2022-2023學(xué)年上海市高一年級下冊期中考試物理試卷含詳解

上海市復(fù)興高級中學(xué)2022學(xué)年第二學(xué)期期中考試

高一年級物理試卷

一、單項(xiàng)選擇題（共48分，每小題3分。每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）。

1.關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法中正確的是（）

A.曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動

B.曲線運(yùn)動的加速度可以一直為零

C.曲線運(yùn)動的速度大小一定在不斷地發(fā)生變化

D.在恒力作用下，物體不能做曲線運(yùn)動

2.如圖，在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車（未發(fā)生側(cè)滑），提供向心力是（）

A.重力B.滑動摩擦力

C.靜摩擦力D.重力和支持力的合力

3.投飛鏢是深受人們喜愛的一種娛樂活動。某同學(xué)將一枚飛鏢從高于靶心的位置水平投向豎直懸掛的靶盤，結(jié)果

飛鏢打在靶心的正下方，如圖所示。假設(shè)飛鏢運(yùn)動過程中所受空氣阻力不計(jì)，在其他條件不變的情況下，為使飛

鏢命中靶心，該同學(xué)在下次投擲時(shí)應(yīng)該采取的正確方法是（）

命……

A.適當(dāng)減小飛鏢投出時(shí)的高度

B.適當(dāng)增大飛鏢投出時(shí)的初速度

C.到離靶盤稍遠(yuǎn)些的地方投飛鏢

D.換用質(zhì)量稍大些的飛鏢

4.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小。如圖甲、乙、丙、丁分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎

時(shí)所受合力R的四種方向，正確的是（）

：N

；N

BJ

F

：N

D.

M-

5.如圖，人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動，它在近地點(diǎn)A和遠(yuǎn)地點(diǎn)B的加速度大小分別為心和&，則（）

D,不能確定

6.如圖，在冬奧會短道速滑項(xiàng)目中，圓弧實(shí)線ON為正常運(yùn)動路線的彎道,OM為運(yùn)動員在。點(diǎn)的速度方向。若

運(yùn)動員在。點(diǎn)稍發(fā)生側(cè)滑，她就會偏離正常比賽路線，則其滑動線路（)

A.沿0M直線B.在0M左側(cè)區(qū)域I

C.在OM和ON之間區(qū)域IID.在ON右側(cè)區(qū)域III

7.如圖所示，假設(shè)高鐵動車啟動后沿平直軌道行駛，發(fā)動機(jī)的功率恒為P,且行駛過程中受到的阻力大小恒定。

已知?jiǎng)榆嚨馁|(zhì)量為相，最高行駛速度％=350km/h。則下列說法正確的是（）

A.行駛過程中動車受到的阻力大小為尸％

v3P

B.當(dāng)動車的速度為譚時(shí)，動車的加速度大小為----

4mvm

1,

c.從啟動到速度為以的過程中，動車牽引力所做的功為,機(jī)吟

D.由題目信息可估算京張鐵路的全長為350km

8.人造地球衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做（

A.自由落體運(yùn)動

B.平拋運(yùn)動

C.遠(yuǎn)離地球飛向太空

D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)動

9.關(guān)于摩擦力和作用力與反作用力做功的關(guān)系，下列說法正確的是（)

A.滑動摩擦力對物體可能做負(fù)功，可能做正功，也可能不做功

B.靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的物體之間，所以靜摩擦力對物體一定不做功

C.作用力與反作用力所做的功一定大小相等

D.作用力做正功時(shí)，反作用力一定做負(fù)功

10.如圖所示，用光電門傳感器和力傳感器研究小球經(jīng)過拱橋最高點(diǎn)時(shí)對橋面壓力尺的大小與小球速度的關(guān)系。

若光電門測得小球的擋光時(shí)間f,多次實(shí)驗(yàn)，則f越短（）

A.尺越小，且大于小球重力

B際越大，且大于小球重力

C.FN越小，且小于小球重力

D.尺越大，且小于小球重力

11.關(guān)于行星運(yùn)動規(guī)律，下列說法符合史實(shí)的是（）

A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運(yùn)動的規(guī)律

B.牛頓提出了萬有引力定律，開普勒測量出了萬有引力常量的值

C.牛頓在實(shí)驗(yàn)中測出萬有引力常量G,因而被稱為是能稱出地球質(zhì)量的人

D.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律

12.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在赤道表面上隨地球一起轉(zhuǎn)動，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步

衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運(yùn)動,各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則（）

A.a的向心加速度等于重力加速度gB.四顆地球衛(wèi)星中b的線速度最大

7T

C.c在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是:D.d的運(yùn)動周期有可能是20小時(shí)

6

13.某機(jī)器內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動的鋁盤A、B,A盤固定一個(gè)信號發(fā)射裝置P,能持續(xù)沿半徑向外

