2019-2020学年山西省朔州市应县一中高一(下)月考物理试卷(4月份)

2019-2020学年山西省朔州市应县一中高一（下）月考物理试卷（4月份）一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共56分．1-10单项选择题，11-14多项选择题，多选题全部选对得4分，选对但选不全得2分，选错或不答得0分）
1．（3分）我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力，终于在2007年10月24日晚6点多发射升空．如图所示，“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时，沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小．在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是（）
A．B．
C．D．
2．（3分）一艘小船在静水中的速度为3m/s，渡过一条宽150m，水流速度为4m/s的河流，则该小船（）A．能到达正对岸
B．渡河的时间可能少于50s
C．以最短位移渡河时，位移大小为200m
D．以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为250m
3．（3分）下列说法正确的是（）
A．曲线运动是变速运动，变速运动一定是曲线运动
B．抛体运动在某一特殊时刻的加速度可以为零
C．平抛运动是速度越来越大的曲线运动
D．匀速圆周运动的合外力方向可以不指向圆心
4．（3分）下列关于向心加速度的说法，正确的是（）
A．向心加速度是表示做圆周运动的物体速率改变的快慢的
B．向心加速度是表示角速度变化快慢的
C．向心加速度是描述线速度方向变化快慢的
D．匀速圆周运动的向心加速度是恒定不变的
5．（3分）变速自行车靠变换齿轮组合来改变行驶速度．如图是某一变速车齿轮转动结构示意图，图中A轮有48
齿，B轮有42齿，C轮有18齿，D轮有12齿，则（）
A．该车可变换两种不同挡位
B．该车可变换五种不同挡位
C．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA：ωD＝1：4
D．当A轮与D轮组合时，两轮的角速度之比ωA：ωD＝4：1
6．（3分）如图所示，长为r的细杆一端固定一个质量为m的小球，使之绕另一光滑端点O在竖直面内做圆周运动，小球运动到最高点时的速度v＝，则（）
A．小球在最高点时对细杆的压力是
B．小球在最高点时对细杆的拉力是
C．若小球运动到最高点速度为，小球对细杆的弹力是零
D．若小球运动到最高点速度为2，小球对细杆的拉力是3mg
7．（3分）宇航员乘飞船前往A星球，其中有一项任务是测该星球的密度．已知该星球的半径为R，引力常量为G．结合已知量有同学为宇航员设计了以下几种测量方案．你认为不正确的是（）
A．当飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期T
B．当飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期T和飞船到星球的距离h
C．当飞船绕星球表面运行时测出飞船的运行周期T
D．当飞船着陆后宇航员测出该星球表面的重力加速度g
8．（3分）已知地球的质量约为火星质量的16倍，地球的半径约为火星半径的4倍，已知地球第一宇宙速度为7.9km/s，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（）
A．3.95km/s B．15.8km/s C．17.7km/s D．3.5km/s
9．（3分）如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道
Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。

则（）
A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为
B．飞船在A点处点火时，速度增加
C．飞船在轨道Ⅰ上运行时通过A点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时通过A点的加速度
D．飞船在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为2π
10．（3分）平抛一物体，当抛出s后它的速度与水平方向成30°角，落地时速度方向与水平方向成45°角，重力加速度g＝10m/s2，则下列说法中正确的是（）
A．初速度为20m/s
B．落地速度为30m/s
C．开始抛出时距地面的高度为45m
D．水平射程为40m
11．（4分）如图所示，物块在水平圆盘上，与圆盘一起绕固定轴匀速运动，下列说法中正确的是（）
A．物块处于平衡状态
B．物块受三个力作用
C．在角速度一定时，物块到转轴的距离越远，物块越容易脱离圆盘
D．在物块到转轴距离一定时，物块运动周期越小，越容易脱离圆盘
12．（4分）据报道，我国数据中继卫星“天链一号0l星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（）
A．运行速度大于7.9 km/s
B．离地面高度一定的任意位置
C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D．向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度大
13．（4分）如图为哈勃望远镜拍摄的银河系中被科学家成为“罗盘座T星”系统的照片，最新观测标明“罗盘座T 星”距离太阳系只有3260光年，比天文学家此前认为的距离要近得多．该系统是由一颗白矮星和它的类日伴星组成的双星系统，由于白矮星不停地吸收由类日伴星抛出的物质致使其质量不断增加，科学家预计这颗白矮星在不到1000万年的时间内会完全“爆炸”，从而变成一颗超新星，并同时放出大量的γ射线，这些γ射线到达地球后会对地球的臭氧层造成毁灭性的破坏．现假设类日伴星所释放的物质被白矮星全部吸收，并且两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，则下列说法正确的是（）
A．两星间的万有引力不变
B．两星的运动周期不变
C．类日伴星的轨道半径增大
D．白矮星的轨道半径增大
14．（4分）有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变
C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等
D．火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用
二、实验题（15题（1）4分，（2）（3）每空2分，共12分）
15．（12分）在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，某次实验中在坐标纸上描出了a、b、c、d四个点．
（1）关于该实验，下列说法正确的是．
A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下
B．斜槽轨道必须光滑
C．斜槽轨道末端可以不水平
D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E．为了比较准确地描出小球的运动轨迹，应用一条曲线把所有的点连接起来
（2）已知图中小方格的边长L＝10cm，小球平抛的初速度为V＝（用L、g表示），b点的速度大小为m/s．
（3）图中的a点（填是或否）是抛出点，如不是，抛出点的坐标是（以a点为坐标原点）．（取g＝10m/s2）
三．计算题（本题共4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．（10分）今年6月13日，我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号正式投入使用，这也是世界上地球同步轨道分辨率最高的对地观测卫星．如图所示，A是地球的同步卫星，已知地球半径为R，地球自转的周期为T，地球表面的重力加速度为g，求：
（1）同步卫星离地面高度h
（2）地球的密度ρ（已知引力常量为G）
17．（10分）如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。

