【精品解析】广东省惠州市博罗县2022-2023学年高一下学期物理期中考试试卷

广东省惠州市博罗县2022-2023学年高一下学期物理期中考试试卷
一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分．在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有 一项符合题目要求，每小题 4 分；第 8~10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部 选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分．
1．（2023高一下·博罗期中）关于曲线运动，下列说法中正确的是 （　　）
A．物体受变力作用才可能做曲线运动
B．加速度一定变化
C．速度方向和加速度方向不可能一致
D．合外力一定与速度方向垂直
【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A、物体做曲线运动的条件是合外力与加速度不共线，与合外力是否发生变化无关，故A错误。
B、做曲线运动的物体加速度可能不变，例如平抛运动，故B错误。
C、物体做曲线运动的条件是合外力或加速度与速度不共线，故C正确。
D、做曲线运动的物体合外力一定与速度方向不共线，但不一定垂直，故C错误。
故答案为：C。
【分析】曲线运动的条件是合外力或加速度与速度不共线，与力是否发生变化无关。
2．（2023高一下·博罗期中）如图所示，杂技演员进行表演时，可以悬空靠在以角速度 匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来。设圆筒半径为 r ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则该演员 （　　）
A．受到 4 个力的作用
B．角速度越大，人受到的摩擦力越大
C．所需的向心力由弹力提供
D．圆筒的角速度
【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、杂技演员受到重力、筒壁的弹力和筒壁的摩擦力，三个力的作用，故A错误。
B、人所受到的静摩擦力与重力相等，并不随角速度的增大而增大，故B错误。
C、由受力分析可知，筒壁的弹力方向指向圆心，故弹力提供向心力，故C正确。
D、对杂技演员受力分析，根据平衡条件和牛顿第二定律，恰好不掉下时，解得，若杂技演员不掉下，则，故D错误。
故答案为：C。
【分析】对杂技演员进行受力分析，根据平衡条件和牛顿第二定律列方程分析求解。
3．（2023高一下·博罗期中）下列对天体的认识正确的是 （　　）
A．由F=G可知，两物体间距离r减小时，它们间的引力增大，距离r趋于零时，万有引力无限大
B．开普勒行星运动三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动
C．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
D．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度
【答案】B
【知识点】开普勒定律；万有引力定律
【解析】【解答】A、 适用于计算两个质点间的万有引力大小，当两个物体距离趋近于零时，两个物体不能看做质点，故不能用此公式计算万有引力大小，故A错误。
B、开普勒行星运动定律既适用行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故B正确。
C、 宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于只受到万有引力的作用 ，故C错误。
D、 根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度 ，故D错误。
故答案为：B。
【分析】根据开普勒行星运动三定律的内容和适用条件以及万有引力定律表达式的适用条件进行分析。
4．（2023高一下·洛阳月考）转笔是一项通过手指转动笔的休闲活动。如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的O点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）
A．笔杆上各点（不在转轴上）的线速度大小相同
B．笔杆上的点离O点越远，其角速度越小
C．笔杆上的点离O点越近，其角速度越小
D．笔杆上的点离O点越近，其线速度越小
【答案】D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】BC．笔杆上各点的角速度相同，BC不符合题意；
AD．根据
由于各点的角速度相同，所以半径越小，线速度越小，即笔杆上的点离O点越近，其线速度越小，A不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用笔杆上的点属于同轴转动所以角速度相等；利用线速度和角速度的关系可以比较线速度的大小。
5．（2023高一下·博罗期中）如图所示，运动员把铅球 (视为质点) 从 A 点 (离手后的一点) 斜向上抛出，不计空气阻力，B 点是轨迹的最高点，C 点 (比 A 点的位置低) 是下落过程中的点，下列说法正确的是 （　　）
A．铅球在最高点的速度为0
B．铅球从A点运动到B点的过程中速度逐渐变小
C．铅球在最高点的加速度为0
D．铅球从A运动到B的运动时间等于从B运动到C的时间
