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）

2023-2024學(xué)年度第二學(xué)期第一次學(xué)情檢測高一年級物理試題一、單選題1.北京冬奧會開幕式節(jié)氣倒計(jì)時驚艷全球，如圖是地球沿橢圓軌道繞太陽運(yùn)行所處不同位置對應(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)行時間為地球公轉(zhuǎn)周期的C.太陽既在地球公轉(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軸，代表公轉(zhuǎn)周期，，則地球和火星對應(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錯誤；根據(jù)對稱性可知，從冬至到夏至的運(yùn)行時間為周期的一半，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)行時間小于地球公轉(zhuǎn)周期的，B錯誤；地球和火星都是繞太陽運(yùn)行的行星，由開普勒第一定律可知太陽既在地球公轉(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軸，代表公轉(zhuǎn)周期，由開普勒第三定律可知，所有繞太陽運(yùn)行的行星軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值都相等，即，地球和火星都是繞太陽運(yùn)行的行星對應(yīng)的值相同，D錯誤；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記錄的基礎(chǔ)上，研究總結(jié)出了行星繞太陽運(yùn)動的定律B.牛頓在前人的研究基礎(chǔ)上，總結(jié)出萬有引力定律，并測出了萬有引力常量C.牛頓運(yùn)動定律有其局限性，僅適用于解決宏觀低速問題D.愛因斯坦提出的相對論否定了牛頓的萬有引力定律【答案】C【解析】開普勒在研究第谷的觀測記錄的基礎(chǔ)上，總結(jié)出行星繞太陽運(yùn)動的定律；牛頓提出來萬有引力定律，解釋了行星繞太陽運(yùn)動的原因，A錯誤；牛頓在前人的研究基礎(chǔ)上，總結(jié)出萬有引力定律，卡文迪許測出了萬有引力常量，B錯誤；牛頓運(yùn)動定律有其局限性，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論，并沒有否定牛頓的萬有引力定律，D錯誤。故選C。3.甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)間萬有引力的大小為，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，則它們之間的萬有引力將變?yōu)椋ǎ〢. B. C. D.【答案】D【解析】設(shè)甲、乙兩個質(zhì)點(diǎn)相距，質(zhì)量分別為、，它們之間的萬有引力，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、乙兩個質(zhì)點(diǎn)間的萬引力，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B.繞地球做橢圓運(yùn)動C.掙脫地球的束縛繞太陽運(yùn)動D.掙脫太陽的束縛飛離太陽系【答案】B【解析】根據(jù)萬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，物體在地球表面軌道上運(yùn)動時，受到的向心力剛好對應(yīng)的速度就是，超過就要做離心運(yùn)動，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，人造衛(wèi)星既不能保持在地球附近做圓周運(yùn)動，又無法完全逃離地球，最終軌跡就是一個橢圓。故選B。當(dāng)提供的外力等于物體做圓周運(yùn)動需要的向心力時，物體做勻速圓周運(yùn)動；當(dāng)提供的外力小于物體做圓周運(yùn)動所需的向心力時，物體做離心運(yùn)動；當(dāng)提供的外力大于物體做圓周運(yùn)動所需的向心力時，物體做近心運(yùn)動。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，萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力，由于萬有引力指向地心，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)動萬有引力提供圓周運(yùn)動向心力，而萬有引力指向地心，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”載人飛船與空間站組合體完成自主快速交會對接，執(zhí)行此次航天任務(wù)的三名宇航員將在軌駐留六個月。空間站和同步衛(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，下面對空間站的運(yùn)動描述正確的是（）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錯誤；第一宇宙速度為環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動的最大速度，所以空間站的速度小于，故B錯誤；根據(jù)，可知空間站的角速度大于，故C錯誤；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，在向前移動的過程中，小狗的拉力對老爺爺做的功為（）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，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，下落前內(nèi)重力的平均功率和末重力的瞬時功率分別為（）A.， B.， C.， D.，【答案】B【解析】小球做自由落體運(yùn)動在下落前內(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)動在下落末的速度為，則末重力的瞬時功率為，故選B。11.一端固定的輕質(zhì)彈簧處于原長，第一次用互成角度的兩個力、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)動到軌道底端時的速度為，重力加速度為。該過程中，阻力對小球做的功為（）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，則小球著地時的機(jī)械能為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】整個過程中，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)原長的過程。在此過程中關(guān)于小朋友的重力勢能和彈簧的彈性勢能的變化，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)原長的過程，小朋友克服自身重力做功，重力勢能增加，彈簧彈力做正功，彈性勢能減小，即增加，減小。故選C。15.一臺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.在時刻，起重機(jī)的拉力最大且為D.在時刻，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錯誤；時間內(nèi)，起重機(jī)做勻加速直線運(yùn)動，拉力為定值，時刻達(dá)到額定功率，此后速度增加，功率不變，拉力減小，故在時刻，起重機(jī)的拉力最大且為，故C正確，D錯誤。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，則在轉(zhuǎn)動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^程中力方向時刻在變化是變力，但由于圓周運(yùn)動知識可知，力方向時刻與速度方向相同，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)動弧長的乘積，由題意知，磨轉(zhuǎn)動一周，弧長，所以拉力所做的功，故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)ACD錯誤．本題關(guān)鍵抓住推磨的過程中力方向與速度方向時刻相同，即拉力方向與作用點(diǎn)的位移方向時刻相同，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)動過程是緩慢的，因而小球任何時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力做功，由動能定理得，所以，故C正確，ABD錯誤。故選C。18.如圖所示，一個小球質(zhì)量為，初始時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，對小球，由動能定理，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)動時，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。對于，由于彈簧的彈性勢能在增加，則的機(jī)械能減小，故A錯誤；物塊沿下滑的過程中，要向右運(yùn)動，、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錯誤；對、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，重力勢能和動能都不變，機(jī)械能守恒，故D錯誤。故選C。20.如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(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，且處于原長狀態(tài)．現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?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.彈簧彈性勢能變化了C.圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力為零D.圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變【答案】B【解析】圓環(huán)在下滑過程中，彈簧對其做負(fù)功，故圓環(huán)機(jī)械能減小，選項(xiàng)A錯誤；圓環(huán)下滑到最大的距離時，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，彈簧的彈性勢能增加量等于圓環(huán)重力勢能的減小量，為，故選項(xiàng)B正確；圓環(huán)下滑過程中，所受合力為零時，加速度為零，速度最大，而下滑至最大距離時，物體速度為零，加速度不為零，所以選項(xiàng)C錯誤；在下滑過程中，圓環(huán)的機(jī)械能與彈簧彈性勢能之和保持不變，即系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以選項(xiàng)D錯誤；考點(diǎn)：系統(tǒng)機(jī)械能守恒二、解答題21.年月日，天問一號火星探測器的“環(huán)繞器”成功實(shí)施第五次近火制動，準(zhǔn)確進(jìn)入遙感使命軌道，開展火星全球遙感探測。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?！敬鸢浮浚?）；（2）；【解析】（1）在火星表面，有，解得；（2）環(huán)繞器運(yùn)行時，有，解得；22.汽車發(fā)動機(jī)的額定功率為，質(zhì)量為，當(dāng)汽車在水平路面上行駛時，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，這一過程能維持多長時間?（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，根據(jù)功率公式，得，解得；23.滑板運(yùn)動是極限運(yùn)動的鼻祖，許多極限運(yùn)動項(xiàng)目均由滑板項(xiàng)目延伸而來，如圖是滑板運(yùn)動的軌道，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。一運(yùn)動員從軌道上的點(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)時速度減