2023-2024年江蘇省徐州市銅山區(qū)高一下學(xué)期3月月考物理試卷(解析版)_第1頁(yè)
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2023-2024學(xué)年度第二學(xué)期第一次學(xué)情檢測(cè)高一年級(jí)物理試題一、單選題1.北京冬奧會(huì)開幕式節(jié)氣倒計(jì)時(shí)驚艷全球,如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)行所處不同位置對(duì)應(yīng)的節(jié)氣,下列說法正確的是()A.夏至?xí)r地球的運(yùn)行速度最大B.從冬至到春分的運(yùn)行時(shí)間為地球公轉(zhuǎn)周期的C.太陽(yáng)既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上,也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上D.若用代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,代表公轉(zhuǎn)周期,,則地球和火星對(duì)應(yīng)的值不同【答案】C【解析】由開普勒第二定律可知地球在近日點(diǎn)運(yùn)行速度最大在遠(yuǎn)日點(diǎn)速度最小,夏至?xí)r地球在遠(yuǎn)日點(diǎn)運(yùn)行速度最小,A錯(cuò)誤;根據(jù)對(duì)稱性可知,從冬至到夏至的運(yùn)行時(shí)間為周期的一半,由開普勒第二定律可知從冬至到春分的運(yùn)行速度大于春分到夏至的運(yùn)行速度,故從冬至到春分的運(yùn)行時(shí)間小于地球公轉(zhuǎn)周期的,B錯(cuò)誤;地球和火星都是繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星,由開普勒第一定律可知太陽(yáng)既在地球公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上,也在火星公轉(zhuǎn)軌道的焦點(diǎn)上,C正確;若用代表橢圓軌道的半長(zhǎng)軸,代表公轉(zhuǎn)周期,由開普勒第三定律可知,所有繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等,即,地球和火星都是繞太陽(yáng)運(yùn)行的行星對(duì)應(yīng)的值相同,D錯(cuò)誤;故選C。2.下列關(guān)于物理學(xué)家及其貢獻(xiàn)的說法正確的是()A.開普勒在牛頓的觀測(cè)記錄的基礎(chǔ)上,研究總結(jié)出了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的定律B.牛頓在前人的研究基礎(chǔ)上,總結(jié)出萬(wàn)有引力定律,并測(cè)出了萬(wàn)有引力常量C.牛頓運(yùn)動(dòng)定律有其局限性,僅適用于解決宏觀低速問題D.愛因斯坦提出的相對(duì)論否定了牛頓的萬(wàn)有引力定律【答案】C【解析】開普勒在研究第谷的觀測(cè)記錄的基礎(chǔ)上,總結(jié)出行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的定律;牛頓提出來萬(wàn)有引力定律,解釋了行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的原因,A錯(cuò)誤;牛頓在前人的研究基礎(chǔ)上,總結(jié)出萬(wàn)有引力定律,卡文迪許測(cè)出了萬(wàn)有引力常量,B錯(cuò)誤;牛頓運(yùn)動(dòng)定律有其局限性,僅適用于解決宏觀低速問題,不能適用于高速、微觀的粒子,C正確;愛因斯坦提出的相對(duì)論,并沒有否定牛頓的萬(wàn)有引力定律,D錯(cuò)誤。故選C。3.甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)間萬(wàn)有引力的大小為,若保持它們的質(zhì)量不變,將它們之間的距離減小為原來的二分之一,則它們之間的萬(wàn)有引力將變?yōu)椋ǎ〢. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)相距,質(zhì)量分別為、,它們之間的萬(wàn)有引力,若保持它們各自的質(zhì)量不變,將它們之間的距離減小為原來的二分之一,則甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)引力,故選D。4.在地面上發(fā)射飛行器,如果發(fā)射速度大于,而小于,則它將()A.繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)B.繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)C.掙脫地球的束縛繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)D.