精品解析：陕西省西安市蓝田县城关中学大学区2023-2024学年高一下学期4月期中联考物理试题

2023-2024学年度第二学期阶段性学习效果评测 高一物理 注意事项： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 4.考试结束后将答题卡收回。 第I卷（选择题） 一。选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1. 如图所示是物体做斜抛运动的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是（不计空气阻力）（　　） A. 物体在C点速度为零 B. 物体在A点速度与物体在B点速度相同 C. 物体在A点、B点的水平速度均大于物体在C点的速度 D. 物体在A、B、C各点的加速度都相同 2. 如图所示，温州市一高中进行教学实施改造，在教室安装了可以左右滑动的黑板，一位老师用粉笔在其中某块可移动的黑板上画直线，若粉笔相对于黑板从静止开始向上匀加速滑动，同时黑板以某一速度水平向左匀速运动，则粉笔画出的轨迹可能为下列中的（ ） A. B. C. D. 3. 如图所示,汽车甲通过定滑轮拉汽车乙前进,甲、乙分别在上下两水平面上运动,某时刻甲的速度为v1,乙的速度为v2,则v1:v2为( ) A. 1:cosβ B. sinβ:1 C. cosβ:1 D. 1:sinβ 4. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，为了提高转弯速度，仅改变一个下列可行的措施是（　　） A. 减小火车质量 B. 增大铁轨与车轮的摩擦 C. 减小转弯半径 D. 增大轨道倾斜角 5. 曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动，其结构示意图如图所示。曲轴可绕固定的点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的点和活塞上的点，若曲轴绕点做匀速圆周运动，转速，。下列说法正确的是（　　） A. 活塞在水平方向上做匀速直线运动 B. 当竖直时，活塞的速度为 C. 当与共线时，活塞的速度为 D. 当与垂直时，活塞的速度为 6. 2021年5月15日7时18分，由祝融号火星车及进入舱组成的天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，由此又掀起了一股研究太空热。某天文爱好者做出如下假设：未来人类宇航员登陆火星，在火星表面将小球竖直上抛，取抛出位置O点处的位移x=0，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图像如图所示（其中a、b均为已知量）。忽略火星的自转，且将其视为半径为R的匀质球体，引力常量为G，则下列分析正确的是（　　） A. 小球从初始竖直上抛到最高点的平均速度为a B. 小球从O点上升的最大高度为 C. 火星的质量为 D. 火星的第一宇宙速度为 7. 轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道．如图，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则 A. 该卫星运行速度一定小于7.9km/s B. 该卫星绕地球运行的周期与静止卫星的周期之比为1：4 C. 该卫星轨道半径与静止卫星轨道半径之比为1：4 D. 该卫星加速度与静止卫星加速度之比为2：1 8. 随着我国登月计划的实施，我国航天员登上月球已不是梦；假如我国航天员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点。已知月球的半径为R，引力常量为G，则下列说法不正确的是（  ） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的质量为 C. 航天员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D. 航天员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 9. 小孩站在岸边向湖面依次抛出三个石子，三次的轨迹如图所示，最高点在同一水平线上。假设三个石子质量相同，忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是（　　） A. 沿轨迹3运动的石子落水时速度最小 B. 三个石子在最高点时速度相等 C. 小孩抛出时对三个石子做的功相等 D. 沿轨迹3运动的石子在落水时重力的功率最大 10. 如图所示有三个斜面1、2、3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，当它们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时，下列说法正确的是（　　） A. 三种情况下摩擦产生的热量 B. 三种情况下摩擦产生的热量 C. 到达底端的速度 D. 到达底端的速度 二。多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。