湖北省武漢市部分重點中學2021-2022學年高一下學期3月聯考物理試題Word版含答案

高一物理試卷試卷滿分：100分一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~11題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯得0分。1．人類對行星運動的研究漫長而曲折，如圖為部分行星繞太陽的運行軌道，第谷經過數年觀測得到行星運動的大量數據，開普勒用20年時間研究這些數據，發(fā)現了行星運動定律，下列說法中正確的是（）A．牛頓發(fā)現萬有引力定律后，開普勒整理第谷的觀測數據發(fā)現了行星運動規(guī)律B．所有行星的軌道半長軸的二次方跟公轉周期的三次方的比值都相等C．土星和火星的公轉軌道都是橢圓，土星的公轉周期比火星大D．土星公轉過程中，經近日點后運動1/4周長，其用時將大于1/4周期2．500米口徑的中國天眼（FAST）是世界上已建成的最大的射電望遠鏡，可監(jiān)測脈沖星，探測引力波的存在。而引力波是實驗驗證愛因斯坦相對論的最后一塊“拼圖”。關于牛頓力學、相對論和量子力學，下列說法正確的是（）A．牛頓力學適用于研究宏觀物體的低速運動B．由于相對論的提出，牛頓力學已經失去了它的應用價值C．高速運動的μ子壽命變長這一現象，既能用相對論時空觀解釋，又能用經典理論解釋D．不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學和量子力學都是適用的3．太空電梯是人類構想的一種通往太空的設備，它的作用是將人和物體送入空間站。假設太空電梯豎直向上勻速運動，它從地面上帶了重64N的植物種子，當太空電梯上升到某高度時發(fā)現種子的重力“變成”了36N。已知地球的半徑為R，不考慮地球的自轉，則此時太空電梯距地面的高度為（）A．R B．C． D．4．嫦娥工程是我國自主對月球的探索和觀察，分"繞"、"落"、"回"三步走戰(zhàn)略，并計劃在月球建立研究基地。已知月球的質量約為地球質量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球的第一宇宙速度為7.9km/s，落月前探月衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，則該探月衛(wèi)星運行的速度即月球第一宇宙速度約為()A．0.4km/sB．1.8km/sC．11km/sD．36km/s5．“天宮”空間站內航天員24小時可以看到十六次日出日落，2021年11月8日，航天員王亞平成功出艙作業(yè)，創(chuàng)造了一個新的紀錄，成為中國女航天員太空行走第一人。下列說法正確的是（）A．航天員處于完全失重狀態(tài)，不受地球的引力作用B．若王亞平與空間站連接的安全繩脫離，將會立刻高速飛離空間站C．艙內航天員單手做倒立姿勢，可以鍛煉上肢力量D．空間站在軌運行的速度小于第一宇宙速度，大于同步衛(wèi)星的線速度6．定點投彈是軍事訓練科目之一。若把炸彈視為質點，相同的兩枚炸彈投中同一點M的過程可以簡化為如圖所示的兩個過程，一枚從P點水平投出，另一枚從P點正下方地面上的Q點斜向上投出，其軌跡的最高點和P點等高，不計空氣阻力，下列說法正確的是（）A．兩枚炸彈運動過程中重力做功相等B．兩枚炸彈投出時人對炸彈做功相等C．兩枚炸彈落地前瞬間重力做功的功率相等D．兩枚炸彈落地前瞬間的動能相等7．如圖所示為地球的赤道平面，d是靜止在赤道地面上的物體，a、b、c均為衛(wèi)星，其中a是地球同步衛(wèi)星，c是近地衛(wèi)星，以下關于a、b、c、d四者的線速度、角速度、周期以及向心加速度的大小關系正確的是（）A．B．C．D．8．北京時間2021年10月16日，神舟十三號載人飛船順利將3名航天員送入太空。如圖所示，圓形軌道I為空間站運行軌道，橢圓軌道II為載人飛船無動力運行的軌道，兩軌道相切于A點，B點為軌道II的近地點。下列說法正確的是（）A．載人飛船在地面發(fā)射時的速度須大于地球的第二宇宙速度B．