精品解析：广东省东莞市五校2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷

广东省东莞市五校2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷 一、单选题（每题3分，共27分） 1. 在演示“做曲线运动的条件”的实验中，一个小钢球从斜面下滑至水平桌面上。第一次，桌面上没有放置磁铁，小钢球在水平桌面上做直线运动；第二次，在其运动路线的一侧放一块磁铁，小钢球做曲线运动。虚线①、②分别表示小钢球两次的运动轨迹。观察实验现象，以下叙述正确的是（　　） A. 小钢球沿虚线②运动时做类平抛运动，其轨迹是一条抛物线 B. 该实验说明做曲线运动的物体速度方向沿轨迹的切线方向 C. 该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上。 D. 该实验说明物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力方向与速度方向必须垂直 2. 如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正方向抛出的三个小球a、b、c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的（不计空气阻力），则（　　） A. a的飞行时间比b的长 B. b和c的飞行时间相同 C. a的初速度比b的小 D. b的初速度比c的小 3. 物体在两个互相垂直的力作用下运动的过程中，如图所示，力做功3J，力做功-4J，则的合力对物体做功为（　　） A. 5J B. 1J C. -1J D. 7J 4. 为了形象生动地说明圆周运动的运动规律， 教科书设置了许多插图，下列关于插图的表述正确的是（　　） A. 图甲旋转木马工作时，越靠外侧的木马线速度越小 B. 图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力提供向心力 C. 图丙空中飞椅游戏中，外排飞椅向心加速度更大 D. 图丁脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出 5. 2022年3月23日，航天员王亚平、叶光富在中国空间站太空舱（可视为匀速圆周运动）开设“天宫课堂”，课堂中演示了“水油分离”实验。如图所示，用细绳系住装有水和油混合液的瓶子，叶光富手持细绳的另一端，使瓶子在竖直平面内做圆周运动，已知水的密度大于油的密度。下列说法正确的是（　　） A. 瓶子不可能做匀速圆周运动 B. 瓶子处于完全失重，所以不受重力作用 C. 瓶子速度小于某一值就不能通过圆周的最高点 D. 油和水分离后，油在水的外侧 6. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时，表演者B在空中升起，当绳与水平方向之间的夹角为时，A与B的速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 7. 我国是世界上第一次首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。如图所示，“天问一号”火星探测器被火星捕获，从“调相轨道”经过变轨进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。P点、N点分别为停泊轨道上的近火点和远火点，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线在相同时间内扫过的面积，下列说法正确的是（ ） A. 探测器在P点的速度大于在N点的速度 B. 探测器在P点的加速度小于在N点的加速度 C. 图中两阴影部分的面积相等 D. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需制动减速 8. “二月二，龙抬头”是中国民间传统节日。每岁仲轿卯月之初、“龙角虽”犹从东方地平线上升起，故称“龙抬头”。0点后朝东北方天空看去，有两颗究见“角宿一”和“角宿二”，就是龙角星。该龙角星可视为双星系统，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。若“角宿一”的质量为m1、“角宿二”的质量为m2，它们中心之间的距离为L，公转周期为T，万有引力常量G。忽略自转的影响，则下列说法正确的是（　　） A. “角宿一”的轨道半径为 B. “角宿一”和“角宿二”的向心加速度之比为m1：m2 C. “角宿一”和“角宿二”的线速度之比为m1：m2 D. “角宿一”和“角宿二”做圆周运动的向心力之比为m1：m2 9. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间前进的距离为，且速度达到最大值，设这一过程中电动机的功率恒为，小车所受阻力恒为，那么这段时间内（　　） A. 