山西省大學附屬中學2018_2019學年高一物理3月模塊診斷試題（含解析）.docx

山西大學附屬中學2018-2019學年高一3月模塊診斷物理試題一、單項選擇題1.關(guān)于行星繞太陽運動的下列說法中正確的是( ）A. 離太陽越近的行星運動周期越短B. 所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動C. 行星繞太陽運動時，太陽位于行星橢圓軌道的對稱中心處D. 所有行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積均相等【答案】A【解析】【詳解】A、由公式=k知，離太陽越近R越小，行星運動公轉(zhuǎn)周期越T越短，故A正確.B、由開普勒第一定律可得，所有行星都繞太陽做橢圓運動，且是在不同的橢圓軌道上繞太陽運動，太陽處在所有橢圓的一個焦點上故B錯誤.C、由開普勒第一定律可得，行星繞太陽運動時，太陽位于行星橢圓軌道的一個焦點處，故C錯誤；D、同一行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積均相等，故D錯誤.故選：A2.2017年9月25日，微信啟動頁“變臉”，由此前美國衛(wèi)星拍攝地球的靜態(tài)圖換成了我國“風云四號” 衛(wèi)星拍攝地球的動態(tài)圖，如圖所示?！帮L云四號”是一顆地球同步軌道衛(wèi)星，關(guān)于“風云四號”，下列說法正確的是( )A. 如果需要，有可能將“風云四號”定位在太原市上空B. 運行速度大于第一宇宙速度C. 在相同時間內(nèi)該衛(wèi)星與地心連線掃過的面積相等D. “風云四號”的運行周期不一定等于地球的自轉(zhuǎn)周期【答案】C【解析】【詳解】同步衛(wèi)星只能在赤道上空一定高度，太原市不在赤道上，則不可能定位在太原市上空，則A錯誤；所有衛(wèi)星的運行速度不大于第一宇宙速度，則B錯誤；同步衛(wèi)星做勻速圓周運動，則在相同時間內(nèi)與地心連線掃過的面積相等，則C正確；同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的周期相同，則D錯誤；故選C。3.若金星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑之比為n2，將它們繞太陽的公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運動，則金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為A. 24n天B. 365n天C. 24n3天D. 365n3天【答案】D【解析】【詳解】根據(jù)開普勒第三定律知：，解得：，故選D。4.2014年12月31日，搭載“風云二號”08星的運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火發(fā)射。發(fā)射過程中“風云二號”08星的某一運行軌道為橢圓軌道，周期為T0，如圖所示。則()A. “風云二號”08星在B、D兩點運行速率不等B. “風云二號”08星ABC過程中，速率逐漸變大C. “風云二號”08星在AB過程所用時間小于D. “風云二號”08星在BCD過程中所用時間等于【答案】C【解析】【分析】衛(wèi)星沿著橢圓軌道運動，由開普勒的面積定律得到各個點的運動快慢，周期定律得到對稱性.【詳解】A、衛(wèi)星沿橢圓軌道運動，由面積定律可知B、D兩點與地球的連線相等且運動對稱，則速率相等；故A錯誤.B、衛(wèi)星從近地點A到遠地點C的過程中，萬有引力與線速度成鈍角，則衛(wèi)星做減速運動，速率逐漸減?。还蔅錯誤.C、衛(wèi)星運動一圈的周期為T0，運動具有對稱性和周期性，AC為一條對稱軸，則，因AB段比BC段運動快些，則，有，且，故，；故C正確.D、BD線是橢圓軌跡的對稱軸，但BAD段比BCD段離地球近些，平均速率略大，則，；故D錯誤.故選C.【點睛】本題關(guān)鍵是利用開普勒三大定律分析衛(wèi)星的運動快慢，軌跡對稱性與運動對稱性的應(yīng)用.5.如圖所示，A為地球表面赤道上的物體，B為一軌道在赤道中面內(nèi)的實驗衛(wèi)星，C為在赤道上空的地球同步衛(wèi)星，地球同步衛(wèi)星C和實驗衛(wèi)星B的軌道半徑之比為3：1，兩衛(wèi)星的環(huán)繞方向相同，那么關(guān)于A、B、C的說法正確的是( )A. B、C兩顆衛(wèi)星所受地球萬有引力之比為9：1B. B衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)角速度大于地面上隨地球自轉(zhuǎn)物體A的角速度C. 同一物體在B衛(wèi)星中對支持物的壓力比在C衛(wèi)星中小D. B衛(wèi)星中的宇航員一天內(nèi)可以看到9次日出【答案】B【解析】【詳解】由于不知道B與C的質(zhì)量的大小的關(guān)系，所以不能比較B與C受到地球萬有引力的大小關(guān)系。