2022—2023 学年下学期第三次月考 高一 6.如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道 1绕地球 E运行，在 P点变轨后进入轨道 2做匀速圆周运动。下
列说法正确的是( )
年级 物理学科
A．不论在轨道 1还是轨道 2运行，卫星在 P点的速度都相同
B．不论在轨道 1还是轨道 2运行，卫星在 P点的加速度都相同
本试卷分第Ι卷（选择题）和第Π卷（非选择题）两部分。满分100分，考试时间90分钟。
C．卫星在轨道 1的任何位置都具有相同加速度
第Ι卷（选择题，共40分） D．卫星在轨道 2的任何位置都具有相同速度
注意事项： 7. 某地举行了西红柿狂欢节，一名儿童站在自家的平房顶上，向距离他 L处的对面的竖直高墙上投掷西红
柿，第一次水平抛出的速度是 v
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 0
，第二次水平抛出的速度是 2v0，则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到
墙时，不计空气阻力则有( )
2.每小题选出答案后，黑色碳素笔把答案填在答题卡对应答题框内。在试题卷、草稿纸上作答无效。
A．运动时间之比是 2∶1 B．下落的高度之比是 2∶1
一、选择题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合 C．下落的高度之比是 4∶1 D．运动的加速度之比是 1∶1
题目要求；第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全对的得2分，有选错的得0分） 8. 质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是( )
1. 质点在一平面内沿曲线由 P运动到 Q，如果用 v、a、F分别表示质点在运动过程中的速度、加速度和受 A．因为 v＝ωr，所以线速度大小 v 与轨道半径 r成正比
到的合力，下列图中可能正确的是( )
B v．因为ω＝ ，所以角速度ω与轨道半径 r成反比
r
C．因为ω＝2πn，所以角速度ω与转速 n成正比
2. 船在静水中的速度保持 5 m/s不变，水流的速度恒定为 3 m/s，河宽 100 m，则船到河的对岸需要的时间最 D 2π．因为ω＝ ，所以角速度ω与周期 T成反比
T
少为( )
A 20 s B 25 s C 15 s D 10 s 9. 如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和 b的质量相等，且小于 c的质量，． ． ． ．
则( )
3. 牛顿力学不适用于下列哪些运动( )
A．b所需向心力最小
A．火箭的发射 B．宇宙飞船绕地球的运动
B．b、c的周期相同且大于 a的周期
C．微观粒子的波动性 D．“勇气号”宇宙探测器的运行
m1m2 C．b、c的向心加速度大小相等，且大于 a的向心加速度
4. 关于万有引力及其计算公式 F＝G 2 ，下列说法正确的是( )r
D．b、c的线速度大小相等，且小于 a的线速度
A．万有引力只存在于质量很大的两个物体之间 10. 半弹道跳跃式高速再入返回技术，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图虚线为地球大气层
B．根据公式知，r趋近于 0时，F趋近于无穷大
边界，返回器与服务舱分离后，从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳”出，再经d点从e点“跃入”
C．计算地球对卫星的引力时，r是指卫星到地球表面的距离
实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点，与地心的距离为R，返回器在d点时的速度大小
D．卡文迪什测出了引力常量 G
为v，地球质量为M，引力常量为G，则返回器( )
5.第一宇宙速度是用 r＝R 地计算出来的，实际上人造地球卫星轨道半径都是 r>R 地，那么圆周轨道上的人造 A．在b点处于失重状态
卫星的线速度都( ) B．在b点处于超重状态
A GM．等于第一宇宙速度 B．大于第一宇宙速度 C．在d点时的加速度大小为
R2
C．小于第一宇宙速度 D．以上三种情况都可能能
D．在d GM点时的速度大小v＞
R
高一年级 物理（试题卷） 第 1页 共 4页 高一年级 物理（试题卷） 第 2页 共 4页
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第Π卷（非选择题，共60分） 三、计算题(本大题共 3小题，共 42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最
注意事项：
Π 后答案不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)第 卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试卷上答题无效。
二、填空、实验题(本大题共 2小题，共 18分) 13.（14 分）质量为 m＝2 kg的物体，静置在水平面上，它们之间的动摩擦因数μ＝0.5，现对物体施加 F＝20
11.（10 分）用如图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 N的作用力，方向与水平面成θ＝37°(sin 37°＝0.6)角斜向上，如图所示，(g取 10 m/s2)求：
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
(1)物体运动的加速度大小；
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。
(2)物体在力 F作用下 5 s内通过的位移大小；
(3)如果力 F作用 5 s后撤去，则物体在撤去力 F后还能滑行的距离。
(1)下列实验条件必须满足的有________。
A B C 14.（12 分）如图所示，一个可以视为质点的小球质量为 m，以某一初速度冲上光滑半圆形轨道，轨道半径．斜槽轨道光滑 ．斜槽轨道末段水平 ．挡板高度等间距变化
D 为 R＝0.9 m，直径 BC与水平面垂直，小球到达最高点 C时对轨道的压力是其重力的 3倍，重力加速度 g．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
＝10 m/s2，忽略空气阻力，求：
(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。
a (1)小球通过 C点的速度大小；．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_____( (2)小球离开 C点后在空中的运动时间是多少；选填“需要”或者“不需要”)y轴与重垂线平行。
b (3)小球落地点距 B点的距离．．若遗漏记录平抛轨迹的起始点，也可按下述方法处理数据：如图所示，在轨迹上取 A、B、C三点，AB和
BC y的水平间距相等且均为 x，测得 AB和 BC的竖直间距分别是 y 和 y ，则 11 2 _____(选填“大于”“等于”
y2
1
或者“小于”) 。可求得钢球平抛的初速度大小为_____(已知当地重力加速度为 g，结果用上述字母表示)。
3
12.（8分）某同学设计了一个探究向心力 F的大小与角速度ω和半径 r之间关系的实验。选一根圆
15.（16 分）一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面 h高处让小球以某一初速度水平抛
珠笔杆，取一根 2.5 m长的尼龙细线，一端系一个小钢球，另一端穿过圆珠笔杆，吊上若干质量
出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离 x和落地时间 t，又已知该星球的半径为 R，引力常量为 G，若
相同的钩码，如图所示．调节尼龙细线，使小钢球距圆珠笔杆的顶口(笔尖部)的线长为 0.5 m。
握住圆珠笔杆，并在该同学头部的上方尽量使小钢球稳定在一个水平面内做匀速圆周运动。 不考虑星球自转的影响，求：(最后结果必须用题中已知物理量表示)
(1)为了让小球做匀速圆周运动的向心力大小近似等于悬挂钩码的重力，应该保证圆珠笔杆的顶口尽量光滑， (1)小球抛出的初速度大小；
且笔尖上方的尼龙细线尽可能水平，此时钩码的质量应该________小球质量。 (2)该星球表面的重力加速度；
A．远小于 B．等于 C．远大于 (3)该星球的质量；
(2)在满足上述条件的情况下，该同学做了如下实验：
(4)在登陆前，宇宙飞船绕该星球做匀速圆周运动，它的运行周期为 T，求飞船距离星球表面的高度。
①保持钩码个数不变，调节水平部分尼龙细线的长度为原来的 4倍，此时钢球做匀速圆周运动的频率应为原
来的________倍。
②保持水平部分尼龙细线的长度不变，改变钩码的个数，发现此时钢球匀速转动的频率为原来的 2倍，此时
钩码个数为原来的________倍。
(3)在该实验中我们主要用到了物理学中的__________。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．演绎法
高一年级 物理（试题卷） 第 3页 共 4页 高一年级 物理（试题卷） 第 4页 共 4页
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参考答案
1.D 2.A
3.答案 C
解析 牛顿力学适用于宏观、低速物体的运动，而研究微观粒子的波动性时牛顿
力学不再适用，选项 C 正确，A、B、D错误。
4.答案 D
解析 万有引力定律适用于任何两个可以看成质点的物体之间或均质球体之间
的引力计算，故 A 错误；当 r趋近于 0 时，两物体不能看成质点，万有引力公
式不再适用，故 B错误；计算地球对卫星的引力时，r是指卫星到地球球心的距
离，故 C错误；卡文迪什测出了引力常量 G，故 D正确．
5.答案 C
Mm v2 GM
解析 由 G 2 ＝m 可得 v＝ ，故实际卫星的线速度都小于第一宇宙速度，r r r
选项 C正确。
6.答案 B
解析 在 P点，沿轨道 1 运行时，地球对人造卫星的引力大于人造卫星做圆周运
mv12
动需要的向心力，即 F 引＞ ，沿轨道 2 运行时，地球对人造卫星的引力刚好r
mv22
能提供人造卫星做圆周运动的向心力，即 F 引＝ ，故 v1＜v2，选项 A错误；在r
P 点，人造卫星在轨道 1和轨道 2运行时，地球对人造卫星的引力相同，由牛顿
第二定律可知，人造卫星在 P点的加速度相同，选项 B正确；在轨道 1的不同位
置，地球对人造卫星引力大小不同，故加速度也不同，选项 C 错误；在轨道 2
上不同位置速度方向不同，选项 D错误。
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7.答案 ACD
L L
解析 由平抛运动的规律得 t1∶t2＝ ∶ ＝2∶1，故选项 A 正确；hv 2v 1
∶h2＝
0 0
(1gt12) (1∶ gt22)＝4∶1，选项 B错误，C正确；由平抛运动的性质知，选项 D正2 2
确．
8.答案 CD
解析 当ω一定时，线速度大小 v 才与轨道半径 r成正比，所以 A错误；当 v 一
定时，角速度ω才与轨道半径 r成反比，所以 B错误；在用转速或周期表示角速
度时，角速度与转速成正比，与周期成反比，所以 C、D正确．
9.答案 ABD
GMm
解析 因卫星所需的向心力是由它们所受的万有引力提供的，即 Fn＝ ，则 b所需向心
r2
GMm 2π r3
力最小，A对；由 ＝mr( )2得 T＝2π ，即 r越大，T越大，所以 b、c的周期相
r2 T GM
等且大于 a B GMm ma a GM的周期， 对；由 ＝ n，得 n＝ ，所以 b、c的向心加速度大小相等且
r2 r2
GMm mv2 GM
小于 a的向心加速度，C错；由 ＝ ，得 v＝ ，所以 b、c的线速度大小相等且
r2 r r
小于 a的线速度，D对．
10.答案 BC
解析 b 点处的加速度方向背离地心，应处于超重状态，故 A错误，B正确；在
Mm GM
d 点，根据万有引力提供向心力得 G 2 ＝ma，解得加速度 a＝ 2 ，故 C正确；R R
Mm v2 GM
根据万有引力提供向心力得 G 2 ＝m ，解得 v＝ ，在 d点，万有引力大R R R
GM
于向心力，返回器做近心运动，所以 v＜ ，故 D错误。
R
11.答案 (1) BD (2 分) (2) a. 球心 (2 分) 需要 (2 分) b．大于 (2 分)
x g (2分)
y2－y1
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解析 (2)a.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．b.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 1∶3∶5…，故两相邻相等时间内竖直方向上的位
y1 1 g
移之比越来越大．因此 大于 ；由 y2－y1＝gT2，x＝v0T，联立解得 v0＝x .
y2 3 y2－y1
12.答案 (1) C (2 分) (2)① 0.5 (2 分) ② 4 (2 分) (3) C (2 分)
解析 (1)小球做匀速圆周运动的向心力大小近似等于悬挂钩码的重力，细线的
拉力与小球的重力的合力等于向心力，此时钩码的质量应远大于小球的质量，尼
龙细线容易处于水平，也便于小球的角速度增大，A、B错误，C正确．
(2)①由题意可知 Mg＝mω2r ω Mg， ＝ ，细线的长度变为原来的 4倍，即小球
mr
做圆周运动的半径 r变成原来的 4倍，其他条件不变，ω变成原来的 0.5倍，由ω
＝2πf，得频率 f变成原来的 0.5倍．
②由ω＝2πf可知，频率变成原来的 2倍，角速度ω变成原来的 2倍，小球的质量
和小球做圆周运动的半径都不变，由 F ＝mω2向 r可知，向心力变成原来的 4倍，
由平衡条件可得，钩码的个数变成原来的 4倍．
(3)实验中主要用到了物理学中的控制变量法，A、B、D错误，C正确．
13.答案 (1) 6 m/s2 (2) 75 m (3) 90 m
解析 (1)对物体受力分析如图所示
水平方向有 Fcos θ－Ff＝ma (2分)
竖直方向有 Fsin θ＋FN＝mg (2分)
另有 Ff＝μFN， (1分)
代入数据解得 a＝6 m/s2。 (1分)
(2)物体在 5 s内通过的位移
x 1 1＝ at2＝ ×6×52 m＝75 m。 (2分)
2 2
(3)5 s末物体的速度 v＝at＝6×5 m/s＝30 m/s (2分)
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撤去力 F Ff后，物体运动的加速度大小 a′＝ ＝μg＝5 m/s2 (2分)
m
则物体在撤去力 F后还能滑行的距离
x′ v
2 302
＝ ＝ m＝90 m。 (2分)
2a′ 2×5
14.答案 (1) 6 m/s (2) 0.6 s (3) 3.6 m
解析 (1)小球通过最高点 C，重力和轨道对小球的支持力的合力提供向心力，有
F mg mvC
2
＋ ＝ ， (2分)
R
F＝3mg (1分)
解得 vC＝6 m/s (2分)
(2)小球离开 C点后在空中做平抛运动，
1
竖直方向有 2R＝ gt2 (2分)
2
解得 t＝0.6 s (2分)
(3)水平方向有 x＝vCt＝3.6 m. (3分)
x 2h 2hR2 3 T2R2h
15.答案 (1) (2) (3) (4) －R
t t2 Gt2 2π2t2
解析 (1)小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动 x＝v0t， (2分)
x
所以初速度 v0＝ 。 (1分)
t
(2) 1小球在竖直方向做自由落体运动，有 h＝ gt2， (2分)
2
2h
求得重力加速度 g＝ 2。 (1分)t
(3)假设在该星球表面有一个质量为 m的物体，重力近似等于万有引力，
mg GMm有 ＝ 2 ， (2分)R
gR2M 2hR
2
所以该星球的质量 ＝ ＝ 2 。 (2分)G Gt
(4)根据万有引力提供向心力得
GMm 4π2m（R＋H）
＝ ， (2分)
（R＋H）2 T2
{#{QQABIYCQggCgABIAAQACQw3QCkOQkhACAKgOgEAcIEABSANABAA=}#}
M 2hR
2
又 ＝
Gt2
， (2分)
3 2
H T R
2h
联立解得 ＝ 2 2－R。 (2分)2π t
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