第1頁/共1頁懷仁市2023~2024學年度下學期高一第一次教學質量調研試題物理一、選擇題：本題共8小題，每題3分，共24分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求。1.小明在考試之前對習題中的一些易錯的概念進行了整理和歸納，下列說法中正確的是（）A.做圓周運動物體所受合力一定指向圓心B.勻速圓周運動一定是變速運動C.牛頓提出萬有引力定律時，便測出了萬有引力常量D.開普勒第三定律僅適用于行星繞太陽的運動，不適用于衛(wèi)星繞地球的運動【答案】B【解析】【詳解】A．做圓周運動的物體，所受合力方向不一定指向圓心，如豎直平面內變速圓周運動，故A錯誤；B．由于物體做勻速圓周運動時速度的方向不斷變化，故勻速圓周運動一定是變速運動，一定具有加速度，故B正確；C．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但沒有測出引力常量，卡文迪許利用扭秤裝置比較準確地測出了萬有引力常量，故C錯誤；D．開普勒第三定律也適用于圍繞地球運行的所有衛(wèi)星，故D錯誤；故選B。2.下列有關生活中的圓周運動實例分析，其中說法正確的是（）A.如圖A所示，汽車通過凹形橋的最低點時，汽車處于失重狀態(tài)B.如圖B所示，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，外軌對輪緣會有擠壓作用C.如圖C所示，輕桿長為，一端固定一個小球，繞另一端點在豎直面內做圓周運動，在最高點小球的速度應大于等于D.如圖D所示，脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出【答案】B【解析】【詳解】A．如圖A所示，汽車通過凹形橋的最低點時，加速度方向向上，汽車處于超重狀態(tài)，故A錯誤；B．如圖B所示，火車轉彎超過規(guī)定速度行駛時，重力與支持力的合力不足以提供所需的向心力，則外軌對輪緣會有擠壓作用，故B正確；C．小球通過最高點時，如果小球受到桿的彈力向上，則有可得故C錯誤；D．如圖D所示，脫水桶的脫水原理是水滴實際受到的力不足以提供水滴需要的向心力，水滴從而沿切線方向甩出，故D錯誤。故選B。3.開普勒被譽為“天空的立法者”，關于開普勒行星運動定律，下列說法正確的是（）A.太陽系的行星繞太陽做勻速圓周運動B.同一行星在繞太陽運動，經(jīng)過遠日點后做“離心運動”C.繞太陽運行的八大行星中，離太陽越遠的行星公轉周期越大D.相同時間內，地球與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積【答案】C【解析】【詳解】A．太陽系的行星繞太陽沿橢圓軌道做變速運動，選項A錯誤；B．同一行星在繞太陽運動，經(jīng)過近日點后做“離心運動”，選項B錯誤；C．根據(jù)開普勒第三定律可知，繞太陽運行的八大行星中，離太陽越遠的行星公轉周期越大，選項C正確；D．地球和木星繞太陽運動的軌道不同，則相同時間內，地球與太陽連線掃過的面積不等于木星與太陽連線掃過的面積，選項D錯誤。故選C。4.如圖為鐘表齒輪的簡化圖，A、B兩點分別位于大、小輪的邊緣上，C點位于大輪半徑的中點，大輪的半徑是小輪的2倍，它們之間靠摩擦傳動，接觸面上沒有滑動。則下列說法正確的是（）A.A點與B點的角速度大小相等B.B點與C點的線速度大小相等C.B點的向心加速度大小是C點的4倍D.A點的向心加速度大小是C點的4倍【答案】C【解析】【詳解】A．兩個輪子靠摩擦傳動，接觸面上沒有滑動，可知A點與B點的線速度大小相等，根據(jù)可得故A錯誤；BCD．A點與C點在同個輪子上，則A點與C點的角速度大小相等，根據(jù)，可得，因為，則有故BD錯誤，C正確。故選C。5.物體A穿過光滑固定的豎直桿，輕細繩跨過光滑定滑輪分別連接著A與質量為的B，B與滑輪間的細繩平行于水平面，B與水平面間動摩擦因數(shù)為，A以速率豎直向下做勻速直線運動，當A與滑輪間的細繩和水平方向成夾角時（如圖所示），下列判斷正確的是（）A.B的速率為 B.B的速率為C.