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广东省广州市（培英、113中、秀全中学、86中）四校2023-2024学年高一下学期期中联考物理试题
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这是一份广东省广州市（培英、113中、秀全中学、86中）四校2023-2024学年高一下学期期中联考物理试题，共16页。
命题组组长：吴薇（113中学）审题人：张珂莹（秀全中学）
命题组成员：陈颖斯（培英中学）朱广红（86中）
试卷说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。
注意事项：
1、答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的班级、姓名和考号填写在答题卡，并在答题卡上用2B铅笔将相应的信息点涂黑。不按要求填涂的，答卷无效。
2、选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区城内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1．“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时，假设沿曲线从点向点飞行的过程中，速度逐渐减小，在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，女排运动员将排球斜向上拍出，若忽略空气阻力，则关于排球在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．速度方向一定变化
B．加速度大小一定变化
C．排球运动到最高点时的速度为零
D．速度方向与加速度方向相同
3．2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员叶光富用绳子一端系住装有水油混合液体的瓶子，做如图所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水油分层需要判断），以空间站为参考系，水油分离后的圆周运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．油的线速度大于水的线速度
B．油的向心加速度比水的向心加速度大
C．水对油有指向圆心的作用力
D．水对油的作用力大于油对水的作用力
4．雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”，如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就会被甩下来。如图所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，下列正确的是（ ）
A．泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度相同
B．泥巴在b、d位置时最容易被甩下来
C．泥巴在a位置时最容易被甩下来
D．泥巴在c位置时最容易被甩下来
5．某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶，如图所示，自行车的大齿轮的半径为，小齿轮的半径为，车轮的半径为，大齿轮转动的周期为T，则自行车前进的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
6．地球赤道上有一物体随地球自转，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，则（ ）
A．g=a1=a3B．a1>a2>a3
C．v17．“嫦娥奔月”非神话，“破壁飞天”化玉娥。“万户”精魂付火箭，屈原“天问”下长河。2020年7月23日12时41分，文昌航天发射场上，长征五号遥四运载火箭成功将“天问一号”火星探测器顺利送入预定轨道。2020年10月中旬，“天问一号”在距离地球约2940万公里处进行一次深空机动，4个月后探测器将与火星交会。然后通过“刹车”完成火星捕获，完成多次变轨后，择机开展着陆、巡视等任务。已知火星和地球绕太阳公转半径之比为3∶2，火星与地球质量之比1∶10，半径之比为1∶2，自转周期之比近似1∶1，则（ ）
A．火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为9∶4
B．火星与地球表面重力加速度之比2∶1
C．火星与地球第一宇宙速度之比2∶1
D．火星与地球平均密度之比4∶5，“天问一号”绕火星与地球最小周期之比
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．交通事故发生时，位于车上不同高度的物品散落到地面上的位置是不同的，根据测量散落物品的距离可以确定出碰撞瞬间汽车的行驶速度v。研究小组的同学通过模拟碰撞，测出散落物品M、N分别从距地面高h和H的位置水平抛落，M、N落地时相距为d，重力加速度为g。（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A．若碰撞前汽车速度增大，则物品M从抛出到落地运动时间减小
B．若碰撞前汽车速度增大，则物品M从抛出到落地运动时间不变
C．若碰撞前汽车速度增大，则物品M、N落地时相距距离d变大
D．若碰撞前汽车速度增小，则物品M、N落地时相距距离d变大
9．由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P点的线速度大小不变B．P点的加速度方向不变
C．Q点的运动轨迹是圆D．Q点在水平方向做匀速运动
