参考答案：
1．D
【详解】AD．根据平抛运动竖直方向的运动规律有
解得
所以的飞行时间比的长，和的飞行时间相等，故A错误，D正确；
B．根据水平方向的运动规律有
可知的初速度比的小，的初速度比的小，故BC错误；
故选D。
2．D
【详解】AB．AB同轴转动可知A点的角速度和B点的角速度相等，根据
可知A点的周期和B点的周期相等。故AB正确；
C．根据圆周运动规律
可知角速度相同，半径越大，线速度越大，即A点的线速度大于B点的线速度。故C正确；
D．根据向心加速度公式
可知角速度相同，半径越大，向心加速度越大。即A点的向心加速度大于B点的向心加速度。故D错误。
题目要求选择不正确的，故选D。
3．C
【详解】A. 当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力作用，二者的合力提供向心力，故A错误；
B.合力提供向心力，即
则
可以看出规定的速度与火车的质量无关，故B错误；
C.根据公式，可以看出当θ增大时，规定速度也增大，故C正确；
D.当火车的速度大于规定速度时，则受到外轨弹力与重力和支持力的合力一起提供向心力，使火车继续做圆周运动，所以火车将挤压外轨，故D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．若拉力突然消失，小球做离心运动，因为水平方向不受力，将沿轨迹Pa运动，故A错误；
BD．若拉力变小，拉力不足以提供所需向心力，小球将做半径变大的离心运动，即沿Pb运动，故B错误，D正确；
C．若拉力变大，则拉力大于所需向心力，小球将沿轨迹Pc做近心运动，故C错误。
故选D。
5．C
【详解】A．根据开普勒第一定律可知，太阳系的行星绕太阳做椭圆运动，故A错误；
B．根据开普勒第二定律可知，同一行星在绕太阳运动时近日点速度大于远日点速度，故B错误；
C．根据开普勒第三定律可知，绕太阳运行的八大行星中，离太阳越远的行星公转周期越大，故C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，同一行星在绕太阳运动时，在相等时间内行星与太阳连线扫过的面积相等，该规律只针对同一轨道，可知火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故D错误。
故选C。
6．B
【详解】ABC．当小球落在A点时，有
，
联立解得
同理可知，当小球落在D点时，有
当小球落在B点时，有
当小球落在C点时，有
故AC正确，B错误；
D．若P点的高度变为轨迹同时过D点和B点，则此时初速度满足
解得
即小球在高度间，小球也能直接落在桶底（桶边沿除外），故D正确。
由于本题选择错误的，故选B。
7．A
【详解】AB．小球通过最高点时，轴受到杆的作用力与小球受到杆的作用力等值反向，即
小球过最高点时，根据牛顿第二定律
得
则
则图2的斜率为
当时，可得
解得
故A正确，B错误；
C．杆带动小球在竖直方向做圆周运动，只要速度大于零，小球都能通过最高点，所以当小球通过最高点的速度为零，球恰好通过最高点，故C错误；
D．小球过最高点的速度大小为时，根据牛顿第二定律
可得
方向竖直向下，即杆对球的作用力方向向下，所以杆受到球的作用力竖直向上，故D错误。
故选A。
8．BC
【详解】AB．哥白尼提出了日心说，开普勒提出了行星运动三大定律，第一定律指出了行星沿椭圆轨道运行的规律，A错误，B正确；
C．牛顿发现了万有引力定律，C正确；
D．卡文迪许测出了万有引力常量，D错误。
故选BC。
9．ACD
【详解】AB．小汽车通过桥顶时，加速度方向向下，处于失重状态，故A正确，B错误；
C．小汽车在桥上最高点时，根据牛顿第二定律可得
解得小汽车受到桥面的支持力大小为
故C正确；
D．根据
解得
可知小汽车到达桥顶时的速度必须不大于，故D正确。
故选ACD。
10．BD
【详解】ABC．设小球运动的圆心到顶点的高度为h，绳子与竖直方向的夹角为，根据受力分析可知，合力提供向心力， 因此可得
整理后可得
因此可知A球的角速度大于B球的角速度，A球的线速度小于B球的线速度，A球运动的周期小于B球运动的周期，AC错误，B正确；
D．根据受分析可知，在竖直方向，受力平衡，因此拉力大小为
两者拉力相等，D正确。
故选BD。
11． 控制变量 角速度
【详解】（1）[1]在研究向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系时，需要分别保持质量m、角速度和半径r中的两个量不变，研究向心力F与另一个量的关系，这种方法叫控制变量法。
（2）[2]若两个钢球质量m和运动半径r相等，则是在研究向心力的大小F与角速度的关系。
12． 自由落体运动 匀速直线运动 5 1.5
【详解】（1）[1]实验中，观察到两球同时落地，说明两球在竖直方向具有相同的运动，而A球做自由落体运动，所以说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动；
