2015-2016学年山西省高一下5月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

下列说法中正确的是（ ）

A. 若某个力对物体不做功，则说明该物体一定没有发生位移

B. 经典力学的基础是牛顿运动定律，它适用于所有的宏观和微观世界

C. 牛顿在前人研究基础上总结出万有引力定律，并计算出了引力常量G

D. 月﹣地检验表明地面物体和月球受地球的引力，与太阳行星间的引力遵从相同的规律

2. 难度：简单

要使两个质量分布均匀的小球间万有引力减小到原来的，下列办法可行的是（ ）

A. 保持两小球的材料不变，使两小球的半径和距离均减少为原来的

B. 保持两小球的材料和距离不变，让两小球的半径变为原来的

C. 保持两小球的材料和半径不变，让两小球间的距离变为原来的2倍

D. 保持两物体的材料不变，让两物体的半径和距离均变为原来的2倍

3. 难度：简单

两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动，轨道半径之比为R_A：R_B=1：4，则周期之比和运动速率之比分别为（ ）

A. T_A：T_B=8：1；V_A：V_B=1：2

B. T_A：T_B=8：1；V_A：V_B=2：1

C. T_A：T_B=1：8；V_A：V_B=2：1

D. T_A：T_B=1：8；V_A：V_B=1：2

4. 难度：简单

已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍．不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出（ ）

A. 地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9：8

B. 地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9：4

C. 靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8：9

D. 靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为81：4

5. 难度：简单

图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是（ ）

A. 卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比

B. 在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关

C. 发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度

D. 在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力

6. 难度：中等

地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，周期为T₁，向心加速度为a₁，线速度为v₁，角速度为ω₁；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）的运转周期为T₂，向心加速度为a₂，线速度为v₂，角速度为ω₂；地球同步卫星的运转周期为T₃，向心加速度为a₃，线速度为v₃，角速度为ω₃，则（  ）

A．T₁=T₃＜T₂    B．ω₁=ω₃＜ω₂   

C．v₁＞v₂＞v₃    D．a₁＞a₂＞a₃

7. 难度：中等

有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（  ）

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态

B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变

C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀度圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

D．火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用

8. 难度：简单

如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）

A. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度

B. b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度

C. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c

D. a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大

9. 难度：简单

组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为r，密度为ρ，质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式中正确的是（  ）

A．T=2π    B．T=2π   

C．    D．

10. 难度：简单

由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动（图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况）．若A星体质量为2m，B、C两星体的质量均为m，三角形边长为a．则（ ）

A. B星体所受的合力与A星体所受合力之比为1：2

B. 圆心O与B的连线与BC夹角θ的正切值为

C. A、B星体做圆周运动的线速度大小之比为：

D. 此三星体做圆周运动的角速度大小为2

二、实验题

11. 难度：简单

某航空科研小组相互协作完成了下面的实验：

A．太空中的小组成员驾驶飞船在距X星球一定高度的P点时，正对着X星球发射一个激光脉冲，经过时间t₁后收到反射回来的信号；

B．太空中小组成员在P点观察X星球时发现视角为60°；

C．小组成员驾驶飞船在X星球表面着陆后，把一个弹射器固定在星球表面上，以一定的速度竖直向上弹射一个小球，测得小球从弹射到落回的时间为t₂；

D．地球上的小组成员用同样的弹射器在地球表面上，以相同的速度竖直向上弹射一个小球，测得小球在空中运动的时间为t₃；

E．地球上的小组成员将同样的弹射器平放在水平桌面上，以相同的速度水平弹射一个小球，测得小球的水平射程为x，桌面离地高度为h；

F．他们查资料得知万有引力常量为G，光速为c．

根据上述实验数据，可知算出（用上述的物理量表示）

（1）X星球表面距P点的距离为H=    ．

（2）X星球的半径为R=    ．

（3）地球表面的重力加速度为g=    ．

（4）X星球表面的重力加速度为g₁=    ．

（5）X星球的密度为ρ=    ．

三、计算题

12. 难度：简单

一质量m=8kg的物体放在粗糙水平面上，在与水平面成α=37°角斜向上的拉力F=100N作用下向前运动了10m，已知滑动摩擦因数μ=0.5，（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8）

求：（1）拉力做的功；

（2）摩擦力做的功．

13. 难度：简单

俄罗斯著名学者齐奥尔科夫斯基提议在地球静止轨道上建设一个太空城堡，和地面用一架电梯连接起来，成为向太空运输人和物的新捷径，即“太空电梯”．日本建筑业巨头大林组公司表示，“太空电梯”将在2050年之前竣工，能把人升高9.6万公里，直接进入太空．届时，每个电梯间能坐30个人，在磁力线性发动机的推动下向上爬升7天，就能从地面直接到达在太空中新建的空间站．

某人在地球表面时用体重计称得体重800N，站在太空电梯中，当升降机以加速度a=10m/s²竖直上升时，此人在某处再一次用同一体重计称得体重为850N，求升降机此时距地面的高度．忽略地球自转的影响，已知地球表面的重力加速度g=10m/s²，地球半径R=6400km．

14. 难度：中等

如图所示为某学生为游乐园设计的一个表演装置，设计的目的是利用左边的圆周运动装置将一只装在保护球里的表演猴子水球一起抛上表演台，工作时将保护球安装在转动杆的末端，转动杆的长度L=2.5cm，杆被安装在支架上的电动机带动而匀速转动．已知猴子和保护球的总质量m=5kg；当杆转动到竖直方向成60°角时，保护球与杆脱离连接并被抛出，保护球到达水平表演台时，速度方向水平，大小v₂=2.5m/s，忽略空气阻力，g取10m/s²，求：

（1）保护球被抛出时的速度v₁？

（2）保护球被抛出时受到杆的作用力F？

15. 难度：困难

质量都为m的两太空站a、b在同一轨道平面沿同方向绕地球做匀速圆周运动；地球半径为R，表面重力加速度为g；a离地面的高度等于R，b离地面的高度为2R，则

（1）a的运行角速度ω_a是多少？

（2）假设，为满足科学研究需要，有时要让不同轨道高度的两空间站的运行速度一样，这时可以用一条任性足够强的轻绳将a、b两空间站连接起来，调节a、b的速度，使它们的连线过地心并稳定运行，忽略a、b间的万有引力，求此时绳子的拉力F和a、b的角速度ω？

四、简答题

16. 难度：中等

“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道．随后，“嫦娥一号”经过变轨和制动成功进入环月轨道．如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在圆形轨道Ⅰ上作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅰ上飞行n圈所用时间为t到达A点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点B点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅲ上飞行n圈所用时间为．不考虑其它星体对飞船的影响，求：

（1）月球的平均密度是多少？

（2）飞船从轨道Ⅱ上远月点A运动至近月点B所用的时间．

（3）如果在Ⅰ、Ⅲ轨道上有两只飞船，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两飞船相距最近（两飞船在月球球心的同侧，且两飞船与月球球心在同一直线上），则经过多长时间，他们又会相距最近？