10．太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（ ）
A．并非所有地外行星每年都出现冲日现象
B．在2015年内一定不会出现木星冲日
C．天王星相邻两次的冲日的时间间隔是土星的一半
D．地外行星中海王星相邻两次冲日时间间隔最短
三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。
11．（每空2分）图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（两球下落过程不发生碰撞）
（1）关于实验条件的说法，正确的有 。
A．斜槽轨道必须光滑
B．P球的质量必须大于Q球的质量
C．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
D．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
（2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f= Hz，该小球平抛时的速度大小v0= m/s，c点的竖直分速度大小为 m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）
12．（每空2分）某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻到），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。
(1)某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速 ；
(2)认为绳的张力充当向心力，如果 （用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证。
(3)该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比 （填“偏大”或“偏小”），主要原因是 。
13．（10分）宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，不计空气阻力，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
14．（12分）如图，一人骑摩托车做特技表演，从水平平台出发，从平台端点C水平飞出，恰好能从固定在竖直面内的圆弧轨道的D点沿切线进入轨道，并沿轨道恰好能运动到最高点B，O为圆心。已知圆弧轨道的半径，OD连线与竖直方向间夹角为，人与摩托车整体的质量，测得经过D点时对轨道的压力大小。人与摩托车整体视为质点，不计空气阻力，重力加速度，，。求：
（1）人与摩托车整体经过B点时的速度大小；
（2）若人与摩托车整体经过最低点A时速度为30m/s，求摩托车对轨道的压力；
（3）人与摩托车整体从C点飞出时的速度大小及从C到D的飞行时间。
15．（16分）如图所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，边长为2L，距地面的高度为H=1.8m，木板正中间有一个光滑的小孔O，一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。小球A以角速度在木板上绕О点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，О点正好是细线的中点，其中L=2m，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：
（1）小球B的角速度；
（2）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，求两小球落地点之间的距离。
参考答案：
1．C
【解析】“嫦娥号”探月卫星从点运动到，做曲线运动，速度逐渐减小，故合力指向指向凹侧，且合力与速度的方向的夹角要大于，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．A
【解析】A．排球做曲线运动，速度方向一定变化，A正确；
B．排球加速度为重力加速度，大小不变，B错误；
C．排球做斜抛运动，运动到最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为0，C错误；
D．排球速度与加速度间有夹角，方向不同，D错误。
故选A。
3．C
【解析】A．油和水绕圆心转动的角速度相等，根据
可知，因水在外层，转动半径较大，可知油的线速度小于水的线速度，故A错误；
B．根据
可知，水的向心加速度大小大于油的向心加速度大小，故B错误；
C．油做圆周运动的向心力由水提供，故水对油有指向圆心的作用力，故C正确；
D．水对油的作用力与油对水的作用力是一对相互作用力，等大反向，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】A．泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度大小相同，但是方向不同，选项A错误；
BCD．泥巴在c位置时
即在c位置的泥巴要做圆周运动时轮子对泥巴所需的吸附力最大，最容易被甩下来，选项BC错误，D正确。
故选D。
5．A
【解析】大齿轮与小齿轮的边缘线速度相等，有
自行车前进的速度大小
大齿轮的角速度大小
解得
故选A。
6．C
【解析】物体1和卫星3周期相等，则角速度相等，即
ω1=ω3
而加速度
a=rω2
则
a3＞a1
卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力，根据
知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则
