1、山东省日照市五莲县第一中学2019-2020学年高一物理下学期3月自主检测试题（含解析）1. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是()A. 开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B. 开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C. 开普勒总结出了行星运动规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D. 开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律【答案】B【解析】试题分析：开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，但并未找出了行星按照这些规律运动的原因；牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律，故ACD错误，B正确故选B考点：物理学史【名师
2、点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2. 在某次测定引力常量的实验中，两金属球的质量分别为m1和m2，球心间的距离为r，若测得两金属球间的万有引力大小为F，则此次实验得到的引力常量为( )A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】由万有引力定律FG得G，所以B项正确故选B。3. 北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的三维卫星定位与通信系统（CNSS），建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。关于这些卫星，以下说法正确的是（）A. 5颗同步卫星的轨道半径不都相同B. 5颗同步卫星的运行轨道不一定在同一
3、平面内C. 导航系统所有卫星的运行速度一定不大于第一宇宙速度D. 导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小【答案】C【解析】【详解】AB同步卫星位于赤道平面内，轨道半径都相同，故A错误，B错误；C第一宇宙速度是最大的环绕速度，故导航系统所有卫星的运行速度都不大于第一宇宙速度，故C正确；D根据G=mr得T=故导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越大，故D错误。故选C。4. 人造卫星绕地球只受地球的引力，做匀速圆周运动，其轨道半径为r，线速度为v，周期为T为使其周期变为8T，可采用的方法有A. 保持轨道半径不变，使线速度减小为v/8B. 逐渐减小卫星质量，使轨道半径逐渐增大为4rC
4、. 逐渐增大卫星质量，使轨道半径逐渐增大为8rD. 保持线速度不变v，将轨道半径增加到8r【答案】B【解析】【详解】利用万有引力提供卫星的向心力可以得到：，从中可以看出：线速度、周期与半径具有一一对应关系，与卫星的质量无关，使轨道半径逐渐增大为4r，能使其周期变为8T，速率同时减小为v/2，B正确，ACD错误故选B。【名师点睛】此题考查了万有引力定律的应用问题；解题的关键是找出周期的表达式以及影响卫星周期的因素，然后根据表达式进行讨论；此题是易错题，不能通过来讨论速度的变化，因为卫星的周期变化时，运转半径R也是变化的.5. 如图所示，在火星轨道的外侧有一小行星带，内外两颗小行星a、b分别绕太阳
5、做匀速圆周运动。则（ ）A. a、b两颗小行星的角速度相等B. a、b两颗小行星的线速度可能相等C. 小行星a表面的重力加速度可能比b的小D. 两颗小行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等【答案】C【解析】【详解】AB两颗小行星a、b分别绕太阳做匀速圆周运动，有万有引力提供向心力得可得v由ravb，ab，故A错误，B错误；C在小行星表面由重力提供万有引力，即可得表面加速度g=两颗小行星质量关系及其星球半径关系均未知，因此小行星a表面的重力加速度可能比b的小，故C正确；D开普勒第二定律说的是一颗小行星与太阳的连线在前后两段相同时间内扫过的面积相等，而不是两颗小行星之间的比较，故D错误。故选C
6、。6. 宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕两星球球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是 ()A. 双星相互间的万有引力增大B. 双星做圆周运动的角速度不变C. 双星做圆周运动的周期增大D. 双星做圆周运动的速度增大【答案】C【解析】【详解】A双星间的距离在不断缓慢增加，根据万有引力定律，F=G，知万有引力减小故A错误；BCD根据G=m1r12，G=m2r22，知m1r1=m2r2，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离变大，则双星的轨道半径都变大，根据万有引力提供向心力，知角
