河南省郑州市中牟二中度高一物理下学期4月月考试卷(含解析)

河南省郑州市中牟二中高一下学期月考物理试卷（4月份）
一、选择题（1--8单选，9--12不定项，每题4分，对而不全2分）
1．关于人造地球卫星的向心力，下列各种说法中正确的是（）
A．根据向心力公式F=m，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的
B．根据向心力公式F=mrω2，可见轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到原来的2倍
C．根据向心力公式F=mvω，可见向心力的大小与轨道半径无关
D．根据卫星的向心力是地球对卫星的引力F=G，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的
2．关于向心力的说法正确的是（）
A．物体由于做圆周运动而产生了向心力
B．向心力不改变圆周运动物体速度的大小
C．作匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D．作圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
3．物体做圆周运动时，下列关于向心力的说法，不正确的有（）
A．物体做匀速圆周运动时，受到的向心力是恒力
B．向心力的作用是改变速度的方向
C．向心力可以是物体受到的合外力
D．向心力是产生向心加速度的力
4．在水平路面上转弯的汽车，向心力是（）
A．重力和支持力的合力 B．静摩擦力
C．滑动摩擦力 D．牵引力
5．一汽车通过拱形桥顶时速度为10m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶
对桥面没有压力，车速至少为（）
A． 20 m/s B． 15 m/s C． 25 m/s D． 30 m/s
6．小狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速圆周运动，O为圆心．设小狗对雪橇的牵引力沿水平方向，下面各图中能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是（）
A． B． C． D．
7．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）
A．火星与木星公转周期相等
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点上
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
8．下列说法正确的是（）
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．万有引力定律适用于只适用于体积比较小的物体之间
C．万有引力定律只适用于天体之间
D．海王星和冥王星都是根据万有引力定律发现的
9．下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是（）
A．第一宇宙速度的数值是7.9km/s
B．第一宇宙速度的数值是11.2km/s
C．所有的卫星速度，都大于第一宇宙速度
D．第一宇宙速度，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度
10．关于绕着地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，（在估算时，取地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）下列说法正确的是（）
A．人造卫星轨道半径越大，线速度越大
B．人造地球卫星发射速度应该大于7.9km/s，小于11.2km/s
C．人造卫星的轨道半径越大，周期也越大
D．人造卫星要实现从低轨道到高轨道的变轨，需要向前喷火减速
11．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点．则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，下列说法中正确的是（）
A．卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期
B．卫星过Q点的速率在轨道2上运行时大于轨道1上
C．卫星在轨道2上任一点的速率均大于轨道1上的速率
D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
12．地球上的物体，由于地球自转，也随之做匀速圆周运动．那么关于物体的角速度、线速度的大小，以下说法正确的是（）
A．在赤道上的物体线速度最大
B．在两极上的物体线速度最大
C．赤道上的物体角速度最大
D．北京和南京的角速度大小相等
二、填空题
13．如图为工厂中的行车示意图，设钢丝长3m，用它吊着质量为2.7t的铸件，行车以2m/s 的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时钢丝中受到的拉力为N．
14．正常转动的时针、分针、秒针，都可视为匀速圆周运动，则它们的角速度之比