a2＞a3，ω2＞ω3
对于近地卫星，有
向心加速度等于表面的重力加速度，即
g=a2
所以
g=a2＞a3＞a1，ω1=ω3＜ω2
由于地球同步卫星的轨道半径大于地球半径，根据
v=ωr
则有
v1＜v3
由于地球同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以
v2＞v3
则
v1故C正确ABD错误。
故选C。
7．D
【解析】A．根据万有引力充当向心力有
解得
可得火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为
故A错误；
B．物体环绕星体表面做圆周运动时，在星体表面有
解得
可得火星与地球表面重力加速度之比
故B错误；
C．物体环绕星体表面做圆周运动时，根据万有引力充当向心力有
解得
可得火星与地球第一宇宙速度之比为
故C错误；
D．天体的质量
可得
可得
根据万有引力充当向心力有
解得
当环绕周期最小时即环绕中心天体表面做圆周运动，此时轨道半径的等于中心天体的半径，由此可得“天问一号”绕火星与地球最小周期之比为
故D正确。
故选D。
8．BC
【解析】物品M从抛出到落地做平抛运动，竖直方向有
可得物品M从抛出到落地的时间为
同理可知物品N从抛出到落地的时间为
根据题意有
联立可得碰撞瞬间汽车的行驶速度为
AB．若碰撞前汽车速度增大，由于下落高度不变，所以物品M从抛出到落地运动时间不变，故A错误，B正确；
CD．根据
若碰撞前汽车速度增大，由于下落时间不变，则物品M、N落地时相距距离d变大；若碰撞前汽车速度增小，由于下落时间不变，则物品M、N落地时相距距离d变小；故C正确，D错误。
故选BC。
9．AC
【解析】A．P点绕O点匀速转动，可知 P点的线速度大小不变，选项A正确；
B．P点绕O点做匀速圆周运动，则加速度方向指向O点，不断变化，选项B错误；
C．因P点做圆周运动，Q点相对P点静止，可知Q点的运动轨迹是圆，选项C正确；
D．因P点做匀速圆周运动，杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，P点的水平速度增加，则Q点的水平速度也是增加，则Q点在水平方向不是匀速运动，选项D错误。
故选AC。
10．ABD
【解析】A．根据开普勒第三定律，有
解得
则有
=1.84年
年=11.86年
年=29.28年
年=82.82年
年=164.32年
如果两次行星冲日时间间隔为1年，则地球多转动一周，有
代入数据，有
解得，T0为无穷大；即行星不动，才可能在每一年内发生行星冲日，显然不可能，故A正确；
B．2014年1月6日木星冲日，木星的公转周期为11.86年，在2年内地球转动2圈，木星转动不到一圈，故在2015年内一定会出现木星冲日，故B正确；
C．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故天王星相邻两次冲日的时间间隔为
土星相邻两次冲日的时间间隔为
故C错误；
D．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故D正确。
故选ABD。
11． D 25 0.80 1.0
【解析】（1）A．在研究小球做平抛运动规律的实验中，并不需要斜槽轨道光滑，只要保证保证小球做平抛运动即可，斜槽是否光滑对实验没有影响，故A错误；
B．P球不与Q球直接发生碰撞，P球从斜槽上无初速度释放后在斜槽末端只需与挡片相碰就可使电路断开使电磁铁释放Q小球，这个对照实验验证了做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，与P、Q之间的质量无关，故B错误；
CD．该实验过程只为验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，并不是为了得到平抛运动的轨迹，因此不需要保证小球每次做平抛运动的初速度相同，所以P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，故C错误，D正确。
故选D。
（2）平抛运动在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，根据坐标纸中的点迹可得，在水平方向
在竖直方向由逐差相等可得
联立解得
，
根据周期与频率之间的关系可得
根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知在c点竖直分速度
12．(1)(2)(3) 偏小 滑块与水平杆间有摩擦力
【解析】（1）挡光片宽度为d，挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速
（2）绳的张力充当向心力，由向心力公式，如果
则向心力的表达式得到验证。
（3）滑块做圆周运动时，滑块受到水平杆的摩擦力，设滑块受水平杆的摩擦力大小是，方向沿水平杆指向圆心，对滑块由牛顿第二定律可得
解得
可知拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比偏小。
偏小的主要原因是由于滑块与水平杆间有摩擦力，因此会产生实验误差。
13．(1)；(2) ；(3) ；
【解析】(1)设该星球表面的重力加速度为g，根据平抛运动规律：
水平方向
x=v0t
竖直方向
平抛位移与水平方向的夹角的正切值
得
(2)在星球表面有
所以
该星球的密度
(3)由
可得
v=
又
GM=gR2
所以
14．（1）；（2）15000N；（3），
【解析】（1）沿轨道恰好能运动到最高点B，则有
解得人与摩托车整体经过B点时的速度大小为
（2）在最低点A对其受力分析，运用牛顿第二定律得
代入数据解得
N=15000N
根据牛顿第三定律
F压=N=15000N
（3）在D点处，根据牛顿第二定律可得
又根据牛顿第三定律可知
解得
