河南省平顶山市重点高中2022-2023学年高一下学期3月质量检测物理试题（含解析）

平顶山市重点高中2022-2023学年高一下学期3月质量检测
物理试题卷
一．选择题（共12小题，每小题3分，共36分，其中1-8每题只有一个选项正确，9-12每题有多个选项正确，多选题，选对但不全的给2分，选错或不选的给0分）
1. 在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）
A. 速度、加速度、位移这三者所体现的共同的物理思想方法都是比值定义法
B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法
C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法
D. 根据速度定义式，当时，就可以表示t时刻的瞬时速度，这里运用了极限思维法
2. 一物体正在做匀速直线运动，某时刻突然受到恒定外力作用做曲线运动，下列对物体运动判断正确的是（　　）
A. 物体可能做匀速圆周运动
B. 物体运动的最小动能可能为零
C. 若物体运动过程中存在动能相等的两点，则该两点的连线一定与恒力方向垂直
D. 若物体运动过程中存在动能相等的两点，则该恒定外力方向与初速度方向夹角为锐角
3. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 在t1时刻两车速度相等 B. 从0到t1时间内，两车走过的路程相等
C. 从t1到t2时间内，两车走过的路程相等 D. 在0到t1时间内的某时刻，两车速度相等
4. 如图甲所示，随着2022年北京冬奥会的脚步越来越近，吸引更多爱好者投入到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一、两名跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，如图乙所示。则两名运动员从飞出至落到雪坡上的整个过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 他们飞行时间之比为3·1
B. 他们飞行的水平位移之比为1∶3
C. 他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定不相同
D. 他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为1∶9
5. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）
A. 如图甲，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B. 如图乙，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A的角速度较大
C. 如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用
D. 如图丁，同一小球在固定且内壁光滑的圆锥筒内先后沿A、B圆做水平匀速圆周运动，则小球在A处运动的线速度较大
6. 北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。这是我国载人航天工程立项实施以来的第21次飞行任务，也是空间站阶段的第2次载人飞行任务。飞船入轨后，在完成与空间站高难度的径向交会对接后，航天员将进驻天和核心舱，开启为期6个月的在轨驻留。已知空间站在距离地球表面约400km的高度，每90分钟绕地球一圈，1天之内将经历16次日出日落。下列说法正确的是（　　）
A. 空间站在轨运行的线速度小于7.9km/s
B. 空间站运行角速度小于地球同步卫星运行角速度
C. 载人飞船需先进入空间站轨道，再加速追上空间站完成对接
D. 已知空间站的运行周期、轨道高度和引力常量G，可求出空间站质量
7. 2020年6月23日，“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星被成功发射到地球同步轨道。如图所示，轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，轨道Ⅲ为地球同步轨道。、两点为椭圆轨道与两圆形轨道的切点。该卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为、、，在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的线速度分别为、，在轨道2上点的速度为，点的速度为。下列说法不正确的是（　　）
A
B. ，，
C. 该卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度
