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高一学年下学期3月份考试
物 理 试 题
考试时间：75分钟 分值：100分
一、选择题(1-6题为单选题，每题4分；7-10为多选题，每题6分，选不全3分，选错0分，共48分)
1.如图所示，地球可视为质量分布均匀的球体，表面不同纬度有质量相等的P、Q两物体随地球一起自转，下列物理量中，P物体一定大于Q物体的是( )
A.线速度 B.角速度 C. 向心加速度 D.所在位置的重力加速度
2.将太阳系中各行星绕太阳的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星( )
A.角速度越大 B.周期越大 C.线速度越大 D.向心加速度越大
3.宇宙观测发现，在宇宙中甲、乙两个星体组成的双星系统，它们同时绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，已知甲乙的质量之比为7：1，由此可知( )
A. 甲、乙的线速度大小之比为7：1
B. 甲、乙的向心力大小之比为7： 1
C.甲、乙的运行轨道半径之比是1：7
D.甲、乙的周期之比为1： 7
4.游乐场有个魔力转盘项目，一个大转盘上设置了一圈供游客站立的位置，如图所示，项目开始时，游客面向转轴竖直站立，后背靠在平行于转轴的平板上，有安全绳防护，转盘绕竖直中轴线开始转动，当角速度逐渐增大到ω 时，供游客站立的托板下翻，游客处在了脚不沾地的状态，“魔力”使游客紧紧地贴在背上始终不动。已知站立位置到转轴的距离是5m，游客的厚度可以忽略，游客后背和靠背平板之间的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，为了保证游客足够安全(安全绳松脱，游客不会滑落)，重力加速度为g=10m/s ,则ω 的最小值为( )
A. 1 rad/s B. 10 rad/s C. πrad/s
5.如图，地球赤道正上空有两颗卫星，其中a为地球同步卫星，轨道半径为r，b为另一颗卫星，轨道半径为同步卫星轨道半径的 从图示时刻开始计时，经30h，两颗卫星再次“相遇”的次数为(所谓相遇，是指两颗卫星距离最近)： ( )
A. 2次 B. 3次 C. 4次 D. 5次
6.天文学家发现一颗与地球类似的太阳系外行星，这颗行星距离地球约20亿光年，公转周期约为37年，这颗行星位于天秤座星群，它的半径大约是地球的1.9倍，该行星表面与地球表面的重力加速度相近，则下列说法正确的是 ( )
A.在地球上发射航天器到达该星球，航天器的发射速度至少要达到第二宇宙速度
B.该行星的公转速度比地球大
C.该行星的质量约为地球质量的3.6倍
D.要在该行星表面发射人造卫星，发射速度至少要达到7.9km/s
7.结合生活中常见的圆周运动，下列说法正确的是( )
A.当汽车驶过凸形拱形桥的顶端时会出现超重现象
B.火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力
C.旋转雨伞，伞面上的水滴会更快被“甩”离伞面，这是一种离心现象
D.在绕地运行的飞船中，将重物挂于弹簧测力计上其示数为零，因为此时该物体将不再受地球的引力
8.中国于2023年5月30号成功发射“神舟十六号”载人飞船。如图，“神舟十六号”载人飞船发射后先在近地圆形轨道I上运动，到达轨道a点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达b点时，再次点火进入圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是( )
A.飞船在轨道I上运行的周期大于在轨道Ⅲ上运行的周期
B.飞船在a处点火变轨进入椭圆轨道II要加速，在b处变轨点火进入圆轨道Ⅲ也要加速
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C.飞船在轨道I上经过a点的加速度小于在轨道II上经过a点的加速度
D.飞船在轨道II上经过b点的速率小于在轨道III上经过b点的速率
9.2021年中国选手胡旭威在第50届世界体操锦标赛上赢得男子单杠、双杠两项冠军，成为世锦赛双冠王，已知运动员重心到手支撑点的距离为L，运动员在竖直面内做圆周运动，其重心在最高点时的速度为v，与单杠间的弹力大小为FN，其 图像如图乙所示，则( )
A. 当地的重力加速度大小bL
B. 运动员的质量为
C. v =c时，在最高点单杠对运动员的弹力向下
时，在最高点单杠对运动员的弹力为
10.低轨道卫星的离地高度通常在200km以下，也称近地卫星。这种卫星由于由于离地高度较低，受地球影响较大。某近地卫星绕地球运动的周期为T，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”(无阳光照射)过程，如图所示.已知地球的半径为R，引力常量为G，地球自转周期为T .太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的对地球的观察张角如图为α， 则
A.飞船绕地球运动的线速度为
B.一天内飞船经历“日全食”的次数为 T/T
C.飞船每次经历“日全食”过程的时间为αT/(2π)
D.地球质量为
二、实验题(每空2分，共12分)
11.卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量：
(1)横梁一端固定有一质量为m的均匀铅球A，旁边有一质量为m'的均匀铅球B，A、B两球球心的距离L，已知引力常
量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F= .
