2022-2023学年江苏省如皋市长江高级中学、淮安市南陈集中学高一（下）测试物理试卷
一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）
1. 年月珠海航展，我国战机“歼”再次闪亮登场．表演中，战机先水平向右加速，再沿着曲线斜向上加速运动，最后沿着陡斜线直入云霄．战机飞行到曲线上点时受到的合外力为，则的方向可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2. 某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，向大平台圆心处的球筐内投篮球．如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中的篮球可能被投入球筐的是图中箭头指向表示投篮方向( )
A. B.
C. D.
3. 如图所示，做匀速直线运动的汽车通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物，设重物和汽车的速度大小分别为、，则( )
A. B.
C. 绳子对的拉力大于的重力 D. 绳子对的拉力等于的重力
4. 如图所示，、两篮球先后从相同高度抛出后直接落入篮筐，落入篮筐时的速度方向相同，下列判断正确的是( )
A. A、从抛出到落入篮筐所用时间相同
B. 在最高点的速度比在最高点的速度大
C. A、落入篮筐时速度大小相同
D. A、上升过程中，在任意相同高度时的速度方向均相同
5. 理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体包括卫星绕行星的运动都适用。下列关于开普勒第三定律的公式的说法正确的是( )
A. 公式只适用于轨道是椭圆的运动
B. 式中的值，对于所有行星和卫星都相同
C. 式中的值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星或卫星无关
D. 若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离
6. 质量为的小球用长为的轻质细线悬挂在点，在点的正下方 处有一光滑小钉子，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间瞬时速度不变，细线没有断裂，则下列说法正确的是( )
A. 小球的线速度突然增大 B. 小球的角速度突然减小
C. 小球对细线的拉力突然增大 D. 小球对细线的拉力保持不变
7. 有一质量为、半径为的密度均匀球体，在距离球心为的地方有一质量为的质点．先从中挖去一半径为的球体，如图所示，则剩余部分对质点的万有引力大小为( )
A. B. C. D.
8. 如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为，设质量分别用、表示，且则可知( )
A. 、做圆周运动的线速度之比为
B. 、做圆周运动的角速度之比为
C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大
D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小
9. 如图所示，航天飞机在完成太空任务后，在点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，为轨道Ⅱ上的近地点，关于航天飞机的运动，下列说法中错误的是( )
A. 在轨道Ⅱ上经过的速度小于经过的速度
B. 在轨道Ⅱ上经过的速度小于在轨道Ⅰ上经过的速度
C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D. 在轨道Ⅱ上经过的向心加速度小于在轨道Ⅰ上经过的向心加速度
10. 如图所示，位于教室中央的光源发出一个闪光，闪光照到了教室的前壁和后壁．教室的长度为在平行于教室高速运动的太空飞船上的观察者( )
A. 测得照到前壁的光速度小于 B. 观测到飞船上的时间进程比教室快
C. 测得教室的长度大于 D. 观察到光先到达后壁
11. 如图所示，一轻质立方体被从水表面缓慢压入水中，直至其上表面没入水中，已知立方体的棱长为，水的密度为，重力加速度为，不考虑水面高度的变化．该过程中，立方体克服水的浮力所做的功为( )
A. B. C. D.
二、实验题（本大题共1小题，共10.0分）
12. 在“探究平抛运动的特点”的实验中：
甲乙 丙
某同学先观察了如图甲所示的演示实验，、两球同时落地，说明_______________；该同学设计了图乙的实验：将两个斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平，把两个质量相等的小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道与光滑水平板衔接，则他将观察到的现象是_________________________________，这说明 ．
如图丙所示，该同学采用频闪照相机拍摄到小球做平抛运动的照片，图中背景方格的边长为，、、是摄下的三个小球位置，如果取，则：
照相机拍摄时每________曝光一次；
小球做平抛运动的初速度的大小为________．
三、计算题（本大题共4小题，共46.0分）
13. 如图所示，一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，重力加速度为．
小球运动到最高点时，求杆对球的作用力；
小球运动到水平位置时，求杆对球的作用力．
14. 如图所示，将质量为的小球从倾角为的光滑斜面上点以速度水平抛出即，小球运动到点，已知点的高度为，重力加速度为，求：