转台以一定角速度ω匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°．重力加速度大小为g。

求：
（1）若ω＝ω0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求ω0；
（2）若ω＝ω0，此时小物块仍随陶罐一起转动且相对静止。

求小物块受到的摩擦力的大小和方向。

18．（10分）如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，经时间t落地，落地时速度与水平地面间的夹角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度a；
（2）该星球的第一宇宙速度v；
（3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T．
19．（12分）如图所示，平台上的小球从A点水平抛出，恰能无碰撞地进入光滑的斜面BC，经C点进入光滑水平面CD时速率不变，最后进入悬挂在O点并与水平面等高的弧形轻质筐内．已知小球质量为m，A、B两点高度差为h，BC斜面高2h，倾角α＝45°，悬挂弧形轻质筐的轻绳长为3h，小球可看成质点，弧形轻质筐的重力忽略不计，且其高度远小于悬线长度，重力加速度为g，试求：
（1）B点与抛出点A的水平距离x；
（2）小球运动至C点速度v C的大小；
（3）小球进入轻质筐后瞬间，轻质筐所受拉力F的大小．
2019-2020学年山西省朔州市应县一中高一（下）月考物理试卷（4月份）
参考答案
一、选择题（本题共14小题，每小题3分，共56分．1-10单项选择题，11-14多项选择题，多选题全部选对得4分，选对但选不全得2分，选错或不答得0分）
1．解：“嫦娥一号”探月卫星从M点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“嫦娥一号”探月卫星同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90°，所以选项ABD错误，选项C正确。

故选：C。

2．解：A、因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸。

故A错误。

B、当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：t min＝＝50s，故B错误。

C、因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，当船头的方向与合速
度的方向垂直时，对应的位移最小。

设此时合速度的方向与河岸之间的夹角是θ，则sinθ＝
所以最短位移s＝＝＝200m。

故C正确；
D、船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移：x＝v水t min＝4×50m＝200m，即到对岸时被冲下200m，故D错误。

故选：C。

3．解：A、曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，但是变速运动不一定是曲线运动，故A 错误。

B、抛体运动在某时刻合力不可能为零，则加速度不可能为零，故B错误。

C、平抛运动在水平方向上的分速度不变，竖直分速度逐渐增大，根据平行四边形定则知，平抛运动的速度越来
越大，做速度增大的曲线运动，故C正确。

D、匀速圆周运动的合外力提供向心力，合力方向指向圆心，故D错误。

故选：C。

4．解：A、圆周运动的向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢的物理量，故AB错误，C正确；
D、匀速圆周运动的向心加速度的方向始终指向圆心，是变化的，故D错误。

5．解：A、B、A轮通过链条分别与C、D连接，自行车可有两种速度，B轮分别与C、D连接，又可有两种速度，所以该车可变换4种挡位。

故A错误，B错误。

C、同缘传动边缘点线速度相等，前齿轮的齿数与转动圈数的乘积等于后齿轮齿数与转动圈数的乘积，当A与D
组合时，两轮边缘线速度大小相等，得：，
解得：ωA：ωD＝N D：N A＝12：48＝1：4，故C正确，D错误
故选：C。

