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海南省琼海市嘉积中学2023-2024学年高一年级下学期
四月月考 物理试题B卷
一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分）
1.在太阳系中，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，已知天王星绕太阳运行轨道半长轴是火星绕太阳运行轨道半长轴的13倍，火星绕太阳公转周期为，则天王星绕太阳公转周期是（ ）
A． B． C． D．
2.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．c在4h内转过的圆心角是
C．b在相同时间内转过的弧长最长
D．d的运动周期有可能是23h
3.如图所示，我国已先后成功发射了“天宫一号”飞行器和“神舟九号”飞船，并成功地进行了对接试验，若“天宫一号”能在离地面约300 km高的圆轨道上正常运行，则下列说法中不正确的是（ ）
A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B．对接前，“神舟九号”的运行周期更短
C．对接前，“神舟九号”欲追上“天宫一号”，可以在低轨道上点火加速
D．对接前，“神舟九号”的加速度大于“天宫一号”的加速度
4.如图所示的陀螺，是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看（俯视），若陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能是下列的( )
A. B. C. D.
5.中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转。由以上数据不能求出的物理量是( )
A.地球的平均密度
B.天和核心舱受到的万有引力
C.天和核心舱在轨飞行的速度
D.地球的半径
6.神舟十三号载人飞船与空间站对接的近似情景如图所示，半径为r的圆形轨道I为空间站运行轨道，半长轴为a的椭圆轨道II为载人飞船的运行轨道，飞船在两个轨道相切点A与空间站交会对接，已知飞船与空间站均绕地球运动，引力常量为G，地球质量为M，下列说法中正确的是( )
A.空间站的运行速度大于第一宇宙速度
B.在A点对接时飞船应沿运行速度方向喷气
C.飞船与空间站运行周期之比为
D.飞船在II轨道经过A点，喷气变轨前一刻的速度小于
7.冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量之比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动。由此可知卡戎绕O点运动的( )
A.角速度大小约为冥王星的7倍
B.向心力大小约为冥王星的
C.轨道半径约为冥王星的7倍
D.周期大小是冥王星周期的
8.航天员翟志刚、王亚平从“天和”核心舱成功出舱并到达指定作业点。假设核心舱绕地球运动的线速度为v，航天员出舱的总时间为t，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则根据以上信息不能估算出( )
A.地球密度
B.核心舱离地高度
C.核心舱的加速度
D.核心舱受到地球的万有引力
9.自行车用链条传动来驱动后轮前进，如图是链条传动的示意图，两个齿轮俗称“牙盘”。A、B、C分别为牙盘边缘和后轮边缘上的点，大齿轮半径为r1、小齿轮半径为r2、后轮半径为r3。下列说法正确的是( )
A.A、B两点的角速度相等
B.B、C两点的线速度大小相等
C.大、小齿轮的转速之比为
D.在水平路面匀速骑行时，脚踏板转一圈，自行车前进的距离为2πr3
10.智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，腰带外侧带有轨道，将带有滑轮的短杆穿入轨道，短杆的另一端悬挂一根带有配重的轻绳，其简化模型如图乙所示。可视为质点的配重质量为0.8 kg，绳长为0.5 m，悬挂点P到腰带中心点O的距离为0.2 m。水平固定好腰带，通过人体微小扭动，使配重随短杆沿水平面做匀速圆周运动，若绳子与竖直方向夹角为37°，运动过程中腰带可看作不动，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，下列说法不正确的是( )
A.绳的拉力大小为10 N
B.配重的向心加速度大小为7.5 m/s2
C.配重的角速度大小为 rad/s
D.配重的角速度大小为5 rad/s
11.如图所示，八大行星沿椭圆轨道绕太阳公转，下列说法正确的是( )
A.太阳处在椭圆的中心
B.火星绕太阳运行过程中，速率不变
C.土星比地球的公转周期大
D.地球和土星分别与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
12.下列说法符合物理学史实的是( )
A.托勒密提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
B.卡文迪什通过扭秤实验第一个测出引力常量G的值
C.牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
D.哥白尼提出了地心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
13.一飞船绕地球做匀速圆周运动，其离地面的高度为H，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A. B. C. D.
14.要使两物体间的万有引力减小到原来的，可采用的方法是( )
A.使两物体的质量都减为原来的，距离保持不变
B.使两物体的质量都减为原来的，距离增至原来的2倍
C.使其中一个物体的质量减为原来的，距离增至原来的2倍
D.使两物体的质量及它们之间的距离都减为原来的
二、非选择题（共58分）
15.（8分）按照爱因斯坦的狭义相对论，物体运动时质量会随着物体运动速度增大而 （填“增大”、“减小”或“不变”），同时，空间和时间会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生 效应和 效应。
16.（10分）一滑雪表演的测试滑道如图所示，轨道的段为一半径的光滑四分之一圆形轨道，段为倾斜轨道，轨道倾斜角，段为足够长的水平减速轨道。一质量为的表演者从轨道上某点由静止开始下滑，到达B点时速度的大小为，离开B点做空中表演（可视为平抛运动），最后落回轨道，（重力加速度）求：
（1）到达B点时圆形轨道对表演者的支持力大小；
（2）表演者离开B点后，多长时间落在倾斜轨道上。
17.（10分）某行星的自转周期，用弹簧测力计在该行星的“赤道”和“两极”处测同一物体的重力，弹簧测力计在赤道上的读数比在两极上的读数小10%（行星可视为球体，引力常量，计算结果保留两位有效数字）.
