2024-2025學(xué)年山東省高一下學(xué)期3月聯(lián)考物理試題（解析版）

高級(jí)中學(xué)名校試題PAGEPAGE12024—2025學(xué)年高一3月聯(lián)考物理試題注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回?？荚嚂r(shí)間為90分鐘，滿分100分一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.用國(guó)際單位制的基本單位表示萬有引力常量的單位，下列符合要求的是（）A.N·m/kg2 B.m3.s2/kg C.N·m2/kg2 D.m3/（kg·s2）【答案】D【解析】國(guó)際單位制中質(zhì)量m、距離r、力F的單位分別是：kg、m、N，根據(jù)牛頓的萬有引力定律得到G的單位是N?m2/kg2，但N不是基本單位。根據(jù)牛頓第二定律得則1N＝1kg?m/s2所以G單位還可以寫成m3/（kg?s2），故D正確，ABC錯(cuò)誤；故選D。2.如圖所示，地球沿橢圓形軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)，所處四個(gè)位置分別對(duì)應(yīng)北半球的四個(gè)節(jié)氣。根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可以判定，地球繞太陽公轉(zhuǎn)速度最小的節(jié)氣是（）A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至【答案】B【解析】根據(jù)開普勒第二定律，相同時(shí)間內(nèi)行星與太陽的連線掃過的面積相同，夏至?xí)r地球與太陽的連線最長(zhǎng)，所以速度最小。故選B。3.關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說法不正確的是（）A.所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上B.表達(dá)式，a代表行星與太陽之間的最遠(yuǎn)距離C.表達(dá)式，k與中心天體有關(guān)D.表達(dá)式，T代表行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期【答案】B【解析】A．根據(jù)開普勒第一定律可知，所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，故A正確，不符合題意；B．在開普勒第三定律表達(dá)式中，a代表行星運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．在開普勒第三定律表達(dá)式中，k與中心天體質(zhì)量有關(guān)，故C正確，不符合題意；D．在開普勒第三定律表達(dá)式中，T代表星球運(yùn)行的公轉(zhuǎn)周期，故D正確，不符合題意。故選B。4.如圖所示，帶有一白點(diǎn)的灰色圓盤，繞過其中心且垂直于盤面的軸沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n＝20r/s。在暗室中用每秒閃光18次的頻閃光源照射圓盤，則觀察到白點(diǎn)（）A.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為1s B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為0.5sC.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為1s D.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為0.5s【答案】B【解析】由題意黑色圓盤，可繞過其中心，垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每秒沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)20圈，即頻率為在暗室中用每秒閃光18次的頻閃光源照射圓盤，即則所以觀察到白點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則有所以觀察到白點(diǎn)每秒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈，即轉(zhuǎn)動(dòng)周期故選B。5.關(guān)于向心加速度，下列說法中正確的是（）A.若物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小和半徑不變，則該物體的線速度大小不變B.物體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期越長(zhǎng)，向心加速度越大C.不同物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力越大，向心加速度越大D.物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大，向心加速度越大【答案】A【解析】A．若物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小和半徑不變，根據(jù)可知該物體的線速度大小不變，故A正確；B．根據(jù)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期越長(zhǎng)，由于不清楚半徑的變化，所以向心加速度不一定越大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知不同物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大，其向心加速度不一定大，還要看物體的質(zhì)量關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大，向心加速度不一定越大，還要看物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選A。6.如圖所示，下列有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析說法正確的是（）A.圖甲中，汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)的速度越大，汽車受到的支持力越小B.圖乙中，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度越大，細(xì)繩拉力越大C.圖丙中，“水流星”表演通過最高點(diǎn)時(shí)，水處于完全失重狀態(tài)，不受重力D.圖丁中，脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出【答案】B【解析】A．