本小题答案至少为两个及以上选项，选对得4分，少选得2分，选错不得分） 11. 如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则 A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的长 C. B在最高点的速度比A在最高点的大 D. B在落地时的速度比A在落地时的大 12. 如图所示为一个半径为5m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g=10 m/s2，要使得小球正好落在A点，则不正确的是（　　） A. 小球平抛的初速度一定是2.5m/s B. 小球平抛的初速度可能是2.5m/s C. 圆盘转动的角速度一定是πrad/s D. 圆盘转动的角速度可能是πrad/s 13. 有关圆周运动的基本模型，下列说法不正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大，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、位置分别做匀速圆周运动，则在、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 14. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为、、，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. B. 火星的密度为 C. 着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度为 D. 着陆器在轨道Ⅱ上经过S点的速度大于火星的第一宇宙速度 第II卷（非选择题） 三、实验题（共3小题，总分20分） 15. 某次研究性学习活动中，同学们用如图所示的带有一个白点的黑色圆盘进行自主探究。已知圆盘可绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速为。 （1）白点转动90°需用时___________s； （2）小华同学在暗室中用频闪光源照射圆盘，观察到白点仅在圆盘上两个位置出现，则频闪光源的频率最大为___________Hz； （3）小军同学利用手机摄像后慢放，则下列关于白点转动情况的描述中正确的是___________（填答案序号）。 A．若手机摄像设置为19帧／秒，则观察到白点顺时针转动 B．若手机摄像设置为21帧／秒，则观察到白点顺时针转动 C．若手机摄像设置为10帧／秒，则观察到白点处于静止状态 16. 某研究小组利用如图所示装置测定动摩擦因数，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。 第一次实验：如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端M点对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出M点距离地面的高度H、M点与P点间的水平距离。 第二次实验：如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B从________位置由静止滑下，最终落在水平地面上的点，测出滑槽末端与桌面右端M点的距离L、M与点间的水平距离。 （1）第二次实验中，横线处应填__________。 （2）第一次实验中，滑块运动到M点时的速度大小为___________。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g） （3）通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数，下列能引起实验误差的是__________。 A. H的测量 B. L的测量 C. g值的准确程度 （4）若实验中测得、、、，则滑块与桌面间的动摩擦因数________。 17. 未来中国宇航员将会登月成功，假设宇航员在登月前后做两次物理实验，分别测量物体的质量和月球的质量。 实验一：宇宙飞船绕月球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平直接称量物体的质量，宇航员在飞船中用如图所示的装置来间接测量小球的质量，给小球一个初速度，让它在细线的拉力下做匀速圆周运动，飞船中还有刻度尺、秒表两种测量工具。 实验二：宇航员抵达半径为R的月球后，仍用同样的装置做实验，给质量为m（实验一已测出）的小球－个初速度，使其在竖直平面内做变速圆周运动，月球表面没有空气，拉力传感器显示小球在最低点、最高点读数差的绝对值为△F，根据圆周运动的动力学公式和机械能守恒定律可得△F恒为小球在月球表面重力的6倍，已知引力常量为G。 根据题中提供的条件和测量结果回答下列问题： (1)实验一：若已知小球做匀速圆周运动时拉力传感器的示数为F，还需要测量的物理量是_____和周期，为了减小测量周期的误差，可测量n转对应的时间t，则待测小球质量的表达式为m=_____； (2)实验二：测得月球表面的重力加速度为_____，月球的质量为_____。