学年福建省龙岩北大附属实验学校高一下学期月考物理试题.docx
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学年福建省龙岩北大附属实验学校高一下学期月考物理试题
2017-2018学年龙岩北附第二学期高一物理月考试卷
一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，第8-12题有多个选项符合题目要求。
全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）
1.两个密度均匀的球体，相距r，它们之间的万有引力为10－8N，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为（ ）
A.10－8NB.0.25×10－8N
C.4×10－8ND.10－4N
【答案】A
2.已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，重力加速度g＝9.8m/s2，地球半径R＝6.4×106m，则可知地球质量的数量级是（ ）
A.1018kgB.1020kg
C.1022kgD.1024kg
【答案】D
【解析】设质量为m的物体放在地球的表面，地球的质量为M．根据物体的重力等于地球对物体的万有引力得：
，得到：
代入数据解得：
M≈6.0×1024kg，数量级为1024kg．故D正确、ABC错误．故选D．
点睛：
本题根据重力近似等于万有引力求解地球的质量，得到的式子GM=gR2，常被称为黄金代换式，常用来求行星的质量及行星表面的重力加速度关系．
3.关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是（ ）
A.已知它的质量是1.24t，若将它的质量增为2.84t，其同步轨道半径将变为原来的2倍
B.它的运行速度大于7.9km/s
C.它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用它进行电视转播
D.它距地面的高度约为地球半径的5倍，故它的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的
【答案】D
【解析】同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关，A错误；7.9km/s是人造卫星的最小发射速度，同时也是卫星的最大环绕速度，卫星的轨道半径越大，其线速度越小．同步卫星距地面很高，故其运行速度小于7.9km/s，B错误；同步卫星只能在赤道的正上方，C错误；由
可得，同步卫星的加速度
，D正确．
【点睛】同步卫星有四个“定”：
定轨道、定高度、定速度、定周期．
4.同步卫星位于赤道上方，相对地面静止不动．如果地球半径为R，自转角速度为ω，地球表面的重力加速度为g.那么，同步卫星绕地球的运行速度为（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】同步卫星和地球同步，其周期为地球自转的周期，所以同步卫星的角速度为．设地球质量为M，卫星的质量为m，则有
；在地球表面，有
，联立以上两式得
；所以同步卫星绕地球的运行速度为
，故D正确．
5.宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕两星球球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A.双星相互间的万有引力增大
B.双星做圆周运动的角速度不变...
C.双星做圆周运动的周期增大
D.双星做圆周运动的速度增大
【答案】C
【解析】考点：
万有引力定律及其应用．
专题：
万有引力定律的应用专题．
分析：
双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力，即G
=m1r1ω2，G
=m2r2ω2．得出双星的轨道半径关系，从而确定出双星的半径如何变化，以及得出双星的角速度和周期的变化．
解答：
解：
A、双星间的距离在不断缓慢增加，根据万有引力定律，F=G
，知万有引力减小．故A错误．
B、根据G
=m1r1ω2，G
=m2r2ω2，知m1r1=m2r2，
，
，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离变大，则双星的轨道半径都变大，根据万有引力提供向心力，知角速度变小，周期变大，线速度变大．故BD错误，C正确．
故选C．
点评：
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，
G
=m1r1ω2，G
=m2r2ω2，知道双星的轨道半径比等于质量之反比．
6.长度L＝0.50m的轻杆OA，A端有一质量m＝3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s（g取10m/s2），则此时细杆OA受到（ ）
A.6N的拉力
B.6N的压力
C.24N的拉力
D.24N的压力
【答案】B
【解析】试题分析：
小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆子的弹力方向向上为FN，根据合力提供向心力：
代入数据解得：
FN=6．0N，则小球对OA有向下的压力，大小为6N，故B正确．
考点：
圆周运动的向心力
【名师点睛】此题是牛顿定律在圆周运动中的应用；解题时注意弹力方向可能向下，也可能向上，假设弹力向上，如果解出是正值，说明此力向上，如果解出负值说明力的方向与假设的方向相反，即方向应该向下．
7.汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车转弯的轨道半径必须（ ）
A.减为原来的B.减为原来的
C.增为原来的2倍D.增为原来的4倍
【答案】D
【解析】试题分析：
汽车在水平路面转弯时，地面的摩擦力提供向心力，由于摩擦力已经最大，所以向心力不可能再变大，根据匀速圆周运动向心力的公式
，可计算得
，也就是说半径要增为原来4倍，D对。
考点：
匀速圆周运动向心力
8.水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（ ）
A.小球到达c点的速度为
...
B.小球在c点将向下做自由落体运动
C.小球在直轨道上的落点d与b点距离为2R
D.小球从c点落到d点需要时间为
【答案】ACD
【解析】试题分析：
小球恰好通过最高点c，根据重力提供向心力，有
得
，A正确；小球自c点做平抛运动，B错误；小球离开C点后做平抛运动，有
，
解得
C、D正确；故选ACD。
考点：
动能定理、平抛运动。
9.如图所示，用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R，则下列说法正确的是（ ）
A.小球过最高点时，绳子张力可能为零
B.小球过最高点时的最小速度为零
C.小球刚好过最高点时的速度为
D.小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反
【答案】AC
【解析】试题分析：
小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则在最高点，恰好由重力提供向心力时，有：
，v=
，此时绳子张力为零，故B错误，AC正确．小球在圆周最高点时，绳子只能提供向下的拉力，所以不可能与重力的方向相反，故D错误．故选AC．
考点：
竖直面内的圆周运动
【名师点睛】该题考查竖直平面内的圆周运动，对于圆周运动动力学问题，重在分析向心力的来源，利用牛顿第二定律列方程分析。
10.中央电视台《今日说法》栏目曾报道过一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是（ ）
A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动
B.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动
C.公路在设计上可能内（东北）高外（西南）低
D.公路在设计上可能外（西南）高内（东北）低
【答案】AC
【解析】试题分析：
汽车拐弯时发生侧翻是由于车速较快，提供的力不够做圆周运动所需的向心力，发生离心运动．有可能是内测高外侧低，支持力和重力的合力向外，最终的合力不够提供向心力．
由题图可知发生事故时，卡车在做圆周运动，从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动，A正确B错误；汽车在水平路面上拐弯时，靠静摩擦力提供向心力，现在易发生侧翻可能是路面设计不合理，公路的设计上可能内侧（东北）高外侧（西南）低，重力沿斜面方向的分力背离圆心，导致合力不够提供向心力而致，故C正确，D错误．
11.北京时间2005年7月4日下午1时52分（美国东部时间7月4日凌晨1时52分）探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ）
A.绕太阳运动的角速度不变
B.近日点处线速度大于远日点处线速度...
