇題：共54分。11.在細(xì)線的一端系一個(gè)小球，手執(zhí)細(xì)線的另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。（1）當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，細(xì)線越長(zhǎng)越易斷，說(shuō)明向心力大小與______（填“轉(zhuǎn)動(dòng)半徑”或“小球的質(zhì)量”）有關(guān)；（2）小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，若細(xì)線被豎直固定在水平面上的一個(gè)釘子擋住，則細(xì)線碰釘子時(shí)釘子離小球越______（填“遠(yuǎn)”或“近”），細(xì)線越易斷；（3）如圖所示，表示在細(xì)線牽引下的小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度隨半徑變化的曲線，其中為雙曲線的一支，由圖可知______（填“”或“”）的角速度不變?！敬鸢浮竣俎D(zhuǎn)動(dòng)半徑②.近③.【解析】【詳解】（1）[1]根據(jù)受力分析可知合外力提供向心力，即，解得根據(jù)結(jié)果可知當(dāng)轉(zhuǎn)速相同時(shí)，細(xì)線越長(zhǎng)，即轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越大，繩上的力越大，越容易斷。（2）[2]碰釘子瞬間線速度大小不變，此時(shí)繩上拉力根據(jù)結(jié)果可知，釘子離小球越近，即轉(zhuǎn)動(dòng)半徑越小，越容易斷。（3）[3]角速度不變時(shí)，向心加速度與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的關(guān)系為則與成正比，故可知其對(duì)應(yīng)的圖像為。12.（1）在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為減小空氣阻力對(duì)小球的影響，選擇小球時(shí)，應(yīng)選擇______。A.實(shí)心小鐵球B.空心鐵球C.實(shí)心小木球（2）在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，斜槽末端切線要______，且要求小球要從______由靜止釋放。（3）現(xiàn)用一張印有小方格的紙記錄小球運(yùn)動(dòng)的軌跡，小方格邊長(zhǎng)，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖所示，小球由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的時(shí)間為_(kāi)_____s，小球剛離開(kāi)斜槽末端時(shí)的速度大小為_(kāi)_____m/s，小球在C點(diǎn)的豎直分速度大小為_(kāi)_____m/s。（取重力加速度大小，結(jié)果均保留到小數(shù)點(diǎn)后兩位）【答案】①.A②.水平③.同一位置④.0.05⑤.1.00⑥.1.25【解析】【詳解】（1）[1]在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為減小空氣阻力對(duì)小球的影響，選擇小球時(shí)，應(yīng)選擇實(shí)心小鐵球。故選A。（2）[2][3]在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，斜槽末端切線要水平，且要求小球要從同一位置由靜止釋放。（3）[4]根據(jù)可得小球由A位置運(yùn)動(dòng)到B位置的時(shí)間為[5]小球剛離開(kāi)斜槽末端時(shí)的速度大小為[6]小球在C點(diǎn)的豎直分速度大小為13.宇航員在某星球表面高處以某速度水平拋出一個(gè)小球，小球經(jīng)過(guò)時(shí)間落在星球表面。該星球的質(zhì)量為，引力常量為，星球表面的空氣阻力不計(jì)，忽略星球的自轉(zhuǎn)。求：（1）該星球半徑；（2）該星球的第一宇宙速度的大小?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】【詳解】（1）設(shè)該星球表面附近的重力加速度大小為，小球在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有解得設(shè)該星球表面上有一物體的質(zhì)量為，忽略星球自轉(zhuǎn)，萬(wàn)有引力等于重力，有解得（2）設(shè)某衛(wèi)星的質(zhì)量為，該衛(wèi)星在星球表面附近運(yùn)行，有解得14.如圖所示，甲、乙兩小球自同一位置同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，甲在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，乙做初速度大小的平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)乙下落至A點(diǎn)時(shí)，甲恰好第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B，A、B兩點(diǎn)在同一水平線上，A、B兩點(diǎn)間的距離，取重力加速度大小，不計(jì)空氣阻力，求：（1）甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R；（2）甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小ω；（3）甲做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度的大小a.【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【詳解】（1）根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有，解得（2）依題意又解得（3）由向心加速度大小解得15.如圖所示，質(zhì)量分別為和的兩個(gè)星球和（均視為質(zhì)點(diǎn)）在它們之間的引力作用下都繞點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球和之間的距離為。已知星球和和三點(diǎn)始終共線，和分別在點(diǎn)的兩側(cè)。引力常量為。（1）求