2023-2024學(xué)年遼寧省大連市濱城高中聯(lián)盟高一下學(xué)期4月考試物理試卷（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試卷PAGEPAGE2濱城高中聯(lián)盟2023-2024學(xué)年度下學(xué)期高一4月份考試物理試卷命題人：大連二十高中高一物理備課組校對(duì)人：大連二十高中高一物理備課組注意事項(xiàng)：本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試時(shí)間75分鐘。第Ⅰ卷選擇題（共46分）一、選擇題（本題共10小題，共46分。第1-7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8-10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1.關(guān)于天體物理，下列說法中正確的是（）A．丹麥天文學(xué)家第谷通過對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)研究得出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測(cè)出了引力常量G的數(shù)值C．海王星是利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的一顆行星，被人們稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”D．伽利略用“月一地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性2.如圖所示，在圓規(guī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)畫圓的過程中，下列說法正確的是（）A．筆尖的線速度不變B．兩相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度不同C．任意相等時(shí)間內(nèi)通過的位移大小相同D．任意相等時(shí)間內(nèi)通過的路程不同3.如圖甲所示，游樂場(chǎng)有一種叫作“快樂飛機(jī)”的游樂項(xiàng)目，模型如圖乙所示。已知模型飛機(jī)的質(zhì)量為m，固定在長為L的旋臂上，旋臂與豎直方向的夾角為θ。重力加速度為g。當(dāng)模型飛機(jī)以角速度ω繞中央軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A．模型飛機(jī)受到重力、旋臂的作用力和向心力B．旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向一定沿旋臂C．旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向一定豎直向上，大小為mgD．旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小為4.如圖所示，質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)懸線與豎直方向夾角為30°，下列說法正確的是（）A．小明在最低點(diǎn)的加速度為零，速度最大B．小明在最高點(diǎn)的速度為零，合力為零C．在最低點(diǎn)時(shí)，秋千對(duì)小明的作用力為mgD．在最高點(diǎn)時(shí)，秋千對(duì)小明的作用力為5.“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了中國首次無人月面取樣返回，為中國探月工程的收官之戰(zhàn)。已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，。月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為k，月球半徑與地球半徑之比為q。則月球表面和地球表面的重力加速度之比為（）A．k：q2 B．q2：k C．k：q D．q：k6.A、B、C三顆地球衛(wèi)星，A還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)；B處于近地軌道上；C是地球同步衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的（）A：角速度關(guān)系是B．線速度關(guān)系是C．周期關(guān)系是D．向心加速度關(guān)系是7.中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的國際編號(hào)為381323號(hào)的小行星被命名為“樊錦詩星”。如圖，“樊錦詩星”繞日運(yùn)行的橢圓軌道面與地球圓軌道面間的夾角為20.11度，軌道半長軸為3.18天文單位（日地距離為1天文單位），遠(yuǎn)日點(diǎn)到太陽中心距離為4.86天文單位。若只考慮太陽對(duì)行星的引力，關(guān)于“樊錦詩星”，下列說法正確的是（）A．繞太陽一圈大約需要3.18年B．在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小于地球的公轉(zhuǎn)速度C．在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大于地球的公轉(zhuǎn)速度D．在遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度與地球的加速度大小之比為8.下列有關(guān)生活中圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析，說法正確的是（）A．圖甲中汽車通過凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)，速度越大，越不容易爆胎B．圖乙在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是讓火車以設(shè)計(jì)速度行駛時(shí)，輪緣與軌道間無擠壓C．圖丙中雜技演員表演“水流星”，當(dāng)“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)繩子中的拉力不能為零D．圖丁中滾筒洗衣機(jī)里衣物隨著滾筒做高速勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衣物運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)脫水效果更好9.如圖所示，一輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)。