圖甲中，汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知汽車速度越大，汽車受到的支持力越大，故A錯(cuò)誤；B．圖乙中，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為，豎直方向根據(jù)受力平衡可得根據(jù)牛頓第二定律可得可得，可知小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度越大，越小，細(xì)繩拉力越大，故B正確；C．圖丙中，“水流星”表演通過最高點(diǎn)時(shí)，水處于完全失重狀態(tài)，仍受重力作用，故C錯(cuò)誤；D．圖丁中，脫水桶的脫水原理是水滴受到的實(shí)際力不足以提供所需的向心力，從而沿切線方向甩出，故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖甲所示，輕桿的一端固定一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端套在光滑的水平軸O上，水平軸的正上方有一速度傳感器（圖中未畫出），可以測(cè)量小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小v，水平軸O處有一力傳感器（圖中未畫出），可以測(cè)量小球通過最高點(diǎn)時(shí)水平軸受到的桿的作用力F，若取豎直向下為F的正方向，在最低點(diǎn)時(shí)給小球不同的初速度，得到的（v為小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度）圖像如圖乙所示，取重力加速度大小。下列說法正確的是（）A.小球的質(zhì)量為10kgB.輕桿的長(zhǎng)度為1.8mC.若小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則輕桿對(duì)小球的作用力大小為6.4ND.若小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則小球受到的合力為0【答案】C【解析】AB．設(shè)桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，水平軸受到的桿的作用力F與桿對(duì)小球的作用力大小相等、方向相反，因此對(duì)小球受力分析有整理可得對(duì)比題圖乙可得，故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)時(shí)，解得則桿對(duì)小球的作用力大小為6.4N，故C正確；D．若小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則小球受到的合力故D錯(cuò)誤。故選C。8.如圖甲所示，傾角為θ的光滑斜面固定在水平地面上，細(xì)線一端與可看成質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球相連，另一端穿入小孔O與力傳感器（位于斜面體內(nèi)部）連接，傳感器可實(shí)時(shí)記錄細(xì)線拉力大小及掃過的角度。初始時(shí)，細(xì)線水平，小球位于小孔O的右側(cè)，現(xiàn)敲擊小球，使小球獲得一平行于斜面向上的初速度v0，此后傳感器記錄細(xì)線拉力T的大小隨細(xì)線掃過角度α的變化圖像如圖乙所示，圖中F0已知，小球到O點(diǎn)距離為l，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.小球位于初始位置時(shí)的加速度大小為B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度大小為C.小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度大小為D.小球通過最低點(diǎn)時(shí)速度大小為【答案】C【解析】A．位于初始位置時(shí)的向心加速度沿斜面向下的加速度根據(jù)平行四邊形定則知，則小球位于初始位置時(shí)的加速度大于，故A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，小球通過最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最小，為零，則有解得小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度故B錯(cuò)誤；C．小球在初始位置時(shí)，有則小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度，故C正確；D．小球通過最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力最大，根據(jù)牛頓第二定律有解得小球通過最低點(diǎn)速度故D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.如圖所示，一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道時(shí)，下列判斷正確的是（）A.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)所需的向心力為1.0×104NC.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑D.汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2【答案】BD【解析】A．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)受到重力、彈力和摩擦力，A錯(cuò)誤；BC．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，根據(jù)向心力的公式代入數(shù)據(jù)解得汽車不會(huì)發(fā)生側(cè)滑，B正確，C錯(cuò)誤；D．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，摩擦力為其圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，故其轉(zhuǎn)彎的最大加速度代入數(shù)據(jù)解得D正確。故選BD。10.如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R．下列說法正確的是（）A.地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為B.一顆衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小為C.兩顆衛(wèi)星之間引力大小為D.三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力大小為【答案】BC【解析】AB．根據(jù)萬有引力定律可知：地球?qū)σ粋€(gè)衛(wèi)星的引力大小為物體間的萬有引力是相互作用力，所以一個(gè)衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小也為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．如圖所示，兩顆衛(wèi)星之間的距離所以兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為C選項(xiàng)正確；D．三顆衛(wèi)星處在圓軌道的內(nèi)接正三角形頂角上，根據(jù)三力平衡知識(shí)可知，對(duì)地球引力的合力大小為零，D錯(cuò)誤。故選BC?！究键c(diǎn)定位】本題考查了萬有引力定律、數(shù)學(xué)幾何知識(shí)，主要考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力，難度中等．11.騎自行車是一種綠色環(huán)保的出行方式。如圖所示是某款自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，該自行車的大齒輪、小齒輪與后輪的半徑之比為3:1:7，它們的邊緣分別有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，則下列說法正確的是A.A、B兩點(diǎn)的周期之比為1:3B.A、C兩點(diǎn)的角速度之比為3:7C.B、C兩點(diǎn)的線速度大小之比為1:7D.A、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為1:7【答案】C【解析】A．由可得選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由可得選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由得選項(xiàng)C正確；D．由可得選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。12.如圖所示，一上表面距地面高為、半徑為的水平圓盤上放置質(zhì)量分別為、的A和B兩個(gè)物體，用長(zhǎng)為的輕繩連接，A物體在轉(zhuǎn)軸位置上，B在圓盤邊緣。當(dāng)圓盤繞其豎直軸以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，、兩物體剛好相對(duì)圓盤靜止。兩物體均看做質(zhì)點(diǎn)，兩物體與圓盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度。某時(shí)刻輕繩突然斷裂，下列說法正確的是（）A.輕繩斷裂前，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 B.輕繩斷裂前，輕繩拉力的大小為C.B物體落到水平地面的位置到豎直軸的距離為 D.B物體落地時(shí)的速度大小為【答案】BC【解析】AB．當(dāng)圓盤繞其豎直軸以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得將，、、代入以上兩式可得輕繩拉力大小故A錯(cuò)誤，B正確；C．輕繩突然斷裂，B物體做平拋運(yùn)動(dòng)，有所以B物體落到水平面的位置到豎直軸的距離為故C正確；D．B物體落地時(shí)的速度大小為故D錯(cuò)誤。故選BC。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置“探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)，所用向心力演示器如圖（a）所示，待選小球是質(zhì)量均為2m的球1、球2和質(zhì)量為m的球3，標(biāo)尺1和2可以顯示出兩球所受向心力的大小。圖（b）是演示器部分原理示意圖，其中皮帶輪①、④的半徑相同，輪②的半徑是輪①的1.6倍，輪③的半徑是輪①的2倍，輪⑤的半徑是輪④的0.8倍，輪⑥的半徑是輪④的0.5倍；兩轉(zhuǎn)臂上黑白格的長(zhǎng)度相等；A、B、C為三根固定在轉(zhuǎn)臂上的擋板可與轉(zhuǎn)臂上做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)球產(chǎn)生擠壓，從而提供向心力。（1）在探究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑之間的關(guān)系時(shí)我們主要用到了物理學(xué)中的（）A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.演繹法（2）若兩個(gè)鋼球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，圖中標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出A、C位置兩鋼球所受向心力的比值為1:4，則塔輪1和塔輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為____。（3）若將球1、2分別放在擋板B、C位置，將皮帶與輪①和輪④相連則是在研究向心力的大小F與（）的關(guān)系。A.轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r B.質(zhì)量m C.角速度ω D.線速度v（4）若將球1、3分別放在擋板B、C位置，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)標(biāo)尺1和標(biāo)尺2示數(shù)的比值為1:4，則可判斷與皮帶連接的變速塔輪為（）A.①和④ B.②和⑤ C.③和⑥ D.③和④【答案】（1）C（2）1：2（3）A（4）C【解析】【小問1解析】在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)主要用到了物理學(xué)中的控制變量法，即研究向心力的大小F與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，需要保證角速度ω和半徑r不變。故選C。