2019-2020学年抚州市崇仁二中高一下学期第一次月考物理试卷(含答案解析)

2019-2020学年抚州市崇仁二中高一下学期第一次月考物理试卷
一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）
1.时钟上秒针、分针和时针半径之比为2：2：1，则三者针尖的()
A. 周期之比为1：60：1440
B. 角速度之比为720：12：1
C. 线速度之比为360：12：1
D. 向心加速度之比为720：24：1
2.一个质量为m的小虫以不变的速率，从半径为R的半球形的碗口爬行到碗
的最低点的过程中，则小虫在爬行过程中()
A. 受到的支持力不变
B. 受到的摩擦力不变
C. 受到的合力不变
D. 向心加速度大小不变
3.对于做匀速圆周运动的物体，下列说法中不正确的是()
A. 相等的时间内通过的路程相等
B. 相等的时间内通过的弧长相等
C. 相等的时间内通过的位移相等
D. 相等的时间内通过的角度相等
4.某物体在距地面某一高度处以初速度v平抛出一物体，落地速度大小为2v，则它在空中飞行的
时间及抛出点距地面的高度为()
A. v
g ,v2
2g
B. 3v
2g
,9v2
4g
C. √3v
2g
,3v2
4g
D. √3v
g
,3v2
2g
5.甲、乙两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其质量m甲=2m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、
乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为()
A. 4：1
B. 1：4
C. 8：1
D. 1：8
6.如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列
说法正确的是()
A. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
C. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c
D. a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
7.假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，若卫星离地面越高，则卫星运动的()
A. 周期越长
B. 速度越大
C. 角速度越大
D. 向心加速度越大
8.关于行星绕太阳运动的下列说法正确的是()
A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B. 行星绕太阳运动时位于行星轨道的中心处
C. 离太阳越近的行星的运动周期越长
D. 所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
9.下列说法中正确的是()
A. 炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱
B. 各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应
C. 气体发出的光只能产生明线光谱
D. 甲物体发出的白光通过乙物质的蒸气形成了乙物质的吸收光谱
10.如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、
C.在自行车行驶过程中，下列说法中正确的有
A. A、B两点的线速度大小跟它们的半径成正比
B. A、B两点的角速度大小跟它们的半径成反比
C. B、C两点的线速度大小跟它们的半径成正比
D. B、C两点的向心加速度大小跟它们的半径成正比
11.关于万有引力公式F=G m1m2
，以下说法正确的是()
r2
A. 公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体
B. 当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大
C. 两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律
D. 公式适用于两质点；也适用于两个质量分布均匀的球体，r应取两球心间的距离
12.宇航员在月球表面附近高h处由静止释放一个质量为m的物体，经时间t后落回月球表面。

已
知月球半径为R，引力常量为G，忽略月球自转影响，则()
A. 月球的质量为2R2ℎ
Gt2
B. 在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的字宙飞船速率为√2Rℎ
t
C. 该物体在月球表面受到月球的引力为2mℎ
t2
D. 该物体在月球表面的重力加速度为ℎ
t2
三、填空题（本大题共2小题，共10.0分）
13.物体在只有______ 作用下，从______ 开始下落的运动是自由落体运动，其加速度等于______
m/s2．
14.如图，斜面倾角为30°，一小球从斜面底端B点的正上方A点水平抛出，初速度v0=10m/s，
小球正好垂直打在斜面上。

则小球从抛出到打在斜面上的时间t=______s；AB间的高度
ℎAB=______m。

四、计算题（本大题共4小题，共42.0分）
15.如图所示，穿过光滑水平平面中央小孔O的细线与平面上质量为m的小球P相连，手拉细线的
另一端，让小球在水平面内以角速度ω1沿半径为a的圆周做匀速圆周运动．所有摩擦均不考虑．求：
(1)这时细线上的拉力多大？
(2)若突然松开手中的细线，经时间△t再握紧细线，随后小球沿半径为b的圆周做匀速圆周运
动．试问：△t等于多大？这时的角速度ω2为多少？
16.一根长L=60cm的绳子系着一个小球，小球在竖直平面内作圆周运动．已知球的质量m=0.5kg，
求：
(1)试确定到达最高点时向心力的最小值；
(2)小球到达能够最高点继续做圆周运动的最小速度；
(3)当小球在最高点时的速度为3m/s时，绳对小球的拉力．(g=10m/s2)
17.2008年9月25日21点10分，我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”
七号载人飞船．飞船绕地飞行五圈后成功变轨到距地面一定高度的近似圆形轨道．航天员翟志刚于27日16点35分开启舱门，开始进行令人振奋的太空舱外活动．若地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，飞船运行的圆轨道距地面的高度为h，不计地球自转的影响，求：
(1)飞船绕地球运行加速度的大小；
(2)飞船绕地球运行的周期．
18.2003年10月15日，我国神舟五号载人飞船成功发射．标志着我国的航天事业发展到了一个很
高的水平．飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道．已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，引力常量为G，求：
(1)地球的质量；
(2)飞船在上述圆形轨道上运行的周期T．
【答案与解析】
1.答案：B
解析：解：秒针、分针、时针尖端尖端做圆周运动的周期分别为：1
60
ℎ、1h、12h；
A、周期之比为：1：60：720，则A错误
B、角速度之比为：2π
1：2π
60
：2π
720
=720：12：1，则B正确
C、线速度v=rω，则线速度之比为：1440：24：1，则C错误
D、加速度a=rω2，则加速度之为：7202×2：122×2：′2×1，则D错误故选：B。