（小球的质量用m表示） 四、计算题（18题7分，19题8分，20题9分，21题10分，共34分） 18. 如图所示，AB为斜面，倾角为，小球从A点以初速度水平抛出，恰好落到B点。 （1）求A、B间的距离及小球在空中飞行的时间； （2）从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多少？ 19. 如图所示，一个质量为0．4 kg的小球，以初速度从A点平抛出去，恰好从B点沿切线进入圆弧，经过圆弧后从D点射出，又恰好落到B点。已知圆弧半径，，A与D高度差为，。求： （1）的大小； （2）A、D的水平距离； （3）在D点时，小球对管壁的作用力。 20. 如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G。求： （1）A星球做圆周运动的半径R和B星球做圆周运动的半径r； （2）两星球做圆周运动的周期； （3）如果把星球A质量的搬运到B星球上，并保持A和B两者中心之间距离仍为L。则组成新的稳定双星后那么星球A做圆周运动的轨道半径和周期如何变化。 21. 某游乐场的滑梯可以简化为如图所示竖直面内的ABCD轨道，AB为长L=6m、倾角α=37°的斜轨道，BC为水平轨道，CD为半径R=15m、圆心角β=37°的圆弧轨道，轨道AB段粗糙，其余各段均光滑。一小孩（可视为质点）从A点以初速度下滑，沿轨道运动到D点时的速度恰好为零（不计经过B、C点时的能量损失）。已知该小孩的质量m=30kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，不计空气阻力，求∶ （1）该小孩第一次经过圆弧轨道C点时对圆弧轨道的压力； （2）该小孩与AB段间的动摩擦因数。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023-2024学年度第二学期阶段性学习效果评测 高一物理 注意事项： 1.本试卷满分100分，考试时间75分钟。 2.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。 4.考试结束后将答题卡收回。 第I卷（选择题） 一。选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1. 如图所示是物体做斜抛运动的轨迹，C点是轨迹的最高点，A、B是轨迹上等高的两个点。下列叙述中正确的是（不计空气阻力）（　　） A. 物体在C点速度为零 B. 物体在A点速度与物体在B点速度相同 C. 物体在A点、B点的水平速度均大于物体在C点的速度 D. 物体在A、B、C各点的加速度都相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．将物体的运动沿水平方向和竖直方向正交分解，水平方向匀速直线运动，竖直方向为竖直上抛运动，C点的竖直速度为零，水平速度不是零，从C到B物体做的是平抛运动，故C点的速度不为零，故A错误 B．任何曲线运动的瞬时速度方向都是沿着曲线在该点切线方向，可知，A点的速度斜向上，B的速度斜向下，方向不同，故B错误； C．因物体在水平方向不受外力，水平初速度不变；故物体在A点、B点的水平分速度均等于物体在C点的速度，故C错误； D．物体只受重力，故加速度等于重力加速度g，所以物体在A、B、C各点的加速度都相同，故D正确； 故选D。 2. 如图所示，温州市一高中进行教学实施改造，在教室安装了可以左右滑动的黑板，一位老师用粉笔在其中某块可移动的黑板上画直线，若粉笔相对于黑板从静止开始向上匀加速滑动，同时黑板以某一速度水平向左匀速运动，则粉笔画出的轨迹可能为下列中的（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】粉笔以某一速度水平向左匀速运动，同时从静止开始匀加速向上滑动，所以粉笔的合初速度向左，合加速度向上，所以轨迹是曲线并且合力指向曲线凹侧，故C正确，A、B、D错误． 3. 如图所示,汽车甲通过定滑轮拉汽车乙前进,甲、乙分别在上下两水平面上运动,某时刻甲的速度为v1,乙的速度为v2,则v1:v2为( ) A. 1:cosβ B. sinβ:1 C. cosβ:1 D. 1:sinβ 【答案】C 【解析】 【详解】将绳子拉乙车的端点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图，在沿绳子方向的分速度等于汽车甲的速度．所以v2cosβ=v1．则v1：v2=cosβ：1，故C正确． 4. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，为了提高转弯速度，仅改变一个下列可行的措施是（　　） A. 减小火车质量 B. 增大铁轨与车轮的摩擦 C. 减小转弯半径 D. 增大轨道倾斜角 【答案】D 【解析】 【详解】火车拐弯时不侧向挤压车轮轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力，设转弯处斜面的倾角为θ，根据牛顿第二定律得 解得 为了提高转弯速度，可以增大倾角或增大转弯半径。 故选D。 5. 