【小問2解析】若兩個(gè)鋼球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，圖中標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出A、C位置兩鋼球所受向心力的比值為1:4，即則塔輪1和塔輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為【小問3解析】若將球1、2分別放在擋板B、C位置，則兩小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同；將皮帶與輪①和輪④相連，兩小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，則是在研究向心力的大小F與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的關(guān)系。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A?！拘?解析】若將球1、3分別放在擋板B、C位置，則球1、3的軌道半徑之比為轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)標(biāo)尺1和標(biāo)尺2示數(shù)的比值為1:4，則球1、3所受向心力之比為球1、3的質(zhì)量之比為由可知球1、3轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為由皮帶傳動(dòng)的變速塔輪的邊緣的線速度大小相等，，所以球1、3所在變速塔輪的半徑之比為由于輪①、④的半徑相同，輪③的半徑是輪①的2倍，輪⑥的半徑是輪④的0.5倍，可知輪③的半徑是輪⑥的4倍，則可判斷與皮帶連接的變速塔輪為③和⑥。故選C。14.某同學(xué)用如圖a所示裝置探究向心力與角速度和運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系。裝置中豎直轉(zhuǎn)軸固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上（未畫出），光滑的水平直桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸上，能隨豎直轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。水平直桿的左端套上滑塊，用細(xì)線將滑塊與固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的力傳感器連接，細(xì)線處于水平伸直狀態(tài)，當(dāng)滑塊隨水平直桿一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線拉力的大小可以通過力傳感器測(cè)得。水平直桿的右端最邊緣安裝了寬度為的擋光條，擋光條到豎直轉(zhuǎn)軸的距離為，光電門可以測(cè)出擋光條經(jīng)過光電門所用的時(shí)間（擋光時(shí)間）?；瑝K與豎直轉(zhuǎn)軸間的距離可調(diào)。（1）若某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得擋光條的擋光時(shí)間為，則電動(dòng)機(jī)的角速度為_______。（2）若保持滑塊P到豎直轉(zhuǎn)軸中心的距離為不變，僅多次改變豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，測(cè)得多組力傳感器的示數(shù)F和擋光時(shí)間。畫出圖像，如圖b所示。實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖線的斜率為，則滑塊的質(zhì)量為_______。（3）若保持豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速不變，調(diào)節(jié)滑塊P到豎直轉(zhuǎn)軸中心的距離r，測(cè)得多組力F和r的數(shù)據(jù)，以F為縱軸，以_______(填“r”“”或“”)為橫軸，將所測(cè)量的數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)系中，可以更直觀地反映向心力大小與圓周運(yùn)動(dòng)半徑r之間的關(guān)系?，F(xiàn)測(cè)得擋光條的擋光時(shí)間為，則圖線的斜率應(yīng)為_______?！敬鸢浮浚?）（2）（3）r【解析】（1）由可得（2）由題意可得故因此滑塊的質(zhì)量（3）由可知，當(dāng)m、一定時(shí)，，所以以r為橫軸；畫圖象，則圖線的斜率為15.如圖所示，半徑的圓盤繞圓心O勻速水平轉(zhuǎn)動(dòng)，從O點(diǎn)正上方距O點(diǎn)的高度處水平拋出一個(gè)小球（視為質(zhì)點(diǎn)），此時(shí)圓盤半徑OA（A點(diǎn)在圓盤邊緣）恰好與小球被拋出時(shí)的初速度方向相同。取重力加速度大小，不計(jì)空氣阻力。若小球只與圓盤碰撞一次，且落點(diǎn)為A點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)，求：（1）小球被拋出時(shí)的初速度大小；（2）圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小。【答案】（1）5m/s；（2）【解析】（1）設(shè)小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法，豎直方向有水平方向有聯(lián)立解得（2）在時(shí)間內(nèi)，圓盤可能轉(zhuǎn)過了0.5周、1.5周、2.5周、…經(jīng)分析可知由（1）可得解得16.如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量均為m=0.6kg的小球A、B用輕繩2連接在一起，小球A通過輕繩1系在豎直轉(zhuǎn)軸上。當(dāng)兩球隨轉(zhuǎn)軸以相同角速度一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輕繩1、2與豎直方向的夾角分別為θ=37°、α=53°，小球B到豎直轉(zhuǎn)軸的距離。取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，sin53°=0.8。求：（1）小球B的角速度大小ω；（2）輕繩1上的拉力大小F1；（3）小球A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r1。（計(jì)算結(jié)果可保留分?jǐn)?shù)）【答案】（1）2rad/s（2）15N（3）【解析】【小問1解析】對(duì)小球B，根據(jù)牛頓第二定律有解得【小問2解析】對(duì)小球B，在豎直方向有對(duì)小球A，在豎直方向有解得【小問3解析】對(duì)小球A，根據(jù)牛頓第二定律有解得17.有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，已知球體的體積，引力常量為G。（1）求m對(duì)M的萬有引力大??