2021-2022学年河北省邢台市南和一中高一（下）第三次月考物理试卷

2021-2022学年河北省邢台市南和一中高一（下）第三次月考物理试卷

1.  下列说法正确的是(    )

A. 做曲线运动的物体，其加速度一定是变化的
B. 做曲线运动的物体，其速度大小一定是变化的
C. 做匀速圆周运动的物体，其所受合力不一定指向圆心
D. 做匀速圆周运动的物体，在任意相等时间内的位移大小相同

2.  迄今为止，我国有近200颗卫星在轨运行．关于在轨正常运行的这些卫星，下列说法正确的是(    )

A. 所有卫星的运行周期都小于24h
B. 所有卫星在任何位置的速率都小于
C. 在轨的圆轨道卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D. 任意一卫星运行轨道的半长轴的三次方与其运行周期的二次方的比值是一个常数

3.  有一条两岸平直、河水均匀流动且流速恒定的小河．小明驾着船渡河，去程时船头方向始终与河岸垂直，回程时船的行驶路线与河岸垂直．去程与回程所经过的路程之比为k，船在静水中的速度大小不变，则船在静水中的速度大小与河水流速大小之比为(    )

A.  B. k C.  D.

4.  如图所示，修正带的核心部件是两个半径不同的齿轮，两个齿轮通过相互咬合进行工作．A和B分别为两个齿轮边缘上的点．当两齿轮匀速转动时，下列说法正确的是(    )

A. A、B两点的周期相等 B. A、B两点的线速度大小相等
C. A、B两点的角速度大小相等 D. A、B两点的向心加速度大小相等

5.  人造卫星在发射过程中要经过多次变轨才可到达预定轨道．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则(    )

A. 卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ上经过A点时的速度大小相等
B. 卫星在B点通过减速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ
C. 卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度等于
D. 若卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行的周期分别为、、，则

6.  北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成，包括5颗地球静止轨道卫星、27颗中圆地球轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星．其中中圆地球轨道卫星离地高度约为万千米，地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星离地高度均约为万千米．下列说法正确的是(    )

A. 中圆地球轨道卫星的运行周期小于地球自转周期
B. 倾斜地球同步轨道卫星的角速度小于地球静止轨道卫星的角速度
C. 在地球赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度比中圆地球轨道卫星的向心加速度要大
D. 中圆地球轨道卫星的发射速度可以小于

7.  据报道，科学家观察到离地球约35亿光年的OJ287星系中出现了双黑洞“共舞”现象．较大黑洞体积是太阳的180亿倍，较小黑洞体积是太阳的亿倍．若双黑洞的质量分别为和，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动．下列说法正确的是(    )

A. 双黑洞的角速度之比：：
B. 双黑洞的线速度之比：：
C. 双黑洞的轨道半径之比：：
D. 双黑洞的向心加速度之比：：

8.  如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其图像如图乙所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的图像如图丙所示．若以地面为参考系，下列说法正确的是(    )
 

A. 猴子在前2s内的运动轨迹为直线 B. 猴子在后2s内做匀变速曲线运动
C. 时猴子的速度大小为 D. 时猴子的速度大小为

9.  一小物块从内壁粗糙的半球形碗边下滑，在下滑过程中由于摩擦力的作用，物块的速率恰好保持不变，如图所示，下列说法正确的是(    )

A. 下滑过程中物块所受合力为零
B. 物块运动的角速度越来越大
C. 下滑过程中物块所受摩擦力大小发生变化
D. 物块所受合力方向始终指向半球形碗的圆心

10.  据报道，中核集团原子能科学研究院团队利用核技术对“嫦娥五号”月球土壤样品进行分析研究，准确测定了月壤样品中40多种元素的含量。当“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行时，飞行周期为T，已知月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是(    )

A. 月球的质量为 B. 月球表面的重力加速度为
C. 月球的密度为 D. 月球的第一宇宙速度为

11.  一艘宇宙飞船飞向某一行星，在进入该行星表面的圆形轨道绕该行星运行数圈后，再次变轨，最后着陆于该行星．宇宙飞船在绕行星表面做匀速圆周运动的过程中，测得宇宙飞船运行的周期为T，宇航员在着陆后测得行星表面的重力加速度为引力常量为G，可求得该行星的质量______，该行星的半径______结果均用已知的物理量表示

