佛山市 S7 高质量发展联盟高一年级第一次联考试卷(4 月) 物理科
满分 100 分，考试时间75 分钟
一、单项选择题(本题共 7 小题， 每题 4 分， 共 28 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、现在很多教室都安装可以沿水平方向滑动的黑板， 如图 1 所示,在黑板以某一速度向左匀
速运动的同时，一位教师用粉笔在黑板上划线，粉笔相对于墙壁从静止开始先匀加速向下画，
接着匀减速向下画直到停止，则粉笔在黑板画出的轨迹可能为( )
图 1
A B C D
2 ．“人工智能”已进入千家万户， 用无人机运送货物成为现实。如图 2 所示是无人机送货时
的情景，下列情况中无人机对货物做正功的是( )
A．无人机吊着货物悬停在空中
B．无人机吊着货物竖直加速下降
C．无人机吊着货物竖直加速上升
D．无人机吊着货物竖直匀速下降
图 2
3 ．如图 3 为公路自行车比赛中运动员在水平路面上急转弯的情景。将运动员与自行车看做
是一个整体，下列说法正确的是( )
A．地面对车轮的支持力沿车身的方向斜向上方
B．车转弯所需向心力由地面对车轮的静摩擦力提供
C．车发生侧滑是因为车受到的合力方向背离圆心
D．车发生侧滑是因为车受到的合外力大于所需要的向心力
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图 3
4 、如图 4 所示， 高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)沿圆拱形路面上坡，
空气阻力和摩擦阻力的大小不变。此过程中( )
图 4
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A．汽车处于平衡状态
C．汽车的输出功率逐渐减小
B．汽车的牵引力逐渐增大
D．汽车定速的速度越大，轮胎越容易爆胎
5．2019 年 1 月 3 日“嫦娥四号”月球探测器成功软着陆在月球背面的南极—艾特肯盆地冯 卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器。假设月球半 径为 R，月球表面的重力加速度为g0，如图 5 所示，“嫦娥四号”飞船沿距月球表面高度为 3R的圆形轨道 Ⅰ运动， 到达轨道的 A点，点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的近月点 B 再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。关于“嫦娥四号”飞船的运动，下列说法正确 的是( )
A．飞船沿着轨道Ⅰ做圆周运动时，速度为2(Rg0
B．飞船沿着轨道 Ⅰ做圆周运动时，速度为l
C．飞船过 A点时， 在轨道 Ⅰ上的速率等于在轨道Ⅱ上的速率 图 5
D．飞船过 A点时， 在轨道 Ⅰ上的速率大于在轨道Ⅱ上的速率
6 、图 6 中甲为发动机活塞连杆组，乙为连杆组的结构简图，连杆组在竖直平面内， 且 OA 正好在竖直方向上， 连杆一端连接活塞A，另一端与曲柄上 B 点相连， 活塞A沿 OA 直线往 复运动并带动连杆使B点绕圆心O顺时针方向做圆周运动，某时刻OB刚好水平，三OAB = 9，
活塞A 的速率为vA ，曲柄上 B 点的速率为vB ；则此时( )
A ．vA . cos9= vB B ．vB . cos9= vA C ．vA = vB D ．vA . sin9= vB
7、如图所示，甲、乙为两个高度相同但倾角不同(α<β)
的光滑斜面，固定在同一水平地面上。现有一质量
为 m 的小物块分别从甲、乙斜面顶端由静止开始下
滑到斜面底端， 设此过程中小物块所受合外力对其
图 7
所做的功分别为W 和Wp ，重力的平均功率分别为P 和Pp，则它们之间的关系正确的是( )
A ．W = Wp ，P = Pp B ．W = Wp ，P Pp
C ．W Wp ，P Pp D ．W Wp ，P Pp
二、多选题 (本题共 3 小题， 每题 6 分， 共 18 分。在每小题给出的四个选项中， 有两个或
两个以上的选项符合题目要求，全选对的得 6 分， 漏选的得 3 分，错选或不选得 0 分。)