；（2）現(xiàn)從M中挖去半徑為的球體（兩球心和質(zhì)點(diǎn)在同一直線上，且兩球表面相切），如圖所示，求：①剩余部分的質(zhì)量；②剩余部分對(duì)m的萬有引力大小。【答案】（1）（2）①；②【解析】【小問1解析】由萬有引力定律可知球體與質(zhì)點(diǎn)之間的萬有引力解得【小問2解析】①完整球體的質(zhì)量挖去的小球質(zhì)量故剩余部分的質(zhì)量②被挖掉的小球與質(zhì)點(diǎn)之間的萬有引力由題意可知解得故剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的萬有引力解得18.如圖所示，有一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為的小物塊，從光滑平臺(tái)上的點(diǎn)以的初速度水平飛出，到達(dá)點(diǎn)時(shí)，恰好沿點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在地面上的豎直圓弧軌道，圓弧軌道的半徑為，點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角，不計(jì)空氣阻力，取重力加速度。（，）。求：（1）、兩點(diǎn)的高度差；（2）若小物塊恰好能經(jīng)過圓弧軌道最高點(diǎn)，求小物塊經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的速度大小。（3）若小物塊經(jīng)過圓弧軌道最低點(diǎn)時(shí)速度為，求小物塊經(jīng)過點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力?！敬鸢浮浚?）（2）（3）100N，方向豎直向下【解析】【小問1解析】由題意可知，小物塊在B點(diǎn)的速度為小物塊在B點(diǎn)豎直方向的分速度為根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向?yàn)樽杂陕潴w可知【小問2解析】小物塊恰好能經(jīng)過圓弧軌道最高點(diǎn)D，此時(shí)重力恰好提供向心力解得【小問3解析】小物塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，設(shè)軌道對(duì)小物塊的支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律解得根據(jù)牛頓第三定律，小物塊對(duì)軌道的壓力等于軌道對(duì)小物塊的支持力，為100N，方向豎直向下。2024—2025學(xué)年高一3月聯(lián)考物理試題注意事項(xiàng)：1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、考場(chǎng)號(hào)、座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。2.回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑，如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)。回答非選擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上，寫在本試卷上無效。3.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回?？荚嚂r(shí)間為90分鐘，滿分100分一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題3分，共24分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.用國(guó)際單位制的基本單位表示萬有引力常量的單位，下列符合要求的是（）A.N·m/kg2 B.m3.s2/kg C.N·m2/kg2 D.m3/（kg·s2）【答案】D【解析】國(guó)際單位制中質(zhì)量m、距離r、力F的單位分別是：kg、m、N，根據(jù)牛頓的萬有引力定律得到G的單位是N?m2/kg2，但N不是基本單位。根據(jù)牛頓第二定律得則1N＝1kg?m/s2所以G單位還可以寫成m3/（kg?s2），故D正確，ABC錯(cuò)誤；故選D。2.如圖所示，地球沿橢圓形軌道繞太陽運(yùn)動(dòng)，所處四個(gè)位置分別對(duì)應(yīng)北半球的四個(gè)節(jié)氣。根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可以判定，地球繞太陽公轉(zhuǎn)速度最小的節(jié)氣是（）A.春分 B.夏至 C.秋分 D.冬至【答案】B【解析】根據(jù)開普勒第二定律，相同時(shí)間內(nèi)行星與太陽的連線掃過的面積相同，夏至?xí)r地球與太陽的連線最長(zhǎng)，所以速度最小。故選B。3.關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說法不正確的是（）A.所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上B.表達(dá)式，a代表行星與太陽之間的最遠(yuǎn)距離C.表達(dá)式，k與中心天體有關(guān)D.表達(dá)式，T代表行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期【答案】B【解析】A．根據(jù)開普勒第一定律可知，所有行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，故A正確，不符合題意；B．在開普勒第三定律表達(dá)式中，a代表行星運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸，故B錯(cuò)誤，符合題意；C．在開普勒第三定律表達(dá)式中，k與中心天體質(zhì)量有關(guān)，故C正確，不符合題意；D．在開普勒第三定律表達(dá)式中，T代表星球運(yùn)行的公轉(zhuǎn)周期，故D正確，不符合題意。故選B。4.如圖所示，帶有一白點(diǎn)的灰色圓盤，繞過其中心且垂直于盤面的軸沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速n＝20r/s。在暗室中用每秒閃光18次的頻閃光源照射圓盤，則觀察到白點(diǎn)（）A.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為1s B.逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為0.5sC.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為1s D.