卷子答案网-一个不只有答案的网站陕西省宝鸡市金台区2022-2023学年高一下学期期中质量检测物理试题
一、单选题
1．下列关于物理学史和物理思想方法，叙述错误的是（ ）
A．卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”
B．“牛顿第一定律”是牛顿通过大量实验得出的
C．从物理思想方法上讲，平均速度体现了“等效替代”的物理思想
D．加速度是采用“比值法”定义的物理量
【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”，故A正确；
B.“牛顿第一定律”是在大量实验的基础上并通过科学推理而得到，而并非直接实验得到，故B错误；
C.从物理思想方法上讲，平均速度体现了“等效替代”的物理思想，即用平均速度等效替代各个位置的瞬时速度，故C正确；
D.加速度是是采用了“比值法”定义的物理量，故D正确；
故答案为：B。
【分析】A.万有引力是一个很小的数据，需要用到一定的放大思想测出；
B.注意的是牛顿第一定律不是一个实验定律，而是在实验的基础上科学推理而得到的；
C.平均速度替代了每个位置的瞬时速度的作用效果，体现了等效替代的思想；
D.据加速度定义式可知，加速度是一个比值法定义得到的物理量。
2．一质点沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小，在此过程中质点所受合力的方向可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件；运动的合成与分解
【解析】【解答】AD.做曲线运动，合力方向指向轨迹的凹侧，故AD错误；
BC.曲线运动在每点的速度方向在其切线方向，而速度逐渐减小，合力方向与速度方向的夹角应大于900，故B错误，故C正确。
故答案为：C。
【分析】AD.曲线运动合力方向应指向轨迹的凹侧；BC.而速度逐渐减小，其合力方向与速度方向的夹角应是钝角。
3．某同学在篮球场进行投篮练习，某次投篮时篮球的运动轨迹如图所示．已知在D点时篮球的速度方向与加速度方向相互垂直，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．篮球在D点时的速率比在A点时的大
B．篮球在A点时的加速度比在E点时的大
C．从C点到E点，篮球的加速度与速度方向始终垂直
D．从A点到E点，篮球的加速度方向与速度方向的夹角先大于后小于
【答案】D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】B.篮球抛出后做的是抛体运动，忽略空气阻力只受重力，重力的大小方向都不变由故加速度大小方向都不变；故B错误；
ACD.篮球抛出后做的是曲线运动，在每点的速度方向都是在其切线方向，重力竖直向下，在A点到D点过程中重力与速度方向都夹角大于90°，速度会逐渐减小，过D点之后重力方向（加速度方向）与速度方向的夹角小于90°，故AC错误，故D正确。
故答案为：D。
【分析】篮球抛出后对篮球做受力分析可知，篮球只受重力，且篮球做的是曲线运动据曲线运动速度方向的特点即每点的切线方向；当力的方向与速度方向的夹角大于900时，速度逐渐减小，小于900时速度逐渐增大。
4．洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上相对筒壁静止，如图所示，则此时（ ）
A．衣物受到重力、筒壁的弹力，摩擦力和向心力的作用
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的
C．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
D．衣物随筒壁做圆周运动的转速增大，筒壁对衣物弹力增大
【答案】D
【知识点】匀速圆周运动；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.衣物相对于筒壁静止，衣物与筒壁做圆周运动衣物受重力，筒壁的弹力与摩擦力，但不受向心力，因为向心力是一个效果力，因为总是指向圆心而得，故A错误；
B.衣物做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供，因为摩擦力的方向竖直向上，故B错误；
C.筒壁对衣物的摩擦力与衣物的重力是一对平衡力大小等于衣物的重力，故筒壁对衣物的摩擦力的大小不变，与转速无关，故C错误；
D.向心力由筒壁对衣物的弹力提供，当转速增大时所需向心力也增大，故筒壁对衣物的弹力增大，故D正确；
故答案为：D。
【分析】ABD.衣物受到重力，筒壁的弹力，摩擦力不受向心力，向心力由筒壁的弹力提供；随着转速的增大，所需向心力增大，筒壁对衣物的弹力增大；
C.摩擦力与重力是一对平衡力，故其大小与转速无关。
5．下列说法正确的是（ ）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B．如图b，一圆锥摆，若增加绳长，增大，而保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度也跟着增大
C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力大于B位置处的支持力
D．如图d，火车转弯若超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用
【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.汽车通过拱桥最高点时重力与桥面给的支持力的合力提供向心力，mg>F，故处于失重状态，故A错误；
B.设摆长为L，重力与绳子的拉力的合力提供向心力：；，解得 ，而高度不变，故角速度不变，故B错误；
C.对两球受力分析可知，受力情况相同，设侧面与竖直方向的夹角为，则侧面对小球的弹力，故A，B两位置所受支持力相同，故C错误；
D.火车按规定速度转弯时，轨道对火车的弹力与重力的合力提供向心力，若超过规定速度，则弹力与重力的合力不足以提供向心力，则会向外挤压外轨，产生弹力来提供向心力，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A.汽车在通过最高点时，到底处于超重还是失重状态，用重力与弹力进行比较，若重力大于弹力，则处于失重，反之超重；