为；如果三针的长度之比是2：3：3，则三针针尖的线速度之比为．
三．计算题
15．A、B两物体都做匀速圆周运动，A的质量是B的质量的一半，A的轨道半径是B轨道半径的一半，当A转过60°角时时间内，B转过了45°角，则
（1）A物体的向心加速度与B的向心加速度之比为多少？
A物体的向心力与B的向心力之比为多少？
16．沿半径为R的半球型碗底的光滑内表面，质量为m的小球正以角速度ω，在一水平面内作匀速圆周运动，试求此时小球离碗底的高度h．
17．地球的同步卫星距地面高H约为地球半径R的6倍，同步卫星正下方有一静止在地面上的物体A，则同步卫星与物体A的向心加速度之比是多少？若给物体A以适当的绕行速度，使A成为近地卫星，则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比是多少？
18．太阳光经500s到达地球，地球的半径为6.4×106m，试估算太阳质量与地球质量的比值．（保留一位有效数字，地球表面的重力加速度g=9.8m/s 2）
河南省郑州市中牟二中高一下学期月考物理试卷（4月份）
参考答案与试题解析
一、选择题（1--8单选，9--12不定项，每题4分，对而不全2分）
1．关于人造地球卫星的向心力，下列各种说法中正确的是（）
A．根据向心力公式F=m，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的
B．根据向心力公式F=mrω2，可见轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到原来的2
倍
C．根据向心力公式F=mvω，可见向心力的大小与轨道半径无关
D．根据卫星的向心力是地球对卫星的引力F=G，可见轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：当卫星的轨道半径发生变化时，线速度、角速度发生变化，不能根据F=m，F=mrω2，F=mvω判断向心力的变化，根据万有引力提供向心力判断向心力的变化．
解答：解：A、因为轨道半径变化时，线速度发生变化，不能根据向心力公式F=m判断
向心力的变化．故A错误．
B、因为轨道半径变化时，角速度发生变化，不能根据向心力公式F=mrω2，轨道半径增大到2倍时，向心力增大到原来的2倍．故B错误．
C、向心力的大小与轨道半径有关．故C错误．
D、根据万有引力提供向心力，知轨道半径增大到2倍时，向心力减小到原来的．故
D正确．
故选D．
点评：本题关键抓住卫星的速度、角速度都与卫星的轨道半径有关，采用控制变量法来理解就行了
2．关于向心力的说法正确的是（）
A．物体由于做圆周运动而产生了向心力
B．向心力不改变圆周运动物体速度的大小
C．作匀速圆周运动的物体其向心力是不变的
D．作圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
考点：向心力．
分析：物体做圆周运动时需要向心力．根据向心力方向特点，分析向心力的作用，并确定向心力是否变化．作圆周运动的物体所受各力的合力不一定是向心力．
解答：解：
A、物体做圆周运动时外界提供的指向圆心的合力是向心力，不是由于物体做圆周运动而产生了向心力．故A错误．
B、向心力的方向始终与速度垂直，不做功，不改变圆周运动物体速度的大小，只改变物体速度的方向．故B正确．
C、作匀速圆周运动的物体其向心力大小不变，但方向时刻在改变，所以向心力是变化的．故C错误．
D、作圆周运动的物体所受各力的合力不一定是向心力，而是指向圆心的合力是向心力．故D错误．
故选B
点评：本题考查对向心力的理解．物体做圆周运动时外界必须提供向心力，可根据动能定理理解向心力的作用．
3．物体做圆周运动时，下列关于向心力的说法，不正确的有（）
A．物体做匀速圆周运动时，受到的向心力是恒力
B．向心力的作用是改变速度的方向
C．向心力可以是物体受到的合外力
D．向心力是产生向心加速度的力
考点：向心力．
分析：物体做匀速圆周运动时，受到的向心力方向始终指向圆心，时刻在变化，是变力．向心力的作用只改变速度的方向，不改变速度的大小．向心力可以是物体受到的合外力．向心力是产生向心加速度的力
解答：解：A、物体做匀速圆周运动时，受到的向心力方向始终指向圆心，时刻在变化，是变力．故A错误．
B、向心力的作用只改变速度的方向，不改变速度的大小．故B正确．
C、向心力是指向圆心的合力，可以是物体受到的合外力．故C正确．
D、向心力是产生向心加速度的原因．故D正确．
本题选错误的，故选A
点评：本题考查有关向心力的知识．关于向心力，要抓住其力的共性，具有方向性，能产生加速度．
4．在水平路面上转弯的汽车，向心力是（）
A．重力和支持力的合力 B．静摩擦力
C．滑动摩擦力 D．牵引力
考点：向心力．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：在水平面拐弯，汽车受重力、支持力、静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力．
解答：解：在水平路面上拐弯，向心力来源于静摩擦力，静摩擦力方向指向圆心．故B正确，A、C、D错误．
故选：B．
点评：解决本题的关键知道汽车在水平路面上拐弯，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力．