12.  如图甲所示，研究平抛运动规律的实验装置放置在水平桌面上，利用光电门传感器和碰撞传感器可以测得小球的水平初速度b和飞行时间t，底板上的标尺可以测得水平位移d。
控制斜槽轨道的水平槽口高度h不变，让小球从斜槽的不同高度处滚下，以不同的速度冲出水平槽口，下列说法正确的是______。
A.飞行时间t与初速度成正比
B.飞行时间t与初速度大小无关
C.水平位移d与初速度成反比
D.水平位移d与初速度成正比
一位同学做实验时，通过描点画出的小球的平抛运动轨迹如图乙所示，O为抛出点．A、B是轨迹上的两点，分别测得A点的竖直坐标、B点的竖直坐标，A、B两点间的水平距离，取重力加速度大小，则小球从A点运动到B点的时间______s，初速度______。结果均保留两位有效数字
 

13.  一赛车视为质点以的速率沿半径的圆形赛道行驶，一段时间内，赛车和圆心的连线转过角度，取，，求此过程中赛车：
通过的路程s；
运动的位移大小x；
向心加速度大小。

14.  受某星球自转的影响，物体在该星球赤道上受到的重力与在该星球两极受到的重力大小之比为215：216，已知该星球的半径为R，引力常量为G。
求绕该星球运动的同步卫星距该星球表面的高度H；
已知该星球赤道上的重力加速度大小为g，求该星球的密度。

15.  如图所示，某游乐场推出一款新游戏，游戏者乘坐装备从A点由静止做匀加速直线运动至B点，沿水平方向飞出后恰好无碰撞通过D点，沿圆弧DE运动至E点，并由E点飞出后落在G点．已知AB的长度，游戏者含装备，视为质点做匀加速直线运动的加速度大小，DE段圆弧的圆心角且其圆心O与E、F点在同一竖直线上，与A、B点在同一水平直线上，E、G两点间的水平距离和竖直距离分别为和，取重力加速度大小，图中A、B、C、D、E、F、G点均在同一竖直平面内，游戏者含装备在空中运动时只受重力作用．
求游戏者通过D点时的速度大小；
求游戏者通过E点时的速度大小；
若某游戏者连同装备的总质量为75kg，求他通过E点时对轨道的压力大小

答案和解析

1.【答案】D 

【解析】解：A、物体的加速度不变时，只要加速度方向与速度方向不在同一直线上，物体做匀变速曲线运动，故A错误；
B、做曲线运动的物体，其速度方向在时刻发生改变，但速度大小不一定变化，比如匀速圆周运动，故B错误；
C、做匀速圆周运动的物体，其所受合力只改变速度的方向，不改变速度的大小，故合力一定指向圆心，故C错误；
D、做匀速圆周运动的物体，其速度大小不变，在任意相等时间内的位移大小相同，故D正确；
故选：D。
加速度方向与速度方向不在同一直线上时物体做曲线运动，但加速度不一定变化；做曲线运动的物体速度在时刻发生改变；做匀速圆周运动的物体，合力一定指向圆心，在任意相等时间内的位移大小相同。
本题要注意加速度和速度是矢量，从大小和方向判断其是否改变。
 

2.【答案】D 

【解析】解：A、根据万有引力提供向心力，，解得周期，半径越大，周期越长，故卫星的运行周期可以大于24h，故A错误；
B、根据万有引力提供向心力得：，第一宇宙速度是卫星近表面圆轨道的运行速度，是稳定运行时的最大运行速度，但当卫星做离心运动变轨时，需要加速，故并不是所有卫星在任何位置的速率都小于，故B错误；
C、根据可知，轨道半径越大，加速度越小，故卫星的加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误；
D、根据开普勒第三定律可知，所有卫星半长轴或轨道半径的三次方与运行周期的二次方的比值是一个常数，故D正确；
故选：D。
周期，半径越大，周期越长；第一宇宙速度是卫星近表面圆轨道的运行速度，也是稳定运行的最大速度；根据判断加速度大小；根据开普勒第三定律分析。
本题考查了人造卫星的相关知识，解题的关键是根据万有引力提供向心力，确定卫星的运行参数。
 

3.【答案】C 

【解析】解：设回程的路程为s，则去程的路程为ks，设船在静水中的速度为，水速为，所以有


解得

故选：C。
根据船头指向始终与河岸垂直，结合运动学公式，可列出河宽与船速的关系式，当路线与河岸垂直时，可求出船过河的合速度，从而列出河宽与船速度的关系，进而即可求解。
解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，以及知道各分运动具有独立性，互不干扰。
 

4.【答案】B 

【解析】解：BC、根据传动规律可知A、B两点线速度大小相等，即，据公式，结合，可知，故B正确，C错误；
A、根据可知A点的周期大于B点的周期，故C错误；
D、根据可知A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故D错误。
故选：B。
同缘传动时，边缘点的线速度大小相等；同轴传动时，角速度相等；然后结合和列式求解。
本题关键明确同缘传动同轴传动的特点是线速度大小相等，再根据描述圆周运动的各物理量间的关系分析求解即可。
 