小车做匀加速运动 B. 小车受到的合外力所做的功为 C. 小车受到的牵引力逐渐减小 D. 小车受到的牵引力做的功为 10. 如图所示为宇宙飞船分别靠近星球P和星球Q的过程中，其所受星球的万有引力F与到星球表面距离h的关系图象。已知星球P和星球Q的半径都为R，下列说法正确的是（ ） A. 星球P和星球Q的质量之比为1 ：2 B. 星球P表面和星球Q表面的重力加速度之比为1 ：2 C. 星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为2 ：1 D. 星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1 ： 二、多选题 11. 关于曲线运动,下列说法正确的是 A. 合外力的方向与物体速度方向不相同,物体一定做曲线运动 B. 物体在做曲线运动的过程中,某点的加速度方向不可能沿轨迹在该点的切线方向 C. 若合力方向与速度方向垂直,合力只改变物体速度的方向,不改变其速度的大小 D. 做曲线运动物体的加速度方向与其所受合外力方向不一定相同 12. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中，圆形拱桥半径为R，若最高点车速为时，车对桥顶的压力为零 B. 图b中，在固定圆锥筒（内壁光滑）内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 图c中，传送带运动过程中b、d两点的角速度相等 D. 图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，外轨对火车有侧压力 13. 有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b在地球的近地圆轨道上正常运行，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是（　　） A. 向心加速度大小关系是：，速度大小关系是： 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的周期一定大于24小时 14. 成语“簸扬糠秕”常用于自谦，形容自己无才而居前列。成语源于如图所示劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠秕因质量不同（米粒的质量大于糠秕的质量）而落到地面不同位置，以达到分离米粒和糠秕的目的。空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，糠秕的运动时间等于米粒的运动时间 B. 落地时，米粒重力的瞬时功率等于糠秕重力的瞬时功率 C. 从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功相同 D. 从释放到落地的过程中，风力对糠秕做功比对米粒做功多 15. 如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于A点．质量为m的物体从斜面上的B点由静止开始下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上．下列说法正确的是（　　） A. 物体最终将停在A点 B. 整个过程中物体第一次到达A点时动能最大 C. 物体第一次反弹后不可能到达B点 D. 整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功 三、实验题 16. 两个同学根据不同的实验条件，做了“探究平抛运动规律”的实验。 （1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度大小，两球仍然同时落地，这说明______； （2）乙同学采用频闪照相法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为L=2.5cm，重力加速度g取10m/s2.则该小球做平抛运动的初速度大小为______m/s，小球运动到C位置时已在空中运动了______s。 17. 某同学用如图a所示装置探究向心力与角速度和运动半径的关系。装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。 （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______的方法； A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 （2）若某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则电动机的角速度为______。 （3）若保持滑块P到竖直转轴中心的距离为L不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F和挡光时间。