8、如图 8 所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图。已知 A、B 、C 三颗卫星均做匀速 圆周运动， A 是地球同步卫星。A 、B 两颗卫星的轨道半径相等，其大小是 C 卫星轨道半径 的 n 倍。 已知地球自转周期为 T，地球质量为 M，万有引力常量为 G，下列说法中正确的是 ( )
A. 卫星 B 也是地球的同步卫星
B. 根据题述条件可以计算出同步卫星离地面的高度
C. 根据题述条件可以计算出卫星 C 绕地球运动的周期
图 8
D. A 、B 、C 三颗卫星的运行速度大小之比为vA ∶ vB ∶ vC＝1 ∶ 1 ∶
9 、2022 年 7 月 17 日， 在第 18 届世界田径锦标赛女子铅球决赛中， 巩立姣以 20.39 米的成 绩名列第二。如图 9 所示，巩立姣先后从同一位置抛出同一铅球，铅球第 1 次落在地面上的 M 点， 第 2 次落在地面上的 N 点， 两次铅球到达的最大高度相同。不计空气阻力， 关于两 次铅球在空中运动情况的描述， 下列说法正确的是( )
A．初速度在竖直方向的分量： 1y 2y
B ．初速度在水平方向的分量： 1 2
C ．推球过程，合外力对铅球的做功： W1 W2
(
P
=
P
)D ．铅球落地时， 重力的瞬时功率： G1 G2
图 9
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10．如图 10 所示，此装置为一种圆锥筒状转筒，在其顶端处(可视为同一点) 左右各系着 一长一短的绳子挂着相同的小球，转筒静止时绳子平行圆锥面，当转筒带着两小球绕中心轴 开始缓慢加速转动的过程中，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )
A.角速度慢慢增大， 线长的球先离开圆锥筒
B.角速度达到一定值时两球同时离开圆锥筒
C.两球都离开圆锥筒后， 它们在同一水平面上
D.两球都离开圆锥筒时两绳中的拉力大小相同
图 10
三．实验题(两题共 16 分)
11、 (6 分) 探究向心力大小 F 与小球质量 m、角速度 和半径 r 之间关系的实验装置如图 11 所示，转动手柄， 可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘 上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动，小球做圆周运动的向心力由横 臂的挡板提供， 同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力简下降， 从而露出测力筒内的标尺，标 尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。已知小球在挡板 A、
B 、C 处做圆周运动的轨迹半径之比为 2 。
图 11
(1) 在这个实验中，利用了_________ (选填“理想实验法”、“等效替代法”或“控制变量法”) 来探究向心力的大小与小球质量 m、角速度 和半径 r 之间的关系。
(2) 探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时， 应选择两个质量___________ (填“相同” 或“不同”) 的小球， 分别放在挡板 C 与_____________ (选填“挡板A”或“挡板 B”) 处， 同时 选择半径____________ (选填“相同”或“不同”) 的两个塔轮。
(3)若把三个质量相同的钢球同时分别放在长槽和两个短槽上，皮带所在塔轮的半径为 ，
逐渐加大转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记之比会______________。(选填“变大”、 “变小” 、“不变”或“无法确定”)
