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物理：广东省佛山市高明区2023-2024学年高一下学期4月联考试题（解析版）
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这是一份物理：广东省佛山市高明区2023-2024学年高一下学期4月联考试题（解析版），共16页。试卷主要包含了本试卷主要考试内容等内容，欢迎下载使用。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：粤教版必修第二册第一章到第三章第三节。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于卫星和空间站的说法中正确的是（ ）
A. 卫星在发射过程中加速上升阶段时处于失重状态
B. 在绕地球飞行的载人空间站中，航天员所受的合力不为0
C. 在绕地球飞行的空间站中，航天员可以直接将水从瓶子倒入水杯中
D. 在绕地球飞行的空间站中，航天员可以利用弹簧测力计直接测出物体所受的重力
【答案】B
【解析】A．卫星在发射过程中加速上升阶段的加速度方向竖直向上，处于超重状态，故A错误；
B．在绕地球飞行的空间站中，航天员仍受万有引力的作用，所受的合力不为0，故B正确；
CD．在绕地球飞行的空间站中的物体均处于完全失重状态，因此无法利用弹簧测力计直接测出物体所受的重力或直接将水从瓶子中倒入水杯中，故CD错误。
故选B。
2. 对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的速度保持不变
B. 物体的加速度保持不变
C. 物体在相等时间内的位移一定相同
D. 物体在相等时间内转过的角度一定相同
【答案】D
【解析】A．匀速圆周运动线速度大小不变，方向改变， A错误；
B．匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，B错误；
C．相等的弧长对应相等的弦长，虽然相等时间内位移的大小相等，但方向不同，所以相等时间内发生的位移不同，C错误；
D．匀速圆周运动的角速度不变，所以相等时间内绕圆心转过的角度相等，D正确。
故选D。
3. 一个小球在光滑水平桌面上的运动轨迹如图所示，当小球运动至A点时，开始受到某恒定外力持续的作用。下列说法正确的是（ ）
A 该外力可能沿x轴正方向B. 该外力可能沿y轴正方向
C. 该外力可能沿x轴负方向D. 该外力可能沿y轴负方向
【答案】A
【解析】小球从A点开始做曲线运动．因此小球在A点受到的外力方向与速度方向不共线，再结合曲线运动轨迹特征，可知该外力可能沿x轴正方向。
故选A。
4. 某探测器拍摄到一“哑铃”状小天体的照片，示意图如图所示，该小天体绕固定轴匀速自转，其上有到转轴距离不等的A、B两点（），关于这两点运动的描述，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的线速度大小相等
B. A、B两点的线速度大小之比为
C. A、B两点的向心加速度大小相等
D. A、B两点的角速度之比为
【答案】B
【解析】ABD．A、B两点绕同一轴转动，可知两点的角速度相等，根据v=ωr可知，A、B两点的线速度大小之比为2:1，选项AD错误，B正确；
C．根据a=ω2r可知，A、B两点的向心加速度大小之比为，选项C错误。
故选B。
5. “神舟十七号”载人飞船于北京时间2023年10月26日17时46分，成功对接于空间站“天和”核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。载人飞船在某段时间内的无动力运动可近似为如图所示的椭圆轨道，B点为椭圆轨道的近地点，A点为椭圆轨道的远地点，不考虑大气阻力。对于在椭圆轨道上运行的载人飞船，下列说法正确的是（ ）
A. 载人飞船与地心的连线在相等时间内扫过的面积一定相等
B. 载人飞船在A点的运行速率大于在B点的运行速率
C. 开普勒第三定律对载人飞船绕地球的运动不适用
D. 载人飞船在A点受到的地球引力大于在B点受到的地球引力
【答案】A
【解析】AB．根据开普勒第二定律可知，载人飞船与地心的连线在相等时间内扫过的面积一定相等，因此载人飞船在A点的运行速率小于在B点的运行速率，故A正确，B错误；
C．开普勒第三定律对载人飞船绕地球的运动同样适用，故C错误；
D．根据
可知，载人飞船在A点受到的地球引力小于在B点受到的地球引力，故D错误。
