【物理】湖北省武汉市钢城第四中学2019-2020学年高一下学期学习质量检测试题（解析版）

【物理】湖北省武汉市钢城第四中学2019-2020学年高一下学期学习质量检测试题（解析版）

湖北省武汉市钢城第四中学2019-2020学年高一下学期 学习质量检测 一、选择题：共12小题，每小题4分，共48分。在给出的四个选项中，1-8题只有一项符合题目要求，9-12题有多个选项符合题意（全对4分，对而不全2分，凡有错选得0分）。‎ ‎1. 关于功率说法正确的是（ ）‎ A. 由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率 B. 由P＝Fv知，汽车的功率和它的速度成正比 C. 从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比 D. 由P＝可知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率 ‎2. 如图所示，图中α、b、c、三条圆轨道的圆心是地球球心，d圆轨道的圆 心在地球的自转轴上，下列判断图中，可能是卫星轨道的说法正确是（ ）‎ A. 只要轨道圆心在地球自转轴上都是可能的轨道，α、b、c、d都可能 B. 只有轨道平面与地球赤道平面重合的轨道才是可能的，图中只有α轨 道是可能的 C. 只要轨道圆心在地球的球心上，都是可能轨道，图中α、b、c、均可能 D. 只有轨道圆心在球心，且不与赤道平面重合的轨道，即图中轨道b、c才是可能的 ‎3. 若取地球第一宇宙速度为‎8km/s，某行星的质量是地球的18倍，半径是地球的2倍，这行星的第一宇宙速度为（ ）‎ A. ‎24km/s B. ‎16km/s C. ‎32km/s D. ‎72km/s ‎4. 对于地球同步卫星的认识，正确的是 （ ）‎ A. 它们只能在赤道的正上方，但不同卫星的轨道半径可以不同， 卫星的加速度为零 B. 不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行 C. 它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播 D. 它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止 ‎5. 如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动．监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙、丙所示．取g=‎10 m/s2，则（ ）‎ A. 第1 s内推力做功1 J B. 第1.5 s时推力F的功率为2 W C. 第2 s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0 J D. 第2 s内推力F做功的平均功率＝1.5 W ‎6. 如图所示，人站在电动扶梯的水平台阶上，假定人与扶梯一起沿斜面加速上升，在这个过程中，人脚所受的静摩擦力（ ）‎ A. 等于零，对人不做功 B. 水平向右，对人做正功 C. 水平向左，对人做负功 D. 沿斜面向上，对人做正功 ‎7. 一颗人造地球卫星以速度v发射后，刚好在地表附近做匀速圆周运动，若使发射速度变为2v，则该卫星可能（ ）‎ A. 绕地球做匀速圆周运动，周期变大 ‎ B. 绕地球运动，轨道变为椭圆 C. 挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙 D. 不绕地球运动，成为绕太阳运动的人造卫星 ‎8. 如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是( ).‎ A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度 D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度 ‎9. 物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运动，则传送带对物体做功情况可能是 A. 始终不做功 B. 先做负功后做正功 C. 先做负功后不做功 D. 先做正功后做负功 ‎ ‎10.已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M(引力常量G为已知)（ ）‎ A. 月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1‎ B. 地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离R2‎ C. 地球绕太阳运行的速度v3及地球到太阳中心的距离R3‎ D. 地球表面的重力加速度g及地球到太阳中心的距离R4‎ ‎11.三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示．已知地球自转周期为T1，B的周期为T2，则下列说法正确的是（ ）‎ A. A加速可追上同一轨道上的C B. 经过时间 ，A、B相距最远 C. A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度 D. A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积不等 ‎12.如图所示，小车将一质量为的物体从井中拉出，绳与汽车 连接点距滑轮顶点高为，开始时物体静止于点，且滑轮两侧的绳都竖直绷紧，汽车以速度水平向右做匀速直线运动，运动至细绳与水平方向的夹角时，（不计一切摩擦）则（ ）‎ A. 运动过程中，物体一直做减速运动 B. 在绳与水平方向的夹角为时，物体上升的速度为 C. 从运动到绳与水平方向的夹角为过程中，拉力对物体做功 D. 在绳与水平方向的夹角为时，拉力功率大于 二、填空题 （每空2分，共12分）‎ ‎13.某星球半径为R，一物体在该星球表面附近自由下落，若在连续两个T时间内下落的高度依次为h1、h2，则该星球表面的重力加速度为_______，该星球附近的第一宇宙速度为______．