B.去分析题意列方程，解得关于的结果，再去分析如何改变；
C.对两球受力分析再进行比较弹力的大小；
D.对生活中的圆周运动进行一些了解。
6．如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是（ ）
A．天 B．1天 C．天 D．9天
【答案】B
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】设人造地球卫星做圆周运动的半径为R，则月球绕地球的半径为9R，由开普勒第三定律可得
解得，故答案为：B。
【分析】地球为同一个中心天体，知道圆周运动的半径关系，可以用开普勒第三定律求得周期的关系。
7．第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，图甲为谷爱凌跳台滑雪的场景，运动轨迹如图乙所示。谷爱凌从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．从C到E的时间比从E到D的时间短
B．轨迹CE和ED长度相等
C．轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1：3
D．轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等
【答案】D
【知识点】运动的合成与分解；斜抛运动
【解析】【解答】曲线运动采用合成与分解，可以C点为坐标原点，以CD为x轴，垂直于CD与C点为y轴，将运动分解为y轴上类似于竖直上抛，x轴上的匀加速直线运动可得，
A.E点离坡道最远说明y轴上达到最高点，由竖直上抛的对称性可知，C到E时间与E到D时间相同，故A错误；
B.做的是加速曲线运动，CE段的平均速率要小于ED段的平均速率，而时间相同，故轨迹CE的长度小于ED的长度，故B错误；
C.运动员在x轴上做的是初速度不为零的匀加速直线运动，由CE与ED时间相同，故CE与ED在CD的投影长度不等于1：3，故C错误；
D.由分析可知运动员在水平方向做匀速直线运动，CE段与ED段运动时间相同，由可得CE与ED在水平方向的投影长度相同，故D正确；
故答案为：D。
【分析】对与曲线运动，一般采用运动的合成与分解，坐标系建立得好能让问题更好的被解决。
二、多选题
8．两颗人造地球卫星质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则下述说法中，正确的是
A．它们的周期之比是 B．它们的线速度之比是
C．它们的向心加速度之比是1∶9 D．它们的向心力之比是1∶9
【答案】B,C
【知识点】匀速圆周运动；万有引力定律的应用
【解析】【解答】两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设地球质量为M，则有，
D.，解得向心力之比为1：18，故D错误；
A.，解得，他们的周期之比，故A错误；
B.，解得 ，他们的线速度之比为，故B正确；
C.，解得向心加速度之比为1：9，故C正确；
故答案为：BC。
【分析】天体运动知万有引力提供向心力列不同的方程可解出所需或所比较的物理量。
9．一质量为1kg的物体（可视为质点）在竖直平面内运动，它在竖直方向的速度—时间图像和水平方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．物体的运动轨迹是一条曲线
B．物体所受合力的大小为1N
C．时刻，物体的速度大小为2m/s
D．在内物体的位移大小为6m
【答案】A,B
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动；运动的合成与分解
【解析】【解答】由图像可知在素质方向物体做匀加速直线运动加速度，水平方向做匀速直线运动速度为则有；
A.物体竖直方向有加速度且不为零，故合力大小不为零方向竖直方向，水平方向做匀速直线运动，故竖直方向与水平方向速度的矢量和方向与合力方向不在一条直线上，故物体的运动轨迹是曲线，故A正确；
B.合力大小，故B正确；
C.在t=0时刻时物体的速度为，故C错误；
D.在0～3s内物体的竖直方向上的位移为，，水平方向的位移为总位移大小为，故D错误；
故答案为：AB。
【分析】A.判断运动轨迹是直线还是曲线，用合力的方向与实际速度的方向，若在一条直线则做直线运动，反之曲线运动；
B.求合力如若能求出加速度，可采用牛顿第二定律；
CD.涉及到曲线运动时，求的速度是各方向速度的矢量和；位移也是矢量和。
10．把火星和地球都视为质量均匀分布的球体，已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍，由这些数据可推算出（ ）
A．地球表面和火星表面的重力加速度之比为5：2
B．地球表面和火星表面的重力加速度之比为
C．地球和火星的第一宇宙速度之比为
D．地球和火星的第一宇宙速度之比为
【答案】A,D
【知识点】匀速圆周运动；向心力；向心加速度；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】AB.在星球表面有 ，解得，代入数据得，故A正确，故B错误；
CD.星球的第一宇宙速度有 ，解得，代入数据得，故C错误，故D正确；
【分析】计算天体表面的物理量，通常将物体在星球表面受的万有引力等于重力进行处理；如若是求第一宇宙速度的话，将其做圆周运动的半径当星球半径处理。
11．如图所示，将质量均为m的物块A、B沿同一半径方向放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接。物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度L，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无弹力，现让该转盘从静止开始转动，使角速度ω缓慢增大，直到物块A恰要在转盘上要相对滑动。则在此过程中，下列说法正确的是（ ）（重力加速度为g）
A．当角速度增大到ω=时，绳开始出现拉力
B．当角速度增大到ω=时，物块A恰要在转盘上相对滑动