已知转动半径和周期，根据v=2πr
T 求解线速度比值；根据ω=2π
T
确定角速度的比值；由a=vω求加
速度关系。

本题关键是明确记住匀速圆周运动的线速度和角速度的定义公式，基础题目。

2.答案：D
解析：解：A、小虫在运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用，支持力与重力的合力充当向心力，而在小虫爬行过程中，速度大小不变，则向心力大小不变，而重力沿径向分力在变小，故支持力增大，而在切向上摩擦力应与重力的分力大小相等，方向相反，因重力的分力变小，故摩擦力也会越来越小，故AB错误；
C、因小虫的速度大小不变，小虫做匀速圆周运动，合外力提供向心力，方向始终指向圆心，则合力大小不变，方向改变，故C错误；
D、根据a=v2
r
可知，小虫做匀速圆周运动，向心加速度大小不变，故D正确．
故选：D
小虫的速率不变，做匀速圆周运动，合外力提供向心力．根据小虫在各点所受支持力的大小判断摩擦力的变化．
本题关键在于明确小虫的运动是匀速圆周运动，同时要注意正确的进行受力分析，并能找出各力动态的变化情况．
3.答案：C
解析：解：匀速圆周运动是指先速度大小不变的圆周运动，因此在相等时间内通过路程相等，弧长相等，转过的角度也相等，故ABD正确；
相等的时间内通过的位移方向不同，由于位移是矢量，因此位移不相等，故C错误。

本题选错误的，故选C。

理解匀速圆周运动的特点即可正确解答本题，主要位移为矢量，位移相等包括大小和方向相等．本题比较简单，考查了匀速圆周运动的特点，在练习时注意标量和矢量的区别．
4.答案：D
解析：解：下落时在竖直方向上的分速度v y=√(v)2−v2=√3v.则下落的时间t=v y
g =√3v
g
；抛出的
高度ℎ=1
2gt2=3v2
2g
.故D正确，A、B、C错误．
故选D。

将落地的速度大小分解求出竖直方向上的速度，v=gt求出物体飞行的时间；根据ℎ=1
2
gt2求出物体抛出时的高度．
解题的关键掌握平抛运动规律，知道平抛运动在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．
5.答案：C
解析：解：设地球的质量为M，根据万有引力定律，卫星受到的万有引力为：F=GMm
r2
，
由于其质量m甲=2m乙，轨道半径r甲=0.5r乙，则甲、乙两颗卫星所受万有引力的大小之比为8：1，故C正确，ABD错误
故选：C。

该题考查万有引力定律的应用，解答的关键是要理解卫星到地球的球心的距离等于卫星的轨道半径．6.答案：D
解析：解：A：根据G Mm
r2=mv2
r
得：v=√GM
r
，可以看到半径大的线速度小，故A错误；
B：abc的向心力都是由万有引力提供的，根据ma=GMm
r
，半径大的加速度一定小，bc的轨道半径
相等，向心加速度相等，a轨道半径越小，向心加速度越大．故B错误．
C、c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇．故C错误．
D、卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，根据公式，v=√GM
r
则线速度增大．故D正确．
故选D．
3颗卫星绕地球做圆周运动，靠万有引力提供向心力，结合万有引力定律和牛顿第二定律比较它们的线速度和向心加速度．c加速，b减速，万有引力与所需的向心力不等，它们会离开原轨道．
解决本题的关键掌握线速度、相信加速度与轨道半径的关系，以及两卫星在同一轨道上，通过加速或减速是不会相遇的
7.答案：A
解析：
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力等于向心力，分别求出线速度、角速度、周期和加速度的表达式进行讨论即可。

本题关键是根据万有引力等于向心力，求出线速度、角速度、周期和向心加速度的表达式进行讨论。

设人造卫星的质量为m，轨道半径为r，线速度为v，公转周期为T，地球质量为M，由于人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由万有引力提供向心力得：
GMm r2=m4π2
T2
r=m v2
r
=ma=mω2r，
则可得v=√GM
r ，T=2π√r3
GM
，ω=√GM
r3
，a=GM
r2
卫星离地面越高，则卫星的线速度越小，周期越长，角速度越小，向心加速度越小，故BCD错误，A正确。

