行唐縣第三中學2018級高一3月月考物理試卷一、選擇題(18為單選每小題5分，914為多選每小題5分，共70分，選對但不全的得3分，有錯選或不選的不得分) 1.某變速箱中有甲、乙、丙三個齒輪，如圖所示，其半徑分別為r1、r2、r3，若甲輪的角速度為，則丙輪邊緣上某點的向心加速度為（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】甲乙丙三個輪子的線速度相等，根據求出丙輪邊緣上某點的向心加速度【詳解】甲丙的線速度大小相等，根據知甲丙的向心加速度之比為，甲的向心加速度，則，A正確。2.如圖所示，質量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動，滑到最低點時的速度為v，若物塊滑到最低點時受到的摩擦力是Ff，則物塊與碗的動摩擦因數為A. B. C. D. 【答案】B【解析】在最低點有3.在物理學理論建立的過程中，有許多偉大的科學家做出了貢獻關于科學家和他們的貢獻，下列說法正確的是()A. 開普勒進行了“月地檢驗”，得出天上和地下的物體都遵從萬有引力定律的結論B. 哥白尼提出“日心說”，發現了太陽系中行星沿橢圓軌道運動的規律C. 第谷通過對天體運動的長期觀察，發現了行星運動三定律D. 牛頓發現了萬有引力定律【答案】D【解析】試題分析：牛頓進行了“月-地檢驗”，得出天上和地下的物體都遵從萬有引力定律的結論，故A錯誤；哥白尼提出“日心說”，開普勒發現了太陽系中行星沿橢圓軌道運動的規律，故B錯誤；開普勒通過對天體運動的長期觀察，發現了行星運動三定律，故C錯誤；牛頓發現了萬有引力定律，故D正確。考點：物理學史【名師點睛】本題考查物理學史，是常識性問題，對于物理學上重大發現、發明、著名理論要加強記憶，這也是考試內容之一。4. 不可回收的航天器在使用后，將成為太空垃圾。如圖所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖，對此有如下說法，正確的是( )A. 離地越低的太空垃圾運行周期越小B. 離地越高的太空垃圾運行角速度越小C. 由公式v得，離地越高的太空垃圾運行速率越大D. 太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞【答案】B【解析】太空垃圾繞地球做勻速圓周運動，根據，可得：離地越低，周期越小，角速度越大，速度越大，AB正確，C錯誤太空垃圾與同一軌道上同向飛行的航天器速率相等，不會相撞，D錯誤選AB.5.星球上的物體脫離該星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關系是v2v1.已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的.不計其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為 ()A. B. C. D. 【答案】A【解析】【詳解】在星球表面，重力等于其表面衛星的環繞需要的向心力，根據牛頓第二定律，有：解得： 根據題意，有：v2=v1，故v2=，故選A.6. 已知萬有引力常量G，那么在下列給出的各種情景中，能根據測量的數據求出火星平均密度的是A. 在火星表面使一個小球做自由落體運動，測出下落的高度H和時間tB. 發射一顆貼近火星表面繞火星做圓周運動的飛船，測出飛船的周期TC. 觀察火星繞太陽的圓周運動，測出火星的直徑D和火星繞太陽運行的周期TD. 發射一顆繞火星做圓周運動的衛星，測出衛星繞火星運行的軌道半徑r和衛星的周期T【答案】B【解析】【詳解】設月球質量為M，半徑為R，月球表面重力加速度為g；小球做自由落體運動，則有：H=gt2，故月球表面重力加速度；根據月球表面物體的重力等于萬有引力，有：G=mg，所以月球質量，月球的密度由于月球半徑R未知，故月球的密度無法求解，故A錯誤；貼近月球表面做勻速圓周運動的飛船，根據萬有引力等于向心力得，得，月球的密度，已知G和T，所以可以求出月球的密度。故B正確；觀察月球繞地球的勻速圓周運動，測出月球的運行周期T，如再加上月球的軌道半徑，能求出地球的質量，不能求出月球的質量，因而也求不出月球的密度。故C錯誤；發射一繞月球做圓周運動的衛星，根據萬有引力等于向心力得，由于R未知，求不出月球的質量，因而也求不出月球的密度。