则人与摩托车整体从C点飞出时的速度大小
D点处的竖直分速度为
则从C到D的飞行时间为
15．（1）；（2）
【解析】（1）A和B的圆周运动半径分别为
其中θ为BO线与竖直方向的夹角，设绳子拉力为T，则对A有
对B有
，
联立解得
，
（2）当剪断细绳后，A先匀速运动L，后做平抛运动；B做平抛运动，A做圆周运动的线速度为
B做圆周运动的线速度为
半径为
做平抛运动过程中A的水平位移为
做平抛运动过程中B的水平位移为
如图为A、B两小球在轨迹的俯视图可知（其中包含A在正方向abcd上做的距离为L的匀速直线运动）
可知A、B落地点间距为
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径（AU）
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
命题组组长：吴薇（113中学）审题人：张珂莹（秀全中学）
命题组成员：陈颖斯（培英中学）朱广红（86中）
试卷说明：本试卷分选择题和非选择题两部分，满分为100分，考试时间为75分钟。
注意事项：
1、答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的班级、姓名和考号填写在答题卡，并在答题卡上用2B铅笔将相应的信息点涂黑。不按要求填涂的，答卷无效。
2、选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，答案不能答在试卷上。
3、非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区城内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1．“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时，假设沿曲线从点向点飞行的过程中，速度逐渐减小，在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（ ）
A．B．
C．D．
2．如图所示，女排运动员将排球斜向上拍出，若忽略空气阻力，则关于排球在空中的运动，下列说法正确的是（ ）
A．速度方向一定变化
B．加速度大小一定变化
C．排球运动到最高点时的速度为零
D．速度方向与加速度方向相同
3．2022年3月23日的“天宫课堂”上，航天员叶光富用绳子一端系住装有水油混合液体的瓶子，做如图所示的圆周运动，一段时间后水和油成功分层（水油分层需要判断），以空间站为参考系，水油分离后的圆周运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．油的线速度大于水的线速度
B．油的向心加速度比水的向心加速度大
C．水对油有指向圆心的作用力
D．水对油的作用力大于油对水的作用力
4．雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”，如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就会被甩下来。如图所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，下列正确的是（ ）
A．泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度相同
B．泥巴在b、d位置时最容易被甩下来
C．泥巴在a位置时最容易被甩下来
D．泥巴在c位置时最容易被甩下来
5．某人骑自行车在平直路面上沿直线匀速行驶，如图所示，自行车的大齿轮的半径为，小齿轮的半径为，车轮的半径为，大齿轮转动的周期为T，则自行车前进的速度大小为（ ）
A．B．C．D．
6．地球赤道上有一物体随地球自转，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，则（ ）
A．g=a1=a3B．a1>a2>a3
C．v1
A．火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为9∶4
B．火星与地球表面重力加速度之比2∶1
C．火星与地球第一宇宙速度之比2∶1
D．火星与地球平均密度之比4∶5，“天问一号”绕火星与地球最小周期之比
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8．交通事故发生时，位于车上不同高度的物品散落到地面上的位置是不同的，根据测量散落物品的距离可以确定出碰撞瞬间汽车的行驶速度v。研究小组的同学通过模拟碰撞，测出散落物品M、N分别从距地面高h和H的位置水平抛落，M、N落地时相距为d，重力加速度为g。（不计空气阻力）下列说法正确的是（ ）
A．若碰撞前汽车速度增大，则物品M从抛出到落地运动时间减小
B．若碰撞前汽车速度增大，则物品M从抛出到落地运动时间不变
C．若碰撞前汽车速度增大，则物品M、N落地时相距距离d变大
D．若碰撞前汽车速度增小，则物品M、N落地时相距距离d变大
9．由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．P点的线速度大小不变B．P点的加速度方向不变
C．Q点的运动轨迹是圆D．Q点在水平方向做匀速运动
10．太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（ ）
A．并非所有地外行星每年都出现冲日现象
B．在2015年内一定不会出现木星冲日
C．天王星相邻两次的冲日的时间间隔是土星的一半
D．地外行星中海王星相邻两次冲日时间间隔最短
三、非选择题：共54分，考生根据要求作答。
11．（每空2分）图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与Q小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。（两球下落过程不发生碰撞）
