参考答案：
1．B
【详解】AB．同步卫星的运行周期等于地球自转周期，为定值；根据万有引力提供向心力可得
解得
可知5颗同步卫星的轨道半径相同；由于5颗同步卫星的运行轨道都必须与赤道面共面，所以5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内，故A错误，B正确；
C．根据万有引力提供向心力可得
解得
第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，所以导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力可得
解得
可知导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越大，故D错误。
故选B。
2．A
【详解】守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，这样可以增加球与手接触的时间，根据动量定理得
可得
当时间增大时，冲量和动量的变化量都不变，可减小动量的变化率，即减小球对手的平均作用力，故A正确，BCD错误。
故选A。
3．C
【详解】AC．小球撞在斜面上时速度与斜面垂直，则速度与竖直方向的夹角为30°，则根据速度的分解可得竖直方向的速度
运动时间
故A正确，C错误；
B．物体撞击斜面时的速度大小
故B正确；
D．物体下落的竖直距离
故D正确。
故选C。
4．D
【详解】D．小物块到达小车最右端过程，对于小物块根据动能定理可得
小物块到达小车最右端时具有的动能为
故D错误，符合题意；
B．小物块到达小车最右端过程，对于小车根据动能定理可得
小车具有的动能为
故B正确，不符合题意；
C．摩擦力对小物块所做的功为
故C正确，不符合题意；
A．小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为
故D正确，不符合题意。
故选A。
5．C
【详解】C．由题可知，电动车受到的阻力大小为
C正确；
A．因为电动车是以额定功率在水平路面沿直线行驶，所以根据
可知速度越大，牵引力越小，加速度越小，A错误；
B．由公式可得
B错误；
D．若电动车从静止开始以2m/s2的加速度匀加速启动，则牵引力为恒力，根据题意可得
联立解得
D错误。
故选A。
6．AD
【详解】A．根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在近点P点的速度大于在远点Q点的速度，选项A正确；
B．飞船从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要在P点加速，则飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度，选项B错误；
C．根据
可知，飞船在轨道I上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度，选项C错误；
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，根据
解得火星的密度
选项D正确。
故选AD。
7．BC
【详解】A．两处做圆周运动的圆心分别为过、两点作通过点的竖直轴的垂线，垂足即为做匀速圆周运动的圆心，并不是点，故A错误；
B．设所在弧的切线与水平方向的夹角为，由几何关系可知，二者满足
根据力的合成可知在硬币在处的向心力大小为
在处的向心力大小为
则有
故B正确；
CD．根据题意，由公式
可知，由于
，
可得
，
故D错误，C正确。
故选BC。
8．BD
【详解】AB．由撤掉F后的加速度
撤掉F时的速度
解得
v=5m/s
可得撤掉F后的位移
则撤去拉力F前，物块运动的位移大小为
x1=5m
能量关系可知
解得
选项A错误，B正确；
C．物块沿斜面向上运动的过程中增加的机械能为
选项C错误；
D．从最高点到回到底端，由动能定理
解得物块回到斜面底端时的速度大小为
v′=5m/s
选项D正确。
故选BD。
9． C B B
【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，保持质量m和角速度不变，探究向心力的大小F与半径r；保持质量m和半径r不变，探究向心力的大小F与角速度；保持半径r和角速度不变，探究向心力的大小F与质量m；是采用了控制变量法。
故选C。
（2）[2]图中小球的质量m相同、转动半径r也相同，可知是探究向心力的大小F与角速度的关系。
故选B。
（3）[3]由向心力的表达式可知，在小球的质量m相同、转动半径r也相同的情况下，与皮带连接的两个变速轮塔的角速度之比为
两个变速轮塔是通过皮带传动，即两变速轮塔边缘点的线速度大小相等，结合线速度与角速度的关系可知，两变速轮塔的半径之比
故选B。
10． C AD/DA 1.6 1.5 2.5
【详解】（1）[1]除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。
故选C。
（2）[2]A．为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；
BD．为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，故D正确；
C．本实验中不需要平衡摩擦力，故C错误。
故选AD。
（3）[3]取题图乙可知，时，，在竖直方向有
可得小球平抛运动的时间
则小球做平抛运动的初速度
（4）[4]小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有
解得
小球做平抛运动的初速度
[5]小球经过B点时的竖直分速度
则小球经过B点时的速度
11．（1）m/s；（3）7.5m
【详解】（1）从开始释放到物块A落地，由机械能守恒定律
解得
v=m/s
（2）物块A加速下落过程的机械能变化量
（3）物块A落地后，物块B做竖直上抛运动，则还能上升的高度为
物块B能上升的最大高度
H=h+h′=7.5m
12．(1) ，； (2)
【详解】(1)根据牛顿第二定律得
解得
弹射装置对运动员做的功
(2)根据动量守恒得
解得
两位运动员增加的动能
13．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）光滑曲面AB，小球从A点运动到B点，由动能定理可知
解得
（2）进入管口C端时与圆管恰好无作用力，即只有重力提供向心力
解得
小球由B点运动到C点，由动能定理可知
解得在BC上小球克服摩擦力做的功
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大速度时，合力为零
解得
小球由C点运动至速度最大，由动能定理可知
解得天津市滨海新区2023-2024学年高三上学期期中质量调查
（物理）试卷
满分：100 时长：60分钟
一、单选题（每题5分，共25分）
1．北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星．关于这些卫星，以下说法正确的是（ ）
A．5颗同步卫星的轨道半径可以不同
B．5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内
C．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度
D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小
2．如图所示，足球场上，守门员会戴着厚厚的手套向水平飞奔而来的球扑去，使球停下，关于此过程守门员戴手套的作用，以下分析正确的是（ ）
A．减小球的平均作用力
B．增大手受到球的冲量
C．球受到的动量变大
D．使球的加速度变大
3．如图所示，以v0＝10m/s的速度水平抛出的小球，飞行一段时间垂直地撞在倾角θ＝30°的斜面上，按g＝10m/s2考虑，以下结论中不正确的是（ ）
A．速度偏转角为60°
B．物体撞击斜面时的速度大小为20m/s
C．物体飞行的时间是6s
D．物体下降的距离是15m
4．如图所示，质量为、长度为的小车静止在光滑的水平面上。质量为的小物块（可视为质点）放在小车的最左端。现用一水平恒力作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动。小物块和小车之间的摩擦力大小为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为，在这个过程中，以下结论错误的是（ ）
A．小物块在小车上滑行过程中，系统产生的内能为
B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为
C．摩擦力对小物块所做的功为
D．小物块到达小车最右端时具有的动能为
5．共享电动车已经成为我们日常生活中不可或缺的重要交通工具，如图所示，某共享电动车和驾驶员的总质量为100kg，电动车的额定功率为500W。若电动车从静止开始以额定功率在水平路面沿直线行驶，行驶中最大速度为5m/s，假定行驶中所受阻力恒定，重力加速度g取。下列说法正确的是（ ）
A．加速阶段，电动车的加速度保持不变
B．当电动车的速度为2.5m/s时，其加速度大小为2m/s2
C．电动车受到的阻力大小为100N
D．若电动车从静止开始以2m/s2的加速度匀加速启动，匀加速时间共5s
多选题（每题5分，共15分。全对5分，少选3分，错选0分）
6．中国志愿者王跃参与了人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，下列说法正确的是（ ）
A．飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度
B．飞船在轨道Ⅰ上运动时，在P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动时在P点的速度
C．飞船在轨道I上运动到P点时的加速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知万有引力常量为G，测出飞船在轨道Ⅰ上运动的周期，就可以推知火星的密度
7．设计师设计了一个非常有创意的募捐箱，如图甲所示，把硬币从投币口放入，接着在募捐箱上类似于漏斗形的部位（如图丙所示，O点为漏斗形口的圆心）滑动很多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱.如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，摩擦阻力忽略不计，则关于某一枚硬币通过a、b两处时运动和受力情况的说法正确的是（ ）
A．在a、b两处做圆周运动的圆心都为O点
B．向心力的大小
C．角速度的大小
D．向心加速度的大小
8．如图甲所示，倾角为37°的足够长固定斜面底端有一个质量m=1kg的物块，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上运动，一段时间后撤去拉力。物块从底端沿斜面向上运动过程中的动能随位移x变化的关系图像如图乙所示。已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g=10m/s2，下列说法正确的是（ ）
A．拉力F=8.5N
B．撤去拉力F时，物块运动的位移大小为5m
C．物块沿斜面向上运动的过程中增加的机械能为62.5J
D．物块回到斜面底端时的速度大小为5m/s
实验题（每空2分，共16分）
9．用如图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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动，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。某次实验图片如下，请回答相关问题：
（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）图中是在研究向心力的大小F与 的关系。
A．质量m B．角速度 C．半径r
（3）若图中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，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为 。
A． B． C． D．
10．（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材∶白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的 。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．弹簧测力计
（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差 。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．每次实验要平衡摩擦力
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（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 m/s。
（4）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为 m/s，经过B点时的速度为 m/s.
计算题（共3题，44分）
11．（12分）如图所示，不可伸长的轻质细绳一端系一物块B，另一端绕过定滑轮系若物块A。开始外力托着A，使A、B均处于静止状态，绳刚好处于伸长状态。已知物块A的质量、物块B的质量，物块A离水平地面高度，重力加速度大小，不计绳与定滑轮的摩擦及空气阻力。当撤去外力后，物块A加速下落，碰地后速度为零。求：
（1）物块A碰地前瞬间速度大小v；
（2）物块A加速下落过程的机械能变化量；
（3）以水平地而为参考平面，物块B能上升的最大高度H。（上升过程中物块B不会与滑轮相碰）
12．（14分）2022年冬奥会将在北京举办。为助力冬奥我国自主研发了一款“人体高速弹射装置”。在装置协助下，只需几秒一名滑冰运动员就能从静止状态达到指定速度。现有一质量的运动员甲在弹射装置协助下，通过加速段后获得一定初速度，匀速通过变道段后，进入半径为的弯道。假设在过弯道时冰刀与冰面弯道凹槽处的接触点如放大图所示，即可认为冰面对人的弹力沿身体方向，身体与冰面的夹角，忽略冰面对选手的一切摩擦力。
（1）求此时运动员转弯的速度及弹射装置对运动员做的功；
（2）根据第一问的数据，运动员甲获得上述初速度后，与速度为的运动员乙发生碰撞完成接力，相互作用后甲速度减为，方向不变。已知运动员乙的质量为。求在此过程中两位运动员增加的动能。
13．（18分）如图所示，光滑曲面AB与粗糙水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内壁光滑、半径m的细管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数N/m的轻弹簧，弹簧端固定，另一端恰好与管口D端平齐。质量为1kg的小球从距BC的高度m处静止释放，进入管口C端时与圆管恰好无作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧的弹性势能J。重力加速度g取。求：
（1）小球到达B点时的速度大小；
（2）在BC上小球克服摩擦力做的功；
（3）在压缩弹簧过程中小球的最大动能。
