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山西省太原市第五中學(xué)校2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期5月月考物理試題
學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．關(guān)于行星運動定律和萬有引力定律的建立過程，下列說法正確的是（　　）
A．第谷通過嚴密的數(shù)學(xué)運算，得出了行星的運動規(guī)律
B．開普勒通過天文儀器觀察到行星繞太陽運動的軌道是橢圓
C．牛頓通過開普勒第三定律推導(dǎo)萬有引力定律，卡文迪什用實驗測出了引力常量的數(shù)值
D．牛頓比較月球和近地衛(wèi)星的向心加速度，進行了“月—地檢驗”證明和推廣萬有引力定律
2．對于萬有引力定律的表達式，下列說法正確的是（　　）
A．若m1>m2，則兩物體之間m1所受萬有引力比m2的大
B．當(dāng)物體間的距離趨近于0時，物體間的萬有引力無窮大
C．引力常量G的單位為N m2/kg2
D．該表達式只能用來計算質(zhì)點與質(zhì)點間的萬有引力大小
3．如圖所示，木星是太陽系內(nèi)質(zhì)量和體積最大的行星，木星繞太陽沿橢圓軌道運動，P點為近日點，Q點為遠日點，P點到太陽的距離為PQ距離的四分之一，M、N為軌道短軸的兩個端點，木星運行的周期為T，若只考慮木星和太陽之間的引力作用，下列說法正確的是（　　）
A．木星從P到Q的加速度越來越小
B．木星與太陽連線和地球與太陽連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等
C．若木星的軌道長軸是地球軌道長軸的4倍，則木星繞太陽一圈的周期為4年
D．木星經(jīng)過P點的速度小于經(jīng)過Q點的速度
4．如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知、、三顆衛(wèi)星均做勻速圓周運動，其中是地球同步衛(wèi)星，則下列說法正確的是（　　）
A．衛(wèi)星的速度可能大于
B．衛(wèi)星的角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度
C．衛(wèi)星的加速度小于衛(wèi)星的加速度
D．地球?qū)πl(wèi)星的引力小于地球?qū)πl(wèi)星的引力
5．“天問一號”從地球發(fā)射后，先在如圖甲所示地球軌道的P點沿地火轉(zhuǎn)移軌道向火星軌道的Q點運動，再依次進入如圖乙所示的火星調(diào)相軌道和停泊軌道，火星調(diào)相軌道和停泊軌道相切于M點，關(guān)于“天問一號”說法正確的是（　　）
A．發(fā)射速度介于11.2km/s與16.7 km/s之間
B．衛(wèi)星調(diào)相軌道周期小于衛(wèi)星停泊軌道周期
C．在地火轉(zhuǎn)移軌道運動時速度減小，始終小于地球繞太陽的速度
D．衛(wèi)星從火星調(diào)相軌道M點要加速進入火星停泊軌道
6．如圖甲所示是一對相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量不等的雙黑洞系統(tǒng)，其示意圖如圖乙所示，雙黑洞A、B在相互之間的萬有引力作用下，繞其連線上的O點做勻速圓周運動，若黑洞A、B做圓周運動的半徑之比為1：2，下列說法正確的是（　　）
A．黑洞A、B做圓周運動的角速度之比為1：2
B．黑洞A、B做圓周運動的向心力大小之比為2：1
C．黑洞A、B做圓周運動的線速度之比為1：2
D．黑洞A、B的質(zhì)量之比為1：1
7．如圖所示，在水平桌面上用硬練習(xí)本做成一個斜面，使同一小鋼球先后從斜面上A、B位置由靜止釋放滾下，鋼球沿桌面飛出后均做平拋運動，最終落到同一水平面上。比較兩次平拋運動，變化的物理量是（　　）
A．速度的變化率 B．落地時瞬時速度
C．重力的平均功率 D．落地時重力的瞬時功率
二、多選題
8．下列四幅圖是有關(guān)生活中的圓周運動的實例分析，其中說法正確的是（　　）
A．甲圖中，汽車通過凹形橋的最低點時，速度越快越容易爆胎
B．乙圖中，如果行駛速度超過設(shè)計速度，輪緣會擠壓外軌，會使外軌受損
C．丙圖中所示是圓錐擺，減小θ，但保持圓錐擺的高不變，則圓錐擺的角速度變大
D．丁圖中，波輪洗衣機脫水時，衣服緊貼在筒壁上做勻速圓周運動，衣服受到向心力、重力、彈力和摩擦力，共4個力的作用
9．由于地球自轉(zhuǎn)的影響，地球表面的重力加速度會隨緯度的變化而有所不同。假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，地球表面兩極處的重力加速度大小為g，地球球體半徑為R，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G。下列說法正確的是（　　）
A．地球的質(zhì)量為
B．地球的密度為
C．地球近地衛(wèi)星的運行速度為
D．地球在赤道處的重力加速度大小為
10．質(zhì)量為的物體在水平面上沿直線運動，受到的阻力大小恒定。經(jīng)某點開始沿運動方向的水平拉力F與運動距離x的關(guān)系如圖所示，物體做勻速直線運動。下列對圖示過程的說法正確的是（　　）
A．在處物體加速度大小為
B．拉力對物體做功為
C．物體克服阻力做功為
D．合力對物體做功為
三、實驗題