D. 该卫星在轨道Ⅱ上经过点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过点的加速度
8. 如图，用一根不可伸长的轻绳绕过两颗在同一水平高度的光滑钉子悬挂一幅矩形风景画。现若保持画框的上边缘水平，将两颗钉子之间的距离由图示位置逐渐增大到不能再增大为止（不考虑画与墙壁间的摩擦），则此过程中绳的张力大小（　　）
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大，后变小 D. 先变小，后变大
9. 两质点A、B从同一地点开始做直线运动图像（所示。下列说法正确的是（　　）。
A. 时，质点B的运动方向发生改变
B. 质点A的加速度大小为
C. 内，B平均速度是
D. 在前4秒内，当时，质点A和B相距最远
10. 两根长度不同的细线分别系有A、B两个小球，小球的质量分别为、，细线的上端都系于O点，如图所示。设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动，已知细线长度之比，与竖直方向成60°角，则（　　）
A. A、B两球的角速度之比为 B. A、B两球的周期之比为1：1
C. A、B两条细线的拉力之比为3：1 D. A、B两球的线速度之比为3：1
11. 如图，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（　　）
A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变
C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变大
12. 火星与地球有很多相似之处，是未来人类移居的希望。若火星与地球的质量之比为，火星与地球的半径之比为，火星与地球的自转周期之比为，则下列说法正确的是（　　）
A. 火星与地球的平均密度之比为
B. 火星与地球的第一宇宙速度之比为
C. 火星与地球表面的重力加速度大小之比为
D. 火星与地球的同步卫星的轨道半径之比为
二．实验题（共2小题，每空2分，共16分）
13. 中国航天员首次进行太空授课，通过趣味实验展示了物体在完全失重状态下的一些物理现象。其中一个实验如图所示，将支架固定在桌面上，细绳一端系于支架上的O点，另一端拴着一颗钢质小球。现将细绳拉直但未绷紧，小球被拉至图中a点或b点并进行以下操作，在a点轻轻放手，小球将________（填写“竖直下落”或“静止不动”）；在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球，小球将________（填写“做匀速圆周运动”或“沿圆弧做往复摆动”）。
14. 某物理兴趣小组为了研究平抛运动，实验步骤如下：
A.紧贴水平实验桌右后侧竖直固定贴有白纸木板。在实验桌上固定竖直立柱，轻质弹簧一端固定在立柱上，弹簧水平，自由端在实验桌上的A点；
B.用小球向左压缩弹簧到B点；
C.把小球由静止释放，小球被弹开。观察小球离开桌面的位置O，在白纸上记录点位置。用重锤线作出过O点的竖直线，画出水平线。然后用带有小孔（小孔直径略大于小球直径）的硬纸板贴近木板上的白纸，注意保持硬纸板水平，调整纸板位置，使小球从小孔穿过，在白纸上记录小孔的位置；
D.重复B、C两步骤，在白纸上记录小孔的不同位置；
E.测量记录的小孔位置到所画竖直线的距离x和到水平线的距离y。
回答下列问题（查得到当地重力加速度g）
(1)小球应该采用___________；
A.小塑料球 B.小木球 C.小皮球 D.小钢球
(2)实验桌面___________（填“需要”或“不需要”）光滑；
(3)小球每次从B点由静止释放是保证小球___________相同；
(4)在白纸上记录的点迹用平滑曲线连接起来，小球的运动轨迹为___________；
(5)在坐标纸上建立坐标系，以y为纵轴，以___________为横轴，描点连线得出一条过原点的直线，若直线的斜率为k，小球平抛的初速度为___________。（用g和k表示）
三．计算题（共4小题）
15. 如图所示，倾角为37°的斜面长L=1.9m，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度V0=3m/s的速度水平抛出，与此同时静止释放在顶端的滑块，经过一段时间后将小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块。小球和滑块均视为质点，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小球从抛出到达斜面所用时间；
（2）抛出点O离斜面底端的高度；
（3）滑块与斜面间动摩擦因数。