7、速度变小，周期变大，线速度变小，故BD错误，C正确。故选C7. 关于功和功率的计算，下列说法中正确的是（）A. 用W=Fxcos可以计算变力做功B. 用W合=Ek2Ek1可以计算变力做功C. 用W=Pt只能计算恒力做功D. 用P= 可以计算瞬时功率【答案】B【解析】【详解】用W=Fxcos只能求解恒力功，选项A错误；用W合=Ek2Ek1可以计算变力做功，选项B正确；用W=Pt也能计算变力做功，例如汽车以恒定功率启动时，牵引力为变力，可以用此公式计算，选项C错误； 用P= 可以计算平均功率，选项D错误；故选B.8. 下列关于机械能守恒的说法中正确的是（ ）A. 做匀速运动的物体，其机械能一定守恒
8、B. 物体只受重力，机械能才守恒C. 做匀速圆周运动的物体，其机械能一定守恒D. 除重力做功外，其他力不做功，物体的机械能一定守恒【答案】D【解析】【详解】A、做匀速运动的物体，其机械能不一定守恒，如在空中匀速下降的降落伞，机械能减小，故A错误；B、机械能守恒定律的条件是只有重力或弹力做功，故B错误；C、做匀速圆周运动的物体，其机械能不一定守恒，如在竖直平面内做匀速圆周运动的物体机械能不守恒，故C错误；D、除重力做功外，其他力不做功，物体的机械能一定守恒，故D正确；9. 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
9、不做功B. 水平向左，对人做负功C 水平向右，对人做正功D. 沿斜面向上，对人做正功【答案】C【解析】【详解】人的加速度斜向右上方，即加速度有水平向右的分量，可知人的脚所受的静摩擦力水平向右，摩擦力的方向与位移方向成锐角，则静摩擦力做正功。故选。10. 如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则A. 时刻小球动能最大B. 时刻小球动能最大C. 这段时间内，
10、小球的动能先增加后减少D. 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能【答案】C【解析】【详解】小球在接触弹簧之前做自由落体碰到弹簧后先做加速度不断减小的加速运动，当加速度为0即重力等于弹簧弹力时加速度达到最大值，而后往下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能上升过程恰好与下降过程互逆由乙图可知时刻开始接触弹簧，但在刚开始接触后的一段时间内，重力大于弹力，小球仍做加速运动，所以此刻小球的动能不是最大，A错误；时刻弹力最大，小球处在最低点，动能最小，B错误；时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；这段时间内，小球的先加速后减速，动能先增加后减
11、少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能，C正确D错误11. 如图，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1，在高点时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g，则N1N2的值为A. 3mgB. 4mgC. 5mgD. 6mg【答案】D【解析】试题分析：在最高点，根据牛顿第二定律可得，在最低点，根据牛顿第二定律可得，从最高点到最低点过程中，机械能守恒，故有，联立三式可得考点：考查机械能守恒定律以及向心力公式【名师点睛】根据机械能守恒定律可明确最低点和最高点的速度关系；再根据向心力公式可求得小球在最高点和最低点时的压力大小，则可
12、求得压力的差值要注意明确小球在圆环内部运动可视为绳模型；最高点时压力只能竖直向下12. A、B两物体的质量之比为mA：mB=2：1，它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示，那么，A、B两物体所受摩擦阻力之比FA：FB与A、B两物体克服摩擦力做的功之比WA：WB分别为（）A. 2：1，4：1B. 4：1，2：1C. 1：4，1：2D. 1：2，1：4【答案】B【解析】【详解】根据速度时间的图象可知，aA：aB=2：1，物体只受到摩擦力的作用，摩擦力作为合力产生加速度，由牛顿第二定律可知，F=ma，所以摩擦力之比为FA：FB=4：1；由动能定理，摩擦力的功，
13、由于AB的初速度大小相同，mA：mB=2：1，所以两物体克服摩擦阻力做的功之比WA：WB=2：1所以B正确，ACD错误。故选B。13. 如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则做功至少为()A. mglB. mglC. mglD. mgl【答案】D【解析】【详解】将软绳下端向上拉起，相当于把下半段上移了，重力势能增加了即外力至少要做功。故选D。14. 如图所示，飞船在地面指挥控制中心的控制下，由近地点圆形轨道A，经椭圆轨道B转变到远地点的圆轨道C.轨道A与轨道B相切于P点，轨道B与轨道C相切于Q点，以下说法正确的是（）A. 卫星在轨道B上由P向Q运动的过