5．一汽车通过拱形桥顶时速度为10m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶
对桥面没有压力，车速至少为（）
A． 20 m/s B． 15 m/s C． 25 m/s D． 30 m/s
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：根据车对桥顶的压力，结合牛顿第二定律求出拱桥的半径，再根据支持力为零，通过牛顿第二定律求出最小速度．
解答：解：根据牛顿第二定律得，，N=
解得R=．
当车对桥顶无压力时，有：，
解得．
故选：A．
点评：解决本题的关键知道汽车在桥顶向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解，知道压力为零时，靠重力提供向心力．
6．小狗拉着雪橇在水平雪地上做匀速圆周运动，O为圆心．设小狗对雪橇的牵引力沿水平方向，下面各图中能正确表示雪橇受到的牵引力F及摩擦力F f的图是（）
A． B． C． D．
考点：牛顿第二定律；向心力．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力；对雪橇受力分析，重力、支持力、拉力和滑动摩擦力，滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反，故向后，根据合力提供向心力分析得出拉力的方向．
解答：解：雪橇做匀速圆周运动，合力指向圆心，提供向心力；
滑动摩擦力的方向和相对运动方向相反，故向后；拉力与摩擦力的合力指向圆心，故拉力指向雪橇的左前方；
故选C．
点评：本题关键对雪橇受力分析，根据滑动摩擦力与相对滑动方向相反得出滑动摩擦力的方向，根据匀速圆周运动的合力指向圆心，得出拉力的方向．
7．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）
A．火星与木星公转周期相等
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点上
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
考点：开普勒定律．
专题：万有引力定律的应用专题．
分析：熟记理解开普勒的行星运动三定律：
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．
第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．
解答：解：A、根据开普勒第三定律，=K，K为常数，
火星与木星公转的半长轴不等，所以火星与木星公转周期不相等，故A错误；
B、第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故B错误；
C、第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上．故C正确；
D、第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，是对同一个行星而言，故D错误；
故选：C．
点评：正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键．注意第三定律=K中，R是半长轴，T是公转周期，K与中心体有关．
8．下列说法正确的是（）
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．万有引力定律适用于只适用于体积比较小的物体之间
C．万有引力定律只适用于天体之间
D．海王星和冥王星都是根据万有引力定律发现的
考点：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．
专题：万有引力定律的应用专题．
分析：万有引力定律是牛顿提出的，而引力常量是由卡文迪许发现的；万有引力定律适用于一切物体，海王星和冥王星根据万有引力定律发现的．
解答：解：A、万有引力定律是牛顿提出的，而引力常量是由卡文迪许发现的，故A错误；
B、万有引力定律适用于一切物体，故BC错误；
D、海王星和冥王星都是根据万有引力定律发现的，故D正确；
故选：D．
点评：考查万有引力定律的内容，及其适用范围，注意引力常量的发现与其定律提出者不同．
9．下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是（）
A．第一宇宙速度的数值是7.9km/s
B．第一宇宙速度的数值是11.2km/s
C．所有的卫星速度，都大于第一宇宙速度
D．第一宇宙速度，是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度
考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度．
专题：人造卫星问题．
分析：如果人造地球卫星要绕地球做匀速圆周运动则发射速度大于等于第一宇宙速度，当等于第一宇宙速度时卫星贴在地表做匀速圆周运动（理想）．卫星轨道越高，发射过程克服的引力做功就越大，所以在地面上所需的发射速度越大．