（1）求该行星的平均密度；
（2）设想该行星自转角速度加快到某一值时，在“赤道”上的物体会“飘”起来，求此时行星的自转周期。
18.（10分）我国在西昌卫星发射中心用“长征三号”运载火箭成功发射“风云四号”卫星（如图所示）。经五次机动变轨， “风云四号”卫星成功定点于东经99.50°赤道上空，距离地球36000千米。“风云四号”卫星实现了我国静止轨道气象卫星的升级换代和技术跨越，将大幅提高我国天气预报和气候预测的能力。
（1）上述材料中的静止轨道气象卫星最终定点在东经99.50°赤道上是以什么为参考系来描述卫星的运动的？
（2）人们把具有上述特点的卫星称为同步卫星。除了用于气象监测外，同步卫星还有什么用途？
19.（10分）（1）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为）。
完成下列填空：
①将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
②将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为 kg；
③将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
序号 1 2 3 4 5
m（kg） 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90
④根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为 N；小车通过最低点时的速度大小为 m/s。（重力加速度大小取，计算结果保留2位有效数字）
（2）一般宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器。
A．弹簧测力计一个
B．精确秒表一只
C．天平一台（附砝码一套）
D．物体一个
为测定该行星的密度，宇航员在绕行中进行了一次测量，依据测量数据可以求出密度。
①绕行时测量所用的仪器为 （用仪器的字母序号表示），所测物理量为 （用文字说明和相应符号表示）。
②密度表达式： （万有引力常量为G）。
20.（10分）如图所示，一只质量为m的蚂蚁从碗底沿半径为R的半球形碗壁向上缓慢爬行，若蚂蚁与碗壁间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g.求：
（1）当蚂蚁爬到和圆心O的连线与竖直方向成30°角的位置时，它受到的摩擦力；
（2）当蚂蚁爬到和圆心O的连线与竖直方向成45°角的位置时，碗对它的作用力；
（3）蚂蚁能爬到距碗底的最大高度。
参考答案
1.C2.C3.A4.D5.B6.D7.C8.D9.D10.D11.C12.B13.C14.C
15.【答案】增大，钟慢，尺缩
16.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）表演者到达B点时由牛顿第二定律可得
解得
（2）轨道倾斜角为45°，由几何可知，表演者落在倾斜轨道上，水平方向位移等于竖直方向位移，即
解得
17.【答案】(1) (2)1.9 h
【解析】(1)放在该行星“两极”上的物体，其万有引力等于重力，即，放在该行星“赤道”上的物体，由万有引力提向心力及重力，即，联立得，所以该行星的质量，该行星的平均密度，代入数据解得.
(2)对物体原来有，当物体“飘”起来时，有，联立解得
18.【答案】（1）以地面为参考系；（2）见解析
【解析】（1）材料中的静止轨道气象卫星最终定点在东经99.50°赤道上是以地面为参考系来描述卫星的运动的
（2）同步卫星除了用于气象监测外，同步卫星还能用于通信和监视地面，如间谍卫星用于军事侦察，长期监视某地区；同步卫星最重要的应用之一是传输电视节目。
19.【答案】 (1)1.40 7.9 1.4
(2)B 周期T
【解析】(1)②[1]根据秤盘指针可知量程为10kg，分度值为0.1kg，要估读一位，则示数为1.40kg；
④[2]记录的托盘示数的平均值为
所以小车经过凹桥最低点时小车对桥的压力为
[3]由题可知小车的质量为
由牛顿第二定律可得
可得
(2)①[4][5]由
可得该行星的密度
所以为测定该行星的密度，需要秒表测量飞船做圆周运动的周期，即选B；
②[6]由上可知，该行星的密度为
20.【答案】(1)，方向垂直蚂蚁和圆心O的连线向上
(2)，方向竖直向上
(3)
【解析】(1)蚂蚁缓慢爬行可以认为时刻处于平衡状态，当蚂蚁爬到与圆心O的连线与竖直方向成30°角的位置时，对蚂蚁受力分析，蚂蚁受到重力、支持力和静摩擦力作用，静摩擦力等于重力沿碗壁切线向下的分力，根据平衡条件可得，方向垂直蚂蚁和圆心O的连线向上.
(2)当蚂蚁爬到与圆心O的连线与竖直方向成45°角的位置时，蚂蚁处于平衡状态，碗对蚂蚁的作用力大小等于重力，方向竖直向上.
(3)当蚂蚁爬到最高位置，刚好要打滑时，重力沿碗壁切线向下的分力恰好等于最大静摩擦力，又最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有，解得，即，由几何关系可求得蚂蚁离开碗底的最大高度为.
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