高一物理试卷
考试范围：第五章至第七章结束；考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共32分）
1．（本题4分）下列说法正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动必定是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
2．（本题4分）苹果落向地球而不是地球向上运动碰到苹果，原因是（ ）
A．由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的
B．由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的
C．苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度
D．以上说法都不对
3．（本题4分）北斗卫星导航系统具有定位，授时和通信功能。北斗系统采用三种轨道卫星组网，高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（ ）
A．a、b的周期比c大
B．a、b的向心力大小一定相等
C．a、b的线速度相同且比c的线速度大
D．a、b的向心加速度大小一定相等
4．（本题4分）如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况不正确的是（ ）
A．摩擦力的方向始终指向圆心O
B．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用
C．重力和支持力是一对平衡力
D．摩擦力提供物体做匀速圆周运动所需要的向心力
5．（本题4分）如图所示，以30m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的斜面上，这段飞行所用的时间为（g取10m/s ） （ ）
A．s B．s C．s D．s
6．（本题4分）有一个直角支架AOB，OA水平放置，OB竖直向下，OA上套有小环P，OB上套有小环Q，两环间由一根质量不计、不可伸长的细绳相连，小环P受水平向右外力作用使其匀速向右平动，在P平动过程中，关于Q的运动情况以下说法正确的是( )
A．Q匀速上升
B．Q减速上升
C．Q匀加速上升
D．Q变加速上升
7．（本题4分）地球表面质量为m的物体，其重力与地球质量M之间的关系可以表示为，其中G是引力常量，R为地球半径。现某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，那么一个物体在此行星表面上的重力是地球表面上重力的（ ）
A．倍 B．倍 C．4倍 D．2倍
8．（本题4分）假设在未来某天，宇航员在火星表面登陆后，以速率竖直上抛一物体，物体从抛出到返回抛出点的时间为t。已知火星的半径为R，若忽略火星自转，则火星的第一宇宙速度约为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题（共10分）
9．（本题5分）某同学通过Internet查询到“神舟”六号飞船在圆形轨道上运行一周的时间约为90分钟，他将这一信息与地球同步卫星进行比较，由此可知( )
A．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的向心加速度比地球同步卫星大
B．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的速率比地球同步卫星大
C．“神舟”六号在圆形轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星高
D．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的角速度比地球同步卫星小
10．（本题5分）我国北方有一种玩具陀螺，用鞭子抽打会使它的转速加快。有些陀螺是空心的，其表面带有一条狭长的缝隙，转起来后会嗡嗡作响。如图所示，a﹑b、c是旋转陀螺上的三个点，到陀螺轴线的距离﹐下列判断正确的是（ ）
A．a、b两点的线速度相同，向心加速度也相同
B．a、b、c三点的转速大小关系为
C．a、b、c三点的向心加速度大小关系为
D．a、b﹑c三点的线速度大小关系为
三、实验题（共18分）
11．（本题9分）在探究平抛运动的特点时，可以选用图中两种装置进行研究。
（1）图甲的实验现象是 。该现象说明平抛运动的 。
（2）图乙是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的有 。
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一位置由静止释放
12．（本题9分）在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，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
（2）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮 相连，同时选择球1和球2作为实验球；
（3）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，此时轮②和轮⑤的角速度之比为 。
四、解答题（共40分）
13．（本题12分）一颗卫星在离地表h高度绕地球做匀速圆周运动．已知地球半径r，地球表面的重力加速度g，引力常量为G，求：
（1）地球的质量M；
（2）该卫星绕地球运动的线速度大小v．
14．（本题12分）在冰雪覆盖大地的冬季，打雪仗是许多人喜爱的娱乐活动。假设在水平的雪地上，某人从距雪地高处水平抛出一个雪球，雪球的落地点与抛出点的水平距离为。不计空气阻力，重力加速度取，求：
（1）雪球平抛时的初速度；
（2）雪球落地时的速度大小及方向。
15．（本题16分）长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示。当摆线L与竖直方向的夹角是时，求：
(1)线的拉力；
(2)小球运动的加速度；
(3)小球运动的周期。2023-2024学年度高一物理试卷
