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浙江省温州市平阳县万全综合高级中学2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷
一、选择题(本题共 18小题，每小题 3 分，共 54 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1．（2021高二上·丽水期末）以下说法不正确的是（ ）
A．在力的合成实验中运用了等效替代的方法
B．牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题
C．开普勒通过第谷多年的观测数据最早提出了“日心说”
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过实验测得引力常量数值
【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A．在力的合成实验中运用了等效替代的方法，A正确，不符合题意；
B．牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题，B正确，不符合题意；
C．开普勒通过第谷多年的观测数据最早提出了开普勒行星运动定律，C错误，符合题意；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过实验测得引力常量数值，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】验证力的合成实验使用等效替代法；牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题；哥白尼最早提出了日心说。
2．（2022高一下·平阳期中）一物体做曲线运动，则该物体（ ）
A．速度方向可能保持不变 B．所受合外力可能是恒力
C．速度大小一定发生变化 D．位移大小一定大于路程
【答案】B
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】A.物体做曲线运动时，速度方向是切线方向，所以速度方向在不断变化，故A错误；
B.做曲线运动物体的受力可以是恒力，如：平抛运动，故B正确；
C.做曲线运动的物体，速度大小可能不变，如：匀速曲线运动，故C错误；
D.无论是直线运动还是曲线运动，物体的位移都不大于路程，故D错误；
故选B。
【分析】了解曲线运动的条件，速度的方向，位移及路程概念即可解答。
3．（2022高一下·山西期中）玩具小汽车（可看做质点）经过水平桌面上A处时做加速曲线运动，下列关于玩具小汽车运动轨迹、受到的合力F和速度v的关系示意图，合理的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】玩具小汽车经过水平桌面上A处时做加速曲线运动，合外力与速度不共线指向曲线凹侧，且与速度方向的夹角小于90°。
故答案为：B。
【分析】曲线运动的合力指向曲线的凹侧，当合力和速度夹角为锐角时物体做加速度运动。
4．（2022高一下·平阳期中）如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做直线运动，则关于红蜡块实际运动轨迹的说法不正确的是（ ）
A．若玻璃管做匀速运动，则为直线P
B．若玻璃管做匀加速运动，则为曲线R
C．若玻璃管做匀加速运动，则为曲线Q
D．若玻璃管做匀减速运动，则为曲线R
【答案】B
【知识点】位移的合成与分解；速度的合成与分解；曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】蜡块竖直方向做直线运动，当玻璃管做匀速直线运动时，蜡块的合运动是匀速直线运动，故A正确；
当玻璃管做匀加速运动，蜡块受到的合力水平向右，故C正确，B错误；
当玻璃管做匀减速运动，蜡块受到的合力向左，故D正确；
故选B。
【分析】曲线运动的合力指向曲线运动的内侧，将速度合成，然后观察加速度（合力方向）判断曲线运动情况。
5．（2022高一下·平阳期中）从离水平地面0.45m高处以初速度 水平抛出一小石块，不计空气阻力，则小石块（）
A．在空中飞行时间为0.1s B．着地时速度大小为5m/s
C．落地时水平位移大小为1m D．落地时水平位移大小为8m
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】石块在竖直方向做自由落体运动，根据可得下落时间t=0.3s，A不符合题意；
竖直方向速度为vy=gt=3m/s
着地时速度大小v==5m/s，B符合题意；
水平方向的位移x=v0t=1.2m，CD不符合题意.
故选B。
【分析】首先根据竖直方向求出时间，然后求竖直方向的速度，求合速度，最后求水平位移。
6．（2022高一下·平阳期中）如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式中正确的是（ ）
A．va＞vb B．ta＞tb C．va＝vb D．ta＜tb
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据，可知下落时间由下落高度决定，高度越高，所用的时间越长，所以 ；
根据，可知水平初速大小关系是；
故选B。
【分析】先根据高度关系，比较下落时间关系，然后根据水平位移和下落关系，比较抛出速度大小。
7．（2022高一下·平阳期中）如图所示，以10m/s的水平初速度 抛出的物体，飞行一段时间后，垂直撞在倾角为θ=30°的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据题意可知，落在斜面上时，物体速度与斜面垂直，将速度进行分解有，解得t=s，
故选C。
【分析】根据三角关系，列出比例式子，最后根据平抛运动代入数据求解。
8．（2022高一下·武功期中）对于常见的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（ ）
A．车辆在经过拱形桥时，对桥的压力大于自身重力
B．洗衣机脱水时，利用的是离心现象
C．汽车通过水平弯道时，由重力提供向心力
D．若火车大于规定速度通过外轨高于内轨的弯道，则内轨对火车有压力
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．通过桥面时，对桥面的压力为
A不符合题意；
B．离心现象铸圆周运动的物体，在所受向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需要的向心力，产生的逐渐远离圆心移动的物理现象，B符合题意；
C．汽车通过水平弯道时是地面的摩擦力提供向心力，C不符合题意；