發(fā)射紅外線，P到圓心的距離為28cm。B盤上固定一個(gè)帶窗口的紅外線信號接收裝置Q,Q到圓心的距離為

16cm。P、Q轉(zhuǎn)動的線速度相同，都是4兀m/s.當(dāng)P、Q正對時(shí)，P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入Q的接收窗口，如圖所

示，則Q每隔一定時(shí)間就能接收到紅外線信號，這個(gè)時(shí)間的最小值應(yīng)為（）

A0.56sB.0.28sC.0.16sD.0.07s

14.在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，用小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落。兩球

完全相同，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.兩球落地瞬間，兩球速度大小相同

B.兩球落地瞬間，重力對A小球的功率較大

C.從開始運(yùn)動至落地，兩小球動能的變化量相同

D.從開始運(yùn)動至落地，重力對A小球做功的平均功率較小

15.為了抗擊新冠疫情，保障百姓基本生活，許多快遞公司推出“無接觸配送”?？爝f小哥想到了用無人機(jī)配送快

遞的方法。某次無人機(jī)在配送快遞的飛行過程中，水平方向速度燈及豎直方向力與飛行時(shí)間r關(guān)系圖像如圖甲、

乙所示。關(guān)于無人機(jī)運(yùn)動的說法正確的是（）

A.0?力時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)做曲線運(yùn)動

B.介時(shí)刻，無人機(jī)運(yùn)動到最高點(diǎn)

C.玄?〃時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)做勻速直線運(yùn)動

D；2時(shí)刻，無人機(jī)的速度為業(yè)+口

16.如圖所示，一輕桿一端固定在。點(diǎn)，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動。小球運(yùn)動到

最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為珠，小球在最高點(diǎn)的速度大小為%尺一丫2圖像如圖所示。下列說法正確的是

()

B.小球的質(zhì)量為

b

C.v2=c時(shí)，桿對小球彈力方向向上

D.若v2=2b,則桿對小球彈力大小為2a

二.填空題(共24分，每題4分)。

17.萬有引力定律中的引力常量G是由科學(xué)家卡文迪什通過實(shí)驗(yàn)測得的。引力常量G的單位用國際單

位制中的基本單位表示為o

18.如圖為“行星傳動示意圖”，中心“太陽輪”的轉(zhuǎn)動軸固定，其半徑為品，周圍四個(gè)“行星輪”的轉(zhuǎn)動軸固

定，其半徑均為&,“齒圈”的半徑為&,其中N=1.56，4、B、C分別是“太陽輪”、“行星輪”和“齒

圈”邊緣上的點(diǎn)，齒輪傳動過程不打滑，則A點(diǎn)所在“太陽輪”順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，B點(diǎn)所在的“行星輪”沿

方向轉(zhuǎn)動，A點(diǎn)與C點(diǎn)的線速度之比為o

19.放在水平地面上物體受到水平拉力的作用，其速度一時(shí)間圖像和拉力的功率一時(shí)間圖像分別如圖(a)、(b)

所示，則Is末物體加速度的大小為m/s2,0?6s時(shí)間內(nèi)拉力所做的功為J0

圖(a)圖(b)

20.半徑為R的水平圓盤繞過圓心。的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，A為圓盤邊緣上一點(diǎn)，在O的正上方有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)

的小球以初速度v水平拋出時(shí)，半徑方向恰好與v的方向相同，如圖所示，若小球與圓盤只碰一次，且落在A

點(diǎn)，重力加速度為g,則小球拋出時(shí)距。的高度為/i=,圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小為

co=____________

21.如圖，“食雙星”是指在相互引力作用下繞連線上。點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，彼此掩食（像月亮擋住太陽）而造

成亮度發(fā)生周期性變化的兩顆恒星，則這兩顆恒星做圓周運(yùn)動的（選填“線速度”或“角速度”）大

小相等。在地球上通過望遠(yuǎn)鏡觀察這種雙星，視線與雙星軌道共面。觀測發(fā)現(xiàn)每隔時(shí)間T兩顆恒星與望遠(yuǎn)鏡共線

一次，已知兩顆恒星A、B間距為d,引力常量為G,則可推算出雙星的總質(zhì)量為o

-----?-??—■

O

22.電動機(jī)通過一輕繩從靜止開始豎直吊起質(zhì)量為8kg的物體，在前2s內(nèi)繩的拉力恒定，此后電動機(jī)一直以最大

的輸出功率工作，物體被提升到90m高度時(shí)恰開始以15m/s的速度勻速上升。上述過程的X圖如圖所示。則前

2s內(nèi)繩的拉力大小為N,物體從靜止開始被提升90m所需時(shí)間為So（取g=10m/s2）

三.綜合題（共28分）。

注意：第24、25題在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題過程中，要求給出必要的圖示、文字說明、