11．用如圖所示的實驗裝置探究向心力大小的表達式。長槽上的擋板B到轉(zhuǎn)軸的距離是擋板A的2倍，長槽上的擋板A和短槽上的擋板C到各自轉(zhuǎn)軸的距離相等。轉(zhuǎn)動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪勻速轉(zhuǎn)動，槽內(nèi)的球就做勻速圓周動。擋板對球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧力筒下降，從而露出標尺，根據(jù)標尺上的等分格可以粗略計算出兩個球所受向心力的比值。
（1）探究向心力與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)將傳動皮帶套在兩塔輪半徑 （選填“相同”“不相同”）的輪盤上，此時兩小球轉(zhuǎn)動的角速度應(yīng)該 （選填“相同”“不相同”）；
（2）若皮帶套左右兩個塔輪的半徑分別為，。某次實驗使，則A、C兩處的角速度之比為 。
（3）利用本儀器探究向心力大小的表達式過程中，用到的最主要的科學(xué)方法是 。（選填“理想法”“等效法”“控制變量法”）
12．小明同學(xué)用如圖甲所示的實驗裝置研究物體做平拋運動規(guī)律。
(1)實驗前應(yīng)對實驗裝置反復(fù)調(diào)節(jié)，直到斜槽末端切線 。每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了每次平拋 。
(2)以拋出點為原點，沿水平和豎直建立坐標系，小球運動軌跡如圖乙所示，據(jù)圖乙中的數(shù)據(jù)算出小球做平拋運動的初速度為 。（取）
(3)在另一次實驗中將白紙換成方格紙，每小格的邊長，通過實驗記錄了小球在運動途中的三個位置，如圖丙所示，則該小球做平拋運動的初速度為 ，運動到點時的速度為 。（g取）
四、解答題
13．如圖所示，一個質(zhì)量為M、密度均勻的球體半徑為r，在距球心2r處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點。若以球心O為中心挖去一個半徑為的球體，萬有引力常量為G；求剩下部分對質(zhì)點的萬有引力的大小。
14．如圖所示，地球赤道上空有一顆運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同的衛(wèi)星，衛(wèi)星對地球的最大張角，赤道地面上有一個衛(wèi)星監(jiān)測站（圖中未畫出）。已知地球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球表面重力加速度為g，不計地球自轉(zhuǎn)對表面重力加速度的影響，求：
(1)衛(wèi)星運行速度大小；
(2)監(jiān)測站能連續(xù)監(jiān)測到衛(wèi)星的最長時間。
15．如圖所示，為豎直光滑圓弧軌道的直徑，其半徑端切線水平。水平軌道與半徑的光滑圓弧軌道相接于點，為圓弧軌道的最低點，圓弧軌道對應(yīng)的圓心角。一質(zhì)量為的小球（視為質(zhì)點）從水平軌道上某點以某一速度沖上豎直圓軌道，并從點飛出，取。
(1)若小球恰好能從點飛出，求小球落地點與點的水平距離。
(2)若小球從點飛出，經(jīng)過點恰好沿切線進入圓弧軌道，求：
①小球從點飛出的速度大小；
②小球在點對圓弧軌道的壓力大小；
③小球在點受到的支持力的大小。
山西省太原市第五中學(xué)校2024-2025學(xué)年高一下學(xué)期5月月考物理試題參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C A C A C B AB BD BC
11． 相同 相同 控制變量法
12．(1) 水平 初速度相同
(2)1.5
(3) 1.0
13．
【詳解】剩下部分對質(zhì)點的萬有引力F剩應(yīng)等于完整球體對質(zhì)點的引力減去被挖去的小球體對質(zhì)點的引力，根據(jù)萬有引力定律
解得
被挖去的小球體的質(zhì)量為
而大球體的質(zhì)量為
聯(lián)立解得剩下部分對質(zhì)點的萬有引力為
14．(1)
(2)
【詳解】（1）設(shè)地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，衛(wèi)星的軌道半徑為r。由幾何關(guān)系
解得r=2R
質(zhì)量為m0的物體在地球表面重力等于在地球表面所受引力
質(zhì)量為m的衛(wèi)星受萬有引力提供向心力，有
聯(lián)立解得衛(wèi)星運行
（2）設(shè)衛(wèi)星運行周期為T1，根據(jù)萬有引力提供向心力
有
解得
衛(wèi)星的通訊信號視為沿直線傳播，由于地球遮擋，使衛(wèi)星和地面監(jiān)測站不能一直保持直接通訊，保持直線通訊的時間內(nèi)，如圖所示
衛(wèi)星A比地面監(jiān)測站B多轉(zhuǎn)過的角度為
設(shè)監(jiān)測站能連續(xù)監(jiān)測到衛(wèi)星的最長時間為t，則
解得
15．(1)
(2)① ② ③
【詳解】（1）小球恰好能從點飛出，在點，重力提供向心力，有
又小球落地時間滿足
水平位移
聯(lián)立解得
（2）①將小球在處的速度分解在豎直方向上有
在水平方向上有
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得
②在處，對小球，由牛頓第二定律得
解得
根據(jù)牛頓第三定律知，圓弧軌道受到的壓力大小
③小球在處速度
其受力分析如圖所示
由牛頓第二定律得
解得

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