安徽省安徽师范大学附属中学2023-2024学年高一下学期4月测试物理试题（原卷版+解析版）

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一、单选题（本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（ ）
A. 图1中汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态
B. 图2中旋转秋千装置中，等长绳索对质量相等座椅A、B的拉力相等
C. 图3中在铁路转弯处，设计外轨比内轨高，目的是火车转弯时减小轮缘与外轨的侧压力
D. 图4中脱水桶原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线方向甩出
2. 如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v-t图像如图乙所示，同时人顶着杆沿水平地面运动的x-t图像如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法正确的是（ ）
A. 猴子的运动轨迹为直线
B. 猴子在0～2 s内做匀变速曲线运动
C. t=0时猴子的速度大小为8 m/s
D. 猴子在0～2 s内加速度大小为4 m/s2
3. 小明从斜面底端斜向右上方抛出两个完全相同的小球（视为质点），A球恰好落到斜面顶端，B球恰好落到斜面中点，且两球落到斜面上时的速度方向均刚好水平，不计空气阻力，则（ ）
A. 抛出后，A球在空中运动的时间为B球在空中运动时间的2倍
B. 抛出时，A球的速度大小为B球速度大小的2倍
C. 落到斜面上时，A球的速度大小为B球速度大小的倍
D. 抛出时，A球的速度方向与水平方向的夹角大于B球的速度方向与水平方向的夹角
4. 如图所示，有a、b、c、d四颗卫星，a未发射在地球赤道上随地球一起转动，b为近地轨道卫星，c为地球同步卫星，d为高空探测卫星，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，重力加速度为，则下列关于四卫星的说法正确的是（ ）
A. a卫星的向心加速度等于重力加速度g
B. b卫星与地心连线在单位时间扫过的面积等于c卫星与地心连线在单位时间扫过的面积
C. c、d卫星轨道半径的三次方与周期的平方之比相等
D. b卫星的运行周期大于a卫星的运行周期
5. 宇航员在某一星球距离表面高度处，初速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间后小球落到该星球表面，已知该星球的半径为（），引力常量为，则该星球的质量为（ ）
A. B. C. D.
6. 某卫星在距月球表面高度为的轨道上绕月球做匀速圆周运动，其运行的周期为。若以表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则（ ）
A. “嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为
B. 物体在月球表面自由下落的加速度大小为
C. 在月球上发射月球卫星的最小发射速度为
D. 月球的平均密度为
7. 摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（ ）
①滑块A和B在与轮盘相对静止时，角速度之比为
②滑块A和B在与轮盘相对静止时，向心加速度的比值为
③滑块A和B在与轮盘相对静止时，线速度的比值为
④转速增加后滑块A先发生滑动
A. ①③B. ③④C. ①②④D. ①③④
8. 如图所示，从倾角为θ的斜面体底端正上方h高处水平抛出一个小球，小球落到斜面上时，小球的速度方向与水平方向的夹角也为θ，重力加速度为g，则小球从抛出到落到斜面上所用的时间为（ ）

A. B. C. D.
9. 如图所示，一质点在光滑水平桌面上受水平恒力作用，先后经过a、b两点，速度方向偏转90°。已知经过a点的速度大小为v、方向与ab连线夹角为，ab连线长度为d。对质点从a到b的运动过程，下列说法正确的是（ ）
A. 最小速度为
B. 运动时间
C. 经过b点的速度为
D. 恒力方向与ab连线的夹角为45°
10. 2023年8月，受台风“杜苏芮”影响，我国京津冀等地发生了极端强降雨，导致部分地区被淹，中部战区组织官兵紧急救援。如图所示，在一次救援中，某河道水流速度大小恒为v，A处的下游C处有个半径为r的漩涡，其与河岸相切于B点，AB两点距离为。若解放军战士驾驶冲锋舟把被困群众从河岸的A处沿直线避开漩涡送到对岸，冲锋舟在静水中的速度最小值为（ ）