公式演算等。

23.為探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系，某實(shí)驗(yàn)小組通過如圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；瑝K套在水平桿

上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動，力傳感器通過一細(xì)繩連接滑塊，用來測量向心力尸的大小?；瑝K上固

定一遮光片，寬度為d,光電門可以記錄遮光片通過的時(shí)間，測得旋轉(zhuǎn)半徑為?滑塊隨桿做勻速圓周運(yùn)動，每經(jīng)過

光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時(shí)獲得一組向心力尸和角速度。的數(shù)據(jù)。

（1）為了探究向心力與角速度的關(guān)系，需要控制滑塊質(zhì)量和保持不變，某次旋轉(zhuǎn)過程中遮光片經(jīng)過光

電門時(shí)的遮光時(shí)間為At,則角速度。=；

1

（2）以尸為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作一條如圖乙所示直線，若圖像斜率為鼠則

滑塊的質(zhì)量為（用鼠r、d表示），圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

24.如圖所示是一種常見的盤山公路彎道設(shè)計(jì)方案，在彎道處使路面向山體一側(cè)傾斜，這樣可在一定程度上減小行

車安全隱患。圖中彎道路面的縱截面可視為夾角，=15的斜面，車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)行駛的軌跡可視為半徑R=30m的水

平圓弧,車輛可視為質(zhì)點(diǎn)。sinl5°=0.26,cosl5°=0.97,g取lOm/s?。問：

（1）當(dāng)一輛汽車在該彎道路面上勻速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，若汽車不受側(cè)向的摩擦力作用，其速度應(yīng)為多大？（結(jié)果保留

1位有效數(shù)字）

（2）若一輛汽車以較大的速度％通過該彎道，仍沿路面做勻速圓周運(yùn)動，汽車總質(zhì)量為相，小張同學(xué)用關(guān)系式

ag-tanl5°+/?cosl5°=m1■來求此時(shí)汽車所受摩擦力了的大小。你認(rèn)為這種做法是否正確？若不正確，請列出

正確的關(guān)系式或方程組（不必求解結(jié)果）。

（3）橡膠輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)〃約為0.7,試計(jì)算汽車在該彎道上安全行駛不發(fā)生側(cè)滑的最大速度%。

（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

25.傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成了豎直平面內(nèi)的光滑軌道ABCD,如圖甲所示。和BC。相切于8點(diǎn)，

C、。為圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，。為圓心，。3與OC夾角為30。小滑塊從軌道ABC上離C點(diǎn)豎直高度為//的

某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測出滑塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)對軌道的壓力為尸，多次改變高度得到如圖乙所示的壓力廠與

高度人的關(guān)系圖像(該圖線縱軸截距為2N),重力加速度g=10m/s2求：

(1)滑塊的質(zhì)量和圓軌道的半徑；

(2)若要求滑塊在圓軌道上運(yùn)動時(shí)，在圓弧間不脫離軌道，則〃應(yīng)滿足的條件；

(3)是否存在某個(gè)值，使得滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)。飛出后垂直撞在斜軌道上？若存在，請求出人值；若不存在，請

計(jì)算說明理由。

甲

上海市復(fù)興高級中學(xué)2022學(xué)年第二學(xué)期期中考試

高一年級物理試卷

一、單項(xiàng)選擇題（共48分，每小題3分。每小題只有一個(gè)正確選項(xiàng)）。

1.關(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法中正確的是（）

A.曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動

B.曲線運(yùn)動的加速度可以一直為零

C.曲線運(yùn)動的速度大小一定在不斷地發(fā)生變化

D.在恒力作用下，物體不能做曲線運(yùn)動

【答案】A

【詳解】A.曲線運(yùn)動的速度方向一定變化，則曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，故項(xiàng)A正確；

B.曲線運(yùn)動的速度不斷變化，則加速度一定不為零，例如平拋運(yùn)動，故項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.曲線運(yùn)動的速度大小不一定發(fā)生變化，例如勻速圓周運(yùn)動，故C錯(cuò)誤；

D.在恒力作用下，物體也能做曲線運(yùn)動，例如平拋運(yùn)動，故D錯(cuò)誤。

故選A?

2.如圖，在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車（未發(fā)生側(cè)滑），提供向心力是（）

A.重力B.滑動摩擦力

C.靜摩擦力D.重力和支持力的合力

【答案】C

【詳解】在水平面上轉(zhuǎn)彎的摩托車，豎直方向支持力與重力平衡，水平方向由靜摩擦力提供向心力。

故選C。

3.投飛鏢是深受人們喜愛的一種娛樂活動。某同學(xué)將一枚飛鏢從高于靶心的位置水平投向豎直懸掛的靶盤，結(jié)果

飛鏢打在靶心的正下方，如圖所示。假設(shè)飛鏢運(yùn)動過程中所受空氣阻力不計(jì)，在其他條件不變的情況下，為使飛

鏢命中靶心，該同學(xué)在下次投擲時(shí)應(yīng)該采取的正確方法是（）

A.適當(dāng)減小飛鏢投出時(shí)的高度

B.適當(dāng)增大飛鏢投出時(shí)的初速度

C.到離靶盤稍遠(yuǎn)些的地方投飛鏢

D.換用質(zhì)量稍大些的飛鏢

【答案】B

【詳解】A.適當(dāng)減小飛鏢投出時(shí)的高度，水平方向速度不變，到達(dá)靶心所在豎直線用時(shí)不變，下落高度不變，則

擊中位置更偏下，故A錯(cuò)誤；

B.增大初速度，水平距離不變，則飛鏢擊中靶子的時(shí)間減小，豎直方向上下落的高度減小，則適當(dāng)增大投飛鏢的

初速度，飛鏢能命中靶心，故B正確；

C.水平距離增大，初速度不變，則飛鏢擊中靶子的時(shí)間增大，豎直方向上下落的高度增大，飛鏢將打在靶心的正

下方，且更遠(yuǎn)離靶心，故c錯(cuò)誤；

D.平拋運(yùn)動的規(guī)律與飛鏢的質(zhì)量無關(guān)，換用質(zhì)量稍小的或者稍大的飛鏢，飛鏢命中的位置不變，故D錯(cuò)誤。

故選B。

4.一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由“向N行駛，速度逐漸減小。如圖甲、乙、丙、丁分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎

時(shí)所受合力R的四種方向，正確的是（）

【詳解】A.由于汽車沿曲線由M向N行駛，速度方向沿切線指向M圖中合力R方向與速度方向相同，汽車隨

后將做加速直線運(yùn)動，不可能做曲線運(yùn)動，A錯(cuò)誤；

B.由于汽車沿曲線由“向N行駛，速度方向沿切線指向N,圖中合力R方向與速度方向相反，汽車隨后將做減

速直線運(yùn)動，不可能做曲線運(yùn)動，B錯(cuò)誤；

C.由于汽車沿曲線由“向N行駛，速度方向沿切線指向N,圖中合力R方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，與速度方向成鈍

角，汽車做速度減小的曲線運(yùn)動，C正確；

D.由于汽車沿曲線由M向N行駛，速度方向沿切線指向M圖中合力R方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，與速度方向成銳

角，汽車做速度增大的曲線運(yùn)動，D錯(cuò)誤。

故選C。

5.如圖，人造地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動，它在近地點(diǎn)A和遠(yuǎn)地點(diǎn)8的加速度大小分別為心和與，則（）

AB

A.aA>aBB.aA=aBC.aA<aBD.不能確定

【答案】A

【詳解】根據(jù)牛頓第二定律

廠Mm

Or——=ma

解得

M

CL—CJ—

r

由圖可知

rA<rB

所以

aA>aB

故選A?

6.如圖，在冬奧會短道速滑項(xiàng)目中，圓弧實(shí)線ON為正常運(yùn)動路線的彎道，OM為運(yùn)動員在。點(diǎn)的速度方向。若

運(yùn)動員在。點(diǎn)稍發(fā)生側(cè)滑，她就會偏離正常比賽路線，則其滑動線路（）

A.沿OM直線B.在OM左側(cè)區(qū)域I

C.在OM和ON之間區(qū)域IID.在ON右側(cè)區(qū)域III

【答案】C

【詳解】發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動員的速度過大，所需要的向心力過大，運(yùn)動員受到的合外力不足以提供所需的向心

力，而受的合外力仍然指向圓心，若運(yùn)動員水平方向不受任何外力時(shí)沿方向做離心運(yùn)動，實(shí)際上運(yùn)動員還要

受摩擦力作用，所以滑動的方向在和ON之間區(qū)域II,故ABD錯(cuò)誤，C正確。

故選C。

7.如圖所示，假設(shè)高鐵動車啟動后沿平直軌道行駛，發(fā)動機(jī)的功率恒為P,且行駛過程中受到的阻力大小恒定。

已知?jiǎng)榆嚨馁|(zhì)量為相，最高行駛速度％=350km/h。則下列說法正確的是（）

A.行駛過程中動車受到的阻力大小為尸%

Vjr

B.當(dāng)動車的速度為子時(shí)，動車的加速度大小為----

4mvm

1,

C.從啟動到速度為匕"的過程中，動車牽引力所做的功為耳根用

D.由題目信息可估算京張鐵路的全長為350km

【答案】B

【詳解】A.行駛過程中動車受到的阻力大小為

/=—

%

選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

V

B.當(dāng)動車的速度為"時(shí)，動車的加速度大小為

4

竺_￡

工FT――3P

mmmvm

選項(xiàng)B正確；

C.根據(jù)動能定理，從啟動到速度為Vm的過程中，動車合外力所做的功為;mq，牽引力做功大于;mq,選項(xiàng)

