河北省2023-2024学年高一下学期3月联考物理试题（原卷版+解析版）

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1. 河北杂技，历史悠久，源远流长。如图甲所示，在杂技表演中，演员A沿竖直杆匀减速向上爬，同时演员B顶着杆匀速水平向右移动。若建立如图乙所示的坐标系，其中x与y分别表示演员A在水平方向、竖直方向的位移，则在该过程中演员A的运动轨迹可能是下图中的（ ）
A. B.
C. D.
2. 关于行星运动的公式=k，以下理解正确的是
A. k是一个与行星质量有关的常量B. k与a3成正比
C. k与T2成反比D. k与a和T均无关
3. 体育课上，小壮将铅球水平推出。不计空气阻力。对铅球被水平推出后在空中运动的过程，下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a与速度大小v随运动时间t变化的关系图像中，可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
4. 太阳系八大行星中，金星离地球最近，且到太阳的距离小于地球到太阳的距离。认为金星与地球均绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A. 金星线速度小于地球的线速度B. 金星的周期小于地球的周期
C. 金星的角速度小于地球的角速度D. 金星的向心加速度小于地球的向心加速度
5. 如图所示，一轻质软杆下端固定在水平地面上，上端连接一质量为m的小球（视为质点），小球在水平面内做半径为R、线速度大小为v的匀速圆周运动。不计空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A. 小球所受的合力为0
B. 小球所受杆的弹力大小为
C. 小球受到重力和杆对球的弹力两个力的作用
D. 小球受到重力、杆对球的弹力和向心力三个力的作用
6. 如图所示，一人（图中未画出）站在岸上，利用绳和定滑轮拉船，使船以大小为v的速度匀速靠岸。当绳AO段与水平面的夹角为30°时，绳的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
7. 一阶梯如图所示（有很多级台阶，图中只画出了一部分），每级台阶的高度和宽度均为，一小球（视为质点）以大小为的速度水平飞出，取重力加速度大小，不计空气阻力，小球第一次将落在第n级台阶上，则n为（ ）
A. 10B. 11C. 12D. 13
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
8. 一条河宽，船在静水中速度为，水流速度是，则（ ）
A 该船不可能垂直河岸横渡到对岸
B. 当船头垂直河岸渡河时，过河所用的时间最短，且为
C. 当船头垂直河岸渡河时，船的位移最小，为
D. 当水流速度增大且船头垂直河岸渡河时，渡河时间不变
9. 摩擦传动机构由两个相互压紧的摩擦轮及压紧装置等组成，具有结构简单、制造容易、运转平稳等优点。如图所示，一摩擦传动机构的轮匀速转动，并带动轮转动，传动过程中轮缘间不打滑，轮的半径是轮半径的4倍，A、C两点分别在轮与轮的边缘，。下列说法正确的是（ ）
A. A、C两点的线速度大小之比为
B. 、两轮的角速度大小之比为
C. B、C两点的向心加速度大小之比为
D. 在相同的时间内，B、C两点通过的路程之比为
10. 2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。“天行一号”02星的定位过程可简化为如图所示的情境，椭圆轨道1为变轨的轨道，圆形轨道2为正常运行的轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，若不考虑大气阻力的影响，则下列说法正确的是（ ）
A. 卫星在轨道1上P点的加速度小于卫星在轨道2上P点的加速度
B. 卫星在轨道1上的P点需要加速进入轨道2
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度大于其经过P点时的速度
D. 卫星在轨道1上运行周期大于在轨道2上运行的周期
三、非选择题：共54分。
11. 某同学用如图所示的装置探究钢球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、转动半径r和角速度ω之间的关系。
（1）本实验使用的实验方法是________（填“控制变量法”或“等效替代法”）。
（2）将两个质量不同的小球分别放在长槽和短槽上，调整塔轮上的皮带和小球位置，使两球的转动半径r和角速度ω都相同。转动手柄，可探究________。
A. 向心力的大小F与质量m的关系
B. 向心力的大小F与转动半径r的关系
C. 向心力的大小F与角速度ω的关系
（3）某次实验中，两质量相同的小球放置的位置如图所示（转动半径相同），已知用皮带连接的塔轮的半径之比为3：1，则左边塔轮与右边塔轮的角速度大小之比为________，标尺上露出的红白相间的等分格数之比为________。
12. 某物理兴趣小组在做“研究平抛运动”实验。
（1）在安装实验装置的过程中，必须使斜槽末端切线水平，这样做的目的是（ ）
A. 保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小
B. 保证小球从斜槽末端飞出时的速度水平
C. 保证小球在空中运动的时间每次都相等
D. 保证小球运动的轨迹是一条抛物线
（2）某同学记录了小球运动轨迹上A、B、C三点，取A点为坐标原点，各点的坐标如图所示。请完成下列填空：
①A点________（填“是”或“不是”）抛出点。
②若取重力加速度大小，则小球离开斜槽末端时的初速度大小为________，小球通过B点时的速度大小为________。（结果均保留两位有效数字）
13. 如图所示，质量为m的小球置于内壁光滑的正方体盒子内（可视为质点)，盒子的边长略大于球的直径．使该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，当盒子通过最高点时，盒子与小球之间恰好无作用力．重力加速度大小为g．求盒子做匀速圆周运动的周期T．
14. 科幻电影《火星救援》展现了人类登陆火星的情景。宇航员所在的飞船在火星上空相对火星静止时，对火星表面发射一束激光，经过时间t，收到激光传回的信号，且测得航天器绕火星做匀速圆周运动的周期为T，速度大小为v。已知球的体积公式为（其中r为球的半径），引力常量为G，激光的速度大小为c，忽略火星的自转，求：
(1)火星的质量M；
(2)火星的密度ρ。
15. 某闯关节目中某个环节的示意图如图所示，参与游戏的选手会遇到一个人造山谷（图中为一斜面），A点左侧是一段水平跑道，长为的轻绳一端悬挂在O点，另一端在A点，斜面的底边和高均为L。某质量为m的选手（视为质点）助跑后在A点抓住轻绳末端跳出，到达最低点（最低点在斜面底端的正上方且与斜面顶端在同一水平线上）时松手并水平飞出，一段时间后落在斜面的中点。重力加速度大小为g，不计空气阻力。
（1）求该选手松手时的速度大小v；
（2）求该选手松手前瞬间对轻绳的拉力大小F；
（3）若选手可以调整松手时的速度大小，该选手想使自己落在斜面上时的速度最小，求此种情况下该选手从松手至落在斜面上的过程中下落的高度h及其落在斜面上时的最小速度。