繩的拉力大于 D.繩的拉力小于【答案】C【解析】【詳解】當A與滑輪間的細繩和水平方向成夾角時，將A的速度分解為沿繩子分速度和垂直繩子分速度，則此時B的速率為由于A向下運動過程，逐漸增大，逐漸增大，可知B做加速運動，則繩的拉力大于。故選C。6.如圖所示是小張畫的人造地球衛(wèi)星軌道示意圖，其中圓軌道a、c、d的圓心均與地心重合，a與赤道平面重合，b與某一緯線圈共面，c與某一經(jīng)線圈共面。下列說法正確的是（）A.a、b、c、d都有可能是衛(wèi)星的軌道B.軌道c上衛(wèi)星的環(huán)繞速度大于7.9km/sC.軌道a上衛(wèi)星的運行周期可能與地球自轉周期相同D.僅根據(jù)軌道d上衛(wèi)星的軌道半徑和角速度這兩個量，就可以求出衛(wèi)星質量【答案】C【解析】【詳解】A．衛(wèi)星運動過程中的向心力由萬有引力提供，故地球必定在衛(wèi)星軌道的中心，即地心為圓周運動的圓心，因此b軌道是不可能的，A錯誤；B．根據(jù)解得可知，只有當衛(wèi)星的軌道半徑r與地球的球體半徑R相等時，線速度最大為7.9km/s，所以軌道c上的衛(wèi)星的線速度小于7.9km/s，B錯誤；C．a(chǎn)與赤道平面重合，可能是地球的同步衛(wèi)星，運行周期可能與地球自轉周期相同，C正確；D．根據(jù)解得可以求出地球的質量，不能求出衛(wèi)星的質量，D錯誤。故選C。7.不回收的航天器在使用后，將成為太空垃圾．如圖所示是飄浮在地球附近的太空垃圾示意圖，下列說法中正確的是（）A.離地越高太空垃圾運行速率越大B.離地越高的太空垃圾運行角速度越小C.離地越低的太空垃圾運行周期越大D.太空垃圾只可能跟同一軌道上的航天器相撞【答案】B【解析】【分析】【詳解】A．設地球質量為M，垃圾質量為m，垃圾的軌道半徑為r；由牛頓第二定律可得垃圾運行的線速度軌道半徑越大，即離地越高的垃圾線速度越小，A錯誤；B．由牛頓第二定律可得垃圾運行的角速度所以軌道半徑越大，即離地越高的垃圾的角速度越小，B正確；C．由牛頓第二定律可得垃圾的運行周期所以r越小，即離地越低的太空垃圾運行周期越小，C錯誤；D．由線速度公式可知，在同一軌道上的航天器與太空垃圾線速度相同，如果它們繞地球飛行的運轉方向相同，它們不會碰撞，D錯誤。故選B。8.如圖4所示，a為地球赤道上的物體；b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星；c為地球同步衛(wèi)星。關于a、b、c做勻速圓周運動的說法中正確的是（）A.角速度的大小關系為B.向心加速度的大小關系為C.線速度的大小關系為D.周期關系為【答案】D【解析】【詳解】BC．地球同步衛(wèi)星的運動周期與地球自轉周期相同，即a和c的運動周期相同，即，角速度相同，即，根據(jù)關系式、可知，，BC錯誤；AD．b和c都圍繞地球轉動，它們受到的地球的引力提供向心力，即可得、可見軌道半徑大的角速度較小，周期較大，即，，所以，，A錯誤，D正確，故選D。二、選擇題：本題共4小題，每題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，有多項是符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分。9.小船在靜水中的速度是，一條河寬，河水流速為，下列說法正確的是（）A.小船以最小位移過河的時間為B.小船在河中運動的最小速度是C.小船渡過河的最短時間是D.小船以最短時間過河位移為【答案】AC【解析】【詳解】A．由于船速大于水速度，作圖如圖所示當圖中時，船的運動軌跡垂直于河岸，最小位移為河寬60m，過河的時間為故A正確；B．當船在河中逆流而上，船速方向與水流方向相反，此時小船在這條河中運動的速度最小，為故B錯誤；C．當船速垂直于河岸時，過河時間最短，最短時間為故C正確；D．小船以最短時間過河位移為故D錯誤。故選AC。10.