D．当火车高速通过弯道时，有离心运动的趋势，外轨对火车有向内的压力，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在桥面时利用牛顿第二定律得出对桥面的压力；当物体所受的合力不足以提供向心力时该物体做离心运动；汽车转弯时摩擦力提供向心力。
9．（2022高一下·平阳期中）荡秋千是一项非常有趣的娱乐活动，如图所示，公园里一个小姑娘在荡秋千小姑娘（包括坐着的踏板可视为质点，不考虑绳索的重力），下列判断正确的是（ ）
A．小姑娘受重力、绳索拉力和向心力
B．小姑娘经过最高点时的加速度可能为0
C．小姑娘在任何时刻的加速度都不会为0
D．小姑娘经过最低点时的绳索张力大小可能等于其重力
【答案】C
【知识点】向心力；向心加速度；生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】对小姑娘受力分析可知，小姑娘受到重力，踏板的支持力，故A错误；
该模型属于绳模型，在最高点的速度满足，故B错误；
根据，可知加速度大小要大于0，故C正确；
在最低点速度大于0，故拉力一定大于重力，故D错误；
故选C。
【分析】首先对小姑娘进行分析，然后分析模型是属于什么模型，最高点速度有什么限制，最后根据简单公式进行分析。
10．（2022高一下·重庆期中）一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（ ）
A．球A的向心加速度小于球B的向心加速度
B．球A的线速度大于球B的线速度
C．球A的运动周期等于球B的运动周期
D．球A与球B对筒壁的压力相等
【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；生活中的圆周运动
【解析】【解答】设筒壁与轴线的夹角为θ，受力分析如图
A．根据牛顿第二定律，可得
解得
可知球A的向心加速度等于球B的向心加速度，A不符合题意；
B．根据牛顿第二定律得
解得
因为球A的半径大于球B的半径，则球A的线速度大于球B的线速度，B符合题意；
C．根据牛顿第二定律得
解得
因为球A的半径大于球B的半径，则球A的运动周期大于球B的运动周期，C不符合题意；
D．将FN沿水平和竖直方向分解得
解得
由于两球质量大小不知道，则两球对筒壁的压力大小不确定，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用牛顿第二定律可以比较向心加速度的大小；利用其牛顿第二定律结合半径的大小可以比较其线速度和周期的大小；利用其竖直方向的平衡方程可以比较压力的大小。
11．（2022高一下·平阳期中）如图所示，质量分别为 的小物块 （可视为质点）放在水平圆盘上，物块 与圆盘间的动摩擦因数和与转轴 的距离依次分别为 和 ，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用 表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）
A．b一定比a先开始滑动
B．a一定比b先开始滑动
C． 所受的摩擦力始终相等
D．当 时，a所受摩擦力大小为
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对a分析：，对b分析：，所以ab两物体同时开始滑动，故AB错误；
摩擦力提供向心力，根据分析可知，两物体所受摩擦力相等，故C正确；
对a：，故D错误；
故选C。
【分析】先分别对ab两物体进行分析，根据分析可知摩擦力提供向心力，然后算出临界角速度，最后分析摩擦力大小。
12．（2022高一下·平阳期中）质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴M和m的悬线竖直方向的夹角分别为α和β，如图所示，则（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对M分析：，对m分析：，
两物体的角速度大小相等，联立两式可得 ，故BCD错误，
故选A。
【分析】先对两物体进行受力分析，合力提供向心力，两物体角速度相等，最后进行化简。
13．（2022高一下·平阳期中）C/2021S4彗星上一年，地上逾千年，C/2021S4是紫金山天文台发现的售星，这颗彗星的轨道更扁一些，轨道周期更长，绕太阳旋转一圈大约需要1000年，若地球距太阳距离为r，则该彗星绕太阳旋转的半长轴约为（ ）
A． B． C． D．不确定
【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第三定律可知：，代入数据可得彗星的半径是100r.
故选B。
【分析】根据开普勒第三定律列式，然后地球的公转周期是1年，代入求解。
14．（2022高一下·山西期中）已知万有引力常量G，地球的半径R，地球两极处的重力加速度 。若视地球为质量分布均匀的球体，赤道处的重力加速度g已经测出，则下列说法中正确的是（ ）
A．地球的自转周期为
B．地球的自转周期为
C．赤道表面物体随地球自转做匀速圆周运动的向心加速度为g
D．因为地球自转的原因，
【答案】A
【知识点】牛顿第二定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】ABD．在两极地区，物体受到地球的万有引力等于物体的重力，则有
在赤道处，物体受到地球的万有引力等于物体的重力与物体随地球自转做匀速圆周运动的向心力的合力，则有
所以 ，联立可得地球的自转周期为
A符合题意，BD不符合题意；
C．赤道表面物体随地球自转做匀速圆周运动的向心加速度为
C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】在两极重力等于万有引力，在赤道重力等于万有引力减去向心力，从而得出地球自转的周期，利用牛顿第二定律得出向心加速度的大小。
15．（2022高一下·平阳期中）木星“冲日”是指地球、木星在各自轨道上运行到太阳、地球和木星排成一条直线或近乎一条直线，地球位于太阳与木星之间，“冲日”时木星距离地球最近，也最明亮。已知木星的公转周期约为12年，质量约为地球质量的320倍，半径约为地球半径的11倍，下列说法正确的是（ ）
A．地球运行的加速度比木星的小
B．木星与地球公转轨道半径之比约为12∶1
C．此次“冲日”现象后，经过约1.09年会再次出现
D．木星与地球密度之比约为4∶1
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据可知，公转半径越大，加速度越小，故A错误；
根据开普勒第三定律可知， 木星与地球公转轨道半径之比约为，故B错误；
设经过t年会冲日，，解得t=1.09年，故C正确；
根据可知，两物体密度之比约为3：1，故D错误；
故选C。
【分析】根据万有引力提供向心力，求出加速度关系；已知周期关系，根据开普勒第三定律，算出半径之比；再次冲日时地球比木星多走了一圈；根据密度公式，算出密度之比.