載人飛船從B點運動到A點的過程中速度逐漸減小C．空間站在軌道I上A點的速度大于載人飛船在軌道II上A點的速度D．空間站在軌道I上A點的加速度大于載人飛船在軌道II上A點的加速度9．宇宙中存在遠離其他星球的三星系統(tǒng)，如圖所示，三顆星體A、B、C始終處于一條直線上，A、C兩顆星圍繞中間星體B做穩(wěn)定的圓周運動，AB之間和BC之間間距均為l；已知星體B的質量為2m，星體A的質量為m。萬有引力常量為G，則下列判斷中正確的是（）A．星體C的質量為mB．星體A、C運行的加速度C．星體A、C運行的周期D．星體A、C運行的角速度10．一模型汽車質量為1kg，發(fā)動機額定功率為12W，平直的賽道上，該車以a=1m/s2恒定的加速度啟動，行駛過程中的最大速度為4m/s，已知汽車行駛時所受的阻力恒定，下列說法中正確的是（）A．汽車行駛時受到的阻力大小為3NB．汽車勻加速運動的時間為4sC．若汽車變加速運動的時間已知，則整個加速過程的位移可求D．若另一輛相同的汽車并排在賽道上同時出發(fā)，但它以額定功率啟動，它將率先到達終點11．彈珠游戲示意如圖，粗糙水平軌道左端固定一輕彈簧，右側1/4圓弧以水平軌道末端O點為圓心，半徑為R，c點為圓弧的中點。每次游戲時用手將小球向左壓縮彈簧然后由靜止釋放，彈出的小球越過O點后飛出，落入圓形坑中。忽略空氣阻力，重力加速度大小為g，下列說法正確的是（）OA．恰能打到c點的小球，擊中c點時速度方向與圓弧面垂直O(jiān)B．初始時彈簧的形變量越大，小球在空中運動的時間就越短C．初始時彈簧的形變量越大，小球克服摩擦力做的功就越多D．初始時彈簧的形變量越大，小球落到圓弧上時動能就越大二、非選擇題：本題共5小題，共56分。12．（6分）某實驗小組利用圖示裝置以小車為研究對象驗證動能定理。用拉力傳感器可測小車受到的拉力大小F，在水平桌面上的A、B兩點各安裝一個速度傳感器，可記錄小車先后通過A、B時的速度大小v1、v2。已知鉤碼質量m，測得小車和拉力傳感器的總質量M，測得AB間距離為L?；卮鹣旅鎲栴}：本實驗操作中，____________（選填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力，____________（選填“需要”或“不需要”）滿足m?M。（2）正確操作后測得相關數據，應驗證的表達式為：_______________________________（3）若拉力傳感器損壞無示數，現用鉤碼總重來表示拉力，由此產生系統(tǒng)誤差，將使得外力對小車做的功W_______小車的動能的變化量。(選填：“>”、“=”或“<”)（10分）“月地檢驗”是將“天體”引力規(guī)律推廣到“萬有”的重要一環(huán)，假如你是1666年的牛頓（時年23歲），請再現一下當年的過程：【已有經驗】你通過開普勒第三定律、牛頓第二定律、牛頓第三定律推理得知：“天體”間的引力（G為常量但未知，一百多年后才由卡文迪什測出。）【提出猜想】落到頭上的蘋果引發(fā)了你的思考：蘋果落地和月球繞地都是因為地球的吸引，那么：地球對蘋果的吸引力與地球對月球的吸引力是不是同一種性質的力呢？【邏輯推理】假設它們是同一種性質的力，既然地球對月球（天體間）的引力，那么地球對蘋果的引力應為F蘋=____________。（地球質量為M、月球質量為m、蘋果質量為m0、月地中心間的距離為r、地球半徑為R)；由于無法直接測出引力值來比較，為方便驗證，決定比較雙方加速度，根據牛頓第二定律，表達式____________應該成立。（用字母表示）【數據驗證】查閱觀測數據：m，m，可知___________；觀測月球繞地球運動的周期為，另外當時你有多種方法能準確測出自由落體加速度：a蘋=9.8m/s2，計算時，據此求出____________（結果保留兩位有效數字）?！镜贸鼋Y論】以上計算結果可知，在誤差范圍內，須驗證的表達式成立。至此，你由“月地檢驗”得出的結論是___________A．地球對月球的吸引力與太陽對行星的吸引力是同一種性質的力B．地球對蘋果的吸引力與地球對月球的吸引力是同一種性質的力C．