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12、(10 分) 用如图 12 所示装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的 硬板上，钢球沿斜槽轨道 PQ滑下后从 Q点飞出，落在水平挡板 MN上。由于挡板靠近硬板一 侧较低，钢球落在挡板上时， 钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板， 重新释放
钢球。如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有________。
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末端水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
图 12
(2)为定量研究。建立以水平方向为 x轴、竖直方向为 y轴的坐标系。
①取平抛运动的起始点为坐标原点。将钢球静置于 Q 点，钢球的________ (选填“最上 端”“最下端”或者“球心”)对应白纸上的位置即为原点； 在确定 y 轴时________ (选填 “需要”或“不需要”)y轴与重垂线平行。
②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如下图所示， 在轨迹上取 A、 B、C三点， AB和 BC的水平间距相等且均为 x，测得 AB和 BC的竖直间距分别是 y1 和 y2，则
y1 1
(选填“大于”“等于”或“小于”)。根据以上测量的物理量可求得钢球平抛的 y2______3
初速度大小为________ (已知当地重力加速度为 g，结果用题述字母表示)。
四、计算题 (计算题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤， 如有必要应配图说明。 只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)
13．(10 分) 2022 年 1 月 10 日起， 全国铁路将实行新的列车运行图，攀枝花至西昌的动车
即将开通运营。开通前的某次测试中从攀枝花南站匀加速开出的动车， 经t1 = 150s ，速度达
到v1 = 108km/h ，功率恰好达到额定值，此后动车保持该功
率行驶。相关资料显示，该列动车质量 m 为 180 吨，运行过
程中所受阻力 f 恒为车重的0.06 倍。设铁轨为水平直线，
重力加速度g 取10m / s2 ，求：
(1) 匀加速运动过程中牵引力F 的大小；
(2) 该列动车运行的最大速度vm 。
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14. (12 分) 2021 年 2 月 10 日 19 时 52 分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施 近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。若在地球表面某高 度以某一初速度水平抛出一个小球，测得其落地时的水平射程为x1；若在离火星表面相同高 度以相同初速度水平抛出，则测得小球落地时的水平射程为x2 . 已知火星的半径为 R，地球 表面重力加速度的大小为 g，不考虑火星的自转影响。求：
(1)用题述符号表示火星表面的重力加速度 g 火；
(2)用题述符号表示火星的第一宇宙速度v
15 、(16 分) 弹珠游戏在孩子们中间很受欢迎，有很多种玩法， 其中一种玩法就是比距离， 模型如图 15 所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形APB(圆半径比细管的内径大得 多)和光滑直管 BC 组成的轨道固定在水平桌面上， 已知 APB 部分的半径 R＝1.0 m，BC 段 长 l1＝1.5 m。弹射装置将一个质量 m＝100 g 小球(可视为质点)以v0＝8 m/s 的水平初速度从 A 点弹入轨道， 小球从 C 点离开轨道随即进入长 l2＝2 m，μ＝0.1 的粗糙水平地面(图上对应 为 CD)，最后通过光滑轨道 DE，从 E 点水平射出，已知 E 距离地面的高度为 h＝1 m，不
计空气阻力。求：