以下說法正確的是（）A．小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿受力可以是零B．小球過最高點(diǎn)時(shí)的最小速率為C．小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定豎直向下D．若小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為2，則此時(shí)小球?qū)U的作用力大小為3mg10.地月系統(tǒng)可認(rèn)為是月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如圖甲所示，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T?；也可認(rèn)為地月系統(tǒng)是一個(gè)雙星系統(tǒng)如圖乙所示，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，月球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期為T2。若地球、月球質(zhì)量分別為M、m，兩球心相距為r，地球半徑為R，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（）A．圖甲中，地球密度可表示為B．圖甲中月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T?等于圖乙中月球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期T2C．圖乙中地月雙星軌道中O點(diǎn)到地心距離為D．圖乙中地月雙星轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與地月質(zhì)量之和成正比第Ⅱ卷非選擇題（共54分）二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，每空2分，11題8分，12題6分，共14分。）11.（8分）如圖所示，向心力演示儀的擋板A，C到轉(zhuǎn)軸距離為R，擋板B到轉(zhuǎn)軸距離為2R，塔輪①④半徑相同，①②③半徑之比為1：2：3，④⑤⑥半徑之比為3：2：1.現(xiàn)在用該裝置探究向心力大小與角速度、運(yùn)動(dòng)半徑、質(zhì)量的關(guān)系。（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，利用了（選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“等效替代法”或“控制變量法”）來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。（2）當(dāng)質(zhì)量和角速度一定時(shí)，探究向心力大小與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系，應(yīng)將皮帶套在塔輪上（選填①②③④⑤⑥中的兩個(gè)），應(yīng)將質(zhì)量相同的小球放在擋板C與擋板處（選填“A”或“B”）。（3）在某次實(shí)驗(yàn)過程中，皮帶帶動(dòng)的兩個(gè)變速塔輪的半徑相同，該同學(xué)將兩個(gè)大小完全相同的鋁球和鋼球分別放置在如圖所示的AC兩處（其軌道半徑相同），如圖所示，可判斷該同學(xué)是在研究。A．向心力與半徑之間的關(guān)系B．向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系C．向心力與角速度之間的關(guān)系D．向心力與線速度之間的關(guān)系12.（6分）某興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊和水平臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。水平轉(zhuǎn)臺(tái)能繞豎直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，裝有遮光條的小滑塊放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上，細(xì)線一端連接小滑塊，另一端連到固定在轉(zhuǎn)軸上的力傳感器上，傳感器連接到計(jì)算機(jī)以顯示細(xì)線的拉力大小，安裝在鐵架臺(tái)上的光電門可以讀出遮光條通過光電門的遮光時(shí)間。已知滑塊上遮光條的擋光寬度為d，旋轉(zhuǎn)半徑為R。穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊與水平轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)靜止。（1）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Δt，則角速度ω=（用題中所給物理量的字母表示）；（2）控制轉(zhuǎn)臺(tái)以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄力傳感器和光電門的示數(shù)，分別為F1和4Δt1；依次增大轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度，并保證每次都做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊與水平轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)靜止，記錄對(duì)應(yīng)的力傳感器示數(shù)F2、F3…和光電門的示數(shù)、……。以力傳感器的示數(shù)F為縱軸，對(duì)應(yīng)的擋光時(shí)間平方倒數(shù)為橫軸，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)后擬合為一條直線，如圖乙所示，圖中a、b的值已知，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，則滑塊和臺(tái)面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。（3）該小組同學(xué)換用相同材料的質(zhì)量更大的滑塊再次做了該實(shí)驗(yàn)，作出的新圖像，將兩圖像繪制于同一坐標(biāo)系中，可能是下圖中的（）三、計(jì)算題（本題共3小題，共40分。其中13題13分、14題12分、15題15分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13.