掙脫太陽(yáng)的束縛飛離太陽(yáng)系【答案】B【解析】根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力公式,可知,在半徑一定的情況下,速度越大,所需要的向心力越大,如果向心力不足,物體將做離心運(yùn)動(dòng),物體在地球表面軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的向心力剛好對(duì)應(yīng)的速度就是,超過就要做離心運(yùn)動(dòng),而要完全脫離地球引力,需要的速度為,所以,當(dāng)速度在之間時(shí),人造衛(wèi)星既不能保持在地球附近做圓周運(yùn)動(dòng),又無(wú)法完全逃離地球,最終軌跡就是一個(gè)橢圓。故選B。當(dāng)提供的外力等于物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng);當(dāng)提供的外力小于物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí),物體做離心運(yùn)動(dòng);當(dāng)提供的外力大于物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí),物體做近心運(yùn)動(dòng)。5.假設(shè)地球質(zhì)量不變,而地球的半徑增大到原來的倍,那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的()A.倍 B.倍 C.倍 D.倍【答案】D【解析】地球的第一宇宙速度是衛(wèi)星在近地圓軌道上的環(huán)繞速度,有,解得,可知地球的第一宇宙速度是,假設(shè)地球質(zhì)量不變,而地球的半徑增大到原來的倍,那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度為,可得,故選D。6.如圖所示的三個(gè)人造地球衛(wèi)星,下列說法正確的是()A.衛(wèi)星可能的軌道為、、B.衛(wèi)星可能的軌道為、C.同步衛(wèi)星可能的軌道為D.同步衛(wèi)星可能的軌道為,【答案】C【解析】衛(wèi)星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力,由于萬(wàn)有引力指向地心,故衛(wèi)星軌道的圓心為地心.由圖可知,軌道的平面與地心不共面,故不可能是地球衛(wèi)星的軌道,故AB錯(cuò)誤;同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步,故其軌道平面與赤道平面重合,軌道不與赤道共面,不可以是同步衛(wèi)星軌道.同步衛(wèi)星可能的軌道為,故C正確,D錯(cuò)誤;故選C.點(diǎn)睛:本題主要考查衛(wèi)星軌道問題,知道衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力,而萬(wàn)有引力指向地心,故衛(wèi)星軌道平面與地心共面,同步衛(wèi)星因與地球自轉(zhuǎn)同步,故同步衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面重合,掌握衛(wèi)星軌道平面是正確解決問題的關(guān)鍵.7.年月日“神舟十三號(hào)”載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會(huì)對(duì)接,執(zhí)行此次航天任務(wù)的三名宇航員將在軌駐留六個(gè)月??臻g站和同步衛(wèi)星軌道的示意圖如圖所示,已知同步衛(wèi)星的周期為,地球表面重力加速度為,第一宇宙速度為,下面對(duì)空間站的運(yùn)動(dòng)描述正確的是()A.周期大于 B.速度大于 C.角速度小于 D.加速度小于【答案】D【解析】根據(jù),可得,知空間站的周期小于同步衛(wèi)星的周期,故A錯(cuò)誤;第一宇宙速度為環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度,所以空間站的速度小于,故B錯(cuò)誤;根據(jù),可知空間站的角速度大于,故C錯(cuò)誤;在地球表面有,根據(jù),可知空間站的加速度小于,故D正確。故選D。8.如圖所示,一位老爺爺在一片平坦的草地上遛狗,拉狗的繩子與地面的夾角為,設(shè)繩的拉力始終是,在向前移動(dòng)的過程中,小狗的拉力對(duì)老爺爺做的功為()A. B. C. D.【答案】D【解析】小狗的拉力與老爺爺?shù)奈灰茒A角為,所做的功為,故選D。9.如圖所示,汽車上坡時(shí)司機(jī)要用“換擋”的方法來()A.減小速度,得到較大的牽引力 B.增大速度,得到較大的牽引力C.增大速度,得到較小的牽引力 D.減小速度,得到較小的牽引力【答案】A【解析】根據(jù),在功率保持不變的情況下,汽車上坡時(shí),為了得到較大的牽引力,應(yīng)“換擋”減小速度。故選A。10.質(zhì)量為的小球做自由落體運(yùn)動(dòng),下落前內(nèi)重力的平均功率和末重力的瞬時(shí)功率分別為()A., B., C., D.,【答案】B【解析】小球做自由落體運(yùn)動(dòng)在下落前內(nèi)的位移為,則前內(nèi)重力的平均功率為,小球做自由落體運(yùn)動(dòng)在下落末的速度為,則末重力的瞬時(shí)功率為,故選B。11.一端固定的輕質(zhì)彈簧處于原長(zhǎng),第一次用互成角度的兩個(gè)力、拉彈簧的另一端至點(diǎn),如圖所示,在此過程、分別做了、的功,;第二次換用另一個(gè)力仍使彈簧重復(fù)上述過程,該過程所做的功是()A. B. C. D.【答案】D【解析】、拉彈簧的作用效果與力拉彈簧的作用效果相同,故力拉彈簧做的功等于力、拉彈簧做功之和故為,故選D.12.