精品解析：天津市南开大学附属中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷

南开大学附中2024~2025学年度下学期第一次阶段检测 高一物理学科试卷 一、单项选择题（每题3分，共30分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的） 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 物体在变力作用下一定做曲线运动 B. 物体在恒力作用下可能做曲线运动 C. 做曲线运动的物体，加速度一定发生变化 D. 做曲线运动的物体，速度大小一定发生变化 【答案】B 【解析】 【详解】A．物体受变力作用时，如果该力与初速度方向在同一直线上，物体做直线运动，故A错误； BC．物体受恒力作用时，如果该力方向与初速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动，且加速度不变，故B正确，C错误； D．做曲线运动的物体，速度方向一定改变，但大小可能不变，故D错误。 故选B。 2. 2024年9月25日，中国人民解放军火箭军成功发射1枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，采用钱学森弹道准确落入预定海域。如图是导弹的飞行轨迹，导弹的速度v与所受合外力的关系可能正确的是（　　） A. 图中A点 B. 图中B点 C. 图中C点 D. 图中D点 【答案】C 【解析】 【详解】根据曲线运动的特点，可知速度v方向沿运动轨迹的切线方向，合外力F方向指向运动轨迹的凹侧，轨迹在两者之间，故图中C点符合要求，A点、B点、D点不符合要求。 故选C。 3. 要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可采用的是（　　） A. 使两物体的质量各减小一半，距离不变 B. 使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变 C. 使两物体的质量和距离都减小为原来的 D. 使其中一个物体的质量及距离增大到原来的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】要使两物体间的万有引力减小到原来的，根据 A．使两物体的质量各减小一半，距离不变，则万有引力变为原来的，A错误； B．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，则万有引力变为原来的，B错误； C．使两物体的质量和距离都减小为原来的，则万有引力不变，C错误； D．使其中一个物体的质量及距离增大到原来的2倍，则万有引力变为原来的，D正确。 故选D。 4. 如图，小船S要过河，处为小船的正对岸位置，河宽，水流速度，小船在静水中划行的速度。下列说法中正确的是（　　） A. 小船到达河对岸位置离点的最小距离为 B. 小船过河的最短时间为 C. 若水流速度变大，小船到达河对岸位置离点的最小距离一定变大 D. 若水流速度变大，小船过河的最短时间一定变长 【答案】B 【解析】 【详解】BC．当船头指向垂直河岸时，小船过河的时间最短，则有 若水流速度变大，小船过河的最短时间不变，故B正确，C错误； AD．由于小船在静水中划行速度大于水流速度，则小船的合速度可以垂直与河岸，小船可以到达正对岸，则小船到达河对岸位置离点的最小距离为0；若水流速度变大，小船到达河对岸位置离点的最小距离仍可能为0，故AD错误。 故选B。 5. 如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬于O点，细线与竖直方向的夹角为，使小球在水平面内以P为圆心做匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）。 A. 向心力的大小等于 B. 向心力是细线对小球的拉力和小球所受重力的合力 C. 向心力的大小等于细线对小球的拉力 D. 小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力作用 【答案】B 【解析】 【详解】对小球进行受力分析，小球到重力和细线的拉力作用，细线对小球的拉力和小球所受重力的合力提供所需的向心力；竖直方向有 水平方向有 联立可得 故选B。 6. 如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方．则它们运动的 A. 向心力F 甲＞F 乙 B. 线速度υ甲＞υ乙 C. 角速度ω甲＞ω乙 D. 向心加速度a 甲＞a 乙 【答案】B 【解析】 【详解】为了分析计算的方便，我们把甲、乙两小球定义为A、B球，对A、B两球进行受力分析，两球均只受重力和漏斗给的支持力FN．如图所示 A项：设漏斗顶角一半为，则，由于两球质量相等，所以A、B两球的向心力相等，故A错误； B项：由公式可得：，由于A球的半径比B球半径更大，所以，故B正确； C项：由公式可得：，由于A球的半径比B球半径更大，所以，故C错误； D项：由公式可得：，所以，故D错误． 7. 