图 15 (1)小球在半圆轨道上运动时的角速度 ω 的大小和到达 C 点时对圆管的压力大小；
(2)若小球能从 A 点运动到 E 点，则小球进入A 点的速度至少为多大；
(3)若 E 点的高度 h 可以调节， 小球仍以 v0＝8 m/s 从A 点进入，当 h 多高时，水平射程 x 最 大，并求出这个最大值。
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物理科参考答案及评分标准
1、 D【解析】粉笔相对于黑板，在水平方向上做匀速直线运动，竖直方向上有加速度，所
以画出的轨迹为曲线。粉笔的加速度方向先向下，后向上，故粉笔所受的合力方向先向
下后向上，合力指向轨迹的凹侧，因此 D 正确。
2、 C【解析】A．无人机吊着货物悬停在空中，货物没有位移，无人机对货物不做功，A
错误；无人机对货物的作用力向上，若向上运动，无人机对货物做正功，若向下运动，
无人机对货物做负功，C 正确，BD 错误。
3、 B【解析】A．地面对车轮的支持力方向竖直向上，故 A 错误。车受到的合力方向并不
是背离圆心，车发生侧滑是因为提供的向心力不足引起的，所以 CD 错误。
4、 C【解析】A．汽车做匀速圆周运动，所受合力指向圆心，提供做圆周运动的向心力，
并不是处于平衡状态，A 错误；B．随着向上运动，重力的下滑分力逐渐减小，而空气
阻力和摩擦阻力的大小不变，因此牵引力逐渐减小，B 错误；C．输出功率P Fv由于
牵引力逐渐减小，从而输出功率逐渐减小，C 正确；D．汽车定速的速度越大，所需要
的向心力越大，对地面间的压力越小，也就是地面对轮胎的支持力越小，轮胎越不容易
爆胎，D 错误。
5、 D【解析】飞船在轨道Ⅰ上，根据万有引力提供向心力有 ＝ ，在月球表面，万
有引力等于重力得 m ＝ g0，解得 v=
故 A、B错误；“嫦娥四号”飞船在圆形轨道
Ⅰ运动，到达轨道的 A 点，点火减速进入椭圆轨道Ⅱ，所以在轨道Ⅰ上 A点速率大于在
轨道Ⅱ上 A点的速率，故 C错误，D正确。
6、 C【解析】由速度合成和分解图可得
则当 OB 刚好水平曲柄上 B 点的速率为 vB 刚好方向竖直，则根据
沿杆方向上的速率相等，则v1 vA cos vB cos ，得 vA vB
7、 B【解析】物体受到支持力和重力，其中支持力不做功，所以
W合 mgh， 易知W W 。物块沿甲斜面下滑时，根据牛顿第二定律有mg sin ma 因
h 1
at2
1 2h
为 甲联立可得，物块沿甲斜面下滑时所用时 t甲
sin 2 sin g
1 2h
同理可得，物块沿乙斜面下滑时所用时间为 t乙 因为 所以 t甲 t乙由于物
sin g
W
块沿两斜面下滑过程中，重力做的功相等，根据重力的平均功率P GG 可得P P
t
8、 CD【解析】地球同步卫星在赤道正上方，所以卫星 B 不是地球同步卫星，A 错误；对
2
4π
同步卫星，由万有引力提供向心力得 G ＝m 2 (R＋h)，由于不知道地球半径， T
所以同步卫星离地面的高度未知，B 错误；A 是地球同步卫星，其周期为 T，A 的轨道
3
r 1
半径为 C 的 n 倍，由开普勒第三定律得 2＝k，卫星 C 的周期为 3T，C 正确；由 v
T n
GM
＝ 得 A、B、C 三颗卫星运行速度大小之比为 vA∶vB∶vC＝1∶1∶ n，D 正确． r
2
9、BD【解析】A．两次铅球到达的最大高度相同，则由v 2gh可知v1y vy 2y 故 A 错误；由
A 项分析知v1y v2y 可知两次铅球从抛出到最高点的时间相等，且从最高点到落地的时间
又相等，因此空中运动的时间相等，而第 2 次水平位移大，所以第 2 次抛出时初速度的
水平分量大，B 正确；故由 v0 v
2 v2x y 可知第 2 次抛出时的初速度大，根据动能定理
可知，推球过程合外力对铅球的做功有W1＜W2，故 C 错误； 两次落地时速度的竖直分
量相等，所以由 p mgv竖直可得PG1 PG2 ，D 正确。
10、AC【解析】设绳子与竖直方向的夹角为 θ，小球刚好离开圆锥筒时，圆锥筒的支持力
g
为 0，有 2mgtan θ＝mω lsin θ，解得 ω＝ ，绳子越长的其角速度的临界值越小，
lcos θ
越容易离开圆锥筒，故 A 正确，B 错误；两小球都离开圆锥筒后，小球都只受重力与绳