[2]观察到球1落到水平板上并击中球2，说明两球在水平方向具有相同的运动，而球2在水平轨道做匀速直线运动，所以说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。
（2）[3]设照相机每隔时间曝光一次，竖直方向有
可得照片中小方格的边长为
[4]水平方向有
可得小球平抛初速度为
13．（1）；（2）3s
【详解】（1）由题意可知小球从A到B的过程中竖直位移与水平位移之比为
（2）设小球在空中飞行时间为t，则
解得
14．（1）；（2），
【详解】（1）座椅到中心的距离为
对飞椅进行受力分析，由牛顿第二定律有
解得
（2）以游客为研究对象，受力分析图如下
由牛顿第二定律可得
飞椅对他的作用力为
15．（1）；（2），
【详解】（1）在最低点由牛顿第二定律可得
其中
，
解得
由平抛运动规律可得
解得
则球从绳断飞出到落地的水平距离为
（2）设绳与竖直方向的夹角为，对小球，水平方向有
，
竖直方向有
联立解得
，
由平抛运动规律可得
解得
则
则落点与O点的距离为双鸭山市第一中学2023-2024学年高一下学期4月月考
（物理）
试题说明：1、本试题满分 100 分，答题时间 75 分钟。
2、请将答案填写在答题卡上，考试结束后只交答题卡。
第Ⅰ卷 选择题部分
一、选择题：（共46分，单选题1--7题，每题4分；多选题8--10题，每题6分，选不全3分）
1．如图所示，轴在水平地面内，轴沿竖直方向。图中画出了从轴上沿轴正方向抛出的三个小球、和的运动轨迹，其中和从同一点抛出，和落到轴上同一点，不计空气阻力，则（ ）
A．的飞行时间比的短
B．的初速度比的大
C．的初速度比的大
D．和的飞行时间相等
2．手指陀螺如图所示，陀螺上有两个固定点A、B，其中A离转动轴较远。当陀螺转动时，下列说法不正确的是（ ）
A．A点的周期和B点的周期相等
B．A点的角速度和B点的角速度相等
C．A点的线速度大于B点的线速度
D．A点的向心加速度小于B点的向心加速度
3．高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。当火车以规定速度通过弯道时，内低外高的轨道均不受挤压，则下列说法正确的是（ ）
A．当火车以规定速度转弯时，火车受重力、支持力、向心力
B．若要降低火车转弯时的规定速度，可减小火车的质量
C．若要增加火车转弯时的规定速度，可适当增大弯道的坡度
D．当火车的速度大于规定速度时，火车将挤压内轨
4．如图所示，光滑水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动。若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（ ）
A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pb做离心运动
B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动
C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做近心运动
D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动
5．开普勒被誉为“天空的立法者”，关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）
A．太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动
B．同一行星在绕太阳运动时近日点速度小于远日点速度
C．绕太阳运行的八大行星中，离太阳越远的行星公转周期越大
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
6．如图所示，水平地面上放置一个直径、高的无盖薄油桶，沿油桶底面直径距左桶壁处的正上方有一P点，P点的高度，从P点沿直径AB方向水平抛出一小球，不考虑小球的反弹，下列说法不正确的是（ ）（取不计空气阻力，小球可视为质点）
A．小球的速度范围为时，小球击中油桶的内壁
B．小球的速度范围为时，小球击中油桶的下底
C．小球的速度范围为时，小球击中油桶外壁
D．小球的高度低于，小球也可能击中下底
7．如图1所示，轻杆的一端固定一小球（视为质点）另一端套在光滑的水平轴上，轴的正上方有一速度传感器，可以测量小球通过最高点时的速度大小；轴处有力传感器，可以测量小球通过最高点时轴受到杆的作用力，若竖直向下为力的正方向，小球在最低点时给不同的初速度，得到图像如图2所示，取，则（ ）
A．轴到球心间的距离为
B．小球的质量为
C．小球恰好通过最高点时的速度大小为
D．小球在最高点的速度大小为时杆受到球的作用力竖直向下