16．（2022高一下·平阳期中）有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b是近地卫星，c是地球中轨道卫星，d是地球同步卫星。已知地球的自转周期为24h，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，已知地面的重力加速度为g。则（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．d在4h内转过的圆心角是
C．四颗卫星中线速度大小关系是
D．c的运动周期有可能是25h
【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】对a分析：，向心加速度和重力加速度是不相等的，故A错误；
d为地球同步卫星，周期是24h，所以4h转过的圆心角是，故B错误；
bcd均为卫星，根据可知，半径越大速度越小，所以 ，又ad周期（角速度）相同，根据可知，，故C正确；
d的周期是24小时，bc的周期都是小于24小时的，故D错误；
故选C。
【分析】对a分析，根据合力提供向心力，比较向心加速度和重力加速度的关系；同步卫星周期是24小时；同为卫星时，万有引力提供向心力，可以求出周期及线速度的关系。
17．（2022高一下·平阳期中）随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点，假设太空中有一颗星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的一半，则下列判断正确的是（ ）
A．该星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍
B．某物体在该星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍
C．该星球的同步卫星周期一定大于地球同步卫星周期
D．绕该星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同
【答案】A
【知识点】万有引力定律及其应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】根据可知，该星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍，故A正确；
根据可知， 某物体在该星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的8倍，故B错误；
同步卫星周期与星球自转周期有关，所以无法比较，故C错误；
根据可知，绕该星球的人造卫星是以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度的2倍，故D错误；
故选A。
【分析】根据万有引力提供向心力，先列式，然后进行求解，最后进行比较。
18．（2022高一下·平阳期中）我国“嫦娥四号探月工程”实现了人类飞行器第一次在月球背面着陆，为此发射了提供通信中继服务的“鹊桥”卫星，并定点在如图所示的地月连线外侧的位置L处。“鹊桥”卫星与月球保持相对静止一起绕地球运动。“鹊桥”卫星、月球绕地球运动的加速度大小分别为a1、a2，线速度大小分别为v1、v2，周期分别为T1、T2，轨道半径分别为r1、r2，下列关系正确的是（ ）
A．T1＜T2 B．a1=a2=0
C．v1 >v2 D．
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】根据题意可知，月球和鹊桥的周期和角速度是一样的，故AD错误；
根据可知，，故B错误；
根据可知，，故C正确；
故选C。
【分析】先根据题意判断月球和鹊桥的周期和角速度的关系，然后根据线速度，加速度与角速度的关系，判断月球和鹊桥的线速度和角速度的大小关系。
二、非选择题(本题共 5 小题，共 46 分)
19．（2022高一下·平阳期中）在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置．实验操作的主要步骤如下：
a．在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直
b．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
c．将木板沿水平方向向右平移一段动距离 ，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
d．将木板再水平向右平移同样距离 ，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C，若测得A、B间距离为 ，B、C间距离为 ，已知当地的重力加速度为 。
（1）关于该实验，下列说法中正确的是_______；
A．斜槽轨道必须尽可能光滑
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次小球均须由静止释放
D．小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度 和斜面倾角 ，然后利用牛顿第二定律和运动学公式求出。
（2）根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为 。（用题中所给字母表示）；
（3）小明再次重复多次实验，根据测量出的不同 情况下的 和 ，令 ，并描绘出 图像，则图像是一条 （选填“抛物线”或“直线”），若已知图线的斜率为 ，则斜率的表达式为 。（用题中所给字母表示）
【答案】（1）C
（2）
（3）直线；
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】（1）该实验主要是研究平抛运动，由于需要多次操作，需要保证小球平抛运动的初速度相等，所以每次小球都须从相同位置静止释放，斜面轨道无须光滑，该实验是运用运动的分解进行求解的，故ABD错误，故选C。
（2）根据题意可知，A到B和B到C的时间间隔是相等的，设时间间隔是t，竖直方向有，水平方向有，联立两式可求出.
