湖北省鄂东南三校2022-2023学年高一下学期3月联考物理试卷(含答案)

这是一份湖北省鄂东南三校2022-2023学年高一下学期3月联考物理试卷(含答案)，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．如图所示，一无动力飞行爱好者在某次翼装飞行过程中，在同一竖直平面内从A到B滑出了一段曲线轨迹，该过程中，下列说法正确的是( )
A.爱好者在某点所受合外力方向可能沿斜下方
B.爱好者的某一小段运动可转化为圆周运动来处理
C.爱好者在某点的速度方向可能与加速度方向共线
D.若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者的速度将减小
2．对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是( )
A.开普勒三大定律仅适用于太阳系中行星的运动
B.开普勒第二定律表明，行星离太阳越远，速度越大
C.月亮绕地球运动的轨道是一个标准的圆，地球处在该圆的圆心上
D.开普勒第三定律中，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同
3．2022年12月7日9时15分，快舟十一号固体运载火箭在我国酒泉卫星发射中心点火升空，成功将行云交通试验卫星送入离地高700km的预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知地球同步卫星离地高度约36000km，则下列说法正确的是( )
A.行云交通卫星在轨道上运行的速度大于
B.发射速度指的是火箭点火瞬间的速度
C.行云交通试验卫星的周期大于同步卫星的周期
D.行云交通试验卫星的线速度大于同步卫星的线速度
4．如图所示，A为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，B为近地轨道卫星，C为同步轨道卫星，D为高空探测卫星。若A、B、C、D绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动，则其向心加速度大小关系正确的是( )
A.B.C.D.
5．如图甲所示的“彩虹滑道”是一种较为受欢迎的新型娱乐项目，游客在滑道上某段的运动可简化如图乙所示.游客（视为质点）以水平速度从A点滑出，然后落在倾角的斜面上的B点.不计空气阻力，重力加速度g取，下列说法正确的是( )
A.游客在空中运动的时间为0.3s
B.A、B两点的水平距离为
C.游客在B点的速度大小为
D.游客从A运动到B过程中的速度偏转角为60°
6．毫秒脉冲星中有一种特殊的类型，由毫秒脉冲星和低质量恒星（伴星）组成的致密双星系统，由于伴星正在被脉冲星强烈的辐射蚕食，天文学家们戏称它们为“黑寡妇"脉冲星。假设脉冲星的质量为M，转动周期为T，引力常量为G，脉冲星和伴星的中心距离为L，则伴星的质量为( )
A.B.C.D.
二、多选题
7．如图甲所示，把硬币从募捐箱上的投币口放入，硬币在类似于漏斗形的部位（如图丙所示，O点为漏斗形口的圆心）滑动多圈之后从中间的小孔掉入募捐箱。如果硬币在不同位置的运动都可以看成匀速圆周运动，不计一切阻力，硬币从a点所在水平面逐渐滑落至b点所在水平面过程中，下列说法正确的是( )
A.受到的支持力增大B.向心加速度减小
C.运动的周期不变D.角速度增大
8．2022年11月29日23时08分，神舟十五号载人飞船由长征二号F运载火箭在酒泉卫星发射中心发射，将费俊龙、邓清明、张陆3名航天员送入太空，之后顺利进驻空间站。宇航员在空间站中可自由漂浮，下列说法正确的是( )
A.宇航员在空间站中不受力的作用
B.宇航员随空间站做匀速圆周运动，引力提供向心力
C.宇航员的质量越大，其在空间站时的向心加速度越大
D.同一宇航员在地球极点上受到的引力大于在空间站中受到的引力
9．新一代载人运载火箭的研制将使我国具备在2030年前载人登陆月球的能力，若在将来某次登月过程中，先将一个载人飞船送入环月球圆轨道Ⅲ，飞船绕月球运行多圈后，然后经点火使其沿椭圆轨道Ⅱ运行，最后再次点火将飞船送入圆轨道Ⅰ，轨道Ⅰ、Ⅱ相切于Q点，轨道Ⅱ、Ⅲ相切于P点，下列说法正确的是( )
A.飞船在P点应点火加速使飞船从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ
B.飞船在Q点的加速度大于在P点的加速度
C.飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度
D.飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐减小
10．地球的半径为R，近地卫星甲和同步卫星乙绕地球做匀速圆周运动的速度大小分别为、，赤道上物体丙的速度大小为，同步卫星乙的轨道半径大小为r。下列关系正确的是( )
A.B.C.D.