我國自主研發(fā)空間站“天和”核心艙在圓軌道上做圓周運動。航天員在核心艙長期駐留開展科學實驗。已知地球半徑為R、地面的重力加速度g，則（）A.“天和”核心艙的向心加速度小于gB.“天和”核心艙的線速度大于第一宇宙速度C.測出“天和”核心艙的速度可以得到軌道半徑D.測出“天和”核心艙的周期可以測出地球質量【答案】AC【解析】【詳解】A．設地球質量為，在地球表面上的物體，受到的重力近似等于萬有引力，即可得繞地球做勻速圓周運動的物體，根據(jù)牛頓第二定律可得可得物體的向心加速度大小為由于“天和”核心艙繞地球做圓周運動的軌道半徑，所以可得“天和”核心艙的向心加速度故A正確；B．根據(jù)萬有引力提供向心力，有可得繞地球做勻速圓周運動的物體的線速度大小為地球的第一宇宙速度大小近似為貼近地球表面做勻速圓周運動物體的線速度大小，由于“天和”核心艙繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑大于地球半徑，所以可知“天和”核心艙的線速度小于第一宇宙速度的線速度，故B錯誤；C．測出“天和”核心艙的速度，利用結合可測出“天和”核心艙的軌道半徑為故C正確；D．若測出“天和”核心艙的周期，根據(jù)結合可以測出“天和”核心艙的軌道半徑不能求出地球的質量，故D錯誤。故選AC。11.神舟十二號載人飛船與天和核心艙完成對接，標志著中國人首次進入了自己的空間站；對接過程如圖所示，天和核心艙處于半徑為的圓軌道Ⅲ，神舟十二號飛船沿著半徑為的圓軌道Ⅰ運動到Q點時，通過一系列變軌操作，沿橢圓軌道Ⅱ運動到P點與天和核心艙對接；已知神舟十二號飛船沿圓軌道Ⅰ運行周期為，則下列說法錯誤的是（）A.神舟十二號飛船在軌道Ⅱ上Q點的速度等于B.神舟十二號飛船在軌道Ⅱ上Q點的加速度大于C.天和核心艙在軌道Ⅲ上P點的速度等于D.神舟十二號飛船沿軌道Ⅱ從Q到P運動時間為【答案】ABC【解析】【詳解】A．神舟十二號飛船在軌道Ⅰ上的運行速度為從軌道Ⅰ到軌道Ⅱ要在Q點加速，則神舟十二號在軌道Ⅱ上Q的速度大于，故A錯誤，滿足題意要求；B．根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知神舟十二號在軌道Ⅱ上Q點的加速度等于在軌道Ⅰ上的加速度；神舟十二號飛船在軌道Ⅰ上的加速度為則神舟十二號飛船在軌道Ⅱ上Q點的加速度等于，故B錯誤，滿足題意要求；C．根據(jù)萬有引力提供向心力得解得則有則天和核心艙在軌道Ⅲ上P點速度等于故C錯誤，滿足題意要求；D．根據(jù)開普勒第三定律解得從Q到P運動時間為故D正確，不滿足題意要求。故選ABC。12.設某雙星系統(tǒng)中的、兩星球繞其連線上的某固定點做勻速圓周運動，如圖所示，現(xiàn)測得兩星球球心之間的距離為，運動周期為，已知引力常量為，若，則（）A.兩星球的總質量等于B.星球的向心力大于星球的向心力C.星球的線速度一定小于星球的線速度D.雙星的質量一定，雙星之間的距離減小，其轉動周期減小【答案】AD【解析】【詳解】AD．設A、B星的轉動半徑分別為、，由萬有引力提供向心力，則有其中解得可知雙星的質量一定，雙星之間的距離減小，其轉動周期減小，AD正確；B．雙星由相互間的萬有引力提供向心力，由牛頓第三定律可知，星球的向心力大小等于星球的向心力大小，B錯誤；C．A、B星的轉動角速度為星球的線速度為星球的線速度為由于則有可知星球的線速度一定大于星球的線速度，C錯誤。故選AD。三、實驗題：2小題，共15分。13.向心力演示器如圖所示，用來探究小球做圓周運動所需向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系。兩個變速塔輪通過皮帶連接，勻速轉動手柄使長槽和短槽分別隨變速塔輪1和變速塔輪2勻速轉動，槽內的鋼球就做勻速圓周運動。橫臂的擋板對鋼球的壓力提供向心力，鋼球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒下降，從而露出標尺，標尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個鋼球所受向心力的比值。