（3）， 所以，故 图像是一条直线，斜率
【分析】（1）根据实验步骤，明确实验操作的注意事项。
（2）竖直方向做自由落体，根据速度之差的关系求出时间，根据水平方向的运动求出初速度。
（3）根据竖直方向先写出与的关系，再根据水平方向写出与的关系，联立求出与的关系。
20．（2022高一下·兖州期中）如图所示为某研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。
在具体的计算中可将小球视为质点，小球的质量为m，重力加速度为g。部分实验步骤如下：
①用天平测出钢球的质量m；
②将钢球用细线拉起，贴近钢球，在其下方平放一张画有多个同心圆的白纸，使其圆心恰好位于悬点正下方；
③使钢球做圆锥摆运动；
④通过纸上的圆对照得出钢球做匀速圆周运动的轨迹；
⑤用秒表测量钢球的转动周期；
⑥用刻度尺测出轨迹的半径；
（1）小球做匀速圆周运动所受的向心力是____（选填选项前的字母）；
A．小球所受绳子的拉力
B．小球所受的重力
C．小球所受拉力和重力的合力
（2）在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小= （用m、n、t、r及相关的常量表示）；用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F= （用m、h、r及相关的常量表示）；
（3）保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据，若小球所受的合力F与向心力大小相等，则这些图像中合理的是____选填选项的字母。
A． B．
C． D．
【答案】（1）C
（2）；
（3）B
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）对小球进行受力分析，受到绳子的拉力和重力。小球做匀速圆周运动，两者的合力提供向心力。
（2）根据测量数据可求出角速度
则向心力为
设绳子与竖直方向的夹角为，拉力沿绳子方向，斜向上，所以合力为
（3）合力提供向心力，则有
整理得到
所以图像应该选择B。
【分析】（1）匀速圆周运动的物体合力提供向心力；
（2）根据角速度和转速的关系以及向心力和角速度的关系得出向心力的表达式；对小球进行受力分析，根据力的分解得出小球所受的合力表达式；
（3）匀速圆周运动的物体合力提供向心力，得出时间t和h的关系式，并判断合理的图像。
21．（2022高一下·平阳期中）已知地球质量为M，半径为R，自转角速度为ω，地球同步卫星相对地面的物体来说是 （选填“静止”或“转动”）的，它离地面的高度一定为H＝ 。
【答案】静止；
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】地球同步卫星在赤道上空且相对地面静止的卫星，根据可以解得
【分析】首先明确地球同步卫星与地球表面物体的关系，然后根据万有引力提供向心力进行计算。
22．（2022高一下·平阳期中）如图所示，质量m=0.5kg的小球A沿R=0.5m的 圆弧滚下后从斜槽末端水平飞出。测得小球A下落的高度h为0.45m和水平位移x为0.3m，g取10m/s2。求：
（1）小球A水平飞出时的速度大小v0 ；
（2）小球落地时速度大小；
（3）小球在槽末端时对轨道的压力。
【答案】（1）根据题意可知，小球从A点飞出做平抛运动，
故竖直方向，水平方向，
联立两式，解得 v0=1m/s 。
（2）竖直方向速度，落地速度，
联立两式，解得
（3）在A点对小球受力分析，根据牛顿第二定律得，，解得
根据牛顿第三定律，小球在槽末端时对轨道的压力大小为6N，方向竖直向下 。
【知识点】平抛运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）先根据平抛运动求解下落时间和水平初速度；
（2）根据时间求出竖直方向速度，再利用运动的合成，求出竖直方向速度；
（3）最后在A点受力分析，根据牛顿定律求出结果。
23．（2022高一下·平阳期中）现有两高度均为h、内壁光滑的圆筒甲、乙竖直放置，在简甲口边缘A点沿直径方向以 水平射入一小球，碰撞3次后恰好落在A点正下方圆筒甲的底部B处，已知小球与筒壁碰撞前后的水平和竖直分速度大小均不变。在筒乙C点以水平初速度 沿圆筒内壁切线方向抛出一质量为m的小滑块，小滑块沿圆筒内壁运动了一周后恰好从D点离开圆筒，C、D连线竖直。重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）筒甲与筒乙的半径之比；
（2）小滑块在筒乙中运动时受到的弹力的大小。
【答案】（1）对甲图分析，水平方向有 ；
对乙图分析，水平方向有 ；
竖直方向都是做自由落体运动，下落高度一致，所以运动时间也是一样的，联立两式，解得 .