11．民族运动会上有一骑射项目如图所示，运动员骑在奔跑的马上，弯弓放箭射击侧向的固定目标.假设运动员骑马奔驰的速度为，运动员静止时射出的箭速度为，跑道离固定目标的最近距离为d.已知，要想命中目标射出的箭在空中飞行距离最短，则( )
A.若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，则
B.若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，则
C.箭射到固定目标的时间为
D.箭射到固定目标的时间为
三、实验题
12．某实验小组用如图所示的装置探究“影响向心力大小的因素”。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。
（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。（填写正确选项前的字母）
A.伽利略对自由落体的研究
B.探究牛顿第二定律
C.验证力的平行四边形定则
（2）在探究向心力的大小与做圆周运动物体质量的关系时，应选择两个质量___________（选填“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）在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板A位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为1:4，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为___________。
13．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球自由下落。
（1）他观察到的现象是：小球A、B___________（填“同时”或“先后”）落地。
（2）上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是___________运动；
（3）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛___________。
（4）某次实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示，每个格的边长为L，重力加速度为g。则该小球做平抛运动的初速度_______________，小球运动到C点的速度大小为_____________。
四、计算题
14．一宇航员在半径为R的某行星表面，做如下实验：如图所示，在不可伸长的长度为L的轻绳一端系一质量为m的小球，另一端固定在О点；当小球绕О点在竖直面内做圆周运动通过最高点速度为时，绳的弹力的大小为小球重力的2倍。不计小球的尺寸，引力常量为G，求：
（1）该行星的重力加速度和平均密度；
（2）该行星的第一宇宙速度。
15．如图所示，宇宙飞船绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出地球的张角为2θ。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转与公转的影响。求：
（1）飞船在轨道运行的周期；
（2）飞船绕地球一周经历“日全食”过程的时间t。
16．如图所示是一儿童游戏机的简化示意图。游戏面板与水平面所成夹角，半径为的四分之一圆弧轨道BC与直管道AB相切于B点，C点为圆弧轨道最高点（切线水平），通过手柄P控制可发射速度不同的小球（可视为质点）。已知C点到水平面的高度，重力加速度g取，不计一切阻力。
（1）求小球通过C点的最小速度；
（2）若小球以最小速度通过最高点，求小球到达水平面时的速度大小以及此时到C点的水平距离。
参考答案
1．答案：B
解析：曲线运动中，合外力方向指向轨迹弯曲的凹侧，选项A错误；任何曲线运动都可拆分为小段的圆周运动来处理，选项B正确；曲线运动速度方向和加速度方向不能共线，选项C错误；若爱好者在某点所受合外力方向与速度方向成锐角，爱好者速度将增大，选项D错误.
2．答案：D
解析：A.开普勒三大定律不仅仅适用于太阳系中行星的运动，也适合于宇宙中其他天体的运动，故A错误；
B.开普勒第二定律表明，行星绕太阳运动时，行星离太阳越远，速度越小，故B错误；
C.月亮绕地球运动的轨道是一个椭圆，地球处在椭圆的其中一个焦点上，故C错误；
D.k值与中心天体的质量有关，月亮绕地球运动的k值与地球绕太阳运动的k值不同，故D正确。
故选D。
3．答案：D
解析：第一宇宙速度为最大环绕速度，选项A错误；发射速度是指卫星在发射过程中获得的最大速度，选项B错误；由于行云交通试验卫星的轨道半径比同步卫星半径小，则其周期小于同步卫星周期，线速度比同步卫星大，选项C错误，D正确。