14、程中速率越来越小B. 卫星在轨道C上经过Q点的速率大于在轨道A上经过P点的速率C. 卫星在轨道B上经过P点的加速度与在轨道A上经过P点的加速度是相等的D. 卫星在轨道B上经过Q点时受到地球的引力小于经过P点时受到地球的引力【答案】ACD【解析】【详解】A卫星在轨道B上由P向Q运动时，离地球越来越远，万有引力做负功，卫星的动能越来越小，即速度越来越小，故A正确；B卫星在轨道A和C上分别做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力解得，轨道C离地球距离远，故卫星在轨道C上经过Q点的速率小于在轨道A上经过P点的速率，故B错误；C万有引力产生加速度，在同一点，万有引力是相同的，产生的加速度相同，即卫星在轨道
15、B上经过P点的加速度与在轨道A上经过P点的加速度是相等的，故C正确；D根据万有引力公式，可知卫星在Q点时的引力小于经过P点时受到的地球引力，故D正确。故选ACD。15. 下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）（ ）A. 地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB. 月球绕地球运行的周期T和地球的半径RC. 月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离rD. 月球绕地球运动的周期T和轨道半径r【答案】CD【解析】【详解】A根据万有引力提供向心力，则有解得，若已知地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r，只能求出太阳的质量，故A错误；B根据，若已知月球绕
16、地球运行的周期T和地球的半径R，则无法求出地球的质量，因为不知道月球的绕地球运行的轨道半径r，故B错误；C根据万有引力提供向心力，则有解得，若已知月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离r，则可求出地球的质量，故C正确；D根据万有引力提供向心力，则有解得，若已知月球绕地球运动的周期T和轨道半径r，则可以求出地球的质量，故D正确。故选CD。16. 已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是（）A. 卫星距离地面的高度为B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度C. 卫星运行时受到的向心力大小为D. 卫星运行的向心加速度小于地球表
17、面的重力加速度【答案】BD【解析】【详解】A由题意可知根据万有引力提供向心力有得HR故A错误；B由可得第一宇宙速度是最大的环绕速度，故同步卫星的运行速度都不大于第一宇宙速度，故B正确；C卫星运行时受到的万有引力提供向心力故C错误；D由牛顿第二定律得an而在地球表面有可得g故有ang故D正确。故选BD。17. 如图所示，物体从同一高度，由静止开始分别沿三条不同的光滑轨道下滑到A、B、C三点，则下列说法正确的有（）A. 重力做的功相等B. 滑到地面前瞬间重力做功的瞬时功率相等C. 滑到地面前瞬间物体的速度相同D. 滑到地面前瞬间物体的动能相等【答案】AD【解析】【详解】A由于物体三次下落的高度相同
18、，由公式可知，重力做功相等，故A正确；B由动能定理可知，物体到达A、B、C三点时的速率相等，但速度方向不同，则此时速度沿竖直方向的分速度不同，由公式可知，滑到地面前瞬间重力做功的瞬时功率不相等，故B错误；C由动能定理可知，物体到达A、B、C三点时的速率相等，但速度方向不同，则滑到地面前瞬间物体的速度不相同，故C错误；D由动能定理可知则滑到地面前瞬间物体的动能相等，故D正确。故选AD。18. 某兴趣小组遥控一辆玩具车，使其在水平路面上由静止启动，在前2 s内做匀加速直线运动，2 s末达到额定功率，2 s到14 s保持额定功率运动，14 s末停止遥控，让玩具车自由滑行，其vt图象如图所示可认为整个
19、过程玩具车所受阻力大小不变，已知玩具车的质量为m1kg，取g10 m/s2，则()A. 玩具车所受阻力大小为2 NB. 玩具车在4 s末牵引力的瞬时功率为9 WC. 玩具车在2 s到10 s内位移的大小为39 mD. 玩具车整个过程的位移为90 m【答案】BC【解析】【详解】A1418s小车在阻力作用下匀减速运动，匀减速直线运动的加速度大小：a2=6/4=1.5m/s2由牛顿第二定律得：阻力为：f=ma=11.5N=1.5N故A错误B匀速行驶时，牵引力等于阻力，则有：P=Fvm=fvm=1.56W=9W由题知：2s末小车的实际功率达到额定功率，所以玩具车在4s末牵引力的瞬时功率为9W故B正确C