【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A、铅球在最高点的竖直方向速度为零，但水平方向仍有分速度，故A错误。
B、从A到B的过程中速度与加速度方向夹角为钝角，故速度大小逐渐减小，故B正确。
C、铅球在整个运动过程中只受重力作用，加速度为重力加速度，故C错误。
D、铅球在竖直方向上运动具有对称性，由于C点位置比A位置低，故B到C的时间大于A到B的时间，故D错误。
故答案为：B。
【分析】根据斜抛运动在竖直方向上为竖直上抛运动，水平方向为匀速直线运动，再由运动学公式分析求解。
6．（2023高一下·博罗期中）如图所示，乒乓球从斜面上滚下， 以一定的速度沿直线运动。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒 (纸筒的直径略大于乒乓球的直径)，当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是 （　　）
A．乒乓球将保持原有的速度继续前进
B．乒乓球将偏离原有的运动路径，但不进入纸筒
C．乒乓球一定沿吹气方向进入纸筒
D．只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒
【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A、乒乓球运动中受到力的作用，运动状态发生改变，故A错误。
BCD、乒乓球运动方向与速度方向垂直，做类平抛运动，偏离原来的运动路线，但不进入纸筒，故B正确，CD错误。
故答案为：B
【分析】根据物体做曲线运动的条件和物体运动轨迹与初速度和合外力之间的关系分析。
7．（2023高一下·博罗期中）2023年2月10日，远在火星执行全球遥感科学探测任务的“天问一号”火星环绕器，已经在火星“上岗”满两年，不久的将来人类登上火星将成为现实。若b为轨道在火星赤道平面内的气象卫星，c为在赤道上空的火星同步卫星，卫星c和卫星b的轨道半径之比为4：1，且两卫星的绕行方向相同，下列说法正确的是 （　　）
A． b、c的线速度大小关系为vbB．b、c的角速度大小关系为ωb<ωc
C．b、c的周期的大小关系为TbD．b、c的向心加速度大小关系为ab【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A根据，得，因为，所以，故A错误。
B、根据得，因为所以，故B错误。
C、根据得，因为，所以，故C正确。
D、根据，得，因为，所以 ，故D错误。
故答案为： C。
【分析】卫星围绕火星做圆周运动时万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程分析求解。
8．（2023高一下·博罗期中）关于如图所示的四种圆周运动模型，说法正确的是 （　　）
A．图甲：轻绳一端固定一端系一小球，在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力为零
B．图乙：汽车过拱桥最高点时速度越大，对桥面的压力越小
C．图丙：铁路弯道处的外轨会略高于内轨，当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变
D．图丁：加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
【答案】B,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、小球在竖直平面内做圆周运动时，相向心加速度指向圆心，在最高点不处于平衡状态，合外力不为零，故A错误。
B、对汽车进行分析，在拱形桥最高点时，速度越大，压力越小，故B正确。
C、对火车进行受力分析，，火车的行驶速度与火车质量无关，故C错误。
D、加快脱水桶的角速度，水珠所需要的向心力增大，更容易做离心运动，甩干效果更好，故D正确。
故答案为： BD。
【分析】根据物体做圆周运动和离心运动的条件，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律分析求解。
9．（2023高一下·博罗期中）高一新生军训模拟投弹演练中，在陡峭山头上的同一位置，小明先后两次沿水平方向向山下同一 目标投掷出甲，乙两颗仿真手榴弹 (可视为质点)，轨迹如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是 （　　）
A．甲和乙飞行的时间相同 B．甲的飞行时间比乙的长
C．甲的水平速度比乙大 D．甲落地时的速度比乙小
【答案】A,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB、甲乙下落高度相同，由，可知两物体下落时间相等，故A正确，B错误。
C、由可知，甲物体水平位移大于乙物体水平位移，所以甲的水平速度大于乙的水平速度。故C正确。
D、由可知，甲乙两物体落地时竖直速度大小相等，但甲的水平速度大于乙的水平速度，所以甲落地时速度更大，故D错误。
故答案为： BC。
【分析】根据平抛运动的运动规律和列方程分析求解。
10．（2023高一下·博罗期中）火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如图所示。若已知某转弯处轨道平面与水平面夹 角为θ ，弯道处的圆弧半径为 R。在该转弯处规定的安全行驶的速度为 v ，则下列说法中 正确的是 （　　）
A．该转弯处规定的安全行驶的速度为v=
B．该转弯处规定的安全行驶的速度为v=
C．当实际行驶速度大于v时，轮缘挤压内轨
D．当实际行驶速度小于v时，轮缘挤压内轨