（1）关于实验条件的说法，正确的有 。
A．斜槽轨道必须光滑
B．P球的质量必须大于Q球的质量
C．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放
D．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放
（2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为L=1.6cm，则频闪相机的拍照频率f= Hz，该小球平抛时的速度大小v0= m/s，c点的竖直分速度大小为 m/s。（结果保留2位有效数字，重力加速度g取10m/s2）
12．（每空2分）某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻到），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。
(1)某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速 ；
(2)认为绳的张力充当向心力，如果 （用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证。
(3)该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比 （填“偏大”或“偏小”），主要原因是 。
13．（10分）宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为α，不计空气阻力，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
14．（12分）如图，一人骑摩托车做特技表演，从水平平台出发，从平台端点C水平飞出，恰好能从固定在竖直面内的圆弧轨道的D点沿切线进入轨道，并沿轨道恰好能运动到最高点B，O为圆心。已知圆弧轨道的半径，OD连线与竖直方向间夹角为，人与摩托车整体的质量，测得经过D点时对轨道的压力大小。人与摩托车整体视为质点，不计空气阻力，重力加速度，，。求：
（1）人与摩托车整体经过B点时的速度大小；
（2）若人与摩托车整体经过最低点A时速度为30m/s，求摩托车对轨道的压力；
（3）人与摩托车整体从C点飞出时的速度大小及从C到D的飞行时间。
15．（16分）如图所示，水平放置的正方形光滑木板abcd，边长为2L，距地面的高度为H=1.8m，木板正中间有一个光滑的小孔O，一根长为2L的细线穿过小孔，两端分别系着两个完全相同的小球A、B，两小球在同一竖直平面内。小球A以角速度在木板上绕О点沿逆时针方向做匀速圆周运动时，B也在水平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，О点正好是细线的中点，其中L=2m，不计空气阻力，取g=10m/s2。求：
（1）小球B的角速度；
（2）当小球A、B的速度方向均平行于木板ad边时，剪断细线，求两小球落地点之间的距离。
参考答案：
1．C
【解析】“嫦娥号”探月卫星从点运动到，做曲线运动，速度逐渐减小，故合力指向指向凹侧，且合力与速度的方向的夹角要大于，故ABD错误，C正确。
故选C。
2．A
【解析】A．排球做曲线运动，速度方向一定变化，A正确；
B．排球加速度为重力加速度，大小不变，B错误；
C．排球做斜抛运动，运动到最高点时竖直方向速度为零，水平方向速度不为0，C错误；
D．排球速度与加速度间有夹角，方向不同，D错误。
故选A。
3．C
【解析】A．油和水绕圆心转动的角速度相等，根据
可知，因水在外层，转动半径较大，可知油的线速度小于水的线速度，故A错误；
B．根据
可知，水的向心加速度大小大于油的向心加速度大小，故B错误；
C．油做圆周运动的向心力由水提供，故水对油有指向圆心的作用力，故C正确；
D．水对油的作用力与油对水的作用力是一对相互作用力，等大反向，故D错误。
故选C。
4．D
【解析】A．泥巴在a、b、c、d四个位置的向心加速度大小相同，但是方向不同，选项A错误；
BCD．泥巴在c位置时
即在c位置的泥巴要做圆周运动时轮子对泥巴所需的吸附力最大，最容易被甩下来，选项BC错误，D正确。
故选D。
5．A
【解析】大齿轮与小齿轮的边缘线速度相等，有
自行车前进的速度大小
大齿轮的角速度大小
解得
故选A。
6．C
【解析】物体1和卫星3周期相等，则角速度相等，即
ω1=ω3
而加速度
a=rω2
则
a3＞a1
卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力，根据
知轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，则
a2＞a3，ω2＞ω3
对于近地卫星，有
向心加速度等于表面的重力加速度，即
g=a2
所以
g=a2＞a3＞a1，ω1=ω3＜ω2
由于地球同步卫星的轨道半径大于地球半径，根据
v=ωr
则有
v1＜v3
由于地球同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以
v2＞v3
则
v1
故选C。
7．D
【解析】A．根据万有引力充当向心力有
解得
可得火星与地球绕太阳运动的向心加速度大小之比为
故A错误；
B．物体环绕星体表面做圆周运动时，在星体表面有
解得
可得火星与地球表面重力加速度之比
故B错误；
C．物体环绕星体表面做圆周运动时，根据万有引力充当向心力有
解得
可得火星与地球第一宇宙速度之比为
故C错误；
D．天体的质量
可得
可得
根据万有引力充当向心力有
解得
当环绕周期最小时即环绕中心天体表面做圆周运动，此时轨道半径的等于中心天体的半径，由此可得“天问一号”绕火星与地球最小周期之比为