故A錯誤；根據(jù)知，因為C的軌道半徑大于B的軌道半徑，則B的角速度大于C的角速度；A的角速度等于地球的自轉(zhuǎn)角速度，C為地球的同步衛(wèi)星，則C的角速度與地球的自轉(zhuǎn)角速度相等，所以物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度等于衛(wèi)星C的角速度，所以B的角速度大于地面上隨地球自轉(zhuǎn)物體A的角速度。故B正確；若地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星內(nèi)的物體都處于完全失重狀態(tài)，所以物體對支持物的壓力都是0故C錯誤；根據(jù)可得： ；地球同步衛(wèi)星C和實驗衛(wèi)星B的軌道半徑之比為3：1，兩衛(wèi)星周期關(guān)系：；C的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等，為24小時，所以B的周期為小時，一天內(nèi)B衛(wèi)星繞地球的圈數(shù)：周，所以B衛(wèi)星中的宇航員一天內(nèi)可看到5次（或6次）日出。故D錯誤；故選B。6.行星繞恒星運動的軌道如果是圓，那么它的運行周期T的平方與軌道半徑r的三次方的比為常數(shù)，即：，關(guān)于常數(shù)k的大小，下列說法中正確的是：A. 只與行星的質(zhì)量有關(guān)B. 只與恒星的質(zhì)量有關(guān)C. 與恒星的質(zhì)量與行星的質(zhì)量都有關(guān)D. 與恒星的質(zhì)量與行星的運行速度有關(guān)【答案】B【解析】【詳解】行星繞恒星做圓周運動的向心力由萬有引力提供，則，解得，則常數(shù)k的大小只與恒星的質(zhì)量有關(guān)，故選B.7.下列論述符合物理史實的是A. 伽利略發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律B. 開普勒發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律C. 卡文迪許首先在實驗室里測出了萬有引力常量D. 牛頓根據(jù)萬有引力定律發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星【答案】C【解析】【詳解】開普勒首先發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律，故A錯誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，故B錯誤；卡文迪許首先在實驗室里測出了萬有引力常量數(shù)值，故C正確；亞當斯和勒威耶發(fā)現(xiàn)了海王星，克萊德湯博發(fā)現(xiàn)了冥王星，故D錯誤；故選C。8.樹上的蘋果落向地球，針對這一現(xiàn)象，以下說法正確的是()A. 由于蘋果質(zhì)量小，對地球的引力小，而地球質(zhì)量大，對蘋果引力大B. 由于地球?qū)μO果有引力，而蘋果對地球無引力造成的C. 蘋果對地球的引力大小和地球?qū)μO果的引力大小是相等的D. 以上說法都不對【答案】C【解析】【分析】地球吸引蘋果的力與蘋果吸引地球的力是相互作用力，大小相等，方向相反【詳解】地球?qū)μO果的引力與蘋果對地球的引力是一對作用力與反作用力，遵守牛頓第三定律，可知它們大小是相等的，方向相反。故C正確，ABD錯誤，故選C。9.關(guān)于萬有引力公式 ,以下說法正確的是（ ）A. 公式只適用于星球之間的引力計算，不適用于質(zhì)量較小的物體B. 當兩物體間的距離趨近于0時，萬有引力趨近于無窮大C. 兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律D. 公式中引力常量G的值是牛頓規(guī)定的【答案】C【解析】【詳解】萬有引力定律適用于任何兩個可以看成質(zhì)點的物體之間或均質(zhì)球體之間的引力計算，故A錯誤；當兩物體間的距離趨近于0時，萬有引力公式不再適用，萬有引力不會趨近于無窮大，故B錯誤；兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律，總是大小相等、方向相反，是一對相互作用力，故C正確；公式中引力常量G的值是卡文迪許測定的，故D錯誤。所以C正確，ABD錯誤。10.在“嫦娥一號”奔月飛行過程中，在月球上空有一次變軌是由橢圓軌道a變?yōu)榻聢A形軌道b，如圖所示，在a、b兩軌道的切點處，下列說法正確的是（ )A. 衛(wèi)星運行的速度B. 衛(wèi)星受月球的引力C. 衛(wèi)星的加速度D. 衛(wèi)星對月球的引力【答案】BC【解析】【詳解】“嫦娥一號”從a軌道上經(jīng)過切點時，要做近心運動，才能進入圓軌道，所以在切點處必須減速，則有vavb故A錯誤。根據(jù)萬有引力定律，知飛船經(jīng)過同一點時所受的萬有引力不變，則有Fa=Fb故B正確，D錯誤。