为空间站补给物资，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（　　） A. “结合体”运行的速率与“天宫空间站”运行的速率相同 B. “天宫空间站”运行的加速度大于“天舟五号”运行的加速度 C. “天宫空间站”的运行周期小于“天舟五号”的运行周期 D. “结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力 【答案】A 【解析】 【详解】A．“天宫空间站”绕地运行时，万有引力提供向心力，则有 可得 由上式可知，“天宫空间站”的圆周运动半径不变时，则其运行速度大小始终不变，即“结合体”运行的速率与“天宫空间站”运行的速率相同，故A正确； B．根据 解得 可知，轨道半径越小，向心加速度越大，则“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟五号”的向心加速度，故B错误； C．根据 “天宫空间站”的运行周期大于“天舟五号”的运行周期，故C错误； D．根据 可知，轨道半径相同时，由于“结合体”的质量大于对接前“天宫空间站”的质量，则“结合体”受到地球的引力比“天宫空间站”受到地球的引力大，故D错误。 故选A 8. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的。已知铁轨平面与水平面的夹角为，弯道处的圆弧半径为R。若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 火车受铁轨的支持力大小为 B. C. 若火车速度小于v，外轨将受到侧压力作用 D. 若火车速度大于v，内轨将受到侧压力作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．对火车受力分析可得 所以火车受铁轨的支持力大小为 火车拐弯速度为 故A错误，B正确； CD．若火车速度小于v，则重力与支持力的合力大于所需要的向心力，则火车将挤压内轨，受到内轨沿轨道平面向上的支持力作用。同理，若火车速度大于v，则重力与支持力的合力小于所需要的向心力，则火车将挤压外轨，受到外轨沿轨道平面向下的支持力作用。故CD错误。 故选B。 9. 如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长L=0.9m的细绳悬于以v=3m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止瞬间，两悬线中的张力之比为（ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 3∶1 【答案】B 【解析】 【详解】由于两小球跟随小车一起向右运动，当小车突然停止瞬间，由于小球具有惯性，小球A将向右摆动，做圆周运动。而小球B由于被小车挡住，则不能向右摆动做圆周运动。故对小球A有 对小球B有 联立可得 故选B。 10. “双星系统”是由相距较近的两颗恒星组成，每个恒星的半径远小于两个恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，A星球的质量为，B星球的质量为，它们中心之间的距离为L，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. A、B两星球做圆周运动的半径之比为 B. A、B两星球做圆周运动的角速度之比为 C. A星球的轨道半径 D. 双星运行的周期 【答案】D 【解析】 【详解】AC．双星靠它们之间的万有引力提供向心力，A星球的轨道半径为r1，B星球的轨道半径为r2，根据万有引力提供向心力有 解得A、B两星球做圆周运动的半径之比为 由 解得 故AC错误； B．A、B两星球做圆周运动的周期相同，角速度之比为，故B错误； D．根据万有引力等于向心力有 又 解得 故D正确。 故选D。 二、不定项选择题（每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。） 11. 如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，左轮的半径为2r，a、b分别是两轮边缘上的点，c是左轮轮盘上的一点，它到左轮中心的距离为r。若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　） A. a点与b点的周期之比为1：1 B. a点与b点的角速度大小之比为2：1 C. a点与c点的线速度大小之比为1：2 D. b点与c点的周期之比为1：1 【答案】BD 【解析】 【详解】B．a、b分别是两轮边缘上的点，靠传送带传动，两点的线速度相等。根据 由于a、b的半径之比为1：2，所以a点与b点的角速度大小之比为2：1，B正确； A．由 a点与b点的周期之比为1：2，A错误； C．a、b的线速度相等，b、c属于同轴转动，角速度相等，根据 可知b、c的线速度大小之比为2：1，所以a点与c点的线速度大小之比为2：1，C错误； D．b、c属于同轴转动，周期相等，D正确。 故选BD。 12. 生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，细绳的一端系着质量为m的重物A，另一端由人握着以速度v向左匀速移动。经过图示位置时，细绳与水平方向的夹角为，则在人向左匀速移动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 重物加速上升 B. 