江苏省如皋市两校2022-2023学年高一下学期3月测试物理（选修）试题（Word版含答案）

如皋市两校2022-2023学年高一下学期3月测试
物理（选修）试题
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分，每小题只有一个选项符合题意．
1. 2022年11月珠海航展，我国战机“歼20”再次闪亮登场．表演中，战机先水平向右加速，再沿着曲线ab斜向上加速运动，最后沿着陡斜线直入云霄．战机飞行到曲线上c点时受到的合外力为F，则F的方向可能正确的是(　　)
2. 某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，向大平台圆心处的球筐内投篮球．如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中的篮球可能被投入球筐的是(图中箭头指向表示投篮方向)(　　)
3. 如图所示，做匀速直线运动的汽车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和汽车的速度大小分别为vB、vA，则(　　)
A. vA＝vB
B. vAC. 绳子对B的拉力大于B的重力
D. 绳子对B的拉力等于B的重力
4．如图所示，A、B两篮球先后从相同高度抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是(　　)
A. A、B从抛出到落入篮筐所用时间相同
B. A在最高点的速度比B在最高点的速度大
C. A、B落入篮筐时速度大小相同
D. A、B上升过程中，在任意相同高度时的速度方向均相同
5. 理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。下列关于开普勒第三定律的公式 ＝k的说法正确的是(　　)
A. 公式只适用于轨道是椭圆的运动
B. 式中的k值，对于所有行星和卫星都相同
C. 式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关
D. 若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
6. 质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方 处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间(瞬时速度不变)，细线没有断裂，则下列说法正确的是(　　)
A. 小球的线速度突然增大　
B. 小球的角速度突然减小
C. 小球对细线的拉力突然增大　
D. 小球对细线的拉力保持不变
7. 有一质量为M、半径为R的密度均匀球体，在距离球心O为3R的地方有一质量为m的质点．先从M中挖去一半径为 的球体，如图所示，则剩余部分对质点的万有引力大小为(　　)
A. G B. G
C. G D. G
8. 如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用m1、m2表示，且m1∶m2＝5∶2.则可知(　　)
A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2∶5
B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为5∶2
C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大
D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小
9. 如图所示，航天飞机在完成太空任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的近地点，关于航天飞机的运动，下列说法中错误的是(　　)
A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
B. 在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度
C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D. 在轨道Ⅱ上经过A的向心加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的向心加速度
10. 如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁．教室的长度为10 m. 在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者(　　)
A. 测得照到前壁的光速度小于c
B. 观测到飞船上的时间进程比教室快
C. 测得教室的长度大于10 m
D. 观察到光先到达后壁
11. 如图所示，一轻质立方体被从水表面缓慢压入水中，直至其上表面没入水中，已知立方体的棱长为L，水的密度为ρ，重力加速度为g，不考虑水面高度的变化．该过程中，立方体克服水的浮力所做的功为(　　)
A. 　　 B. 　　
C. ρgL2　　 D. ρgL4
二、非选择题：共5题，共56分。其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。
12. 在“探究平抛运动的特点”的实验中：
　　　　　　 　甲　　　　　　乙　　　　　　　丙
(1)某同学先观察了如图甲所示的演示实验，A、B两球同时落地，说明_______________；该同学设计了图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是_________________________________，这说明____________________．
(2)如图丙所示，该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为L＝5 cm，A、B、C是摄下的三个小球位置，如果取g＝10 m/s2，则：
①照相机拍摄时每________s曝光一次；
②小球做平抛运动的初速度的大小为________m/s.
13. 如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g.
(1)小球运动到最高点时，求杆对球的作用力；
(2)小球运动到水平位置A时，求杆对球的作用力．
14. 如图所示，将质量为m的小球从倾角为θ的光滑斜面上A点以速度v0水平抛出(即v0∥CD)，小球运动到B点，已知A点的高度为h，重力加速度为g，求：
(1)小球加速度的大小；
(2)小球到达B点的时间；
(3)小球到达B点时的速度大小．
15. 如图所示，质量为m＝2 kg的木块在倾角θ＝37°的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为μ＝0.5，已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2，求：