根據(jù)牛頓第二定律得 ，得，可知飛船經(jīng)過同一點時加速度一定，則aa=ab故C正確。故選BC。11.英國物理學家牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，100多年之后，英國物理學家卡文迪許比較準 確的測定了引力常量G的數(shù)值。因為引力常量是自然界中少數(shù)幾個最重要的物理常量之一，對它的精確測量不僅具有計量學上的意義，對于檢驗萬有引力定律以及深入研究萬有引力相互作用規(guī)律都具有重要的意義。2018年8月30日，國際權(quán)威雜志自然刊發(fā)了中國科學院羅俊院士團隊引力常量的最新測量結(jié)果，羅俊院士的引力實險室因其則出世界最精確的萬有引力常量而被外國專家稱為世界“引力中心”。關(guān)于萬有引力常量，下列正確的是( )A. 在國際單位制中，萬有引力常量在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量是lkg的質(zhì)點相距1m時萬有引力的大小B. 在不同的單位制中，萬有引力常量的數(shù)值是相同的C. 計算不同物體間相互作用的萬用引力時，引力常量的值是不同的D. 著名的“月地檢驗”是在已知萬有引力常量的數(shù)值后才進行的【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)可知，在國際單位制中，萬有引力常量在數(shù)值上等于兩個質(zhì)量是lkg的質(zhì)點相距1m時萬有引力的大小，選項A正確；在不同的單位制中，萬有引力常量的數(shù)值是不相同的，選項B錯誤；計算不同物體間相互作用的萬用引力時，引力常量的值是相同的，選項C錯誤；著名的“月地檢驗”是在已知萬有引力常量的數(shù)值之前進行的，選項D錯誤；故選A.12.如果設(shè)行星的質(zhì)量為m，繞太陽運動的線速度為v，公轉(zhuǎn)周期為T，軌道半徑為r，太陽的質(zhì)量為M，則下列說法錯誤的是( )A. 教材在探究太陽與行星的引力大小F的規(guī)律時，引入了公式，這個關(guān)系式實際上是牛頓第二定律B. 教材在探究太陽與行星的引力大小F的規(guī)律時，引入了公式，這個關(guān)系式實際上是勻速圓周運動的一個公式C. 教材在探究太陽與行星間的引力大小F的規(guī)律時，引入了公式，這個公式實質(zhì)上是開普勒第三定律，是不可以在實驗室中得到驗證的D. 教材在探究太陽與行星間的引力大小F的規(guī)律時，得到的關(guān)系式之后，又借助相對運動的知識（即：也可以理解為太陽繞行星做勻速圓周運動）得到，最終關(guān)系式用數(shù)學方法合并成【答案】D【解析】【詳解】引用公式F=m，這個關(guān)系式實際上是牛頓第二定律，抓住引力提供向心力得出的，故A正確。引用公式，這個公式是勻速圓周運動線速度與周期的關(guān)系式，故B正確。引入了公式，這個公式實質(zhì)上是開普勒第三定律，是不可以在實驗室中得到驗證的，故C正確。教材在探究太陽與行星間的引力大小F的規(guī)律時，得到的關(guān)系式F之后，根據(jù)牛頓第三定律得出F，最終關(guān)系式用數(shù)學方法合并成F，故D錯誤。本題選錯誤的，故選D。二、多項選擇題13.組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個最大的自轉(zhuǎn)速率，如果超過了該速率，星球的萬有引力將不足以維持其赤道附近的物體做圓周運動，由此能得到半徑為R、密度為、質(zhì)量為M且均勻分布的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T下列表達式中正確的是（）A. T2B. T2C. TD. T【答案】AC【解析】【詳解】由Fm可得周期越小，物體需要的向心力越大，物體對星球表面的壓力最小，當周期小到一定值時，赤道附近的物體對星球表面的壓力為零，此時萬有引力充當向心力，即；解得T2；故A正確，B錯誤；因MR3，代入上式可得：T，故C正確，D錯誤；故選AC?！军c睛】星球表面的物體受到星球萬有引力的作用充當物體的向心力及支持力，星球的轉(zhuǎn)動角速度越大、周期越小時，則需要的向心力越大，則物體所受支持力越??；而當向心力大到一定值時，物體會離開星球表面14.“嫦娥之父”歐陽自遠透露：我國計劃于2020年登陸火星。假如某志愿者登上火星后將一小球從高h 處以初速度的水平拋出一個小球，測出小球的水平射程為L.已知火星半徑為R，萬有引力常量為G，不計空氣阻力，不考慮火星自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是( )A. 火星表面的重力加速度B. 火星的第一宇宙速度為C. 火星的質(zhì)量為D. 火星的平均密度為【答案】BC【解析】【詳解】某志愿者登上火星后將一小球從高h處以初速度v0水平拋出一個小球，測出小球的水平射程為L，根據(jù)分位移公式，有：L=v0t；h=gt2，解得：，故A錯誤；火星的第一宇宙速度為：，故B正確；由Gmg，解得火星的質(zhì)量為：，故C正確；火星的平均密度為：，故D錯誤；故選BC。