‎ ‎14.一物体做自由落体运动．在第1s内和第2s内，重力对该物体做的功之比为________；在第1s末和第2s末，重力做功的瞬时功率之比为________．‎ ‎15.某双星系由质量不等的星体P和Q构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，P到O点的距离为r，P和Q的距离为L，已知万有引力常量为G，则Q做匀速圆周运动的半径为________；Q的质量为_______．‎ 三、计算题（本题共4小题，共40分，解答应写出必要的文字说明方程式和重要的演算步骤，只写出答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）‎ ‎16.(8分)人拉原来静止的车在水平路面上前进，车重300N，拉力为200N，斜向上方与水平方向成37°角，车前进了‎1000m，车与路面间的动摩擦因数为0.1，求：‎ ‎（1）重力对车做的功、支持力对车做的功； ‎ ‎（2）拉力对车做的功；‎ ‎（3）摩擦力对车做的功； ‎ ‎（4）各力对车做的总功 ‎17.(10分)高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动，如果地球质量为M，地球半径为R，人造卫星质量为m，万有引力常量为G，试求：‎ ‎（1）人造卫星的线速度多大？‎ ‎（2）人造卫星绕地球转动的周期是多少？‎ ‎（3）人造卫星的向心加速度多大？‎ ‎18.(10分)一辆质量为1.0xl‎04kg 的卡车行驶在水平直线公路上，额定功率为P=75kW，如果卡车在运动中受到的阻力为车重的0.03倍，g取‎10m／s2，求：‎ ‎(1)卡车能达到的最大速度vm；‎ ‎(2)当卡车的速度为‎10m／s时的加速度；‎ ‎(3)若卡车由静止开始以‎0.2m／s2的加速度做匀加速运动，则其能匀加速的时间为多久?‎ ‎19 .(12分)“嫦娥一号”探月卫星为绕月极地卫星．利用该卫星可对月球进行成像探测．设卫星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动时距月球表面的高度为H，绕行周期为TM；月球绕地球公转的周期为TE，轨道半径为R0；地球半径为RE，月球半径为RM.已知光速为c.‎ ‎(1)如图所示，当绕月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直时(即与地心到月心的连线垂直时)，求绕月极地卫星向地球地面发送照片需要的最短时间；‎ ‎(2)忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，求月球与地球的质量之比．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1.【答案】C ‎【解析】‎ A．P＝Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度，故A错误；‎ B．由P＝Fv知，当F不变的时候，汽车的功率和它的速度成正比，当F变化时就就不是正比关系了，故B错误；‎ C．从P＝Fv知，当汽车的发动机功率一定时，牵引力与速度成反比；故C正确．‎ D．P＝计算的是时间t内的平均功率，不能用来计算瞬时功率；故D错误；‎ ‎2.【答案】C ‎【解析】‎ 卫星运动过程中的向心力由万有引力提供，故地球必定在卫星轨道的中心，即地心为圆周运动的圆心．因此轨道d是不可能的，而轨道a、b、c均是可能的轨道；而同步卫星由于其周期和地球的自转周期相同，轨道一定在赤道的上空．故轨道只可能为a．故ABD错误，C正确．故选C．‎ ‎3.【答案】A ‎【解析】‎ 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，，则有，R为地球半径，行星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比，所以该行星的第一宇宙速度约为‎16km/s，A正确．‎ ‎4.【答案】D ‎【解析】‎ 地球同步卫星与地面相等静止，所以一定在赤道的正上方，公转的周期等于地球自转的周期，根据可知，同步卫星的轨道半径是一定的，运行的速度小于第一宇宙速度，故A、B、C错误；D正确．‎ ‎5.【答案】C ‎【解析】‎ 第1s内，物体静止不动，推力不做功，故A错误．由图象得，1.5s末时，F=3N，速度v=‎1m/s，推力F的功率为：P=Fv=3×1W=3W，故B错误．物体匀速运动时，牵引力等于阻力，可知f=F3=2N，第2s内的位移为：x2＝×1×‎2m＝‎1m，可知第2s内克服摩擦力做功为：Wf=fx2=2×1J=2J，故C正确．第2s内推力F做功为：W=F2x2=3×1J=3J，则第2s内的平均功率为：，故D错误．故选C．‎ ‎6.【答案】B ‎【解析】‎ 人的脚所受的静摩擦力水平向右，与位移方向成锐角，静摩擦力做正功，B对；‎ ‎【点睛】力对物体做功，必须具备两个条件：力和在力的方向上的位移．判断摩擦力是否做功及做什么功，要具体分析受力物体在摩擦力方向上是否有位移及位移的方向与摩擦力的方向是相同还是相反．‎ ‎7.【答案】D ‎【解析】‎ 第一宇宙速度是发射人造地球卫星必须具有的最小速度，一颗人造卫星以初速度v从地面发射后，可成为地球表面附近的一颗卫星，知发射的速度：V=．‎ 若使发射速度为2v，v=．‎ ‎2v介于第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，该卫星不绕地球运动，成为太阳系的人造“行星”；‎ D正确；ABC错误；‎ ‎8.【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．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，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，根据万有引力提供向心力有：，‎ 解得：，故轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度较大，A错误；‎ B．