解答：解：第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，也是绕地球运动卫星的最大环绕速度，在近地轨道上有：由万有引力提供向心力得：G=m
解得：v=．由黄金代换GM=gR2，可得v=．故A正确，B错误；
C、由万有引力提供向心力得：G=m解得：v=．当轨道半径越大时，速度越小，所
以所有的卫星速度，都小于第一宇宙速度，故C错误；
D、第一宇宙速度，即为轨道半径等于地球的半径，因此是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，故D正确；
故选：AD
点评：理解三种宇宙速度，第一宇宙速度，这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度7.9km/s，若7.9 km/s≤v＜11.2 km/s，物体绕地球运行（环绕速度）；
第二宇宙速度，这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度11.2km/s，若11.2km/s≤v＜16.7 km/s，物体绕太阳运行（脱离速度）；
第三宇宙速度，这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度16.7km/s，若v≥16.7 km/s，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行（逃逸速度）．
10．关于绕着地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，（在估算时，取地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8m/s2）下列说法正确的是（）
A．人造卫星轨道半径越大，线速度越大
B．人造地球卫星发射速度应该大于7.9km/s，小于11.2km/s
C．人造卫星的轨道半径越大，周期也越大
D．人造卫星要实现从低轨道到高轨道的变轨，需要向前喷火减速
考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
专题：人造卫星问题．
分析：卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供向心力，根据万有引力定律和向心力公式得到卫星的速度、周期与轨道半径的关系式，再进行分析．
解答：解：A、人造地球卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，，得
，运行的轨道半径r越大，线速度v越小，故A错误；
B、第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，11.2km/s是第二宇宙速度，是脱离地球束缚的运动速度，人造卫星的发射速度介于第一第二宇宙速度之间，故B正确；
C、根据万有引力提供圆周运动向心力有得卫星的周期，知卫星
轨道半径越大，周期越大，故C正确；
D、人造卫星实现从低轨道向高轨道变轨需要做离心运动，使卫星所需向心力增加大于地球对卫星的万有引力，故须向后喷气加速，故D错误．
故选：BC．
点评：对于卫星类型，建立物理模型：卫星绕地球做匀速圆周运动，地球的万有引力充当其向心力，再根据万有引力定律和圆周运动的规律结合求解
11．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点．则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，下列说法中正确的是（）
A．卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期
B．卫星过Q点的速率在轨道2上运行时大于轨道1上
C．卫星在轨道2上任一点的速率均大于轨道1上的速率
D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
考点：同步卫星．
专题：人造卫星问题．
分析：根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心力的表达式进行讨论即可
卫星做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速．
解答：解：A、卫星绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，
解得：T=，
轨道3半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上的周期，故A正确；
B、从轨道1到轨道2，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以在轨道2上Q点的速度大于轨道1上Q点的速度．故B正确；
C、在轨道2上P点的速度小于轨道3上P点的速度，根据v=得卫星在轨道3上线速度
小于卫星在轨道1上线速度，
所以在轨道2上P点的速度小于卫星在轨道1上线速度，故C错误；
D、卫星运行时只受万有引力，加速度a=，
所以卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，故D正确；故选：ABD．