5.【答案】D 

【解析】解：A、卫星在A点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速做离心运动，所以卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度小于轨道Ⅱ经过A点的速度，故A错误；
B、卫星在B点由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需要点火加速做离心运动，故B错误；
C、为第一宇宙速度，是最大的环绕速度，卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度小于，故C错误；
D、根据开普勒第三定律，轨道半长轴越大周期越大，可知卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期满足，故D正确；
故选：D。
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，应用万有引力和动能的定义求出动能，然后比较动能的大小；根据卫星变轨原理与开普勒定律分析答题。
此题考查了人造卫星的相关知识，明确万有引力定律及开普勒第二、三定律的应用，关键是弄清楚卫星在不同的轨道上运动时速度大小、运行的周期和轨道半径的关系。
 

6.【答案】A 

【解析】解：A、根据开普勒第三定律可知，，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星运行周期，即小于地球自转周期，故A正确；
B、倾斜地球同步轨道卫星与静止轨道卫星的周期相等，则角速度也相等，故B错误；
C、根据，可知在地球赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度比同步地球卫星的向心加速度要小；根据，可知同步卫星的向心加速度比中圆地球轨道卫星的向心加速度要小；所以在地球赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度比中圆地球轨道卫星的向心加速度要小，故C错误；
D、第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是卫星发射的最小速度，则中圆地球轨道卫星的发射速度大于，故D错误。
故选：A。
根据开普勒第三定律分析，卫星的轨道半径越大，周期越大；
同步卫星与赤道上的物体属于同轴转动的模型，角速度相等；
卫星运动是万有引力充当向心力，得到线速度与轨道半径的关系；
第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是卫星发射的最小速度。
此题考查了人造卫星的相关规律，地球质量一定、自转速度一定，静止地球同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度。
 

7.【答案】C 

【解析】解：A、双黑洞绕连线的某点做圆周运动的周期相等，所以角速度也相等，故A错误；
B、由得双黑的线速度之比为：：：：，故B错误；
C、双黑洞做圆周运动的向心力由它们间的万有引力提供，向心力大小相等，设双黑洞的距离为L，由，解得双黑洞的轨道半径之比为：：：，故C正确；
D、由得双黑洞的向心加速度之比为：：：：，故D错误。
故选：C。
抓住双星围绕连线上的O点做匀速圆周运动的向心力由彼此间的万有引力提供，因此两星做圆周运动的角速度相等，由此展开讨论即可。
抓住双星靠彼此间的万有引力提供做圆周运动的向心力可知，两星做圆周运动的角速度相同这是解决本题的突破口和关键。
 

8.【答案】BD 

【解析】解：A、猴子在前2s内竖直方向上做匀加速直线运动，加速度竖直向上。猴子水平方向上做匀速直线运动，加速度为零，则猴子的加速度竖直向上，与初速度方向不在同一直线上，故猴子在前2s内做匀变速曲线运动，故A错误；
C、由乙图知，时猴子的竖直分速度大小为：，水平方向速度为，所以猴子在的速度为，故C错误；
D、猴子水平方向上做匀速直线运动，速度大小为，所以猴子在的速度为：，故D正确。
B、猴子在后两秒内，竖直方向上做匀减速直线运动，加速度方向竖直向下。猴子水平方向上做匀速直线运动，加速度为零，则猴子的合加速度竖直向下，2s末合速度大小为，且2s末加速度方向与速度方向不在同一直线上，故猴子在后2s内做匀变速曲线运动，B正确；
故选：BD。
猴子同时参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速和匀减速直线运动，通过运动的合成，判断猴子相对于地面的运动轨迹以及运动情况。求出时刻猴子在水平方向和竖直方向上的分速度，根据平行四边形定则求出猴子的速度。
解决本题的关键是要知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况。
 

9.【答案】CD 

【解析】解：A、物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，物块的加速度不等于零，由公式知，所受的合外力不为零，而且大小保持不变。故A错误；
B、根据，可知角速度不变，故B错误；
D、物块所受合外力大小保持不变，方向始终指向圆心，时刻在改变，故D正确；
C、随着物块向下滑动，重力的切向分力减小，而滑动摩擦力等于重力的切线分力，故滑动摩擦力减小。故C正确。
故选：CD。
物块下滑过程速率保持不变，做匀速圆周运动，加速度不等于零，合外力不等于零。合外力提供向心力，大小不变，向心加速度大小不变。重力的切线分力等于滑动摩擦力。
本题其实就是匀速圆周运动问题，考查对基本物理量的理解能力，注意重力的切线分力等于滑动摩擦力；难点是运用牛顿第二定律分析支持力如何变化，从而可以得到动摩擦因数是变化的。
 

