江苏省泰州市兴化市文正高级中学2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题（原卷版+解析版）

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（考试用时：60分钟 总分100分）
注意事项：
1.本试卷共分两部分，第I卷为选择题，第II卷为非选择题。
2.所有试题的答案均填写在答题卡上，答案写在试卷上的无效。
第I卷（选择题）
一、单选题：本大题共16小题，每小题3分，共48分
1. 在人类对行星运动规律的认识过程，开普勒作出了划时代的贡献。对开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（ ）
A. 牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据，发现了行星运动规律
B. 此定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动
C. 由开普勒第三定律，月亮围绕地球运动的值与人造卫星围绕地球运动的不相同
D. 行星绕太阳做椭圆轨道运动时，线速度方向时刻在变，但大小始终不变
【答案】B
【解析】
【详解】A．在开普勒发现了行星的运行规律后，牛顿才发现万有引力定律，开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，A错误；
B．开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动， B正确；
C．公式中的k值由中心天体决定，所以月亮和人造卫星围绕地球运动的值相同 C错误；
D．由开普勒第二定律可知，日星连线相同时间内扫过面积相等，行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小在变化，越靠近太阳，线速度越大，反之，则越小，D错误。
故选B。
2. 北京冬奥会开幕式24节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是（ ）
A. 夏至时地球的运行速度最大
B. 从冬至到春分的运行时间为地球公转周期的
C. 太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上
D. 若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球和火星对应的k值不同
【答案】C
【解析】
【详解】A．由开普勒第二定律可知地球在近日点运行速度最大在远日点速度最小，夏至时地球在远日点运行速度最小，A错误；
B．根据对称性可知，从冬至到夏至运行时间为周期的一半，由开普勒第二定律可知从冬至到春分的运行速度大于春分到夏至的运行速度，故从冬至到春分的运行时间小于地球公转周期的，B错误；
C．地球和火星都是绕太阳运行的行星，由开普勒第一定律可知太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上，C正确；
D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，由开普勒第三定律可知，所有绕太阳运行的行星轨道半长轴的三次方与公转周期的平方的比值都相等，即
地球和火星都是绕太阳运行的行星对应的k值相同，D错误；
故选C。
3. 关于万有引力定律，下列说法正确的是( )
A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
B. 万有引力定律只适用于天体之间
C. 万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律
D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的
【答案】C
【解析】
【详解】试题分析：牛顿提出了万有引力定律，而万有引力恒量是由卡文迪许测定的，故A错误；万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力，是自然界一种基本相互作用的规律，故B错误，C正确；根据万有引力公式可知，在近日点的距离比远日点的距离小，所以在近日点万有引力大，故D错误．
考点：万有引力定律及其应用
【名师点睛】对于物理学上重要实验、发现和理论，要加强记忆，这也是高考考查内容之一．从公式的适用条件、物理意义、各量的单位等等全面理解万有引力定律公式．
4. 下列说法错误的是（ ）
A. 开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律
B. 卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量G的值
C. 牛顿发现了万有引力定律，并测出万有引力常量G
D. 牛顿进行了月地检验，证明了地面物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律
【答案】C
【解析】
【详解】A．开普勒研究了行星运动得出了开普勒三大定律，A正确；