C錯(cuò)誤；

D.由題目信息不能估算京張鐵路的全長為350km,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選B。

8.人造地球衛(wèi)星的天線偶然折斷，天線將做（）

A.自由落體運(yùn)動

B.平拋運(yùn)動

C.遠(yuǎn)離地球飛向太空

D.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)動

【答案】D

【詳解】人造地球衛(wèi)星的天線偶然折斷，其速度不變，則

GMmv2

,2=m-

與折斷前相比，所受萬有引力與所需向心力均沒有變化，繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)動。故ABC錯(cuò)誤；D正確。

故選D。

9.關(guān)于摩擦力和作用力與反作用力做功的關(guān)系，下列說法正確的是（）

A.滑動摩擦力對物體可能做負(fù)功，可能做正功，也可能不做功

B.靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的物體之間，所以靜摩擦力對物體一定不做功

C.作用力與反作用力所做的功一定大小相等

D.作用力做正功時(shí)，反作用力一定做負(fù)功

【答案】A

【詳解】A.滑動摩擦力的方向與接觸面的相對運(yùn)動方向相反，相對接觸面發(fā)生了位移，但相對地面的位移情況不

一定，故滑動摩擦力對物體可能做負(fù)功，可能做正功，也可能不做功，A正確；

B.靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的物體之間，但相對地面可能是運(yùn)動的，所以靜摩擦力對物體可能做功，B錯(cuò)誤；

C.一對作用力和反作用力作用在兩個(gè)物體上，大小相等方向相反，但是兩物體的位移不一定相等，所以做的功不

一定大小相等，C錯(cuò)誤；

D.作用力和反作用力是作用在兩個(gè)相互作用的物體之上的；作用力和反作用力可以同時(shí)做正功；如冰面上兩個(gè)原

來靜止的小孩子相互推一下之后，兩人同時(shí)后退，則兩力做正功，D錯(cuò)誤。

故選A?

10.如圖所示，用光電門傳感器和力傳感器研究小球經(jīng)過拱橋最高點(diǎn)時(shí)對橋面壓力尺的大小與小球速度的關(guān)系。

B.FN越大，且大于小球重力

C.際越小，且小于小球重力

D.&越大，且小于小球重力

【答案】C

【詳解】小球經(jīng)過拱橋最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有

V2

mg-FN=m—

則有

r

則可知，當(dāng)/越短，說明小球通過最高點(diǎn)的速度越大，則FN越小，且小于小球重力。

故選C。

11.關(guān)于行星運(yùn)動的規(guī)律，下列說法符合史實(shí)的是（）

A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運(yùn)動的規(guī)律

B.牛頓提出了萬有引力定律，開普勒測量出了萬有引力常量的值

C.牛頓在實(shí)驗(yàn)中測出萬有引力常量G,因而被稱為是能稱出地球質(zhì)量的人

D.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律

【答案】D

【詳解】AD.開普勒在第谷等人的天文觀測記錄的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運(yùn)動的規(guī)律，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確;

B.牛頓提出了萬有引力定律，卡文迪許測量出了萬有引力常量的值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.卡文迪許在實(shí)驗(yàn)中測出萬有引力常量G,因而被稱為是能稱出地球質(zhì)量的人，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

故選D。

12.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在赤道表面上隨地球一起轉(zhuǎn)動，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步

衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運(yùn)動，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則（）

A.a的向心加速度等于重力加速度gB.四顆地球衛(wèi)星中b的線速度最大

兀

C.c在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是wD.d的運(yùn)動周期有可能是20小時(shí)

6

【答案】B

【詳解】設(shè)地球質(zhì)量為質(zhì)量為根的衛(wèi)星繞地球做半徑為八線速度為V、周期為T的勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓

第二定律有

-MmV24兀2

G—―=m——=m——r①

rrT

解得

B.根據(jù)②式可知

WVd

a和c周期相同，所以角速度相同，根據(jù)丫=5可知

K>K

所以四顆地球衛(wèi)星中b的線速度最大，故B正確；

A.根據(jù)前面分析可知

"b〉Va

由于b是近地軌道衛(wèi)星，所以其向心加速度等于重力加速度g,再根據(jù)。=匕可知a的向心加速度小于g,故A

r

錯(cuò)誤；

C.c的周期為24小時(shí)，所以它在4小時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是

2兀f71

a=-----=—

T3

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)③式可知

《〉(=24h

故D錯(cuò)誤。

故選B。

13.某機(jī)器內(nèi)有兩個(gè)圍繞各自的固定軸勻速轉(zhuǎn)動的鋁盤A、B,A盤固定一個(gè)信號發(fā)射裝置P,能持續(xù)沿半徑向外