画出图像，如图b所示。实验中，测得图线的斜率为k，则滑块的质量为______。 （4）若保持竖直转轴转速不变，调节滑块P到竖直转轴中心的距离r，测得多组力F和r的数据，以F为纵轴，以______（填“”“”或“”）为横轴，将所测量的数据描绘在坐标系中，可以更直观地反映向心力大小与圆周运动半径r之间的关系。现测得挡光条的挡光时间为，则图线的斜率应为______。 四、解答题 18. 2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联披露，我国计划在2030年前实现载人登月。航天员站在月球上将一个质量为m的小球在距月球表面高为h处自由释放，经过时间t落地。已知引力常量为G，月球的半径为R。求 （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量M； （3）月球的第一宇宙速度。 19. 某校科技小组在体验了如图1所示的过山车游戏项目后，为更好研究过山车运动项目中的物理规律，科技组成员设计出如图2所示的装置。足够长的曲线轨道、长的水平直轨道、半径的竖直圆环轨道、长的水平直轨道、半径的水平半圆形管道、半径的竖直半圆形管道间平滑连接，其中圆环轨道最低点处的入、出口靠近且相互错开。将一可视为质点、质量为的小球从曲线轨道上某处静止释放，刚好沿竖直圆环轨道的内侧通过最高点。已知两段水平直轨道动摩擦因数都为，其余轨道阻力不计。两个半圆形管道的内径远小于其半径、且比小球直径略大。求： （1）小球经过竖直圆环轨道最高点时的速度大小； （2）小球经过水平半圆形管道上某点时，管道对其作用力大小； （3）若竖直半圆形管道的半径可在间调节，则小球从管道点水平抛出后落到与水平管道共面的水平面上时，其落地点至点的最大水平距离是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东省东莞市五校2024-2025学年高一下学期期中联考物理试卷 一、单选题（每题3分，共27分） 1. 在演示“做曲线运动的条件”的实验中，一个小钢球从斜面下滑至水平桌面上。第一次，桌面上没有放置磁铁，小钢球在水平桌面上做直线运动；第二次，在其运动路线的一侧放一块磁铁，小钢球做曲线运动。虚线①、②分别表示小钢球两次的运动轨迹。观察实验现象，以下叙述正确的是（　　） A. 小钢球沿虚线②运动时做类平抛运动，其轨迹是一条抛物线 B. 该实验说明做曲线运动的物体速度方向沿轨迹的切线方向 C. 该实验说明物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上。 D. 该实验说明物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力方向与速度方向必须垂直 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．小钢球沿虚线②运动时，受到磁铁的吸引力，吸引力是变力，因此运动轨迹不是抛物线，A错误； BCD．该实验说明物体做曲线运动的条件是：物体受到的合外力的方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，C正确，BD错误。 故选C。 2. 如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正方向抛出的三个小球a、b、c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的（不计空气阻力），则（　　） A. a的飞行时间比b的长 B. b和c的飞行时间相同 C. a的初速度比b的小 D. b的初速度比c的小 【答案】B 【解析】 【详解】AB．三个小球a、b和c均做平抛运动，竖直方向有 由题图可知 则有 a的飞行时间比b的短，b和c的飞行时间相同，故A错误，B正确； C. 小球a、b在水平方向做匀速直线运动，根据 由于小球a的水平位移大于小球b的水平位移，且a的飞行时间小于b的飞行时间，则a的初速度比b的大，故C错误； D. 小球b、c在水平方向做匀速直线运动，根据 由于小球b的水平位移大于小球c的水平位移，且b的飞行时间等于c的飞行时间，则b的初速度比c的大，故D错误。 故选B。 3. 物体在两个互相垂直的力作用下运动的过程中，如图所示，力做功3J，力做功-4J，则的合力对物体做功为（　　） A. 5J B. 1J C. -1J D. 7J 【答案】C 【解析】 【详解】当有多个力对物体做功的时候，总功的大小就等于用各个力对物体做功的和，则的合力对物体做功为。 故选C。 4. 为了形象生动地说明圆周运动的运动规律， 教科书设置了许多插图，下列关于插图的表述正确的是（　　） A. 图甲旋转木马工作时，越靠外侧的木马线速度越小 B. 图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力提供向心力 C. 