重物以速度v匀速上升 C. 细绳对重物的拉力有可能等于它的重力 D. 若，则人与重物的速度大小之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．将人的速度分解为沿细绳方向和垂直细绳方向，重物A的速度等于沿绳方向的速度，则有 由于人向左以速度匀速移动过程，逐渐减小，逐渐增大，则重物向上做加速运动，故A正确，B错误； C．由于重物向上做加速运动，所以重物所受合力向上，则细绳对重物的拉力始终大于它的重力，故C错误； D．若时，则人与重物的速度大小之比 故D正确。 故选AD。 13. 嫦娥四号探测器到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道。整个奔月过程简化如下：嫦娥四号探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过点时变轨进入圆形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上经过点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行时，在点的加速度大于在嫦娥四号沿轨道Ⅰ运行时，在点的加速度 B. 嫦娥四号在地月转移轨道上点的速度大于在轨道Ⅰ上点的速度 C. 嫦娥四号在轨道Ⅰ上的运行速度小于月球的第一宇宙速度 D. 嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 【答案】BC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 为与球心间距离，所以嫦娥四号探测器沿轨道Ⅱ运行时，在点的加速度等于沿轨道Ⅰ运行时在点的加速度，故A错误； B．嫦娥四号在地月转移轨道上经过点若要由高轨道变轨到低轨道进入轨道Ⅰ，需要在切点位置减速，所以在地月转移轨道上经过点的速度比在轨道Ⅰ上经过点时速度大，故B正确； C．根据 解得 月球的第一宇宙速度是卫星贴近月球表面做匀速圆周运动的速度，嫦娥四号在轨道Ⅰ上的半径大于月球半径，可知嫦娥四号在轨道Ⅰ上的运行速度比月球的第一宇宙速度小，故C正确； D．嫦娥四号在轨道Ⅱ上运动的半长轴小于在轨道Ⅰ上运动的轨道半径，根据开普勒第三定律可知，嫦娥四号在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅰ上运行的周期，故D错误。 故选BC。 14. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（　　） A. a的向心加速度等于重力加速度g，c的向心加速度大于d的向心加速度 B. 在相同时间内b转过的弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等 C. c在4小时内转过的圆心角是，a在2小时内转过的圆心角是 D. b的周期一定小于d的周期，d的周期一定小于24小时 【答案】BC 【解析】 【详解】A．a在地球表面随地球一起转动，其万有引力等于重力与向心力之和，且重力远大于向心力，故a的向心加速度远小于重力加速度g，根据牛顿第二定律，万有引力提供向心力 解得向心加速度 由于卫星d的轨道半径大于卫星c的轨道半径，所以卫星c的向心加速度大于d的向心加速度，故A错误； B．地球静止卫星c绕地球运动角速度与地球自转角速度相同，相同时间内a、c转过的弧长对应的角度相等，由 可得 轨道半径越小速度越大，则vb > vc > vd，又a与c角速度相等，且a的轨道半径小于c的轨道半径，故vc > va，即b的速度最大，所以在相同时间内b转过的弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等，故B正确； C．a、c角速度相同，在4小时内转过的圆心角都为，在2小时内转过的圆心角都为，故C正确； D．c和b的轨道半径都小于d的轨道半径，由开普勒第三定律可知，b的运动周期一定小于d的运动周期，d的运动周期一定大于c的运动周期（24小时），故D错误。 故选BC。 15. 如图甲所示，小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点时的速度大小为v，此时绳子的拉力大小为FT，拉力FT与速度的平方v2的关系图像如图乙所示。图像中的数据a和b，包括重力加速度g都为已知量，假设小球质量为，则以下说法正确的是（　　） A. B. C. D. 利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨迹半径 【答案】BD 【解析】 【详解】在最高点时由牛顿第二定律可知 解得 当FT=0时 a=v2=gr 当v2=2a时 b=FT=mg 可得 可得小球的质量 故选BD。 三、实验题（每空2分，共14分） 16. 用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的_____。 A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 微小量放大法 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1：1，是探究哪两个物理量之间的关系_____。 