（2）小滑块在乙图中，水平面内做的是匀速圆周运动，圆桶对小滑块的弹力提供向心力，
竖直方向做自由落体，水平方向有 ，联立三式解得。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】根据图像进行分别对甲乙进行分析，观察水平方向与竖直方向的运动情况，以及图乙中水平面内做匀速圆周运动，然后根据对应的运动列出式子进行分析。
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浙江省温州市平阳县万全综合高级中学2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷
一、选择题(本题共 18小题，每小题 3 分，共 54 分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)
1．（2021高二上·丽水期末）以下说法不正确的是（ ）
A．在力的合成实验中运用了等效替代的方法
B．牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题
C．开普勒通过第谷多年的观测数据最早提出了“日心说”
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过实验测得引力常量数值
2．（2022高一下·平阳期中）一物体做曲线运动，则该物体（ ）
A．速度方向可能保持不变 B．所受合外力可能是恒力
C．速度大小一定发生变化 D．位移大小一定大于路程
3．（2022高一下·山西期中）玩具小汽车（可看做质点）经过水平桌面上A处时做加速曲线运动，下列关于玩具小汽车运动轨迹、受到的合力F和速度v的关系示意图，合理的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2022高一下·平阳期中）如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升，若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做直线运动，则关于红蜡块实际运动轨迹的说法不正确的是（ ）
A．若玻璃管做匀速运动，则为直线P
B．若玻璃管做匀加速运动，则为曲线R
C．若玻璃管做匀加速运动，则为曲线Q
D．若玻璃管做匀减速运动，则为曲线R
5．（2022高一下·平阳期中）从离水平地面0.45m高处以初速度 水平抛出一小石块，不计空气阻力，则小石块（）
A．在空中飞行时间为0.1s B．着地时速度大小为5m/s
C．落地时水平位移大小为1m D．落地时水平位移大小为8m
6．（2022高一下·平阳期中）如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点。若不计空气阻力，下列关系式中正确的是（ ）
A．va＞vb B．ta＞tb C．va＝vb D．ta＜tb
7．（2022高一下·平阳期中）如图所示，以10m/s的水平初速度 抛出的物体，飞行一段时间后，垂直撞在倾角为θ=30°的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是（ ）
A． B． C． D．
8．（2022高一下·武功期中）对于常见的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（ ）
A．车辆在经过拱形桥时，对桥的压力大于自身重力
B．洗衣机脱水时，利用的是离心现象
C．汽车通过水平弯道时，由重力提供向心力
D．若火车大于规定速度通过外轨高于内轨的弯道，则内轨对火车有压力
9．（2022高一下·平阳期中）荡秋千是一项非常有趣的娱乐活动，如图所示，公园里一个小姑娘在荡秋千小姑娘（包括坐着的踏板可视为质点，不考虑绳索的重力），下列判断正确的是（ ）
A．小姑娘受重力、绳索拉力和向心力
B．小姑娘经过最高点时的加速度可能为0
C．小姑娘在任何时刻的加速度都不会为0
D．小姑娘经过最低点时的绳索张力大小可能等于其重力
10．（2022高一下·重庆期中）一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（ ）
A．球A的向心加速度小于球B的向心加速度
B．球A的线速度大于球B的线速度
C．球A的运动周期等于球B的运动周期
D．球A与球B对筒壁的压力相等
11．（2022高一下·平阳期中）如图所示，质量分别为 的小物块 （可视为质点）放在水平圆盘上，物块 与圆盘间的动摩擦因数和与转轴 的距离依次分别为 和 ，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用 表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）
A．b一定比a先开始滑动
B．a一定比b先开始滑动
C． 所受的摩擦力始终相等
D．当 时，a所受摩擦力大小为
12．（2022高一下·平阳期中）质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴M和m的悬线竖直方向的夹角分别为α和β，如图所示，则（ ）
A． B． C． D．
13．（2022高一下·平阳期中）C/2021S4彗星上一年，地上逾千年，C/2021S4是紫金山天文台发现的售星，这颗彗星的轨道更扁一些，轨道周期更长，绕太阳旋转一圈大约需要1000年，若地球距太阳距离为r，则该彗星绕太阳旋转的半长轴约为（ ）
A． B． C． D．不确定
14．（2022高一下·山西期中）已知万有引力常量G，地球的半径R，地球两极处的重力加速度 。若视地球为质量分布均匀的球体，赤道处的重力加速度g已经测出，则下列说法中正确的是（ ）
A．地球的自转周期为
B．地球的自转周期为
C．赤道表面物体随地球自转做匀速圆周运动的向心加速度为g
D．因为地球自转的原因，
15．（2022高一下·平阳期中）木星“冲日”是指地球、木星在各自轨道上运行到太阳、地球和木星排成一条直线或近乎一条直线，地球位于太阳与木星之间，“冲日”时木星距离地球最近，也最明亮。已知木星的公转周期约为12年，质量约为地球质量的320倍，半径约为地球半径的11倍，下列说法正确的是（ ）
A．地球运行的加速度比木星的小
B．木星与地球公转轨道半径之比约为12∶1
C．此次“冲日”现象后，经过约1.09年会再次出现
D．木星与地球密度之比约为4∶1
16．（2022高一下·平阳期中）有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b是近地卫星，c是地球中轨道卫星，d是地球同步卫星。已知地球的自转周期为24h，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，已知地面的重力加速度为g。则（ ）
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．d在4h内转过的圆心角是
C．四颗卫星中线速度大小关系是
D．c的运动周期有可能是25h
17．（2022高一下·平阳期中）随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点，假设太空中有一颗星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的一半，则下列判断正确的是（ ）
A．该星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍
B．某物体在该星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍
C．该星球的同步卫星周期一定大于地球同步卫星周期
D．绕该星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同
18．（2022高一下·平阳期中）我国“嫦娥四号探月工程”实现了人类飞行器第一次在月球背面着陆，为此发射了提供通信中继服务的“鹊桥”卫星，并定点在如图所示的地月连线外侧的位置L处。“鹊桥”卫星与月球保持相对静止一起绕地球运动。“鹊桥”卫星、月球绕地球运动的加速度大小分别为a1、a2，线速度大小分别为v1、v2，周期分别为T1、T2，轨道半径分别为r1、r2，下列关系正确的是（ ）
A．T1＜T2 B．a1=a2=0
C．v1 >v2 D．
二、非选择题(本题共 5 小题，共 46 分)
19．（2022高一下·平阳期中）在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，实验时用如图所示的装置．实验操作的主要步骤如下：
a．在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直
b．使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹A
c．将木板沿水平方向向右平移一段动距离 ，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹B
d．将木板再水平向右平移同样距离 ，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白纸上得到痕迹C，若测得A、B间距离为 ，B、C间距离为 ，已知当地的重力加速度为 。
（1）关于该实验，下列说法中正确的是_______；
A．斜槽轨道必须尽可能光滑
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次小球均须由静止释放
D．小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度 和斜面倾角 ，然后利用牛顿第二定律和运动学公式求出。
（2）根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为 。（用题中所给字母表示）；
（3）小明再次重复多次实验，根据测量出的不同 情况下的 和 ，令 ，并描绘出 图像，则图像是一条 （选填“抛物线”或“直线”），若已知图线的斜率为 ，则斜率的表达式为 。（用题中所给字母表示）
20．（2022高一下·兖州期中）如图所示为某研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。
在具体的计算中可将小球视为质点，小球的质量为m，重力加速度为g。部分实验步骤如下：
①用天平测出钢球的质量m；
②将钢球用细线拉起，贴近钢球，在其下方平放一张画有多个同心圆的白纸，使其圆心恰好位于悬点正下方；
③使钢球做圆锥摆运动；
④通过纸上的圆对照得出钢球做匀速圆周运动的轨迹；
⑤用秒表测量钢球的转动周期；
⑥用刻度尺测出轨迹的半径；
（1）小球做匀速圆周运动所受的向心力是____（选填选项前的字母）；
A．小球所受绳子的拉力
B．小球所受的重力
C．小球所受拉力和重力的合力
（2）在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小= （用m、n、t、r及相关的常量表示）；用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F= （用m、h、r及相关的常量表示）；
（3）保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据，若小球所受的合力F与向心力大小相等，则这些图像中合理的是____选填选项的字母。
A． B．
C． D．
21．（2022高一下·平阳期中）已知地球质量为M，半径为R，自转角速度为ω，地球同步卫星相对地面的物体来说是 （选填“静止”或“转动”）的，它离地面的高度一定为H＝ 。
22．（2022高一下·平阳期中）如图所示，质量m=0.5kg的小球A沿R=0.5m的 圆弧滚下后从斜槽末端水平飞出。测得小球A下落的高度h为0.45m和水平位移x为0.3m，g取10m/s2。求：
（1）小球A水平飞出时的速度大小v0 ；
（2）小球落地时速度大小；
（3）小球在槽末端时对轨道的压力。
23．（2022高一下·平阳期中）现有两高度均为h、内壁光滑的圆筒甲、乙竖直放置，在简甲口边缘A点沿直径方向以 水平射入一小球，碰撞3次后恰好落在A点正下方圆筒甲的底部B处，已知小球与筒壁碰撞前后的水平和竖直分速度大小均不变。在筒乙C点以水平初速度 沿圆筒内壁切线方向抛出一质量为m的小滑块，小滑块沿圆筒内壁运动了一周后恰好从D点离开圆筒，C、D连线竖直。重力加速度大小为g，不计空气阻力。求：
（1）筒甲与筒乙的半径之比；
（2）小滑块在筒乙中运动时受到的弹力的大小。
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A．在力的合成实验中运用了等效替代的方法，A正确，不符合题意；
B．牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题，B正确，不符合题意；
C．开普勒通过第谷多年的观测数据最早提出了开普勒行星运动定律，C错误，符合题意；
D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什通过实验测得引力常量数值，D正确，不符合题意。
故答案为：C。
【分析】验证力的合成实验使用等效替代法；牛顿经典力学不适用于研究接近光速的问题；哥白尼最早提出了日心说。
2．【答案】B
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】A.物体做曲线运动时，速度方向是切线方向，所以速度方向在不断变化，故A错误；
B.做曲线运动物体的受力可以是恒力，如：平抛运动，故B正确；
C.做曲线运动的物体，速度大小可能不变，如：匀速曲线运动，故C错误；
D.无论是直线运动还是曲线运动，物体的位移都不大于路程，故D错误；
故选B。
【分析】了解曲线运动的条件，速度的方向，位移及路程概念即可解答。
3．【答案】B
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】玩具小汽车经过水平桌面上A处时做加速曲线运动，合外力与速度不共线指向曲线凹侧，且与速度方向的夹角小于90°。
故答案为：B。
【分析】曲线运动的合力指向曲线的凹侧，当合力和速度夹角为锐角时物体做加速度运动。
4．【答案】B
【知识点】位移的合成与分解；速度的合成与分解；曲线运动的条件；曲线运动
【解析】【解答】蜡块竖直方向做直线运动，当玻璃管做匀速直线运动时，蜡块的合运动是匀速直线运动，故A正确；
当玻璃管做匀加速运动，蜡块受到的合力水平向右，故C正确，B错误；
当玻璃管做匀减速运动，蜡块受到的合力向左，故D正确；
故选B。
【分析】曲线运动的合力指向曲线运动的内侧，将速度合成，然后观察加速度（合力方向）判断曲线运动情况。
5．【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】石块在竖直方向做自由落体运动，根据可得下落时间t=0.3s，A不符合题意；
竖直方向速度为vy=gt=3m/s
着地时速度大小v==5m/s，B符合题意；
水平方向的位移x=v0t=1.2m，CD不符合题意.