图丙空中飞椅游戏中，外排飞椅向心加速度更大 D. 图丁脱水机工作时，衣服中的水珠在离心力的作用下从桶孔飞出 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲旋转木马工作时，各个木马同轴转动，角速度相同，由，可知越靠外侧的木马线速度越大，故A错误； B．图乙轨道外轨高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力与重力的合力提供向心力，故B错误； C．图丙空中飞椅游戏中，由，可知外排飞椅向心加速度更大，故C正确； D．图丁脱水机工作时，衣服中的水在转动时所受附着力及摩擦力的合力提供向心力，当合力小于所需要的向心力时，做离心运动，水被甩出，并不是受离心力，故D错误。 故选C。 5. 2022年3月23日，航天员王亚平、叶光富在中国空间站太空舱（可视为匀速圆周运动）开设“天宫课堂”，课堂中演示了“水油分离”实验。如图所示，用细绳系住装有水和油混合液的瓶子，叶光富手持细绳的另一端，使瓶子在竖直平面内做圆周运动，已知水的密度大于油的密度。下列说法正确的是（　　） A. 瓶子不可能做匀速圆周运动 B. 瓶子处于完全失重，所以不受重力作用 C. 瓶子速度小于某一值就不能通过圆周的最高点 D. 油和水分离后，油在水的外侧 【答案】B 【解析】 【详解】AB．瓶子所受万有引力全部用来提供围绕地球做圆周运动的向心力，瓶子在空间站中处于完全失重状态，瓶子在空间站内做圆周运动的向心力由绳子拉力提供，瓶子做圆周运动不受重力作用，只要绳子拉力能提供瓶子所需要的向心力，瓶子就能做匀速圆周运动，故A错误，B正确； C．由于在太空中失重，瓶子在空间站内做圆周运动的向心力全部由绳子拉力提供，所以瓶子可以以任意速度通过圆周的最高点，故C错误； D．水的密度大于油的密度，在混合液体中取半径相同处体积相等的水和油的液体小球，水球的质量大，根据 可知，水球需要的向心力更大，故当向心力不足时，水球更容易做离心运动，水会向瓶底移动，圆周运动让试管里的水和油产生了离心现象，密度较大的水将集中于外部，故D错误。 故选B。 6. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时，表演者B在空中升起，当绳与水平方向之间的夹角为时，A与B的速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设此时A与B的速度分别为、，将A的速度分解为沿绳子分速度和垂直绳子分速度，则有 可得 故选C。 7. 我国是世界上第一次首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。如图所示，“天问一号”火星探测器被火星捕获，从“调相轨道”经过变轨进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。P点、N点分别为停泊轨道上的近火点和远火点，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线在相同时间内扫过的面积，下列说法正确的是（ ） A. 探测器在P点的速度大于在N点的速度 B. 探测器在P点的加速度小于在N点的加速度 C. 图中两阴影部分的面积相等 D. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需制动减速 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，探测器在P点的速度大于在N点的速度，故A正确； B．根据 探测器在P点的加速度大于在N点的加速度，故B错误； C．图中两阴影部分并不是同一轨道内相同时间内扫过的面积，并不相等，故C错误； D．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需制动减速做近心运动，故D正确。 故选AD。 8. “二月二，龙抬头”是中国民间传统节日。每岁仲轿卯月之初、“龙角虽”犹从东方地平线上升起，故称“龙抬头”。0点后朝东北方天空看去，有两颗究见“角宿一”和“角宿二”，就是龙角星。该龙角星可视为双星系统，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。若“角宿一”的质量为m1、“角宿二”的质量为m2，它们中心之间的距离为L，公转周期为T，万有引力常量G。忽略自转的影响，则下列说法正确的是（　　） A. “角宿一”的轨道半径为 B. “角宿一”和“角宿二”的向心加速度之比为m1：m2 C. “角宿一”和“角宿二”的线速度之比为m1：m2 D. “角宿一”和“角宿二”做圆周运动的向心力之比为m1：m2 【答案】A 【解析】 【详解】ABD．双星系统，角速度、周期相同，且彼此间的引力提供其向心力，则有 因为 联立解得“角宿一”的轨道半径 “角宿一”和“角宿二”的向心加速度之比为 “角宿一”和“角宿二”做圆周运动的向心力之比为 故A正确，BD错误； 联立解得 C．