2022-2023年河北省邢台市高一下学期4月期中考试物理试题(解析版)

2022-2023学年高一（下）第二次月考物理一、单选题1.开普勒研究的行星观测记录源自（）A.第谷 B.拉普拉斯 C.开普勒 D.牛顿【答案】A【解析】开普勒用年的时间研究丹麦天文学家第谷的行星观测记录，发现行星运动定律。故选A。2.某行星绕太阳运动的轨道为椭圆，取了其中三段相等的时间，其间行星与太阳的连线扫过的面积分别为、、，如图所示。下列说法正确的是（）A. B. C. D.【答案】D【解析】根据开普勒第二定律可知相等的时间内,行星与太阳的连线扫过的面积相等。故选D。3.年月日，我国第一颗静止轨道同步通信卫星发射成功。关于同步卫星，下列说法正确的是（）A.同步卫星的运转方向与地球自转方向相反B.同步卫星的运转周期与地球自转周期相同C.同步卫星的高度可以根据实际需求来改变D.同步卫星的向心加速度等于地球表面的重力加速度【答案】B【解析】同步卫星的运转方向与地球自转方向相同，故A错误；同步卫星相对地面静止，其运转周期与地球自转周期相同，故B正确；根据开普勒第三定律可知，同步卫星的高度是一定的，不可以根据实际需求来改变，故C错误；同步卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D错误。故选B。4.两个质点相距时，它们之间的万有引力为，若它们间的距离缩短为，其中一个质点的质量变为原来的倍，另一质点质量保持不变，则它们之间的万有引力为()A. B. C. D.【答案】C【解析】两个质点相距时，它们之间的万有引力为，若它们间的距离缩短为，其中一个质点的质量变为原来的倍，则它们之间的万有引力为，故选C。5.壁虎不仅能飞檐走壁，也可以在水面上轻松游动，有一只壁虎要穿过一条宽为的小河到对岸寻找食物。已知河岸两侧平行，河水流动的速度为，壁虎在静止水面上最大的游动速度为，下列说法正确的是（）A.若壁虎以的恒定速度游向河对岸，其在水中最短的运动时间为B.若壁虎以的恒定速度游动，要想垂直到达河对岸，壁虎的身体姿态应斜向上游C.若壁虎保持身体姿势垂直河岸方向从静止加速游向河对岸，壁虎在水中运动的轨迹是一条直线D.若暴雨天气后，水流速度达到，其他条件不变，壁虎仍可能垂直游到河对岸【答案】B【解析】当壁虎垂直河岸游动时，在水中运动时间最短，为，故A错误；若壁虎以的恒定速度游动，要想垂直到达河对岸，壁虎的身体姿态应斜向上游，使得合速度与河岸垂直，故B正确；若壁虎保持身体姿势垂直河岸方向从静止加速游向河对岸，由于合加速度与合初速度不共线，则壁虎在水中运动的轨迹是一条曲线，故C错误；若暴雨天气后，水流速度达到，由于，则壁虎不可能垂直游到河对岸，故D错误。故选B。6.“嫦娥六号”探测器计划在到年执行月球背面的月球样品采集任务。若“嫦娥六号”探测器在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，“嫦娥六号”探测器先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到点时变轨为椭圆轨道，点是近月点，则下列有关“嫦娥六号”探测器的说法正确的是（）A.发射速度等于地球的第二宇宙速度B.运行至点时的速度等于月球的第一宇宙速度C.要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在点减速D.在椭圆轨道上运行的周期比在圆轨道上运行的周期长【答案】C【解析】“嫦娥六号”探测器没有脱离地球的束缚，因此发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误；月球的第一宇宙速度等于近月圆轨道上的环绕速度，“嫦娥六号”探测器在近月点所在椭圆轨道相对于近月圆轨道为高轨道，由椭圆轨道变轨到近月圆轨道，需要在近月点减速，可知“嫦娥六号”探测器运行至点时的速度大于月球的第一宇宙速度，故B错误；图中圆轨道相对于椭圆轨道为高轨道，可知，要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在点减速，故C正确；令图中圆轨道半径为，椭圆轨道的半长轴为，根据开普勒第三定律有，由于，可知，即在椭圆轨道上运行的周期比在圆轨道上运行的周期短，故D错误。故选C。7.、两卫星在同一平面内绕某一行星沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图所示。已知轨道半径之比为，从图示位置（连线与连线的夹角）开始，在转动一周的过程中，、、将共线（）A.次 B.次 C.次 D.次【答案】D【解析】根据，得，则周期之比为，两卫星，取，且，得，则取整数为。故选D。二、多选题8.若地球和火星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，地球、火星的公转轨道半径之比为，则地球与火星绕太阳运动的（）A.周期之比为 B.线速度大小之比为C.角速度大小之比为 D.向心加速度大小之比为【答案】C、D【解析】根据万有引力提供天体做圆周运动的向心力，可知，解得，，，，根据上述结论可知地球与火星绕太阳运动的周期之比为，故A错误；地球与火星绕太阳运动的线速度大小之比为，故B错误；地球与火星绕太阳运动的角速度之比为，故C正确；地球与火星绕太阳运动的向心加速度大小之比为，故D正确。