C．物块A恰要在转盘上相对滑动时，绳中张力大小为kmg
D．若物块A恰要在转盘上相对滑动时剪断轻绳，并且拿走物块B，则此时物块A所受摩擦力大小为kmg
【答案】C,D
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】A.当B物体发生相对滑动的时候，细绳开始出现拉力，即最大静摩擦力提供向心力，，解得，当角速度增大到时，绳开始出现拉力，故A错误；
BC.假设物块A恰要在转盘上发生相对滑动时，绳子上的张力为T，对A有 ，对B有，两式连立得，，解得绳子上的张力为，故B错误，故C正确；
D.当物体A恰要在转盘上相对滑动时，摩擦力，解得，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】AB两物体都在做圆周运动且角速度相同，B的圆周运动的半径比A的大，若绳子要出现拉力，只可能是B物体要发生相对滑动。
三、实验题
12．图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力大小影响因素的实验装置。匀速转动手柄，使长转槽和短转槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。已知长槽横臂内侧竖直挡板离转轴的距离与短槽横臂竖直挡板离转轴的距离相同，长槽横臂外侧竖直挡板离转轴的距离是其2倍：长、短槽下方各有三层塔轮，其最上层塔轮的半径相等，且长糟上、中、下三层塔轮的半径之比为1：2：3，短槽上、中、下三层塔轮的半径之比为3：2：1。
（1）在操作正确的情况下，让长槽、短槽下方的塔轮在皮带连接下共同做匀速圆周运动，两塔轮边缘的____大小一定相等。
A．角速度 B．线速度 C．周期 D．向心加速度
（2）关于该实验的下列说法正确的是：____。
A．本实验主要体现了“小量放大法”实验思想
B．长、短转臂的竖直挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力
C．想调整小球做匀速圆周运动的半径，方法是更换皮带在塔轮的半径关系
D．露出套筒外的红、白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值
（3）某次实验中，让皮带卡在长、短臂下方的中间层塔轮上，用完全相同的两个小球放置在长槽横臂的外侧挡板与短槽横臂的挡板处，匀速转动手柄，则长、短臂标尺上露出的格数之比的理论值是 。
【答案】（1）B
（2）B；D
（3）2：9
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）两塔轮用皮带连接，故两塔轮边缘的线速度相同；故答案为：B。
（2）A.本实验主要体现了“控制变量法”实验思想，故A错误；
B.小球做圆周运动向心力由竖直挡板的弹力提供，故B正确；
C.想调整小球做匀速圆周运动的半径是改变横臂外侧到转轴的距离，故C错误；
D.套筒外的红，白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值，故D正确。
故答案为：BD。
（3）据题意可得，长槽与短槽中层塔轮半径之比为 ，由皮带连接两轮边缘的线速度相同，由，得，故由，得，故向心力之比为1：1。
故答案为：1。
【分析】(1)皮带连接，边缘的线速度大小相等；
（2）本实验采用的是“控制变量法”的实验思想；改变圆周运动的半径是调整横臂外侧到转轴的距离。
（3）格数之比就是求两球的向心力之比。
13．
（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图中甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的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2与光滑水平板连接，则观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2。这两个实验说明____。
A．甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动
B．乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
（2）已备有下列器材：斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、刻度尺、铅笔，还需要下列器材中的____。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．复写纸
（3）在该实验中，下列说法正确的是____。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（4）如图，某同学利用丙装置在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取10m/s2）
小球平抛运动的初速度大小为 m/s（结果保留两位有效数字）。
②小球运动到b点时，在y方向的分速度大小为 m/s（结果保留两位有效数字）。
③抛出点的坐标x= cm，y= cm。
【答案】（1）A；B
（2）C；D
（3）A；D
（4）2.0；1.5；-10；-1.25
【知识点】匀速直线运动；自由落体运动；运动的合成与分解；平抛运动
【解析】【解答】（1）甲实验，AB两球同时落地，只能说明竖直方向是一样的自由落体运动；
乙实验，球1会击中球2，只能说明水平方向上一样的匀速直线运动；
故答案为：AB。
（2）实验还需要记录小球的落点位置，所以需要复写纸；
还需要保证木板是竖直放置的，故需要复写纸；
故答案为：CD。
（3）实验当中要做到小球必须要从斜槽上同一高度由静止释放，保证到轨道末端速度相同；
斜槽轨道末端必须水平，保证是水平抛出；
故答案为：AD。
（4）小球水平抛出的初速度是水平方向分速度，a点到b点水平方向做匀速直线运动时间为得t=0.1s，故水平方向的速度为；
小球运动到b点时在竖直方向上的分速度大为，解得；
小球抛出点到b点时间为，解得，故到b点的水平距离为，得，故x的坐标为-10cm；
竖直方向的距离为，解得，故y的坐标为-1.25cm.
故答案为：2.0；1.5；-10；-1.25.
