河北省正定中学2019-2020学年高一3月线上月考（下学期第一次月考）物理答案.pdf

高一第一次月考物理答案 1.【答案】B 【解析】在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，没有用实验直接进行验 证，故 A 错误；伽利略和笛卡尔为牛顿第一定律的建立做出了贡献，选项 B 正确；开普勒通过对行星运 动的观察，完善了哥白尼的日心说，得出了开普勒行星运动定律，故 C 错误．牛顿总结了万有引力定 律，而后卡文迪许测出引力常量，选项 D 错误；故选 B. 2.【答案】C 【解析】太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是一对作用和反作用力，其大小相等，依据是牛顿第三 定律，故选 C. 3.【答案】A 【解析】根据万有引力定律得甲、乙两个质点相距 r ，它们之间的万有引力 2 GMmF r ，若保持它们各 自的质量不变，将它们之间的距离增大到 2 r ，则甲、乙两个质点间的万引力 2 =(2 ) 4 GMm FF r ．故 A 正 确．故选 A． 4.【答案】B 【解析】汽车过桥面时，重力和支持力的合力提供向心力，即 2vmgNm r ，当轮胎对桥面的压力恰 好为零时，桥面对轮胎的支持力 N=0，则向心力等于重力，故选 B. 5.【答案】D 【解析】在最低点，飞行员竖直方向上受重力和座椅对人向上弹力 F，合力方向向上，合力提供向心力， 则向心力大小 Fn=F﹣G．故 D 正确，ABC 错误；故选 D． 6.【答案】D 【解析】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A 错 误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可 得 2vfmr ，解得 4 3 1.4 10 80 560 20 1.4 /2.0 10 frv m sm     ，所以汽车转弯的速度为 20m/s 时，所需的向心力小于 1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC 错误；汽车能安全转弯的向心加速度 2 2560 7/80 va m sr   ，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过 7.0m/s2，D 正确． 7.【答案】D 【解析】匀速圆周运动，则合外力不为零，故 A 错误；B.受力分析时不分析向心力，故 B 错误；CD.由 圆周运动公式 2==F m a m r  可知，向心加速度与半径成正比，因蛋白 P 和蛋白 Q 的半径之比为 1:2，则 向心加速度之比为 1:2；但向心力大小与质量有关，因不知道两蛋白质量，则无法确定向心力之比；故 C 错误 D 正确。故选 D。 8.【答案】A 【解析】绳子的拉力和重力充当向心力，故 tannF mg  ， 为绳子与竖直方向的夹 角，因为夹角不同，所以向心力不同，夹角越大，向心力越大，故 A 受到的向心力 比 B 大，A 正确 B 错误；根据公式 2t a nm g m r  ，而 tanrh  ，故有 2tan tanmg m h   ，故 g h  ，两者的角速度相等，CD 错误． 9.【答案】D 【解析】物体做匀速圆周运动，合力指向圆心， 对物体受力分析，受重力、向上的静 摩擦力、指向圆心的支持力， 物体受到 3 个力的作用，如图，其中重力 G 与静摩擦力 f 平衡，与物体的角速度无关，弹力 N 提供向心力，所以当圆筒的角速度 ω 增大以后， 向心力变大，物体所受弹力 N 增大，所以 D 正确，ABC 错误。故选 D。 10.【答案】C 【解析】A、根据开普勒第一定律可知这 7 颗行星运行的轨道一定都是椭圆轨道，故 A 错误；B、由万有 引力提供向心力： 2 2 MmvGmrr ，则有 GMv r ，这 7 颗行星运行的线速度大小都不同，最外侧的行 星线速度最小，故 B 错误；C、由万有引力提供向心力： 2 22 4MmGmrrT  ，则有 234 rT GM  ，这 7 颗 行星运行的周期都不同，最外侧的行星周期最大，故 C 正确；D、要在地球表面发射航天器到达该星系， 发射的速度最小为第三宇宙速度，故 D 错误；故选 C． 11.【答案】C 【解析】小球运动到 A 点时，对小球受力分析，根据牛顿第二定律： ，小球对光滑圆形 轨道只有竖直方向的作用力，所以地面对 M 的摩擦力为零，A 错； 小球运动到 B 点时，对小球受力分析，根据牛顿第二定律： ，小球对光滑圆形轨道只有水平向 左的压力作用，所以圆形光滑轨道受到的摩擦力向右，支持力等于自身的重力，B 错；小球运动到 C 点时，对小球受力分析，根据牛顿第二定律： ，小球对光滑圆形轨道只有竖直向下的压力 作用， ，所以地面对 M 的摩擦力为零， FN＞（m+M）g，C 对；小球运动到 D 点 时，对小球受力分析，根据牛顿第二定律： ，小球对光滑圆形轨道只有水平向右的压力作用， 所以圆形光滑轨道受到的摩擦力向左，支持力等于自身的重力，D 错． 