20、设匀加速牵引力为F，则有：F-f=ma1匀加速直线运动的加速度大小为：a1=3/2=1.5m/s2则得F=3N,则匀加速运动的最大速度为：v=3m/s匀加速的位移x1=1232m=3m210s内，由动能定理得：代入数据解得x2=39m故C正确D1018s内位移为：x3=36m,玩具车整个过程的位移为：x=x1+x2+x3=3+39+36=78m故D错误故选BC【点睛】本查了机车的启动问题，先做加速动，达到额功率后做变速直线运动，最终做匀直线运动，关闭遥控后做匀速线动，结合能、牛顿第二定律和动学公式行求解19. 一质量为m的物体、在距地面高h处以的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（
21、）A. 物体的重力势能减少B. 物体的机械能减少C. 物体的动能增加D. 物体的重力做的功为mgh【答案】BCD【解析】【详解】AD该过程中重力做正功，由做功公式可得，可知物体重力势能减小，故D正确，A错误；B因加速度向下小于重力加速度，说明物体受到向上的阻力，设大小为F，由牛顿第二定律可得将代入可得设力F做功为，由做功公式可得拉力F做负功，物体的机械能减少，故B正确；C设该过程中合力做功为，由动能定理可知代入数值可得说明物体的动能增加，故C正确。故选BCD。20. 已知地球的半径为R6 400 km，地球表面附近的重力加速度g9.8 m/s2，若发射一颗地球的同步卫星，使它在赤道上空运转，其
22、高度和速度应为多大？【答案】3.6107 m；3.1103 m/s【解析】【详解】设同步卫星的质量为m，离地面的高度为h，速度为v，周期为T，地球的质量为M，同步卫星的周期等于地球自转的周期，则在地球表面有在轨道上有=联立两式得h=R=6400103m3.6107m又因为由Gm结合前面的式子可得vm/s3.1103m/s21. 宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常量为G，求该星球的质量M【答案】【解析】【详
23、解】两次平抛运动，竖直方向，水平方向，根据勾股定理可得：，抛出速度变为2倍：，联立解得：，在星球表面：，解得：22. 如图所示，一辆拖车通过光滑定滑轮拉动一重物匀速提升，当拖车从点水平移动到点时，位移为，绳子由竖直变为与竖直方向成角度，求此过程中拖车对绳子所做功。【答案】【解析】【详解】拖车对绳子做的功等于绳子对重物做的功。以重物为研究对象，由于整个过程中重物匀速运动，所以绳子的拉力大小重物上升的距离所以绳子对重物做功拖车对绳子做功等于绳子对重物做功，为23. 2017年6月26日，代表着世界先进水平、被命名为“复兴号”两列中国标准动车组在京沪高铁亮相，开启了中国铁路技术装备一个崭新的时代一列
24、“复兴号动车”是由几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编组而成（1）假设“复兴号动车组”运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等若1节动车加4节编成的动车组的最大速度为90km/h，则7节动车加2节拖车编成的动车组的最大速度为多少？（2）若“复兴号动车组”运行过程中受到的阻力正比于其速度，当动车组额定功率为P0时，动车组运行最大速度是v，在动车组编组节数不变的情况下，当动车组提速一倍时，动车组的额定功率应调整为多少？【答案】（1）350km/h（2）4P0【解析】【详解】（1）假设每节动车的额定功率为P，每节动车的重力是
25、mg，阻力为kmg，1节动车加4节拖车编成的动车组达到最大速度时7节动车加2节拖车编成的动车组达到最大速度时解得（2）由题可知动车组速度最大时受到的阻力，动车组到达最大速度时则当动车组提速一倍时，动车组的额定功率应调整为点睛：本题主要考查了动车组速度最大时，牵引力等于阻力，以及掌握匀变速直线运动的运动学公式，并能灵活运用24. 如图所示，竖直平面内有一段不光滑的斜直轨道与光滑的圆形轨道相切，切点P与圆心O的连线与竖直方向的夹角为60，圆形轨道的半径为R，一质量为m的小物块从斜轨道上A点由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动，A点相对圆形轨道底部的高度h7R，物块通过圆形轨道最高点C时，与轨道间的压
26、力大小为3mg.求：(1)物块通过轨道最高点时的速度大小？(2)物块通过轨道最低点B时对轨道的压力大小？(3)物块与斜直轨道间的动摩擦因数？【答案】(1) (2) (3) 【解析】【详解】（1）对物块通过轨道最高点C时受力分析：C点：N+mg得：c2（2）从最低点B到最高点C：2mgR物块通过轨道最低点B时：NBmg得：NB=9mg根据牛顿第三定律，物块通过轨道最低点B时对轨道的压力大小为9mg（3）根椐动能定理，由A运动到B有：mghmgcosS0Ssin=h-R+Rcos解得=【点睛】注意求解的问题，别忘了牛顿第三定律的应用动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，包括动摩擦因数