小球加速度的大小；
小球到达点的时间；
小球到达点时的速度大小．
15. 如图所示，质量为的木块在倾角的足够长的固定斜面上由静止开始下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为，已知：，，取，求：
前内重力做的功；
前内重力的平均功率；
末重力的瞬时功率．
16. 某卫星在赤道平面内绕地球做圆周运动，运行方向与地球自转方向相同，赤道上有一卫星测控站。已知卫星距地面的高度为，地球的半径为，地球表面的重力加速度为。
求卫星做圆周运动的周期；
若地球自转周期为，求卫星和测控站能连续直接通讯的最长时间卫星信号传输时间可忽略
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查曲线运动的特点，解决问题的关键是清楚做曲线运动的物体的速度方向、合外力的方向和轨迹位置之间的关系，知道做曲线运动的条件。
【解答】
战机飞行轨迹是曲线，根据曲线运动的条件，受到的合外力方向指向曲线的内侧，因为是加速运动，合外力的方向与该点的速度方向的夹角为锐角，如图所示。
；
故D正确，ABC错误。
故选D。
2.【答案】
【解析】
【分析】
球参与了沿圆周切线方向运动和出手方向的运动，根据平行四边形定则确定合速度的方向，从而确定篮球能否被投入球框。
解决本题的关键知道球参与了两个方向的运动，通过平行四边形定则进行判断，注意圆周运动某点的切线方向即为线速度的方向。
【解答】
解：当沿圆周切线方向的速度和出手速度的合速度沿篮筐方向，球就会被投入篮筐，故B正确，ACD错误。
3.【答案】
【解析】解：、小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设斜拉绳子与水平面的夹角为，
由几何关系可得：，所以；故AB错误；
、因汽车匀速直线运动，而逐渐变小，故逐渐变大，物体有向上的加速度，处于超重状态，故C正确，D错误。
故选：。
解决本题的关键将汽车的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，知道沿绳子方向的速度等于重物的速度大小。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了抛体运动的规律，解决本题的关键知道斜抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律。
根据斜抛运动水平方向匀速，竖直方向做竖直上抛运动，结合本题条件分析可得结果。
【解答】
A.由于上升的最大高度更大，则上升时间大，同理从最高点下落到篮筐的竖直位移也大，所以下落时间也大，故A从抛出到落入篮筐所用时间更大，故A错误；
B.两球落入篮筐时的竖直速度，其中是最高点到篮筐的竖直位移，显然球的竖直速度更大，因为落入篮筐时的速度方向相同，则有相同，其中是速度方向与水平方向的夹角，所以球的水平速度更大，在最高点时，两球的速度都是水平速度，所以在最高点的速度比在最高点的速度大，故B正确；
C.、从最高点下落，做平抛运动，由于高度不同，竖直速度大小不同，由于落入篮筐时的速度方向相同，所以、落入篮筐时速度大小不同，故C错误；
D.、上升过程中，当上升到最高点时，速度方向水平，而相同高度的仍然继续上升，速度方向不同，故D错误。
5.【答案】
【解析】解：、开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．所以也适用于轨道是圆的运动，故A错误；
B、式中的是与中心星体的质量有关．不是对所有行星和卫星都相同，故B错误．
C、式中的是与中心星体的质量有关，与绕中心天体旋转的行星或卫星无关，故C正确；
D、式中的是与中心星体的质量有关，已知月球与地球之间的距离，无法求出地球与太阳之间的距离．故D错误
故选：
开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．式中的是与中心星体的质量有关的．
此题需要掌握：开普勒运动定律不仅适用于椭圆运动，也适用于圆周运动，不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动．式中的是与中心星体的质量有关的．
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了圆周运动的角速度以及向心力的计算。把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，线速度大小不变，半径减小，根据判断角速度大小的变化，根据牛顿第二定律列出方程判断悬线拉力的变化。
【解答】
把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于绳子拉力与重力都与速度垂直，所以不改变速度大小，即线速度大小不变，而半径变为原来的一半，根据，则角速度增大到原来的倍，故AB错误；
根据牛顿第二定律得：所以，由牛顿第三定律小球对细线的拉力，当细线碰到钉子的瞬间变小，其他量不变，则绳子对小球的拉力增大，所以小球对细线的拉力增大，故C正确，D错误。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查万有引力定律的应用，采用割补法解题，基础题。
用没挖之前球对质点的引力，减去被挖部分对质点的引力，就是剩余部分对质点的引力，本题的关键就是要对挖之前的引力和挖去部分的引力计算，而不是直接去计算剩余部分的引力，因为那是一个不规则球体，其引力直接由公式得到。
【解答】
在小球内部挖去一个半径为的球体，挖去小球的质量为：，
挖去小球前球与质点的万有引力：，
被挖部分对质点的引力为：，