曲柄连杆机构是发动机的主要运动机构，其功能是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，从而驱动汽车车轮转动，其结构示意图如图所示。曲轴可绕固定的点自由转动，连杆两端分别连接曲轴上的点和活塞上的点，若曲轴绕点做匀速圆周运动，转速，。下列说法正确的是（　　） A. 活塞在水平方向上做匀速直线运动 B. 当竖直时，活塞的速度为 C. 当与共线时，活塞的速度为 D. 当与垂直时，活塞的速度为 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，活塞可沿水平方向往复运动，故A错误； B．由公式 可得，A点线速度为 将A点和活塞的速度沿杆和垂直杆分解，如图所示，由几何关系有可得 故B正确； C．同理可知，A点在沿杆方向的分速度是0，所以活塞的速度为0，（或者活塞在最右端，所以速度为0），故C错误； D．同理可知，A点的速度沿杆方向，活塞的速度分解如图，所以 由几何关系得 可得 故D错误。 故选B。 命题意图：本题综合考查了物体运动的合成和分解．在物理学科核心素养方面考查了学生对信息的获取和加工能力，在科学思维中的模型建构能力． 6. 2021年5月15日7时18分，由祝融号火星车及进入舱组成的天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，由此又掀起了一股研究太空热。某天文爱好者做出如下假设：未来人类宇航员登陆火星，在火星表面将小球竖直上抛，取抛出位置O点处的位移x=0，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图像如图所示（其中a、b均为已知量）。忽略火星的自转，且将其视为半径为R的匀质球体，引力常量为G，则下列分析正确的是（　　） A. 小球从初始竖直上抛到最高点的平均速度为a B. 小球从O点上升的最大高度为 C. 火星的质量为 D. 火星的第一宇宙速度为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据 可得 由图像可知 v0=a 则 根据匀变速直线运动规律，小球从初始竖直上抛到最高点的平均速度为 小球从O点上升的最大高度为 选项AB错误； C．根据 可得火星的质量为 选项C正确； D．根据 火星的第一宇宙速度为 选项D错误。 故选C。 7. 轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道．如图，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则 A. 该卫星运行速度一定小于7.9km/s B. 该卫星绕地球运行的周期与静止卫星的周期之比为1：4 C. 该卫星轨道半径与静止卫星轨道半径之比为1：4 D. 该卫星加速度与静止卫星加速度之比为2：1 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于卫星的轨道半径大于地球半径，卫星的线速度小于第一宇宙速度，即卫星的线速度小于7.9km/h，故A正确； B．由题意可知，卫星的周期 而静止卫星的周期是24h，故它与静止卫星的周期之比为1：8，故B错误； C．万有引力提供向心力，则有 解得 该卫星轨道半径与静止卫星轨道半径之比 故C正确； D．万有引力提供向心力，则有 解得 该卫星加速度与静止卫星加速度之比为 故D错误； 故选AC. 8. 随着我国登月计划的实施，我国航天员登上月球已不是梦；假如我国航天员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点。已知月球的半径为R，引力常量为G，则下列说法不正确的是（  ） A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的质量为 C. 航天员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D. 航天员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球在月球表面做竖直上抛运动，根据匀变速运动规律有 得 故A正确，不符合题意； B．物体在月球表面上时，由重力等于地月球的万有引力有 得 故B正确，不符合题意； C．航天员离开月球表面，围绕月球做圆周运动至少应获得的速度大小等于月球的第一宇宙速度大小，根据万有引力提供向心力则有 得 故C错误，符合题意； D．航天员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 得 故D正确，不符合题意。 故选C。 9. 小孩站在岸边向湖面依次抛出三个石子，三次的轨迹如图所示，最高点在同一水平线上。假设三个石子质量相同，忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是（　　） A. 沿轨迹3运动的石子落水时速度最小 B. 三个石子在最高点时速度相等 C. 小孩抛出时对三个石子做的功相等 D. 