16. 如图所示，在水平圆盘上有一过圆心的光滑小槽，槽内有两根原长、劲度系数均相同的橡皮绳拉住一质量为m的小球。一条橡皮绳拴在O点，另一条拴在，其中O为圆盘的中心，点在圆盘的边缘上，橡皮绳的劲度系数为k，原长为圆盘半径R的，现使圆盘的角速度由零缓慢增大时，求：（运动过程中橡皮绳不超出弹性限度）
（1）间橡皮绳处于原长时，圆盘的角速度；
（2）角速度为时，间橡皮绳的弹力。
17. 如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度大小为g。
（1）求卫星A距地面的高度h；
（2）求卫星B的运行周期；
（3）某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A三点在同一直线上），若卫星B运行方向与地球自转方向相同，求A、B两卫星两次相距最近的最短时间间隔。（用和表示）
18. 如图所示，长，质量的木板B静止放在水平面上，一质量为的物体A（可视为质点），以初速滑上B的上表面，A与B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为，g取10m/s2。
（1）求滑块A在B上滑动的时间
（2）若A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的恒力F，使A不能从B上滑下，求力F的取值范围。
平顶山市重点高中2022-2023学年高一下学期3月质量检测
物理试题卷 答案解析
一．选择题（共12小题，每小题3分，共36分，其中1-8每题只有一个选项正确，9-12每题有多个选项正确，多选题，选对但不全的给2分，选错或不选的给0分）
1. 在物理学的探索和发现过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（　　）
A. 速度、加速度、位移这三者所体现的共同的物理思想方法都是比值定义法
B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是微元法
C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，再把各小段位移相加，这里运用了理想模型法
D. 根据速度定义式，当时，就可以表示t时刻的瞬时速度，这里运用了极限思维法
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．速度、加速度运动了比值定义法，位移不是，物理学中用从初位置到末位置的有向线段表示位移，故A错误；
B．建立质点概念是运用了理想模型法，故B错误；
C．在推导匀变速直线运动位移公式时，运用了微元法，故C错误；
D．极限思维法就是令物理趋向于某个极值而得到的结果，瞬时速度就是平均速度运用极限思维得到，故D正确。
故选D。
2. 一物体正在做匀速直线运动，某时刻突然受到恒定外力作用做曲线运动，下列对物体运动判断正确的是（　　）
A. 物体可能做匀速圆周运动
B. 物体运动的最小动能可能为零
C. 若物体运动过程中存在动能相等的两点，则该两点的连线一定与恒力方向垂直
D. 若物体运动过程中存在动能相等的两点，则该恒定外力方向与初速度方向夹角为锐角
【答案】C
【解析】
【详解】A．物体受与初速度方向垂直的恒力作用时，根据牛顿第二定律可知，加速度的大小与方向都不变；将运动分解为：初速度方向物体做匀速直线运动，其垂直方向做初速度为零的匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，一定不是匀速圆周运动；故A错误；
B．物体受到恒定外力作用后做曲线运动，所以该力的方向与物体初速度的方向不在同一条直线上，物体沿垂直于合外力方向的分速度大小不变，所以物体运动的最小动能不可能等于0。故B错误；
CD．若物体运动过程中存在动能相等的两点，则该物体的速度一定是先减小后增大，说明该恒定外力方向与初速度方向夹角为钝角；同时由运动的对称性可知，该两点的连线一定与恒力方向垂直。故C正确，D错误。
故选C。
3. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲做匀加速直线运动，乙做匀速直线运动。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A. 在t1时刻两车速度相等 B. 从0到t1时间内，两车走过的路程相等
C. 从t1到t2时间内，两车走过的路程相等 D. 在0到t1时间内的某时刻，两车速度相等
【答案】C
【解析】
【详解】A．x-t图像斜率表示速度，t1时刻相交，斜率不同，则速度不相等，故A错误；
B．从0到t1时间内，两车初始位置不同，末位置相同，且做同向直线运动，则走过的路程不同，故B错误；
C．从t1到t2时间内，两车初始和末尾位置均相同，且做同向直线运动，则走过的路程相同，故C正确；
D．在0到t1时间内，两图线斜率没有相同的时刻，则速度始终不相等，故D错误。
故选C。