故选A。

8.答案：D
解析：解：A、开普勒第一定律可得，所有行星都绕太阳做椭圆运动，且太阳处在所有椭圆的一个焦点上．故A错误；
B、开普勒第一定律可得，行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的一个焦点处，故B错误；
C、由公式R3
T2
=k，得离太阳越近的行星的运动周期越短，故C错误；
D、开普勒第三定律可得，所有行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D 正确；
故选：D
开普勒第一定律是太阳系中的所有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．在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的．开普勒第三定律中的=k，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比．
公式R3
T2
行星绕太阳虽然是椭圆运动，但我们可以当作圆来处理，同时值得注意是周期是公转周期．
9.答案：ABD
解析：解：A、炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱，故A正确；
B、各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线是一一对应的，都有各自的特征，故B正确；
C、由A分析可知，气体发出的光也可以形成连续光谱．故C错误．
D、甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽后，有一些波长的光被乙物质吸收了，所以形成的是乙物质的吸收光谱．故D正确．
故选：ABD．
连续光谱产生的条件是炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成；每种原子明线光谱中的明线和其吸收光谱中的暗线是一一对应的；气体发出的光也可以形成连续光谱．甲物质发出的白光通过乙物质的蒸汽形成的是乙物质的吸收光谱．
本题关键要掌握光谱的种类及各种光谱产生的条件，容易出错的是D项，得到的应是乙物体的吸收光谱，通过分析此光谱可知道乙物质的成分．
10.答案：BCD
解析：解：A.A、B两点通过皮带传动，线速度大小相同，故A错误；
B.A、B两点线速度大小相同，由v=ωr可知，它们的角速度大小与半径成反比，故B正确；
C.B、C两点共轴转动，角速度大小相同，所以线速度大小与半径成正比，故C正确；
D.B、C两点角速度大小相同，由a=ω2r可知，两点的向心加速度大小与半径成正比，故D正确。

故选：BCD。

同一个皮带传动，线速度相同，同轴转动角速度相同，根据v=rω和a=rω2进行判断。

解决本题的关键知道共轴转动的点角速度大小相等，靠链条传动轮子边缘的点线速度大小相等。

知
道向心加速度与线速度、角速度的关系。

11.答案：CD
解析：解：A、万有引力定律适用于任何两个可以看出质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，故A错误．
B、公式F=G m1m2
r2
中从数学角度讲：当r趋近于零时其值是趋于无穷大，然而万有引力定律公式只适合于两个可以看做质点的物体，即，物体(原子)的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用．而当距离无穷小时，相临的两个物体(原子)的半径远大于这个距离，它们不再适用万有引力公式．故B 错误．
C、两物体之间的万有引力遵守牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力．故C 正确．
D、公式适用于两质点；也适用于两个质量分布均匀的球体，r应取两球心间的距离，故D正确．
故选：CD．
万有引力定律适用的条件是两个质点间引力的计算．物体间的引力关系也遵守牛顿第三定律．公式中G是引力常量，是自然界的恒量．
物理公式与数学表达式有所区别，本题关键掌握万有引力定律的适用条件，知道万有引力具有力的一般特性，遵守牛顿第三定律．
12.答案：ABC
解析：解：D、根据自由落体运动规律有：ℎ=1
2gt2，解得月球表面重力加速度为：g=2ℎ
t2
，故D
错误；
A、月球表面物体所受重力等于月球对它的万有引力有：mg=G Mm
R2，解得月球质量为：M=gR2
G
=2ℎR2
Gt2
，
故A正确；
B、根据万有引力提供向心力有：G Mm
R2=m v2
R
，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的字宙飞船
速率为：v=√GM
R =√gR=√2ℎR
t
，故B正确；
C、该物体在月球表面受到月球的引力等于物体的重力大小，即为：F=mg=2mℎ
t2
，故C正确；故选：ABC。

根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度；
根据月球表面重力和万有引力相等，利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M；飞船近月飞行时，飞船所受月球万有引力提供月球的向心力，从而求出近月飞行时飞船的速度v。

结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度，根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度v。

13.答案：重力；静止；9.8
解析：解：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动是自由落体运动，加速度为重力加速度，数值为9.8m/s2．
故答案为：重力；静止；9.8
自由落体运动的特点是初速度为零，仅受重力．不管轻重如何，加速度相等，都为g．
解决本题的关键知道自由落体运动的特点，知道自由落体运动是初速度为零，加速度为g的匀加速直线运动．
14.答案：√325
解析：解：如图小球垂直撞在斜面上，将速度分解，有：tan30°=v0 v y
又v y=gt，代入数据解得运动时间为：t=√3s
小球平抛下降的高度为：ℎ=1
2gt2=1
2
×10×3m=15m
水平位移为：x=v0t=10√3m
故AB间的高度为：ℎAB=ℎ+xtan30°=15m+10√3×√3
3
m=25m
故答案为：√3、25。