15.我國在2018年12月8日發(fā)射的“嫦娥四號”，可以更深層次、更加全面的探測月球地貌、資源等方面的信息。已知月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，引力常量為G，“嫦娥四號”繞月球做圓周運動時，離月球中心的距離為r，根據(jù)以上信息可知下列結(jié)果正確的是（ ）A. “嫦娥四號”繞月球運行的周期為B. “嫦娥四號”繞月球運行的速度大小為C. 月球的平均密度為D. “嫦娥四號”所在軌道處的重力加速度為【答案】ABC【解析】【分析】根據(jù)根據(jù)萬有引力等于向心力分析各個選擇。【詳解】根據(jù)萬有引力等于向心力可得：且，聯(lián)立解得，選項A正確；根據(jù)萬有引力等于向心力可得：，解得，選項B正確；月球的平均密度為，選項C正確； 根據(jù) ，可知“嫦娥四號”所在軌道處的重力加速度為，選項D錯誤；故選ABC.16.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對其內(nèi)部物體的引力為零。設(shè)想在地球赤道正上方高h處和正下方深為h處各修建一繞地心的環(huán)形真空軌道，軌道面與赤道面共面。兩物體分別在上述兩軌道中做勻速圓周運動，軌道對它們均無作用力，設(shè)地球半徑為R,則A. 兩物體的線速度大小之比為B. 兩物體的線速度大小之比為C. 兩物體的加速度大小之比為D. 兩物體的加速度大小之比為【答案】AC【解析】試題分析：設(shè)地球密度為，則有：在赤道上方：，在赤道下方：解得：，故AC正確；BD錯誤故選AC考點：萬有引力定律的應(yīng)用【名師點睛】本題主要掌握萬有引力提供向心力的基本應(yīng)用，要會用數(shù)學方法表示球體質(zhì)量。17.在地球表面以初速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)時間t后回到出發(fā)點假如字航員登上某個半徑為地球半徑2倍的行星表面，仍以初速度v0豎直向上拋出一個小球，經(jīng)時間4t后回到出發(fā)點。則下列說法正確的是A. 這個行星的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為1：2B. 這個行星的第一宇宙速度與地球的第一字宙速度之比為1：C. 這個行星的密度與地球的密度之比為1：8D. 這個行星的自轉(zhuǎn)周期與地球的自轉(zhuǎn)周期之比為1：1【答案】BC【解析】【詳解】A. 地球表面重力加速度為：g=，未知行星表面重力加速度為：g=，根據(jù)，,有M:M=1:1，故A錯誤；B. 第一宇宙速度v=，v=，故這個行星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為v:v=1：，故B正確；C. 由于M:M=1:1，體積比為8:1，故這個行星的平均密度與地球的平均密度之比為1:8，故C正確；D. 條件不足，自轉(zhuǎn)情況無法確定，故D錯誤；故選：BC【點睛】對于豎直上拋運動，返回速度與拋出速度等大、反向，運動性質(zhì)是勻變速直線運動，根據(jù)速度時間公式可以到加速度之比；根據(jù)v=分析第一宇宙速度情況；根據(jù)分析質(zhì)量情況和密度情況18.中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)足中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)、歐洲伽利略衛(wèi)星導航系統(tǒng)之后第四個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2018年12月27日北斗三號基本系統(tǒng)完成建設(shè)，即日起提供全球服務(wù)。在北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中，有5顆地球靜止軌道衛(wèi)星，它們就好像靜止在地球上空的某點。對于這5顆靜止軌道衛(wèi)星，下列說法正確的是()A. 它們均位于赤道正上方B. 它們的周期小于近地衛(wèi)星的周期C. 它們離地面的高度都相同D. 它們繞地球轉(zhuǎn)動的方向可以是不同的【答案】AC【解析】【詳解】所有同步衛(wèi)星都是定點在赤道的正上方，選項A正確；它們的周期都等于地球自轉(zhuǎn)的周期24h，且大于近地衛(wèi)星的周期，選項B錯誤；根據(jù)可知，它們離地面的高度都相同，選項C正確；它們與地球同步，則繞地球轉(zhuǎn)動的方向都是相同的，選項D錯誤；故選AC.19.我國首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”，運行在高度約500km的極地軌道。已知引力常量G地球質(zhì)量M，地球半徑R以下說法正確的是（）A. 