(1) 前2 s内重力做的功；
(2) 前2 s内重力的平均功率；
(3) 2 s末重力的瞬时功率．
16. 某卫星A在赤道平面内绕地球做圆周运动，运行方向与地球自转方向相同，赤道上有一卫星测控站B。已知卫星距地面的高度为R，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g。
(1)求卫星A做圆周运动的周期T；
(2)若地球自转周期为T0，求卫星A和测控站B能连续直接通讯的最长时间t.(卫星信号传输时间可忽略)
如皋市两校2022-2023学年高一下学期3月测试
物理试题（选修）参考答案
一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共计44分，每小题只有一个选项符合题意．
1. D　解析：战机飞行轨迹是曲线，根据曲线运动的条件，受到的合外力方向指向曲线的凹侧，因为是加速运动，合外力方向与该点的速度方向的夹角为锐角，如图所示，故D正确．
2. B　解析：如图所示，由于篮球和群众演员随大平台一起旋转，所以篮球抛出前有沿v0方向的初速度，则沿vB方向投出，篮球可能被投入球筐，故B正确．
3. C　解析：根据运动的分解原理，沿绳方向的速度分量相等，设A端绳与水平方向夹角为θ，则vAcos θ＝vB，vA>vB，故A、B错误；A向左运动，θ减小，vB增加，加速度方向向上，绳子对B的拉力大于B的重力，故C正确，D错误．
4. B　解析：研究两个过程的逆过程，可看作是从篮筐沿同方向斜向上的斜抛运动，落到同一高度上的A、B两点，则A上升的高度较大，高度决定时间，可知A运动时间较长，即B先落入篮筐中，A错误；因为两球抛射角相同，A的射程较远，则A球的水平速度较大，即在最高点的速度比B在最高点的速度大，C错误，B正确；由斜抛运动的对称性可知，A、B上升过程中，在任意相同高度时的速度方向并非都相同，D错误．
5. C　解析：开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，所以也适用于轨道是圆的运动，故A错误；式中的k只与中心天体的质量有关，与绕中心天体旋转的行星(或卫星)无关，故B错误，C正确；已知月球与地球之间的距离，无法求出地球与太阳之间的距离，因为不同中心天体对应的k不同，故D错误．
6. C　解析：根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为，由ω＝可知小球的角速度突然增大，A、B错误；根据FT－mg＝m可知小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大，C正确，D错误．
7. C　解析：半径为R密度均匀完整球体对距离球心O为3R的地方有一质量为m的质点万有引力为F＝G＝G，挖去部分的质量为M′＝π＝M，挖去部分产生的万有引力为F1＝G＝G＝G，剩余部分对质点的万有引力大小为F′＝F－F1，解得F′＝G.故C正确．
8. A　解析：双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为ω，则有 ＝m1ω2r1＝m2ω2r2，解得 ＝＝，根据v＝ωr知 ＝＝，故A正确；双星具有相同的角速度，则m1、m2做圆周运动的角速度之比为1∶1，故B错误；根据万有引力提供向心力，有G＝m1r1＝m2r2，得Gm2T2＝4π2r1L2，Gm1T2＝4π2r2L2，联立得G(m1＋m2)T2＝4π2L3，得T＝，双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小，双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故C、D错误．
9. D
10. B　解析：根据光速不变原理，测得照到前壁的光速等于c，观察到光同时到达前壁和后壁，A、D错误；根据相对论原理，测得教室的长度小于10 m，C错误；根据相对论原理，观测到飞船上的时间进程比教室快，B正确．
11. B　解析：设浸入的深度为x，则浮力的大小为F＝ρgV＝ρgL2x，可见浮力与进入水中的位移成正比．则克服浮力做的功为W＝×L＝L＝，故B正确．
二、非选择题：共5题，共56分．其中第13题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位．
12. (1)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动　球1落到光滑水平板上并击中球2　平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
(2)① 0.1　②1.5
解析：(1)题图甲中A、B两球同时落地，说明B球的平抛运动在竖直方向的分运动与A球的运动相同；题图乙中球1与球2恰好在平板上相碰，说明球1在水平方向的分运动与球2的运动相同．
(2)①由Δy＝gT2，Δy＝2L＝0.1 m，可得T＝0.1 s.
②由Δx＝v0T，Δx＝3L＝0.15 m，可得v0＝1.5 m/s.
13. (1)小球运动到最高点时，设杆对球的作用力为F1，则牛顿第二定律可得
mg＋F1＝mω2l，
解得F1＝mω2l－mg，
若F1为正值方向竖直向下，若F1为负值方向竖直向上．
(2)小球运动到水平位置A时，设杆对球的作用力为F2，则牛顿第二定律可得F向＝mω2l，
F2＝＝，
F2方向与水平方向夹角的正切值为
tan θ＝＝.
14. (1)小球从A点抛出后在斜面上做类平抛运动．由牛顿第二定律得mg sin θ＝ma，
得a＝g sin θ.
(2)小球在沿斜面向下的方向做初速度为零的匀加速直线运动，有 ＝at2，
解得t＝.
(3)小球沿水平方向做匀速直线运动，有vx＝v0，
小球在沿斜面向下的方向做初速度为零的匀加速直线运动，有vy＝at，
小球到达B点时的速度大小为
vB＝.
15. (1) 木块所受的合外力F合＝mg sin θ－μmg cos θ＝mg(sin θ－μcos θ)＝2×10×(0.6－0.5×0.8) N＝4 N，木块的加速度a＝＝ m/s2＝2 m/s2，前2 s内木块位移x＝at2＝×2×22 m＝4 m，所以，重力在前2 s内做的功为W＝mgx sin θ＝2×10×4×0.6 J＝48 J．
(2) 重力在前2 s内的平均功率为
＝＝ W＝24 W．
(3) 木块在2 s末的速度v＝at＝2×2 m/s＝4 m/s, 2 s末重力的瞬时功率P＝mgv sin θ＝2×10×4×0.6 W＝48 W.
16. 　(1)设地球质量为M，卫星A的质量为m，根据万有引力提供向心力，有
G＝m×2R， m0g＝G，
解得T＝4π.
(2)如图所示，卫星的通讯信号视为沿直线传播，由于地球遮挡，使卫星A和地面测控站B不能一直保持直接通讯．设无遮挡时间为t，则它们转过的角度之差最多为2θ 时就不能通讯．
cos θ＝， t－t＝2θ，
t＝.