（13分）某同學(xué)設(shè)想，月球車在月球軟著陸后，自動(dòng)機(jī)器人在月球表面h高處自由釋放一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到月球表面。已知該月球半徑為R，萬有引力常量為G，月球質(zhì)量分布均勻。求：（1）月球的質(zhì)量；（2）月球的密度；（3）月球的第一宇宙速度大小。14.（12分）如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對(duì)稱軸OO'重合。轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止，它和O點(diǎn)的連線與OO'之間的夾角θ為37°。物塊與半球形容器間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.75，物塊與半球形容器間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。已知重力加速度大小為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）若物塊所受的摩擦力恰好為零，求此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小；（2）為使物塊相對(duì)于陶罐一直靜止，求轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度。15.（15分）如圖所示，在水平圓盤上，沿半徑方向放置物體A和B，mA=3kg，mB=1kg，它們位于圓心兩側(cè)，到圓心距離，rB=0.2m，中間用細(xì)線相連，A、B與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，若圓盤從靜止開始繞中心轉(zhuǎn)軸非常緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，g取10m/s2，穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，（結(jié)果若含根號(hào)，用最簡(jiǎn)根式表示即可）（1）角速度增至多大時(shí)輕繩上開始出現(xiàn)拉力，此時(shí)A、B所受的摩擦力分別多大；（2）A、B兩物體相對(duì)圓盤即將滑動(dòng)時(shí)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大；（3）在坐標(biāo)中畫出B物體相對(duì)圓盤滑動(dòng)前摩擦力Ff隨ω2的變化圖象，標(biāo)明相應(yīng)坐標(biāo)值（無需論證），設(shè)指向圓心方向摩擦力為正?！飬⒖即鸢浮铩?.〖答案〗C〖解析〗開普勒通過對(duì)第谷行星運(yùn)動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究得出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，故A錯(cuò)誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但卡文迪許測(cè)出了引力常量G的數(shù)值，故B錯(cuò)誤；海王星是利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的一顆行星，故C正確；牛頓用“月—地檢驗(yàn)“證實(shí)了萬有引力定律的正確性，故D錯(cuò)誤；故選C2.〖答案〗C〖解析〗在圓規(guī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)畫圓的過程中，筆尖的線速度大小不變，但方向改變；兩相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同，任意相等時(shí)間內(nèi)通過的位移大小相等；任意相等時(shí)間內(nèi)通過的路程相同。故選C。3.〖答案〗D〖解析〗向心力是效果力，是合力作用，物體實(shí)際不受向心力作用，故A錯(cuò)誤；飛機(jī)在水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向平衡，所以桿的一個(gè)分力平衡了飛機(jī)的重力，另一個(gè)分力提供了飛機(jī)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向不是豎直向上，也不一定沿旋臂，故BC錯(cuò)誤；旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力大?。?，故D正確4.〖答案〗D〖解析〗小明在最低點(diǎn)速度最大，受力分析如圖甲所示，由牛頓第二定律，可得，易知，加速度不為零，秋千對(duì)小明的作用力F1大于mg，故A、C錯(cuò)誤；小明在最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，受力分析如圖乙所示，F(xiàn)合=mgsin30，F(xiàn)2=mgcos30°，解得，，故B錯(cuò)誤，D正確。5.〖答案〗A〖解析〗“嫦娥五號(hào)”在月球表面，由萬有引力定律及牛頓第二定律可得“嫦娥五號(hào)”在地球表面，有聯(lián)立得月球表面和地球表面的重力加速度之比為k：q2故選A。6.〖答案〗B〖解析〗赤道上的物體與同步衛(wèi)星的角速度和周期相同，即，TA=TC，根據(jù)v=ωr可得vc>vA，根據(jù)a=ω2r可得ac>aA。對(duì)于近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力，即，可得，，，，由于近地衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以，，，。綜上可得。7.〖答案〗B〖解析〗根據(jù)開普勒第三定律有解得年故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力可知?jiǎng)t地球公轉(zhuǎn)速度“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)則“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度由于r遠(yuǎn)>r地，所以“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小于地球的公轉(zhuǎn)速度，故B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度與地球的加速度大小之比為故D錯(cuò)誤。故選D。8.