考试范围：第五章至第七章结束；考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
一、单选题（共32分）
1．（本题4分）下列说法正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动必定是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
【答案】A
【详解】A．做曲线运动的物体，速度方向必定变化，A正确；
B．速度变化的运动不一定是曲线运动，例如匀变速直线运动，B错误；
C．加速度恒定的运动不一定是曲线运动，例如匀变速直线运动，C错误；
D．加速度变化的运动不一定是曲线运动，例如变加速直线运动，D错误。
故选A。
2．（本题4分）苹果落向地球而不是地球向上运动碰到苹果，原因是（ ）
A．由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的
B．由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的
C．苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度
D．以上说法都不对
【答案】C
【详解】苹果与地球间的万有引力是相互作用力，大小相等方向相反，但由于地球质量较大，加速度较小，C对；
3．（本题4分）北斗卫星导航系统具有定位，授时和通信功能。北斗系统采用三种轨道卫星组网，高轨卫星更多，抗遮挡能力强，尤其低纬度地区性能特点更为明显。如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（ ）
A．a、b的周期比c大
B．a、b的向心力大小一定相等
C．a、b的线速度相同且比c的线速度大
D．a、b的向心加速度大小一定相等
【答案】D
【详解】ACD．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得
解得
轨道半径越大，周期越大，线速度越小，根据题意可知，a、b的轨道半径相同，比c的半径小，则a、b的周期比c的周期小，a、b线速度大小相等，方向不同，比c的线速度大，a、b的向心加速度大小相等，故AC错误，D正确；
B．由于不知道卫星的质量大小，所以向心力大小无法确定，故B错误。
故选D。
4．（本题4分）如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况不正确的是（ ）
A．摩擦力的方向始终指向圆心O
B．受重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用
C．重力和支持力是一对平衡力
D．摩擦力提供物体做匀速圆周运动所需要的向心力
【答案】B
【详解】AD.物体圆周运动的向心力由摩擦力提供，所以摩擦力的方向始终指向圆心O，故AD正确不符合题意．
B.向心力并不是物体实际受力，故B错误符合题意．
C.竖直方向上重力和支持力是一对平衡力，故C正确不符合题意．
5．（本题4分）如图所示，以30m/s的水平初速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30°的斜面上，这段飞行所用的时间为（g取10m/s ） （ ）
A．s B．s C．s D．s
【答案】B
【详解】物体做平抛运动，当垂直地撞在倾角为30°的斜面上时，把物体的速度分解如图所示，
由图可知，此时物体的竖直方向上的速度的大小为
vy=v0cot30°=30m/s
由vy=gt可得，运动的时间为
故选B。
6．（本题4分）有一个直角支架AOB，OA水平放置，OB竖直向下，OA上套有小环P，OB上套有小环Q，两环间由一根质量不计、不可伸长的细绳相连，小环P受水平向右外力作用使其匀速向右平动，在P平动过程中，关于Q的运动情况以下说法正确的是( )
A．Q匀速上升
B．Q减速上升
C．Q匀加速上升
D．Q变加速上升
【答案】D
【详解】小环P、小环Q的合运动与分运动的关系如图所示，若细绳与OB的夹角为α，则v0＝vPsinα，而vQ＝，所以vQ＝vPtanα，由于vP保持不变，α增大，所以vQ增大，Q的加速度向上，但速度不是均匀增大，即Q变加速上升，因此只有选项D正确.
点睛：此题关键是掌握速度分解的方法，即将物体的速度分解到沿绳子方向和垂直绳子方向的分速度.
7．（本题4分）地球表面质量为m的物体，其重力与地球质量M之间的关系可以表示为，其中G是引力常量，R为地球半径。现某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，那么一个物体在此行星表面上的重力是地球表面上重力的（ ）
A．倍 B．倍 C．4倍 D．2倍
【答案】D
【详解】地球表面质量为m的物体，其重力为
地球表面质量为m的物体在此行星表面上的重力
故选D。
8．（本题4分）假设在未来某天，宇航员在火星表面登陆后，以速率竖直上抛一物体，物体从抛出到返回抛出点的时间为t。已知火星的半径为R，若忽略火星自转，则火星的第一宇宙速度约为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】物体从抛出到返回抛出点的时间为
根据万有引力提供向心力
根据万有引力与重力的关系
火星的第一宇宙速度约为
故选B。
二、多选题（共10分）
9．（本题5分）某同学通过Internet查询到“神舟”六号飞船在圆形轨道上运行一周的时间约为90分钟，他将这一信息与地球同步卫星进行比较，由此可知( )
A．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的向心加速度比地球同步卫星大
B．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的速率比地球同步卫星大
C．“神舟”六号在圆形轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星高
D．“神舟”六号在圆形轨道上运行时的角速度比地球同步卫星小
【答案】AB
【详解】“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短，先根据万有引力提供向心力，求出线速度、角速度、周期和加速度的表达式，先比较出轨道半径的大小，然后再比较线速度、角速度、加速度的大小：