A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. 1：2 B. 2：1 C. 1：4 D. 4：1 【答案】（1）C （2）A （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1]利用该装置在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的控制变量法，故选C。 【小问2详解】 [1]实验中，两球质量不相同，变速塔轮的半径之比为1：1，则角速度相等，根据 此时可研究向心力的大小F与质量m的关系，故选A。 【小问3详解】 [1]根据 小球质量和圆周运动半径相等，两个小球所受向心力的比值为1：4，可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为2：1，故选B。 17. 某小组做“探究平抛运动的特点”的实验： （1）探究一：用如图甲、乙两种装置研究平抛运动，以下说法正确的是__________。 A. 图甲探究平抛运动竖直方向的运动规律 B. 图甲探究平抛运动水平方向的运动规律 C. 图乙探究平抛运动竖直方向的运动规律 D. 图乙探究平抛运动水平方向的运动规律 探究二：用如下图甲装置通过多次描点获得小球平抛运动的轨迹 （2）以下实验过程的一些做法，其中合理的有__________。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 每次应该从斜槽上的同一位置无初速度释放小球 C. 为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 D. 每次必须严格的等距离下降记录小球位置 （3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为__________。（重力加速度） （4）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球在B点的竖直分速度为__________。（重力加速度） 【答案】（1）AD （2）AB （3）1.6 （4）2 【解析】 【小问1详解】 AB．图甲中两球在竖直方向有相同的运动情况，探究平抛运动竖直方向的运动规律，故A正确，B错误； CD．图乙中两球在水平方向有相同运动情况，探究平抛运动水平方向的运动规律，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 A．为了保证小球的初速度水平，通过调节使斜槽的末端必须保持水平，故A正确； B．为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，每次应该从斜槽上的同一位置无初速度释放小球，故B正确 C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点需要用平滑的曲线连接，故C错误； D．每次不需要等距离下降记录小球位置，故D错误。 故选AB。 【小问3详解】 图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，竖直方向有 可得 则小球做平抛运动的初速度为 【小问4详解】 由图丙，竖直方向有 可得 则该小球在B点的竖直分速度为 四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。） 18. 捶丸起源于唐代的步打球，是一种以杖击球的体育活动，类似今天的高尔夫。如图所示，某次捶丸游戏中游戏者将可视为质点的小球从斜面顶端A点以水平初速度击出，小球落到斜面上某点。已知斜面倾角，不计空气阻力，取。 （1）求小球在空中运动的时间t； （2）求小球落到斜面前瞬间的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动规律有 代入题中数据，解得 【小问2详解】 球落在斜面时，竖直方向速度 则小球落到斜面前瞬间的速度大小 19. 如图所示，一辆质量的小汽车静止在一座半径的圆弧形拱桥顶部。取。 （1）求此时小汽车对圆弧形拱桥的压力大小。 （2）若小汽车以的速度经过拱桥的顶部，则小汽车对圆弧形拱桥的压力为多大？ 【答案】（1） （2）8000N 【解析】 【小问1详解】 小汽车静止在桥顶时，受重力和拱桥的支持力作用，根据受力平衡有 根据牛顿第三定律，小汽车对拱桥的压力大小为。 【小问2详解】 汽车经过桥顶部时，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律，小汽车对拱桥的压力大小为8000N。 20. 2021年2月10日，我国“天问一号”火星探测器顺利进入环火轨道。已知“天问一号”绕火星做匀速圆周运动的周期为T，距火星表面的高度为h，火星的半径为R，引力常量为G。求： （1）火星的质量M； （2）火星表面的重力加速度的大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】(1)对探测器，根据万有引力提供向心力 解得 (2)在火星表面，万有引力等于重力 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南开大学附中2024~2025学年度下学期第一次阶段检测 高一物理学科试卷 一、单项选择题（每题3分，共30分。