〖答案〗BD〖解析〗汽車通過凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有，速度越大，汽車輪胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A錯(cuò)誤；在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，當(dāng)火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此時(shí)輪緣與軌道間無擠壓，故B正確；雜技演員表演“水流星”，當(dāng)“水流星”恰好通過最高點(diǎn)時(shí)，其自身所受重力提供向心力，繩子中的拉力為零，故C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知，在最低點(diǎn)有，在最高點(diǎn)有，則FN1>FN2，衣物運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)脫水效果更好，故D正確。9.〖答案〗AD〖解析〗小球過最高點(diǎn)時(shí)，如果速度等于，，則只由重力提供向心力，有，桿受力可以是零，A正確；如果速度大于，，則由重力和桿對(duì)小球豎直向下的拉力的合力提供向心力，有，如果速度小于，，則由重力和桿對(duì)小球豎直向上的支持力的合力提供向心力，且重力大于支持力，有，所以小球通過最高點(diǎn)的最小臨界速度為0，故BC錯(cuò)誤；小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為時(shí)，對(duì)小球由牛頓第二定律得，代入解得F=3mg，根據(jù)牛頓第三定律可知，小球?qū)U的作用力大小為3mg，故D正確。10.〖答案〗AC〖解析〗圖甲中，根據(jù)萬有引力提供向心力設(shè)地球的半徑為R，地球的體積為圖甲中，地球密度為故A正確；根據(jù)萬有引力提供向心力解得圖甲中月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為地月系統(tǒng)是一個(gè)雙星系統(tǒng)，設(shè)地月雙星軌道中O點(diǎn)到地心距離為r1，地月雙星軌道中O點(diǎn)到月球圓心距離為r2，則可得且解得，，可知圖甲月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T1大于圖（b）中月球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期T2，故B錯(cuò)誤C正確，D錯(cuò)誤；11.（8分）〖答案〗（1）控制變量法（2）①④B（3）B〖解析〗（1）在此實(shí)驗(yàn)中，要分別探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系，所以需要用到控制變量法。（2）角速度一定，皮帶應(yīng)套在半徑相等的①④塔輪；需要控制兩小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同，故應(yīng)放在到轉(zhuǎn)軸距離為R的C處和到轉(zhuǎn)軸距離為2R的B處；（3）皮帶帶動(dòng)的兩個(gè)變速塔輪的半徑相同，則兩小球的角速度ω相同，兩個(gè)大小完全相同的鋁球和鋼球，即質(zhì)量m不相同，其軌道半徑相同，根據(jù)F=mω2r知，在半徑和角速度一定的情況下，可研究向心力的大小與質(zhì)量的關(guān)系，故B項(xiàng)正確。12.（6分）〖答案〗（1）（2）（3）A〖解析〗（1）由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度，即又因v=Rω聯(lián)立可得（2）對(duì)在轉(zhuǎn)臺(tái)上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)滑塊，由牛頓第二定律有聯(lián)立以上可得根據(jù)圖乙知-b=-μmg聯(lián)立解得（3）換用質(zhì)量更大的滑塊，根據(jù)以上可得-b=-μmg即b=μmg又因可得可知m增大，b增大而a不變，故選A。13.（13分）〖答案〗（1）（2）（3）〖解析〗】（1）小球經(jīng)時(shí)間t落到月球表面，有1分根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系。2分可得月球的質(zhì)量。2分（2）由。2分可得月球的密度為。2分（3）根據(jù)萬有引力提供向心力月球的第一宇宙速度大小為2分14.（12分）〖答案〗（1），（2）〖解析〗】（1）對(duì)m有。3分解得。2分（2）物塊即將相對(duì)陶罐滑動(dòng)時(shí)，物體到斜向下的最大靜摩擦力，角速度為ω2，有。2分2分。1分聯(lián)立解得。2分15.（15分）〖答案〗（1），，；（2）；（3）如圖〖解析〗（1）當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度逐漸變大時(shí)，B先達(dá)到臨界角速度值，則B的摩擦力先達(dá)到最大，。2分解得。1分此時(shí)，1分1分（2）當(dāng)AB兩物體恰要相對(duì)轉(zhuǎn)盤滑動(dòng)時(shí)，B受靜摩擦力方向背離圓心，A受靜摩擦力方向指向圓心，則對(duì)A。2分對(duì)B。2分解得。2分（3）B物體相對(duì)圓盤滑動(dòng)前摩擦力Ff隨ω2的變化圖象如圖。4分（正確得4分，有錯(cuò)誤不得分）濱城高中聯(lián)盟2023-2024學(xué)年度下學(xué)期高一4月份考試物理試卷命題人：大連二十高中高一物理備課組校對(duì)人：大連二十高中高一物理備課組注意事項(xiàng)：本試卷分第Ⅰ卷（選擇題）和第Ⅱ卷（非選擇題）兩部分，共100分，考試時(shí)間75分鐘。第Ⅰ卷選擇題（共46分）一、選擇題（本題共10小題，共46分。第1-7題只有一項(xiàng)符合題目要求，每小題4分；第8-10題有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1.關(guān)于天體物理，下列說法中正確的是（）A．丹麥天文學(xué)家第谷通過對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)研究得出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，并測(cè)出了引力常量G的數(shù)值C．海王星是利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的一顆行星，被人們稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”D．伽利略用“月一地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性2.如圖所示，在圓規(guī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)畫圓的過程中，下列說法正確的是（）A．筆尖的線速度不變B．兩相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度不同C．任意相等時(shí)間內(nèi)通過的位移大小相同D．任意相等時(shí)間內(nèi)通過的路程不同3.如圖甲所示，游樂場(chǎng)有一種叫作“快樂飛機(jī)”的游樂項(xiàng)目，模型如圖乙所示。已知模型飛機(jī)的質(zhì)量為m，固定在長為L的旋臂上，旋臂與豎直方向的夾角為θ。重力加速度為g。當(dāng)模型飛機(jī)以角速度ω繞中央軸在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是（）A．模型飛機(jī)受到重力、旋臂的作用力和向心力B．旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向一定沿旋臂C．旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向一定豎直向上，大小為mgD．旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小為4.如圖所示，質(zhì)量為m的小明坐在秋千上擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)懸線與豎直方向夾角為30°，下列說法正確的是（）A．小明在最低點(diǎn)的加速度為零，速度最大B．小明在最高點(diǎn)的速度為零，合力為零C．在最低點(diǎn)時(shí)，秋千對(duì)小明的作用力為mgD．在最高點(diǎn)時(shí)，秋千對(duì)小明的作用力為5.“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了中國首次無人月面取樣返回，為中國探月工程的收官之戰(zhàn)。已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，。月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為k，月球半徑與地球半徑之比為q。則月球表面和地球表面的重力加速度之比為（）A．k：q2 B．q2：k C．k：q D．q：k6.A、B、C三顆地球衛(wèi)星，A還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)；B處于近地軌道上；C是地球同步衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則它們做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的（）A：角速度關(guān)系是B．線速度關(guān)系是C．周期關(guān)系是D．向心加速度關(guān)系是7.中國科學(xué)院紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的國際編號(hào)為381323號(hào)的小行星被命名為“樊錦詩星”。如圖，“樊錦詩星”繞日運(yùn)行的橢圓軌道面與地球圓軌道面間的夾角為20.11度，軌道半長軸為3.18天文單位（日地距離為1天文單位），遠(yuǎn)日點(diǎn)到太陽中心距離為4.86天文單位。若只考慮太陽對(duì)行星的引力，關(guān)于“樊錦詩星”，下列說法正確的是（）A．繞太陽一圈大約需要3.18年B．在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小于地球的公轉(zhuǎn)速度C．在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度大于地球的公轉(zhuǎn)速度D．在遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度與地球的加速度大小之比為8.下列有關(guān)生活中圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例的分析，說法正確的是（）A．圖甲中汽車通過凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)，速度越大，越不容易爆胎B．圖乙在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，目的是讓火車以設(shè)計(jì)速度行駛時(shí)，輪緣與軌道間無擠壓C．圖丙中雜技演員表演“水流星”，當(dāng)“水流星”通過最高點(diǎn)時(shí)繩子中的拉力不能為零D．圖丁中滾筒洗衣機(jī)里衣物隨著滾筒做高速勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衣物運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)脫水效果更好9.如圖所示，一輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，以另一端O為圓心，使小球在豎直面內(nèi)做半徑為r的圓周運(yùn)動(dòng)。以下說法正確的是（）A．小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿受力可以是零B．小球過最高點(diǎn)時(shí)的最小速率為C．小球過最高點(diǎn)時(shí)，桿對(duì)球的作用力一定豎直向下D．若小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為2，則此時(shí)小球?qū)U的作用力大小為3mg10.地月系統(tǒng)可認(rèn)為是月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)如圖甲所示，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T?；也可認(rèn)為地月系統(tǒng)是一個(gè)雙星系統(tǒng)如圖乙所示，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，月球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期為T2。若地球、月球質(zhì)量分別為M、m，兩球心相距為r，地球半徑為R，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（）A．圖甲中，地球密度可表示為B．圖甲中月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T?