2018-2019学年湖北省黄冈市浠水实验中学高二(下)月考物理试卷(三)(3月份)

1、2018-2019 学年湖北省黄冈市浠水实验中学高二（下）月考物理试卷（三）（ 3 月份）一、单选题（本大题共5 小题，共20.0 分）1.如图所示，质量为m 的小球，从离桌面H 高处由静止下落，桌面离地高度为h。若以桌面为参考平面，那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是A. mgh 减少B. mgh 增加C.增加D.减少2.如图，人造卫星M、 N 在同一平面内绕地心O 做匀速圆周运动。已知M、N 连线与 M、 O 连线间的夹角最大为，则 M、N 的运动周期之比等于A.B.C.D.3. 假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面重力加速度在两极的大小为，赤道的大小为g，地

2、球自转的周期为T，引力常量为则地球的密度为A.B.C.D.4.如图所示，一个质量为M 的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L、劲度系数为 k 的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P 点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离在这一过程中，P 点的位移 开始时弹簧为原长是 H，则物体重力势能增加了A. MgHB.C.D.5.如图所示，质量为M 的木板 B 长为 L，放在水平地面上，其左端放一质量为m 的小物块 可视为质点，A、 B 之间用一根穿过定滑轮的轻绳相连接A、B 间以及 B 与地面间的动摩擦因数均为，今在 A 上施加一水平向右拉力F，要将 A 从 B 的右端拉出，则 F 做功至少为A.B

3、.C.D.二、多选题（本大题共5 小题，共 20.0 分）6.对于万有引力的表达式，下列说法正确的是A. 公式中的 G 为万有引力常量，它是由实验得出的，而不是人为规定的B. 当 r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C.和受到的引力总是大小相等，而与、是否相等无关D.与受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力7. 一辆轿车在平直公路上运行， 启动阶段轿车牵引力保持不变， 而后以额定功率继续行驶， 经过时间 ，其速度由零增大到最大值若所受阻力为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率 P 随时间 t 变化的情况正确的是第1页，共 10页A.B.C.D.8. 土星外层上有一个环 如图 ，为了判

4、断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度 v 与该层到土星中心的距离 R 之间的关系来判断A. 若，则该层是土星的一部分B. 若，则该层是土星的卫星群C.D.若，则该层是土星的一部分若，则该层是土星的卫星群9. 如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在 P 点变轨，进入椭圆形转移轨道该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步圆轨道上的，到达远地点Q 时再次变轨， 进入同步轨道 设卫星在近地圆轨道上运行的速率为，在椭圆形转移轨道的近地点P 点的速率为，沿转移轨道刚到达远地点Q 时的速率为，在同步轨道上的速率为，三个轨道上运动的周期分别为

5、、，则下列说法正确的是A.B.C.D.在 P 点变轨时需要加速， Q 点变轨时要减速在 P 点变轨时需要减速， Q 点变轨时要加速10.已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零，设想在地球赤道正上方高h 处和正下方深为h 处各修建一绕地心的环形真空轨道，轨道面与赤道面共面，两物件分布在上述两轨道中做匀速圆周运动，轨道对它们均无作用力，设地球半径为R，则A. 两物体的速度大小之比为B. 两物体的速度大小之比为C. 两物体的加速度大小之比为D. 两物体的加速度大小之比为三、实验题（本大题共1 小题，共10.0 分）第2页，共 10页11. 如图所示是 “研究平抛物体运动 ”的实验装置图，通过描

6、点画出平抛小球的运动轨迹。以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是_。A.安装斜槽轨道，使其末端保持水平B.每次小球释放的初始位置可以任意选择C .每次小球应从同一高度由静止释放D .为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O 为坐标原点，测量它们的水平坐标 x 和竖直坐标 y，图 2 中图象能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是_ 。图 3 是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O 为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、 B、C，测得 A、 B 两点竖直坐标为，为， A、 B 两点水平间距为 40cm，则平抛小球的初速度为_，若 C 点

7、的竖直坐标为，则小球在 C 点的速度为 _结果保留两位有效数字，g 取。四、计算题（本大题共3 小题，共37.0 分）12. 据报道，最近在太阳系外发现了首颗“”倍已知一个在地球表面宜居 行星，其质量约为地球质量的质量为 50kg 的人在这个行星表面的重量约为800N，地球表面处的重力加速度为求：该行星的半径与地球的半径之比约为多少？若在该行星上距行星表面 2m 高处，以 的水平初速度抛出一只小球 不计任何阻力 ，则小球的水平射程是多大？13.2017 年 2 月 22 日上午，美国航天局宣布在距地球仅40 光年的一颗小型恒星的周围发现了多达7 颗大小与地球相似的系外行星，其中 3 颗已确定位

8、于宜居带， 很可能含有液态水B，观测某行星的半径为，自转周期为，它有一颗卫星，轨道半径为R，绕行星公转周期为已知万有引力常量为G，求：该行星的平均密度为多大？要在此行星的赤道上发射一颗人造同步卫星，则该人造卫星的轨道半径r 为多大？第3页，共 10页14.如图所示， 传送带与地面成夹角，以的速度顺时针转动，在传送带下端轻轻地放一个质量的物体， 它与传送带间的动摩擦因数，已知传送带从A 到 B 的长度，求物体从A 到 B 过程中传送带克服物块摩擦力做功的平均功率？五、简答题（本大题共1 小题，共 13.0 分）15. 人造地球卫星P绕地球球心做匀速圆周运动，已知P卫星的质量为m，距地球球心的距离