6．解：A、在最高点，根据牛顿第二定律得，mg﹣F＝m，解得F＝，根据牛顿第三定律知，小球在最高点对细杆的压力为，故A正确，B错误。

C、在最高点，若细杆弹力为零，根据牛顿第二定律得，mg＝，解得v＝，故C正确。

D、若在最高点速度为，根据牛顿第二定律得，F+mg＝m，解得F＝3mg，故D正确。

故选：ACD。

7．解：AB：星球的质量：①，飞船绕星球在任意高度运行时，万有引力提供向心力，即：
②，联立①②解得：③从公式中可以判定，飞船绕星球在任意高度
运行时测出飞船的运行周期T和飞船到星球的距离h，故A错误，B正确。

C：飞船绕星球表面运行时：h＝0，③简化为：，故C正确；
D：着陆后，重力等于万有引力，即：④联立①④解得：，从公式中可以知道，密度与星球表面的重力加速度有关，故D正确。

本题选不正确的选项，故选：A
8．解：第一宇宙速度即为近地卫星的运行速度，设地球质量为M，火星质量为M'；地球半径为R，火星半径为R'；地球第一宇宙速度为v，航天器速度为v'；
那么，由万有引力做向心力可得：，＝；
所以，，＝，故A正确，BCD错误；
9．解：A、飞船在轨道I上运行时，根据万有引力等于向心力得G＝m
在月球表面上，根据万有引力等于重力，得G＝mg 0，联立得：飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为v＝，故A错误；
B、飞船在A点处点火时，是通过向行进方向喷火，做减速运动，向心进入椭圆轨道，所以点火瞬间是速度减小
的，故B错误；
C、在轨道Ⅰ上通过A点和在轨道Ⅱ上通过A点时，其加速度都是由万有引力产生的，而万有引力相等，故加
速度相等，故C错误。

D、飞船在轨道Ⅲ绕月球运行，由mg0＝m R，得T＝2π，故D正确。

故选：D。

10．解：A、s末物体竖直方向的分速度为：v y1＝gt1＝10m/s，故初速度为：v0＝v y1cot30°＝30m/s，故A 错误。

B、落地时速度为：v t＝v0＝30m/s，故B错误。

C、落地时竖直速度v y2＝v0•tan45°＝30m/s
飞行时间t＝＝s＝3s
抛出时高度：h＝gt2＝m＝45 m，故C正确。

D、水平射程：s＝v0t＝90m。

故D错误。

故选：C。

11．解：A、B、物块绕轴做匀速圆周运动，对其受力分析可知，物块受竖直向下的重力、垂直圆盘向上的支持力及指向圆心的摩擦力共三个力作用，合力提供向心力，故A错误，B正确；
C、根据向心力公式F＝mrω2可知，当ω一定时，半径越大，所需的向心力越大，越容易脱离圆盘，故C正确；
D、根据向心力公式F＝mr可知，当物块到转轴距离一定时，周期越小，所需向心力越大，越容易脱离
圆盘，故D正确；
故选：BCD。

12．解：A、由万有引力提供向心力得：G＝m，得v＝．即线速度v随轨道半径r的增大而减小，v
＝7.9 km/s为第一宇宙速度，即围绕地球表面运行的速度；
因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9 km/s，故A错误；
B、因同步卫星与地球自转同步，即周期T、角速度ω与地球自转的相同，因此其相对于地面静止，
由万有引力提供向心力得：G＝m r，得r＝，高度h＝r﹣R═﹣R，则因G、M、T、R均为定值，因此h一定为定值，故B错误。

C、由万有引力提供向心力得：G＝mω2r，可知当运行半径越大时，转动的角速度越小，因此绕地球运行的
角速度比月球绕地球运行的角速度大，故C正确；
D、同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度，由公式a向＝rω2，可得同步卫星的向心加速度大于静止
在赤道上物体的向心加速度。

故D正确。

故选：CD。

13．解：A、两星间距离在一段时间内不变，由万有引力定律可知，两星的质量总和不变而两星质量的乘积必定变化，则万有引力必定变化。

故A错误。

B、组成的双星系统的周期T相同，设白矮星与类日伴星的质量分别为M1和M2，圆周运动的半径分别为
R1和R2，由万有引力定律提供向心力：．可得GM1＝，GM2＝，两式相加G（M1+M2）T2＝4π2L3，白矮星与类日伴星的总质量不变，则周期T不变。