發(fā)射紅外線，P到圓心的距離為28cm。B盤上固定一個(gè)帶窗口的紅外線信號接收裝置Q,Q到圓心的距離為

16cm。P、Q轉(zhuǎn)動的線速度相同，都是4?rm/s.當(dāng)P、Q正對時(shí)，P發(fā)出的紅外線恰好進(jìn)入Q的接收窗口，如圖所

示，則Q每隔一定時(shí)間就能接收到紅外線信號，這個(gè)時(shí)間的最小值應(yīng)為（)

A.0.56sB.0.28sC.0.16sD.0.07s

【答案】A

【分析】

【詳解】P的周期

2町，2^-x0.28..

——-=------------=0n.14s

V4乃

Q的周期

2TTX0.16

=0.08s

4萬

因?yàn)榻?jīng)歷的時(shí)間必須等于它們周期的整數(shù)倍，根據(jù)數(shù)學(xué)知識，0.14和0.08的最小公倍數(shù)為0.56s,所以經(jīng)歷的時(shí)間

最小為0.56s。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A。

14.在如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，用小錘打擊彈性金屬片后，A球沿水平方向拋出，同時(shí)B球被松開，自由下落。兩球

完全相同，不計(jì)空氣阻力，下列說法正確的是（）

A.兩球落地瞬間，兩球速度大小相同

B.兩球落地瞬間，重力對A小球的功率較大

C.從開始運(yùn)動至落地，兩小球動能的變化量相同

D.從開始運(yùn)動至落地，重力對A小球做功的平均功率較小

【答案】C

【詳解】A.兩球落地瞬間，兩球豎直速度大小相同，但是由于A球有水平速度，可知兩球落地的速度大小不

同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)PG=，"gVy,兩球落地瞬間的豎直速度相同，則重力對小球的功率相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)動能定理，從開始運(yùn)動至落地，合力（重力）做功相同，則兩小球動能的變化量相同，選項(xiàng)C正確；

D.從開始運(yùn)動至落地兩球運(yùn)動時(shí)間相同，重力做功相同，重力對兩小球做功的平均功率相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

15.為了抗擊新冠疫情，保障百姓基本生活，許多快遞公司推出“無接觸配送”?？爝f小哥想到了用無人機(jī)配送快

遞的方法。某次無人機(jī)在配送快遞的飛行過程中，水平方向速度力及豎直方向均與飛行時(shí)間/關(guān)系圖像如圖甲、

乙所示。關(guān)于無人機(jī)運(yùn)動的說法正確的是（）

A.0~/1時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)做曲線運(yùn)動

B./2時(shí)刻，無人機(jī)運(yùn)動到最高點(diǎn)

C.f3?以時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)做勻速直線運(yùn)動

D；2時(shí)刻，無人機(jī)的速度為“;+青

【答案】D

【分析】

【詳解】A.0?九時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)在水平方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動，在豎直方向也做初速度為零的勻加速

運(yùn)動，則合運(yùn)動為勻加速直線運(yùn)動，故A錯(cuò)誤；

B.0?以時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)速度一直為正，即一直向上運(yùn)動，則玄時(shí)刻，無人機(jī)還沒有運(yùn)動到最高點(diǎn)，故B錯(cuò)誤；

C.白?〃時(shí)間內(nèi)，無人機(jī)水平方向做速度為V0的勻速運(yùn)動，豎直方向做勻減速運(yùn)動，則合運(yùn)動為勻變速曲線運(yùn)

動，故c錯(cuò)誤；

D./2時(shí)刻，無人機(jī)的水平速度為為，豎直速度為V2,則合速度為J詔+訝,故D正確。

故選D。

16.如圖所示，一輕桿一端固定在。點(diǎn)，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做半徑為R的圓周運(yùn)動。小球運(yùn)動到

最高點(diǎn)時(shí)，桿與小球間彈力大小為珠，小球在最高點(diǎn)的速度大小為k八一丫2圖像如圖所示。下列說法正確的是

()

B.小球的質(zhì)量為fR

b

C僅=。時(shí)，桿對小球彈力方向向上

D.若v2=2b,則桿對小球彈力大小為2a

【答案】B

【詳解】A.通過圖分析可知：當(dāng)廿=4人=0時(shí)，小球做圓周運(yùn)動的向心力由重力提供，即

b

m2—m—

R

則

b

8=R

故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)官=0,尺=。時(shí)，重力與彈力入N大小相等，即

mg-a

所以

aa門

m=-=—R

gb

故B正確；

C.當(dāng)儼>6時(shí)，桿對小球的彈力方向與小球重力方向相同，豎直向下，故

v2=c>b

時(shí)桿對小球的彈力方向豎直向下，故C錯(cuò)誤；

D.若儼=26時(shí)