(2)在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是 . (选填“甲”“乙”或“丙”)
12.在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对此运动采用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如乙图所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.20s，照片大小如图乙中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度值比为2：9，则：
(1)由以上及图示信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为 m/s (结果保留到小数点后两位)。
(2)由以上及图示信息可以算出小球平抛的初速度是 m/s(结果保留到小数点后两位)。
(3)已知该星球的半径与地球半径之比为 若g地取10m/s ，则该星球的质量与地球质量之比 第一宇宙速度之比
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三、解答题(13题8分, 14题10分, 15题22分, 共40分)
13.2017年4月22日，“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室顺利完成自动交会对接，“天舟一号”与“天宫二号”进入组合体飞行阶段，正按计划开展多项实验。已知组合体在距地面高度为h的圆轨道上做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，求：
(1)地球的质量；
(2)组合体绕地球运动的周期。
14.某种手枪子弹的速度在300m/s到400m/s之间，为了粗略测定子弹的飞行速度进行了以下实验。如图所示，一直径( 的塑料圆筒以转速 绕轴O逆时针匀速转动，假设子弹穿过圆筒无速度损失，子弹可视为质点沿水平直径穿过圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔，则：
(1)圆筒转动的角速度
(2)子弹穿过纸筒的速度
15.粗糙程度处处相同的细杆一端固定在竖直转轴 上的O点，并可随竖直轴一起转动。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。杆未转动时，弹簧处于原长状态，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上。当杆缓慢加速转动时，角速度为 (未知)时，圆环与杆之间恰好没有摩擦力，角速度为( (未知)时，弹簧刚好从原长开始伸长。已知杆与竖直转轴的夹角α始终为 弹簧原长 弹簧劲度系数 圆环质量 弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取 求：
(1)圆环与粗糙细杆之间的动摩擦因数；
(2)角速度 的大小；
(3)当角速度 时，弹簧的长度。
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物理答案
一、选择题(1-6, 每题4分: 7-10, 每题6分, 半对3分; 共计48分。)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D B C D B C BC BD ACD ACD
二、填空题(每空2分，共计12分。)
11. (1) GE (2)乙 12. (1)2.25 (2)0.45 (3)9: 250 (1)3: 10
三、解答题(13题8分, 14题10分, 15题20分, 共计40分。)
13.解: (1)根据 可得
(2)根据 且 联立解得
14.解: (1)n=7200r/ min=120r/s，由ω=2πn得ω=240πrad/s
(2)子弹水平方向穿过圆筒时间 ，与此同时，圆筒转过得圆心角( 联立得，因为 所以n=1, v=320m/s
15.解：(1)杆未转动时，弹簧处于原长状态，此时圆环恰好静止在粗糙细杆上，有 解得
(2)当杆开始缓慢加速转动时，先是斜向上的摩擦力逐渐减小，当摩擦力减为零时，圆环只受重力和支持力，合力沿径向提供向心力，有 解得
(3)当杆继续加速转动时，角速度为ω 时，弹簧刚好从原长开始伸长，此时摩擦力沿杆向下达到最大，弹簧为原长。有
水平：
竖直：
解得 说明当ω=10rad/s时， 弹簧已经伸长。 设此时弹簧总长度为L ，
有
联立解得

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