沿轨迹3运动的石子在落水时重力的功率最大 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】设任一石子初速度大小为v0，初速度的竖直分量为vy，水平分量为vx，初速度与水平方向的夹角为α，上升的最大高度为h，运动时间为t，落水时速度为v。取竖直向上为正方向，石子竖直方向上做竖直上抛运动，由 解得 h相同，vy相同，则三个石子初速度的竖直分量相同，由速度的分解知 C．由于α不同，所以v0不同，沿轨迹1抛出时的小球的初速度最大，沿轨迹3抛出时小球的初速度最小，小孩抛出石子过程根据动能定理可得 所以小孩抛出时对沿轨迹1运动的石子做功最多，故C错误； A．石子从抛出到落水过程，根据动能定理可得 整理得 由于重力做功相同，沿轨迹3抛出时小球的初速度最小，所以沿轨迹3运动的石子落水时速度最小，故A正确； B．三个石子在最高点的速度等于抛出时的水平速度，vy相同，可知水平初速度不同，则三个石子在最高点的速度不同，故B错误； D．因三个石子初速度的竖直分量相同，则其落水时的竖直方向的分速度相等，则根据 P=mgvy 可知重力的功率相同，故D错误。 故选A。 10. 如图所示有三个斜面1、2、3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，同一物体与三个斜面的动摩擦因数相同，当它们分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端时，下列说法正确的是（　　） A. 三种情况下摩擦产生的热量 B. 三种情况下摩擦产生的热量 C. 到达底端的速度 D. 到达底端的速度 【答案】D 【解析】 【详解】AB．设斜面和水平方向夹角为，斜面长度为，斜面底边长度为，则物体下滑过程中克服摩擦力做功为 由图可知1和2底边相等且小于3的底边长度，由功能关系可知，摩擦产生的热量 则有 故AB错误； CD．设物体滑到底端时的速度为，根据动能定理得 可得 根据图中斜面高度和底边长度可知滑到底边时速度大小关系为 故C错误，D正确。 故选D。 二。多项选择题（共4小题，每小题4分，共16分。本小题答案至少为两个及以上选项，选对得4分，少选得2分，选错不得分） 11. 如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则 A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的长 C. B在最高点的速度比A在最高点的大 D. B在落地时的速度比A在落地时的大 【答案】CD 【解析】 【详解】由A、B的受力即可比较A、B的加速度大小；由于斜抛运动竖直方向是匀变速直线运动，上抛的高度可比较出飞行的时间和落地的竖直分速度；最高点物体的竖直分速度为零，只有水平分速度，根据水平方向是匀速直线运动，则依据水平位移的大小即可比较A、B的水平分速度的大小；最后根据即可比较出落地时速度的大小． 对A项：斜抛运动中的A、B球都只受重力，由牛顿第二定律知，它们的加速度均为g,故A项错误；对B项：斜抛运动可分解为水平方向的直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，由于两球运动的最大高度相同，故它们上升时间和下落时间均相等，故B错误；对C项：在最高点时，小球的竖直分速度为零，只有水平分速度，由水平位移：，且知B的水平分速度大于A的水平分速度，则B在最高点的速度比A在最高点的大，C项正确；对D项：由于高度相同，则由知：A、B球落地的竖直分速度相同，故落地的速度由得：B球大于A球，故D项正确．故答案为CD． 【考点定位】斜上抛运动，运动的合成与分解，要注意理解斜上抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的的匀变速直线运动．难度：中等． 12. 如图所示为一个半径为5m的圆盘，正绕其圆心做匀速转动，当圆盘边缘上的一点A处在如图所示位置的时候，在其圆心正上方20m的高度有一个小球正在向边缘的A点以一定的速度水平抛出，取g=10 m/s2，要使得小球正好落在A点，则不正确的是（　　） A. 小球平抛的初速度一定是2.5m/s B. 小球平抛的初速度可能是2.5m/s C. 圆盘转动的角速度一定是πrad/s D. 圆盘转动的角速度可能是πrad/s 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据 得 则小球平抛的初速度 故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； CD．根据 （n=1、2、3） 解得圆盘转动的角速度 rad/s（n=1、2、3） 故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。 故选BC 13. 有关圆周运动的基本模型，下列说法不正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大，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、位置分别做匀速圆周运动，则在、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 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时，由向心力 可知支持力小于重力，所以处于失重状态，故A错误； B．