6. 如图所示，从水平地面上方某处将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，小球经过2s时间落地，且落地时速度大小为水平分速度大小的倍。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，小球从抛出到落地的水平位移大小为（ ）
A. 5mB. 10mC. 20mD. 30m
【答案】C
【解析】小球落地时竖直分速度大小为
设小球的水平分速度大小为v0，则小球落地时有
解得
因此小球落地时的水平位移大小
故选C。
7. 杂技演员表演的“水流星”的简化图如图所示。装有水的容器（可视为质点）在竖直面内做半径为的匀速圆周运动。取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 容器做完整圆周运动时，经过圆周最高点时的速度可以为0
B. 容器经过圆周最高点时，水处于超重状态
C. 当容器以的速度经过圆周最高点时，细线上的拉力恰好为0
D. 容器经过圆周最低点时可能对细线没有拉力
【答案】C
【解析】A．若容器通过圆周最高点时的速度为0，容器受到的重力会使容器做向心运动，故A错误；
B．容器经过圆周最高点时，水有竖直向下的加速度，处于失重状态，故B错误；
C．当容器通过圆周最高点时有
解得
细线上拉力恰好为0，故C正确；
D．容器通过圆周最低点时应有
因此容器一定对细线有拉力，故D错误。
故选C。
8. 我国CR450技术创新项目取得了新突破，CR450高速动车的实验运行速度达到了453km/h。随着高铁列车速度的提升，为避免高铁列车在转弯时速度大幅降低，需要适当加大铁路弯道的半径。如图所示，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，以确保列车以规定的行驶速度转弯（可视为在水平面内做半径为R的匀速圆周运动）时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。已知当高铁列车以速率300km/h通过半径为6300m处的弯道时，铁轨的内、外轨均未受到挤压，铁轨与水平面夹角始终保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 仅高铁列车过该弯道的速度增大时，铁轨的内轨会受到侧向挤压
B. 仅高铁列车质量增大时，铁轨的外轨会受到侧向挤压
C. 若仅高铁列车的质量减小，高铁列车以大于300km/h的速率通过该弯道，仍能确保安全
D. 若高铁列车过弯道时的速率提升至400km/h，为确保安全，弯道半径应调整为11200m
【答案】D
【解析】ABC．铁轨的内、外轨均未受到挤压时，对高铁列车受力分析有
整理有
所以当高铁列车过该弯道的速度增大时，此时列车有向外运动的趋势，所以铁轨的外轨会受到侧向挤压。且由上述分析可知，列车的质量不会影响列车经过该弯道的速度，即仅高铁列车的质量增大时，铁轨的外轨不会受到侧向挤压；高铁列车以大于300km/h的速率通过该弯道，则列车会对外轨有挤压力，若挤压力超过某一个限度，其不能保证安全，故ABC错误；
D．由之前的分析可知，当半径为6300m时，速率为300km/h。对高铁列车受力分析有
整理有
当速率为400km/h，解得其半径为
故D项正确。
故选D。
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。
9. 潜艇从海水的高密度区驶入低密度区，浮力急剧减小的过程称为“掉深”。如图甲所示，某潜艇在高密度区水平方向向右做匀速直线运动，时，该潜艇开始“掉深”，潜艇“掉深”后其竖直方向的速度随时间t变化的图像如图乙所示，水平速度始终保持不变。下列说法正确的是（ ）
A. 内潜艇做直线运动
B. 内潜艇做曲线运动
C. 内潜艇竖直方向上的位移大小为300m
D. 内潜艇的速度变化量大小为20m/s
【答案】BC
【解析】A．内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，可知合运动为曲线运动，选项A错误；
B．内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为曲线运动，即潜艇做曲线运动，选项B正确；
C．由图像可知，内潜艇竖直方向上的位移大小为
选项C正确；
D．内潜艇水平速度不变，竖直速度变化量大小为10m/s，则潜艇速度变化量大小为10m/s，选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示，一个内壁光滑圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，小球A紧贴内壁在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球受到重力、内壁的弹力和向心力