12.【答案】B 【解析】在轻杆小球模型中，小球通过最高点时的最小速度为零，选项 A 错误；当小球通过最高点的速 度 时，小球所受轻杆的作用力为零，选项 B 正确；若小球通过最高点时受到杆的作用力为支持 力，则有 ， ，此时小球通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增 大而减小，当小球通过最高点受到杆的作用力为拉力时，有 ， ，此时小球 通过最高点时所受轻杆的作用力随小球速度的增大而增大，故选项 C、D 错误． 13.【答案】A 【解析】小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，刚小球通过 A 点时细线的拉力为零，根据圆周运动和 牛顿第二定律有： 2 Avmgsinm L  解得： 10 0.8 0.5 2m/sAv gLsin  ＝ ＝ ，选项 A 正确。 14.【答案】C 【解析】据题意，火星的公转轨道半径是地球公转轨道半径的 1.5 倍，地球绕太阳公转的周期是 365 天， 据开普勒第三定律可得： 33 12 22 12 rr TT 解得：火星的公转周期 3 32 213 1 1.5365rTTr 天 671 天，故 C 项正确，ABD 三项错误。 15.【答案】C 【解析】试题分析：依据 得 ρ 地/ρ 月=M 地 R 月 3/M 月 R 地 3=81/64,故 A 错.依据 g=GM/R2 得 g 地/g 月 =M 地 R 月 2/M 月 R 地 2=81/16,故 B 错.依据 得 T 地/T 月=8/9,所以 C 正确.依据 得= 9 2 所以 D 错． 16【答案】AD 【解析】A．物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，A 正 确；BC．曲线运动的条件是合外力与速度不共线，与合外力是否为恒力无关，所以加速度不一定改变， BC 错误；D．匀速圆周运动的物体速度是变化的，有向心加速度，不可能处于平衡状态，D 正确。故选 AD。 17.【答案】ABC 【解析】A、第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个 焦点上．故 A 正确；B、开普勒第二定律的内容为：对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时 间内扫过相等的面积，故 B 正确．C、D、第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二 次方的比值都相等 3 2 R kT  ，k 是与环绕天体无关，与中心天体有关的常量，而 T 为环绕天体的公转周 期，故 D 错误，C 正确．故选 ABC． 18.【答案】CD 【解析】根据万有引力定律可得物体在地面附近受到地球的引力为 2 MmFGR ，物体在月球轨道上受到 的地球引力为 22 11' (60)36003600 mMMmFGGF RR ，故 A 错误；根据公式 2 22 4MmG m RRT  可得 2 22 4 (60 )(60 ) mMG m RRT  ，解得地球质量 23 2 4(60) RM GT  ，地球的体积 34 3VR ，故地球的密度 2 3 3 4 3 MM VGT R   ＝ ＝ ，B 错误；根据公式 2 MmGmaR  解得 2 MaGR ，故物体在月球轨道上绕地 球公转的向心加速度是其在地面附近自由下落时的加速度的 ，C 正确；根据公式 2 rv T  可得月球 绕地球公转的线速度为 120 Rv T  ，D 正确。 19.【答案】AB 【解析】根据生活经验，当 h 越大时，到 B 点时小球速度越大，选项 A 正确；在 B 点，由于是圆周运动 的一部分，B 点的向心加速度竖直向上，属超重，无论是到 B 点的速度多大，小球对轨道的压力均大于 重力，则选项 B 正确，而当 h 越大时，运动到 B 点的速度越大，所需的向心力越大，压力越大，所以选 项 D 错误；D 点是圆周运动的最高点，圆周运动所需的向心力跟速度有关，若在 D 点速度为零，那么由此可推出物体还未到 D 点时已经脱离轨道做向心运动了，所以选项 C 错误．故选 AB． 20.【答案】BCD 【解析】由绳子的拉力提供向心力，绳子的拉力相等，所以向心力相等，向心力大小之比为 1：1，故 A 错误；同轴转动角速度相同，由绳子的拉力提供向心力，则有：mAω2rA=mBω2rB，解得： 1 2 AB BA rm rm， 故 BC 正确；根据 a=ω2r 得： 1 2 AA BB ar ar，故 D 正确；故选 BCD。 21.【答案】BD 【解析】AB．在星球表面由重力近似等于万有引力：mg＝G 2 Mm R 可知，当星球半径减小为原来的 1 4 时，同一物体在星球表面受到的重力增大为原来的 16 倍，A 错误，B 正确。 