故D錯誤； 故選B。【點睛】對于萬有引力的應用問題，一般由重力加速度可求得中心天體質量，或根據萬有引力做向心力求得中心天體的質量。要建立模型，理清思路，靈活運用向心力的公式。7.(多選)在中國航天驕人的業績中有這些記載：“天宮一號”在離地面343 km的圓形軌道上飛行；“嫦娥一號”在距月球表面高度為200 km的圓形軌道上飛行；“北斗”衛星導航系統由“同步衛星”(地球靜止軌道衛星，在赤道平面，距赤道的高度約為 36 000千米)和“傾斜同步衛星”(周期與地球自轉周期相等，但不定點于某地上空)等組成則以下分析正確的是()A. 設“天宮一號”繞地球運動的周期為T，用G表示引力常量，則用表達式求得的地球平均密度比真實值要小B. “天宮一號”的飛行速度比“同步衛星”的飛行速度要小C. “同步衛星”和“傾斜同步衛星”同周期、同軌道半徑，但兩者的軌道平面不在同一平面內D. “嫦娥一號”與地球的距離比“同步衛星”與地球的距離小【答案】AC【解析】試題分析：衛星繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力：，則有：，根據密度公式得地球平均密度，由于天宮一號的軌道半徑r大于地球半徑R，所以用表達式求得的地球平均密度比真實值要小，故A正確；衛星繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，則有：，“天宮一號”的軌道半徑比“同步衛星”的要小，所以“天宮一號”的飛行速度比“同步衛星”的飛行速度要大，故B正確；“同步衛星”和“傾斜同步衛星”的周期都是24小時所以同周期、同軌道半徑，“同步衛星”定點在赤道正上方，“傾斜同步衛星”不定點于某地上空，但兩者的軌道平面不在同一平面內，故C正確；“嫦娥三號”在距月球表面高度為200km的圓形軌道上飛行；“同步衛星”繞地球運動，所以“嫦娥三號”與地球的距離比“同步衛星”與地球的距離大，故D錯誤；考點：考查了萬有引力定律的應用8.“嫦娥一號”探月衛星沿地月轉移軌道到達月球，在距月球表面200 km的P點進行第一次“剎車制動”后被月球捕獲，進入橢圓軌道繞月飛行，如圖3所示.之后，衛星在P點經過幾次“剎車制動”，最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運動.用T1、T2、T3分別表示衛星在橢圓軌道、和圓形軌道的周期，用a1、a2、a3分別表示衛星沿三個軌道運動到P點的加速度，則下面說法正確的是()A. T1T2T3B. T1T2a2a3D. a1a2a3【答案】A【解析】根據開普勒第三定律可知，半長軸越長，周期越大，故，根據可知，三種情況在P點的半徑相同，故加速度相同，故，C正確9.如圖所示，用長為L的細繩拴著質量為m的小球在豎直平面內做圓周運動，則下列說法中正確的是A. 小球在圓周最高點時所受的向心力一定為重力B. 小球在最高點時繩子的拉力不可能為零C. 若小球剛好能在豎直平面內做圓周運動，則其在最高點的速率為D. 小球過最低點時繩子的拉力一定大于小球重力【答案】CD【解析】【詳解】小球在最高點時，若速度比較大，由牛頓第二定律有 F+mg=m，向心力可以由重力和細線拉力的合力提供。故A錯誤。當小球在最高點速度v=，此時繩子拉力 F=0，僅由重力提供向心力。故B正確。若小球剛好能在豎直平面內做圓周運動，則其在最高點時繩子拉力F=0，則mg=m，由此分析知v=故C正確。在最低點有：F-mg=m，得 F=mg+m，則繩子的拉力一定大于小球的重力。故D正確。故選BCD。【點睛】解決本題的關鍵知道豎直平面內圓周運動最高點和最低點的向心力沿半徑方向上的合力以及繩子拉著小球在豎直平面內運動，在最高點的臨界情況是拉力為0時，由重力提供向心力，臨界速度為v=10.如圖所示，長l=0.5 m的輕質細桿，一端固定有一個質量為m=3 kg的小球，另一端由電動機帶動，使桿繞O點在豎直平面內做勻速圓周運動，小球的速率為v=2 m/s.取g=10 m/s2，下列說法正確的是()A. 小球通過最高點時，對桿的拉力大小是24 NB. 小球通過最高點時，對桿的壓力大小是6 NC. 小球通過最低點時，對桿的拉力大小是24 ND. 