等于圖乙中月球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的周期T2C．圖乙中地月雙星軌道中O點(diǎn)到地心距離為D．圖乙中地月雙星轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與地月質(zhì)量之和成正比第Ⅱ卷非選擇題（共54分）二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，每空2分，11題8分，12題6分，共14分。）11.（8分）如圖所示，向心力演示儀的擋板A，C到轉(zhuǎn)軸距離為R，擋板B到轉(zhuǎn)軸距離為2R，塔輪①④半徑相同，①②③半徑之比為1：2：3，④⑤⑥半徑之比為3：2：1.現(xiàn)在用該裝置探究向心力大小與角速度、運(yùn)動(dòng)半徑、質(zhì)量的關(guān)系。（1）在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，利用了（選填“理想實(shí)驗(yàn)法”“等效替代法”或“控制變量法”）來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系。（2）當(dāng)質(zhì)量和角速度一定時(shí)，探究向心力大小與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系，應(yīng)將皮帶套在塔輪上（選填①②③④⑤⑥中的兩個(gè)），應(yīng)將質(zhì)量相同的小球放在擋板C與擋板處（選填“A”或“B”）。（3）在某次實(shí)驗(yàn)過程中，皮帶帶動(dòng)的兩個(gè)變速塔輪的半徑相同，該同學(xué)將兩個(gè)大小完全相同的鋁球和鋼球分別放置在如圖所示的AC兩處（其軌道半徑相同），如圖所示，可判斷該同學(xué)是在研究。A．向心力與半徑之間的關(guān)系B．向心力與質(zhì)量之間的關(guān)系C．向心力與角速度之間的關(guān)系D．向心力與線速度之間的關(guān)系12.（6分）某興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了圖甲所示的裝置測(cè)量滑塊和水平臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。水平轉(zhuǎn)臺(tái)能繞豎直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，裝有遮光條的小滑塊放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上，細(xì)線一端連接小滑塊，另一端連到固定在轉(zhuǎn)軸上的力傳感器上，傳感器連接到計(jì)算機(jī)以顯示細(xì)線的拉力大小，安裝在鐵架臺(tái)上的光電門可以讀出遮光條通過光電門的遮光時(shí)間。已知滑塊上遮光條的擋光寬度為d，旋轉(zhuǎn)半徑為R。穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊與水平轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)靜止。（1）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Δt，則角速度ω=（用題中所給物理量的字母表示）；（2）控制轉(zhuǎn)臺(tái)以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，記錄力傳感器和光電門的示數(shù)，分別為F1和4Δt1；依次增大轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度，并保證每次都做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，滑塊與水平轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)靜止，記錄對(duì)應(yīng)的力傳感器示數(shù)F2、F3…和光電門的示數(shù)、……。以力傳感器的示數(shù)F為縱軸，對(duì)應(yīng)的擋光時(shí)間平方倒數(shù)為橫軸，建立直角坐標(biāo)系，描點(diǎn)后擬合為一條直線，如圖乙所示，圖中a、b的值已知，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，則滑塊和臺(tái)面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ=。（3）該小組同學(xué)換用相同材料的質(zhì)量更大的滑塊再次做了該實(shí)驗(yàn)，作出的新圖像，將兩圖像繪制于同一坐標(biāo)系中，可能是下圖中的（）三、計(jì)算題（本題共3小題，共40分。其中13題13分、14題12分、15題15分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后〖答案〗的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題〖答案〗中必須明確寫出數(shù)值和單位。）13.（13分）某同學(xué)設(shè)想，月球車在月球軟著陸后，自動(dòng)機(jī)器人在月球表面h高處自由釋放一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到月球表面。已知該月球半徑為R，萬有引力常量為G，月球質(zhì)量分布均勻。求：（1）月球的質(zhì)量；（2）月球的密度；（3）月球的第一宇宙速度大小。14.（12分）如圖所示，半徑為R的半球形陶罐，固定在可以繞豎直軸旋轉(zhuǎn)的水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)軸與過陶罐球心O的對(duì)稱軸OO'重合。轉(zhuǎn)臺(tái)以一定角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，一質(zhì)量為m的小物塊落入陶罐內(nèi)，經(jīng)過一段時(shí)間后，小物塊隨陶罐一起轉(zhuǎn)動(dòng)且相對(duì)罐壁靜止，它和O點(diǎn)的連線與OO'之間的夾角θ為37°。物塊與半球形容器間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.75，物塊與半球形容器間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。已知重力加速度大小為g，sin37°=0.6，cos37°=0.8。