【答案】A,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB对火车进行受力分析，根据牛顿第二定律可知，得，故A正确，B错误。
CD、当实际速度大于v时，火车产生离心运动的趋势，挤压外轨；当实际速度小于v时，火车产生近心运动的趋势，挤压内轨，故C错误，D正确。
故答案为： AD。
【分析】对火车进行受力分析，根据物体做圆周运动的条件以及离心现象和近心现象产生的原因求解。
二、实验题(共16分)
11．（2023高一下·博罗期中）如图甲所示是一个验证向心力与哪些因素有关的实验装置示意图。其 中质量为 m 的小圆柱体放在未画出的水平光滑圆盘上，沿图中虚线做匀速圆周运动。 力电传感器测定圆柱体的向心力，光电传感器测定线速度，轨迹的半径为 r 。某同学通 过保持圆柱体质量和运动半径不变，来验证向心力 F 与线速度 v 的关系。
（1）该同学采用的实验方法为___________
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法
（2）改变线速度v，并进行多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
v/(m·s-1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
F/N 0.88 1.98 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①作出F一v2图线　 　；
②若圆柱体运动半径r=0.1m，由作出的F一v2的图线可得圆柱体的质m=　 　kg(结果保留两位有效数字)。
【答案】（1）B
（2）；0.086kg~0.090kg均可
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）研究F与V的关系时，控制圆柱体质量和运动半径不变，应用了控制变量法。
（2）①根据表中数据描点，并连线。
②由可知，图像的斜率即，得
【分析】（1）探究多个物理量之间的关系，控制其他物理量不变，探究两个物理量之间的关系应用了控制变量法。
（2）根据数据描点连线。
（3）由向心力的表达式和图像的斜率分析求解。
12．（2023高一下·博罗期中）惠州市博罗县某学校的物理研究小组利用如图所示装置进行平抛运动 实验探究：
（1）如图甲所示的演示实验中，A，B两球同时落地，说明______；
A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C．平抛运动的飞行时间只由高度决定
D．平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，斜槽轨道末端必须　 　，滑道 2 与光滑水平板平滑衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的 同一相对高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明　 　；
（3）让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列操作正确的是____。
A．检查轨道末端槽口是否水平
B．每次由不同位置静止释放小球
C．每次必须等距离下降并记录小球位置
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
【答案】（1）A
（2）水平；平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
（3）A；D
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1） 如图甲所示的演示实验中，A，B两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，故A正确。
（2）为保证小球做平抛运动，应保证斜槽末端水平，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 。
（3）为保证小球做平抛运动，则需小球抛出时速度沿水平方向，故A正确，在运动过程中所受阻力越小越好，则D正确。
【分析】（1）A球做自由落体运动，A，B两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
（2）为保证小球做平抛运动，则保证小球初速度水平。
（3）应保证斜槽末端水平，且小球每次都从同一位置静止释放，不与白纸相接触。
三、解答题(共38分)
13．（2023高一下·博罗期中）如图所示，马戏团正在上演飞车节目，在竖直平面内有半径为R=4m的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m=200kg，人和摩托车可视为质点，不计一切阻力，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）表演者恰能通过最高点时的速度大小v1；
（2）表演者通过最低点时对轨道的压力为N2=9200N，求此时表演者的速度大小v
【答案】（1）解：最高点，根据
解得
（2）解：最低点，由牛顿第三定律可得轨道对人和摩托车的支持力为
根据
解得
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）表演者恰好通过最高点时，只受重力作用，根据牛顿第二定律求解。
（2）在最低点对表演者进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程求解。
14．（2023高一下·博罗期中）2021年5月22日，“祝融号”火星任务车到达火星表面，开始巡视探测，引起某同学对火星的关注。该同学查资料后得知：火星半径为R，质量为M，自转的周期为T，引力常量为G，火星和地球的距离为L，地球质量为M2求：
（1）火星与地球间的万有引力的大小；
（2）火星的第一宇宙速度v1；
（3）若将来人类发射火星的同步卫星，求火星同步卫星的轨道半径r是多少？
【答案】（1）解：由万有引力定律，万有引力大小
（2）解：火星的近地卫星的线速度为火星的第一宇宙速度，由
联立解得
（3）解：设同步卫星质量为m0，有
有
【知识点】万有引力定律
【解析】【分析】（1）根据万有引力定律的表达式，代入数据求解。
（2）火星的近地卫星在万有引力的作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律列方程求解。
（3）根据同步卫星的周期与火星自转周期相同，由牛顿第二定律列方程求解。
15．（2023高一下·博罗期中）一光滑圆锥固定在水平地面上，其圆锥角为74°，圆锥底面的圆心为O。用一根长为0.5m的轻绳一端系一质量为0.1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在光滑圆锥顶上O点，O点距地面高度为0.75m，如图所示，如果使小球在光滑圆锥表面上做圆周运动。
（1）当小球静止时，此时细绳的拉力
（2）当小球的角速度不断增大，求小球恰离开圆锥表面时的角速度和此时细绳的拉力
（3）逐渐增加小球的角速度，若轻绳受力为N时会被拉断，求当轻绳断裂后小球做平抛运动的水平位移(取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，)
【答案】（1）解：对小球受力分析T＝mgcos37
T＝0.8N
（2）解：当小球在圆锥表面上运动时，根据牛顿运动定律有
Tsin37°－FNcos37°＝mω2Lsin37°
Tcos37°＋FNsin37°＝mg
小球刚要离开圆锥表面时，支持力为零，解得
ω0＝5rad/s
T0＝1.25N
（3）解：当轻绳断裂时，绳中的拉力为 大于T0＝1.25N，故小球已经离开了圆锥表面，设绳子断裂前与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿运动定律有
T2cosθ＝mg
求得θ＝53°，
轻绳断裂后，小球做平抛运动，此时距离地面的高度为
h＝H－Lcos53°＝0.45m
据
解得t＝0.3s
如图所示
水平位移为
【知识点】平抛运动；牛顿第二定律；向心力
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，根据平衡条件分析求解。
（2）当小球恰好离开圆锥表面时，支持力为零，根据平衡条件和牛顿第二定律列方程求解。
（3）由牛顿第二定律计算绳子断裂时小球速度的大小，绳子断裂后小球做平抛运动，根据平抛运动的相关规律求解。
1 / 1广东省惠州市博罗县2022-2023学年高一下学期物理期中考试试卷
一、选择题：本题共 10 小题，共 46 分．在每小题给出的四个选项中，第 1~7 题只有 一项符合题目要求，每小题 4 分；第 8~10 题有多项符合题目要求，每小题 6 分，全部 选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分．
1．（2023高一下·博罗期中）关于曲线运动，下列说法中正确的是 （　　）
A．物体受变力作用才可能做曲线运动
B．加速度一定变化
C．速度方向和加速度方向不可能一致
D．合外力一定与速度方向垂直
2．（2023高一下·博罗期中）如图所示，杂技演员进行表演时，可以悬空靠在以角速度 匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来。设圆筒半径为 r ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则该演员 （　　）
A．受到 4 个力的作用
B．角速度越大，人受到的摩擦力越大
C．所需的向心力由弹力提供
D．圆筒的角速度
3．（2023高一下·博罗期中）下列对天体的认识正确的是 （　　）
A．由F=G可知，两物体间距离r减小时，它们间的引力增大，距离r趋于零时，万有引力无限大
B．开普勒行星运动三定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动
C．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
D．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度
4．（2023高一下·洛阳月考）转笔是一项通过手指转动笔的休闲活动。如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的O点做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　）
A．笔杆上各点（不在转轴上）的线速度大小相同
B．笔杆上的点离O点越远，其角速度越小
C．笔杆上的点离O点越近，其角速度越小
D．笔杆上的点离O点越近，其线速度越小
5．（2023高一下·博罗期中）如图所示，运动员把铅球 (视为质点) 从 A 点 (离手后的一点) 斜向上抛出，不计空气阻力，B 点是轨迹的最高点，C 点 (比 A 点的位置低) 是下落过程中的点，下列说法正确的是 （　　）
A．铅球在最高点的速度为0
B．铅球从A点运动到B点的过程中速度逐渐变小
C．铅球在最高点的加速度为0
D．铅球从A运动到B的运动时间等于从B运动到C的时间
6．（2023高一下·博罗期中）如图所示，乒乓球从斜面上滚下， 以一定的速度沿直线运动。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒 (纸筒的直径略大于乒乓球的直径)，当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是 （　　）
A．乒乓球将保持原有的速度继续前进
B．乒乓球将偏离原有的运动路径，但不进入纸筒
C．乒乓球一定沿吹气方向进入纸筒
D．只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒
7．（2023高一下·博罗期中）2023年2月10日，远在火星执行全球遥感科学探测任务的“天问一号”火星环绕器，已经在火星“上岗”满两年，不久的将来人类登上火星将成为现实。若b为轨道在火星赤道平面内的气象卫星，c为在赤道上空的火星同步卫星，卫星c和卫星b的轨道半径之比为4：1，且两卫星的绕行方向相同，下列说法正确的是 （　　）
A． b、c的线速度大小关系为vbB．b、c的角速度大小关系为ωb<ωc
C．b、c的周期的大小关系为TbD．b、c的向心加速度大小关系为ab8．（2023高一下·博罗期中）关于如图所示的四种圆周运动模型，说法正确的是 （　　）
A．图甲：轻绳一端固定一端系一小球，在竖直平面内做圆周运动，小球在最高点所受的合力为零
B．图乙：汽车过拱桥最高点时速度越大，对桥面的压力越小
C．图丙：铁路弯道处的外轨会略高于内轨，当火车的质量改变时，规定的行驶速度也改变
D．图丁：加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
9．（2023高一下·博罗期中）高一新生军训模拟投弹演练中，在陡峭山头上的同一位置，小明先后两次沿水平方向向山下同一 目标投掷出甲，乙两颗仿真手榴弹 (可视为质点)，轨迹如图所示。不计空气阻力，下列说法正确的是 （　　）
A．甲和乙飞行的时间相同 B．甲的飞行时间比乙的长
C．甲的水平速度比乙大 D．甲落地时的速度比乙小
10．（2023高一下·博罗期中）火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如图所示。若已知某转弯处轨道平面与水平面夹 角为θ ，弯道处的圆弧半径为 R。在该转弯处规定的安全行驶的速度为 v ，则下列说法中 正确的是 （　　）
A．该转弯处规定的安全行驶的速度为v=
B．该转弯处规定的安全行驶的速度为v=
C．当实际行驶速度大于v时，轮缘挤压内轨
D．当实际行驶速度小于v时，轮缘挤压内轨
二、实验题(共16分)
11．（2023高一下·博罗期中）如图甲所示是一个验证向心力与哪些因素有关的实验装置示意图。其 中质量为 m 的小圆柱体放在未画出的水平光滑圆盘上，沿图中虚线做匀速圆周运动。 力电传感器测定圆柱体的向心力，光电传感器测定线速度，轨迹的半径为 r 。某同学通 过保持圆柱体质量和运动半径不变，来验证向心力 F 与线速度 v 的关系。
（1）该同学采用的实验方法为___________
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法
（2）改变线速度v，并进行多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：
v/(m·s-1) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
F/N 0.88 1.98 3.50 5.50 7.90
该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。
①作出F一v2图线　 　；
②若圆柱体运动半径r=0.1m，由作出的F一v2的图线可得圆柱体的质m=　 　kg(结果保留两位有效数字)。
12．（2023高一下·博罗期中）惠州市博罗县某学校的物理研究小组利用如图所示装置进行平抛运动 实验探究：
（1）如图甲所示的演示实验中，A，B两球同时落地，说明______；
A．平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动
B．平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
C．平抛运动的飞行时间只由高度决定
D．平抛运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学设计了如下图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，斜槽轨道末端必须　 　，滑道 2 与光滑水平板平滑衔接，把两个质量相等的小钢球，从斜面的 同一相对高度由静止同时释放，观察到两球在水平面相遇，这说明　 　；
（3）让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。下列操作正确的是____。
A．检查轨道末端槽口是否水平
B．每次由不同位置静止释放小球
C．每次必须等距离下降并记录小球位置
D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触
三、解答题(共38分)
13．（2023高一下·博罗期中）如图所示，马戏团正在上演飞车节目，在竖直平面内有半径为R=4m的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为m=200kg，人和摩托车可视为质点，不计一切阻力，重力加速度g=10m/s2。求：
（1）表演者恰能通过最高点时的速度大小v1；
（2）表演者通过最低点时对轨道的压力为N2=9200N，求此时表演者的速度大小v
14．（2023高一下·博罗期中）2021年5月22日，“祝融号”火星任务车到达火星表面，开始巡视探测，引起某同学对火星的关注。该同学查资料后得知：火星半径为R，质量为M，自转的周期为T，引力常量为G，火星和地球的距离为L，地球质量为M2求：
（1）火星与地球间的万有引力的大小；
（2）火星的第一宇宙速度v1；
（3）若将来人类发射火星的同步卫星，求火星同步卫星的轨道半径r是多少？
15．（2023高一下·博罗期中）一光滑圆锥固定在水平地面上，其圆锥角为74°，圆锥底面的圆心为O。用一根长为0.5m的轻绳一端系一质量为0.1kg的小球(可视为质点)，另一端固定在光滑圆锥顶上O点，O点距地面高度为0.75m，如图所示，如果使小球在光滑圆锥表面上做圆周运动。
（1）当小球静止时，此时细绳的拉力
（2）当小球的角速度不断增大，求小球恰离开圆锥表面时的角速度和此时细绳的拉力
（3）逐渐增加小球的角速度，若轻绳受力为N时会被拉断，求当轻绳断裂后小球做平抛运动的水平位移(取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，)
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A、物体做曲线运动的条件是合外力与加速度不共线，与合外力是否发生变化无关，故A错误。
B、做曲线运动的物体加速度可能不变，例如平抛运动，故B错误。
C、物体做曲线运动的条件是合外力或加速度与速度不共线，故C正确。
D、做曲线运动的物体合外力一定与速度方向不共线，但不一定垂直，故C错误。
故答案为：C。
【分析】曲线运动的条件是合外力或加速度与速度不共线，与力是否发生变化无关。
2．【答案】C
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、杂技演员受到重力、筒壁的弹力和筒壁的摩擦力，三个力的作用，故A错误。
B、人所受到的静摩擦力与重力相等，并不随角速度的增大而增大，故B错误。
C、由受力分析可知，筒壁的弹力方向指向圆心，故弹力提供向心力，故C正确。
D、对杂技演员受力分析，根据平衡条件和牛顿第二定律，恰好不掉下时，解得，若杂技演员不掉下，则，故D错误。
故答案为：C。
【分析】对杂技演员进行受力分析，根据平衡条件和牛顿第二定律列方程分析求解。
3．【答案】B
【知识点】开普勒定律；万有引力定律
【解析】【解答】A、 适用于计算两个质点间的万有引力大小，当两个物体距离趋近于零时，两个物体不能看做质点，故不能用此公式计算万有引力大小，故A错误。
B、开普勒行星运动定律既适用行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故B正确。
C、 宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于只受到万有引力的作用 ，故C错误。
D、 根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度大于在远日点的速度 ，故D错误。
故答案为：B。
【分析】根据开普勒行星运动三定律的内容和适用条件以及万有引力定律表达式的适用条件进行分析。
4．【答案】D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】BC．笔杆上各点的角速度相同，BC不符合题意；
AD．根据
由于各点的角速度相同，所以半径越小，线速度越小，即笔杆上的点离O点越近，其线速度越小，A不符合题意，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用笔杆上的点属于同轴转动所以角速度相等；利用线速度和角速度的关系可以比较线速度的大小。
5．【答案】B
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A、铅球在最高点的竖直方向速度为零，但水平方向仍有分速度，故A错误。
B、从A到B的过程中速度与加速度方向夹角为钝角，故速度大小逐渐减小，故B正确。
C、铅球在整个运动过程中只受重力作用，加速度为重力加速度，故C错误。
D、铅球在竖直方向上运动具有对称性，由于C点位置比A位置低，故B到C的时间大于A到B的时间，故D错误。
故答案为：B。
【分析】根据斜抛运动在竖直方向上为竖直上抛运动，水平方向为匀速直线运动，再由运动学公式分析求解。
6．【答案】B
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】A、乒乓球运动中受到力的作用，运动状态发生改变，故A错误。
BCD、乒乓球运动方向与速度方向垂直，做类平抛运动，偏离原来的运动路线，但不进入纸筒，故B正确，CD错误。
故答案为：B
【分析】根据物体做曲线运动的条件和物体运动轨迹与初速度和合外力之间的关系分析。
7．【答案】C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】A根据，得，因为，所以，故A错误。
B、根据得，因为所以，故B错误。
C、根据得，因为，所以，故C正确。
D、根据，得，因为，所以 ，故D错误。
故答案为： C。
【分析】卫星围绕火星做圆周运动时万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列方程分析求解。