故B正确。

C、由得，M1R1＝M2R2．知双星运行半径与质量成反比，类日伴星的质
量逐渐减小，故其轨道半径增大。

故C正确，D错误。

故选：BC。

14．解：A、汽车在最高点mg﹣F N＝知F N＜mg，故处于失重状态，故A错误；
B、如图b所示是一圆锥摆，重力和拉力的合力F＝mgtanθ＝mω2r；r＝Lsinθ，知ω＝＝，故增大
θ，但保持圆锥的高不变，角速度不变，故B正确；
C、根据受力分析知两球受力情况相同，即向心力相同，由F＝mω2r知r不同角速度不同，故C错误；
D、火车转弯超过规定速度行驶时，外轨对内轮缘会有挤压作用，故D错误。

故选：B。

二、实验题（15题（1）4分，（2）（3）每空2分，共12分）
15．解：（1）为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的．同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，不需要把所有的点都连接起来，而是让更多的点分布在曲线两边．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些．故AD 正确，BCE错误．
故选：AD；
（2）在竖直方向上，根据△y＝L＝gT2得，T＝＝＝0.1s，
初速度v0＝＝2＝2×＝2m/s．
b点的竖直分速度v yb＝＝1.5m/s，
根据矢量的合成法则，则b点的速度大小为v b＝＝2.5m/s；
则v ya＝v yb﹣gT＝2﹣10×0.1＝1≠0，知a不是抛出点；
根据b点的竖直分速度v yb＝1.5m/s，可知，抛出点到b点的时间t b＝＝＝0.15s
那么从抛出点到b点的水平位移为：x＝v0t＝2×0.15＝0.3m＝30cm；
从抛出点到b点的竖直位移为：y＝gt2＝×10×0.152＝0.1125m＝11.25cm；
因ab的水平位移为x′＝20cm，而竖直位移为y′＝10cm；
所以，抛出点坐标为：（﹣10cm，﹣1.25cm）；
故答案为：（1）AD；（2）2，2.5；（3）否，（﹣10cm 1.25cm）．
三．计算题（本题共4小题，共42分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16．解：（1）设地球质量为M，卫星质量为m，地球同步卫星到地面的高度为h，
同步卫星所受万有引力等于向心力为：G＝m
在地球表面上引力等于重力为：G＝mg
故地球同步卫星离地面的高度为：h＝﹣R；
（2）根据在地球表面上引力等于重力：G＝mg
结合密度公式为：ρ＝＝＝
答：（1）同步卫星离地面高度﹣R；
（2）地球的密度为．
17．解：（1）物块随陶罐在水平面内做匀速圆周运动，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力和陶罐对其施加的指向O点的支持力的合力提供向心力，有：
，代入数据，可得ω0＝。

（2）当ω＝ω0时，物块受到的摩擦力沿陶罐壁切线向下，设摩擦力的大小为f，陶罐壁对物块的支持力为
F N，对物块受力分析，则：
水平方向Nsinθ+fcosθ＝mω2Rsinθ；竖直方向：Ncosθ﹣fsinθ﹣mg＝0，
代入数据，解得：，方向沿着切线斜向左下。

答：（1）ω0的大小为；
（2）小物块受到的摩擦力的大小为mg，方向沿着切线斜向左下。

18．解：（1）设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律：
水平方向：v x＝v0
竖直方向：v y＝at
速度偏转角的正切值：tanα＝
得：a＝；
（2）第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，故：
mg＝m
解得：
v1＝＝
（3）近地卫星的周期最小，故：
ma＝m
解得：
T＝2π
答：（1）该星球表面的重力加速度a为；
（2）该星球的第一宇宙速度v为；
（3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T为2π．
19．解：（1）小球至B点时速度方向与水平方向夹角为45°，设小球抛出的初速度为v0，A点至B点时间为t．则得：
h＝，
得t＝
又tan45°＝＝＝
得：v0＝
则得：x＝v0t＝•
得水平距离：x＝2h
（2）设小球至B点时速度为v B，在斜面上运动的加速度为a，
v B＝v0，
a＝gsin45°，
由动能定理得：﹣＝2a•
联立以上几式得：v C＝2
（3）小球进入轻筐后做圆周运动，由牛顿第二定律得：F﹣mg＝m，解得小球所受拉力：F＝mg
答：（1）B点与抛出点A的水平距离x为2h；
（2）小球运动至C点的速度v c大小为2．
（3）小球进入轻质筐后瞬间，小球所受拉力F的大小为mg．。