根据以上分析可有 根据线速度 联立以上,解得“角宿一”和“角宿二”的线速度之比为 故C错误。 故选A。 9. 如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置。当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进。若质量为的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间前进的距离为，且速度达到最大值，设这一过程中电动机的功率恒为，小车所受阻力恒为，那么这段时间内（　　） A. 小车做匀加速运动 B. 小车受到的合外力所做的功为 C. 小车受到的牵引力逐渐减小 D. 小车受到的牵引力做的功为 【答案】C 【解析】 【详解】C．这一过程中电动机的功率恒为，根据 可知随着小车速度的增加，小车受到的牵引力逐渐减小，C正确； A．根据牛顿第二定律可得 可知随着牵引力逐渐减小，小车的加速度也逐渐减小，A错误； BD．根据动能定理可得小车受到的合外力所做的功为 可得小车受到的牵引力做的功为 BD错误； 故选C。 10. 如图所示为宇宙飞船分别靠近星球P和星球Q的过程中，其所受星球的万有引力F与到星球表面距离h的关系图象。已知星球P和星球Q的半径都为R，下列说法正确的是（ ） A. 星球P和星球Q的质量之比为1 ：2 B. 星球P表面和星球Q表面的重力加速度之比为1 ：2 C. 星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为2 ：1 D. 星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1 ： 【答案】D 【解析】 【分析】由图像可以得出部分数据，再结合万有引力公式可以计算出答案。 【详解】A．当h等于0时，即在星球表面时，根据万有引力公式有 A错误； B．在h等于零时，宇宙飞船在两个星球的表面，根据万有引力公式可得 所以 B错误； C．根据万有引力公式可得 由于R相同，质量比为2:1，所以第一宇宙速度为1：1，C错误； D．根据万有引力公式可得 所以星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1 ：，D正确。 故选D。 二、多选题 11. 关于曲线运动,下列说法正确的是 A. 合外力的方向与物体速度方向不相同,物体一定做曲线运动 B. 物体在做曲线运动的过程中,某点的加速度方向不可能沿轨迹在该点的切线方向 C. 若合力方向与速度方向垂直,合力只改变物体速度的方向,不改变其速度的大小 D. 做曲线运动物体的加速度方向与其所受合外力方向不一定相同 【答案】BC 【解析】 【分析】曲线运动的运动学特点：曲线运动的速度方向：曲线在该点的切线方向；运动物体所受的合外力（或加速度）的方向跟它的速度方向不在同一直线上（即合外力或加速度与速度的方向成一个不等于零或π的夹角）；做曲线运动物体所受的合外力（加速度）方向指向曲线内侧． 【详解】A．合外力的方向与物体速度方向不共线，则物体一定做曲线运动，选项A错误； B．做曲线运动物体所受的合外力（加速度）方向指向曲线内侧，所以物体在做曲线运动的过程中，某点的加速度方向不可能沿轨迹在该点的切线方向，选项B正确； C．若合力方向与速度方向垂直，则合力只改变物体速度的方向，不改变其速度的大小，选项C正确； D．根据牛顿第二定律可知，做曲线运动物体的加速度方向与其所受合外力方向一定相同，选项D错误； 故选BC. 【点睛】本题关键要明确曲线运动的一个特点（速度沿着切线方向）和两个规律（运动学规律和动力学规律）． 12. 关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中，圆形拱桥半径为R，若最高点车速为时，车对桥顶的压力为零 B. 图b中，在固定圆锥筒（内壁光滑）内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 图c中，传送带运动过程中b、d两点的角速度相等 D. 图d中，火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，外轨对火车有侧压力 【答案】AD 【解析】 【详解】A．图a圆形桥半径R，若最高点车速为时，桥面对车的支持力为N，则 解得 N = 0 根据牛顿第三定律可得对桥面的压力为零。故A正确； B．图b中，由于向心力是球做匀速圆周运动时所受的几个力的合力，是效果力，故对球受力分析可知，在固定圆锥筒(内壁光滑) 内做匀圆周运动的小球，只受重力、弹力。故B错误； C．图c中，传送带运动过程中b、d两点的线速度相等。故C错误； D．图d中，火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，若火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道，火车有做离心运动的趋势，则外轨对火车有侧压力。