2022-2023学年广东省佛山市第一中学高一下学期第一次教学质量检测试题物理（选考）试题

佛山一中2022-2023学年下学期高一第一次教学质量检测

物理科（选考）试题

命题人：冯世博审题人：乔伟

注意事项：

1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息

2．请将答案正确填写在答题卡上

第I卷（选择题）

一、单选题（每题3分，共24分）

1．下列说法正确的是（　　）

A．物体做曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变

B．物体做圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心

C．开普勒第三定律得出的表达式，其中是一个与中心天体有关的常量

D．根据表达式可知，当趋近于零时，万有引力趋近于无穷大

2．如图所示，一个杯子放在水平餐桌转盘上随转盘做匀速圆周运动，角速度恒定，则（　　）

A．杯子受重力、支持力、摩擦力和向心力作用

B．杯子受到的摩擦力方向始终指向转盘中心

C．杯子离转盘中心越近越容易做离心运动

D．若给杯子中加水，杯子更容易做离心运动

3．某摩天轮装有吊篮60个，可同时容纳360人，摩天轮座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，摩天轮运转一圈约需20分钟。下列说法中正确的是（  ）

A．每时每刻，每个乘客受到的合力都等于零

B．每个座舱的速度不同

C．每个乘客都在做匀变速曲线运动

D．乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变

4．2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回，在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆，地球质量大约是月球质量的81倍，若嫦娥五号返回器飞行至地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，返回器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为（　　）

A． B． C． D．

5．一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个（　　）

A．B．C． D．

6．如图甲为佛山一中学生排球联赛的某个场景，排球飞行过程可简化为乙图，运动员某次

将飞来的排球从a点水平击出，球击中b点；另一次将飞来的排球从a点的正下方且与b点等高的c点斜向上击出，也击中b点，排球运动的最高点d，与a点的高度相同，不计空气阻力，下列关于这两个过程中说法正确的是（　　）

A．排球在空中飞行的时间可能相等B．排球击中b点时的速度可能相等

C．排球被击出时速度大小可能相等D．排球击中b时速度与水平方向夹角可能相同

7．如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平的N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则下列说法不正确的是（　　）

A．刚开始时B的速度大小为vcos θ

B．A匀速上升到N点之前过程中，重物B处于失重状态

C．重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力

D．A运动到位置N时，B的速度为0

8．如图，质量均为m的A、B两个小球固定在长为L的轻杆上，绕杆的端点O在竖直面内做匀速圆周运动，B球固定在杆的中点，A球在杆的另一端，不计小球的大小，当小球A在最高点时，杆对球A的作用力恰好为零，重力加速度为g。当A球运动到最低点时，OB段杆对B球的作用力大小为（　　）

A．2.5mg B．3mg C．3.5mg D．4mg

二、多选题（每题6分，共24分）

9．2022年的央视元宵晚会上，宇航员王亚平在中国天宫空间站用古筝演奏了一曲《茉莉花》，将美好的祝福以音乐的方式从万里高空传送给千家万户。下列说法正确的是（）

A．开普勒在牛顿运动定律的基础上，总结出了行星运动的规律

B．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

C．牛顿刚发现万有引力定律时，并不能算出两个天体之间万有引力的大小

D．物体受地球的引力、月球受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律

10．两级皮带传动装置如图所示，中间两个轮子2、3是固定在一起的，转动时皮带均不打滑，轮1半径与轮2半径之比为，轮3的半径和轮4的半径相同，轮1与轮3的半径比为，则轮4边缘的c点和轮1边缘的a点相比，下列关系正确的是（    ）

A．线速度大小之比为 B．角速度之比为

C．转速之比为 D．向心加速度之比为

11．如图所示，圆弧半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置在水平地面上，两个质量均为m的小球A、B以不同的速度进入管内（小球直径略小于半圆管横截面直径），A通过最高点C时，对管壁上部压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁上下部均无压力，则关于小球A通过最高点C时的速度及A、B两球落地点间的距离x，下列选项中正确的是（重力加速度大小为g）（）

A．x＝R B．x＝2R C． D．

12．主题口号为“一起向未来”的2022年北京冬奥会圆满落幕。跳台滑雪比赛在河北张家口举行，如图，跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成。比赛中，甲、乙两运动员先后以速度、从B处沿水平方向飞出，分别落在了着陆坡的中点P和末端C，运动员可看成质点，不计空气阻力，着陆坡的倾角为，重力加速度为g，则（　　）

A．甲运动员从B点飞出到距离斜面最远所需要的时间

B．、的大小关系为

C．甲、乙两运动员落到着陆坡瞬间速度方向相同

D．甲运动员落到着陆坡瞬间速度方向与水平方向的夹角比乙的小

第II卷（非选择题）

三、实验题（每空2分，共14分）

13．图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍同时落地。

（1）关于实验条件的说法，正确的有______。

A．斜槽轨道必须光滑

B．斜槽轨道末段N端必须水平

C．P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放

D．P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放

（2）该实验结果可表明______。

A．两小球落地速度的大小相同

B．P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动

C．P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动

D．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同

（3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一位置平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球经过b位置时速度的大小为______m/s，若以a点为坐标原点，水平向有为x轴，竖直向下为y轴，则抛出点的坐标为______（结果以cm为单位）。

14．小吴同学用如题图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如题图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的层来改变左右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。请回答相关问题：

（1）在某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与_________的关系；

A．质量m　　B．角速度　　C．半径r

（2）若传动皮带套在塔轮第三层，则塔轮转动时，A、C两处的角速度之比为_________；

（3）在另一次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置。传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_________。

四、解答题（第15题8分，第16题15分，第17题15分）

15．如图所示，在距一质量为m0、半径为R、密度均匀的大球体R处有一质量为m的质点，此时大球体对质点的万有引力为F1，当从大球体中挖去一半径为的小球体后（空腔的表面与大球体表面相切），剩下部分对质点的万有引力为F2，求F1：F2。

16．如图所示，质量为的小球从平台上水平抛出后，落在一倾角的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差，斜面的高度，g取（，），求：（1）小球水平抛出的初速度的大小；（2）小球到达斜面顶端时的速度v的大小；（3）小球从平台水平抛出到斜面底端所用的时间。

17．如图所示，质量之比为的甲、乙两球通过轻绳相连，再通过轻绳与竖直杆相连，两球随竖直杆一起做匀速圆周运动，绳长为，、长均为，绳水平，绳竖直。重力加速度大小为。求：

（1）绳与绳的弹力大小之比；

（2）两球绕竖直杆做匀速圆周运动的角速度大小。

佛山一中2022-2023学年下学期高一第一次教学质量检测物理科（选考）试题参考答案

1．C【详解】A．物体做曲线运动时，其所受合外力方向与速度方向不在同一直线上，但合力可以是恒力，比如平抛运动，故A错误；

B．物体做变速圆周运动时，物体沿切向方向的合力不为零，故物体所受合外力的方向并不指向圆心，故B错误；

C．开普勒第三定律得出的表达式，其中是一个与中心天体有关的常量，故C正确；

D．万有引力定律表达式适用于两质点间的引力计算，当趋近于零时，物体不能看成质点，万有引力定律表达式不再成立，所以不能得到万有引力趋近于无穷大的结论，故D错误。

故选C。

2．B【详解】A．小物块受到重力、支持力和摩擦力三个力，向心力不是物体的实际受力，故A错误。B．圆盘做匀速圆周运动，向心力由摩擦力提供，始终指向转盘中心，故B正确；

C．圆盘做匀速圆周运动f=mω2r离转盘中心越近，摩擦力越小，不会达到最大静摩擦力，越不容易做离心运动，故C错误；D．根据所以给杯子中加水，杯子不会做离心运动，故D错误。故选B。

3．B【详解】A．摩天轮座舱在竖直平面内做匀速圆周运动，乘客也随之做匀速圆周运动，受到的合外力提供向心力，故每个乘客受到的合力任意时刻都不等于零，故A错误；

B．每个座舱的速度方向沿圆周切线方向，速度不同，故B正确；C．做匀速圆周运动的物体受合外力方向时刻指向圆心，合外力方向时刻改变，故每个乘客都在做变加速曲线运动，故C错误；D．乘客在乘坐过程中在不同的位置对座位的压力不同，故D错误。故选B。

4．C【详解】根据万有引力定律，地球对返回器的引力为月球对返回器的引力为则返回器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为故C正确，ABD错误。故选C。

5．C【详解】物体自由下落到某处突然受一恒定水平向右的风力，此时合力向右下方，则轨迹应向右弯曲，且拐弯点的切线方向应与速度方向相同，即竖直向下；风停止后，物体只受重力，即合力竖直向下，轨迹应向下弯曲。故选C。

6．C【详解】AC．由于从c处击出的球能竖直到达d点，从d到地面竖直方向做自由落体运动，根据竖直方向的运动可知vya=vyb，tc=2ta由于水平方向的位移相同，根据v水＝ 可知va水＞vc水根据速度的合成可知，从a击出的排球速度va0=va水从c击出的排球的初速度故两过程中，小球的初速度大小可能相等；故A错误，C正确；B．排球击中b点时，根据运动的对称性可知，c处击出时的速度大小与击中b点时速度大小相等，a球击中b点时的速度由于va水＞vc水，故从a点击出的排球击中b点时的速度较

大，故B错误；D．设排球击中b时速度与水平方向夹角为θ两种情况排球击中b时vy相同，而v水不同，故速度与水平方向夹角不同。故D错误。故选C。

7．B【详解】A．如图所示，以A为研究对象，对其进行速度分析可得图中v为A的合速度，vb等于B的速度，由几何关系可得vb=vcosθ故A正确；B．A匀速上升，θ增大，vb减小，B的加速度向上，B处于超重状态，故B错误；C．重物B下降过程，B处于超重状态，绳对B的拉力大于B的重力，故C正确；