4. 如图甲所示，随着2022年北京冬奥会的脚步越来越近，吸引更多爱好者投入到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一、两名跳雪运动员a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出，不计空气阻力，如图乙所示。则两名运动员从飞出至落到雪坡上的整个过程中，下列说法正确的是（　　）
A. 他们飞行时间之比为3·1
B. 他们飞行的水平位移之比为1∶3
C. 他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定不相同
D. 他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为1∶9
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．设雪坡倾角为，对运动员a，有
根据几何关系有
对运动员b，有
联立可得
选项A错误；
B．同理可知，他们飞行的水平位移之比为1：9，选项B错误；
C．落到雪坡上时，设a、b如速度分别与竖直方向夹角为，则有
则有
可得
故他们落到雪坡上的瞬时速度方向相同，选项C错误；
D．将运动员的运动分解为沿坡面和垂直于坡面的两个方向上，建立直角坐标系，在沿坡面方向做匀加速直线运动，垂直于坡面方向做匀减速直线运动，则运动员在空中离雪道坡面的最大高度
他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为1：9，选项D正确。
故选D。
5. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）
A. 如图甲，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力
B. 如图乙，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A的角速度较大
C. 如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用
D. 如图丁，同一小球在固定且内壁光滑的圆锥筒内先后沿A、B圆做水平匀速圆周运动，则小球在A处运动的线速度较大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A．如图甲，汽车通过拱桥最高点时有
则汽车对桥的压力小于重力，A错误；
B．如图乙，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，由于高度相同，则有
解得
则A、B的角速度相同，B错误；
C．如图丙，火车转弯超过规定速度行驶时，外轨和轮缘间有挤压作用，而内轨和轮缘间没有挤压作用，C错误；
D．如图丁，同一小球在固定且内壁光滑圆锥筒内先后沿A、B圆做水平匀速圆周运动，有
解得
则轨道半径越大的线速度越大，所以小球在A处运动的线速度较大，D正确。
故选D。
6. 北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。这是我国载人航天工程立项实施以来的第21次飞行任务，也是空间站阶段的第2次载人飞行任务。飞船入轨后，在完成与空间站高难度的径向交会对接后，航天员将进驻天和核心舱，开启为期6个月的在轨驻留。已知空间站在距离地球表面约400km的高度，每90分钟绕地球一圈，1天之内将经历16次日出日落。下列说法正确的是（　　）
A. 空间站在轨运行的线速度小于7.9km/s
B. 空间站运行角速度小于地球同步卫星运行角速度
C. 载人飞船需先进入空间站轨道，再加速追上空间站完成对接
D. 已知空间站的运行周期、轨道高度和引力常量G，可求出空间站质量
【答案】A
【解析】
【详解】A．根据万有引力提供向心力
得
因为空间站的轨道半径大于地球半径，则运行线速度小于第一宇宙速度，故A正确；
B．同步卫星的周期为24h，空间站的周期为90min，由
可知空间站运行角速度大于地球同步卫星运行角速度，故B错误；
C．若载人飞船需先进入空间站轨道，加速后会做离心运动飞到更高的轨道，无法与空间站完成对接，故C错误；
D．根据
可知空间站的质量总会被约掉，所以已知空间站的运行周期、轨道高度和引力常量G，无法求出空间站质量，故D错误。
故选A。
7. 2020年6月23日，“北斗三号”全球卫星导航系统最后一颗组网卫星被成功发射到地球同步轨道。如图所示，轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，轨道Ⅲ为地球同步轨道。、两点为椭圆轨道与两圆形轨道的切点。该卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为、、，在轨道Ⅰ和轨道Ⅲ上的线速度分别为、，在轨道2上点的速度为，点的速度为。下列说法不正确的是（　　）
A.