如图b所示是一圆锥摆，增大，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的半径为 由 可知 则圆锥摆的角速度不变，故B正确； C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的、位置分别做匀速圆周运动，则在、两位置小球所受筒壁的支持力大小 即支持力相等，由 可知，两球做圆周运动的半径不同，所以角速度不同，故C错误； D．火车转弯超过规定速度行驶时，重力与支持力的合力不足以提供向心力，火车做离心运动，外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。 故选ACD。 14. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为、、，在轨道Ⅱ上的运行周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. B. 火星的密度为 C. 着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P点的加速度为 D. 着陆器在轨道Ⅱ上经过S点的速度大于火星的第一宇宙速度 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A．着陆器在P点两次变轨都是做近心运动，所以需要向前喷火减速，所以v1>v2>v3，故A正确； B．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，由万有引力提供向心力得 计算得，火星质量为 火星体积为 上两式带入密度公式，计算得 故B正确； C．着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动,其加速度，但在Ⅰ轨道上火星经过P点时做近心运动，故用上式计算加速度有误，故C错误； D．由万有引力提供向心力得 得火星第一宇宙速度为 轨道Ⅱ上圆周运动时半径R变大，故v比宇宙第一速度小，故D错误。 故选AB。 第II卷（非选择题） 三、实验题（共3小题，总分20分） 15. 某次研究性学习活动中，同学们用如图所示的带有一个白点的黑色圆盘进行自主探究。已知圆盘可绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，转速为。 （1）白点转动90°需用时___________s； （2）小华同学在暗室中用频闪光源照射圆盘，观察到白点仅在圆盘上两个位置出现，则频闪光源的频率最大为___________Hz； （3）小军同学利用手机摄像后慢放，则下列关于白点转动情况的描述中正确的是___________（填答案序号）。 A．若手机摄像设置为19帧／秒，则观察到白点顺时针转动 B．若手机摄像设置为21帧／秒，则观察到白点顺时针转动 C．若手机摄像设置为10帧／秒，则观察到白点处于静止状态 【答案】 ①. ②. 40 ③. AC 【解析】 【详解】（1）[1]转速为因此周期为 因此转过90°需用时 （2）[2] 小华同学在暗室中用频闪光源照射圆盘，观察到白点仅在圆盘上两个位置出现，当转盘转半个周期时，刚好拍摄一次，则满足 则 （3）[3] 转动频率为 若手机摄像设置为19帧／秒，频率为 所以则观察到白点顺时针转动，故A正确； 若手机摄像设置为21帧／秒，频率为 则观察到白点逆时针转动，故B错误； 若手机摄像设置为10帧／秒，频率为 则观察到白点处于静止状态，故C正确。 16. 某研究小组利用如图所示装置测定动摩擦因数，A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽（滑槽末端与桌面相切），B是质量为m的滑块（可视为质点）。 第一次实验：如图甲所示，将滑槽末端与桌面右端M点对齐并固定，让滑块从滑槽最高点由静止滑下，最终落在水平地面上的P点，测出M点距离地面的高度H、M点与P点间的水平距离。 第二次实验：如图乙所示，将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定，让滑块B从________位置由静止滑下，最终落在水平地面上的点，测出滑槽末端与桌面右端M点的距离L、M与点间的水平距离。 （1）第二次实验中，横线处应填__________。 （2）第一次实验中，滑块运动到M点时的速度大小为___________。（用实验中所测物理量的符号表示，已知重力加速度为g） （3）通过上述测量和进一步的计算，可求出滑块与桌面间的动摩擦因数，下列能引起实验误差的是__________。 A. H的测量 B. L的测量 C. g值的准确程度 （4）若实验中测得、、、，则滑块与桌面间的动摩擦因数________。 【答案】 ①. 滑槽最高点由静止滑下 ②. ③. AB##BA ④. 0.5 【解析】 【详解】（1）[1]第二次实验中，应让滑块B仍从滑槽最高点由静止滑下。 （2）[2]第一次实验中，滑块到达M点后将做平抛运动，有 解得 （3）[3]第二次实验中，滑块依然在M点做平抛运动，其此时的速度为，有 解得 滑块在水平桌面上运动，由动能定理有 解得 由表达式可知，会引起误差的可能H的测量，可能是L的测量，也可能是、的测量。 故选AB。 （4）[4]将题中的数据带入解得 17. 未来中国宇航员将会登月成功，假设宇航员在登月前后做两次物理实验，分别测量物体的质量和月球的质量。 实验一：宇宙飞船绕月球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平直接称量物体的质量，宇航员在飞船中用如图所示的装置来间接测量小球的质量，给小球一个初速度，让它在细线的拉力下做匀速圆周运动，飞船中还有刻度尺、秒表两种测量工具。 实验二：宇航员抵达半径为R的月球后，仍用同样的装置做实验，给质量为m（实验一已测出）的小球－个初速度，使其在竖直平面内做变速圆周运动，月球表面没有空气，拉力传感器显示小球在最低点、最高点读数差的绝对值为△F，根据圆周运动的动力学公式和机械能守恒定律可得△F恒为小球在月球表面重力的6倍，已知引力常量为G。 根据题中提供的条件和测量结果回答下列问题： (1)实验一：若已知小球做匀速圆周运动时拉力传感器的示数为F，还需要测量的物理量是_____和周期，为了减小测量周期的误差，可测量n转对应的时间t，则待测小球质量的表达式为m=_____； (2)实验二：测得月球表面的重力加速度为_____，月球的质量为_____。（小球的质量用m表示） 【答案】 ①. 小球做匀速圆周运动的半径r ②. ③. ④. 【解析】 【详解】(1)[1][2]拉力传感器已测出拉力F，可知要间接测量小球的质量，还需要测量的物理量是小球做匀速圆周运动的半径r；根据测量n转对应的时间t，得其做匀速圆周运动的周期为 根据牛顿第二定律得 解得 (2)[3][4]设月球表面的重力加速度为g月，△F恒为小球在月球表面重力的6倍，有 △F=6mg月 解得月球表面的重力加速度为 根据月球表面上物体受到的万有引力等于其所受重力，得 联立解得月球的质量为 四、计算题（18题7分，19题8分，20题9分，21题10分，共34分） 18. 如图所示，AB为斜面，倾角为，小球从A点以初速度水平抛出，恰好落到B点。 （1）求A、B间的距离及小球在空中飞行的时间； （2）从抛出开始，经过多长时间小球与斜面间的距离最大？最大距离为多少？ 【答案】（1），；（2）， 【解析】 【详解】(1)小球在空中的飞行时间记为t，则水平方向位移 竖直方向位移 解得 ， (2)如图所示 小球的速度方向平行于斜面时，小球离斜面的距离最大， 此时有 故运动时间 此时小球的水平位移为 又此时小球速度方向的反向延长线交横轴于处， 故小球离斜面的最大距离为 19. 如图所示，一个质量为0．4 kg的小球，以初速度从A点平抛出去，恰好从B点沿切线进入圆弧，经过圆弧后从D点射出，又恰好落到B点。已知圆弧半径，，A与D高度差为，。求： （1）的大小； （2）A、D的水平距离； （3）在D点时，小球对管壁的作用力。 【答案】（1）；（2）；（3）方向竖直向下 【解析】 【详解】（1）小球从A到B做平抛运动，竖直方向上有 解得 到达B点时 联立可得 （2）A、D的水平距离为 解得 （3）小球从D到B 解得 在D点 解得 小球对管壁的作用力 方向竖直向下。 20. 如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G。求： （1）A星球做圆周运动的半径R和B星球做圆周运动的半径r； （2）两星球做圆周运动的周期； （3）如果把星球A质量的搬运到B星球上，并保持A和B两者中心之间距离仍为L。则组成新的稳定双星后那么星球A做圆周运动的轨道半径和周期如何变化。 【答案】（1），；（2）；（3）半径变大；周期不变 【解析】 【详解】（1）令A星的轨道半径为R，B星的轨道半径为r，则由题意有 两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有 可得 又因为 所以可以解得 ， （2）根据(1)可以得到 两式联立解得 （3）根据 知M变大，R变大； 根据 总质量保持不变，距离不变，可知周期不变。 21. 某游乐场的滑梯可以简化为如图所示竖直面内的ABCD轨道，AB为长L=6m、倾角α=37°的斜轨道，BC为水平轨道，CD为半径R=15m、圆心角β=37°的圆弧轨道，轨道AB段粗糙，其余各段均光滑。一小孩（可视为质点）从A点以初速度下滑，沿轨道运动到D点时的速度恰好为零（不计经过B、C点时的能量损失）。已知该小孩的质量m=30kg，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，不计空气阻力，求∶ （1）该小孩第一次经过圆弧轨道C点时对圆弧轨道的压力； （2）该小孩与AB段间的动摩擦因数。 【答案】（1）420N，方向竖直向下；（2）0.25 【解析】 【详解】（1）由C到D，速度减为0，由动能定理得 解得 在C点时，由牛顿第二定律得 解得 FN=420N 根据牛顿第三定律，小孩第一次经过圆弧轨道C点时对圆弧轨道的压力为420N，方向竖直向下。 （2）小孩从A运动到D的过程中，由动能定理得 解得 μ=0.25 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $