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人教版高一物理下期中检测卷3（学生版）
一、选择题(共10题；共30分)
1．（3分）跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动。如图所示，虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，则头部经过图中C点的速度方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．（3分）如图所示，“胜哥”在“探究平抛运动的特点”实验中，钢球从斜槽上静止释放，经光电门水平抛出。读取小球遮挡光电门的时间，测出小球的直径，可计算出小球的平抛初速度。为了减小测量误差，下列措施正确的有（　　）
A．适当升高释放钢球的位置 B．适当降低释放钢球的位置
C．选择直径稍小的钢球 D．选择质量稍大的钢球
3．（3分）国产科幻巨作《流浪地球》开创了中国科幻电影的新纪元，引起了人们对地球如何离开太阳系的热烈讨论。其中有一种思路是不断加速地球使其围绕太阳做半长轴逐渐增大的椭圆轨道运动，最终离开太阳系。假如其中某一过程地球刚好围绕太阳做椭圆轨道运动，地球到太阳的最近距离仍为R，最远距离为7R（R为加速前地球与太阳间的距离），则在该轨道上地球公转周期将变为（　　）
A．8年 B．6年 C．4年 D．2年
4．（3分）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对它的万有引力大小为F。若该卫星绕地球运动的轨道半径增大为原来的2倍，则地球对它的万有引力大小将变为（　　）
A． B． C．2F D．4F
5．（3分）关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　）
A．开普勒通过天文仪器观察到行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B．卡文迪许通过对几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值
C．第谷通过严密的数学运算，得出了行星的运动规律
D．牛顿通过比较月球和近地卫星的向心加速度，对万有引力定律进行了“月—地检验”
6．（3分）如图所示，一条平直的河流河宽，水的流速，“胜哥”在岸边发现河中间有一名落水儿童随水向下游漂流，“胜哥”在静水中的速度是，他想用最短的时间游到落水儿童处救援，不考虑他在岸上奔跑和从岸上跳入水的时间以及随水流的加速过程，下列说法正确的是（　　）
A．“胜哥”游到河中间的最短时间是20s
B．“胜哥”应该从距落水儿童下游10m处跳入水中
C．“胜哥”应该从距落水儿童下游5m处跳入水中
D．“胜哥”游到河中间时相对于出发点的位移大小是
7．（3分）“胜哥”为锻炼身体设计了如图所示的装置，在水平地面上竖直固定直杆A和B．将重物套在杆A上，在杆B的顶端固定一轻滑轮，绳子的一端连接重物，跨过定滑轮后另一端系在腰上。开始时，重物在水平地面上，人以恒定的速度v0向左运动，当绳子与杆A的夹角时重物的速度为v，加速度为a，规定向上为重物速度、加速度正方向。下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
8．（3分）如图所示，小船以大小为、方向与上游河岸成角的速度（在静水中的速度）从A处渡河，经过一段时间正好到达正对岸的B处．已知河宽，则下列说法中正确的是（　　）
A．河中水流速度为
B．小船以最短位移渡河的时间为
C．小船渡河的最短时间为
D．小船以最短的时间渡河的位移是
9．（3分）如图所示为古代用来灌溉农田的筒车简化模型图，筒车利用水流带动车轮转动，固定在车轮上的竹筒在底部蓄水，过顶部后水从竹筒中流出。若筒车在竖直面内沿顺时针做匀速圆周运动，运动半径为，一竹筒在最低点A开始打水，运动到最高点时，竹筒和水之间恰无相互作用力，此过程中竹筒内所装水的质量保持不变，竹筒可视为质点，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）
A．竹筒在最高点C时所需要的向心力为0
B．竹筒从A点到C点的过程中，水受到重力的功率逐渐减小
C．竹筒从A点转动圆周到达B点时，竹筒对水的作用力大小为
D．筒车上均匀装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为
10．（3分）小物通过视频号“胜哥课程”观看了卫星发射成功的视频。火箭以一箭11星方式，成功将卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知该组卫星绕地球做圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，下列说法正确的是（　　）
A．该组卫星的发射速度可能大于第二宇宙速度
B．该组卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
C．该组卫星发射升空的过程中受到地球的万有引力不变
D．该组卫星的运行周期小于地球自转周期
二、多项选择题(共3题；共12分)
11．（4分）“胜哥”去喷泉广场游玩，喷出的水花形成了美丽的水景画。不计空气阻力，若甲、乙两喷泉形成如图所示的形状，则下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两喷泉中的水在空中运动的加速度相同
B．甲、乙两喷泉中的水喷出时的初速度相同
C．喷泉乙中的水在空中运动的时间较长
D．甲、乙两喷泉中的水在最高点的速度相同
12．（4分）如图所示，在无人机的某次定点投放性能测试中，目标区域是水平地面上以O点为圆心，半径R1=5m的圆形区域，OO’垂直地面，无人机在离地面高度H=20m的空中绕O'点、平行地面做半径R2=3m的匀速圆周运动，A、B为圆周上的两点，∠AO'B=90°。若物品相对无人机无初速度地释放，为保证落点在目标区域内，无人机做圆周运动的最大角速度应为为。当无人机以沿圆周运动经过A点时，相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响，物品可视为质点且落地后即静止，重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．无人机运动到B点时，在A点释放的物品已经落地
D．无人机运动到B点时，在4点释放的物品尚未落地
13．（4分）随着对宇宙的研究逐步开展，科学家已多次探测到引力波。这证实了爱因斯坦100年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统，这两颗星在万有引力的作用下，绕它们连线的某一点做匀速圆周运动，a星的运行周期为T，a、b两颗星的距离为L，a、b两颗星的轨道半径之差为 。已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径，则（　　）
A．b星的周期为
B．b星的线速度大小为
C．a、b两颗星的半径之比为
D．a、b两颗星的质量之比为
三、非选择题(共7题；共58分)
14．（8分）“胜哥”用图甲所示器材来探究平抛运动的特点。
（1）（6分）“胜哥”在白纸板上以重垂线方向为y轴正方向建立如图乙所示的坐标系，取A点为坐标原点并记录了B、C两点的坐标。根据图中数据判断，A点　 　（选填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。 若取，小球平抛的初速度为　 　m/s（结果保留两位有效数字），到B点时的速度大小为：　 　m/s （结果可用根号表示）。
（2）（2分）“胜哥”实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，“胜哥”以轨迹上某点为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy（如图丙所示），并测量出了轨迹上另外两个点的坐标值（x1，y1）、（x2，y2），且。若相邻两个点迹之间的时间间隔相等，则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为　 　（用x1、x2、y1、y2坐标表示）。
15．（9分）“胜哥”采用如图甲所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
（1）（3分）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是（　　）
A．要求斜槽轨道保持水平且光滑
B．每次小球应从同一高度由静止释放
C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（2）（6分）图乙为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为5cm，取10m/s2，则：
①小球运动的初速度v0=　 　m/s；
②小球过B点的竖直方向速度vBy=　 　m/s；
③图中A点　 　平抛的起点（选填“是”或“不是”）。
16．（6分） 回旋加速器是科学家们进行粒子物理研究的重要仪器，将质量的质子在高能粒子加速器中被加速到动能，“胜哥”根据算出质子的速度大小v＝　 　m/s。此速度值是否合理？　 　（选填“合理”、“不合理”）
17．（7分）“胜哥”用图甲所示的装置探究影响心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的半径之比为1：2：1.如图乙所示，将皮带套在第二层塔轮上，该层左、右塔轮的半径之比为2：1。
（1）（3分）“胜哥”匀速转动手柄，左、右塔轮的角速度之比为　 　。
（2）（4分）“胜哥”实验时，将两个等质量的小球分别放在A、C位置。“胜哥”此次实验是为了探究小球的向心力大小与　 　（选填“质量”、“角速度”或“半径”）的关系。若匀速转动手柄，左右标尺露出长度的比值约等于　 　。
18．（8分）“胜哥”设计了图甲所示的实验装置，来研究圆周运动的规律，纸带的一端固定在水平放置的圆盘边缘处，另一端穿过打点计时器，让圆盘绕中心轴旋转起来，纸带就会紧紧缠绕在圆盘上，根据纸带上的打点情况，来研究圆周运动的规律。已知圆盘的半径为，打点计时器所接交流电的频率为。请回答下列问题：
（1）（2分）实验时，“胜哥”先接通打点计时器电源，若让圆盘以固定的角速度匀速转动起来，在纸带未绕圆盘一周之前，打点计时器所打点的间隔是　 　（选填“均匀”或“非均匀”）的。
（2）（6分）若让圆盘从静止开始转动，在纸带未绕圆盘一周之前，获得的部分纸带如图乙所示，相邻计数点间还有4个点没有画出，则这部分纸带　 　（选填“是”或“不是”）做匀变速运动，判断依据是　 　，打点计时器打点时，圆盘的边缘点的向心加速度大小为　 　（结果保留2位有效数字）。
19．（10分）图甲为一“永动摆件”玩具，可简化为图乙所示的示意图，其中ABCD为金属轨道，AB段竖直，BCD段为半径r＝5 cm的圆弧。按下开关，弹射装置将质量m＝30 g的小球从圆形平台中心洞口O竖直向下弹出，小球沿轨道运动至D点斜向上飞出，恰好落到平台最左端E点。已知圆形平台边缘半径R＝3 cm，轨道最低点C与平台上表面的距离h＝12 cm，不计金属轨道摩擦与空气阻力，重力加速度大小g＝10 m/s2，半径O'D与水平方向夹角为37°，sin 37°＝0.6。求：
（1）（5分）小球从D点飞出时的速度大小vD；
（2）（5分）小球运动到C点时，小球对轨道压力的大小F。
20．（10分）某地球卫星的发射过程如图所示。该卫星从地面发射后，先成为地球的近地卫星，在半径为R1的近地轨道I上做周期为T1的匀速圆周运动，然后从A点加速进入椭圆轨道II到达B点，再由B点加速进入半径为R2的预定圆轨道III。已知引力常量为G，R1约等于地球半径，忽略卫星在发射过程中的质量损失及其它天体的影响。
（1）（5分）若将地球视为球体，求地球的平均密度ρ；
（2）（5分）求该卫星从A点经椭圆轨道II第一次到达B点所用的时间t。
答案
1．B
2．C
3．A
4．B
5．B
6．D
7．C
8．D
9．D
10．D
11．A,C
12．B,C
13．B,D
14．（1）是；2.0；
（2）
15．（1）B
（2）1.5；2.0；不是
16．；不合理
17．（1）1：2
（2）角速度；1：4
18．（1）均匀
（2）是；相邻间隔的位移之差均近似为，为定值；2.6
19．（1）解：球由D点运动至E点过程中做斜上抛运动，水平方向和竖直方向分别有
vDsin 37°·t＝R＋r＋rcos 37°
vDcos 37°·t－gt2＝h－r－rsin 37°
两式联立，解得vD＝ m/s
（2）解：小球由C点运动至D点过程中，根据动能定理有
－mgr（1＋sin 37°）＝m－m
小球经过C点时，有F'－mg＝m
两式联立，求得F'＝2.26 N
根据牛顿第三定律，可知小球对轨道压力的大小F＝F'＝2.26 N
20．（1）卫星在近地轨道I上做匀速圆周运动时则，
联立解得

（2）根据开普勒第三定律
解得
该卫星从A点经椭圆轨道II第一次到达B点所用的时间

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人教版高一物理下期中检测卷3（学生版）
一、选择题(共10题；共30分)
1．（3分）跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动。如图所示，虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，则头部经过图中C点的速度方向正确的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，则头部经过图中C点的速度方向正确的是B。
故答案为：B。
【分析】根据曲线运动的速度方向规律（沿轨迹在该点的切线方向），判断 C 点的速度方向。
2．（3分）如图所示，“胜哥”在“探究平抛运动的特点”实验中，钢球从斜槽上静止释放，经光电门水平抛出。读取小球遮挡光电门的时间，测出小球的直径，可计算出小球的平抛初速度。为了减小测量误差，下列措施正确的有（　　）
A．适当升高释放钢球的位置 B．适当降低释放钢球的位置
C．选择直径稍小的钢球 D．选择质量稍大的钢球
【答案】C
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】设小球的直径为，通过光电门的遮光时间为，平抛时的初速度为，实验中利用平均速度公式可以求出小球经过光电门的瞬时速度为。为了使平均速度更接近小球经过光电门的瞬时速度，减小测量误差升高和降低释放钢球的位置、选择质量稍大的钢球均对减小误差没有影响，而选择直径稍小的钢球，将使得其通过光电门时的平均速度更接近瞬时速度，故选C。
【分析】实验中减小测量误差升高和降低释放钢球的位置、选择质量稍大的钢球均对减小误差没有影响，而选择直径稍小的钢球，将使得其通过光电门时的平均速度更接近瞬时速度。
3．（3分）国产科幻巨作《流浪地球》开创了中国科幻电影的新纪元，引起了人们对地球如何离开太阳系的热烈讨论。其中有一种思路是不断加速地球使其围绕太阳做半长轴逐渐增大的椭圆轨道运动，最终离开太阳系。假如其中某一过程地球刚好围绕太阳做椭圆轨道运动，地球到太阳的最近距离仍为R，最远距离为7R（R为加速前地球与太阳间的距离），则在该轨道上地球公转周期将变为（　　）
A．8年 B．6年 C．4年 D．2年
【答案】A
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】由开普勒第三定律得
解得T1＝8年
故答案为：A。
【分析】先根据椭圆近、远日点距离求出椭圆轨道的半长轴，再利用开普勒第三定律，结合地球原圆周轨道的半径（等效为原半长轴）和周期，列比例式求解新轨道的公转周期。
4．（3分）人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对它的万有引力大小为F。若该卫星绕地球运动的轨道半径增大为原来的2倍，则地球对它的万有引力大小将变为（　　）
A． B． C．2F D．4F
【答案】B
【知识点】万有引力定律
【解析】【解答】 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对它的万有引力大小为F，根据万有引力公式
引力大小与轨道半径的平方成反比。当轨道半径增大为原来的2倍时，根据引力公式可以得出新的引力为
故选B。
【分析】利用万有引力公式结合半径的大小变化可以判别地球对卫星的引力大小。
5．（3分）关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　）
A．开普勒通过天文仪器观察到行星绕太阳运动的轨道是椭圆
B．卡文迪许通过对几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值
C．第谷通过严密的数学运算，得出了行星的运动规律
D．牛顿通过比较月球和近地卫星的向心加速度，对万有引力定律进行了“月—地检验”
【答案】B
【知识点】开普勒定律；万有引力定律；引力常量及其测定
【解析】【解答】A、开普勒通过对第谷大量观测数据的深入研究，得出行星绕太阳运动的轨道是椭圆的结论，故A错误；B、英国物理学家卡文迪什在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值，故B正确；
C、开普勒根据第谷对行星运动的观测数据，应用严密的数学运算，发现了行星运动的规律，即开普勒三定律，故C错误；
D、牛顿通过比较月球公转的周期，根据万有引力充当向心力，对万有引力定律进行了“月地检验”，故D错误。
故选：B。
【分析】根据开普勒、牛顿、卡文迪许等等科学家的物理学成就进行解答。
6．（3分）如图所示，一条平直的河流河宽，水的流速，“胜哥”在岸边发现河中间有一名落水儿童随水向下游漂流，“胜哥”在静水中的速度是，他想用最短的时间游到落水儿童处救援，不考虑他在岸上奔跑和从岸上跳入水的时间以及随水流的加速过程，下列说法正确的是（　　）
A．“胜哥”游到河中间的最短时间是20s
B．“胜哥”应该从距落水儿童下游10m处跳入水中
C．“胜哥”应该从距落水儿童下游5m处跳入水中
D．“胜哥”游到河中间时相对于出发点的位移大小是
【答案】D
【知识点】位移的合成与分解
【解析】【解答】A．根据题意可知，“胜哥”想用最短的时间游到落水儿童处救援，则“胜哥”需要正对河岸游，则最短时间为
A不符合题意；
BC．根据题意可知，“胜哥”正对河岸游时，“胜哥”和落水儿童沿水流方向的速度相等，则“胜哥”应该正对落水儿童下水，BC不符合题意；
D．根据上述分析可知，“胜哥”沿水流方向的位移为
“胜哥”游到河中间时相对于出发点的位移大小是
D符合题意。
故答案为：D。
【分析】利用河岸宽度除以船速可以求出过河的最短时间；利用其位移公式可以求出“胜哥”运动的位移，结合位移的合成可以求出“胜哥”运动的位移大小。
7．（3分）“胜哥”为锻炼身体设计了如图所示的装置，在水平地面上竖直固定直杆A和B．将重物套在杆A上，在杆B的顶端固定一轻滑轮，绳子的一端连接重物，跨过定滑轮后另一端系在腰上。开始时，重物在水平地面上，人以恒定的速度v0向左运动，当绳子与杆A的夹角时重物的速度为v，加速度为a，规定向上为重物速度、加速度正方向。下列说法正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】AB．重物沿杆A向上运动，沿绳子方向的分速度等于v0，即
所以
当 时
AB不符合题意；
CD．重物沿杆A向上运动，绳子与杆A的夹角θ增大，由
可知重物运动的速度增大，所以重物做加速运动， ，C符合题意，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】对重物的速度进行分解，利用速度的分解可以求出重物速度的大小；结合其速度的变化可以判别加速度的方向。
8．（3分）如图所示，小船以大小为、方向与上游河岸成角的速度（在静水中的速度）从A处渡河，经过一段时间正好到达正对岸的B处．已知河宽，则下列说法中正确的是（　　）
A．河中水流速度为
B．小船以最短位移渡河的时间为
C．小船渡河的最短时间为
D．小船以最短的时间渡河的位移是
【答案】D
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】A．由题意知，小船方向与上游河岸成角的速度（在静水中的速度）从A处渡河，经过一段时间正好到达正对岸的B处，则，解得，故A错误；
B．小船以最短位移渡河的时间为，故B错误；
C．小船以最短时间渡河，船头应垂直对岸，时间为，故C错误；
D．小船以最短时间渡河时到达对岸，沿河岸通过的位移为
通过的位移，故D正确。
故答案为：D。
【分析】将小船的运动分解为沿河岸（水流）和垂直河岸的分运动，结合渡河的最短位移、最短时间条件分析各选项。
9．（3分）如图所示为古代用来灌溉农田的筒车简化模型图，筒车利用水流带动车轮转动，固定在车轮上的竹筒在底部蓄水，过顶部后水从竹筒中流出。若筒车在竖直面内沿顺时针做匀速圆周运动，运动半径为，一竹筒在最低点A开始打水，运动到最高点时，竹筒和水之间恰无相互作用力，此过程中竹筒内所装水的质量保持不变，竹筒可视为质点，重力加速度为。下列说法正确的是（　　）
A．竹筒在最高点C时所需要的向心力为0
B．竹筒从A点到C点的过程中，水受到重力的功率逐渐减小
C．竹筒从A点转动圆周到达B点时，竹筒对水的作用力大小为
D．筒车上均匀装有16个竹筒，则相邻竹筒打水的时间间隔为
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；向心力；生活中的圆周运动
【解析】【解答】A．最高点C时竹筒和水无相互作用力，向心力由重力提供，，A错误；
B．重力功率（为竖直分速度），从A到C，先增大后减小，故先增大后减小，B错误；
C．在C点时由，得，匀速圆周运动速度大小不变，B点时，竹筒对水的作用力，C错误；
D．筒车的周期，16个竹筒有16个打水间隔，D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查匀速圆周运动的向心力、重力功率的变化规律及圆周运动周期与时间间隔的计算，核心是结合竖直面内圆周运动的受力特点分析向心力来源，利用功率公式判断重力功率变化，通过周期公式计算相邻竹筒的打水时间间隔。
10．（3分）小物通过视频号“胜哥课程”观看了卫星发射成功的视频。火箭以一箭11星方式，成功将卫星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知该组卫星绕地球做圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，下列说法正确的是（　　）
A．该组卫星的发射速度可能大于第二宇宙速度
B．该组卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
C．该组卫星发射升空的过程中受到地球的万有引力不变
D．该组卫星的运行周期小于地球自转周期
【答案】D
【知识点】万有引力定律；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A．第二宇宙速度（11.2km/s）是脱离地球引力的最小速度。若发射速度超过第二宇宙速度，卫星将脱离地球引力束缚，无法绕地球运行。该组卫星仍绕地球运动，说明发射速度介于第一宇宙速度（7.9km/s）和第二宇宙速度之间，但不可能超过第二宇宙速度，故A错误；
B．第一宇宙速度是近地轨道的最大环绕速度，该组卫星绕地球运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；
C．万有引力公式为，卫星发射升空时，轨道半径逐渐增大，引力逐渐减小，故C错误；
D．根据万有引力提供向心力可得，解得，由于该组卫星绕地球做圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，则周期小于地球同步卫星的周期，即该组卫星的运行周期小于地球自转周期，故D正确。
故答案为：D。
【分析】本题考查天体运动规律与宇宙速度的物理意义，核心是结合万有引力定律、宇宙速度定义和卫星周期公式，逐一分析选项正误。
二、多项选择题(共3题；共12分)
11．（4分）“胜哥”去喷泉广场游玩，喷出的水花形成了美丽的水景画。不计空气阻力，若甲、乙两喷泉形成如图所示的形状，则下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两喷泉中的水在空中运动的加速度相同
B．甲、乙两喷泉中的水喷出时的初速度相同
C．喷泉乙中的水在空中运动的时间较长
D．甲、乙两喷泉中的水在最高点的速度相同
【答案】A,C
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A．不计空气阻力，甲、乙两喷泉中的水在空中只受重力，加速度为重力加速度，故A正确；
BCD．根据对称性可知，喷泉喷出的水在空中运动的时间为
可得，喷泉喷出的水的水平分速度大小为
由于水平位移相同，且，则可得甲的水平速度较大，且甲、乙两喷泉中的水在最高点的速度为水平方向的速度，即甲、乙两喷泉中的水在最高点时甲的速度较大；根据前面分析可知抛出时，甲的水平速度比乙大，甲的竖直方向速度比乙小，根据可知无法比较甲、乙两喷泉中的水喷出时的初速度大小，故BD错误，C正确。
故答案为：AC。
【分析】将喷泉的水视为斜抛运动，分解为竖直方向的上抛运动和水平方向的匀速直线运动，结合运动公式分析加速度、运动时间、初速度等物理量。
12．（4分）如图所示，在无人机的某次定点投放性能测试中，目标区域是水平地面上以O点为圆心，半径R1=5m的圆形区域，OO’垂直地面，无人机在离地面高度H=20m的空中绕O'点、平行地面做半径R2=3m的匀速圆周运动，A、B为圆周上的两点，∠AO'B=90°。若物品相对无人机无初速度地释放，为保证落点在目标区域内，无人机做圆周运动的最大角速度应为为。当无人机以沿圆周运动经过A点时，相对无人机无初速度地释放物品。不计空气对物品运动的影响，物品可视为质点且落地后即静止，重力加速度大小g=10m/s2。下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．无人机运动到B点时，在A点释放的物品已经落地
D．无人机运动到B点时，在4点释放的物品尚未落地
【答案】B,C
【知识点】运动的合成与分解；平抛运动；匀速圆周运动
【解析】【解答】AB．物品从无人机上释放后，做平抛运动，竖直方向
可得
水平方向以原来的线速度做匀速运动，要使得物品落点在目标区域内，根据几何关系，水平方向满足
最大角速度等于
联立可得
故A错误，B正确；
CD．无人机从A到B的时间>2s
可知无人机运动到B点时，在A点释放的物品已经落地，故C正确，D错误。
故答案为：BC。
【分析】 物品离开无人机后做平抛运动，根据几何关系求解无人机的最大初速度，根据v=ωr求解角速度；求解无人机从A到B运动的时间，与物品做平抛运动的时间比较即可。
13．（4分）随着对宇宙的研究逐步开展，科学家已多次探测到引力波。这证实了爱因斯坦100年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一由a、b两颗星组成的双星系统，这两颗星在万有引力的作用下，绕它们连线的某一点做匀速圆周运动，a星的运行周期为T，a、b两颗星的距离为L，a、b两颗星的轨道半径之差为 。已知a星的轨道半径大于b星的轨道半径，则（　　）
A．b星的周期为
B．b星的线速度大小为
C．a、b两颗星的半径之比为
D．a、b两颗星的质量之比为
【答案】B,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；双星（多星）问题
【解析】【解答】A．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，则周期相等，所以b星的周期为T，A不符合题意；
BC．根据题意可知
解得
则b星的线速度大小
a、b两颗星的半径之比为
B符合题意、C不符合题意；
D．双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，则有maraω2＝mbrbω2
解得
D符合题意。
故答案为：BD。
【分析】双星模型其角速度和周期都相等；利用线速度的表达式可以求出轨道半径的比值；利用向心力相等可以求出质量的比值。
三、非选择题(共7题；共58分)
14．（8分）“胜哥”用图甲所示器材来探究平抛运动的特点。
（1）（6分）“胜哥”在白纸板上以重垂线方向为y轴正方向建立如图乙所示的坐标系，取A点为坐标原点并记录了B、C两点的坐标。根据图中数据判断，A点　 　（选填“是”或“不是”）平抛运动的抛出点。 若取，小球平抛的初速度为　 　m/s（结果保留两位有效数字），到B点时的速度大小为：　 　m/s （结果可用根号表示）。
（2）（2分）“胜哥”实验时忘了标记重垂线方向，为解决此问题，“胜哥”以轨迹上某点为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作为x轴和y轴正方向，建立直角坐标系xOy（如图丙所示），并测量出了轨迹上另外两个点的坐标值（x1，y1）、（x2，y2），且。若相邻两个点迹之间的时间间隔相等，则可得重垂线方向与y轴间夹角的正切值为　 　（用x1、x2、y1、y2坐标表示）。
【答案】（1）是；2.0；
（2）
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】（1）小球在竖直方向做自由落体运动，假设A点为抛出点，根据位移公式则应满足
由图乙数据可得
可知A点是平抛运动的抛出点。
由于A点是平抛运动的抛出点，根据位移公式有
解得
小球在水平方向做匀速直线运动，根据水平方向的位移公式有
竖直方向做自由落体运动，根据速度公式有
根据速度的合成可以得出B点的速度为
（2）依题意，可知小球沿x轴做加速运动，那么x轴是斜向下偏离水平方向，设重垂线与y轴间的夹角为，将重力加速度分别沿x、y轴方向分解，如图所示
根据加速度的分解可以得出两个分运动的加速度为，
根据匀变速运动推论，设相邻点之间的时间间隔为T，根据邻差公式有：沿x轴方向有
沿y轴方向有
联立可得
【分析】（1）利用竖直方向的位移公式结合运动时间相等及位移的比值可以判别A点是抛出点；利用位移公式可以求出初速度的大小，利用速度公式可以求出竖直方向分速度的大小，结合速度的合成可以求出B点速度的大小；
（2）利用运动的分解结合邻差公式可以求出夹角正切值的大小。
（1）[1]小球在竖直方向做自由落体运动，假设A点为抛出点，则应满足
由图乙数据可得
可知A点是平抛运动的抛出点。
[2] 由于A点是平抛运动的抛出点，则有
解得
小球在水平方向做匀速直线运动，有
[3]竖直方向做自由落体运动，则
则B点的速度为
（2）依题意，可知小球沿x轴做加速运动，那么x轴是斜向下偏离水平方向，设重垂线与y轴间的夹角为，将重力加速度分别沿x、y轴方向分解，如图所示
则有，
根据匀变速运动推论，设相邻点之间的时间间隔为T，则沿x轴方向有
沿y轴方向有
联立可得
15．（9分）“胜哥”采用如图甲所示的实验装置做“探究平抛运动的特点”的实验。
（1）（3分）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是（　　）
A．要求斜槽轨道保持水平且光滑
B．每次小球应从同一高度由静止释放
C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
（2）（6分）图乙为一小球做平抛运动时用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中背景小方格的边长为5cm，取10m/s2，则：
①小球运动的初速度v0=　 　m/s；
②小球过B点的竖直方向速度vBy=　 　m/s；
③图中A点　 　平抛的起点（选填“是”或“不是”）。
【答案】（1）B
（2）1.5；2.0；不是
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】解：(1)A. 实验要求斜槽轨道末端保持水平，保证小球抛出时初速度水平，轨道无需光滑，只要每次初速度相同即可，故A错误。
B. 每次小球从同一高度由静止释放，能保证小球每次做平抛运动的初速度大小和方向均相同，故B正确。
C. 描出平抛运动的轨迹时，应将描绘的点用平滑的曲线连接，折线无法反映平抛运动的曲线轨迹，故C错误。
故答案为：B；
(2)① 平抛运动竖直方向为自由落体运动，连续相等时间内的位移差，由图可知，，则，解得；水平方向为匀速直线运动，。
② 竖直方向某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，点为段竖直方向的中间时刻，因此。
③ 若点为平抛起点，竖直方向初速度为0，连续相等时间内的位移之比应为，而图中、段竖直位移之比为，不满足初速度为0的匀加速直线运动的位移规律，因此点不是平抛的起点。
故答案为：①1.5；②2.0；③不是
【分析】本题考查“探究平抛运动的特点”的实验操作和数据处理，考查实验注意事项和平抛运动的分解规律。
(1)先明确实验的核心要求是保证小球初速度水平且每次相同，据此分析斜槽轨道的要求和小球释放的要求，再根据平抛轨迹的曲线特点判断描点的连接方式；
(2)将平抛运动分解为水平匀速直线运动和竖直自由落体运动，利用竖直方向的位移差公式求出闪光周期，结合水平方向的匀速规律求初速度；利用竖直方向中间时刻的瞬时速度等于平均速度求点的竖直分速度；根据初速度为0的匀加速直线运动的位移规律，判断点是否为平抛起点。
（1）A．要求斜槽轨道末端保持水平但是不一定必须光滑，故A错误；
B．为保证小球做平抛运动的初速度相同，则每次小球必须从同一高度由静止释放，故B正确；
C．为描出小球的运动轨迹，描绘的点要用平滑曲线连线，故C错误。
故选B。
（2）①[1]由竖直方向做自由落体运动，有
解得拍摄时间
小球初速度为
②[2]小球过B点的竖直方向速度
③[3]根据小球竖直方向做自由落体运动，若A点为平抛的起点，则AB、BC竖直方向上位移之比应是1∶3，而不是图中3∶5，故A点不是平抛的起点。
16．（6分） 回旋加速器是科学家们进行粒子物理研究的重要仪器，将质量的质子在高能粒子加速器中被加速到动能，“胜哥”根据算出质子的速度大小v＝　 　m/s。此速度值是否合理？　 　（选填“合理”、“不合理”）
【答案】；不合理
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】由动能的表达式
解得
由于粒子的速度大于光速，牛顿的运动定律只适用于宏观低速的物体，故不合理。
【分析】根据动能的定义结合题意确定质子的速度。牛顿的运动定律只适用于宏观低速的物体，即粒子速度大于光速不适用牛顿的运动定律。
17．（7分）“胜哥”用图甲所示的装置探究影响心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的半径之比为1：2：1.如图乙所示，将皮带套在第二层塔轮上，该层左、右塔轮的半径之比为2：1。
（1）（3分）“胜哥”匀速转动手柄，左、右塔轮的角速度之比为　 　。
（2）（4分）“胜哥”实验时，将两个等质量的小球分别放在A、C位置。“胜哥”此次实验是为了探究小球的向心力大小与　 　（选填“质量”、“角速度”或“半径”）的关系。若匀速转动手柄，左右标尺露出长度的比值约等于　 　。
【答案】（1）1：2
（2）角速度；1：4
【知识点】向心力
【解析】【解答】（1）若匀速转动手柄，由于左右塔轮通过皮带连接，相同时间经过的弧长相等，所以左、右塔轮边缘的线速度相等，根据线速度和角速度的关系式子有v=ωr，因左、右塔轮的半径之比为2：1，则角速度之比为1：2；
（2）某同学实验时，将两个等质量的小球分别放在A、C位置，即质量相等，转动半径相等，根据控制变量法可以得出该同学此次实验是为了探究小球的向心力大小与角速度的关系。
若匀速转动手柄，根据向心力的表达式，结合角速度之比为1：2可以得出向心力之比为1：4，则左右标尺露出长度的比值约等于1：4。
【分析】（1）利用塔轮线速度相等结合半径之比可以求出小球角速度的比值；
（2）将两个等质量的小球分别放在A、C位置，即质量相等，转动半径相等，根据控制变量法可以得出该同学此次实验是为了探究小球的向心力大小与角速度的关系；利用向心力的表达式结合角速度的比值可以求出向心力的大小比值。
（1）若匀速转动手柄，左、右塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr，因左、右塔轮的半径之比为2：1，则角速度之比为1：2；
（2）[1]某同学实验时，将两个等质量的小球分别放在A、C位置，即质量相等，转动半径相等，该同学此次实验是为了探究小球的向心力大小与角速度的关系。
[2]若匀速转动手柄，根据，则向心力之比为1：4，则左右标尺露出长度的比值约等于1：4。
18．（8分）“胜哥”设计了图甲所示的实验装置，来研究圆周运动的规律，纸带的一端固定在水平放置的圆盘边缘处，另一端穿过打点计时器，让圆盘绕中心轴旋转起来，纸带就会紧紧缠绕在圆盘上，根据纸带上的打点情况，来研究圆周运动的规律。已知圆盘的半径为，打点计时器所接交流电的频率为。请回答下列问题：
（1）（2分）实验时，“胜哥”先接通打点计时器电源，若让圆盘以固定的角速度匀速转动起来，在纸带未绕圆盘一周之前，打点计时器所打点的间隔是　 　（选填“均匀”或“非均匀”）的。
（2）（6分）若让圆盘从静止开始转动，在纸带未绕圆盘一周之前，获得的部分纸带如图乙所示，相邻计数点间还有4个点没有画出，则这部分纸带　 　（选填“是”或“不是”）做匀变速运动，判断依据是　 　，打点计时器打点时，圆盘的边缘点的向心加速度大小为　 　（结果保留2位有效数字）。
【答案】（1）均匀
（2）是；相邻间隔的位移之差均近似为，为定值；2.6
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】（1）在纸带未绕圆盘一周之前，纸带匀速运动，打点计时器所打点的间隔是均匀的。
故答案为：均匀
（2）计算发现，相邻间隔的位移之差均近似为，为定值，所以这部分纸带做匀变速运动，点是的中间时刻点，则有，向心加速度
故答案为：是；相邻间隔的位移之差均近似为，为定值；2.6
【分析】（1）匀速转动的打点间隔：圆盘匀速时纸带线速度恒定，打点间隔由电源频率决定，故均匀。
（2）匀变速判断与向心加速度：通过位移差是否恒定判断匀变速；利用中间时刻速度公式求 D 点速度，再结合向心加速度公式计算。
（1）在纸带未绕圆盘一周之前，纸带匀速运动，打点计时器所打点的间隔是均匀的。
（2）[1][2][3]计算发现，相邻间隔的位移之差均近似为，为定值，所以这部分纸带做匀变速运动，点是的中间时刻点，则有
向心加速度