如圖是探究過程中某次實驗時裝置的狀態(tài)。（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系時主要用到了物理學中的________。A．理想實驗法B．等效替代法C．控制變量法D．演繹法（2）若兩個鋼球質量和運動半徑相等，則該同學探究的是________。A．向心力的大小與質量的關系B．向心力的大小與線速度大小的關系C．向心力大小與角速度大小的關系D．向心力的大小與半徑的關系（3）若兩個鋼球質量和運動半徑相等，標尺上紅白相間的等分格顯示出鋼球1和鋼球2所受向心力的比值為1：9，則與皮帶連接的變速塔輪1和變速塔輪2的半徑之比為______．A．1：3B．3：1C．1：9D．9：1【答案】①.C②.C③.B【解析】【詳解】（1）[1]在研究向心力的大小F與質量m、角速度ω和半徑r之間的關系時主要用到了物理學中的控制變量法。故選C。（2）[2]根據(jù)向心力的公式可知若兩個鋼球質量和運動半徑相等，則該同學探究的是向心力的大小與角速度大小的關系。故選C。（3）[3]根據(jù)向心力的公式若兩個鋼球質量和運動半徑相等，標尺上紅白相間的等分格顯示出鋼球1和鋼球2所受向心力的比值為1：9，可得解得皮帶連接的變速塔的線速度大小相等，根據(jù)公式可知故選B。14.某實驗小組研究平拋運動。小球在記錄紙上打下了等幾個點如圖所示，不計空氣阻力。（1）實驗中，下列說法正確的是A.應使小球每次從斜槽上相同的位置靜止釋放B.斜槽軌道必須光滑C.斜槽軌道末端可以不水平D.建立坐標系時，以斜槽末端端口位置為坐標原點（2）正確建立坐標系后，測量圖象中的數(shù)據(jù)如圖，取，則：①小球平拋的初速度為_______；②小球過點的豎直分速度為_______；③小球拋出點的坐標為_________，_______?！敬鸢浮浚?）A（2）①.2.0②.2.5③.-10④.【解析】【小問1詳解】A．每次使小球從斜槽上相同的位置靜止釋放是為了使小球每次的運動軌跡相同，A正確；B．斜槽是否光滑對小球的平拋運動沒有影響，B錯誤；C．斜槽的末端必須水平，以確保小小球拋出時的速度水平，C錯誤；D．建立坐標系時，坐標原點應是小球球心在背板上的投影，而不是斜槽末端槽口的端點，D錯誤。故選A?！拘?詳解】[1]平拋運動在豎直方向上是勻加速直線運動（自由落體運動），由勻變速直線運動規(guī)律所以拋出是的水平速度[2]根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可知，點的豎直方向的瞬時速度[3]從拋點到點運動時間為，則可知所以，拋點到點的豎直方向的位移豎直方向上，即拋點在坐標原點上方故拋點縱坐標拋點到點的水平方向的位移水平方向上，即拋點在坐標原點的左側故拋點橫坐標三、解答題：3小題，共37分。15.如圖所示，一個人用一根長1m，只能承受46N拉力的繩子，拴著一個質量為1kg的小球，在豎直平面內做圓周運動。已知圓心O離地面h=6m，轉動中小球在最低點時繩子斷了。（g=10m/s2）求：（1）繩子斷時小球運動的角速度多大？（2）繩斷后，小球落地點與拋出點間的水平距離。【答案】（1）；（2）6m【解析】【詳解】（1）轉動中小球在最低點時繩子斷了，根據(jù)牛頓第二定律可得代入數(shù)據(jù)解得繩子斷時小球運動的角速度為（2））繩斷后，小球做平拋運動的初速度為豎直方向有解得小球落地點與拋出點間的水平距離為16.如圖所示，豎直平面內有一內壁光滑的圓形管道，其半徑為R=0.5m，一可視為質點的，質量為m=0.8kg的小球，從平臺邊緣的A處以速度v0=3m/s水平射出，恰能沿圓弧軌道上P點的切線方向進入管道，并剛好能沿著管道運動。管道半徑OP與豎直線的夾角為53°，已知sin53°=0.8，g取10m/s2，求：（1）小球落到P點時的速度大小vP；（2）小球從平臺上的射出點A到圓軌道入射點P之間的水平距離L；（