则剩余部分对的万有引力，故C正确，ABD错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查双星问题，双星是圆周运动在万有引力运用中典型问题，关键抓住它们之间的关系：角速度和周期相同，由相互之间的万有引力提供向心力。双星在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的点做周期相同的匀速圆周运动，根据牛顿第二定律分别对两星进行列式，来求解半径之比，并得出各自的线速度之比；根据周期的表达式判断双星的总质量和两者之间的距离与周期之间的关系。
【解答】
A.双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，设为，则有
解得，根据，，故A正确；
B.双星具有相同的角速度，则、做圆周运动的角速度之比为 ，故B错误；
根据万有引力提供向心力，有
得，
联立得
解得
由上式可知双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小；
双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故CD错误。
故选A。
9.【答案】
【解析】略
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键是记住狭义相对论的光速不变原理，知道运动中的尺缩效应，运动延迟的效应。
狭义相对论是由爱因斯坦在前人工作基础上创立的时空理论，是对牛顿时空观的拓展和修正．爱因斯坦以光速不变原理出发，建立了新的时空观．
狭义相对论的运动延时效应和尺缩效应是比较有名的，较难理解，最好记住规律．
【解答】
A、根据狭义相对论的光速不变原理，飞船上的观测者测得照到前壁的光信号速度等于，故A错误；
B、根据爱因斯坦的狭义相对论，得到运动延迟的效应；飞船上的人以自己为参考系，认为地球在高速运动，故看到地球上的钟变慢了；即观测到飞船上的时间进程比教室快，故B正确；
C、由相对论原理可知，，飞船高速运动，观察者看到的车教室的长度比静止时要短，故C错误；
D、飞船上的观察者认为，飞船是个惯性系，光向前、向后传播的速度相等，光源在教室中央，闪光同时到达前后两壁，故D错误。
11.【答案】
【解析】
【分析】
求出浮力与向下运动的位移的关系，利用平均作用力乘以位移计算功。
本题主要是考查功的计算，知道力随位移呈线性变化时，可以用平均作用力乘以位移计算功。
【解答】
设浸入水的深度为，所受浮力大小为，可见浮力与浸入水中的位移成正比，且浮力与位移方向相反，则克服浮力做的功为：，故ACD错误，B正确。
故选B。
12.【答案】 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动球落到光滑水平板上并击中球平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
【解析】题图甲中、两球同时落地，说明球的平抛运动在竖直方向的分运动与球的运动相同；题图乙中球与球恰好在平板上相碰，说明球在水平方向的分运动与球的运动相同．
由，，可得．
由，，可得．
13.【答案】解：小球运动到最高点时，设杆对球的作用力为 ，则牛顿第二定律可得：
解得：，为正值方向竖直向下，为负值方向竖直向上；
小球运动到水平位置时，设杆对球的作用力为，则牛顿第二定律可得：，，
方向与水平方向夹角的正切值为
【解析】小球在竖直平面内做匀速圆周运动，由合力提供向心力，小球运动到最高点时，根据牛顿第二定律求杆对球的作用力。
小球运动到水平位置时，根据牛顿第二定律求出杆对小球水平方向的作用力，再与竖直方向的作用力合成。即可求解。
解题的关键是要明确小球做匀速圆周运动时，由合力提供向心力，沿圆弧切线方向的合力为零。
14.【答案】解小球从点抛出后在斜面上做类平抛运动，由牛顿第二定律得
得 ；
小球在沿斜面向下的方向做初速度为零的匀加速直线运动，
有
解得；
小球沿水平方向做匀速直线运动，有
小球在沿斜面向下的方向做初速度为零的匀加速直线运动，有
小球到达点时的速度大小为。
【解析】
【分析】小球所受的合力沿斜面向下，做类平抛运动，将小球的运动分解到沿斜面向下方向和平行于斜面底端方向，在平行斜面底端方向上做匀速直线运动，在沿斜面向下方向上做匀加速直线运动，由牛顿第二定律求出加速度，由长度求出时间，并由速度公式求出沿斜面向下方向上的速度，根据平行四边形定则求出点的速度。
解决本题的关键掌握运动的合成和分解，知道分运动和合运动具有等时性，采用的方法与平抛运动类似。
15.【答案】解：木块所受的合外力
木块的加速度
前内木块的位移
所以，重力在前内做的功为
重力在前内的平均功率为
木块在末的速度
末重力的瞬时功率
答：求内重力做的功为；内的平均功率为；第末重力的瞬时功率。
【解析】通过受力分析求出物体下滑时的加速度，由运动学公式求出内下滑的位移，由求出重力做的功；
由求出内平均功率；
求出末的速度，由求出瞬时功率。
本题考查了牛顿第二定律和运动学公式与功与功率的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
16.【答案】解：设地球质量为，卫星的质量为，根据万有引力提供向心力，有
解得；
如图所示，
卫星的通讯信号视为沿直线传播，由于地球遮挡，使卫星和地面测控站不能一直保持直接通讯，设无遮挡时间为，则它们转过的角度之差最多为时就不能通讯，
。
【解析】本题考查卫星的运行规律。
卫星在运行时由万有引力提供向心力；在地球表面时，重力大小近似等于引力大小可得，联立即可解答；
卫星与地面测控站间不能一直直接通信，利用可以表示出转过的角度，当转过一定角度时，就不能直接通信，画出示意图解答。
第1页，共1页