B. ，，
C. 该卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度
D. 该卫星在轨道Ⅱ上经过点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过点的加速度
【答案】B
【解析】
【详解】A．设轨道Ⅱ的半长轴为r2，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为r1和r3，则由题图可知
r1＜r2＜r3
根据开普勒第三定律有
所以
故A正确；
B．设卫星和地球的质量分别为m和M，卫星在半径为r的圆轨道上做匀速圆周运动的线速度为v，加速度为a，根据牛顿第二定律有
解得
所以
卫星在P点从轨道Ⅰ变至轨道Ⅱ和在Q点从轨道Ⅱ变至轨道Ⅲ时，都需要点火加速做离心运动，因此有
故B错误，C正确；
D．根据牛顿第二定律和万有引力定律可知，该卫星在轨道Ⅱ上经过P点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P点的加速度，故D正确。
本题选不正确的，故选B。
8. 如图，用一根不可伸长的轻绳绕过两颗在同一水平高度的光滑钉子悬挂一幅矩形风景画。现若保持画框的上边缘水平，将两颗钉子之间的距离由图示位置逐渐增大到不能再增大为止（不考虑画与墙壁间的摩擦），则此过程中绳的张力大小（　　）
A. 逐渐变大 B. 逐渐变小 C. 先变大，后变小 D. 先变小，后变大
【答案】D
【解析】
【详解】分析题意可知，画受到两段轻绳的拉力作用，根据共点力的平衡可知，拉力的合力与重力等大反向，即合力恒定不变。随着两颗钉子之间距离的增大，两端轻绳的夹角先减小，后增大，根据力的合成规律可知，两力合成时，合力一定的情况下，分力的夹角越大，分力越大，分力的夹角越小，分力越小。则轻绳的张力先变小后变大，当两轻绳处于竖直方向时，张力最小，故D正确，ABC错误。
故选D。
9. 两质点A、B从同一地点开始做直线运动的图像（所示。下列说法正确的是（　　）。
A. 时，质点B的运动方向发生改变
B. 质点A的加速度大小为
C. 内，B的平均速度是
D. 在前4秒内，当时，质点A和B相距最远
【答案】BD
【解析】
【详解】A．因为图像的纵轴表示速度的大小和方向，由图可以看出0到2s内质点B的速度始终为负，故该时间内质点B的运动方向未发生改变，故A错误；
B．因为图像的斜率表示加速度，由图可以看出质点A的加速度大小为
故B正确；
C．因为图像与横轴所围面积表示位移，且横轴以上为正横轴以下为负，由图可得内，质点B的位移为
所以该时间内的平均速度为
故C错误；
D．由图像可以看出0到2s内质点A与质点B反向运动，则他们之间的距离增大，时间内两质点同向运动，而且A的速度一直大于B的速度，4s时两者共速，则此时两者距离最远，故D正确。
故选BD。
10. 两根长度不同的细线分别系有A、B两个小球，小球的质量分别为、，细线的上端都系于O点，如图所示。设法让两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动，已知细线长度之比，与竖直方向成60°角，则（　　）
A. A、B两球的角速度之比为 B. A、B两球的周期之比为1：1
C. A、B两条细线的拉力之比为3：1 D. A、B两球的线速度之比为3：1
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】AB．对任一小球研究，设细线与竖直方向夹角为，水平面距悬点高为h，由牛顿第二定律知
整理可以得到
由上式可知T、与绳长无关，即两球周期之比为1：1，故A错误B正确；
C．对任一小球研究，设细线与竖直方向的夹角为，设绳子的拉力为F，竖直方向受力平衡得到
解得
而绳子的长度为
得到
则
故C错误；
D．设与竖直方向夹角为，则
则，根据
知
故D正确。
故选BD。
11. 如图，矩形金属框竖直放置，其中、足够长，且杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个质量为m的小球，小球穿过杆，金属框绕轴分别以角速度和匀速转动时，小球均相对杆静止，若，则与以匀速转动时相比，以匀速转动时（　　）