故选B。
【分析】首先根据竖直方向求出时间，然后求竖直方向的速度，求合速度，最后求水平位移。
6．【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据，可知下落时间由下落高度决定，高度越高，所用的时间越长，所以 ；
根据，可知水平初速大小关系是；
故选B。
【分析】先根据高度关系，比较下落时间关系，然后根据水平位移和下落关系，比较抛出速度大小。
7．【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据题意可知，落在斜面上时，物体速度与斜面垂直，将速度进行分解有，解得t=s，
故选C。
【分析】根据三角关系，列出比例式子，最后根据平抛运动代入数据求解。
8．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；离心运动和向心运动
【解析】【解答】A．通过桥面时，对桥面的压力为
A不符合题意；
B．离心现象铸圆周运动的物体，在所受向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需要的向心力，产生的逐渐远离圆心移动的物理现象，B符合题意；
C．汽车通过水平弯道时是地面的摩擦力提供向心力，C不符合题意；
D．当火车高速通过弯道时，有离心运动的趋势，外轨对火车有向内的压力，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】在桥面时利用牛顿第二定律得出对桥面的压力；当物体所受的合力不足以提供向心力时该物体做离心运动；汽车转弯时摩擦力提供向心力。
9．【答案】C
【知识点】向心力；向心加速度；生活中的圆周运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】对小姑娘受力分析可知，小姑娘受到重力，踏板的支持力，故A错误；
该模型属于绳模型，在最高点的速度满足，故B错误；
根据，可知加速度大小要大于0，故C正确；
在最低点速度大于0，故拉力一定大于重力，故D错误；
故选C。
【分析】首先对小姑娘进行分析，然后分析模型是属于什么模型，最高点速度有什么限制，最后根据简单公式进行分析。
10．【答案】B
【知识点】牛顿第二定律；生活中的圆周运动
【解析】【解答】设筒壁与轴线的夹角为θ，受力分析如图
A．根据牛顿第二定律，可得
解得
可知球A的向心加速度等于球B的向心加速度，A不符合题意；
B．根据牛顿第二定律得
解得
因为球A的半径大于球B的半径，则球A的线速度大于球B的线速度，B符合题意；
C．根据牛顿第二定律得
解得
因为球A的半径大于球B的半径，则球A的运动周期大于球B的运动周期，C不符合题意；
D．将FN沿水平和竖直方向分解得
解得
由于两球质量大小不知道，则两球对筒壁的压力大小不确定，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】利用牛顿第二定律可以比较向心加速度的大小；利用其牛顿第二定律结合半径的大小可以比较其线速度和周期的大小；利用其竖直方向的平衡方程可以比较压力的大小。
11．【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对a分析：，对b分析：，所以ab两物体同时开始滑动，故AB错误；
摩擦力提供向心力，根据分析可知，两物体所受摩擦力相等，故C正确；
对a：，故D错误；
故选C。
【分析】先分别对ab两物体进行分析，根据分析可知摩擦力提供向心力，然后算出临界角速度，最后分析摩擦力大小。
12．【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】对M分析：，对m分析：，
两物体的角速度大小相等，联立两式可得 ，故BCD错误，
故选A。
【分析】先对两物体进行受力分析，合力提供向心力，两物体角速度相等，最后进行化简。
13．【答案】B
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第三定律可知：，代入数据可得彗星的半径是100r.
故选B。
【分析】根据开普勒第三定律列式，然后地球的公转周期是1年，代入求解。
14．【答案】A
【知识点】牛顿第二定律；万有引力定律的应用
【解析】【解答】ABD．在两极地区，物体受到地球的万有引力等于物体的重力，则有
在赤道处，物体受到地球的万有引力等于物体的重力与物体随地球自转做匀速圆周运动的向心力的合力，则有
所以 ，联立可得地球的自转周期为
A符合题意，BD不符合题意；
C．赤道表面物体随地球自转做匀速圆周运动的向心加速度为
C不符合题意。
故答案为：A。
【分析】在两极重力等于万有引力，在赤道重力等于万有引力减去向心力，从而得出地球自转的周期，利用牛顿第二定律得出向心加速度的大小。
15．【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据可知，公转半径越大，加速度越小，故A错误；
根据开普勒第三定律可知， 木星与地球公转轨道半径之比约为，故B错误；
设经过t年会冲日，，解得t=1.09年，故C正确；
根据可知，两物体密度之比约为3：1，故D错误；
故选C。
【分析】根据万有引力提供向心力，求出加速度关系；已知周期关系，根据开普勒第三定律，算出半径之比；再次冲日时地球比木星多走了一圈；根据密度公式，算出密度之比.