点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论．
知道知道卫星变轨的原理，卫星通过加速或减速来改变所需向心力实现轨道的变换．
12．地球上的物体，由于地球自转，也随之做匀速圆周运动．那么关于物体的角速度、线速度的大小，以下说法正确的是（）
A．在赤道上的物体线速度最大
B．在两极上的物体线速度最大
C．赤道上的物体角速度最大
D．北京和南京的角速度大小相等
考点：线速度、角速度和周期、转速．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：同轴转动角速度相同，根据v=ωr知线速度与半径成正比，从而判定各选项．
解答：解：地球自转，除地轴以外各点的角速度都相同，C错无、D正确．
纬度不同的点，绕地轴转动的轨道半径不同，因而纬度不同的点的线速度大小不同，赤道处的半径最大，线速度最大，两极的半径为零，线速度、角速度都是零，A正确、B错误．
故选：AD
点评：解决此问题关键是找到不变的物理量，知道同轴转动角速度相等，皮带联动线速度相同．
二、填空题
13．如图为工厂中的行车示意图，设钢丝长3m，用它吊着质量为2.7t的铸件，行车以2m/s 的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时钢丝中受到的拉力为 3.06×104N．
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：行车突然停车的瞬间，铸件由于惯性，绕行车做圆周运动，在最低点时，重力和拉力的合力提供向心力．
解答：解：由题意知，行车突然停车的瞬间，铸件开始做圆周运动，其所受合力提供向心力，
即：F﹣mg=m
解得：F=m（g+）=2.7×103×=3.06×104N
根据牛顿第三定律可知，钢丝中受到的拉力为：F′=F=3.06×104N．
故答案为：3.06×104N．
点评：本题关键要分析求出钢材的运动情况和受力情况，然后根据牛顿第二定律列式求解．
14．正常转动的时针、分针、秒针，都可视为匀速圆周运动，则它们的角速度之比为1：12：720 ；如果三针的长度之比是2：3：3，则三针针尖的线速度之比为1：18：1 080 ．
考点：线速度、角速度和周期、转速．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：解决本题的关键正确理解周期定义，然后利用周期和角速度的关系ω=求解角
速度，根据v=ωr求出线速度之比，根据a=ω2r求解向心加速度之比
解答：解：时针运动的周期为12h，故时针上的针尖做圆周运动的周期为T1=12h，
而分针运动一周需要1h，故分针上的针尖做圆周运动的周期为T2=1h，
秒针绕圆心运动一周需要60s，故秒针上的针尖做圆周运动的周期为T3=60s=h，
根据物体做圆周运动的周期和角速度之间的关系式ω=可知，它们的角速度的比ω1：
ω2：ω3=1：12：720，
根据v=ωr可知，三针尖的线速度的比为v1：v2：v3=2：36：2160=1：18：1080，
故答案为：1：12：720 1：18：1 080
点评：解决本题的关键是要正确把握机械表的三个指针转动的周期，并能熟练应用周期和角速度的关系
三．计算题
15．A、B两物体都做匀速圆周运动，A的质量是B的质量的一半，A的轨道半径是B轨道半径的一半，当A转过60°角时时间内，B转过了45°角，则
（1）A物体的向心加速度与B的向心加速度之比为多少？
A物体的向心力与B的向心力之比为多少？
考点：向心力；线速度、角速度和周期、转速．
专题：匀速圆周运动专题．
分析：根据相同时间内转过的角度之比求出角速度之比，结合向心加速度公式求出向心加速度之比，根据向心力的公式求出向心力之比．
解答：解：（1）角速度，因为相同时间内转过的角度之比为4：3，则A、B的角
速度之比为4：3，
根据a=rω2知，转动的半径之比为1：2，可知向心加速度之比为8：9．
向心力F=mrω2=ma，因为质量之比为1：2，向心加速度之比为8：9，则向心力之比为4：9．答：（1）A物体的向心加速度与B的向心加速度之比为8：9．
A物体的向心力与B的向心力之比为4：9．
点评：解决本题的关键掌握向心加速度与向心力的公式，知道它们与线速度、角速度的关系，并能灵活运用，基础题．
16．沿半径为R的半球型碗底的光滑内表面，质量为m的小球正以角速度ω，在一水平面内作匀速圆周运动，试求此时小球离碗底的高度h．
考点：向心力；牛顿第二定律．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：小球在光滑碗内靠重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力和重力的关系求出小球与半球形碗球心连线与竖直方向的夹角，根据几何关系求出平面离碗底的距离h．
解答：解：小球靠重力和支持力的合力提供向心力，小球做圆周运动的半径为r=Rsinθ，根据力图可知tanθ==；
解得cosθ=．
所以h=R﹣Rcosθ=R﹣．
答：此时小球离碗底的高度h为R﹣．
点评：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律和几何关系进行求解．。