海南省海口市海南师范大学附属中学2023-2024学年
高一年级下学期四月月考物理试题B卷
一、选择题（共14小题，每小题3分，共42分）
1.如图所示，直角三角形ABC中∠A=37°，∠C=90°。两负点电荷固定在A、B两点，一试探电荷在C点受到的电场力方向与AB垂直，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则A、B两点处的负点电荷在C点的场强大小之比为（ ）
A. 3∶5 B. 5∶3 C. 4∶3 D. 3∶4
2.如图，质量为m=1kg的小球，从A点下落到地面上的B点，为1.2m，桌面高为0.8m，取重力加速度（ ）
A. 以地面为参考平面，小球在A点的重力势能为12J
B. 以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为8J
C. 以桌面为参考平面，从A点到B点的过程中，重力势能的改变量为－8J
D. 从A点到B点的过程中，重力势能的减少量一定为20J，与参考平面无关
3.安全检查仪对旅客的行李进行安全检查，其传送装置简化图如图所示.紧绷的水平传送带始终保持1m/s的恒定速率向左运行.旅客把质量为10kg的行李（可视为质点）无初速度地放在传送带A端，通过传送带使其运动到B端.设行李与传送带之间的动摩擦因数为0.1，AB间的距离为2m，重力加速度g取，则下列说法不正确的是（ ）
行李箱始终受到向左的摩擦力
B. 行李箱到达B端所用时间为2.5s
传送带对行李箱所做的功为5J
D. 行李箱与传送带摩擦产生的热量为5J
4.一颗在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动的近地卫星P，在某时刻处于地面上一标志性建筑物Q的正上方，P做圆周运动的半径可近似看作地球半径，周期为85 min，考虑地球自转，则( )
A.P的角速度小于Q的角速度 B.P的向心加速度等于Q的向心加速度
C.经过5分钟，P位于Q的东侧 D.经过85分钟，P位于Q的正上方
5.如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是( )
A.速度最大点是B点
B.速度最小点是C点
C.m从A到B做减速运动
D.m从B到A做减速运动
6.地球半径为R，一物体在地球表面受到的万有引力为F，若该物体在地球高空某处受到的万有引力为，则该处距地面的高度为( )
A.R B.(－1)R
C.R D.3R
7.如图所示，A、B为地球的两个轨道共面的人造卫星，运行方向相同，A为地球同步卫星，A、B卫星的轨道半径的比值为k，地球自转周期为T0，某时刻A、B两卫星距离达到最近，从该时刻起到A、B间距离最远时所经历的最短时间为( )
A. B.
C. D.
8.假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为；在赤道的大小为；地球自转的周期为；引力常量为据此可求得地球的第一宇宙速度为( )
A. B.
C. D.
9.我国发射的“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面南极艾肯特盆地冯卡门预选着陆区。探测器在月球上空高的Ⅰ轨道上做圆周运动，为了使探测器较安全的落在月球上的点，在轨道点开始减速，使探测器进入Ⅱ轨道运动。已知月球的半径为，月球表面的重力加速度为，不计月球的自转。下列说法正确的是( )
A. 根据以上信息可以求出“嫦娥四号”所受的万有引力
B. 根据以上信息可以求出月球的平均密度
C. “嫦娥四号”在点通过减小牵引力使其减速
D. 由于不知道“嫦娥四号”在轨道Ⅱ的运动速率，无法求出从点运动到点的时间
10.我国发射“神舟”十五号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点距地面，远地点距地面进入该轨道正常运行时，通过、点时的速率分别是和当某次飞船通过点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率为比较飞船在、、三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小，下列结论正确的是( )
A. ，
B. ，
C. ，
D. ，
11.（双选）在图示光滑轨道上,质量为m的小球(可视为质点)滑下经平直部分冲上圆弧部分的最高点A时,对轨道的压力大小为mg。已知圆弧的半径为R,重力加速度为g,则( )
A.在最高点A,小球受重力和向心力
B.在最高点A,小球受重力和轨道的支持力
C.在最高点A,小球的速度大小为
D.在最高点A,小球的向心加速度大小为2g
12.（双选）如图所示，三颗卫星、、均绕地球做匀速圆周运动，其中、在地球的同步轨道上，距离地球表面的高度为，此时、恰好相距最近。已知地球质量为、半径为、地球自转的角速度为。万有引力常量为，则（ ）
A. 发射卫星、时速度要大于
B. 、卫星离地球表面的高度为
C. 卫星和下一次相距最近还需经过
D. 若要卫星与实现对接，可让卫星减速
13.（双选）如图所示，一正方形放在与其平面平行的匀强电场中，A、B、C、D是该正方形的四个顶点，已知A、B、C三点的电势分别为、、，则下列说法正确的是（ ）
A. D点电势为－2V B. D点电势为18V
C. 场强方向由B指向D D. 场强方向由D指向B