【分析】（1）了解其对比实验的目的；
（2）了解实验需要的器材和各器材的用处；
（3）掌握实验要求，如从同一点静止释放，轨道末端必须水平；
（4）平抛运动一般采用运动的合成与分解，水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动。
四、解答题
14．将一小球以的速度水平抛出，经过小球落地，不计空气阻力，（g取），求：
（1）水平方向的位移是多大；
（2）竖直方向的位移是多大；
（3）落地时速度大小。
【答案】（1）解：水平做匀速直线运动，水平方向的位移是
（2）解：竖直方向做自由落体，其位移
（3）解：竖直方向的速度
落地时速度大小
【知识点】匀速直线运动；自由落体运动；运动的合成与分解；平抛运动
【解析】【分析】(1)（2）平抛运动采用运动的合成与分解，将其分解成水平方向的匀速直线运动；竖直方向的自由落体运动，再根据各自的运动规律计算位移；
（3）落地的速度是水平方向的速度与竖直方向速度的矢量和。
15．如图所示，半径为的光滑半圆轨道竖直放置，质量为的钢球从A点射入。通过轨道的最高点后水平抛出，落在A点左侧离A点处的点。重力加速度。求：
（1）小球在点时速度的大小；
（2）小球在点时对轨道的压力。
【答案】（1）解：设钢球从B点射出时的速度为，根据平抛运动规律有，
其中，
代入数值解得
（2）解：小球在点时有
代入数值解得
根据牛顿第三定律可得小球在点时对轨道的压力为
方向竖直向上。
【知识点】匀速直线运动；自由落体运动；运动的合成与分解；平抛运动；匀速圆周运动；向心力
【解析】【分析】（1）可以从B点射出之后分析，射出之后做平抛运动，将其分解成水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体，根据其运动规律求解；
（2）在（1）中求出钢球在B点的速度，但是在B点做圆周运动，轨道对钢球的弹力与重力的合力提供向心力，可求出弹力，根据牛顿第三定律可解得钢球对轨道的压力。
16．“天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国的长诗《天问》。2021年2月10日19时52分“天问一号”探测器实施近火捕获制动成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为，轨道半径为，已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。求：
（1）“天问一号”环绕火星运动的向心加速度的大小；
（2）火星的密度；
（3）火星表面的重力加速度。
【答案】（1）解：根据，
联立解得
（2）解：“天问一号”环绕火星运动时由万有引力提供向心力，可得
解得火星的质量为
由，
解得火星的密度为
（3）解：不考虑火星自转，在火星表面重力等于万有引力
解得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）据“天问一号”环绕火星的周期T，轨道半径r，做圆周运动由，，联立解出向心加速度的大小；
（2）可根据环绕物体（天问一号）求出中心天体（火星）的密度，由万有引力提供向心力，解得火星的质量M，在根据，，解出中心天体（火星）的密度；
（3）在星球（火星）表面，万有引力等于重力，可解得火星表面的重力加速度g的大小。
17．如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定的角速度匀速转动，一质量为的小物块在陶罐内，随陶罐一起转动，相对罐壁静止；且它和点的连线与之间的夹角为。已知小物块与陶罐壁的动摩擦因数为，重力加速度为。求：
（1）转台转动的角速度范围；
（2）若要使小物块在的陶罐口处，随陶罐一起转动，角速度又应该满足何条件？
【答案】（1）解：分析可知当角速度达到一最小值时，物块所受摩擦力的方向沿罐壁切线方向向上，且此时物块受到的静摩擦力达到最大值，物块做圆周运动，水平方向受力分析有
竖直方向有
同时有
联立解得
同理，当角速度达到一最大值时，物块所受摩擦力的方向沿罐壁切线方向向下，且此时物块受到的静摩擦力达到最大值，物块做圆周运动，水平方向受力分析有
竖直方向有
同时有
联立解得
所以可得转台转动的角速度范围为
即
（2）解：若要使小物块在的陶罐口处，随陶罐一起转动，可知转动时物块受到的静摩擦力等于物块的重力，此时有，，
联立解得
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【分析】（1）小物块随陶罐做匀速圆周运动，注意的是小物块做圆周运动的圆心在与重心等高的OO，上，对小物块受力分析水平方向上的合力提供向心力，小物块受到的是静摩擦力，其方向在陶罐壁的切线方向可能向上，可能向下，可对其分类讨论，当向上时可以解得角速度的最小值，当向下时可以解得角速度的最大值，故得出转台转动的角速度范围；
（2）小物块在时处于陶罐口处，此时静摩擦力等于物块的重力，由陶罐对物块的弹力提供向心力，，，，联立解得满足条件的角速度。
陕西省宝鸡市金台区2022-2023学年高一下学期期中质量检测物理试题
一、单选题
1．下列关于物理学史和物理思想方法，叙述错误的是（ ）
A．卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”
B．“牛顿第一定律”是牛顿通过大量实验得出的
C．从物理思想方法上讲，平均速度体现了“等效替代”的物理思想
D．加速度是采用“比值法”定义的物理量
2．一质点沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小，在此过程中质点所受合力的方向可能是（ ）
A． B．
C． D．
3．某同学在篮球场进行投篮练习，某次投篮时篮球的运动轨迹如图所示．已知在D点时篮球的速度方向与加速度方向相互垂直，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．篮球在D点时的速率比在A点时的大
B．篮球在A点时的加速度比在E点时的大
C．从C点到E点，篮球的加速度与速度方向始终垂直
D．从A点到E点，篮球的加速度方向与速度方向的夹角先大于后小于
4．洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上相对筒壁静止，如图所示，则此时（ ）