B. 小球受到的合力一定沿水平方向
C. 若仅降低小球做匀速圆周运动的水平高度，则小球的线速度减小
D. 若仅降低小球做匀速圆周运动的水平高度，则小球受到的弹力减小
【答案】BC
【解析】A．对小球受力分析，如图所示
小球受重力和内壁的弹力，故A错误；
B．小球在水平面内做匀速圆周运动，受到的合力提供指向圆心方向的向心力，因此小球受到的合力一定沿水平方向，故B正确；
CD．仅降低小球做匀速圆周运动的水平高度，小球受到的弹力和重力方向不变，所需向心力的方向也不变，而向心力的大小为
由此可知，降低小球做匀速圆周运动的水平高度，向心力的大小不变，但半径r减小，则小球的线速度减小，故C正确，D错误。
故选BC。
11. 2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称已经确定，新一代载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”。已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径为月球半径的3.6倍，月球绕地球的公转可视为匀速圆周运动，月球轨道半径为地球半径的60倍，不计地球和月球的自转。下列说法正确的是（ ）
A. 同一物体在月球轨道附近和在地球表面附近受到地球万有引力大小之比约为
B. 使月球绕地球运动的力与地球表面的重力不是同一性质的力
C. 月球绕地球运动的向心加速度大小与地球表面重力加速度大小之比约为
D. 月球表面与地球表面的重力加速度大小之比为
【答案】D
【解析】A．设月球半径，则地球半径
R=3.6，
根据
同一物体在月球轨道附近和在地球表面附近受到地球的万有引力大小之比约为4:25，故A错误；
B．使月球绕地球运动的力与地球表面的重力是同一性质的力，故B错误；
C．月球轨道半径
r=60R=216
月球绕地球运动的向心加速度大小
地球表面重力加速度大小
则
故C错误；
D．月球表面重力加速度
地球表面的重力加速度
得
故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
12. 小陈同学利用力传感器和光电门等器材设计实验来探究向心力与线速度的关系。实验装置如图甲所示，半径为R的圆弧轨道固定在水平面上，在轨道最低点的小凹槽里安装一个力传感器（与圆弧面平滑相接），用来测量小球运动到轨道最低点时对圆弧轨道的压力大小F，轨道最低点的侧面安装光电门，可以记录小球经过圆弧轨道最低点时的挡光时间t。实验时测得小球的直径为d，已知当地的重力加速度大小为g。
（1）下列关于本实验的说法正确的是__________。
A. 实验时应选用体积较大的小球
B. 每次实验时都需将小球从同一位置由静止释放
C. 实验时应确保小球质量和圆弧轨道半径不变
（2）根据测量的物理量可知，小球经过圆弧轨道最低点时的速度大小__________（用给定的物理量符号表示）。
（3）实验时测得多组F、t，绘制出的图像如图乙所示，图线的纵截距为b，则小球的质量__________（用给定的物理量符号表示）。
【答案】（1）C （2） （3）
【解析】
【小问1详解】
A．为减小实验误差，应选用体积较小的小球，选项A错误；
BC．为探究向心力与线速度的关系，应控制小球的质量和其做圆周运动的轨道半径不变，改变小球经过圆弧轨道最低点的速度，所以实验时可将小球从不同位置释放，选项B错误、C正确。
故选C。
【小问2详解】
根据光电门测速原理可知，小球经过圆弧轨道最低点时的速度大小
【小问3详解】
小球经过圆弧轨道最低点时有
根据牛顿第三定律有
整理可得
结合题中图像有
解得
13. 图为电动抽水器，某同学应用平抛运动的规律，利用该抽水器测量重力加速度大小g，实验步骤如下：
①取下不锈钢出水管，测得其外直径大小为D；
②重新安装出水管，转动出水管至出水口水平，保证水能够沿水平方向流出；
③接通电源，待水流稳定后，测出管口到落点的高度差为h，管口到落点的水平距离为L；
④在水流落点处放置容积为V的空杯子，测出杯子装满水所需的时间t。（不考虑水落入杯中后溅出）
（1）已知出水管管壁的厚度为d，则水从不锈钢出水管流出时的横截面积__________（用物理量D、d表示）。
（2）若S已测出，则水从不锈钢出水管流出时的初速度大小__________（用S、V、t表示），重力加速度大小__________（用S、V、t、h、L表示）。
（3）若实验测得不锈钢出水管的直径D偏大，则测得的重力加速度大小g__________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。