順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為0.5s【答案】B【解析】由題意黑色圓盤，可繞過其中心，垂直于盤面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每秒沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)20圈，即頻率為在暗室中用每秒閃光18次的頻閃光源照射圓盤，即則所以觀察到白點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，則有所以觀察到白點(diǎn)每秒逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)2圈，即轉(zhuǎn)動(dòng)周期故選B。5.關(guān)于向心加速度，下列說法中正確的是（）A.若物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小和半徑不變，則該物體的線速度大小不變B.物體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期越長(zhǎng)，向心加速度越大C.不同物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力越大，向心加速度越大D.物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度越大，向心加速度越大【答案】A【解析】A．若物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小和半徑不變，根據(jù)可知該物體的線速度大小不變，故A正確；B．根據(jù)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期越長(zhǎng)，由于不清楚半徑的變化，所以向心加速度不一定越大，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知不同物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大，其向心加速度不一定大，還要看物體的質(zhì)量關(guān)系，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)可知物體做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大，向心加速度不一定越大，還要看物體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑關(guān)系，故D錯(cuò)誤。故選A。6.如圖所示，下列有關(guān)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析說法正確的是（）A.圖甲中，汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)的速度越大，汽車受到的支持力越小B.圖乙中，小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度越大，細(xì)繩拉力越大C.圖丙中，“水流星”表演通過最高點(diǎn)時(shí)，水處于完全失重狀態(tài)，不受重力D.圖丁中，脫水桶的脫水原理是水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出【答案】B【解析】A．圖甲中，汽車通過凹形橋的最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知汽車速度越大，汽車受到的支持力越大，故A錯(cuò)誤；B．圖乙中，設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為，豎直方向根據(jù)受力平衡可得根據(jù)牛頓第二定律可得可得，可知小球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度越大，越小，細(xì)繩拉力越大，故B正確；C．圖丙中，“水流星”表演通過最高點(diǎn)時(shí)，水處于完全失重狀態(tài)，仍受重力作用，故C錯(cuò)誤；D．圖丁中，脫水桶的脫水原理是水滴受到的實(shí)際力不足以提供所需的向心力，從而沿切線方向甩出，故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖甲所示，輕桿的一端固定一小球（可視為質(zhì)點(diǎn)），另一端套在光滑的水平軸O上，水平軸的正上方有一速度傳感器（圖中未畫出），可以測(cè)量小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小v，水平軸O處有一力傳感器（圖中未畫出），可以測(cè)量小球通過最高點(diǎn)時(shí)水平軸受到的桿的作用力F，若取豎直向下為F的正方向，在最低點(diǎn)時(shí)給小球不同的初速度，得到的（v為小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度）圖像如圖乙所示，取重力加速度大小。下列說法正確的是（）A.小球的質(zhì)量為10kgB.輕桿的長(zhǎng)度為1.8mC.若小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則輕桿對(duì)小球的作用力大小為6.4ND.若小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則小球受到的合力為0【答案】C【解析】AB．設(shè)桿的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，水平軸受到的桿的作用力F與桿對(duì)小球的作用力大小相等、方向相反，因此對(duì)小球受力分析有整理可得對(duì)比題圖乙可得，故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)時(shí)，解得則桿對(duì)小球的作用力大小為6.4N，故C正確；D．若小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為，則小球受到的合力故D錯(cuò)誤。故選C。8.如圖甲所示，傾角為θ的光滑斜面固定在水平地面上，細(xì)線一端與可看成質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m的小球相連，另一端穿入小孔O與力傳感器（位于斜面體內(nèi)部）連接，傳感器可實(shí)時(shí)記錄細(xì)線拉力大小及掃過的角度。初始時(shí)，細(xì)線水平，小球位于小孔O的右側(cè)，現(xiàn)敲擊小球，使小球獲得一平行于斜面向上的初速度v0，此后傳感器記錄細(xì)線拉力T的大小隨細(xì)線掃過角度α的變化圖像如圖乙所示，圖中F0已知，小球到O點(diǎn)距離為l，重力加速度為g，則下列說法正確的是（）A.