月球對蘋果的吸引力與地球對月球的吸引力是同一種性質的力14．（12分）2021年2月10日19時52分，我國首次火星探測任務“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現環(huán)繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。在“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動時，周期為T，軌道半徑為r，已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星的自轉。已知球的體積公式為，求：（1）火星的質量M和密度；（2）火星表面的重力加速度g。（12分）北京冬奧會于2022年2月4日至20日圓滿舉行，跳臺滑雪是冬奧會的比賽項目之一，如圖為簡化的示意圖。AB段是傾角為37°的斜坡，雪橇與斜坡間的動摩擦因數為μ=0.3，斜坡長度為L=50m；BC段為半徑R=30m的圓弧面，斜坡AB與圓弧BC相切于B點，C點位于圓心O點的正下方，∠BOC=37°，CD為豎直跳臺。運動員連同滑雪裝備總質量為m=60kg，從A點由靜止滑下，通過C點水平飛出，飛行一段時間落到著陸坡DE上的E點。運動員運動到C點時的速度是vc=20m/s，CE間的豎直高度h=25m。不計空氣阻力，也不考慮運動員使用滑雪杖助力，試求：（1）運動員到達滑道上的C點時對軌道的壓力；（2）運動員在E點著陸前瞬時速度大小vE；（3）運動員從B點滑到C點過程中克服阻力做功。（16分）北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已組網成功，55顆衛(wèi)星全部發(fā)射入網，標志著北斗躋身世界頂尖導航定位系統(tǒng)。如圖所示，某衛(wèi)星在地球赤道上空的圓形軌道運行，軌道半徑為r1，運行周期為T，衛(wèi)星繞行方向與地球自轉方向相同，不計空氣阻力，萬有引力常量為G。（1）求該衛(wèi)星向心加速度的大??；（2）假設某時刻因為任務的需要調整軌道，該衛(wèi)星在A點變軌進入橢圓軌道，近地點B到地心的距離為r2，求衛(wèi)星由A點運動到B點所需要的最短時間；（3）該衛(wèi)星在半徑為r1的圓形軌道上運行期間，正好在赤道某城市的天文愛好者杰克觀察到，某時刻該衛(wèi)星正處于自己頭頂的正上方（他把這種狀態(tài)稱為相遇），此后，每過16小時衛(wèi)星與自己相遇一次，那么該衛(wèi)星的周期為多少小時？高一物理試卷參考答案選擇題：（每題4分，共44分）題號1234567891011答案CABBDCABCADACDBC二、非選擇題：12．（6分）答案：需要（1分）不需要（1分）（2分）>（2分）13．（10分）答案：或3600B（每空2分）14．（12分）【答案】（1）（2）【解析】（1）（8分）設“天問一號”的質量為m，引力提供向心力有（2分）解得：（2分）又：（1分）（1分）解得：（2分）（2）（4分）忽略火星自轉，火星表面質量為m0的物體所受重力等于萬有引力（2分）結合第一問火星質量代入解得：（2分）15．（12分）【答案】（1）1400N方向豎直向下；（2）30m/s；（3）2400J【解析】（4分）運動員在C點時受支持力和重力，根據牛頓第二定律：（2分）代入數據解得：FN=1400N（1分）根據牛頓第三定律，運動員到達滑道上的C點時對軌道的壓力大小為1400N，方向豎直向下。（1分）（3分）運動員經C點運動到E點的過程中，根據動能定理：（2分）代入數據解得：vE=30m/s（1分）（3）（5分）運動員從A到C，由動能定理（1分）式中（1分）從A到B點的過程中摩擦力做功（1分）代入數據解得：由B到C的過程中阻力做功Wf2=-2400J（1分）故運動員從B點滑到C點過程中克服阻力做功為2400J（1分）（說明：如果分段來做，那么AB段方程正確得2分，BC段方程與結果正確共3分。）16．（16分）【答案】（1）；（2）；（3）9.6h【解析】（4分）由向心加速度公式知：（1分）又（1分）聯立得：（2分）（2