在每题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的） 1. 关于曲线运动，下列说法正确的是（　　） A. 物体在变力作用下一定做曲线运动 B. 物体在恒力作用下可能做曲线运动 C. 做曲线运动的物体，加速度一定发生变化 D. 做曲线运动的物体，速度大小一定发生变化 2. 2024年9月25日，中国人民解放军火箭军成功发射1枚携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，采用钱学森弹道准确落入预定海域。如图是导弹的飞行轨迹，导弹的速度v与所受合外力的关系可能正确的是（　　） A. 图中A点 B. 图中B点 C. 图中C点 D. 图中D点 3. 要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可采用的是（　　） A. 使两物体的质量各减小一半，距离不变 B. 使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变 C. 使两物体的质量和距离都减小为原来的 D. 使其中一个物体的质量及距离增大到原来的2倍 4. 如图，小船S要过河，处为小船的正对岸位置，河宽，水流速度，小船在静水中划行的速度。下列说法中正确的是（　　） A. 小船到达河对岸位置离点的最小距离为 B. 小船过河的最短时间为 C. 若水流速度变大，小船到达河对岸位置离点的最小距离一定变大 D. 若水流速度变大，小船过河的最短时间一定变长 5. 如图所示，质量为m的小球用长为L的细线悬于O点，细线与竖直方向的夹角为，使小球在水平面内以P为圆心做匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　）。 A. 向心力的大小等于 B. 向心力是细线对小球的拉力和小球所受重力的合力 C. 向心力的大小等于细线对小球的拉力 D. 小球受到重力、细线的拉力和向心力三个力作用 6. 如图所示，质量相等的甲、乙两个小球，在光滑玻璃漏斗内壁做水平面内的匀速圆周运动，甲在乙的上方．则它们运动的 A. 向心力F 甲＞F 乙 B. 线速度υ甲＞υ乙 C. 角速度ω甲＞ω乙 D. 向心加速度a 甲＞a 乙 7. 为空间站补给物资，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（　　） A. “结合体”运行的速率与“天宫空间站”运行的速率相同 B. “天宫空间站”运行的加速度大于“天舟五号”运行的加速度 C. “天宫空间站”的运行周期小于“天舟五号”的运行周期 D. “结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力 8. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的。已知铁轨平面与水平面的夹角为，弯道处的圆弧半径为R。若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 火车受铁轨的支持力大小为 B. C. 若火车速度小于v，外轨将受到侧压力作用 D. 若火车速度大于v，内轨将受到侧压力作用 9. 如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长L=0.9m的细绳悬于以v=3m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触，由于某种原因，小车突然停止瞬间，两悬线中的张力之比为（ ） A. 1∶1 B. 1∶2 C. 2∶1 D. 3∶1 10. “双星系统”是由相距较近的两颗恒星组成，每个恒星的半径远小于两个恒星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体，它们在相互间的万有引力作用下，绕某一点做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，A星球的质量为，B星球的质量为，它们中心之间的距离为L，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. A、B两星球做圆周运动半径之比为 B. A、B两星球做圆周运动的角速度之比为 C. A星球的轨道半径 D. 双星运行的周期 二、不定项选择题（每小题4分，共20分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。） 11. 如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，左轮的半径为2r，a、b分别是两轮边缘上的点，c是左轮轮盘上的一点，它到左轮中心的距离为r。若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　） A. a点与b点的周期之比为1：1 B. a点与b点的角速度大小之比为2：1 C. a点与c点的线速度大小之比为1：2 D. b点与c点的周期之比为1：1 12. 生活中人们通常利用定滑轮来升降物体。