抓住小球垂直打在斜面上，速度与斜面垂直，结合速度与竖直方向的夹角为30°求出竖直方向的分速度，从而由v y=gt求出运动的时间，从而根据位移时间公式求出下降的高度和水平位移，由几何关系求AB间的高度ℎAB。

解决本题的关键要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，通过速度关系求出运动的时间是突破口。

15.答案：解：(1)细线上的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得：
F=maω12
(2)松开手后小球作匀速直线运动：v=aω1
时间△t=s
v =√b2−a2
aω1
小球再次作匀速圆周运动时，线使分速度v1消失，小球的速度为v2：
根据几何关系得：sinθ=a
b
v2=bω2=vsinθ
解得：
ω2=a2
b2
ω1
答：(1)这时细线上的拉力为maω12；
(2)△t等于√b2−a2
aω1，这时的角速度ω2为a2
b2
ω1．
解析：由题意可知，小球做匀速圆周运动所需要的向心力是由细线的拉力提供的．则可求出细线上的张力大小；当突然松开手时，小球沿切线方向匀速飞出．当再次握住时，小球又做匀速圆周运动．由半径a与ω1可求出飞出之前的速度．再由半径b，结合运动的分解可求出小球以半径b做匀速圆周运动的线速度．从而可求出此时的角速度．由于是匀速飞出，所以利用直角三角形，由长度a、b可求出时间．
搞清小球做匀速圆周运动所需要的向心力来源，同时本题巧妙运用三角函数求出松手前后的线速度关系．值得注意是松手后小球做的是匀速直线运动．
16.答案：解：(1)小球在最高点受重力和拉力，合力提供向心力，当拉力为零时，向心力最小，为mg=5N；
(2)重力恰好提供向心力时，速度最小，有：mg=m v2
R
，解得：v=√gR=√10×0.6=√6m/s；
(3)当小球在最高点时的速度为3m/s时，拉力和重力的合力提供向心力，有：
F+mg=m
v12
解得：F═m v12
R
−mg=2.5N；
答：(1)到达最高点时向心力的最小值为5N；
(2)小球到达能够最高点继续做圆周运动的最小速度为√6m/s；
(3)当小球在最高点时的速度为3m/s时，绳对小球的拉力为2.5N．
解析：(1)当重力恰好提供向心力时，向心力最小．
(2)根据重力提供向心力列式求解．
(3)根据拉力和重力的合力提供向心力列式求解．
本题关键明确向心力来源，根据牛顿第二定律列式分析讨论，基础题．
17.答案：解：(1)在地球表面的物体受到的重力等于万有引力G Mm
R2
=mg，得GM=R2g
根据万有引力提供向心力G Mm
(R+ℎ)2=ma，得a=Mm
(R+ℎ)2
=R2g
(R+ℎ)2
(2)根据万有引力提供向心力G Mm
(R+ℎ)2=m4π2
T2
(R+ℎ)，得T=2π√(R+ℎ)3
GM
=2π√(R+ℎ)3
R2g
答：(1)飞船绕地球运行加速度的大小为R 2g
(R+ℎ)2
；
(2)飞船绕地球运行的周期为2π√(R+ℎ)3
R2g
．
解析：在地球表面的物体受到的重力等于万有引力G Mm
R2
=mg，根据根据万有引力提供向心力
G Mm
(R+ℎ)2=ma=m4π2
T2
(R+ℎ)，联立可以解得加速度和周期．
本题关键是要掌握重力等于万有引力和万有引力提供向心力这两个关系，要能够根据题意选择不同的向心力的表达式．
18.答案：解：(1)根据在地面重力和万有引力相等，则有
GMm
R2
=mg
解得：M=gR2
G
(2)设地球质量为M，飞船质量为m，速度为v，地球的半径为R，神舟五号飞船圆轨道的半径为r，飞船轨道距地面的高度为h，
则据题意有：r=R+ℎ
飞船在轨道上飞行时，万有引力提供向心力有：
GMm r2=m
4π2r
T2
T=2π√(R+ℎ)3
gR2
，
答：(1)地球的质量是gR2
G
；
(2)飞船在上述圆形轨道上运行的周期T是2π√(R+ℎ)3
．
gR2
解析：在地球表面，重力和万有引力相等，神舟五号飞船轨道上，万有引力提供飞船做圆周运动的向心力．
万有引力的应用两点注意：(1)星球表面的重力和万有引力相等；(2)环绕天体受的万有引力提供环绕天体圆周运动的向心力．注意轨道半径和距地面距离的关系．。