【答案】（1） （2） （3）偏小
【解析】
【小问1详解】
不锈钢出水管的内径
因此水从不锈钢出水管流出时的横截面积
【小问2详解】
根据题意有
解得
水在空中做平抛运动，有
，
解得
【小问3详解】
若实验测得不锈钢出水管的直径D偏大，则水从不锈钢出水管流出时的横截面积S偏大，测得的重力加速度大小g偏小。
14. 随着交通的发展，越来越多的人喜欢乘坐高铁出行。某乘坐高铁的乘客在高铁水平拐弯时，发现放在水平桌面上的水杯中的水面与水平面间成一定夹角。若高铁拐弯时可视为在做匀速圆周运动，请结合圆周运动的知识分析高铁此时在向左还是向右拐弯。
【答案】向右拐弯
【解析】取倾斜液面处某一滴水作为研究对象，设其质量为，则其受到重力与倾斜液面对其的支持力，受力分析如图所示
高铁的转弯可看成圆周运动，由于高铁转弯时需要向心力，且高铁在水平面内做圆周运动，因此高铁转弯时的向心加速度在水平方向，而水杯及水随高铁一起做圆周运动，因此水杯和水做圆周运动的向心加速度也在水平方向，根据水滴的受力分析，由平行四边形定则可知，图示时刻水滴所受合外力水平向右，即高铁所受合外力水平向右，则向心加速度水平向右，而根据曲线运动的性质，做曲线运动的物体，其合外力的方向（加速度的方向）始终指向轨迹的凹侧面，由此可知，高铁此时在向右拐弯。
15. 如图所示，在乒乓球比赛时，运动员在离水平台面高、离球网水平距离处将乒乓球（可视为质点）以垂直于球网方向的速度水平向右击出。已知乒乓球台的长度，处于球台中间的球网高，取重力加速度大小，不计空气阻力。
（1）若乒乓球恰好擦网飞过，求乒乓球被击出时的初速度大小；
（2）若乒乓球恰好落到球台右边缘，求乒乓球落到球台上时速度与水平台面间夹角正切值。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）若乒乓球恰好擦网飞过，竖直方向上有
水平方向上有
解得
（2）若乒乓球恰好落到球台右边缘，竖直方向上有
，
水平方向上有
解得
，
设乒乓球落到球台上时速度与水平台面间的夹角为，则有
16. 2023年9月30日，在杭州亚运会田径项目男子链球决赛中，中国选手以72.97米的成绩夺得冠军。如图所示，某次运动员训练时甩动链球使其在水平面内绕竖直转轴做半径为R、线速度大小为v的匀速圆周运动，一段时间后运动员松手，松手瞬间链球速度未改变。已知链球的质量为m，连接链球的轻质钢丝与竖直方向的夹角为（大小未知），链球做圆周运动的平面到水平地面的高度为h，重力加速度大小为g，不计空气阻力，求：
（1）松手前钢丝上的弹力大小F；
（2）连接链球的钢丝与竖直方向的夹角的正切值；
（3）链球落地点到竖直转轴的水平距离d。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）钢丝对链球的效果有两个，水平方向有
竖直方向有
由力的合成有
解得
（2）松手前对球水平方向有
竖直方向有
又有
解得
（3）松手后链球做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
由几何关系有
解得
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：粤教版必修第二册第一章到第三章第三节。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 下列关于卫星和空间站的说法中正确的是（ ）
A. 卫星在发射过程中加速上升阶段时处于失重状态
B. 在绕地球飞行的载人空间站中，航天员所受的合力不为0
C. 在绕地球飞行的空间站中，航天员可以直接将水从瓶子倒入水杯中
D. 在绕地球飞行的空间站中，航天员可以利用弹簧测力计直接测出物体所受的重力
【答案】B
【解析】A．卫星在发射过程中加速上升阶段的加速度方向竖直向上，处于超重状态，故A错误；
B．在绕地球飞行的空间站中，航天员仍受万有引力的作用，所受的合力不为0，故B正确；
CD．在绕地球飞行的空间站中的物体均处于完全失重状态，因此无法利用弹簧测力计直接测出物体所受的重力或直接将水从瓶子中倒入水杯中，故CD错误。
故选B。
2. 对于做匀速圆周运动的物体，下列说法正确的是（ ）
A. 物体的速度保持不变
B. 物体的加速度保持不变
C. 物体在相等时间内的位移一定相同
D. 物体在相等时间内转过的角度一定相同
【答案】D
【解析】A．匀速圆周运动线速度大小不变，方向改变， A错误；
B．匀速圆周运动的向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，B错误；