D．A运动到位置N时，θ=90°，B的速度为vb=0，故D正确。故选B。

8．C【详解】设转动的角速度为，当A球在最高点时当A球运动到最低点时对于B球解得故选C。

9．CD【详解】A．开普勒用 20 年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星观测记录，总结出了开普勒行星运动定律，故A错误；B．对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，对于不同行星与太阳连线在相等时间内扫过的面积不一定相等，故B错误；C．牛顿得出了万有引力与物体质量及它们之间距离的关系，但却无法算出两个天体之间万有引力的大小，因为他不知道引力常量 G 的值，故C正确；D．在牛顿的时代，人们已经能够比较精确地测定自由落体加速度，当时也能比较精确地测定月球与地球的距离、月球公转的周期，从而能够算出月球运动的向心加速度。计算结果与预期符合得很好。这表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律，故D正确。故选CD。

10．ACD【详解】A．依题意知，轮1与轮3皮带传动，则线速度之比为轮3与轮2同轴转动，角速度相同，则根据，可知轮1与轮3角速度之比为即轮1与轮2角速度之比为轮1与轮2线速度之比为

因为轮2与轮4皮带传动，则轮2与轮4的线速度相同，则轮4边缘的c点和轮1边缘的a点线速度大小之比为A正确；B．根据，知轮2与轮4的角速度之比为则可知轮4边缘的c点和轮1边缘的a点线速度大小之比为B错误；C．根据可得，轮4边缘的c点和轮1边缘的a点相比转速之比为

C正确；D．根据，知，轮4边缘的c点和轮1边缘的a点相比向心加速度之比为

D正确。故选ACD。

11．BCD【详解】CD．在最高点，对A球有解得对B球有解得故C D正确；AB．离开圆管后两球均做平抛运动，由平抛运动规律可得落地时A、B的水平分位移分别为则故A错误，B正确。故选BCD。

12．BC【详解】A．甲运动员从点飞出到距离斜面最远时，速度方向与斜面平行，则有解得A错误；B．设长度为l，对甲运动员有对乙运动员有联立解得

B正确；CD．据平抛运动的推论可知，速度偏角的正切满足甲、乙两运动员落到着陆坡时位移偏角相同，均为，故甲、乙两运动员落到着陆坡瞬间速度方向相同，C正确，D错误。故选BC。

13．     BC     D     2.5     （，）【详解】（1）[1] A．斜槽轨道光滑与否对实验没有影响，故A错误；B．为了保证小球离开斜槽末端时的初速度的方向是水平方向，故斜槽轨道末段N端必须水平，故B正确；CD．本实验只验证平抛运动的小球竖直方向的分运动，不需要每次水平初速度相同，所以小球可以在不同位置释放，故C正确，D错误。故选BC。（2）[2]该实验结果可表明P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，即P小球在竖直方向的分运动为自由落体运动。故选D。（3）[3]小球P在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运功，在竖直方向，根据匀变速直线运功的推论可得代入数据，解得所以水平方向的速度大小为小球经过b点时竖直方向的速度大小为所以小球经过b点时的速度大小为[4]小球运动到b点的时间为

所以小球运动到b点时，竖直方向的位移为水平方向的位移为若以a点为坐标原点，则抛出点的坐标为（，）。

14．     C     1:3     1:4【详解】（1）[1] 第一层皮带传送时线速度相等且半径相等，则两盘转动的角速度相等，将质量相等的两个小球分别放置挡板B和C处，就能保证有不同的半径，根据，可知探究的是向心力和半径的关系；故选C。（2）[2] 若传动皮带套在塔轮第三层，同一皮带的线速度相等，而两轮的半径之比为3:1，由可知，两塔轮的角速度之比为1:3；（3）[3]两个球的质量相等，传动皮带位于第二层时因两轮的半径之比为2:1，则由可知，两塔轮的角速度之比为1:2；A、C分别到左右塔轮中心的距离相等即转动时的半径相等，根据可知向心力之比为1:4，左右两标尺的露出的格子数向心力的大小关系，则格子数之比为1:4。

15．【详解】质点与大球球心相距2R，其万有引力为F1，则有F1=

大球质量为M=ρ×πR3挖去的小球质量为M′=ρ×π即M′=ρ×πR3=

小球球心与质点间相距，小球与质点间的万有引力为F1′=

则剩余部分对质点m的万有引力为F2=F1-F1′=-=故有

16．（1）3m/s；（2）5m/s；（3）1.4s【详解】（1）小球落到斜面上并沿斜面下滑，则有又在竖直方向有联立解得

（2）小球到达斜面顶端时的速度v的大小

（3）平抛过程有解得沿斜面下落过程有：物体初速度加速度 由运动学公式得解得所以总时

17．（1）；（2）【详解】(1)设绳与竖直方向的夹角为，根据几何关系有设甲球的质量为，对甲球，在水平方向有对乙球，在水平方向有解得(2)设绳的弹力大小为，对甲球，在竖直方向有对乙球，在竖直方向有又解得