小球通過最低點時，對桿的拉力大小是54 N【答案】BD【解析】設小球在最高點時受桿的彈力向上，則 ，得 ，可知桿對小球的力向上，則小球對桿表現為壓力，根據牛頓第三定律可知，小球對桿的壓力大小是6N，故A錯誤，B正確；小球通過最低點時，根據牛頓第二定律得，F-mg=m，解得FN=mg+m=30+3=54N，根據牛頓第三定律知，小球對桿的拉力為54N，根據牛頓第三定律可知，小球對桿的拉力大小是54N，故C錯誤，D正確故選BD.11.如圖所示，圖a、b、c的圓心均在地球的自轉軸線上，對環繞地球做勻速圓周運動而言()A. 衛星的軌道可能為aB. 衛星的軌道可能為bC. 衛星的軌道可能為cD. 同步衛星的軌道只可能為b【答案】BCD【解析】【詳解】A、衛星運動過程中的向心力由萬有引力提供，故地球必定在衛星軌道的中心，即地心為圓周運動的圓心。因此軌道a是不可能的，故A錯誤。B、衛星運動過程中的向心力由萬有引力提供，故地心必定在衛星軌道的中心，即地心為圓周運動的圓心。因此衛星的軌道可能為b、c，故B，C正確。D、而同步衛星由于其周期和地球的自轉周期相同，軌道一定在赤道的上空，故同步衛星的軌道不可能為b；故D錯誤。故選BC。【點睛】解決本題的關鍵知道衛星繞地球做勻速圓周運動，圓心即為地心；以及同步衛星需要滿足的“七定”12. “嫦娥二號”探月衛星于2010年10月1日成功發射，目前正在月球上方100km的圓形軌道上運行。已知“嫦娥二號”衛星的運行周期、月球半徑、月球表面重力加速度、萬有引力恒量G。根據以上信息可求出A. 衛星所在處的加速度B. 月球的平均密度C. 衛星線速度大小D. 衛星所需向心力【答案】ABC【解析】試題分析：根據萬有引力等于重力，可求出月球的質量，根據，求出嫦娥二號的軌道半徑，再根據，求出向心加速度故A正確月球的質量，月球的體積，所以可求出月球的平均密度故B正確可求出嫦娥二號的軌道半徑，根據，求出衛星的線速度大小故C正確因為不知道衛星的質量，所以求不出衛星所需的向心力故D錯誤故選ABC。考點：萬有引力定律的應用13.我國發射的第一顆探月衛星“嫦娥一號”，進入距月面高度h的圓形軌道正常運行已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，則 ()A. 嫦娥一號繞月球運行的周期為B. 嫦娥一號繞行的速度為C. 嫦娥一號繞月球運行的角速度為D. 嫦娥一號軌道處的重力加速度【答案】CD【解析】【詳解】“嫦娥一號”衛星繞月做勻速圓周運動，由月球的萬有引力提供向心力，則得：；在月球表面上，萬有引力等于重力，則有：，得 GM=gR2，由上解得：，故選CD。14.有一宇宙飛船到了某行星上(假設該行星沒有自轉運動)，以速度v貼近行星表面勻速飛行，測出運動的周期為T，已知引力常量為G，則可得()A. 該行星的半徑為B. 該行星的平均密度為C. 無法求出該行星的質量D. 該行星表面的重力加速度為【答案】AB【解析】【詳解】A、根據周期與線速度的關系，可得行星的半徑為：，故A正確；BC、根據萬有引力提供向心力可得行星的質量為：，由可得：，故B正確，C錯誤；D、行星表面的萬有引力等于重力，解得：，故D錯誤；故選AB。【點睛】研究宇宙飛船到繞某行星做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，列出等式表示出所要比較的物理量即可解題。二、解答題15. 某星球自轉周期為T，在它的兩極處用彈簧秤稱得某物重W，在赤道上稱得該物重W，求該星球的平均密度【答案】【解析】試題分析：兩極處的萬有引力等于物體的重力，赤道處的重力等于萬有引力與物體繞地球自轉所需的向心力之差，結合密度的表達式整理可得解：因為兩極處的萬有引力等于物體的重力，即：=w，由于赤道處的向心力等于萬有引力與物體在赤道處的重力之差，w=WW設地球密度為，又由：=W，整理得：GmR=W 由解得：=答：該星球的平均密度是【點評】能夠由萬有引力等于重力得表達式推導出中心天體的密度表達式16.已知火星的半徑是地球半徑的一半，火星質量是地球質量的，若在地球上質量是50 kg的人到火星上去，求：(1)在火星上此人所受的重力為多大？(2)此人在地球上可跳1.5m高，他在火星上可跳多高？(g取10m/s2)【答案】(1) 222.2 N (2) 3.375m.【解析】【詳解】（1）據，得.在地球上，在火星上，.那么人在火星上所受的重力GmgN222.2 N.（2）在地球上，人跳起的高度可表示為1.5 ，在火星上，人跳起的高度h，兩式聯立可得h3.375m.17.如圖所示，兩顆靠