A. 小球的高度一定降低 B. 弹簧弹力的大小一定不变
C. 小球对杆压力的大小一定变大 D. 小球所受合外力的大小一定变大
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】对小球受力分析，设弹力为T，弹簧与水平方向的夹角为θ，则对小球竖直方向
而
可知θ为定值，T不变，则当转速增大后，小球的高度不变，弹簧的弹力不变。则A错误，B正确；
水平方向当转速较小时，杆对小球的弹力FN背离转轴，则
即
当转速较大时，FN指向转轴
即
则因 ，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力不一定变大。则C错误；
根据
可知，因角速度变大，则小球受合外力变大。则D正确。
故选BD。
12. 火星与地球有很多相似之处，是未来人类移居的希望。若火星与地球的质量之比为，火星与地球的半径之比为，火星与地球的自转周期之比为，则下列说法正确的是（　　）
A. 火星与地球的平均密度之比为
B. 火星与地球第一宇宙速度之比为
C. 火星与地球表面的重力加速度大小之比为
D. 火星与地球的同步卫星的轨道半径之比为
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】A．由密度的公式
及
联立得
可知火星与地球的平均密度之比为，故A正确；
B．由
可得第一宇宙速度为
可得火星与地球的第一宇宙速度之比为，故B错误；
C．由
可得星球表面的重力加速度为
知火星与地球表面的重力加速度大小之比为，故C错误；
D．同步卫星的周期和星球的自转周期相等，由
可得
知火星与地球的同步卫星的轨道半径之比为，故D正确。
故选AD。
二．实验题（共2小题，每空2分，共16分）
13. 中国航天员首次进行太空授课，通过趣味实验展示了物体在完全失重状态下一些物理现象。其中一个实验如图所示，将支架固定在桌面上，细绳一端系于支架上的O点，另一端拴着一颗钢质小球。现将细绳拉直但未绷紧，小球被拉至图中a点或b点并进行以下操作，在a点轻轻放手，小球将________（填写“竖直下落”或“静止不动”）；在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球，小球将________（填写“做匀速圆周运动”或“沿圆弧做往复摆动”）。
【答案】 ①. 静止不动 ②. 做匀速圆周运动
【解析】
【详解】[1]由于小球处于完全失重状态，故在a点轻轻放手时，小球将静止不动。
[2]在b点沿垂直于绳子的方向轻推小球时，小球获得了垂直于绳子方向的初速度，小球在绳子拉力提供向心力的作用下做匀速圆周运动。
14. 某物理兴趣小组为了研究平抛运动，实验步骤如下：
A.紧贴水平实验桌右后侧竖直固定贴有白纸的木板。在实验桌上固定竖直立柱，轻质弹簧一端固定在立柱上，弹簧水平，自由端在实验桌上的A点；
B.用小球向左压缩弹簧到B点；
C.把小球由静止释放，小球被弹开。观察小球离开桌面的位置O，在白纸上记录点位置。用重锤线作出过O点的竖直线，画出水平线。然后用带有小孔（小孔直径略大于小球直径）的硬纸板贴近木板上的白纸，注意保持硬纸板水平，调整纸板位置，使小球从小孔穿过，在白纸上记录小孔的位置；
D.重复B、C两步骤，在白纸上记录小孔的不同位置；
E.测量记录的小孔位置到所画竖直线的距离x和到水平线的距离y。
回答下列问题（查得到当地重力加速度g）
(1)小球应该采用___________；
A.小塑料球 B.小木球 C.小皮球 D.小钢球
(2)实验桌面___________（填“需要”或“不需要”）光滑；
(3)小球每次从B点由静止释放是保证小球___________相同；
(4)在白纸上记录的点迹用平滑曲线连接起来，小球的运动轨迹为___________；
(5)在坐标纸上建立坐标系，以y为纵轴，以___________为横轴，描点连线得出一条过原点的直线，若直线的斜率为k，小球平抛的初速度为___________。（用g和k表示）
【答案】 ①. D ②. 不需要 ③. 平抛初速度 ④. 抛物线 ⑤. x2 ⑥.