10.【答案】AD 

【解析】解：A、对探测器在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行时，圆周的轨道半径为：，
根据万有引力提供向心力，有：，
解得月球质量，故A正确；
B、对星球表面的物体：，则月球表面的重力加速度为：，故B错误；
C、月球的体积，则月球的密度：，故C错误；
D、根据重力提供向心力，有，解得第一宇宙速度，故D正确；
故选：AD。
注意探测器离地高度为星球半径，则轨道半径为2倍星球半径，根据万有引力提供向心力，求月球质量；结合星球表面的物体万有引力等于重力，联立求解月球表面重力加速度；球体体积公式，密度：，求月球密度；根据重力提供向心力，求月球第一宇宙速度。
本题考查中心天体质量和密度的求法，以及考察了第一宇宙速度，注意飞船离地高度为星球半径，但轨道半径为2倍星球半径，这是本题的易错点。
 

11.【答案】  

【解析】解：根据万有引力提供圆周运动向心力有：，
行星表面的重力加速度g，则：
可得行星的质量：；
行星的半径：
故答案为：；
根据万有引力提供圆周运动向心力结合万有引力等于重力求出行星的质量与半径．
本题关键是通过自由落体运动求出星球表面的重力加速度，再根据万有引力提供圆周运动向心力和万有引力等于重力求解．
 

12.【答案】 

【解析】解：、竖直方向自由落体运动，有：，解得：，飞行时间t与初速度大小无关，故B正确，A错误。
CD、平抛运动水平方向做匀速运动，，所以落地点的水平距离d与初速度成正比，故D正确，C错误。
故选：BD
水平初速度为：

将，，代入联立得：，
故答案为：；；
平抛运动水平方向做匀速运动，竖直方向自由落体运动，根据基本公式即可求解。
由A到B时间、可求得初速度。
解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，能够灵活运用运动学公式处理水平方向和竖直方向上的运动。
 

13.【答案】解：通过的路程为：
通过的位移
向心加速度
答：通过的路程s为124m；
运动的位移大小x为186m；
向心加速度大小为 

【解析】、位移是从初位置到末位置的有向线段；路程是轨迹的实际长度，等于圆弧长度；
根据求解向心加速度的大小。
本题关键是明确位移与路程的区别，同时要记住向心加速度的公式，基础题．
 

14.【答案】解：设物体质量为m，星球质量为M，星球的自转周期为T，物体在星球两极时，万有引力等于重力，物体在星球赤道上随星球自转时，向心力由万有引力的一个分力提供，有：
因为
所以有
得该星球的同步卫星的周期等于自转周期T，则有
联立解得：
距该星球表面的高度
在星球赤道上，有：
又因星球的体积：
所以该星球的密度：。
联立解得：
答：绕该星球运动的同步卫星的轨道半径为6R；
该星球的密度为。 

【解析】物体在星球两极时，万有引力等于重力，物体在星球赤道上随星球自转时，向心力由万有引力的一个分力提供，另一个分力就是重力，有：，该星球的同步卫星的周期等于自转周期T，结合题目中的条件，计算绕该星球运动的同步卫星的轨道半径
在星球赤道上，有，解出该星球的质量，再根据密度的定义式计算星球的密度．
该题要知道物体在星球两极时，万有引力等于重力，物体在星球赤道上随星球自转时，向心力由万有引力的一个分力提供，另一个分力就是重力，有关系：，这两个关系是解题的关键．
 

15.【答案】解：设游戏者经过B点时速度大小为，由运动学公式有
解得
无碰撞通过D点，说明通过D点的速度方向恰好沿圆弧DE切线方向，故
解得
由游戏者从E点做平抛运动到G点，有，
解得
过D点时游戏者的竖直分速度
设圆弧的半径为R，由几何关系有
解得
过E点受力分析，设轨道对其支持力为，
解得
由牛顿第三定律有
答：游戏者通过D点时的速度大小为；
游戏者通过E点时的速度大小为；
某游戏者连同装备的总质量为75kg，他通过E点时对轨道的压力大小为 

【解析】设小滑块到达D点时的速度大小为v，由能量守恒定律、牛顿第二定律列方程求解；
根据平抛运动的规律求解；
根据牛顿第二定律和第三定律解答。
本题主要是考查功能关系，关键是能够分析能量的转化情况，知道动能的变化与合力做功有关，掌握动能定理在曲线运动中的应用方法。