BC．卡文迪什利用扭秤实验测出了引力常量G的值，牛顿发现了万有引力定律，B正确，C错误；
D．牛顿进行了月地检验，证明了地面物体所受引力和天体间引力遵循相同的规律，D正确。
本题选择错误的，故选C。
5. 2021年5月15日，我国科研团队根据“祝融号”火星车发回的遥感信号确认，天问一号着陆巡视器成功着陆预定区域，我国首次火星探测任务取得圆满成功.已知火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】在地球表面重力等于万有引力
在火星表面重力等于万有引力
结合题意联立可得
故C正确，ABD错误。
故选C。
6. 地球表面处重力加速度为g，地球半径为R，若不考虑地球自转，则离地球表面高处的重力加速度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】地球表面万有引力近似等于重力有
同理离地球表面高处有
联立解得
故选C。
7. 如图所示，两卫星A、B绕地球做匀速圆周运动（不考虑卫星间的相互作用），假设两卫星的质量相等。下列分析正确的有（ ）
A. 两卫星的运动周期关系
B. 两卫星的线速度关系vA>vB
C. 两卫星的加速度关系
D. 两卫星所受的地球引力大小关系
【答案】A
【解析】
【详解】ABC．根据
可得
因，可知两卫星的运动周期关系
两卫星的线速度关系
vA两卫星的加速度关系
选项A正确，BC错误。
D．根据
两卫星质量相等，因，可知两卫星所受地球引力大小关系
故选项D错误。
故选A。
8. 关于万有引力公式，以下说法正确的是（ ）
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. 公式中引力常量G的值是牛顿规定的
【答案】C
【解析】
【详解】万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间的引力计算，故A错误；当两物体间的距离趋近于0时，万有引力公式不再适用，万有引力不会趋近于无穷大，故B错误；两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故C正确；公式中引力常量G的值是卡文迪许测定的，故D错误．所以C正确，ABD错误．
9. 地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，用上述物理量计算出来的地球平均密度是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在地球表面，物体所受的重力近似等于地球对物体的万有引力，有
解得
地球的体积
则地球的平均密度为
故选A。
10. 在月球上的宇航员，手头有一个质量为m的砝码，如果已知引力常量G和月球半径R，若要估测月球质量M，则只需要一个（ ）
A. 秒表B. 刻度尺C. 弹簧测力计D. 长1m轻质细线
【答案】C
【解析】
详解】根据
又
联立，解得
可知，只需用弹簧测力计测量出砝码的重力，即可估测出月球的质量。
故选C。
11. 宇航员在某一星球距离表面高度处，初速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间后小球落到该星球表面，已知该星球的半径为（），引力常量为，则该星球的质量为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设该星球表面的重力加速度为，小球在星球表面做平抛运动，有
设该星球的质量为，在星球表面有
联立解得：该星球的质量
故A项正确，BCD三项错误。
12. 若已知行星绕太阳公转的半径为，公转的周期为，万有引力恒量为，则由此可求出（ ）
A. 某行星的质量B. 太阳的质量C. 某行星的密度D. 太阳的密度
【答案】B
【解析】
【详解】．根据题意不能求出行星的质量，故A错误；
B．研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
得：
所以能求出太阳的质量，故B正确；
C．不清楚行星的质量和体积，所以不能求出行星的密度，故C错误；
D．不知道太阳的体积，所以不能求出太阳的密度。故D错误。
故选
13. 如图所示为a、b两颗卫星绕地球运动的轨迹，其中a是地球的同步卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星a所受的向心力小于b所受的向心力
B. 卫星b运行周期小于24h
C. 在地面附近发射卫星a的速度为
D. 卫星b的运行速度可能大于
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据
知由于不知道ab两颗卫星的质量，故仅根据r的大小不能判定向心力的大小，故A错误；
B．根据
可得卫星的周期
所以b的半径小于a的半径，故b的周期小于a的周期24h，故B正确；
C． 11.2km/s是发射脱离地球束缚航天器的最小发射速度，同步卫星仍围绕地球圆周运动，故其发射速度小于11.2km/s，故C错误；
D ．7.9km/s是第一宇宙速度是围绕地球圆周运动的最大速度，故卫星b的运行速度小于7.9km/s，故D错误。
故选B。