如圖所示,粗糙弧形軌道高為,將質(zhì)量為的小球從軌道頂端由靜止釋放,小球運(yùn)動(dòng)到軌道底端時(shí)的速度為,重力加速度為。該過程中,阻力對(duì)小球做的功為()A. B. C. D.【答案】D【解析】小球從頂端靜止釋放到軌道底端,根據(jù)動(dòng)能定理可得,解得,故選D。13.從高為處以速度豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為的小球,如圖所示。若取拋出點(diǎn)小球的重力能為,不計(jì)空氣阻力,則小球著地時(shí)的機(jī)械能為()A. B. C. D.【答案】C【解析】整個(gè)過程中,只有重力做功,則機(jī)械能守恒,初位置的機(jī)械能為,則小球著地時(shí)的機(jī)械能為。故選C。14.如圖所示,小朋友站在“蹦蹦跳”上隨踏板跳躍,從狀態(tài)到狀態(tài)是著地后桿外的彈簧向上彈起并恢復(fù)原長(zhǎng)的過程。在此過程中關(guān)于小朋友的重力勢(shì)能和彈簧的彈性勢(shì)能的變化,下列判斷正確的是()A.減小,增加 B.減小,減小C.增加,減小 D.增加,增加【答案】C【解析】彈簧向上彈起并恢復(fù)原長(zhǎng)的過程,小朋友克服自身重力做功,重力勢(shì)能增加,彈簧彈力做正功,彈性勢(shì)能減小,即增加,減小。故選C。15.一臺(tái)額定功率為的起重機(jī)從靜止開始提升質(zhì)量為的重物,重物運(yùn)動(dòng)的圖像如圖所示,圖中線段除段是曲線外,其余線段都是直線,已知在時(shí)刻拉力的功率達(dá)到額定功率,之后功率保持不變。下列說法正確的是()A.圖像中曲線段起重機(jī)的加速度越來越大B.圖像中直線段起重機(jī)的功率保持不變C.在時(shí)刻,起重機(jī)的拉力最大且為D.在時(shí)刻,起重機(jī)的拉力最大且為【答案】C【解析】圖像斜率表示速度,圖像中曲線段,加速度越來越小,故A錯(cuò)誤;圖像中直線段重物勻加速上升,起重機(jī)的牽引力不變,速度增大,功率增大,故B錯(cuò)誤;時(shí)間內(nèi),起重機(jī)做勻加速直線運(yùn)動(dòng),拉力為定值,時(shí)刻達(dá)到額定功率,此后速度增加,功率不變,拉力減小,故在時(shí)刻,起重機(jī)的拉力最大且為,故C正確,D錯(cuò)誤。故選C。16.解放前后,機(jī)械化生產(chǎn)水平較低,人們經(jīng)常通過“驢拉磨”的方式把糧食顆粒加工成粗面來食用.如圖,一個(gè)人推磨,其推磨桿的力的大小始終為,方向與磨桿始終垂直,作用點(diǎn)到軸心的距離為,磨盤繞軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),則在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中推力做的功為()A. B. C. D.【答案】B【解析】適用于恒力做功,因?yàn)橥颇サ倪^程中力方向時(shí)刻在變化是變力,但由于圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可知,力方向時(shí)刻與速度方向相同,根據(jù)微分原理可知,拉力所做的功等于力與路程的乘積;由題可知:推磨桿的力的大小始終為,方向與磨桿始終垂直,即其方向與瞬時(shí)速度方向相同,即為圓周切線方向,故根據(jù)微分原理可知,拉力對(duì)磨盤所做的功等于拉力的大小與拉力作用點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng)弧長(zhǎng)的乘積,由題意知,磨轉(zhuǎn)動(dòng)一周,弧長(zhǎng),所以拉力所做的功,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)ACD錯(cuò)誤.本題關(guān)鍵抓住推磨的過程中力方向與速度方向時(shí)刻相同,即拉力方向與作用點(diǎn)的位移方向時(shí)刻相同,根據(jù)微分思想可以求得力所做的功等于力的大小與路程的乘積,這是解決本題的突破口.17.一質(zhì)量為的小球,用長(zhǎng)為的輕繩懸掛于點(diǎn),小球在水平力作用下從平衡位置點(diǎn)很緩慢地移動(dòng)到點(diǎn),如圖所示,則力所做的功為()A. B. C. D.【答案】C【解析】小球的運(yùn)動(dòng)過程是緩慢的,因而小球任何時(shí)刻均可看成是平衡狀態(tài),力的大小在不斷變化,做功是變力做功。小球上升過程只有重力和這兩個(gè)力做功,由動(dòng)能定理得,所以,故C正確,ABD錯(cuò)誤。故選C。18.如圖所示,一個(gè)小球質(zhì)量為,初始時(shí)靜止在光滑的軌道上,現(xiàn)以水平力擊打小球,使小球能夠通過半徑為的豎直光滑軌道的最高點(diǎn),則水平力對(duì)小球所做的功至少為()A. B. C. D.【答案】C【解析】試題分析要通過豎直光滑軌道的最高點(diǎn),在點(diǎn)有重力提供向心力,對(duì)小球,由動(dòng)能定理,聯(lián)立解得,故選C。19.如圖所示,下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是()A.甲圖中,物體將彈簧壓縮的過程中,機(jī)械能守恒B.乙圖中,置于光滑水平面,物體沿光滑斜面下滑,物體機(jī)械能守恒C.丙圖中,不計(jì)任何阻力時(shí)加速下落,加速上升過程中,、系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.