【解析】
分析】
【详解】(1)[1]小球做平抛运动，为了减小空气阻力的影响，应选用体积小，质量大的小球
故选D；
(2)[2]只要保证小球离开桌面的速度相等即可，桌面不需要光滑；
(3)[3]小球每次从B点由静止释放是保证小球做平抛运动的初速度相等；
(4)[4]小球做平抛运动，则有
、
联立解得
即小球的轨迹为抛物线；
(5)[5]由
可知，描点连线得出一条过原点的直线，则以y为纵轴，以为横轴；
[6]由题意可知
解得
三．计算题（共4小题）
15. 如图所示，倾角为37°的斜面长L=1.9m，在斜面底端正上方的O点将一小球以速度V0=3m/s的速度水平抛出，与此同时静止释放在顶端的滑块，经过一段时间后将小球恰好能够以垂直斜面的方向击中滑块。小球和滑块均视为质点，重力加速度g=10m/s2，求：
（1）小球从抛出到达斜面所用时间；
（2）抛出点O离斜面底端的高度；
（3）滑块与斜面间的动摩擦因数。
【答案】（1）0.4s；（2）1.7m；（3）0.125
【解析】
【详解】（1）设小球击中滑块时的速度为v，竖直速度为vy，由几何关系得：
设小球下落的时间为t，小球竖直方向
vy＝gt
解得：
t=0.4s
（2）竖直位移为y，水平位移为x，由平抛规律得
x＝v0t
设抛出点到斜面最低点的距离为h，由几何关系得
h=y+xtan37°
由以上各式得
h=1.7m
（3）在时间t内，滑块的位移为s，由几何关系得：
设滑块的加速度为a，由运动学公式得：
对滑块，由牛顿第二定律得：
mgsin37°-μmgcos37°=ma
由以上各式得
μ=0.125
16. 如图所示，在水平圆盘上有一过圆心的光滑小槽，槽内有两根原长、劲度系数均相同的橡皮绳拉住一质量为m的小球。一条橡皮绳拴在O点，另一条拴在，其中O为圆盘的中心，点在圆盘的边缘上，橡皮绳的劲度系数为k，原长为圆盘半径R的，现使圆盘的角速度由零缓慢增大时，求：（运动过程中橡皮绳不超出弹性限度）
（1）间橡皮绳处于原长时，圆盘的角速度；
（2）角速度为时，间橡皮绳的弹力。
【答案】（1）；（2）
【解析】
分析】
【详解】（1）设间橡皮绳刚好松弛时圆盘的角速度为，由牛顿第二定律得
解得
（2）当时，两根橡皮绳都有拉力，设此时小球的运动半径为r，由牛顿第二定律
将的值代入，解得
间橡皮绳的弹力
17. 如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度大小为g。
（1）求卫星A距地面的高度h；
（2）求卫星B的运行周期；
（3）某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A三点在同一直线上），若卫星B运行方向与地球自转方向相同，求A、B两卫星两次相距最近的最短时间间隔。（用和表示）
【答案】（1）； （2）； （3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）对A根据万有引力提供向心力
在地球表面有
联立可得
（2））对B根据万有引力提供向心力
在地球表面有
联立可得
（3）它们再一次相距最近时，一定是B比A多转了一圈，有
再由周期公式可得
联立可得
18. 如图所示，长，质量的木板B静止放在水平面上，一质量为的物体A（可视为质点），以初速滑上B的上表面，A与B之间的动摩擦因数为，B与地面之间的动摩擦因数为，g取10m/s2。
（1）求滑块A在B上滑动的时间
（2）若A滑上B的同时，给B施加一个水平向右的恒力F，使A不能从B上滑下，求力F的取值范围。
【答案】（1）0.4s；（2）
【解析】
【详解】（1）物块A滑到B上后，由于
故A在B上滑动过程中，B静止不动，对A受力分析有
解得
由运动学公式
解得
（2）恒力作用在上，A不会从B上滑下去：
①当力最小时A恰好滑到B的右端，A、B恰好共速，以后一起运动，滑动过程中A的加速度仍为
设B的加速度为，由运动学公式
解得
滑动过程中B的位移为
对B受力分析，由牛顿第二定律得
解得
②当力最大时，A、B共速后一起以加速度运动，根据牛顿第二定律得
解得
即的取值范围为