A．衣物受到重力、筒壁的弹力，摩擦力和向心力的作用
B．衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的
C．筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而增大
D．衣物随筒壁做圆周运动的转速增大，筒壁对衣物弹力增大
5．下列说法正确的是（ ）
A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态
B．如图b，一圆锥摆，若增加绳长，增大，而保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度也跟着增大
C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置处所受筒壁的支持力大于B位置处的支持力
D．如图d，火车转弯若超过规定速度行驶时，外轨对火车轮缘会有挤压作用
6．如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是（ ）
A．天 B．1天 C．天 D．9天
7．第24届冬季奥运会于2022年2月在北京召开，图甲为谷爱凌跳台滑雪的场景，运动轨迹如图乙所示。谷爱凌从C点水平飞出，落到斜坡上的D点，E点离坡道CD最远，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．从C到E的时间比从E到D的时间短
B．轨迹CE和ED长度相等
C．轨迹CE和ED在CD上的投影长度之比为1：3
D．轨迹CE和ED在水平方向的投影长度相等
二、多选题
8．两颗人造地球卫星质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则下述说法中，正确的是
A．它们的周期之比是 B．它们的线速度之比是
C．它们的向心加速度之比是1∶9 D．它们的向心力之比是1∶9
9．一质量为1kg的物体（可视为质点）在竖直平面内运动，它在竖直方向的速度—时间图像和水平方向的位移—时间图像分别如图甲、乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．物体的运动轨迹是一条曲线
B．物体所受合力的大小为1N
C．时刻，物体的速度大小为2m/s
D．在内物体的位移大小为6m
10．把火星和地球都视为质量均匀分布的球体，已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍，由这些数据可推算出（ ）
A．地球表面和火星表面的重力加速度之比为5：2
B．地球表面和火星表面的重力加速度之比为
C．地球和火星的第一宇宙速度之比为
D．地球和火星的第一宇宙速度之比为
11．如图所示，将质量均为m的物块A、B沿同一半径方向放在水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接。物块与转盘间的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，物块A与转轴的距离等于轻绳长度L，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。开始时，轻绳恰好伸直但无弹力，现让该转盘从静止开始转动，使角速度ω缓慢增大，直到物块A恰要在转盘上要相对滑动。则在此过程中，下列说法正确的是（ ）（重力加速度为g）
A．当角速度增大到ω=时，绳开始出现拉力
B．当角速度增大到ω=时，物块A恰要在转盘上相对滑动
C．物块A恰要在转盘上相对滑动时，绳中张力大小为kmg
D．若物块A恰要在转盘上相对滑动时剪断轻绳，并且拿走物块B，则此时物块A所受摩擦力大小为kmg
三、实验题
12．图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力大小影响因素的实验装置。匀速转动手柄，使长转槽和短转槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。已知长槽横臂内侧竖直挡板离转轴的距离与短槽横臂竖直挡板离转轴的距离相同，长槽横臂外侧竖直挡板离转轴的距离是其2倍：长、短槽下方各有三层塔轮，其最上层塔轮的半径相等，且长糟上、中、下三层塔轮的半径之比为1：2：3，短槽上、中、下三层塔轮的半径之比为3：2：1。
（1）在操作正确的情况下，让长槽、短槽下方的塔轮在皮带连接下共同做匀速圆周运动，两塔轮边缘的____大小一定相等。
A．角速度 B．线速度 C．周期 D．向心加速度
（2）关于该实验的下列说法正确的是：____。
A．本实验主要体现了“小量放大法”实验思想
B．长、短转臂的竖直挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力
C．想调整小球做匀速圆周运动的半径，方法是更换皮带在塔轮的半径关系
D．露出套筒外的红、白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值
（3）某次实验中，让皮带卡在长、短臂下方的中间层塔轮上，用完全相同的两个小球放置在长槽横臂的外侧挡板与短槽横臂的挡板处，匀速转动手柄，则长、短臂标尺上露出的格数之比的理论值是 。
13．
（1）为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图中甲所示，用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面；如图乙所示的实验：将两个完全相同的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2与光滑水平板连接，则观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2。这两个实验说明____。
A．甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动
B．乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动