小球位于初始位置時(shí)的加速度大小為B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度大小為C.小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度大小為D.小球通過最低點(diǎn)時(shí)速度大小為【答案】C【解析】A．位于初始位置時(shí)的向心加速度沿斜面向下的加速度根據(jù)平行四邊形定則知，則小球位于初始位置時(shí)的加速度大于，故A錯(cuò)誤；B．由圖乙可知，小球通過最高點(diǎn)時(shí)細(xì)線拉力最小，為零，則有解得小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度故B錯(cuò)誤；C．小球在初始位置時(shí)，有則小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度，故C正確；D．小球通過最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力最大，根據(jù)牛頓第二定律有解得小球通過最低點(diǎn)速度故D錯(cuò)誤。故選C。二、多項(xiàng)選擇題：本題共4小題，每小題4分，共16分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9.如圖所示，一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對(duì)輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4×104N，當(dāng)汽車經(jīng)過半徑為80m的彎道時(shí)，下列判斷正確的是（）A.汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)所需的向心力為1.0×104NC.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時(shí)汽車會(huì)發(fā)生側(cè)滑D.汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0m/s2【答案】BD【解析】A．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)受到重力、彈力和摩擦力，A錯(cuò)誤；BC．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，根據(jù)向心力的公式代入數(shù)據(jù)解得汽車不會(huì)發(fā)生側(cè)滑，B正確，C錯(cuò)誤；D．汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，摩擦力為其圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，故其轉(zhuǎn)彎的最大加速度代入數(shù)據(jù)解得D正確。故選BD。10.如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R．下列說法正確的是（）A.地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為B.一顆衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小為C.兩顆衛(wèi)星之間引力大小為D.三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力大小為【答案】BC【解析】AB．根據(jù)萬有引力定律可知：地球?qū)σ粋€(gè)衛(wèi)星的引力大小為物體間的萬有引力是相互作用力，所以一個(gè)衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小也為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；C．如圖所示，兩顆衛(wèi)星之間的距離所以兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為C選項(xiàng)正確；D．三顆衛(wèi)星處在圓軌道的內(nèi)接正三角形頂角上，根據(jù)三力平衡知識(shí)可知，對(duì)地球引力的合力大小為零，D錯(cuò)誤。故選BC?！究键c(diǎn)定位】本題考查了萬有引力定律、數(shù)學(xué)幾何知識(shí)，主要考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的能力，難度中等．11.騎自行車是一種綠色環(huán)保的出行方式。如圖所示是某款自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖，該自行車的大齒輪、小齒輪與后輪的半徑之比為3:1:7，它們的邊緣分別有A、B、C三個(gè)點(diǎn)，則下列說法正確的是A.A、B兩點(diǎn)的周期之比為1:3B.A、C兩點(diǎn)的角速度之比為3:7C.B、C兩點(diǎn)的線速度大小之比為1:7D.A、C兩點(diǎn)的向心加速度大小之比為1:7【答案】C【解析】A．由可得選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．由可得選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．由得選項(xiàng)C正確；D．由可得選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。12.如圖所示，一上表面距地面高為、半徑為的水平圓盤上放置質(zhì)量分別為、的A和B兩個(gè)物體，用長(zhǎng)為的輕繩連接，A物體在轉(zhuǎn)軸位置上，B在圓盤邊緣。當(dāng)圓盤繞其豎直軸以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，、兩物體剛好相對(duì)圓盤靜止。兩物體均看做質(zhì)點(diǎn)，兩物體與圓盤之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為0.2，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度。某時(shí)刻輕繩突然斷裂，下列說法正確的是（）A.輕繩斷裂前，圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 B.輕繩斷裂前，輕繩拉力的大小為C.B物體落到水平地面的位置到豎直軸的距離為 D.B物體落地時(shí)的速度大小為【答案】BC【解析】AB．當(dāng)圓盤繞其豎直軸以角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律得將，、、代入以上兩式可得輕繩拉力大小故A錯(cuò)誤，B正確；C．