9、为r ，地球的质量为 M，引力常量为G，求：卫星 P 的运行周期；现有另一地球卫星Q， Q 绕地球运行的周期是卫星P 绕地球运行周期的8 倍，且 P、 Q 的运行轨道位于同一平面内，如图所示，求卫星P、Q 在绕地球运行过程中，两卫星间相距最近时的距离。第4页，共 10页答案和解析1.【答案】 D【解析】解：以桌面为零势能参考平面，那么小球落地时的重力势能为：；整个过程中小球高度降低，重力势能减少，重力势能的减少量为：；故选： D。物体由于被举高而具有的能叫做重力势能。对于重力势能，其大小由地球和地面上物体的相对位置决定。物体质量越大、位置越高、做功本领越大，物体具有的重力势能就越大，其表达式为

10、：。本题关键是明确重力势能的定义公式中高度是相对与零势能面而言的，可以取负值，基础题。2.【答案】 D【解析】解：人造卫星 M、N 在同一平面内绕地心 O 做匀速圆周运动。已知 M、 N 连线与 M、O 连线间的夹角最大值为 ，此时 ON 垂直于 MN ，如图：则轨道半径关系为：由开普勒第三定律有可得：故 D 正确， A，B，C 错误。故选： D。已知 A、B 连线与 A、O 连线间的夹角最大为 ，此时 OB 垂直于 AB，根据几何知识求出两卫星的轨道半径之比，再由开普勒第三定律求得周期之比。解决本题的关键是运用几何知识求出两卫星的轨道半径之比，要熟练运用卫星周期公式求出周期之比。3.【答案】

11、 B【解析】【分析】根据万有引力等于重力，则可列出物体在两极的表达式，再由引力与支持力的合力提供向心力，列式综合可求得地球的质量，最后由密度公式，即可求解。考查万有引力定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意地球两极与赤道的重力的区别，知道密度表达式。【解答】在两极，引力等于重力，则有：，由此可得地球质量，在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：，而密度公式，第5页，共 10页，故 B 正确， A、 C、 D 错误。故选 B。4.【答案】 C【解析】解：手拉着弹簧上端P 点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态。根据胡克定律得：弹簧的伸长量在这一过程中， P 点的位移是 h。

12、所以物体上升的高度为所以物体重力势能的增加量为故选： C。知道手拉着弹簧上端 P 点缓慢向上移动，可以看成物体是处于平衡状态根据胡克定律求出弹簧的形变量，再求出物体上升的高度能够通过问题情境分析找出一些条件，分清P 点的位移和物体的位移关系5.【答案】 B【解析】解：当 m 在 M 上匀速运动时，拉力F 最小，此时以m 为研究对象， m 受向右绳子拉力T，向左摩擦力，此时有：以 M 为研究对象，受向左的拉力T，地面给 M 向右的摩擦力：，m 给 M 水平向右的摩擦力，且有：联立可知拉力 F 的最小值为：；要将 A 从 B 的右端拉出，由功的表达式可得F 做功至少为：故 B 正确， ACD 错误

13、故选： B在水平向右的拉力作用下，小木块沿木板向右运动，在运动过程中要使拉力最小或者拉力做功最小的情况是拉力等于摩擦力，使小木块在木板上做匀速运动；对 M 和 m 受力分析，根据平衡状态可以求出 F 的最小值，根据功的表达式可求出匀速运动时，拉力做的功即为做功的最小值本题突破口就是拉力做功的最小值，就是木块在木板上做匀速运动所以学生在审题时，要关注题目中的关键字词6.【答案】 AC【解析】解： A、公式中的 G 为万有引力常量，它是由实验得出的，不是人为规定的，故A 正确B、万有引力的应用条件为两质点间的作用力，当r 趋近于零时，两物体不能再看做质点，故B 错误C、与受到的引力总是大小相等、方

14、向相反，是一对相互作用力，与它们的质量是否相等无关故C正确D、与受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力，故D 错误故选： AC万有引力定律的条件是适用于两质点间的万有引力，自然界中任意两个物体都有万有引力，两物体间相互的万有引力是一对作用力和反作用力第6页，共 10页解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件基础题注意两物体间的引力是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力7.【答案】 BCD【解析】解： A、由于汽车受到的牵引力不变，加速度不变，所以汽车在开始的阶段做匀加速运动，当实际功率达到额定功率时，功率不能增加了，要想增加速度，就必须减小牵引力，当牵引力减小