C.近日点处加速度大于远日点处加速度
D.其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
【答案】BCD
【解析】试题分析：
根据万有引力做功情况判断近日点速度与远日点速度的大小，通过线速度与半径的变化判断角速度的变化，根据牛顿第二定律比较加速度的大小，通过开普勒第三定律得出周期与椭圆半长轴的关系．
彗星做椭圆运动，线速度与半径在变化，根据
知，角速度不是恒定不变的，故A错误；从近日点向远日点运动，万有引力做负功，动能减小，所以近日点的线速度大于远日点的线速度，故B正确；彗星在近日点所受的万有引力大于在远日点所受的万有引力，根据牛顿第二定律，近日点的加速度大于远日点的加速度，故C正确．根据开普勒第三定律有
（常量），C由中心天体所决定，故D正确．
12.2013年6月11日17时38分，我国利用“神舟十号”飞船将聂海胜、张晓光、王亚平三名宇航员送入太空．设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是（ ）
A.地球的质量
B.地球的平均密度
C.飞船所需的向心力
D.飞船线速度的大小
【答案】ABD
【解析】试题分析：
人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力等于向心力
可解得地球质量M，故A正确；地球密度
，由于M可以求出，故可以求出地球的密度，故B正确；由于不知道飞船的质量，所以不能求向心力大小，故C错误；根据
可以求线速度的大小，故D正确；故选ABD。
考点：
万有引力定律的应用
【名师点睛】此题是万有引力定律的应用问题，人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据向心力公式和万有引力公式列得：
，然后可求出相关物理量．
二、实验题
13.某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：
玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R＝0.20m）．
完成下列填空：
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图7（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为________kg；
（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧．此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示.
序号
1
2
3
4
5
m（kg）
1.80
1.75
1.85
1.75
1.90
（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N；小车通过最低点时的速度大小为________m/s.（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）
【答案】
（1）.1.40
（2）.7.9（3）.1.4
【解析】
（2）题图（b）中托盘秤的示数为1.40kg.
（4）小车5次经过最低点时托盘秤的示数平均值为
小车经过凹形桥最低点对桥的压力为
由题意可知小车的质量为
对小车，在最低点时由牛顿第二定律得
解得
14.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律．频闪仪每隔0.05s闪光一次，图7中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，计算结果保留三位有效数字）:
时刻
t2
t3
t4
t5
速度（m·s－1）
4.99
4.48
3.98
（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝________m/s；
（2）从t2到t5时间内，重力势能增量ΔEp＝________J，动能减少量ΔEk＝________J；
（3）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律．由上述计算得ΔEp________ΔEk（选填“＞”“＜”或“＝”）.
【答案】
（1）.3.48
（2）.1.24（3）.1.28（4）.＜ ...
【解析】试题分析：
在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，据此可以求时刻的速度大小；根据重力做功和重力势能之间的关系可以求出重力势能的减小量．根据起末点的速度可以求出动能的增加量，
（1）在匀变速直线运动中，中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，所以有：
时刻小球的速度
；
（2）从到时间内，重力势能增量
，动能减少量
；
（3）根据计算可得
三、计算题
15.如图9所示，A是地球同步卫星，另一个卫星B的圆轨道位于赤道平面内，距离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．
（1）卫星B的运行周期是多少？
（2）如果卫星B的绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），求至少再经过多长时间，它们再一次相距最近？
【答案】
（1）
（2）
【解析】
（1）由万有引力定律和向心力公式得
①，
②
联立①②解得：
③
（2）由题意得
④，由③得
⑤
代入④得
16.如图10所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁的作用力为0.求A、B两球落地点间的距离．
【答案】2R
【解析】试题分析：
对两个球分别受力分析，根据合力提供向心力，由牛顿第二定律求出两球通过C点的速度，此后球做平抛运动，根据运动学公式列式求解即可．
A球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，B球与恰好管壁没有作用力。
A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．
对A球：
对B球：
，
所以
17.恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10km，密度为1.2×1017kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为多少？
【答案】
【解析】试题分析：
卫星绕中子星表面运行时，即卫星轨道半径等于中子星半径时的速度是第一宇宙速度，由万有引力定律列方程可以求出中子星的第一宇宙速度．
中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的球半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由
，得
又、
得
18.我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星－500”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的，质量是地球质量的.已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，忽略火星以及地球自转的影响，求：
（1）火星表面的重力加速度g′的大小；...
（2）王跃登陆火星后，经测量发现火星上一昼夜的时间为t，如果要发射一颗火星的同步卫星，它正常运行时距离火星表面将有多远？
【答案】
（1）
（2）
【解析】试题分析：
在地球表面，万有引力与重力相等，
对火星
联立解得
解出同步卫星离火星表面高度为
考点：
万有引力定律的应用.
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