輕繩突然斷裂，B物體做平拋運(yùn)動(dòng)，有所以B物體落到水平面的位置到豎直軸的距離為故C正確；D．B物體落地時(shí)的速度大小為故D錯(cuò)誤。故選BC。三、非選擇題：本題共6小題，共60分。13.某學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的裝置“探究向心力大小的表達(dá)式”實(shí)驗(yàn)，所用向心力演示器如圖（a）所示，待選小球是質(zhì)量均為2m的球1、球2和質(zhì)量為m的球3，標(biāo)尺1和2可以顯示出兩球所受向心力的大小。圖（b）是演示器部分原理示意圖，其中皮帶輪①、④的半徑相同，輪②的半徑是輪①的1.6倍，輪③的半徑是輪①的2倍，輪⑤的半徑是輪④的0.8倍，輪⑥的半徑是輪④的0.5倍；兩轉(zhuǎn)臂上黑白格的長(zhǎng)度相等；A、B、C為三根固定在轉(zhuǎn)臂上的擋板可與轉(zhuǎn)臂上做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)球產(chǎn)生擠壓，從而提供向心力。（1）在探究向心力F的大小與質(zhì)量m、角速度ω和半徑之間的關(guān)系時(shí)我們主要用到了物理學(xué)中的（）A.理想實(shí)驗(yàn)法 B.等效替代法 C.控制變量法 D.演繹法（2）若兩個(gè)鋼球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，圖中標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出A、C位置兩鋼球所受向心力的比值為1:4，則塔輪1和塔輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為____。（3）若將球1、2分別放在擋板B、C位置，將皮帶與輪①和輪④相連則是在研究向心力的大小F與（）的關(guān)系。A.轉(zhuǎn)動(dòng)半徑r B.質(zhì)量m C.角速度ω D.線速度v（4）若將球1、3分別放在擋板B、C位置，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)標(biāo)尺1和標(biāo)尺2示數(shù)的比值為1:4，則可判斷與皮帶連接的變速塔輪為（）A.①和④ B.②和⑤ C.③和⑥ D.③和④【答案】（1）C（2）1：2（3）A（4）C【解析】【小問1解析】在研究向心力的大小F與質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系時(shí)主要用到了物理學(xué)中的控制變量法，即研究向心力的大小F與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，需要保證角速度ω和半徑r不變。故選C。【小問2解析】若兩個(gè)鋼球的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)半徑相等，圖中標(biāo)尺上黑白相間的等分格顯示出A、C位置兩鋼球所受向心力的比值為1:4，即則塔輪1和塔輪2轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為【小問3解析】若將球1、2分別放在擋板B、C位置，則兩小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不同；將皮帶與輪①和輪④相連，兩小球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，則是在研究向心力的大小F與轉(zhuǎn)動(dòng)半徑的關(guān)系。故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選A?！拘?解析】若將球1、3分別放在擋板B、C位置，則球1、3的軌道半徑之比為轉(zhuǎn)動(dòng)手柄時(shí)標(biāo)尺1和標(biāo)尺2示數(shù)的比值為1:4，則球1、3所受向心力之比為球1、3的質(zhì)量之比為由可知球1、3轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為由皮帶傳動(dòng)的變速塔輪的邊緣的線速度大小相等，，所以球1、3所在變速塔輪的半徑之比為由于輪①、④的半徑相同，輪③的半徑是輪①的2倍，輪⑥的半徑是輪④的0.5倍，可知輪③的半徑是輪⑥的4倍，則可判斷與皮帶連接的變速塔輪為③和⑥。故選C。14.某同學(xué)用如圖a所示裝置探究向心力與角速度和運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系。裝置中豎直轉(zhuǎn)軸固定在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸上（未畫出），光滑的水平直桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸上，能隨豎直轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。水平直桿的左端套上滑塊，用細(xì)線將滑塊與固定在豎直轉(zhuǎn)軸上的力傳感器連接，細(xì)線處于水平伸直狀態(tài)，當(dāng)滑塊隨水平直桿一起勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線拉力的大小可以通過力傳感器測(cè)得。水平直桿的右端最邊緣安裝了寬度為的擋光條，擋光條到豎直轉(zhuǎn)軸的距離為，光電門可以測(cè)出擋光條經(jīng)過光電門所用的時(shí)間（擋光時(shí)間）?；瑝K與豎直轉(zhuǎn)軸間的距離可調(diào)。（1）若某次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得擋光條的擋光時(shí)間為，則電動(dòng)機(jī)的角速度為_______。（2）若保持滑塊P到豎直轉(zhuǎn)軸中心的距離為不變，僅多次改變豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢，測(cè)得多組力傳感器的示數(shù)F和擋光時(shí)間。畫出圖像，如圖b所示。實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得圖線的斜率為，則滑塊的質(zhì)量為_______。（3）若保持豎直轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速不變，調(diào)節(jié)滑塊P到豎直轉(zhuǎn)軸中心的距離r，測(cè)得多組力F和r的數(shù)據(jù)，以F為縱軸，以_______(填“r”“”或“”)為橫軸，將所測(cè)量的數(shù)據(jù)描繪在坐標(biāo)系