4．答案：B
解析：对于卫星B、C、D，有，解得，由于，则，对于A和C，周期相同，由公式，且，有，由于信息不足，无法比较A和D的向心加速度，选项B正确。
5．答案：C
解析：A到B过程中，位移偏转角为30°，由平抛运动推论得速度偏转角，选项D错误；由平抛运动推论有，又，解得、，选项A、B错误；又，解得，选项C正确。
6．答案：C
解析：对于脉冲星M，两星之间的万有引力提供向心力：，对于伴星m同理有：，由几何关系可知：，联立解得伴星的质量为：，故ABD错误，C正确。故选：C。
7．答案：AD
解析：A.在竖直平面做漏斗的切线，对硬币进行受力分析如图所示
则有
越向下走，θ越大，则支持力增大，故A正确；
B.由牛顿第二定律有
解得
越向下走，θ越大，a增大，故B错误；
C.由牛顿第二定律有
解得
越向下走，θ增大，r减小，则T减小，故C错误。
D.由越向下走，θ增大，T减小，则角速度
增大，故D正确。
故选AD。
8．答案：BD
解析：A宇航员在空间站中受到地球的万有引力作用，A错误；B.宇航员随空间站做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，B正确；C.设地球质量为M，宇航员质量为m，根据万有引力提供向心力有，即，可知向心加速度与宇航员的质量大小无关，C错误；D.根据公式，可知与地心之间的距离越大，万有引力越小，故宇航员在地球极点上受到的引力大于在空间站中受到的引力，D正确。故选BD。
9．答案：BC
解析：A.飞船在P点应点火减速使飞船做近心运动，从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ，A错误；
B.根据可知，飞船在轨道Ⅰ上的角速度大于在轨道Ⅲ上的角速度，C正确；
D.根据开普勒第二定律可知，飞船从轨道Ⅱ上的P点运动到Q点的过程中，速度逐渐增大，D错误。
故选BC。
10．答案：BC
解析：由可得，，，，，选项B正确，选项D错误；赤道上物体丙和同步卫星乙的周期都是24h，角速度都为ω，，，，选项C正确；，选项A错误。
11．答案：AD
解析：已知，要想命中目标射出的箭在空中飞行距离最短，则合速度方向与射出的箭速度方向垂直，若箭的实际运动方向和马的速度方向的夹角为θ，则，故A正确、B错误；箭的实际位移为，实际速度，所以箭射到固定目标的时间为，故C错误、D正确.
12．答案：（1）B（2）不同；挡板A；相同（3）
解析：（1）A.伽利略对自由落体的研究是用理想斜面实验来冲淡重力，并合理外推到斜面倾角为90°时的情况，即为自由落体运动，A错误；
B.探究牛顿第二定律，采用的是控制变量法，本实验也采用的是控制变量法，与探究牛顿第二定律采用的方法相同，B正确；
C.验证力的平行四边形定则，采用的是等效替代法，C错误。
故选B。
（2）在探究向心力的大小与圆周运动物体质量的关系时，应改变质量，则应选择两个质量不同的小球。
改变了质量，保证小球的角速度相同，应分别放在挡板C与挡板A处。
保证小球转动半径相同，即同时选择半径相同的两个塔轮。
（3）设皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径分别为、，由，可得左右两边塔轮的角速度大小之比为
又两塔轮边缘线速度大小相同，由，可得皮带放置位置的左、右两边塔轮的半径之比为
13．答案：（1）同时（2）自由落体（3）水平；初速度相同（4）；
解析：（1）小球A做平抛运动，竖直方向上可分解为自由落体运动，小球A、B同时落地。
（2）上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动。
（3）为了保证小球做平抛运动，实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平；每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛初速度相同。
（4）由图可知
解得
B点竖直方向的速度为
C点竖直方向的速度为
故C点的速度为
14．答案：（1），（2）
解析：（1）小球通过最高点时，根据向心力方程
其中
解得
对行星表面的物体m，有
故行星的密度
（2）对在行星表面附近做匀速圆周运动的质量为的卫星，有
解得第一宇宙速度为
15．答案：（1）（2）
解析：（1）设飞船的轨道半径为r，由几何关系有
对于地球表面上的物体
对于飞船有
解得
（2）如图，由几何关系知，太阳光被遮挡范围对应圆轨道圆心角
阳光被遮挡的时间
解得
16．答案：（1）2m/s（2），2m
解析：（1）小球刚好能通过C点时，小球通过C点速度最小，则有
解得
（2）小球在斜面上做类平抛运动，由牛顿第二定律有
解得
小球从C点运动到达水平面，有
解得
小球平行斜面向下的分速度为
则小球到达水平面时的速度为
且此时到C点的水平距离为