C．相等的弧长对应相等的弦长，虽然相等时间内位移的大小相等，但方向不同，所以相等时间内发生的位移不同，C错误；
D．匀速圆周运动的角速度不变，所以相等时间内绕圆心转过的角度相等，D正确。
故选D。
3. 一个小球在光滑水平桌面上的运动轨迹如图所示，当小球运动至A点时，开始受到某恒定外力持续的作用。下列说法正确的是（ ）
A 该外力可能沿x轴正方向B. 该外力可能沿y轴正方向
C. 该外力可能沿x轴负方向D. 该外力可能沿y轴负方向
【答案】A
【解析】小球从A点开始做曲线运动．因此小球在A点受到的外力方向与速度方向不共线，再结合曲线运动轨迹特征，可知该外力可能沿x轴正方向。
故选A。
4. 某探测器拍摄到一“哑铃”状小天体的照片，示意图如图所示，该小天体绕固定轴匀速自转，其上有到转轴距离不等的A、B两点（），关于这两点运动的描述，下列说法正确的是（ ）
A. A、B两点的线速度大小相等
B. A、B两点的线速度大小之比为
C. A、B两点的向心加速度大小相等
D. A、B两点的角速度之比为
【答案】B
【解析】ABD．A、B两点绕同一轴转动，可知两点的角速度相等，根据v=ωr可知，A、B两点的线速度大小之比为2:1，选项AD错误，B正确；
C．根据a=ω2r可知，A、B两点的向心加速度大小之比为，选项C错误。
故选B。
5. “神舟十七号”载人飞船于北京时间2023年10月26日17时46分，成功对接于空间站“天和”核心舱前向端口，整个对接过程历时约6.5小时。载人飞船在某段时间内的无动力运动可近似为如图所示的椭圆轨道，B点为椭圆轨道的近地点，A点为椭圆轨道的远地点，不考虑大气阻力。对于在椭圆轨道上运行的载人飞船，下列说法正确的是（ ）
A. 载人飞船与地心的连线在相等时间内扫过的面积一定相等
B. 载人飞船在A点的运行速率大于在B点的运行速率
C. 开普勒第三定律对载人飞船绕地球的运动不适用
D. 载人飞船在A点受到的地球引力大于在B点受到的地球引力
【答案】A
【解析】AB．根据开普勒第二定律可知，载人飞船与地心的连线在相等时间内扫过的面积一定相等，因此载人飞船在A点的运行速率小于在B点的运行速率，故A正确，B错误；
C．开普勒第三定律对载人飞船绕地球的运动同样适用，故C错误；
D．根据
可知，载人飞船在A点受到的地球引力小于在B点受到的地球引力，故D错误。
6. 如图所示，从水平地面上方某处将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，小球经过2s时间落地，且落地时速度大小为水平分速度大小的倍。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，小球从抛出到落地的水平位移大小为（ ）
A. 5mB. 10mC. 20mD. 30m
【答案】C
【解析】小球落地时竖直分速度大小为
设小球的水平分速度大小为v0，则小球落地时有
解得
因此小球落地时的水平位移大小
故选C。
7. 杂技演员表演的“水流星”的简化图如图所示。装有水的容器（可视为质点）在竖直面内做半径为的匀速圆周运动。取重力加速度大小。下列说法正确的是（ ）
A. 容器做完整圆周运动时，经过圆周最高点时的速度可以为0
B. 容器经过圆周最高点时，水处于超重状态
C. 当容器以的速度经过圆周最高点时，细线上的拉力恰好为0
D. 容器经过圆周最低点时可能对细线没有拉力
【答案】C
【解析】A．若容器通过圆周最高点时的速度为0，容器受到的重力会使容器做向心运动，故A错误；
B．容器经过圆周最高点时，水有竖直向下的加速度，处于失重状态，故B错误；
C．当容器通过圆周最高点时有
解得
细线上拉力恰好为0，故C正确；
D．容器通过圆周最低点时应有
因此容器一定对细线有拉力，故D错误。
故选C。
8. 我国CR450技术创新项目取得了新突破，CR450高速动车的实验运行速度达到了453km/h。随着高铁列车速度的提升，为避免高铁列车在转弯时速度大幅降低，需要适当加大铁路弯道的半径。如图所示，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，以确保列车以规定的行驶速度转弯（可视为在水平面内做半径为R的匀速圆周运动）时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压。已知当高铁列车以速率300km/h通过半径为6300m处的弯道时，铁轨的内、外轨均未受到挤压，铁轨与水平面夹角始终保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A. 仅高铁列车过该弯道的速度增大时，铁轨的内轨会受到侧向挤压
B. 仅高铁列车质量增大时，铁轨的外轨会受到侧向挤压