如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，细绳的一端系着质量为m的重物A，另一端由人握着以速度v向左匀速移动。经过图示位置时，细绳与水平方向的夹角为，则在人向左匀速移动过程中，下列说法正确的是（　　） A 重物加速上升 B. 重物以速度v匀速上升 C. 细绳对重物拉力有可能等于它的重力 D. 若，则人与重物的速度大小之比为 13. 嫦娥四号探测器到达月球附近，成功实施近月制动，顺利完成“太空刹车”，被月球捕获并顺利进入环月轨道。整个奔月过程简化如下：嫦娥四号探测器从地球表面发射后，进入地月转移轨道，经过点时变轨进入圆形轨道Ⅰ，在轨道Ⅰ上经过点时再次变轨进入椭圆轨道Ⅱ。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行时，在点的加速度大于在嫦娥四号沿轨道Ⅰ运行时，在点的加速度 B. 嫦娥四号在地月转移轨道上点的速度大于在轨道Ⅰ上点的速度 C. 嫦娥四号在轨道Ⅰ上的运行速度小于月球的第一宇宙速度 D. 嫦娥四号沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 14. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（　　） A. a的向心加速度等于重力加速度g，c的向心加速度大于d的向心加速度 B. 在相同时间内b转过弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等 C. c在4小时内转过的圆心角是，a在2小时内转过的圆心角是 D. b的周期一定小于d的周期，d的周期一定小于24小时 15. 如图甲所示，小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点时的速度大小为v，此时绳子的拉力大小为FT，拉力FT与速度的平方v2的关系图像如图乙所示。图像中的数据a和b，包括重力加速度g都为已知量，假设小球质量为，则以下说法正确的是（　　） A. B. C. D. 利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨迹半径 三、实验题（每空2分，共14分） 16. 用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的_____。 A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 微小量放大法 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1：1，是探究哪两个物理量之间的关系_____。 A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. 1：2 B. 2：1 C. 1：4 D. 4：1 17. 某小组做“探究平抛运动的特点”的实验： （1）探究一：用如图甲、乙两种装置研究平抛运动，以下说法正确的是__________。 A. 图甲探究平抛运动竖直方向的运动规律 B. 图甲探究平抛运动水平方向的运动规律 C. 图乙探究平抛运动竖直方向的运动规律 D. 图乙探究平抛运动水平方向的运动规律 探究二：用如下图甲装置通过多次描点获得小球平抛运动的轨迹 （2）以下实验过程的一些做法，其中合理的有__________。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 每次应该从斜槽上的同一位置无初速度释放小球 C. 为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 D. 每次必须严格的等距离下降记录小球位置 （3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为__________。（重力加速度） （4）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球在B点的竖直分速度为__________。（重力加速度） 四、计算题（本题共3小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。只写出最后答案不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。） 18. 捶丸起源于唐代的步打球，是一种以杖击球的体育活动，类似今天的高尔夫。如图所示，某次捶丸游戏中游戏者将可视为质点的小球从斜面顶端A点以水平初速度击出，小球落到斜面上某点。已知斜面倾角，不计空气阻力，取。 （1）求小球在空中运动的时间t； （2）求小球落到斜面前瞬间的速度大小。 19. 如图所示，一辆质量的小汽车静止在一座半径的圆弧形拱桥顶部。取。 （1）求此时小汽车对圆弧形拱桥的压力大小。 （2）若小汽车以的速度经过拱桥的顶部，则小汽车对圆弧形拱桥的压力为多大？ 20. 2021年2月10日，我国“天问一号”火星探测器顺利进入环火轨道。已知“天问一号”绕火星做匀速圆周运动的周期为T，距火星表面的高度为h，火星的半径为R，引力常量为G。求： （1）火星的质量M； （2）火星表面的重力加速度的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$