廠2b

+風(fēng)=

K

解得

F^—a

方向豎直向下，故D錯(cuò)誤。

故選B。

二.填空題（共24分，每題4分）。

17.萬有引力定律中的引力常量G是由科學(xué)家卡文迪什通過實(shí)驗(yàn)測得的。引力常量G的單位用國際單

位制中的基本單位表示為o

3

【答案】①.扭秤②.答7

kgs-

【詳解】口］萬有引力定律中的引力常量G是由科學(xué)家卡文迪什通過扭秤實(shí)驗(yàn)測得的。

⑵由萬有引力的表達(dá)式R=G四答得

r

lFJ-rI2ar2

（J=---=

m

m3

故引力常量G的單位用國際單位制中的基本單位表示為二"o

kgs

18.如圖為“行星傳動示意圖”，中心“太陽輪”的轉(zhuǎn)動軸固定，其半徑為周圍四個(gè)“行星輪”的轉(zhuǎn)動軸固

定，其半徑均為&,“齒圈”的半徑為其中N=L5&，A、B、C分別是“太陽輪”、“行星輪”和“齒

圈”邊緣上的點(diǎn)，齒輪傳動過程不打滑，則A點(diǎn)所在“太陽輪”順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，B點(diǎn)所在的“行星輪”沿

方向轉(zhuǎn)動，A點(diǎn)與C點(diǎn)的線速度之比為o

B

J

【答案】①.逆時(shí)針②.1:1

【詳解】⑴由圖可知，A點(diǎn)所在“太陽輪”順時(shí)針轉(zhuǎn)動時(shí)，則B點(diǎn)所在的“行星輪”沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；

⑵A點(diǎn)與2點(diǎn)是齒輪傳動，所以A與2的線速度相等，同理可知3與C的線速度相等，所以A與C的線速度相

等,即兩者之比為1:1。

19.放在水平地面上的物體受到水平拉力的作用，其速度一時(shí)間圖像和拉力的功率一時(shí)間圖像分別如圖(a)、(b)

所示，則Is末物體加速度的大小為m/s2>0?6s時(shí)間內(nèi)拉力所做的功為J?

圖(a)圖(b)

【答案】①.3②.70

【詳解】口］速度一時(shí)間圖像的斜率表示加速度，所以1s末物體加速度的大小為

a=-=---m/s2=3m/s2

At2

⑵功率一時(shí)間圖像，圖線與時(shí)間軸圍成的面積表示做功，所以。?6s時(shí)間內(nèi)拉力所做的功為

W=-x2x30J+10x(6-2)J=70J

20.半徑為R的水平圓盤繞過圓心。的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，A為圓盤邊緣上一點(diǎn)，在。的正上方有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)

的小球以初速度v水平拋出時(shí)，半徑04方向恰好與v的方向相同，如圖所示，若小球與圓盤只碰一次，且落在A

點(diǎn)，重力加速度為g,則小球拋出時(shí)距。的高度為人=，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度大小為

O-?V

【詳解】口］小球做平拋運(yùn)動，小球在水平方向上做勻速直線運(yùn)動，則運(yùn)動的時(shí)間:

v

豎直方向做自由落體運(yùn)動，貝U：

⑵根據(jù)m=2而得:

2nn：27rnv

a>=-----=-(-n--e---N*)

R

21.如圖，“食雙星”是指在相互引力作用下繞連線上。點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，彼此掩食（像月亮擋住太陽）而造

成亮度發(fā)生周期性變化的兩顆恒星，則這兩顆恒星做圓周運(yùn)動的（選填“線速度”或“角速度”）大

小相等。在地球上通過望遠(yuǎn)鏡觀察這種雙星，視線與雙星軌道共面。觀測發(fā)現(xiàn)每隔時(shí)間T兩顆恒星與望遠(yuǎn)鏡共線

一次，已知兩顆恒星A、B間距為d,引力常量為G,則可推算出雙星的總質(zhì)量為o

兀2d3

【答案】①角速度

GT2

【詳解】口］依題意，知兩者做勻速圓周運(yùn)動的周期相同，則角速度大小相等；由于它們做勻速圓周運(yùn)動的半徑不

同，所以線速度大小不等；

⑵設(shè)A、B兩恒星軌道半徑分別為/1、m周期為F，由于經(jīng)過時(shí)間T兩者在此連成一條直線，故

T'=2T

對兩恒星，由萬有引力提供向心力可得

G等=帆（1>2

其中仁廠1+r2,聯(lián)立解得

丁屋

%+"%=^T

22.電動機(jī)通過一輕繩從靜止開始豎直吊起質(zhì)量為8kg的物體，在前2s內(nèi)繩的拉力恒定，此后電動機(jī)一直以最大

的輸出功率工作，物體被提升到90m高度時(shí)恰開始以15m/s的速度勻速上升。上述過程的v-f圖如圖所示。則前

2s內(nèi)繩的拉力大小為N,物體從靜止開始被提升90m所需時(shí)間為So(取g=10m/s2)