8．【答案】B,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A、小球在竖直平面内做圆周运动时，相向心加速度指向圆心，在最高点不处于平衡状态，合外力不为零，故A错误。
B、对汽车进行分析，在拱形桥最高点时，速度越大，压力越小，故B正确。
C、对火车进行受力分析，，火车的行驶速度与火车质量无关，故C错误。
D、加快脱水桶的角速度，水珠所需要的向心力增大，更容易做离心运动，甩干效果更好，故D正确。
故答案为： BD。
【分析】根据物体做圆周运动和离心运动的条件，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律分析求解。
9．【答案】A,C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB、甲乙下落高度相同，由，可知两物体下落时间相等，故A正确，B错误。
C、由可知，甲物体水平位移大于乙物体水平位移，所以甲的水平速度大于乙的水平速度。故C正确。
D、由可知，甲乙两物体落地时竖直速度大小相等，但甲的水平速度大于乙的水平速度，所以甲落地时速度更大，故D错误。
故答案为： BC。
【分析】根据平抛运动的运动规律和列方程分析求解。
10．【答案】A,D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】AB对火车进行受力分析，根据牛顿第二定律可知，得，故A正确，B错误。
CD、当实际速度大于v时，火车产生离心运动的趋势，挤压外轨；当实际速度小于v时，火车产生近心运动的趋势，挤压内轨，故C错误，D正确。
故答案为： AD。
【分析】对火车进行受力分析，根据物体做圆周运动的条件以及离心现象和近心现象产生的原因求解。
11．【答案】（1）B
（2）；0.086kg~0.090kg均可
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）研究F与V的关系时，控制圆柱体质量和运动半径不变，应用了控制变量法。
（2）①根据表中数据描点，并连线。
②由可知，图像的斜率即，得
【分析】（1）探究多个物理量之间的关系，控制其他物理量不变，探究两个物理量之间的关系应用了控制变量法。
（2）根据数据描点连线。
（3）由向心力的表达式和图像的斜率分析求解。
12．【答案】（1）A
（2）水平；平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动
（3）A；D
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】（1） 如图甲所示的演示实验中，A，B两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动，故A正确。
（2）为保证小球做平抛运动，应保证斜槽末端水平，观察到两球在水平面相遇，这说明平抛运动在水平方向的分运动是匀速直线运动 。
（3）为保证小球做平抛运动，则需小球抛出时速度沿水平方向，故A正确，在运动过程中所受阻力越小越好，则D正确。
【分析】（1）A球做自由落体运动，A，B两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动。
（2）为保证小球做平抛运动，则保证小球初速度水平。
（3）应保证斜槽末端水平，且小球每次都从同一位置静止释放，不与白纸相接触。
13．【答案】（1）解：最高点，根据
解得
（2）解：最低点，由牛顿第三定律可得轨道对人和摩托车的支持力为
根据
解得
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】（1）表演者恰好通过最高点时，只受重力作用，根据牛顿第二定律求解。
（2）在最低点对表演者进行受力分析，根据牛顿第二定律列方程求解。
14．【答案】（1）解：由万有引力定律，万有引力大小
（2）解：火星的近地卫星的线速度为火星的第一宇宙速度，由
联立解得
（3）解：设同步卫星质量为m0，有
有
【知识点】万有引力定律
【解析】【分析】（1）根据万有引力定律的表达式，代入数据求解。
（2）火星的近地卫星在万有引力的作用下做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律列方程求解。
（3）根据同步卫星的周期与火星自转周期相同，由牛顿第二定律列方程求解。
15．【答案】（1）解：对小球受力分析T＝mgcos37
T＝0.8N
（2）解：当小球在圆锥表面上运动时，根据牛顿运动定律有
Tsin37°－FNcos37°＝mω2Lsin37°
Tcos37°＋FNsin37°＝mg
小球刚要离开圆锥表面时，支持力为零，解得
ω0＝5rad/s
T0＝1.25N
（3）解：当轻绳断裂时，绳中的拉力为 大于T0＝1.25N，故小球已经离开了圆锥表面，设绳子断裂前与竖直方向的夹角为θ，根据牛顿运动定律有
T2cosθ＝mg
求得θ＝53°，
轻绳断裂后，小球做平抛运动，此时距离地面的高度为
h＝H－Lcos53°＝0.45m
据
解得t＝0.3s
如图所示
水平位移为
【知识点】平抛运动；牛顿第二定律；向心力
【解析】【分析】（1）对小球进行受力分析，根据平衡条件分析求解。
（2）当小球恰好离开圆锥表面时，支持力为零，根据平衡条件和牛顿第二定律列方程求解。
（3）由牛顿第二定律计算绳子断裂时小球速度的大小，绳子断裂后小球做平抛运动，根据平抛运动的相关规律求解。
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