C．不能说明上述规律中的任何一条
D．甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质
（2）已备有下列器材：斜槽、小球、木板、白纸（坐标纸）、图钉、刻度尺、铅笔，还需要下列器材中的____。
A．秒表 B．天平 C．重垂线 D．复写纸
（3）在该实验中，下列说法正确的是____。
A．斜槽轨道末端必须水平
B．斜槽轨道必须光滑
C．将坐标纸上确定的点用直线依次连接
D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放
（4）如图，某同学利用丙装置在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出。（g取10m/s2）
小球平抛运动的初速度大小为 m/s（结果保留两位有效数字）。
②小球运动到b点时，在y方向的分速度大小为 m/s（结果保留两位有效数字）。
③抛出点的坐标x= cm，y= cm。
四、解答题
14．将一小球以的速度水平抛出，经过小球落地，不计空气阻力，（g取），求：
（1）水平方向的位移是多大；
（2）竖直方向的位移是多大；
（3）落地时速度大小。
15．如图所示，半径为的光滑半圆轨道竖直放置，质量为的钢球从A点射入。通过轨道的最高点后水平抛出，落在A点左侧离A点处的点。重力加速度。求：
（1）小球在点时速度的大小；
（2）小球在点时对轨道的压力。
16．“天问一号”是中国首个火星探测器，其名称来源于我国著名爱国的长诗《天问》。2021年2月10日19时52分“天问一号”探测器实施近火捕获制动成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为，轨道半径为，已知火星的半径为，引力常量为，不考虑火星的自转。求：
（1）“天问一号”环绕火星运动的向心加速度的大小；
（2）火星的密度；
（3）火星表面的重力加速度。
17．如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定的角速度匀速转动，一质量为的小物块在陶罐内，随陶罐一起转动，相对罐壁静止；且它和点的连线与之间的夹角为。已知小物块与陶罐壁的动摩擦因数为，重力加速度为。求：
（1）转台转动的角速度范围；
（2）若要使小物块在的陶罐口处，随陶罐一起转动，角速度又应该满足何条件？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】牛顿第一定律
【解析】【解答】A.卡文迪许在测量万有引力常量的实验中，运用了“放大法”，故A正确；
B.“牛顿第一定律”是在大量实验的基础上并通过科学推理而得到，而并非直接实验得到，故B错误；
C.从物理思想方法上讲，平均速度体现了“等效替代”的物理思想，即用平均速度等效替代各个位置的瞬时速度，故C正确；
D.加速度是是采用了“比值法”定义的物理量，故D正确；
故答案为：B。
【分析】A.万有引力是一个很小的数据，需要用到一定的放大思想测出；
B.注意的是牛顿第一定律不是一个实验定律，而是在实验的基础上科学推理而得到的；
C.平均速度替代了每个位置的瞬时速度的作用效果，体现了等效替代的思想；
D.据加速度定义式可知，加速度是一个比值法定义得到的物理量。
2．【答案】C
【知识点】曲线运动的条件；运动的合成与分解
【解析】【解答】AD.做曲线运动，合力方向指向轨迹的凹侧，故AD错误；
BC.曲线运动在每点的速度方向在其切线方向，而速度逐渐减小，合力方向与速度方向的夹角应大于900，故B错误，故C正确。
故答案为：C。
【分析】AD.曲线运动合力方向应指向轨迹的凹侧；BC.而速度逐渐减小，其合力方向与速度方向的夹角应是钝角。
3．【答案】D
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】B.篮球抛出后做的是抛体运动，忽略空气阻力只受重力，重力的大小方向都不变由故加速度大小方向都不变；故B错误；
ACD.篮球抛出后做的是曲线运动，在每点的速度方向都是在其切线方向，重力竖直向下，在A点到D点过程中重力与速度方向都夹角大于90°，速度会逐渐减小，过D点之后重力方向（加速度方向）与速度方向的夹角小于90°，故AC错误，故D正确。
故答案为：D。
【分析】篮球抛出后对篮球做受力分析可知，篮球只受重力，且篮球做的是曲线运动据曲线运动速度方向的特点即每点的切线方向；当力的方向与速度方向的夹角大于900时，速度逐渐减小，小于900时速度逐渐增大。
4．【答案】D
【知识点】匀速圆周运动；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.衣物相对于筒壁静止，衣物与筒壁做圆周运动衣物受重力，筒壁的弹力与摩擦力，但不受向心力，因为向心力是一个效果力，因为总是指向圆心而得，故A错误；
B.衣物做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供，因为摩擦力的方向竖直向上，故B错误；
C.筒壁对衣物的摩擦力与衣物的重力是一对平衡力大小等于衣物的重力，故筒壁对衣物的摩擦力的大小不变，与转速无关，故C错误；
D.向心力由筒壁对衣物的弹力提供，当转速增大时所需向心力也增大，故筒壁对衣物的弹力增大，故D正确；
故答案为：D。
【分析】ABD.衣物受到重力，筒壁的弹力，摩擦力不受向心力，向心力由筒壁的弹力提供；随着转速的增大，所需向心力增大，筒壁对衣物的弹力增大；
C.摩擦力与重力是一对平衡力，故其大小与转速无关。
5．【答案】D
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.汽车通过拱桥最高点时重力与桥面给的支持力的合力提供向心力，mg>F，故处于失重状态，故A错误；
B.设摆长为L，重力与绳子的拉力的合力提供向心力：；，解得 ，而高度不变，故角速度不变，故B错误；
C.对两球受力分析可知，受力情况相同，设侧面与竖直方向的夹角为，则侧面对小球的弹力，故A，B两位置所受支持力相同，故C错误；
D.火车按规定速度转弯时，轨道对火车的弹力与重力的合力提供向心力，若超过规定速度，则弹力与重力的合力不足以提供向心力，则会向外挤压外轨，产生弹力来提供向心力，故D正确。
故答案为：D。