故D正确。 故选AD。 13. 有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b在地球的近地圆轨道上正常运行，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是（　　） A. 向心加速度大小关系是：，速度大小关系是： 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的周期一定大于24小时 【答案】BD 【解析】 【详解】A．c为同步地球卫星，周期与地球自转周期相同，角速度相同，根据 c的向心加速度大于a，由牛顿第二定律得 所以半径越大加速度越小所以 根据天体运动线速度 因此 a和c同轴转动，半径越大线速度越大 故A错误； B．由万有引力提供向心力 解得 卫星b半径最小，速度最大，相同时间转过得弧长最长，a和c角速度相同，相同时间内转过的角度相同，故B正确； C．静止卫星的周期为24小时，则4小时内转过的角度为，地球在2小时内转过的角度为，故C错误； D．由万有引力提供向心力可得 解得 d的周期大于c的周期，则d的周期大于24h，b的周期一定小于d的周期，故D正确。 故选BD。 14. 成语“簸扬糠秕”常用于自谦，形容自己无才而居前列。成语源于如图所示劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠秕因质量不同（米粒的质量大于糠秕的质量）而落到地面不同位置，以达到分离米粒和糠秕的目的。空气阻力忽略不计，下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，糠秕的运动时间等于米粒的运动时间 B. 落地时，米粒重力的瞬时功率等于糠秕重力的瞬时功率 C. 从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功相同 D. 从释放到落地的过程中，风力对糠秕做功比对米粒做功多 【答案】AD 【解析】 【详解】A．糠秕和米粒在竖直方向均做自由落体运动，下落的高度相同，根据 可知，从释放到落地的过程中，糠秕的运动时间等于米粒的运动时间，故A正确； B．落地时，米粒的竖直速度等于糠秕的竖直速度，根据 由于米粒的重力大于糠秕的重力，则米粒重力的瞬时功率大于糠秕重力的瞬时功率，故B错误； C．根据 因米粒和糠秕质量不同，则从释放到落地的过程中，米粒和糠秕重力做功不相同，故C错误； D．从释放到落地的过程中，因米粒质量较大，则加速度较小，落地时水平位移较小，根据 可知，风力对糠粃做功比对米粒做功多，故D正确。 故选AD。 15. 如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于A点．质量为m的物体从斜面上的B点由静止开始下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上．下列说法正确的是（　　） A. 物体最终将停在A点 B. 整个过程中物体第一次到达A点时动能最大 C. 物体第一次反弹后不可能到达B点 D. 整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功 【答案】CD 【解析】 【分析】根据题图可知，考查弹力作功与弹性势能变化关系，重力做功与重力势能变化的关系，摩擦力做功导致弹簧与物块的机械能在变化．根据重力与重力沿斜面方向分力的关系判断物体最终静止的位置．根据能量守恒判断物体反弹后到达的位置．结合能量守恒，通过重力势能的减小量等于弹性势能的增加量和克服摩擦力做功产生的内能之和，判断重力势能的减小量与克服摩擦力做功的大小关系． 【详解】A、由题意可知，物块从静止沿斜面向上运动，说明重力的下滑分力大于最大静摩擦力，因此物体不可能最终停于A点，故A错误； B、物体接触弹簧后，还要继续加速，直到弹力与重力的分力相等时，达到最大速度；故最大速度在A点下方；故B错误； C、由于运动过程中存在摩擦力，导致摩擦力做功，所以物体第一次反弹后不可能到达B点，故C正确； C、根据动能定理可知，从静止到速度为零，则有重力做功等于克服弹簧弹力做功与物块克服摩擦做的功之和，则重力势能的减小量大于物块克服摩擦力做功．故D正确； 【点睛】由受力分析来确定运动情况很关键． 三、实验题 16. 两个同学根据不同的实验条件，做了“探究平抛运动规律”的实验。 （1）甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤击打的力度，即改变A球被弹出时的速度大小，两球仍然同时落地，这说明______； （2）乙同学采用频闪照相法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，图中每个小方格的边长为L=2.5cm，重力加速度g取10m/s2.则该小球做平抛运动的初速度大小为______m/s，小球运动到C位置时已在空中运动了______s。 【答案】 ①. 