故D正确。
故选D。
8．BC
【解析】物品M从抛出到落地做平抛运动，竖直方向有
可得物品M从抛出到落地的时间为
同理可知物品N从抛出到落地的时间为
根据题意有
联立可得碰撞瞬间汽车的行驶速度为
AB．若碰撞前汽车速度增大，由于下落高度不变，所以物品M从抛出到落地运动时间不变，故A错误，B正确；
CD．根据
若碰撞前汽车速度增大，由于下落时间不变，则物品M、N落地时相距距离d变大；若碰撞前汽车速度增小，由于下落时间不变，则物品M、N落地时相距距离d变小；故C正确，D错误。
故选BC。
9．AC
【解析】A．P点绕O点匀速转动，可知 P点的线速度大小不变，选项A正确；
B．P点绕O点做匀速圆周运动，则加速度方向指向O点，不断变化，选项B错误；
C．因P点做圆周运动，Q点相对P点静止，可知Q点的运动轨迹是圆，选项C正确；
D．因P点做匀速圆周运动，杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，P点的水平速度增加，则Q点的水平速度也是增加，则Q点在水平方向不是匀速运动，选项D错误。
故选AC。
10．ABD
【解析】A．根据开普勒第三定律，有
解得
则有
=1.84年
年=11.86年
年=29.28年
年=82.82年
年=164.32年
如果两次行星冲日时间间隔为1年，则地球多转动一周，有
代入数据，有
解得，T0为无穷大；即行星不动，才可能在每一年内发生行星冲日，显然不可能，故A正确；
B．2014年1月6日木星冲日，木星的公转周期为11.86年，在2年内地球转动2圈，木星转动不到一圈，故在2015年内一定会出现木星冲日，故B正确；
C．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故天王星相邻两次冲日的时间间隔为
土星相邻两次冲日的时间间隔为
故C错误；
D．如果两次行星冲日时间间隔为t年，则地球多转动一周，有
解得
故地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故D正确。
故选ABD。
11． D 25 0.80 1.0
【解析】（1）A．在研究小球做平抛运动规律的实验中，并不需要斜槽轨道光滑，只要保证保证小球做平抛运动即可，斜槽是否光滑对实验没有影响，故A错误；
B．P球不与Q球直接发生碰撞，P球从斜槽上无初速度释放后在斜槽末端只需与挡片相碰就可使电路断开使电磁铁释放Q小球，这个对照实验验证了做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，与P、Q之间的质量无关，故B错误；
CD．该实验过程只为验证做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，并不是为了得到平抛运动的轨迹，因此不需要保证小球每次做平抛运动的初速度相同，所以P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放，故C错误，D正确。
故选D。
（2）平抛运动在竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速直线运动，根据坐标纸中的点迹可得，在水平方向
在竖直方向由逐差相等可得
联立解得
，
根据周期与频率之间的关系可得
根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，可知在c点竖直分速度
12．(1)(2)(3) 偏小 滑块与水平杆间有摩擦力
【解析】（1）挡光片宽度为d，挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速
（2）绳的张力充当向心力，由向心力公式，如果
则向心力的表达式得到验证。
（3）滑块做圆周运动时，滑块受到水平杆的摩擦力，设滑块受水平杆的摩擦力大小是，方向沿水平杆指向圆心，对滑块由牛顿第二定律可得
解得
可知拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比偏小。
偏小的主要原因是由于滑块与水平杆间有摩擦力，因此会产生实验误差。
13．(1)；(2) ；(3) ；
【解析】(1)设该星球表面的重力加速度为g，根据平抛运动规律：
水平方向
x=v0t
竖直方向
平抛位移与水平方向的夹角的正切值
得
(2)在星球表面有
所以
该星球的密度
(3)由
可得
v=
又
GM=gR2
所以
14．（1）；（2）15000N；（3），
【解析】（1）沿轨道恰好能运动到最高点B，则有
解得人与摩托车整体经过B点时的速度大小为
（2）在最低点A对其受力分析，运用牛顿第二定律得
代入数据解得
N=15000N
根据牛顿第三定律
F压=N=15000N
（3）在D点处，根据牛顿第二定律可得
又根据牛顿第三定律可知
解得
则人与摩托车整体从C点飞出时的速度大小
D点处的竖直分速度为
则从C到D的飞行时间为
15．（1）；（2）
【解析】（1）A和B的圆周运动半径分别为
其中θ为BO线与竖直方向的夹角，设绳子拉力为T，则对A有
对B有
，
联立解得
，
（2）当剪断细绳后，A先匀速运动L，后做平抛运动；B做平抛运动，A做圆周运动的线速度为
B做圆周运动的线速度为
半径为
做平抛运动过程中A的水平位移为
做平抛运动过程中B的水平位移为
如图为A、B两小球在轨迹的俯视图可知（其中包含A在正方向abcd上做的距离为L的匀速直线运动）
可知A、B落地点间距为
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径（AU）
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
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