邹平市重点中学2022-2023学年高一下学期3月测试物理试卷
（五、六、七章） 2023.3.19
一、单选题（每题4分）
1．关于运动的性质，以下说法中正确的是（ ）
A．若物体做曲线运动，其速度一定发生改变
B．若物体速度发生改变，其一定做曲线运动
C．若物体做曲线运动，其加速度一定发生改变
D．若物体加速度不变，一定做直线运动
2．16北京冬奥会将在2022年2月4日至2022年2月20日在北京和张家口联合举行。这是北京和张家口历史上第一次举办冬季奥运会，图示为某滑雪运动员训练的情景：运动员从弧形坡面上滑下，沿水平方向飞出后，落到斜面上，若斜面足够长且倾角为。某次训练时，运动员从弧形坡面飞出的水平速度大小为，飞出后在空中的姿势保持不变，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．若运动员以不同的速度从弧形坡面飞出，落到斜面前瞬间速度方向一定不同
B．若运动员飞出时的水平速度大小变为，运动员飞出后距斜面最远
C．若运动员飞出时的水平速度大小变为，运动员落点位移为原来的2倍
D．若运动员飞出时的水平速度大小变为，落到斜面前瞬间速度方向与水平方向夹角的正切值为
3．如图所示，转盘甲、乙具有同一转轴，转盘丙的转轴为，用一皮带按如图的方式将转盘乙和转盘丙连接，分别为转盘甲，乙、丙边缘的点，且，。让转盘丙绕转轴做匀速圆周运动，皮带不打滑。则下列说法正确的是（ ）
A．的角速度之比为
B．的向心加速度大小之比为
C．如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘乙沿顺时针方向转动
D．的线速度大小之比为
4．如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A．铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力助火车转弯
B．“水流星”表演中，通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
C．汽车通过凹形桥的最低点时，汽车受到的支持力大于重力
D．脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
5．如图所示，半径为R的光滑半圆形轨道固定在竖直平面内，A、B两点连线为半圆形轨道的竖直直径，一小球以某一速度从最低点A冲上轨道，运动到最高点B时，小球对轨道的压力大小为自身重力的一半。空气阻力不计，小球可视为质点，则小球落地点C到轨道最低点A的距离为（ ）
A． B． C． D．
6．已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G，由以上条件可知（ ）
A．月球运动的加速度为 B．月球的质量为
C．地球的密度为 D．地球的质量为
7．2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭顺利将嫦娥五号探测器送入预定轨，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。嫦娥五号飞行轨迹可以简化为如图所示：首先进入近地圆轨道Ⅰ，在P点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后进入环月轨道Ⅲ。已知近地圆轨道Ⅰ的半径为、椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a、环月轨道Ⅲ的半径为，嫦娥五号在这三个轨道上正常运行的周期分别为、、，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。忽略地月自转及其他星球引力的影响。下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号在轨道Ⅰ上运行速度大于
B．嫦娥五号在轨道Ⅱ上Q点进入转移轨道时需要减速
C．嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ上P点的加速度等于在圆轨道Ⅰ上P的加速度
D．嫦娥五号沿椭圆轨道Ⅱ从P点向Q点飞行的过程中，地球对它的引力做正功
二、多选题（每题4分，选不全的2分，多选错选不得分）
8．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的小环，小环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d。现将小环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当小环沿直杆下滑到图中B处时，下滑距离也为d，下列说法正确的是（ ）
A．小环刚释放时轻绳中的张力一定大于2mg
B．小环到达B处时，重物上升的高度也为d
C．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为
D．小环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为
9．从同一点水平抛出三个小球分别撞在竖直墙壁上a点、b点、c点，三小球撞到竖直墙壁上的速度方向与竖直墙壁的夹角分别为60°、45°、30°，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．落在a点的小球撞在墙面的速度最小
B．三个小球撞在墙面的速度一定满足关系式
C．落在c点的小球飞行时间最短
D．a、b、c三点速度方向的反向延长线交于一点
10．如图所示，两个同轴心的玻璃漏斗内表面光滑，两漏斗与竖直转轴的夹角分别是、且，A、B、C三个相同的小球在漏斗上做匀速圆周运动，A、B两球在同一漏斗的不同位置，C球在另一个漏斗上且与B球位置等高，下列说法正确的是（ ）
A．A球与B球的向心力大小相等
B．A球与B球的速度大小相等
C．B球与C球的速度大小相等
D．B球的周期大于C球的周期
11．如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫基，c为地球同步卫星，关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（ ）
A．卫星c可以经过西安市的正上方 B．线速度的大小关系为
C．周期关系为 D．向心加速度的大小关系为
12．假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g；地球自转的周期为；地球近地卫星的周期为T；引力常量为G。地球的密度为（ ）
A． B． C． D．
三、实验题
13．（4分）图甲是探究平抛运动的实验装置。用小锤击打弹性金属片后，a球沿水平方向抛出，做平抛运动，同时b球被释放，做自由落体运动，观察到两球同时落地。改变小锤击打力度，两球仍然同时落地。
（1）以上现象说明________。
A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B．两小球在空中运动的时间相等
C．两小球落地时速度相等
D．两小球在竖直方向的加速度相等
（2）一同学利用频闪相机拍摄a小球运动过程，经处理后得到如图乙所示的点迹图像。图中O为坐标原点，B点在两坐标线交点，坐标，，A、C点均在坐标线的中点。则平抛小球在B点处的瞬时速度大小_________（结果保留两位小数）。
14．（8分）如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度大小v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度大小v的关系。
（1）该同学采用的实验方法为______。
A．等效替代法
B．控制变量法
C．理想化模型法
D．微元法
（2）改变线速度大小v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①在以上图乙中作出图线______；
②若圆柱体运动半径，由作出的的图线可得圆柱体的质量______kg。（保留两位有效数字）
四、解答题
15．（10分）假定航天员在火星表面利用如图所示的装置研究小球的运动，竖直放置的光滑半圆形管道固定在水平面上，一直径略小于管道内径的小球（可视为质点）沿水平面从管道最低点A进入管道，从最高点B脱离管道后做平抛运动，1s后与倾角为37°的斜面垂直相碰于C点。已知火星的半径是地球半径的倍，质量为地球质量的倍，地球表面重力加速度，忽略星球自转影响。半圆形管道的半径为，小球的质量为，，。求：
（1）火星表面重力加速度的大小；
（2）C点与B点的水平距离；
16．（15分）宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为d的星球A和星球B．在星球A上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，如图（a）所示，P由静止向下运动，其加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图（b）中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其关系如图（b）中虚线所示。已知两星球密度相等，星球A的质量为，引力常量为G。假设两星球均为质量均匀分布的球体。
（1）求星球A和星球B的表面重力加速度的比值。
（2）若将星球A看成是以星球B为中心天体的一颗卫星，求星球A的运行周期。
（3）若将星球A和星球B看成是远离其他星球的双星模型，求两星球做匀速圆周运动的周期为。
17．（15分）如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处。整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动。开始时，绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大。
（1）当时，物块A受到的摩擦力；
（2）绳子刚有弹力时转盘的周期T；
（3）物块A和物块B相对于转盘滑动时转盘的角速度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A【详解】A．若物体做曲线运动，其速度方向一定变化，则速度一定发生改变，选项A正确；
B．若物体速度发生改变，不一定做曲线运动，例如自由落体运动，选项B错误；
C．若物体做曲线运动，其加速度不一定发生改变，例如平抛运动，选项C错误；
D．若物体加速度不变，不一定做直线运动，例如平抛运动，选项D错误。
故选A。
2．B【详解】A．根据平抛运动规律，落到斜面时速度与水平方向之间的夹角为
位移与水平方向的夹角
故速度与水平方向夹角的正切值是位移夹角正切值的2倍。由题意可知，位移夹角固定为，故落到斜面前瞬间速度方向确定，与初速度大小无关。故A错误；
BCD．若运动员飞出时的水平速度大小变为，根据A选项中的分析，可知速度偏转角不变，落到斜面前瞬间速度方向与水平方向夹角的正切值仍为。下落时间会变为原来的2倍，水平位移
位移偏转角不变则运动员落点位移为原来的4倍。距斜面最远的时刻，瞬时速度方向与斜面平行，即
解故B正确，CD错误。故选B。
3．D【详解】根据题意，由图可知，为同轴转动，则有为皮带传动，则有
A．由公式可知，由于 则有
则的角速度之比为，故A错误；B．由公式可知，的向心加速度大小之比为故B错误；
C．由图可知，如果转盘丙沿顺时针方向转动，则转盘乙沿逆时针方向转动，故C错误；
D．由公式可知，由于则有
则的线速度大小之比为，故D正确。故选D。
4．C【详解】A．铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，原因是当火车按规定速度转弯时，由火车的重力和轨道对它的支持力的合力来提供火车转弯所需的向心力，从而避免轮缘对外轨的挤压，故A错误；
B．“水流星”表演中，通过最高点时，水受到重力及筒底的支持力作用，加速度方向竖直向下，处于失重状态，而当“水流星”刚好能通过最高点时，水仅受重力的作用，支持力为零，此时处于完全失重状态，故B错误；
C．汽车通过凹形桥的最低点时，圆心在汽车的正上方，此时重力和支持力的合力提供向心力，即有
可知汽车受到的支持力大于重力，故C正确；
D．脱水桶的脱水原理是：当转筒的速度较大时，水滴做圆周运动所需要的向心力较大，而水与衣物之间的粘滞力无法提供，所以水滴将做离心运动，从而沿切线方向甩出，故D错误。故选C。
5．B【详解】小球在B点时，由牛顿第二定律解得小球从B到C做平抛运动，则有 联立解得故选B。
6．A【详解】由月球绕地球做圆周运动有解得故A正确；
B．根据万有引力定律而列出的公式可知月球质量将会约去，所以无法求出，故B错误；
CD．由月球绕地球做圆周运动有求得地球质量又知体积
则密度为故CD错误。故选A。
7．C【详解】A．在近地圆轨道Ⅰ上有在地球表面有解得A错误；
B．嫦娥五号在轨道Ⅱ上Q点进入转移轨道时是由低轨道运动到高轨道，需要向后喷气加速，B错误；
C．根据解得
可知，P点到地心间距一定，则嫦娥五号在椭圆轨道Ⅱ上P点的加速度等于在圆轨道Ⅰ上P的加速度，C正确；
D．嫦娥五号沿椭圆轨道Ⅱ从P点向Q点飞行的过程中，远离地心，则地球对它的引力做负功，D错误。故选C。
8．AC【详解】A．由题意知，刚释放时小环向下加速运动，则重物将加速上升，对重物由牛顿第二定律可知，绳中张力一定大于重力2mg，A正确；
B．小环到达B处时，重物上升的高度应为绳子收缩的长度，即B错误；
CD．由题意，沿绳子方向的速度大小相等，将小环的速度沿绳子方向与垂直于绳子方向分解应满足
即C正确，D错误。故选AC。
9．BD【详解】C．三个小球的竖直位移大小关系为根据可知
即落在a点的小球飞行时间最短，故C错误；
D．三个小球的水平位移相同，a、b、c三点速度方向的反向延长线一定过水平位移的中点，故D正确；
AB．令θ表示小球撞到竖直墙壁上的速度方向与竖直墙壁的夹角，x和h分别表示水平位移和竖直位移，则小球撞在墙面的竖直分速度大小为合速度大小为
联立以上三式可得三个小球水平位移相同，代入数据后解得
故A错误，B正确。故选BD。
10．AC【详解】A．根据题意可知，A球与B球均做匀速圆周运动，合力指向圆心提供向心力，分别对两球受力分析，如图所示
由几何关系，对A球有对B球有
由于A球与B球相同，则A球与B球的向心力大小相等，故A正确；
B．根据题意，由公式可得，小球做圆周运动的速度为由图可知可知故B错误；CD．同理可知，小球C的向心力为设B球与C球的高度为，由几何关系可得
可得则有由公式可知，由于则有
故D错误，C正确。故选AC。
11．BC【详解】A．卫星c是同步卫星，只能定点于赤道的正上方，A错误；
B．a、c相比较，角速度相等，由可知
根据卫星的速度公式得 B正确；C．卫星c为同步地球卫星，所以
根据 得卫星的周期可知所以C正确
D．a、c相比较，由得对b、c相比较，由知则D错误；故选BC。
12．BD【详解】AB．设地球半径为R，由万有引力定律在两极和赤道分别有
设地球的密度为，则地球质量为联立三式可得
故A错误，B正确；
CD．由近地卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动，轨道半径等于地球半径，万有引力提供向心力
联立两式解得故C错误，D正确。故选BD。
13． ABD##ADB##BAD##BDA##DAB##DBA 2.83
14． B 见解析
15．（1）4m/s2；（2）3m
【详解】（1）在地球表面上
在火星表面上
解得
（2）小球与斜面垂直相碰于C点，由几何关系可得
解得
C点与B点的水平距离
16．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）对物体受力分析，根据牛顿第二定律
可得结合图像可知，纵截距表示星球表面重力加速度。则有
（2）设星球的质量为，根据黄金替换公式 根据质量与体积关
联立得 由于星球和星球密度相等，可见
则星球与星球的质量比联系以上各式可
星球以星球为中心天体运行时，受到星球的万有引力作用做匀速圆周运动。
研究星球，根据向心力公式 解得
（3）将星球和星球看成双星模型时，它们在彼此的万有引力作用下做匀速圆周运动。
研究星球研究星球又联立可得
17．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）当B的最大静摩擦力刚好提供向心力时，则
解得由于，故AB间绳子无拉力，此时A受到的摩擦力提供向心力，有
解得
（2）B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，当绳子刚有弹力时，由最大静摩擦力提供B所需要的向心力，故绳子刚有弹力时转盘的角速度
此时周期
（3）设绳子的拉力为F，对物体A有对物体B有联立解得