C．根据
得
“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短，所以，“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小，所以“神舟”六号在圆形轨道上运行时离地面的高度比地球同步卫星低，故C错误；
A．根据
得
“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小，所以，“神舟”六号飞船的向心加速度比同步卫星大，故A正确；
B．根据
解得
“神舟”六号飞船的半径比同步卫星小，所以，“神舟”六号飞船的线速度比同步卫星大，故B正确；
D．根据
知，“神舟”六号飞船的周期比同步卫星短，所以，“神舟”六号飞船的角速度比同步卫星大，故D错误。
故选AB。
10．（本题5分）我国北方有一种玩具陀螺，用鞭子抽打会使它的转速加快。有些陀螺是空心的，其表面带有一条狭长的缝隙，转起来后会嗡嗡作响。如图所示，a﹑b、c是旋转陀螺上的三个点，到陀螺轴线的距离﹐下列判断正确的是（ ）
A．a、b两点的线速度相同，向心加速度也相同
B．a、b、c三点的转速大小关系为
C．a、b、c三点的向心加速度大小关系为
D．a、b﹑c三点的线速度大小关系为
【答案】CD
【详解】A．a、b两点线速度、向心加速度大小相同，方向不同，A错误；
B．a、b、c三点转速相等，B错误；
C．同轴转动则角速度相同，根据，a、b、c三点向心加速度大小关系为，C正确；
D．根据v=ωr，a、b、c三点线速度大小关系为，D正确。
故选CD。
三、实验题（共18分）
11．（本题9分）在探究平抛运动的特点时，可以选用图中两种装置进行研究。
（1）图甲的实验现象是 。该现象说明平抛运动的 。
（2）图乙是实验室内研究平抛运动的装置。以下实验过程的一些做法，其中合理的有 。
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一位置由静止释放
【答案】 两小球总是同时落地 竖直分运动是自由落体运动 AC
【详解】（1）[1][2]题图甲装置用来研究平抛物体在竖直方向的运动规律，观察实验发现两小球总是同时落地，可知做平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动。
（2）[3]A．斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度方向为水平方向，故A正确；
BC．为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球都应在同一位置由静止释放，B错误，C正确；
D．小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，故D错误。
故选AC。
12．（本题9分）在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为2m的球1和球2，质量为m的球3。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，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
（2）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮 相连，同时选择球1和球2作为实验球；
（3）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，此时轮②和轮⑤的角速度之比为 。
【答案】 C ④ 1∶4
【详解】（1）[1] 在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系中，m、、r三个变量，所以在寻找F与三者之间关系时，我们采用先控制其中两个不变，只研究F与变化的那个量之间的关系，再以此类推，分别找出F与这三个量的关系，最后再汇总，这种方法称为控制变量法，故选C。
（2）[2]探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，则应先控制两个小球的质量m、转盘的角速度相同，皮带所连接的两轮边缘点线速度相等，根据可知当半径也相等时，两轮转动的相同，所以应将皮带与轮①和轮④相连。
（3）[3]皮带与轮②和轮⑤相连时，两轮边缘点线速度相等，根据可知轮②和轮⑤的角速度之比与轮的半径成反比，由,带入可得角速度之比为1:4。
四、解答题（共40分）
13．（本题12分）一颗卫星在离地表h高度绕地球做匀速圆周运动．已知地球半径r，地球表面的重力加速度g，引力常量为G，求：
（1）地球的质量M；
（2）该卫星绕地球运动的线速度大小v．
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）地球表面的物体受到的万有引力等于它受到的重力
地球质量为
（2）卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
解得
代入M，可得
14．（本题12分）在冰雪覆盖大地的冬季，打雪仗是许多人喜爱的娱乐活动。假设在水平的雪地上，某人从距雪地高处水平抛出一个雪球，雪球的落地点与抛出点的水平距离为。不计空气阻力，重力加速度取，求：
（1）雪球平抛时的初速度；
（2）雪球落地时的速度大小及方向。
【答案】（1）；（2），与水平方向所成的夹角为
【详解】（1）雪球做平抛运动，由平抛运动规律
竖直方向上有
水平方向上有
联立解得
（2）雪球在落地时，竖直方向
速度大小
设速度方向与水平方向所成的夹角为，则
联立解得
，
15．（本题16分）长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动），如图所示。当摆线L与竖直方向的夹角是时，求：
(1)线的拉力；
(2)小球运动的加速度；
(3)小球运动的周期。
【答案】(1)；(2)；(3)
【详解】(1)做匀速圆周运动的小球受力分析如图
由平行四边形定则得，小球受到的合力大小为mgtanα，因此绳对小球的拉力大小为
(2)小球受到的合力大小为mgtanα，由牛顿第二定律得
则小球运动的加速度
(3)由牛顿第二定律得
由几何关系得
所以小球运动的周期为