14.（双选）如图所示，一长为r的轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动。以下说法正确的是（ ）
A. 小球过最高点时，杆对球的作用力可能为零
B. 小球恰能过最高点时的速度为
C. 小球过最低点时，杆对球的作用力一定竖直向下
D. 小球恰能过最高点时的速度为0
二、非选择题（共58分）
15.（8分）已知地球表面自由落体加速度是，地球的“第一宇宙速度”是，金星的半径是地球的倍，质量为地球的倍，则金星表面的自由落体加速度是______，金星的“第一宇宙速度”是______。（用题中的字母表示）
16.（10分）某兴趣小组在实验室用圆锥摆演示仪来测定当地的重力加速度。图甲是演示仪的简化示意图,细线下面悬挂一个小钢球(直径忽略不计),细线上端固定在电动机转盘上,利用电动机带动钢球做圆锥摆运动。用转速测定仪测定电动机的转速n,调节刻度板的位置,使刻度板水平且恰好与小钢球接触,但无相互作用力,用竖直放置的刻度尺测定细线悬点到刻度板的竖直距离h,不计悬点到转轴间的距离。
甲 乙
开动转轴上的电动机,让摆球转动起来形成圆锥摆。调节转速n,当n越大时,h越 (选填“大”或“小”)；
(2)图乙为某次实验中h的测量结果,其示数为 cm；
(3)用直接测量的物理量的符号表示重力加速度g,其表达式为g= 。
17.（10分）诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫，以表彰他们在石墨烯材料方面的卓越研究。石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。如图所示，现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处，相对地球表面静止，忽略下面缆线的质量。已知地球半径为，自转周期为，地球质量为，万有引力常量为试讨论：
太空电梯的距地高度
若赤道平面内的一颗卫星环绕地球做圆周运动，环绕方向与地球自转方向相反，周期为，某一时刻卫星在太空电梯正上方，问至少经过多长时间卫星再次经过太空电梯正上方？
18.（10分）某电子设备内部电场如图所示，在x<0的空间有沿x轴负方向的匀强电场，场强大小E1=2×104V/m，在0
（2）某时刻，微粒速度方向与x轴正方向夹角为α，且，求微粒此时的速度大小及位置坐标；
（3）若在第（2）问的时刻，将场强方向突然反向，但大小仍保持不变，求微粒出电场时的速度大小，方向以及出点的位置坐标。
19.（10分）某卫星在赤道上空飞行，轨道平面与赤道平面重合，轨道半径为，轨道高度小于地球同步卫星高度。设地球半径为，地球表面重力加速度大小为。
（1）若忽略地球自转的影响，求该卫星运动的周期；
（2）已知该卫星飞行方向与地球的自转方向相同，地球的自转角速度为，若某时刻该卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求该卫星下次通过该建筑物正上方所需的时间。
20.（10分）如图所示，、是两颗在同一平面内绕地球做同向圆周运动的卫星，某时刻、两卫星相距最近、、在同一直线上）。已知地球半径为，离地面高度为，卫星绕地球转动的角速度为，地球表面的重力加速度为，为地球中心，忽略、间的相互作用力。求：
卫星的运行周期；
再一次相距最近所用的时间。
参考答案
1.D2.D3.A4.C5.C6.B7.C8.C9.B10.D11.BD12.BC13.BD14.AD
15.【答案】 ；
16.【答案】(1)小 (2)18.50 (3)4π2n2h
17.【答案】太空电梯在轨运行，与地球自转同步，周期等于地球的自转周期，
万有引力提供向心力，有，
解得
太空电梯与卫星环绕方向相反，所以卫星再次运行到太空电梯正上方时，它们与球心的连线扫过的圆心角形成一个周角。
有，化简得，
解得。
【解析】（1）本题考查了开普勒行星运动定律；解决本题的关键知道近日点的速度比较大，远日点的速度比较小，从到和到的运动是对称的，但是到和到不是对称的。根据海王星在段和段的速率大小比较两段过程中的运动时间，从而得出到所用时间与周期的关系；由开普勒第二定律分析速率的变化。
（2）宇航员抛出的小球做平抛运动，根据水平射程和初速度求出运动的时间，根据求出月球表面的重力加速度大小；
在月球表面物体所受重力等于万有引力，列式求解月球的质量和密度；根据重力提供向心力求出卫星的第一宇宙速度。
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力提供向心力以及万有引力等于重力这两个理论的运用。
18.【答案】（1）2×107m/s；（2），（5cm，1.25cm）；（3），方向沿x轴正方向，（10cm，2.5cm）
【解析】（1）对微粒，从静止到y轴，由动能定理得
解得
（2）微粒做类平抛运动，有，
根据牛顿第二定律
由类平抛运动关系得，，
解得
所以坐标（5cm，1.25cm）；
（3）微粒受力与第（2）问中受力等大反向，由运动对称性可知出电场时竖直速度减小到0，运动时间与第（2）间时间相同，所以出电场时
方向沿x轴正方向，
出电场时坐标（10cm，2.5cm）。
19.【答案】（1）；（2）
【解析】（1）根据题意，在地球表面，有
对该卫星，有
联立解得
（2）再次经过该建筑物正上方时，卫星比地球多转一圈，设所需时间为t，则
其中
解得
20.【答案】对卫星有：
又
联立解得：
由题意得，即
代入得：