平抛运动在竖直方向上为自由落体运动 ②. 1.0 ③. 0.125 【解析】 【详解】（1）[1]在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。 （2）[2]平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动；已知 在竖直方向由 可得 水平方向匀速直线运动由 可得 [3]竖直方向做自由落体运动，有 根据 可得 s 17. 某同学用如图a所示装置探究向心力与角速度和运动半径的关系。装置中竖直转轴固定在电动机的转轴上（未画出），光滑的水平直杆固定在竖直转轴上，能随竖直转轴一起转动。水平直杆的左端套上滑块P，用细线将滑块P与固定在竖直转轴上的力传感器连接，细线处于水平伸直状态，当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线拉力的大小可以通过力传感器测得。水平直杆的右端最边缘安装了宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D，光电门可以测出挡光条经过光电门所用的时间（挡光时间）。滑块P与竖直转轴间的距离可调。 （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______的方法； A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 （2）若某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则电动机的角速度为______。 （3）若保持滑块P到竖直转轴中心的距离为L不变，仅多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F和挡光时间。画出图像，如图b所示。实验中，测得图线的斜率为k，则滑块的质量为______。 （4）若保持竖直转轴转速不变，调节滑块P到竖直转轴中心的距离r，测得多组力F和r的数据，以F为纵轴，以______（填“”“”或“”）为横轴，将所测量的数据描绘在坐标系中，可以更直观地反映向心力大小与圆周运动半径r之间的关系。现测得挡光条的挡光时间为，则图线的斜率应为______。 【答案】 ①. C ②. ③. ④. r ⑤. 【解析】 【详解】（1）[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控制变量法，故选C； （2）[2]若某次实验中测得挡光条的挡光时间为，则 解得电动机的角速度为 （3）[3]根据 解得 由题可知 解得 （4）[4][5]根据 则为了更直观地反映向心力大小与圆周运动半径r之间的关系，可做F-r图像，即以F为纵轴，以为横轴；因 可得直线的斜率为 四、解答题 18. 2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联披露，我国计划在2030年前实现载人登月。航天员站在月球上将一个质量为m的小球在距月球表面高为h处自由释放，经过时间t落地。已知引力常量为G，月球的半径为R。求 （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量M； （3）月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据 解得 （2）根据 解得 （3）根据 解得 19. 某校科技小组在体验了如图1所示的过山车游戏项目后，为更好研究过山车运动项目中的物理规律，科技组成员设计出如图2所示的装置。足够长的曲线轨道、长的水平直轨道、半径的竖直圆环轨道、长的水平直轨道、半径的水平半圆形管道、半径的竖直半圆形管道间平滑连接，其中圆环轨道最低点处的入、出口靠近且相互错开。将一可视为质点、质量为的小球从曲线轨道上某处静止释放，刚好沿竖直圆环轨道的内侧通过最高点。已知两段水平直轨道动摩擦因数都为，其余轨道阻力不计。两个半圆形管道的内径远小于其半径、且比小球直径略大。求： （1）小球经过竖直圆环轨道最高点时的速度大小； （2）小球经过水平半圆形管道上某点时，管道对其作用力大小； （3）若竖直半圆形管道的半径可在间调节，则小球从管道点水平抛出后落到与水平管道共面的水平面上时，其落地点至点的最大水平距离是多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球刚好沿竖直圆环轨道的内侧通过最高点，则有 解得 【小问2详解】 从D点到F点，根据动能定理有 解得 管道作用力的水平分力提供向心力 管道作用力的竖直分力与重力平衡，即 根据力的合成有 【小问3详解】 小球从F到H，根据动能定理有 小球平抛运动过程中，竖直方向有 水平方向有，解得 根据数学方法可知，当时，有极大值。 又因为，所以当取时，水平射程最大，解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $