精品解析：江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期3月上双周测物理试题

江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期3月上双周测 物理试题 一、选择题（本题共6小题，每小题7分，共42分） 1. 如图为运动员在短道速滑比赛中的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则该运动员（　　） A. 所受的合力为零，加速度为零 B. 所受的合力恒定，加速度不变 C. 所受的合力变化，加速度方向不变 D. 所受的合力变化，加速度大小不变 2. 手指陀螺如图所示，陀螺上有两个固定点A、B，其中A离转动轴较远。当陀螺转动时，下列说法不正确的是（　　） A. A点的周期和B点的周期相等 B. A点的角速度和B点的角速度相等 C. A点的线速度大于B点的线速度 D. A点的向心加速度小于B点的向心加速度 3. 如图所示，照片中视为质点的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，图中圆形虚线所示为该车运动轨迹，半径R为50m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.2倍，g取。则运动的汽车（　　） A. 所受的合力可能为零 B. 只受重力和地面的支持力作用 C. 所需的向心力由重力和支持力的合力提供 D. 最大速度不能超过10m/s 4. 水星轨道在地球轨道内侧，地球和水星的公转周期的比值为k，通过位于贵州的中国天眼FAST（目前世界上口径最大、最精密的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角）为θ，则sinθ的最大值为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，在半径为R均匀质量分布的某个球形天体中，挖去一半径为的球形空穴，空穴跟球形天体相切。另一均匀小球，其球心位于跟空穴中心连线上的A处，小球球心与球形空穴中心距离为d=2R，万有引力常量为G，已知两个球之间的万有引力大小为F0。现将小球向左移动使得d=，这时两球间的引力F与F0的比值约等于（ ） A. B. C. D. 6. 哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为，若地球的公转轨道可视为半径为的圆轨道，哈雷彗星的公转周期为。则哈雷彗星（　　） A. 质量 B. 公转周期年 C. 在近日点与远日点的速度大小之比为 D. 在近日点与远日点的加速度大小之比为 二、非选择题（第7题15分，第8题15分，第9题13分） 7. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。 （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________； A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径___________（选填“相同”或“不同”）； （3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板___________（填“A、C”或者“B、C”） 8. 如图所示，质量为m的小球用长为的细线悬于固定点B，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角是θ，重力加速度为g。不计空气阻力，求 （1）细线对小球的拉力大小F； （2）小球做圆周运动的周期T； （3）若保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，改变绳长，小球运动周期是否变化。 9. 如图所示，有一质量为，半径为，密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点，现从中挖去一半径为的球体，试求： （1）剩余部分对质点的引力大小； （2）若在挖空部分填满另外一种密度为原来2倍的物质，求填充后的实心体对质点的引力大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江苏省南京市某校2023-2024学年高一下学期3月上双周测 物理试题 一、选择题（本题共6小题，每小题7分，共42分） 1. 如图为运动员在短道速滑比赛中的精彩瞬间。假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则该运动员（　　） A. 所受的合力为零，加速度为零 B. 所受的合力恒定，加速度不变 C. 所受的合力变化，加速度方向不变 D. 所受的合力变化，加速度大小不变 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，其做匀速圆周运动，由匀速圆周知识点可知，其所受合力提供做匀速圆周运动的向心力，即合力时刻指向圆心，但合力大小不变；由牛顿第二定律可知，因为合力大小不变，方向时刻改变，所以加速度大小不变，方向时刻指向圆心。 故选D。 2. 手指陀螺如图所示，陀螺上有两个固定点A、B，其中A离转动轴较远。当陀螺转动时，下列说法不正确的是（　　） A. A点的周期和B点的周期相等 B. A点的角速度和B点的角速度相等 C. A点的线速度大于B点的线速度 D. A点的向心加速度小于B点的向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】AB．AB同轴转动可知A点的角速度和B点的角速度相等，根据 可知A点的周期和B点的周期相等。故AB正确； C．根据圆周运动规律 可知角速度相同，半径越大，线速度越大，即A点的线速度大于B点的线速度。故C正确； D．根据向心加速度公式 可知角速度相同，半径越大，向心加速度越大。即A点的向心加速度大于B点的向心加速度。故D错误。 题目要求选择不正确的，故选D。 3. 如图所示，照片中视为质点的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，图中圆形虚线所示为该车运动轨迹，半径R为50m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.2倍，g取。则运动的汽车（　　） A. 所受的合力可能为零 B. 只受重力和地面的支持力作用 C. 所需的向心力由重力和支持力的合力提供 D. 最大速度不能超过10m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，汽车做匀速圆周运动，其汽车受到的静摩擦力提供做匀速圆周运动的向心力，所以其合力不可能为零，故A项错误； BC．对汽车受力分析，其受到重力、支持力以及静摩擦力，其中静摩擦力提供汽车做匀速圆周运动的向心力，故BC错误； D．由之前的分析，设最大速度为v，有 解得 故D项正确。 故选D。 4. 水星轨道在地球轨道内侧，地球和水星的公转周期的比值为k，通过位于贵州的中国天眼FAST（目前世界上口径最大、最精密的单天线射电望远镜）观测水星与太阳的视角（观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角）为θ，则sinθ的最大值为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设水星的运动半径为，周期为，地球的运动半径为，周期为，根据开普勒第三定律 有 的最大值为 故选C。 5. 如图所示，在半径为R均匀质量分布的某个球形天体中，挖去一半径为的球形空穴，空穴跟球形天体相切。另一均匀小球，其球心位于跟空穴中心连线上的A处，小球球心与球形空穴中心距离为d=2R，万有引力常量为G，已知两个球之间的万有引力大小为F0。现将小球向左移动使得d=，这时两球间的引力F与F0的比值约等于（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】假设球体完整，对小球的万有引力为 挖去部分对小球的万有引力为 剩余部分球体对小球的万有引力为 当小球左移动使得时，同理假设球体完整，对小球的万有引力为 挖去部分对小球的万有引力为 剩余部分球体对小球的万有引力为 所以 故选A。 6. 哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆，在近日点与太阳中心的距离为，在远日点与太阳中心的距离为，若地球的公转轨道可视为半径为的圆轨道，哈雷彗星的公转周期为。则哈雷彗星（　　） A. 质量 B. 公转周期年 C. 在近日点与远日点的速度大小之比为 D. 在近日点与远日点的加速度大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由万有引力定律可以计算中心天体的质量，依题意哈雷彗星是环绕天体，其质量无法由万有引力提供向心力模型计算。故A错误； B．由开普勒第三定律可得 其中，解得 故B错误； C．根据开普勒第二定律，取时间微元，结合扇形面积公式 可得 解得 故C错误； D．在近日点时，由牛顿第二定律可得 在远日点时，由牛顿第二定律可得 联立，解得 故D正确。 故选D。 二、非选择题（第7题15分，第8题15分，第9题13分） 7. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。 （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________； A. 探究平抛运动的特点 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 （2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径___________（选填“相同”或“不同”）； （3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板___________（填“A、C”或者“B、C”） 【答案】（1）B （2）相同 （3）A、C 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。 A．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误； B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确； C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要控制质量和角速度相同，两侧塔轮边缘的线速度大小相等，根据 可知需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径相同。 【小问3详解】 当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要控制质量和半径相同，则需要把质量相同的小球分别放在挡板A、C。 8. 如图所示，质量为m的小球用长为的细线悬于固定点B，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角是θ，重力加速度为g。不计空气阻力，求 （1）细线对小球的拉力大小F； （2）小球做圆周运动的周期T； （3）若保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，改变绳长，小球运动周期是否变化。 【答案】（1）；（2）；（3）不变 【解析】 【详解】（1）对小球进行受力分析如图所示 则有 （2）根据 解得 周期 （3）根据上述有 根据几何关系有 解得 可知，若保持轨迹圆的圆心O到悬点B的距离h不变，增大绳长l，小球做匀速圆周运动的角速度ω不会发生改变，周期不变。 9. 如图所示，有一质量为，半径为，密度均匀的球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点，现从中挖去一半径为的球体，试求： （1）剩余部分对质点的引力大小； （2）若在挖空部分填满另外一种密度为原来2倍的物质，求填充后的实心体对质点的引力大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）没挖去前，球体对质点m的万有引力 根据 可知挖去部分的质量是球体质量的，则挖去部分对质点m的引力 则剩下部分对m的万有引力 （2）若挖去的小球中填满原来球的密度的2倍的物质，该物质的质量为，则该物质对质点m的万有引力 所以质点所受的万有引力 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $