2024-2025学年湖北省十堰市六县市区一中教联体高一（下）联考物理试卷（3月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.物理学发展中许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程，下面说法正确的是( )
A. 根据开普勒第二定律，经过近日点的速度小于经过远日点的速度
B. 开普勒将第谷的观测数据归纳得出简洁的三定律，揭示了行星运动的规律
C. 牛顿用实验的方法测出引力常量G，因此被称为“第一个称量地球质量的人”
D. 卡文迪什通过“月一地”检验验证了重力与地球对月亮的引力是同一性质的力
2.下列关于运动和力的叙述中，正确的是( )
A. 做曲线运动的物体，其加速度一定是变化的
B. 物体做圆周运动，所受的合力不一定指向圆心
C. 物体所受合力方向与运动方向不相同，该物体一定做曲线运动
D. 物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同
3.四冲程汽油机中有一个复式活塞压缩机，其简图如图所示，圆盘与活塞通过铰链连接轻杆AB，左侧活塞被轨道固定，只能沿平行AO的方向运动，圆盘绕圆心O做角速度为的匀速圆周运动。已知O、B间的距离为r，AB杆的长度大于2r，当OB垂直于AB时，AB与AO的夹角为，则此时活塞的速度大小为
A. B. C. D.
4.升降机从井底以的速度向上匀速运行，某时刻一螺钉从升降机底板松脱，再经过4 s升降机底板上升至井口，此时螺钉刚好落到井底，不计空气阻力，取重力加速度，下列说法正确的是( )
A. 螺钉松脱后做自由落体运动
B. 螺钉松脱后先做匀减速直线运动，到达最高点后加速度的方向发生改变
C. 螺钉落到井底时的速度大小为
D. 矿井的深度为80 m
5.如图所示，轻弹簧一端连接小球A，另一端悬挂在天花板上。轻绳1连接小球A、B，轻绳2一端连接小球B，另一端固定在竖直墙壁上，两小球均处于静止状态。A、B的质量分别为M、m，弹簧弹力为F，弹簧与竖直方向、轻绳1与水平方向的夹角均为，轻绳2沿水平方向，重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A. B. C. D.
6.在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示．摩托车后轮离开地面后失去动力，之后的运动可视为平抛运动，摩托车后轮落到壕沟对面才算安全．不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是
A. 摩托车在空中相同时间内速度的变化量相同
B. 若摩托车能越过壕沟，则其所用时间为
C. 摩托车能安全越过壕沟的最小初速度为
D. 若摩托车越不过壕沟，则初速度越小其在空中的运动时间越短
7.2025年3月18日，我国天问二号进入预定轨道，它是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星。假设该卫星在距地面高度为h的轨道上做圆周运动。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。下列说法正确的是。
A. 天问二号卫星运动的周期为
B. 天问二号卫星运行的线速度为
C. 轨道处的重力加速度为
D. 地球的平均密度为
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图甲所示，轻绳一端固定在O点，另一端固定一小球可看成质点，让小球在竖直平面内做圆周运动．改变小球通过最高点时的速度大小v，测得相应的轻绳弹力大小F，得到图象如图乙所示，已知图线的延长线与纵轴交点坐标为，斜率为不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A. 该小球的质量为
B. 小球运动的轨迹半径为
C. 图线与横轴的交点表示小球所受的合外力为零
D. 当时，小球的向心加速度为g
9.如图所示，自行车的小齿轮、大齿轮、后轮是相互关联的三个转动部分，它们边缘上分别有a、b、c三个点，它们到轴心的半径之比为，现踩动脚踏板，使a、b、c三点做匀速圆周运动，它们的线速度分别为、、，向心加速度分别为、、，则( )
A. B.
C. D.
10.中国载人登月初步方案已公布，计划2030年前实现载人登月科学探索。假如在登月之前需要先发射两颗探月卫星进行科学探测，两卫星在同一平面内绕月球的运动可视为匀速圆周运动，且绕行方向相同，如图甲所示，测得两卫星之间的距离随时间变化的关系如图乙所示，不考虑两卫星之间的作用力。根据图像信息可求a、b两卫星的( )
A. 质量之比 B. 绕月半径之比 C. 向心力大小之比 D. 加速度大小之比
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.为了验证“物体质量一定时，其加速度与力成正比”，某同学设计了如图所示的实验装置。已知动滑轮的质量为，滑轮大小不计且光滑，力传感器可以测出轻绳的弹力大小。
将长木板水平放置，该同学在实验中得到一条纸带如图所示，其中相邻两计数点间还有四个计时点没有画出。已知打点计时器接频率为50Hz的交流电源，由此可以求出，小车运动的加速度大小为_____保留三位有效数字。
该同学在操作过程中没有平衡小车所受的摩擦力，若以力传感器的示数F为横坐标、小车的加速度a为纵坐标，作出相应的图像，则图中正确的图像是_____选填“A”“B”“C”。已知该图像的斜率为k，则小车的质量_____用k、表示。
A. B.
12.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A.让小球多次从同一位置上滚下，记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置；
B.按图安装好器材，注意调节斜槽末端水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线；
C.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹。
上述实验步骤的合理顺序是______；
为保证小球从斜槽末端抛出后的运动是平抛运动，必须使斜槽末端______选填“水平”或“倾斜”；斜槽______光滑选填“需要”或“不需要”
在记录小球轨迹的白纸上，记录了竖直向下的y轴方向和水平x轴方向以及轨迹上三个点A、B、的位置，如图所示。测量A、和B、间水平距离，竖直方向的距离，，由此可以计算出小球做平抛运动的初速度大小______，小球通过B点的瞬时速度的大小______。取
四、计算题：本大题共2小题，共20分。
13.如图所示，一质量为、长为的长木板放在水平地面上，长木板与水平地面间的动摩擦因数为，一质量为的滑块从长木板的右侧以初速度水平向左滑上长木板，滑块可视为质点，滑块与长木板间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小取。求∶
滑块刚滑上长木板时长木板和滑块的加速度大小；
要使滑块不滑出长木板，初速度的大小应满足的条件；
14.2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注．我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为，引力常量为G。试用以上条件求：
月球的质量M；
若有颗人造卫星在月球表面附近绕月飞行，这颗卫星线速度；
“嫦娥三号”卫星离月球表面的高度h。
五、综合题：本大题共1小题，共12分。
15.如图所示，半径为2r的水平圆盘距地面的高度h，质量均m的A、B两个物块，均可看成质点，用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过圆盘圆心，A、B两物块的转动半径，在转盘边缘。A和B一起随圆盘绕竖直中心轴转动为转盘圆心在地面沿竖直方向的投影，转动角速度从零开始缓慢增大，直到有物块相对圆盘运动为止。它们与圆盘间的动摩擦因数均为。取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力，重力加速度为g，求：
当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度大小；
绳上出现拉力后，随着角速度的缓慢增加，是否有物体受到的摩擦力为零？如果有，求出此时圆盘角速度大小；
若水平圆盘距地面的高度为，随着角速度进一步缓慢增加，两物块相对圆盘滑动，假设滑动瞬间绳子断裂，求B落地的位置与之间的距离。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】A.根据开普列第二定律，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在近日点速度大于远日点的速度，故A错误；
B.开普勒将第谷的几千个据归纳出简洁的三定律，揭示了行星运动的规律，故B正确；
C.卡文迪什测出了万有引力常量，引力常量测出后可以计算出地球的质量，因此被称为“第一个称量地球质量的人”，故C错误；
D.牛顿通过“月-地”检验验证了重力与地球对月亮的引力是同一性质的力，故D错误。
2.【答案】B
【解析】A.做曲线运动的物体，其加速度不一定是变化的，比如平抛运动的加速度为重力加速度，恒定不变，故A错误；
B.物体做圆周运动，如果是变速圆周运动，则所受的合力不指向圆心，故B正确；
C.物体所受合力方向与运动方向不相同，如果方向相反，则物体做减速直线运动，故C错误；
D.物体运动的速率在增加，则所受合力方向与运动方向的夹角小于 ，方向不一定相同，故D错误。
故选B。
3.【答案】A
【解析】圆盘上B点的线速度大小 ，如图所示
当OB垂直于AB时，由速度的合成与分解有 ，解得 。
故选A。
4.【答案】D
【解析】A、螺钉松脱后先做竖直上抛运动，到达最高点后再做自由落体运动，全过程加速度均竖直向下，故AB错误；
C.规定向下为正方向，根据，螺钉落到井底时的速度大小为，故C错误；
D.螺钉下降距离为，因此井深，故D正确。
故选D。
5.【答案】C
【解析】解：对小球B进行受力分析：小球B受到重力mg，轻绳1的拉力，轻绳2的拉力T2。根据受力平衡，
在竖直方向上：，即
对小球A进行受力分析：小球A受到重力Mg，轻绳1的拉力，弹簧的弹力F。根据受力平衡，
在竖直方向上：。已知，代入可得：
又因为，，代入可得：
对小球A在水平方向上：，即
解得：，，故C正确、ABD错误。
故选：C。
6.【答案】A
【解析】【分析】
摩托车在空中做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据下落的高度求出运动的时间，结合水平位移求出摩托车的最小速度。
解决本题的关键要掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。
【解答】
A.摩托车在空中做平抛运动，加速度恒定，为重力加速度，根据
可知摩托车在空中相同时间内速度的变化量相同，故A正确；
B.若摩托车能越过壕沟，竖直方向有
则其所用时间为
故B错误；
C.摩托车能安全越过壕沟的最小初速度为
故C错误；
D.若摩托车越不过壕沟，根据
可知摩托车在空中的运动时间与下落高度有关，与初速度大小无关，故D错误。
故选A。
7.【答案】C
【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：，解得：①，②，③，④；地球表面重力加速度为： ，即 ⑤；
A.由②⑤可得，故A错误；
B.由 ①⑤可得，故B错误；
C.由 ③⑤可得同步轨道处的重力加速度为，故C正确；
D.地球质量，，故D错误。
8.【答案】AB
【解析】小球在最高点时受到拉力为F，根据牛顿第二定律可知：，解得：，结合图像可知： ，即 ，斜率，解得： ，故AB正确；
C. 图线与横轴的交点表示小球所受的拉力为零，即合外力等于重力时的情况，故C错误；
D.当时，，向心加速度 ，故D错误；
故选AB。
9.【答案】AC
【解析】由题图可知a、c两轮时同轴传动，a、b两轮时链条传动，所以有，
角速度与线速度的关系为
所以有
综上有
故A正确，B错误；
线速度与加速度的关系为
又因为，
综上所述有
故C正确，D错误。
10.【答案】BD
【解析】B.设a卫星与月球的距离为，b卫星与月球的距离为，根据图像有，
联立解得，
所以，故B正确；
D.根据万有引力提供向心力
可得
所以加速度大小之比，故D正确；
由于两卫星的质量关系不能确定，所以向心力大小之比不能确定，故AC错误。
11.【答案】；
；。
【解析】相邻两计数点间的时间间隔，
运用逐差法得，代入数据解得；
设小车所受滑动摩擦力大小为f，由牛顿第二定律，可得，
解得，可知图像C正确，AB错误；
图像的斜率，可得小车质量。
12.【答案】；水平；不需要；；
【解析】实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，故实验顺序为：B，A，
为保证小球从斜槽末端抛出后的运动是平抛运动，必须使斜槽末端水平；斜槽不需要光滑，只有同一组实验中，让小球从同一高度滑下即可保证初速度相同；
在竖直方向上有：，则则
B点的竖直方向的分速度
所以B点的瞬时速度为：
13.【答案】解：分别对长木板、滑块进行受力分析，根据牛顿第二定律
对长木板：
长木板的加速度大小：
对滑块：
滑块的加速度大小：
当长木板、滑块速度相等时，若滑块恰好运动到长木板的左端，则可保证滑块不会滑出长木板，设经过时间t长木板、滑块的速度相等，则有：
根据位移关系得：
代入数据解得，
所以初速度大小应满足的条件是。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：月球表面处引力等于重力，
得；
由万有引力提供向心力
得
所以在月球表面附近绕月飞行的卫星的线速度；
卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力
得
卫星周期
轨道半径
解得。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：绳上恰好出现拉力时，B与转盘之间为最大静摩擦力，即最大静摩擦力提供其向心力，则有：
解得圆盘的角速度为： ，即当绳上恰好出现拉力时，圆盘的角速度大小为；
绳上出现拉力后，随着角速度的缓慢增加，此时对物体B受力分析有： ，对物体A受力分析有： ，联立两式可得：
，可知：随着角速度的缓慢增加，A物体收到的摩擦力逐渐减小，当 时，即： ，可得： ；
当圆盘的角速度大于时，此时对物体B受力分析有： ，对物体A受力分析有：，联立两式可得： ，可知：随着角速度的缓慢增加，A物体收到的摩擦力逐渐增大，当A物体受到的静摩擦力最大时，两物块即将相对圆盘滑动，即： ，可得： ，此时物体B是速度 ，此后物体B将做平抛运动，有： ， vt ，联立两式带入数据可得：，由几何关系可知： B落地的位置与之间的距离
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