丁圖中,小球沿水平面做勻速圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí),小球的機(jī)械能不守恒【答案】C【解析】在物體壓縮彈簧的過程中,彈簧和物體組成的系統(tǒng),只有重力和彈力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。對(duì)于,由于彈簧的彈性勢(shì)能在增加,則的機(jī)械能減小,故A錯(cuò)誤;物塊沿下滑的過程中,要向右運(yùn)動(dòng),、組成的系統(tǒng),只有重力做功,機(jī)械能守恒,由于的機(jī)械能增大,所以的機(jī)械能不守恒,在減小,故B錯(cuò)誤;對(duì)、組成的系統(tǒng),不計(jì)空氣阻力,只有重力做功,、組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故C正確;小球在做圓錐擺的過程中,重力勢(shì)能和動(dòng)能都不變,機(jī)械能守恒,故D錯(cuò)誤。故選C。20.如圖所示,固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為的小圓環(huán),圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接,彈簧的另一端連接在墻上,且處于原長(zhǎng)狀態(tài).現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑,已知彈簧原長(zhǎng)為,圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)椋ㄎ闯^彈性限度),則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中()A.圓環(huán)的機(jī)械能守恒B.彈簧彈性勢(shì)能變化了C.圓環(huán)下滑到最大距離時(shí),所受合力為零D.圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變【答案】B【解析】圓環(huán)在下滑過程中,彈簧對(duì)其做負(fù)功,故圓環(huán)機(jī)械能減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圓環(huán)下滑到最大的距離時(shí),由幾何關(guān)系可知,圓環(huán)下滑的距離為,圓環(huán)的速度為零,由能量守恒定律可知,彈簧的彈性勢(shì)能增加量等于圓環(huán)重力勢(shì)能的減小量,為,故選項(xiàng)B正確;圓環(huán)下滑過程中,所受合力為零時(shí),加速度為零,速度最大,而下滑至最大距離時(shí),物體速度為零,加速度不為零,所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤;在下滑過程中,圓環(huán)的機(jī)械能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變,即系統(tǒng)機(jī)械能守恒,所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤;考點(diǎn):系統(tǒng)機(jī)械能守恒二、解答題21.年月日,天問一號(hào)火星探測(cè)器的“環(huán)繞器”成功實(shí)施第五次近火制動(dòng),準(zhǔn)確進(jìn)入遙感使命軌道,開展火星全球遙感探測(cè)。若其繞火星運(yùn)行的軌道半徑為,火星的半徑為,火星表面的重力加速度為,萬(wàn)有引力常量為,求:(1)火星的質(zhì)量;(2)環(huán)繞器的運(yùn)行周期。【答案】(1);(2);【解析】(1)在火星表面,有,解得;(2)環(huán)繞器運(yùn)行時(shí),有,解得;22.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為,質(zhì)量為,當(dāng)汽車在水平路面上行駛時(shí),阻力始終是車重的倍,。(1)若汽車從靜止開始,以的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng),這一過程能維持多長(zhǎng)時(shí)間?(2)汽車所能達(dá)到的最大速度是多大?【答案】(1);(2);【解析】(1)由牛頓第二定律得,由題意得,由功率公式得,由速度公式得,由以上式聯(lián)立得;(2)汽車所能達(dá)到的最大速度時(shí),根據(jù)功率公式,得,解得;23.滑板運(yùn)動(dòng)是極限運(yùn)動(dòng)的鼻祖,許多極限運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目均由滑板項(xiàng)目延伸而來,如圖是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道,和是兩段光滑圓弧形軌道,段的圓心為點(diǎn),圓心角為,半徑與水平軌道垂直,水平軌道段粗糙且長(zhǎng)。一運(yùn)動(dòng)員從軌道上的點(diǎn)以的速度水平滑出,在點(diǎn)剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧軌道,經(jīng)軌道后沖上軌道,到達(dá)點(diǎn)時(shí)速度減

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