【分析】A.汽车在通过最高点时，到底处于超重还是失重状态，用重力与弹力进行比较，若重力大于弹力，则处于失重，反之超重；
B.去分析题意列方程，解得关于的结果，再去分析如何改变；
C.对两球受力分析再进行比较弹力的大小；
D.对生活中的圆周运动进行一些了解。
6．【答案】B
【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】设人造地球卫星做圆周运动的半径为R，则月球绕地球的半径为9R，由开普勒第三定律可得
解得，故答案为：B。
【分析】地球为同一个中心天体，知道圆周运动的半径关系，可以用开普勒第三定律求得周期的关系。
7．【答案】D
【知识点】运动的合成与分解；斜抛运动
【解析】【解答】曲线运动采用合成与分解，可以C点为坐标原点，以CD为x轴，垂直于CD与C点为y轴，将运动分解为y轴上类似于竖直上抛，x轴上的匀加速直线运动可得，
A.E点离坡道最远说明y轴上达到最高点，由竖直上抛的对称性可知，C到E时间与E到D时间相同，故A错误；
B.做的是加速曲线运动，CE段的平均速率要小于ED段的平均速率，而时间相同，故轨迹CE的长度小于ED的长度，故B错误；
C.运动员在x轴上做的是初速度不为零的匀加速直线运动，由CE与ED时间相同，故CE与ED在CD的投影长度不等于1：3，故C错误；
D.由分析可知运动员在水平方向做匀速直线运动，CE段与ED段运动时间相同，由可得CE与ED在水平方向的投影长度相同，故D正确；
故答案为：D。
【分析】对与曲线运动，一般采用运动的合成与分解，坐标系建立得好能让问题更好的被解决。
8．【答案】B,C
【知识点】匀速圆周运动；万有引力定律的应用
【解析】【解答】两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设地球质量为M，则有，
D.，解得向心力之比为1：18，故D错误；
A.，解得，他们的周期之比，故A错误；
B.，解得 ，他们的线速度之比为，故B正确；
C.，解得向心加速度之比为1：9，故C正确；
故答案为：BC。
【分析】天体运动知万有引力提供向心力列不同的方程可解出所需或所比较的物理量。
9．【答案】A,B
【知识点】曲线运动的条件；曲线运动；运动的合成与分解
【解析】【解答】由图像可知在素质方向物体做匀加速直线运动加速度，水平方向做匀速直线运动速度为则有；
A.物体竖直方向有加速度且不为零，故合力大小不为零方向竖直方向，水平方向做匀速直线运动，故竖直方向与水平方向速度的矢量和方向与合力方向不在一条直线上，故物体的运动轨迹是曲线，故A正确；
B.合力大小，故B正确；
C.在t=0时刻时物体的速度为，故C错误；
D.在0～3s内物体的竖直方向上的位移为，，水平方向的位移为总位移大小为，故D错误；
故答案为：AB。
【分析】A.判断运动轨迹是直线还是曲线，用合力的方向与实际速度的方向，若在一条直线则做直线运动，反之曲线运动；
B.求合力如若能求出加速度，可采用牛顿第二定律；
CD.涉及到曲线运动时，求的速度是各方向速度的矢量和；位移也是矢量和。
10．【答案】A,D
【知识点】匀速圆周运动；向心力；向心加速度；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】AB.在星球表面有 ，解得，代入数据得，故A正确，故B错误；
CD.星球的第一宇宙速度有 ，解得，代入数据得，故C错误，故D正确；
【分析】计算天体表面的物理量，通常将物体在星球表面受的万有引力等于重力进行处理；如若是求第一宇宙速度的话，将其做圆周运动的半径当星球半径处理。
11．【答案】C,D
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】A.当B物体发生相对滑动的时候，细绳开始出现拉力，即最大静摩擦力提供向心力，，解得，当角速度增大到时，绳开始出现拉力，故A错误；
BC.假设物块A恰要在转盘上发生相对滑动时，绳子上的张力为T，对A有 ，对B有，两式连立得，，解得绳子上的张力为，故B错误，故C正确；
D.当物体A恰要在转盘上相对滑动时，摩擦力，解得，故D正确。
故答案为：CD。
【分析】AB两物体都在做圆周运动且角速度相同，B的圆周运动的半径比A的大，若绳子要出现拉力，只可能是B物体要发生相对滑动。
12．【答案】（1）B
（2）B；D
（3）2：9
【知识点】匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】（1）两塔轮用皮带连接，故两塔轮边缘的线速度相同；故答案为：B。
（2）A.本实验主要体现了“控制变量法”实验思想，故A错误；
B.小球做圆周运动向心力由竖直挡板的弹力提供，故B正确；
C.想调整小球做匀速圆周运动的半径是改变横臂外侧到转轴的距离，故C错误；
D.套筒外的红，白相间的格子数量可代表两球所受向心力的比值，故D正确。
故答案为：BD。
（3）据题意可得，长槽与短槽中层塔轮半径之比为 ，由皮带连接两轮边缘的线速度相同，由，得，故由，得，故向心力之比为1：1。
故答案为：1。
【分析】(1)皮带连接，边缘的线速度大小相等；
（2）本实验采用的是“控制变量法”的实验思想；改变圆周运动的半径是调整横臂外侧到转轴的距离。
（3）格数之比就是求两球的向心力之比。
13．【答案】（1）A；B
（2）C；D
（3）A；D
（4）2.0；1.5；-10；-1.25
【知识点】匀速直线运动；自由落体运动；运动的合成与分解；平抛运动
【解析】【解答】（1）甲实验，AB两球同时落地，只能说明竖直方向是一样的自由落体运动；
乙实验，球1会击中球2，只能说明水平方向上一样的匀速直线运动；
故答案为：AB。
（2）实验还需要记录小球的落点位置，所以需要复写纸；
还需要保证木板是竖直放置的，故需要复写纸；
故答案为：CD。
（3）实验当中要做到小球必须要从斜槽上同一高度由静止释放，保证到轨道末端速度相同；
斜槽轨道末端必须水平，保证是水平抛出；
故答案为：AD。
（4）小球水平抛出的初速度是水平方向分速度，a点到b点水平方向做匀速直线运动时间为得t=0.1s，故水平方向的速度为；
小球运动到b点时在竖直方向上的分速度大为，解得；
小球抛出点到b点时间为，解得，故到b点的水平距离为，得，故x的坐标为-10cm；
竖直方向的距离为，解得，故y的坐标为-1.25cm.