16．【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】对a分析：，向心加速度和重力加速度是不相等的，故A错误；
d为地球同步卫星，周期是24h，所以4h转过的圆心角是，故B错误；
bcd均为卫星，根据可知，半径越大速度越小，所以 ，又ad周期（角速度）相同，根据可知，，故C正确；
d的周期是24小时，bc的周期都是小于24小时的，故D错误；
故选C。
【分析】对a分析，根据合力提供向心力，比较向心加速度和重力加速度的关系；同步卫星周期是24小时；同为卫星时，万有引力提供向心力，可以求出周期及线速度的关系。
17．【答案】A
【知识点】万有引力定律及其应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】根据可知，该星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍，故A正确；
根据可知， 某物体在该星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的8倍，故B错误；
同步卫星周期与星球自转周期有关，所以无法比较，故C错误；
根据可知，绕该星球的人造卫星是以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度的2倍，故D错误；
故选A。
【分析】根据万有引力提供向心力，先列式，然后进行求解，最后进行比较。
18．【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】根据题意可知，月球和鹊桥的周期和角速度是一样的，故AD错误；
根据可知，，故B错误；
根据可知，，故C正确；
故选C。
【分析】先根据题意判断月球和鹊桥的周期和角速度的关系，然后根据线速度，加速度与角速度的关系，判断月球和鹊桥的线速度和角速度的大小关系。
19．【答案】（1）C
（2）
（3）直线；
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】（1）该实验主要是研究平抛运动，由于需要多次操作，需要保证小球平抛运动的初速度相等，所以每次小球都须从相同位置静止释放，斜面轨道无须光滑，该实验是运用运动的分解进行求解的，故ABD错误，故选C。
（2）根据题意可知，A到B和B到C的时间间隔是相等的，设时间间隔是t，竖直方向有，水平方向有，联立两式可求出.
（3）， 所以，故 图像是一条直线，斜率
【分析】（1）根据实验步骤，明确实验操作的注意事项。
（2）竖直方向做自由落体，根据速度之差的关系求出时间，根据水平方向的运动求出初速度。
（3）根据竖直方向先写出与的关系，再根据水平方向写出与的关系，联立求出与的关系。
20．【答案】（1）C
（2）；
（3）B
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）对小球进行受力分析，受到绳子的拉力和重力。小球做匀速圆周运动，两者的合力提供向心力。
（2）根据测量数据可求出角速度
则向心力为
设绳子与竖直方向的夹角为，拉力沿绳子方向，斜向上，所以合力为
（3）合力提供向心力，则有
整理得到
所以图像应该选择B。
【分析】（1）匀速圆周运动的物体合力提供向心力；
（2）根据角速度和转速的关系以及向心力和角速度的关系得出向心力的表达式；对小球进行受力分析，根据力的分解得出小球所受的合力表达式；
（3）匀速圆周运动的物体合力提供向心力，得出时间t和h的关系式，并判断合理的图像。
21．【答案】静止；
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】地球同步卫星在赤道上空且相对地面静止的卫星，根据可以解得
【分析】首先明确地球同步卫星与地球表面物体的关系，然后根据万有引力提供向心力进行计算。
22．【答案】（1）根据题意可知，小球从A点飞出做平抛运动，
故竖直方向，水平方向，
联立两式，解得 v0=1m/s 。
（2）竖直方向速度，落地速度，
联立两式，解得
（3）在A点对小球受力分析，根据牛顿第二定律得，，解得
根据牛顿第三定律，小球在槽末端时对轨道的压力大小为6N，方向竖直向下 。
【知识点】平抛运动；竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）先根据平抛运动求解下落时间和水平初速度；
（2）根据时间求出竖直方向速度，再利用运动的合成，求出竖直方向速度；
（3）最后在A点受力分析，根据牛顿定律求出结果。
23．【答案】（1）对甲图分析，水平方向有 ；
对乙图分析，水平方向有 ；
竖直方向都是做自由落体运动，下落高度一致，所以运动时间也是一样的，联立两式，解得 .
（2）小滑块在乙图中，水平面内做的是匀速圆周运动，圆桶对小滑块的弹力提供向心力，
竖直方向做自由落体，水平方向有 ，联立三式解得。
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】根据图像进行分别对甲乙进行分析，观察水平方向与竖直方向的运动情况，以及图乙中水平面内做匀速圆周运动，然后根据对应的运动列出式子进行分析。
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