15、到等于阻力时，加速度等于零，速度达到最大值则轿车先做匀加速直线运动，再做变加速直线运动，牵引力等于阻力时，做匀速直线运动故A 错误， B 正确C、轿车做匀加速直线运动时，牵引力不变，然后牵引力逐渐减小，当牵引力等于阻力时，做匀速直线运动故 C 正确D、根据，因为开始速度均匀增大，则功率均匀增大，当达到额定功率后，保持不变故D 正确故选： BCD根据，匀加速直线运动时，功率均匀增大，速度均匀增大，当达到额定功率后，抓住功率不变，结合速度的变化判断牵引力的变化，从而得出加速度和速度的变化当牵引力等于阻力时， 做匀速直线运动解决本题的关键理清机车启动的整个过程，知道当牵引力等于阻力时，做匀速直线运动

16、知道加速度的方向与速度方向相同时，做加速运动，加速度方向与速度方向相反时，做减速运动8.【答案】 AD【解析】解： A、若该层是土星的一部分则各层转动的角速度相等，根据得：，故 A正确， C错误；B、若该层是土星的卫星群，则向心力等于万有引力，根据，得：，即，故 B错误， D 正确。故选： AD 。若土星外层是土星的一部分，则各层转动的角速度相等，根据可以判断 v 与 R 的关系；若该层是土星的卫星群，则向心力等于万有引力列式，可以判断v 与 R 的关系。解决本题要知道若是土星的一部分，则各层转动的角速度相等，若该层是土星的卫星群，则根据卫星的基本解题思路：万有引力等于向心力求解。9.【答案】

17、 CD【解析】解： AB、由离心运动条件，则知卫星在P 点做离心运动，变轨时需要加速，在Q 点变轨时仍要加速，故 A 错误， B 错误；C、根据开普勒第三定律，可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大的，周期越大，因此，故 C正确；D、卫星从近地圆轨道上的P 点需加速，使得万有引力小于向心力，进入椭圆转移轨道。所以在卫星在近地圆轨道上经过P 点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过P 点的速度。，沿转移轨道刚到达 Q 点速率为，在 Q 点点火加速之后进入圆轨道，速率为，所以在卫星在转移轨道上经过Q 点时的速度小于在圆轨道上经过Q 点的速度，即，根据得，知同步轨道的半径大于近地轨道的半径，则。综上可知，故 D

18、 正确；故选： CD 。在圆轨道上运动，根据万有引力提供向心力，得出线速度与轨道半径的关系，从而比较出速度的大小在近地圆轨道加速，做离心运动而做椭圆运动，在远地点，需再次加速，使得万有引力等于向心力，进入同第7页，共 10页步轨道根据变轨的原理比较速度的大小解决本题的关键知道变轨的原理，以及掌握万有引力提供向心力，并能灵活运用，同时理解离心运动的条件，及开普勒定律的内容10.【答案】 AC【解析】解：设地球密度为，则有：在赤道上方：，在赤道下方：解得：，故 AC 正确； BD 错误。故选： AC。由地球质量等于密度乘以体积，可得地球质量表达式；由万有引力提供向心力，对A、 B 分别列方程可得两

19、物体速度和加速度之比本题主要掌握万有引力提供向心力的基本应用，要会用数学方法表示球体质量11.【答案】 ACC【解析】解：“研究平抛物体运动”的实验过程中：A、末端水平是必须的，否则就不是平抛，故选项A正确；BC、在描点时， 要保证是同一平抛，则每次释放小球应从静止开始从同一位置释放，故选项 B 错误，选项 C 正确； D、连线是用平滑的曲线连起来，选项D 错误。故选：AC实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O 为坐标原点， 测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，根据平抛规律：，所以图象是一条过原点的直线，故选项 C 符合要求；图 3 是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，

20、O 为平抛的起点，在轨迹上任取三点A、 B、C，测得 A、B 两点竖直坐标为， 为，A、B 两点水平间距为 40cm。根据平抛规律有：，而，联立可求得：，所以。故答案为：根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤；平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合运动学公式求出y 与的关系式，从而确定正确的关系图线；根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度。根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B 点的竖直分速度，结合平行四边形定则求出 B 点的速度。 根据速度时间公式求出抛出点到B 点的时间，

21、结合位移公式求出抛出点到B 点的水平位移和竖直位移，确定抛出点的坐标。解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论进行求解。12.【答案】解：在该行星表面处，行行第8页，共 10页行在忽略自转的情况下，万有引力等于物体所受的重力得有行行 地故地 行地所以行地由平抛运动运动的规律，有行故，行代入数据解得：答：该行星的半径与地球的半径之比约为2小球的水平射程是5m【解析】 在忽略自转的情况下， 万有引力等于物体所受的重力， 所以根据重力之比， 可以求出中心天体的半径之比由平抛运动运动的规律求解忽略自转的情况下万有引力等于物体所受的重力，这是经常用的方法要注意掌握重力加速度g 是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量13.【答案】 解：设该行星的质量为M，卫星的质量为m，对卫星， 根据行星的万有引力充当向心力有：得：又行星的体积为：所以该行星的平均密度为：设该卫星的同步人造卫星的轨道半径为r，对同步卫星有：所以该人造卫星的轨道半径为：答：该行星的平均密度为要在此行星的赤道上发射一颗人造同步卫星，则该人造卫星的轨道半径r 为【解析】 卫星绕行星做匀速圆周运动， 由行星的万有引力充当