CD．万有引力提供向心力： 2 2 Mm vGmRR 由第一宇宙速度计算式：v＝ GM R ，可知，星球的第一宇宙 速度增大为原来的两倍，C 错误，D 正确。故选 BD。 22.【答案】CD 【解析】月球绕地球做匀速圆周运动，由万有引力定律提供向心力： 2 22 4MmGmrrT  ，解得： 23 2 4 rM GT  ，其中 r 为地球与月球间的距离，而不是月球的半径，A 错误；地球绕太阳运动的周期和地 球与太阳的距离，根据万有引力提供向心力： ，其中 m 为地球质量，在等式中消去， 只能求出太阳的质量 M，B 错误； 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力： ，解得： ，其中 r 为地球半径，C 正确；若不考虑地球自转，地球表面的 物体受到的地球的重力等于万有引力，即 2 Mmmg G r ，解得：地球的质量 2rgM G ，D 正确。 23.【答案】BC 【解析】A．空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列式： 2 2 GMmmv rr 得 GMv r 在地球表面，根据重力等于万有引力得 2 GMmmg R R 为地球的半径，所以空间站的线速度大小 2 gRv r 故 A 错误；B．根据 2 G M m mar  空间站的向心加速度 2 22 GM gRa rr故 B 正确；C．根据 万有引力等于向心力得 2 22 4 GMm mrrT  解得： 23 2 4 rM GT  故 C 正确；D．根据 2 G M mmg R 可知，地 球的质量为 G gRM 2  故 D 错误；故选 BC． 24.【答案】CD 【解析】根据 h＝ 1 2 gt2 得火星表面的重力加速度 g＝ 2 2h t ，在火星表面的近地卫星的速度即第一宇宙速度 mg＝m 2 v R ，解得 v g R＝ ，所以火星的第一宇宙速度 2 2 hRv t ＝ ，故 A 错误；火星表面任意物体的重力 等于万有引力 mg＝G 2 Mm R ，得 22 2 2gR hRM G Gt ＝ ＝ ，故 B 错误；火星的体积为 V＝ 4 3 πR3，根据 2 2 3 2 2 3 4 2 3 hR MhGt RVRGt   ＝ ＝ ＝ ，故 C 正确；根据 2 222 2 RRRTtvhhR t ＝ ＝ ＝ ，故 D 正确，故选 CD. 25.【答案】BD 【解析】Ａ．假设没有绳子，可以求得 A、B 的临界角速度。对 A 有 μ2mg=m 2 A L，得 2 A g L   =4rad/s，对 A、B 整体有 μ1·2mg=2m 2 B L，得 1 B g L   =2rad/s，因为 A ＞ B ，所以在绳子产生拉力 后，A 才有可能脱离 B，A 错误；Ｂ．当 0≤ ＜2rad/s，绳子中的张力大小一定为 0，B 正确；Ｃ．当 2rad/s＜ ＜4rad/s，绳子有拉力，但要判断 A 达到临界角速度时绳子拉力是否达到最值，对 A、B 整体分 析有 μ1·2mg+F1=2m L，解得 F1=6N＜8N，因此绳子一定不会被拉断，C 错误；Ｄ．当 ＞4 rad/s，物 体 A 脱离 B 后，绳子拉力达到最大值时，Fmax+ μ1mg=m 2 3 L，解得 3 =6rad/s，当 ＞6rad/s 时，绳子拉 力会超过最大值 8 N，则一定被拉断，D 正确。 26.【答案】（1）3m/s （2）3 3m/s （3） 16N 【解析】（1）桶运动到最高点时，设速度为 vm 时恰好球不滚出来，由球受到的重力刚好提供其做圆周运 动的向心力，根据牛顿第二定律得： 2 = mmvmg l （2 分） 解得 =3m/smv （1 分） （2）在最高点时使球对桶底的压力等于球重力的 2 倍，对球受力分析，受重力及向下支持力，根据牛顿 第二定律，结合向心力表达式，则有： 2 3=mvmg l （2 分） 解得 =3 3 m /sv （1 分） （3）由于 1 =9m /s 3 m /sv  ，所以球受桶向下的压力，则球的重力和桶对球的弹力提供向心力，根据牛 顿第二定律，有： 2 1+=mvm g F l （2 分） 解得 = 16NF （1 分） 根据牛顿第三定律，球对桶的压力大小： = =1 6NFF （1 分） 27．【答案】（1） 2 0 2 2hvg L ， 22 0 2 2hV RM GL （2） hRL vv 20 （3）     0 2L R H R HT Rv h   【解析】（1）由平抛运动的规律可得： 21 2h gt （1 分） 0L v t （1 分） （2 分） 由 2 GMm mgR  （2 分） 解得： 22 0 2 2hvRM GL （1 分） （2） R mv R GMm 2 2  （2 分） 带入 M，解得 （2 分） （3）万有引力提供向心力，则     2 2 2GMm m RH TRH  （2 分） 解得： （2 分）