14. 关于三个宇宙速度，下列说法正确的是（ ）
A. 第一宇宙速度是卫星环绕行星的最小运行速度
B. 地球的第二宇宙速度大小为16.7km/s
C. 当人造地球卫星的发射速度达到第二宇宙速度时，卫星就逃出太阳系了
D. 地球同步卫星在轨道上运行的速度一定小于第一宇宙速度
【答案】D
【解析】
【详解】A．第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，是卫星最大的运行速度，是最小的发射速度，所以A错误；
B．地球的第二宇宙速度大小为11.2km/s，第三宇宙速度是16.7km/s，所以B错误；
C．当人造地球卫星的速度大于等于第二宇宙速度时，卫星将脱离地球的束缚，所以C错误；
D．地球同步卫星的轨道半径大于地球近地卫星的轨道半径，根据
得
所以地球同步卫星在轨道上运行的速度一定小于近地卫星的运行速度，即一定小于第一宇宙速度，所以D正确。
故选D。
15. 下列说法中正确的是（ ）
A. 只要物体受力的同时又有位移发生，则一定有力对物体做功
B. 力很大，位移很大，这个力所做的功可能等于0
C. 机器做功越多，其功率越大
D. 汽车上坡的时候，司机必须换高速挡，其目的是增大速度，得到较小的牵引力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A．力对物体做功的条件是，在力的方向发生了位移，力才对物体做功，所以只要物体受力的同时又有位移发生，则不一定有力对物体做功，所以A错误；
B．力很大，位移很大，这个力所做的功可能等于0，因为如果这个力与位移方向垂直时，这个力做功就为0，所以B正确；
C．机器做功越多，其功率不一定越大，如果此功所用时间也很长时，功率则减小了，所以C错误；
D．汽车上坡的时候，司机必须换低速挡，其目的是减小速度，得到较大的牵引力，所以D错误；
故选B。
16. 关于功率下列说法中正确的是（ ）
A. 力对物体做功越多，表示这个力的功率就越大
B. 力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大
C. 单位时间内力对物体做的功越多，表示这个力的功率越大
D. 当汽车匀速运动时，则牵引力和阻力大小相等，此时牵引力做功的功率为零
【答案】C
【解析】
【详解】A．根据
可知，力对物体做功越多，表示这个力的功率不一定就越大，选项A错误；
B．根据
可知，力对物体做功的时间越短，这个力的功率不一定就越大，选项B错误；
C．根据
可知，单位时间内力对物体做的功越多，表示这个力的功率越大，选项C正确；
D．当汽车匀速运动时，则牵引力和阻力大小相等，此时牵引力做功的功率为
P=fv
不为零，选项D错误。
故选C。
第II卷(非选择题）
二、计算题：本大题共4小题，每小题13分共52分
17. 地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间。当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，该飞行器距地心的距离与距月心的距离之比为多少？
【答案】
【解析】
【详解】设月球质量为M，地球质量就为81M， 飞行器距地心距离为r1，飞行器距月心距离为r2，由于地球对它的引力和月球对它的引力相等，根据万有引力定律得
解得
18. 一颗小行星质量m=1.00×1021kg，它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍，求它绕太阳运动一周所需要的时间。
【答案】1.45×108s
【解析】
【详解】设地球绕太阳运动的轨道半径为R0，则小行星绕太阳运动的轨道半径为R=2.77R0。
已知地球绕太阳运动的周期T0=365天
即
T0=31536000s
依据=k可得，对地球绕太阳运动有
=k
对小行星绕太阳运动有
=k
联立上述两式解得
T=T0
将R=277R0代入上式解得
T=T0
所以该小行星绕太阳一周所用时间
T=T0=1.45×108s
19. 已知地球质量M地约为月球质量M月的82倍，地球半径R地约为月球半径R月的4倍，月球绕地球公转的轨道半径r约为地球半径R地的60倍．设地球表面的自由落体加速度为g，月球绕地球公转的向心加速度为a，月球表面的自由落体加速度为g月．求：
（1）地球表面的自由落体加速度g与月球绕地球公转的向心加速度a的大小之比；
（2）地球表面的自由落体加速度g与月球表面的自由落体加速度g月的大小之比.
【答案】（1） （2）
【解析】
【详解】（1）对于地球表面自由落体物体m有：
得
月球绕地球公转，由牛顿第二定律有：
得
则
（2）对于月球表面自由落体的物体m有：
得
则
20. 质量的物体，在水平方向力的作用下，物体与平面间的动摩擦因数。物体从静止开始运动，运动时间。求：
（1）力在4s内对物体所做的功
（2）力在4s内对物体所做功的平均功率
（3）末力对物体所做的功的瞬时功率
【答案】（1）96J；（2）24W；（3）48J
【解析】
【详解】（1）物体做匀加速直线运动，由牛顿第二定律
可得
物体运动的位移是
力F在内对物体所做的功为

（2）力在内对物体所做的功的平均功率为

（3）4s末物体的速度为

所以末力对物体所做的功的瞬时功率为