A. B. C. D.
二、多选题（每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．）
11. 如图所示，物块甲和乙用一不可伸长的轻绳跨过两个轻小光滑定滑轮连接，乙套在水平固定的光滑直杆上．现将甲、乙由静止同时释放，释放时，水平直杆足够长，乙不脱落，空气阻力不计，则（ ）
A. 刚开始释放时，甲处于失重状态B. 当时，甲、乙的速度大小之比是
C. 当时，甲的速度为零D. 当向增大的过程中绳子对甲的拉力始终小于其重力
12. 地月系统可认为是月球绕地球做匀速圆周运动如图（a）所示，月球绕地球运动的周期为；也可为地月系统是一个双星系统如图（b）所示，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动，月球绕O点运动的周期为。若地球、月球质量分别为M、m，两球心相距为r，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ）
A. 图（a）月球绕地球运动的周期等于图（b）中月球绕O点运动的周期
B. 图（a）中，地球密度为
C. 地月双星轨道中O点到地心距离为
D. 图（a）中，若把部分月壤运回到地球，最终月球绕地球做圆周运动轨道半径将变小
13. 如图所示，用长为的轻绳（轻绳不可伸长）连接的A、B两物块（均可视为质点）放置在水平圆盘上，A、B连线的延长线过圆盘的圆心A与圆心的距离也为A、B两物块的质量均为，与圆盘间的动摩擦因数均为，物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A、B始终相对圆盘静止，则下列说法正确的是（ ）

A. A、B所受的摩擦力始终相等B. 是物块开始滑动的临界角速度
C. 轻绳最大弹力为D. 当时，所受摩擦力的大小为
三、实验题（共12分）
14. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
（1）实验时，每次须将小球从轨道同一位置静止释放，目的是使小球_________。
A. 在空中运动的时间相等
B. 离开轨道时水平速度相等
（2）实验记录小球在平抛运动途中几个位置如图乙所示，每小格的边长，通过实验，则该小球做平抛运动的初速度为_______m/s，小球在B点的合速度大小为_______m/s。（g取）
15. 如图甲，利用向心力演示器探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系。
（1）本实验主要用到的科学方法是下列哪一项_____；
A 等效替代法B. 控制变量法
C. 理想模型法D. 微小量放大法
（2）若准备探究的是向心力大小与轨道半径之间的关系，应如何操作_____。
A. 将皮带调至半径大小不同的左右两塔轮上，将完全相同的小球分别放置在A、C两处槽内
B. 将皮带调至半径大小相同的左右两塔轮上，将完全相同的小球分别放置在B、C两处槽内
C. 将皮带调至半径大小不同左右两塔轮上，将完全相同的小球分别放置在A、B两处槽内
（3）若完全相同的两小球，放置位置如图甲（分别是A、C两处），另图乙左右两标尺上黑白相间的等分格分别显示A、C两处钢球对挡板的压力大小，则传动皮带放置的左右塔轮半径之比_____。
四、解答题（共33分）
16. 假设某卫星以第一宇宙速度发射绕地球飞行一圈后在A点（近地点）加速进入椭圆轨道，在椭圆轨道的B点（远地点）再次加速变轨进入地球同步轨道。已知卫星质量为m，地球质量为M，地球半径为R，地球的自转周期为T，万有引力常量为G。求：
（1）第一宇宙速度大小v；
（2）卫星在同步轨道运行时离地面的高度h。
17. 如图所示，质量为m的小球用长为的细线悬于O点，O点离地高度为，细线能承受的最大拉力为1.5mg，重力加速度为g。求：
（1）将小球拉至如图所示的位置，由静止释放小球，小球运动到最低点时细线刚好拉断，则小球落地点离O点的水平距离为多少？
（2）在（1）问中，改变细线的长，同时改变小球释放的位置，每次小球到最低点时细线均刚好拉断，则当细线为多长时，小球落地点离O点的水平距离最大，最大为多少？
（3）若悬线长改为L，让小球做圆锥摆运动，改变小球做圆周运动的角速度，使小球做圆锥摆运动时细线刚好拉断，细线断后小球落地点离O点的水平距离为多少？
18. 如图所示，质量为m=1kg的小物块由A点静止释放.沿光滑的固定圆弧轨道运动到B点，在B点时对轨道的压力为30N，轨道半径r=3.2m，物块从B点滑上水平桌面上M=2kg的长木板，物块与长木板间的动摩擦因数为μ1=0.4，长木板与桌面间的动摩擦因数为μ2=0.1，物块从长木板的右端滑出的瞬间，长木板立即被锁定静止不动，前方的圆筒立即开始匀速转动，圆筒的侧面有一个小孔P，圆筒静止时小孔正对长木板的方向，已知圆筒的顶端与长木板上表面在同一水平面上，P距圆筒顶端的高度为h=0.2m，物块从长木板上滑出的位置距圆筒顶端中心的距离d=0.85m，圆筒半径R=0.05m，现观察到物块从长木板滑出后恰好钻进P孔，重力加速度g取10m/s2，且小物块可看做质点。求：
（1）物块在B点的速度大小；
（2）木板的长度L；
（3）圆筒转动的角速度ω。