8．在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。以下对几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是（ ）
A．开普勒创立了日心说
B．开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
C．牛顿发现了万有引力定律
D．笛卡尔测出了万有引力常量
9．城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端以不变的速率驶过该立交桥，小汽车速度大小为，则（ ）
A．小汽车通过桥顶时处于失重状态
B．小汽车通过桥顶时处于平衡状态
C．小汽车在桥上最高点受到桥面的支持力大小为
D．小汽车到达桥顶时的速度必须不大于
10．如图所示，两个完全相同的小球A、B在不同水平面内做圆锥摆运动，连接小球A、B的轻绳与竖直方向之间的夹角相等，连接B球的轻绳较长。下列说法正确的是（ ）
A．A球的角速度小于B球的角速度
B．A球的线速度小于B球的线速度
C．A球运动的周期大于B球运动的周期
D．A球对轻绳的拉力大小等于B球对轻绳的拉力大小
第II卷 非选择题部分
实验题 （两道共16分 11题6分，12题10分 ）
11．向心力演示器是用来探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系实验装置，如图所示。两个变速轮塔通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔1和变遮轮塔2匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力简下降，从而露出标尺，标尺上的黑白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小关系。如图是探究过程中某次实验时装置的状态。
（1）在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，我们要用到物理学中的 （选填“等效替代”、“理想实验”、“控制变量”）法；
（2）图中所示，若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与 的关系。
12．在“探究小球做平抛运动的特点”的实验中。
（1）如图甲所示的实验中，观察到两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向做 ；如图乙所示的实验：将两个光滑斜轨道固定在同一竖直面内，轨道末端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的相同高度由静止同时释放，观察到球1落到水平板上并击中球2，这说明平抛运动在水平方向做 。
（2）该同学用频闪照相机拍摄到如图所示的小球平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，已知照相机每隔0.1s曝光一次，则照片中小方格的边长 cm，小球平抛初速度 m/s（当地重力加速度大小）。
解答题（13题10分、14题12分、15题16分）
13．如图所示，一小球自倾角θ=37°的斜面顶端A以水平速度v0=20m/s抛出，小球刚好落到斜面的底端B，空气阻力不计，g取10 m/s2，sin37°=0.6， cos37°=0.8。求：
（1）小球从A到B的过程中竖直位移与水平位移之比；
（2）小球在空中飞行的时间。
14．有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以某角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，钢绳与竖直方向的夹角为。不计钢绳的重力。（重力加速度取）
（1）求此时转盘转动的角速度；
（2）此时在飞椅上某位质量的游客，
他所受合力为多大？飞椅对他的作用力又是多大？
15．某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有一质量为的小球，甩动手腕可以使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动，如图1所示，也可以使球在水平面内做匀速圆周运动，如图2所示．已知握绳的手离地高度为，手与球之间的绳长为，绳能承受的最大拉力为，重力加速度为，忽略空气阻力和手的摆动，问：
（1）当某次在竖直平面内运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，球从绳断飞出到落地的水平距离多大？
（2）如果小球在水平面内做匀速圆周运动，球的速度增大，绳子拉力增大，绳恰好受到所能承受的最大拉力时对应的速度多大？落地点到手的竖直投影点的距离多大？
第4页，共6页