根据万有引力提供向心力有：，解得：，‎ 半径越大，角速度越小，轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上角速度较大，故B错误；‎ CD．根据万有引力提供向心力有：，解得，故卫星在轨道2上的经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度，C错误；D正确。‎ ‎9.【答案】AC ‎【解析】‎ A．当物体到达传送带上时，如果物体的速度恰好和传送带的速度相等，那么物体和传送带将一起在水平面上运动，它们之间没有摩擦力作用，所以传送带对物体始终不做功，故A可能；‎ B．若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功，直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，不会出现再做正功的情况，故B不可能；‎ D．若物体速度小，则受向前的摩擦力，做正功，到速度一致时，摩擦力又变为零，不做功，故D不可能；‎ C．若物体速度大，则受向后的摩擦力，做负功．直至速度一致为止，摩擦力消失，不做功，故C可能．‎ 所以AC选项是可能的．‎ ‎10.【答案】AC ‎【解析】‎ 根据万有引力提供向心力：，解得：，可求出地球的质量M地，故A正确；已知地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2，能求出太阳的质量，不能求出地球的质量，故B错误；对于人造卫星，由万有引力提供向心力：，解得：，可知能求出地球的质量M地，故C正确．地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4，能求出太阳的质量，不能求出地球的质量，故D错误．所以AC正确，BD错误．‎ ‎11.【答案】BD ‎【解析】‎ ‎（1）卫星A加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星C，故A错误；‎ ‎（2）AB卫星由相距最近至相距最远时，圆周运动转过的角度差为π，所以可得：‎ 其中：，，则经历的时间，故B正确；‎ ‎（3）根据万有引力提供向心加速度，得．由该式可知，卫星A、卫星C向心加速度大小相等，且小于卫星B的向心加速度．故C错误；‎ ‎（4）绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间t内扫过的面积：，其中：‎ 则：，可知A、B与地心连线在相同时间内扫过面积不等．故D正确；故本题选BD．‎ ‎12.【答案】BD ‎【解析】‎ A．将汽车的速度沿着绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：‎ 物体速度为：，因为逐渐变小，故物体加速上升，所以A错误；‎ B．当绳与水平方向的夹角为时，根据平行四边形定则知，物体的速度，根据动能定理得，，计算得出拉力做功=，故B正确，C错误；‎ D．拉力的大小大于，拉力的功率，故D正确．‎ 故选：BD．‎ ‎13.【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】根据h2−h1＝gT2解得：g= ． 根据mg=m得第一宇宙速度为： ． 【点睛】解决本题的关键知道第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径，靠万有引力提供向心力，又地面所受的万有引力等于卫星在地面的重力．‎ ‎14.【答案】 (1). 1：3 (2). 1：2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做自由落体运动．在第1s内位移，第2s内位移；根据W=mgh可知，重力对该物体做的功之比为5:15=1:3；在第1s末的速度v1=‎10m/s，第2s末速度为v2=‎20m/s，则根据P=mgv可得重力做功的瞬时功率之比为1:2.‎ ‎15.【答案】 (1). (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可知，两星轨道半径满足：rP+rQ=L，则Q做匀速圆周运动的半径为rQ=L-r；设星体P和Q的质量分别为M、m，星体P做圆周运动的向心力由万有引力提供得：，解得：‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力，列式即可求解.‎ ‎16.【答案】(1)(2) (3) (4)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因力与物体位移相互垂直，故重力与支持力对车做功均为零；‎ 即WG=0，W支=0； （2）拉力的功W拉=FLcos37°=200×1000×0.8=16×104J； （3）物体受到的摩擦力f=μ（mg-Fsin37°）=0.1×（300-200×0.6）=18N； 则摩擦力的功：Wf=-fL=-18×1000=Wf=-18×103‎ J； （4）各力对车做的总功：Ek=WF+Wf=160000-18000J=142000J ‎17.【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ 试题分析： (1) 地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，‎ 即=mg（2分）‎ ‎（2分）‎ ‎（2）周期：（3分）‎ ‎（3）（3分）‎ ‎18.【答案】(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) f=1×104×10×0.03=3×103N ‎ ‎ ‎ ‎(2), ‎ ‎ ‎ ‎(3) 根据牛顿第二定律：F-f=ma ‎ 所以 ‎ ‎19.【答案】(1)t＝ ‎(2)＝ 解析(1)根据示意图中的几何关系可得卫星到地面的最短距离为 L＝－RE 卫星向地面发送照片需要的最短时间t＝ 联立得t＝ ‎(2)月球绕地球做圆周运动：G＝m月R0‎ 卫星绕月球做圆周运动：G＝m卫(RM＋H)‎ 联立得＝