（1）若物塊所受的摩擦力恰好為零，求此時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小；（2）為使物塊相對(duì)于陶罐一直靜止，求轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度。15.（15分）如圖所示，在水平圓盤上，沿半徑方向放置物體A和B，mA=3kg，mB=1kg，它們位于圓心兩側(cè)，到圓心距離，rB=0.2m，中間用細(xì)線相連，A、B與盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，若圓盤從靜止開始繞中心轉(zhuǎn)軸非常緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，g取10m/s2，穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，（結(jié)果若含根號(hào)，用最簡(jiǎn)根式表示即可）（1）角速度增至多大時(shí)輕繩上開始出現(xiàn)拉力，此時(shí)A、B所受的摩擦力分別多大；（2）A、B兩物體相對(duì)圓盤即將滑動(dòng)時(shí)，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度多大；（3）在坐標(biāo)中畫出B物體相對(duì)圓盤滑動(dòng)前摩擦力Ff隨ω2的變化圖象，標(biāo)明相應(yīng)坐標(biāo)值（無需論證），設(shè)指向圓心方向摩擦力為正?！飬⒖即鸢浮铩?.〖答案〗C〖解析〗開普勒通過對(duì)第谷行星運(yùn)動(dòng)觀測(cè)數(shù)據(jù)的研究得出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，故A錯(cuò)誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但卡文迪許測(cè)出了引力常量G的數(shù)值，故B錯(cuò)誤；海王星是利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的一顆行星，故C正確；牛頓用“月—地檢驗(yàn)“證實(shí)了萬有引力定律的正確性，故D錯(cuò)誤；故選C2.〖答案〗C〖解析〗在圓規(guī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)畫圓的過程中，筆尖的線速度大小不變，但方向改變；兩相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相同，任意相等時(shí)間內(nèi)通過的位移大小相等；任意相等時(shí)間內(nèi)通過的路程相同。故選C。3.〖答案〗D〖解析〗向心力是效果力，是合力作用，物體實(shí)際不受向心力作用，故A錯(cuò)誤；飛機(jī)在水平面內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，豎直方向平衡，所以桿的一個(gè)分力平衡了飛機(jī)的重力，另一個(gè)分力提供了飛機(jī)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力方向不是豎直向上，也不一定沿旋臂，故BC錯(cuò)誤；旋臂對(duì)模型飛機(jī)的作用力大小：，故D正確4.〖答案〗D〖解析〗小明在最低點(diǎn)速度最大，受力分析如圖甲所示，由牛頓第二定律，可得，易知，加速度不為零，秋千對(duì)小明的作用力F1大于mg，故A、C錯(cuò)誤；小明在最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，受力分析如圖乙所示，F(xiàn)合=mgsin30，F(xiàn)2=mgcos30°，解得，，故B錯(cuò)誤，D正確。5.〖答案〗A〖解析〗“嫦娥五號(hào)”在月球表面，由萬有引力定律及牛頓第二定律可得“嫦娥五號(hào)”在地球表面，有聯(lián)立得月球表面和地球表面的重力加速度之比為k：q2故選A。6.〖答案〗B〖解析〗赤道上的物體與同步衛(wèi)星的角速度和周期相同，即，TA=TC，根據(jù)v=ωr可得vc>vA，根據(jù)a=ω2r可得ac>aA。對(duì)于近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力，即，可得，，，，由于近地衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以，，，。綜上可得。7.〖答案〗B〖解析〗根據(jù)開普勒第三定律有解得年故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力可知?jiǎng)t地球公轉(zhuǎn)速度“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)則“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度由于r遠(yuǎn)>r地，所以“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速度小于地球的公轉(zhuǎn)速度，故B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知“樊錦詩星”在遠(yuǎn)日點(diǎn)的加速度與地球的加速度大小之比為故D錯(cuò)誤。故選D。8.〖答案〗BD〖解析〗汽車通過凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律，有，速度越大，汽車輪胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A錯(cuò)誤；在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，通常要求外軌比內(nèi)軌高，當(dāng)火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，恰好由重力和支持力的合力完全提供向心力，此時(shí)輪緣與軌道間無擠壓，故B正確；雜技演員表演“水流星”，當(dāng)“水流星”恰好通過最高點(diǎn)時(shí)，其自身所受重力提供向心力，繩子中的拉力為零，故C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可知，在最低點(diǎn)有，在最高點(diǎn)有，則FN1>FN2，衣物運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)脫水效果更好，故D正確。9.〖答案〗AD〖解析〗小球過最高點(diǎn)時(shí)，如果速度等于，，則只由重力提供向心力，有，桿受力可以是零，A正確；如果速度大于