湖北省武汉市部分重点中学2021-2022学年高一下学期物理3月联考试题

人类对行星运动的研究漫长而曲折，如图为部分行星绕太阳的运行轨道，第谷经过数年观测得到行星运动的大量数据，开普勒用20年时间研究这些数据，发现了行星运动定律，下列说法中正确的是（     ）

500米口径的中国天眼（FAST）是世界上已建成的最大的射电望远镜，可监测脉冲星，探测引力波的存在。而引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块“拼图”。关于牛顿力学、相对论和量子力学，下列说法正确的是 （   ）

太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，它的作用是将人和物体送入空间站。假设太空电梯竖直向上匀速运动，它从地面上带了重64N的植物种子，当太空电梯上升到某高度时发现种子的重力“变成”了36N。已知地球的半径为R，不考虑地球的自转，则此时太空电梯距地面的高度为（   ）

嫦娥工程是我国自主对月球的探索和观察，分"绕"、"落"、"回"三步走战略，并计划在月球建立研究基地。已知月球的质量约为地球质量的 ， 月球的半径约为地球半径的 ， 地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，落月前探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，则该探月卫星运行的速度即月球第一宇宙速度约为 （ ）

“天宫”空间站内航天员24小时可以看到十六次日出日落，2021年11月8日，航天员王亚平成功出舱作业，创造了一个新的纪录，成为中国女航天员太空行走第一人。下列说法正确的是（   ）

定点投弹是军事训练科目之一。若把炸弹视为质点，相同的两枚炸弹投中同一点M的过程可以简化为如图所示的两个过程，一枚从P点水平投出，另一枚从P点正下方地面上的Q点斜向上投出，其轨迹的最高点和P点等高，不计空气阻力，下列说法正确的是（   ）

如图所示为地球的赤道平面，d是静止在赤道地面上的物体，a、b、c均为卫星，其中a是地球同步卫星，c是近地卫星，以下关于a、b、c、d四者的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小关系正确的是（   ）

北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。如图所示，圆形轨道I为空间站运行轨道，椭圆轨道II为载人飞船无动力运行的轨道，两轨道相切于A点，B点为轨道II的近地点。下列说法正确的是（   ）

宇宙中存在远离其他星球的三星系统，如图所示，三颗星体A、B、C始终处于一条直线上，A、C两颗星围绕中间星体B做稳定的圆周运动，AB之间和BC之间间距均为l；已知星体B的质量为2m，星体A的质量为m。万有引力常量为G，则下列判断中正确的是（   ）

一模型汽车质量为1kg，发动机额定功率为12W，平直的赛道上，该车以a=1m/s²恒定的加速度启动，行驶过程中的最大速度为4m/s，已知汽车行驶时所受的阻力恒定，下列说法中正确的是（   ）

弹珠游戏示意如图，粗糙水平轨道左端固定一轻弹簧，右侧圆弧以水平轨道末端O点为圆心，半径为R，c点为圆弧的中点。每次游戏时用手将小球向左压缩弹簧然后由静止释放，弹出的小球越过O点后飞出，落入圆形坑中。忽略空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（   ）

某实验小组利用图示装置以小车为研究对象验证动能定理。用拉力传感器可测小车受到的拉力大小F，在水平桌面上的A、B两点各安装一个速度传感器，可记录小车先后通过A、B时的速度大小v₁、v₂。已知钩码质量m，测得小车和拉力传感器的总质量M，测得AB间距离为L。回答下面问题：

“月地检验”是将“天体”引力规律推广到“万有”的重要一环，假如你是1666年的牛顿（时年23岁），请再现一下当年的过程：

【已有经验】你通过开普勒第三定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律推理得知：“天体”间的引力（G为常量但未知，一百多年后才由卡文迪什测出。）

【提出猜想】落到头上的苹果引发了你的思考：苹果落地和月球绕地都是因为地球的吸引，那么：地球对苹果的吸引力与地球对月球的吸引力是不是同一种性质的力呢？

【逻辑推理】假设它们是同一种性质的力，既然地球对月球（天体间）的引力 ， 那么地球对苹果的引力应为F_苹=。（地球质量为M、月球质量为m、苹果质量为m₀、月地中心间的距离为r、地球半径为R)；由于无法直接测出引力值来比较，为方便验证，决定比较双方加速度，根据牛顿第二定律，表达式应该成立。（用字母表示）

【数据验证】查阅观测数据：m，m，可知；观测月球绕地球运动的周期为 ， 另外当时你有多种方法能准确测出自由落体加速度：a_苹=9.8m/s² ， 计算时 ， 据此求出（结果保留两位有效数字）。

【得出结论】以上计算结果可知，在误差范围内，须验证的表达式成立。至此，你由“月地检验”得出的结论是。

A．地球对月球的吸引力与太阳对行星的吸引力是同一种性质的力

B．地球对苹果的吸引力与地球对月球的吸引力是同一种性质的力

C．月球对苹果的吸引力与地球对月球的吸引力是同一种性质的力

2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。已知球的体积公式为 ， 求：

北京冬奥会于2022年2月4日至20日圆满举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为简化的示意图。AB段是倾角为37°的斜坡，雪橇与斜坡间的动摩擦因数为μ=0.3，斜坡长度为L=50m；BC段为半径R=30m的圆弧面，斜坡AB与圆弧BC相切于B点，C点位于圆心O点的正下方，∠BOC=37°，CD为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为m=60kg，从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆坡DE上的E点。运动员运动到C点时的速度是vc=20m/s，CE间的竖直高度h=25m。不计空气阻力，也不考虑运动员使用滑雪杖助力，g=10m/s² ， 试求：

北斗卫星导航系统已组网成功，55颗卫星全部发射入网，标志着北斗跻身世界顶尖导航定位系统。如图所示，某卫星在地球赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为r₁ ， 运行周期为T，卫星绕行方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，万有引力常量为G。