子的拉力，两小球都随圆锥筒一起转动，有相同的角速度，小球离圆锥筒顶点距离为 h
＝lcos θ，代入数据解得 h＝ ，故 C正确；由以上分析可知，绳长的小球先离开圆锥筒，
绳短的小球离开圆锥筒时，两绳与竖直方向的夹角不同，绳中拉力大小不同，故 D错误。
11.【共 6分】答案: （1）控制变量法 （1 分） （2）相同 挡板 B 相同（每空 1 分）
（3）不变（2 分）
【详解】（1）在这个实验中，利用了控制变量法来探究向心力的大小与小球质量 m、角速度
和半径 r 之间的关系。
（2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应保持质量不变，所以应选择两个质量
相同的小球；分别放在挡板 C 与挡板 B 处，同时应保持运动的角速度相同，因为相同半径
的塔轮，线速度大小相同时角速度相同，所以选择半径相同的两个塔轮。
（3）根据向心力公式 向 ，因为塔轮的半径为 ，逐渐加大转速，各小球运动的
角速度相同，同时三个小球质量相同，所以各小球所受向心力之比即为运动的半径之比，比
值大小不变，即左右标尺露出的红色、白色等分标记之比不变。
12、【共 10分】答案:(1)BD （此空 2分，漏选得 1分，错选或多选 0分）
g
(2)①球心 需要（每空 2分）②大于 x （每空 2分）
y2－y1
【解析】(1)因为本实验是研究平抛运动，只需要每次实验都能保证钢球做相同的平抛运动，
即每次实验都要保证钢球从同一高度无初速度释放并水平抛出，没必要要求斜槽轨道光滑。
因此 A错误，B、D正确；挡板高度可以不等间距变化，故 C错误。
(2)①因为钢球做平抛运动的轨迹是其球心的轨迹，故将钢球静置于 Q 点，钢球的球心对应
白纸上的位置即为坐标原点(平抛运动的起始点)；在确定 y轴时需要 y轴与重垂线平行。②
由于平抛的竖直分运动是自由落体运动，故相邻相等时间内竖直方向上位移之比为
y1 1
1∶3∶5…。故两相邻相等时间内竖直方向上的位移之比越来越大。因此 ＞ ；由 y －y
y2 3
2 1
g
＝ 2gT ，x＝v0T，联立解得 v0＝x 。 y2－y1
13、【10分】（1）（4 分）设列车匀加速运动的加速度为a ，由匀变速运动规律有
v1 at1 （1 分）
由牛顿第二定律有
F-f=ma （1 分）
由题意 f=0.06mg
联立以上各式并代入数据得F 1.44 105 N（2 分）
（2）（6 分）列车匀速运动时速度最大，设此时列车的牵引力为F0 ，由平衡条件
F0 f (1 分)
设列车以恒定功率运行时功率为 P，由公式
P F 1v （2 分）
P F0vm （2 分）或写成 P=fvm
得vm 40m/s（1 分）
14．【12分】
解:（1）(9 分)在星球表面相同高度和相同初速度抛出
1 2
x v0t （2 分） h g t（2 分）
2
2h g
2
火 x
可得 x v 10 （2 分） 2 （2 分） g g x2
gx 2
解得 1 g 火 2 （1 分） x2
（2）（3 分）忽略火星自转，设火星近地卫星的质量为 m0，有
火 （2 分）
gx 2
解得 v 1 R （1 分）
x 22
15、（16 分）
v0
解：(1)（5 分）角速度 ω＝ （1 分）
R
ω＝8 rad/s （2 分，其中结果“8”1 分，单位“rad/s”1 分）
小球在 BC 段做匀速直线运动，合力为 0
FN＝mg＝1 N （1 分）
根据牛顿第三定律，小球对圆管的压力大小为 1 N（1 分）
(2)（3 分）小球从 A 点到 E 点根据动能定理有
1
－mgh－ 2μmgl2＝0－ mv0 （2 分） 2
解得 v0＝2 6 m/s （1 分）
(3)（8 分）)小球从 A 点到 E 点根据动能定理有
1
－ 2
1 2
(mgh＋μmgl2)＝ mvE－ mv2 2 0
（2 分）
解得 vE＝ 60－20h (1 分)
1
过了 E 点小球做平抛运动，有 ＝ 2h gt （1 分）
2
x＝vEt （1 分）
得到 x 与 h 的数学关系 ＝ － 2x 12h 4h （1 分）
即当 h＝1.5 m 时（1 分）， x 的最大值为 x＝3 m （1 分）