19．（10分）图甲为一“永动摆件”玩具，可简化为图乙所示的示意图，其中ABCD为金属轨道，AB段竖直，BCD段为半径r＝5 cm的圆弧。按下开关，弹射装置将质量m＝30 g的小球从圆形平台中心洞口O竖直向下弹出，小球沿轨道运动至D点斜向上飞出，恰好落到平台最左端E点。已知圆形平台边缘半径R＝3 cm，轨道最低点C与平台上表面的距离h＝12 cm，不计金属轨道摩擦与空气阻力，重力加速度大小g＝10 m/s2，半径O'D与水平方向夹角为37°，sin 37°＝0.6。求：
（1）（5分）小球从D点飞出时的速度大小vD；
（2）（5分）小球运动到C点时，小球对轨道压力的大小F。
【答案】（1）解：球由D点运动至E点过程中做斜上抛运动，水平方向和竖直方向分别有
vDsin 37°·t＝R＋r＋rcos 37°
vDcos 37°·t－gt2＝h－r－rsin 37°
两式联立，解得vD＝ m/s
（2）解：小球由C点运动至D点过程中，根据动能定理有
－mgr（1＋sin 37°）＝m－m
小球经过C点时，有F'－mg＝m
两式联立，求得F'＝2.26 N
根据牛顿第三定律，可知小球对轨道压力的大小F＝F'＝2.26 N
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1) 小球从D点到E点做斜抛运动，将运动分解为水平匀速和竖直匀变速，结合几何位移关系列方程，联立求解D点速度。
(2) 从C到D用动能定理求C点速度，再在C点由牛顿第二定律求轨道支持力，最后由牛顿第三定律得小球对轨道的压力。
20．（10分）某地球卫星的发射过程如图所示。该卫星从地面发射后，先成为地球的近地卫星，在半径为R1的近地轨道I上做周期为T1的匀速圆周运动，然后从A点加速进入椭圆轨道II到达B点，再由B点加速进入半径为R2的预定圆轨道III。已知引力常量为G，R1约等于地球半径，忽略卫星在发射过程中的质量损失及其它天体的影响。
（1）（5分）若将地球视为球体，求地球的平均密度ρ；
（2）（5分）求该卫星从A点经椭圆轨道II第一次到达B点所用的时间t。
【答案】（1）卫星在近地轨道I上做匀速圆周运动时则，
联立解得

（2）根据开普勒第三定律
解得
该卫星从A点经椭圆轨道II第一次到达B点所用的时间

【知识点】开普勒定律；万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）地球对卫星的引力提供向心力，利用牛顿第二定律结合密度公式可以求出地球的平均密度；
（2）由于卫星在椭圆轨道运动，利用开普勒第三定律结合轨道半径的大小可以求出卫星从A点到B点所花的时间。
（1）卫星在近地轨道I上做匀速圆周运动时则，
联立解得
（2）根据开普勒第三定律
解得
该卫星从A点经椭圆轨道II第一次到达B点所用的时间
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人教版高一物理下期中检测卷3答题卡
(
条
码
粘
贴
处
（正面朝上
贴在此
虚线框内）
)
试卷类型：B
姓名：______________班级：______________
准考证号
(
缺考标记
考生禁止填涂缺考标记
！只能由监考老师负责用黑色字迹的签字笔填涂。
) (
注意事项
1
、
答题前，考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚。
2
、
请将准考证条码粘贴在右侧的[条码粘贴处]的方框内
3
、
选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5毫米黑色字迹的签字笔填写，字体工整
4
、
请按题号顺序在各题的答题区内作答，超出范围的答案无效，在草纸、试卷上作答无效。
5
、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、刮纸刀。
6
、填涂样例
正确
[
■
]
错误
[
--
][
√
] [
×
]
)
选择题（请用2B铅笔填涂）
1. [A][B][C][D] 2. [A][B][C][D] 3. [A][B][C][D] 4. [A][B][C][D] 5. [A][B][C][D] 6. [A][B][C][D] 7. [A][B][C][D] 8. [A][B][C][D] 9. [A][B][C][D] 10. [A][B][C][D] 11. [A][B][C][D] 12. [A][B][C][D] 13. [A][B][C][D] 15.1. [A][B][C][D]
非选择题（请在各试题的答题区内作答）
14．（1）____________________；_____________________；_________________
（2）________________________
15．（2）__________________；___________________；______________________
16．________________________；________________________
17．（1）________________________
（2）________________________；________________________
18．（1）____________
（2）____________；________________________________________________；
____________
19．（1）
（2）
20．（1）

（2）
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