故选CD。9.如图所示，一个大小可忽略、质量为的模型飞机，在距水平地面的高度为的水平面内以速率绕圆心做半径为的匀速圆周运动，为圆心在水平地面上的投影，某时刻该飞机上有一个小螺丝掉离飞机，不计空气对小螺丝的作用力，重力加速度大小为。下列说法正确的是（）A.空气对模型飞机的作用力大小为B.空气对模型飞机的作用力大小为C.小螺丝落地点与点的距离为D.小螺丝落地点与点的距离为【答案】B、C【解析】对飞机，受到重力和空气对飞机的作用力，如图所示：空气对模型飞机的作用力大小为，故A错误，B正确；小螺丝钉掉离飞机后做平抛运动，投影如下图所示：由，得，水平位移，根据几何关系，小螺丝钉第一次落地点与的距离，故C正确，D错误。故选BC。10.宇宙中存在一些离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，若四星系统中每个星体的质量均为、半径均为，四颗星稳定分布在边长为的正方形的四个顶点上，如图所示。已知引力常量为，忽略其他星体对它们的引力作用，则下列说法正确的是（）A.四颗星的轨道半径均为B.四颗星表面的重力加速度大小均为C.每颗星所受的相邻两颗星的万有引力的合力等于对角星对其的万有引力D.四颗星的周期均为【答案】A、D【解析】四星系统的圆心在正方形中心，根据几何关系可得轨道半径为，A正确；在星球表面根据，得，B错误。每颗星所受的相邻两颗星的万有引力的合力，对角星对星球的万有引力，可知，C错误；向心力由合力提供，故，解得，D正确；故选AD。三、非选择题11.在细线的一端系一个小球，手执细线的另一端使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动。（1）当转速相同时，细线越长越易断，说明向心力的大小与________（填“转动半径”或“小球的质量”）有关；（2）小球运动过程中，若细线被竖直固定在水平面上的一个钉子挡住，则细线碰钉子时钉子离小球越________（填“远”或“近”），细线越易断；（3）如图所示，表示在细线牵引下的小球做匀速圆周运动的加速度随半径变化的曲线，其中为双曲线的一支，由图可知________（填“”或“”）的角速度不变。【答案】①.转动半径；②.近；③.【解析】（1）根据受力分析可知合外力提供向心力，即，，解得，根据结果可知当转速相同时，细线越长，即转动半径越大，绳上的力越大，越容易断。（2）碰钉子瞬间线速度大小不变，此时绳上拉力，根据结果可知，钉子离小球越近，即转动半径越小，越容易断。（3）角速度不变时，向心加速度与转动半径的关系为，则与成正比，故可知其对应的图像为。12.（1）在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择________。A.实心小铁球B.空心铁球C.实心小木球（2）在研究平抛运动的实验中，斜槽末端切线要________，且要求小球要从________由静止释放。（3）现用一张印有小方格的纸记录小球运动的轨迹，小方格边长，若小球在平抛运动途中的几个位置如图所示，小球由位置运动到位置的时间为________，小球刚离开斜槽末端时的速度大小为________，小球在点的竖直分速度大小为________。（取重力加速度大小，结果均保留到小数点后两位）【答案】①.A；②.水平；③.同一位置；④.；⑤.⑥.【解析】（1）在“研究平抛物体的运动”的实验中，为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择实心小铁球。故选A。（2）[2][3]在研究平抛运动的实验中，斜槽末端切线要水平，且要求小球要从同一位置由静止释放。（3）[4]根据可得小球由位置运动到位置的时间为。[5]小球刚离开斜槽末端时的速度大小为。[6]小球在点的竖直分速度大小为。13.宇航员在某星球表面高处以某速度水平抛出一个小球，小球经过时间落在星球表面。该星球的质量为，引力常量为，星球表面的空气阻力不计，忽略星球的自转。求：（1）该星球的半径；（2）该星球的第一宇宙速度的大小。【答案】（1）；（2）【解析】（1）设该星球表面附近的重力加速度大小为，小球在竖直方向做自由落体运动，有，解得，设该星球表面上有一物体的质量为，忽略星球自转，万有引力等于重力，有，解得。（2）设某卫星的质量为，该卫星在星球表面附近运行，有，解得。14.如图所示，甲、乙两小球自同一位置同时开始运动，甲在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，乙做初速度大小的平抛运动，当乙下落至点时，甲恰好第一次运动到最低点，、两点在同一水平线上，、两点间的距离，取重力加速度大小，不计空气阻力，求：（1）甲做匀速圆周运动的半径；（2）甲做匀速圆周运动的角速度大小；（3）甲做匀速圆周运动的向心加速度的大小。【答案】（1）；（2）；（3）【解析】（1）根据平抛运动规律有，，解得。（2）依题意，又，解得。（3）由向心加速度大小，解得。15.如图所示，质量分别为和的两个星球和（均视为质点）在它们之间的引力作用下都绕点做匀速圆周运动，星球和之间的距离为。已知星球和和三点始终共线，和分别在点的两侧。引力常量为。（1）求星球的周期；（2）求星球的线速度大小；（3）在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可