“

【答案】①.120②.7.75

【詳解】［1］前2s內(nèi)物體的加速度大小為

a=—=5m/s2

Az

根據(jù)牛頓第二定律可知前2s內(nèi)繩的拉力大小為

F=m(g+a)=120N

⑵電動機(jī)的額定功率為

P=FVl=1200W

物體勻加速上升的高度為

12

h=—at}=10m

設(shè)物體從vi=10m/s到Vm=15m/s所需時(shí)間為ti,根據(jù)動能定理有

Pt2-mg(H-h)=—mv---mvY

解得

=5.75s

所以物體從靜止開始被提升90m所需時(shí)間為

t=tx+t2=7.75s

三.綜合題(共28分)。

注意：第24、25題在列式計(jì)算、邏輯推理以及回答問題過程中，要求給出必要的圖示、文字說明、

公式演算等。

23.為探究向心力大小與半徑、角速度、質(zhì)量的關(guān)系，某實(shí)驗(yàn)小組通過如圖甲所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?；瑝K套在水平桿

上，隨水平桿一起繞豎直桿做勻速圓周運(yùn)動，力傳感器通過一細(xì)繩連接滑塊，用來測量向心力廠的大小?；瑝K上固

定一遮光片，寬度為“，光電門可以記錄遮光片通過的時(shí)間，測得旋轉(zhuǎn)半徑為人滑塊隨桿做勻速圓周運(yùn)動，每經(jīng)過

光電門一次，通過力傳感器和光電門就同時(shí)獲得一組向心力P和角速度。的數(shù)據(jù)。

(1)為了探究向心力與角速度的關(guān)系，需要控制滑塊質(zhì)量和保持不變，某次旋轉(zhuǎn)過程中遮光片經(jīng)過光

電門時(shí)的遮光時(shí)間為2,則角速度。=；

1

(2)以尸為縱坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，可在坐標(biāo)紙中描出數(shù)據(jù)點(diǎn)作一條如圖乙所示直線，若圖像的斜率為左,則

㈤2

滑塊的質(zhì)量為(用;r、d表示)，圖線不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是

z7ky

【答案】①.旋轉(zhuǎn)半徑③耳④.滑塊受到摩擦力

【詳解】(1)[1]根據(jù)控制變量法，為了探究向心力與角速度的關(guān)系，需要控制滑塊質(zhì)量和旋轉(zhuǎn)半徑不變。

⑵根據(jù)

d

v=一

又

v=a)r

解得

d

co=---

rAt

(2)[3]根據(jù)

ry-r=mco2r

聯(lián)立解得

由于

d2

k二m——

r

則滑塊的質(zhì)量為

kr

1

[4]由圖線可知，當(dāng)b=0時(shí),不為零，所以圖線不過原點(diǎn)的原因是滑塊受到摩擦力的原因。

Ar2

24.如圖所示是一種常見的盤山公路彎道設(shè)計(jì)方案，在彎道處使路面向山體一側(cè)傾斜，這樣可在一定程度上減小行

車安全隱患。圖中彎道路面的縱截面可視為夾角，=15的斜面，車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)行駛的軌跡可視為半徑R=30m的水

平圓弧，車輛可視為質(zhì)點(diǎn)。sinl5°=0.26,cosl5°=0.97,g取lOm/s?。問：

（1）當(dāng)一輛汽車在該彎道路面上勻速轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，若汽車不受側(cè)向的摩擦力作用，其速度應(yīng)為多大？（結(jié)果保留

1位有效數(shù)字）

（2）若一輛汽車以較大的速度%通過該彎道，仍沿路面做勻速圓周運(yùn)動，汽車總質(zhì)量為相，小張同學(xué)用關(guān)系式

mg-tanl5°+/?cosl5°=機(jī)型來求此時(shí)汽車所受摩擦力了的大小。你認(rèn)為這種做法是否正確？若不正確，請列出

R

正確的關(guān)系式或方程組（不必求解結(jié)果）。

（3）橡膠輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)〃約為0.7,試計(jì)算汽車在該彎道上安全行駛不發(fā)生側(cè)滑的最大速度Vm。

（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

【答案】（1）9m/s；（2）不正確；見解析；（3）19m/s

【詳解】（1）由牛頓第二定律可