由以上已知量可估算“墨子號”受到的萬有引力大小B. 由以上已知量可估算“墨子號”的繞行周期C. 由以上已知量可知“墨子號”運行周期比同步衛(wèi)星大D. 由以上已知量可知“墨子號”線速度比同步衛(wèi)星大【答案】BD【解析】【分析】墨子號繞地球做圓周運動，萬有引力提供向心力，應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律求出周期、線速度，然后分析答題。【詳解】A項：由于不知道“墨子號”衛(wèi)星的質(zhì)量，因此無法估算出“墨子號”受到的萬有引力大小，故A錯誤；B項：萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：，軌道半徑：r=R+h，已知：G、M、R、h，可以估算出“墨子號”周期，故B正確；C項：由于“墨子號”的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑r，由T=可知，“墨子號”的運行周期比同步衛(wèi)星小，故C錯誤；D項：萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律的得：，解得：，由于“墨子號”的軌道半徑r小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，則“墨子號”的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度，故D正確。故選：BD?！军c睛】本題考查了萬有引力定律的應(yīng)用，知道萬有引力提供向心力是解題的關(guān)鍵，應(yīng)用萬有引力公式與牛頓第二定律即可解題；解題時要注意同步衛(wèi)星的軌道半徑大于“墨子號”的軌道半徑。20.中俄聯(lián)合實施探測火星計劃，由中國負責研制的“螢火一號”火星探測器與俄羅斯研制的“福布斯土壤”火星探測器一起由俄羅斯“天頂”運載火箭發(fā)射前往火星已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的半徑約為地球半徑的.下列關(guān)于火星探測器的說法中正確的是()A. 發(fā)射速度只要大于第一宇宙速度即可B. 發(fā)射速度只有達到第三宇宙速度才可以C. 發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D. 火星探測器環(huán)繞火星運行的最大速度為地球第一宇宙速度的【答案】CD【解析】【詳解】火星探測器前往火星，脫離地球引力束縛，還在太陽系內(nèi)，發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度，故AB錯誤、C正確。由得：；已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9，火星的半徑約為地球半徑的1/2，可得火星的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度之比：，故D正確。故選CD?！军c睛】本題要求同學們了解三個宇宙速度的基本含義通過物理規(guī)律把進行比較的物理量表示出來，再通過已知的物理量關(guān)系求出問題是選擇題中常見的方法三、計算題21.如圖所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P點沿水平方向以初速度v0拋出一個小球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡上另一點Q，斜面的傾角為，已知該星球半徑為R，萬有引力常量為G，求：(1)該星球表面的重力加速度；(2)該星球的質(zhì)量?！敬鸢浮浚?） （2） 【解析】【分析】平拋運動在水平方向上做勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動，根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出星球表面的重力加速度；根據(jù)萬有引力等于重力求出星球的質(zhì)量；【詳解】(1)根據(jù)平拋運動知識可得解得(2)根據(jù)萬有引力等于重力，則有解得22.如圖，質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A、B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運動，星球A和B兩者中心之間的距離為L.已知A、B的中心和O三點始終共線，A和B分別在0的兩側(cè).引力常量為G.(1)求AO之間的距離；(2)兩星球做圓周運動的周期T； (3)在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期記為，但在近似處理問題時，常常認為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得