故答案为：2.0；1.5；-10；-1.25.
【分析】（1）了解其对比实验的目的；
（2）了解实验需要的器材和各器材的用处；
（3）掌握实验要求，如从同一点静止释放，轨道末端必须水平；
（4）平抛运动一般采用运动的合成与分解，水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动。
14．【答案】（1）解：水平做匀速直线运动，水平方向的位移是
（2）解：竖直方向做自由落体，其位移
（3）解：竖直方向的速度
落地时速度大小
【知识点】匀速直线运动；自由落体运动；运动的合成与分解；平抛运动
【解析】【分析】(1)（2）平抛运动采用运动的合成与分解，将其分解成水平方向的匀速直线运动；竖直方向的自由落体运动，再根据各自的运动规律计算位移；
（3）落地的速度是水平方向的速度与竖直方向速度的矢量和。
15．【答案】（1）解：设钢球从B点射出时的速度为，根据平抛运动规律有，
其中，
代入数值解得
（2）解：小球在点时有
代入数值解得
根据牛顿第三定律可得小球在点时对轨道的压力为
方向竖直向上。
【知识点】匀速直线运动；自由落体运动；运动的合成与分解；平抛运动；匀速圆周运动；向心力
【解析】【分析】（1）可以从B点射出之后分析，射出之后做平抛运动，将其分解成水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体，根据其运动规律求解；
（2）在（1）中求出钢球在B点的速度，但是在B点做圆周运动，轨道对钢球的弹力与重力的合力提供向心力，可求出弹力，根据牛顿第三定律可解得钢球对轨道的压力。
16．【答案】（1）解：根据，
联立解得
（2）解：“天问一号”环绕火星运动时由万有引力提供向心力，可得
解得火星的质量为
由，
解得火星的密度为
（3）解：不考虑火星自转，在火星表面重力等于万有引力
解得
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）据“天问一号”环绕火星的周期T，轨道半径r，做圆周运动由，，联立解出向心加速度的大小；
（2）可根据环绕物体（天问一号）求出中心天体（火星）的密度，由万有引力提供向心力，解得火星的质量M，在根据，，解出中心天体（火星）的密度；
（3）在星球（火星）表面，万有引力等于重力，可解得火星表面的重力加速度g的大小。
17．【答案】（1）解：分析可知当角速度达到一最小值时，物块所受摩擦力的方向沿罐壁切线方向向上，且此时物块受到的静摩擦力达到最大值，物块做圆周运动，水平方向受力分析有
竖直方向有
同时有
联立解得
同理，当角速度达到一最大值时，物块所受摩擦力的方向沿罐壁切线方向向下，且此时物块受到的静摩擦力达到最大值，物块做圆周运动，水平方向受力分析有
竖直方向有
同时有
联立解得
所以可得转台转动的角速度范围为
即
（2）解：若要使小物块在的陶罐口处，随陶罐一起转动，可知转动时物块受到的静摩擦力等于物块的重力，此时有，，
联立解得
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动；向心力
【解析】【分析】（1）小物块随陶罐做匀速圆周运动，注意的是小物块做圆周运动的圆心在与重心等高的OO，上，对小物块受力分析水平方向上的合力提供向心力，小物块受到的是静摩擦力，其方向在陶罐壁的切线方向可能向上，可能向下，可对其分类讨论，当向上时可以解得角速度的最小值，当向下时可以解得角速度的最大值，故得出转台转动的角速度范围；
（2）小物块在时处于陶罐口处，此时静摩擦力等于物块的重力，由陶罐对物块的弹力提供向心力，，，，联立解得满足条件的角速度。