C. 若仅高铁列车的质量减小，高铁列车以大于300km/h的速率通过该弯道，仍能确保安全
D. 若高铁列车过弯道时的速率提升至400km/h，为确保安全，弯道半径应调整为11200m
【答案】D
【解析】ABC．铁轨的内、外轨均未受到挤压时，对高铁列车受力分析有
整理有
所以当高铁列车过该弯道的速度增大时，此时列车有向外运动的趋势，所以铁轨的外轨会受到侧向挤压。且由上述分析可知，列车的质量不会影响列车经过该弯道的速度，即仅高铁列车的质量增大时，铁轨的外轨不会受到侧向挤压；高铁列车以大于300km/h的速率通过该弯道，则列车会对外轨有挤压力，若挤压力超过某一个限度，其不能保证安全，故ABC错误；
D．由之前的分析可知，当半径为6300m时，速率为300km/h。对高铁列车受力分析有
整理有
当速率为400km/h，解得其半径为
故D项正确。
故选D。
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。
9. 潜艇从海水的高密度区驶入低密度区，浮力急剧减小的过程称为“掉深”。如图甲所示，某潜艇在高密度区水平方向向右做匀速直线运动，时，该潜艇开始“掉深”，潜艇“掉深”后其竖直方向的速度随时间t变化的图像如图乙所示，水平速度始终保持不变。下列说法正确的是（ ）
A. 内潜艇做直线运动
B. 内潜艇做曲线运动
C. 内潜艇竖直方向上的位移大小为300m
D. 内潜艇的速度变化量大小为20m/s
【答案】BC
【解析】A．内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀加速运动，可知合运动为曲线运动，选项A错误；
B．内潜艇水平方向做匀速运动，竖直方向做匀减速运动，则合运动为曲线运动，即潜艇做曲线运动，选项B正确；
C．由图像可知，内潜艇竖直方向上的位移大小为
选项C正确；
D．内潜艇水平速度不变，竖直速度变化量大小为10m/s，则潜艇速度变化量大小为10m/s，选项D错误。
故选BC。
10. 如图所示，一个内壁光滑圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，小球A紧贴内壁在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A. 小球受到重力、内壁的弹力和向心力
B. 小球受到的合力一定沿水平方向
C. 若仅降低小球做匀速圆周运动的水平高度，则小球的线速度减小
D. 若仅降低小球做匀速圆周运动的水平高度，则小球受到的弹力减小
【答案】BC
【解析】A．对小球受力分析，如图所示
小球受重力和内壁的弹力，故A错误；
B．小球在水平面内做匀速圆周运动，受到的合力提供指向圆心方向的向心力，因此小球受到的合力一定沿水平方向，故B正确；
CD．仅降低小球做匀速圆周运动的水平高度，小球受到的弹力和重力方向不变，所需向心力的方向也不变，而向心力的大小为
由此可知，降低小球做匀速圆周运动的水平高度，向心力的大小不变，但半径r减小，则小球的线速度减小，故C正确，D错误。
故选BC。
11. 2024年2月24日，中国载人月球探测任务新飞行器名称已经确定，新一代载人飞船命名为“梦舟”，月面着陆器命名为“揽月”。已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径为月球半径的3.6倍，月球绕地球的公转可视为匀速圆周运动，月球轨道半径为地球半径的60倍，不计地球和月球的自转。下列说法正确的是（ ）
A. 同一物体在月球轨道附近和在地球表面附近受到地球万有引力大小之比约为
B. 使月球绕地球运动的力与地球表面的重力不是同一性质的力
C. 月球绕地球运动的向心加速度大小与地球表面重力加速度大小之比约为
D. 月球表面与地球表面的重力加速度大小之比为
【答案】D
【解析】A．设月球半径，则地球半径
R=3.6，
根据
同一物体在月球轨道附近和在地球表面附近受到地球的万有引力大小之比约为4:25，故A错误；
B．使月球绕地球运动的力与地球表面的重力是同一性质的力，故B错误；
C．月球轨道半径
r=60R=216
月球绕地球运动的向心加速度大小
地球表面重力加速度大小
则
故C错误；
D．月球表面重力加速度
地球表面的重力加速度
得
故D正确。
三、非选择题：本题共5小题，共50分。
12. 小陈同学利用力传感器和光电门等器材设计实验来探究向心力与线速度的关系。实验装置如图甲所示，半径为R的圆弧轨道固定在水平面上，在轨道最低点的小凹槽里安装一个力传感器（与圆弧面平滑相接），用来测量小球运动到轨道最低点时对圆弧轨道的压力大小F，轨道最低点的侧面安装光电门，可以记录小球经过圆弧轨道最低点时的挡光时间t。实验时测得小球的直径为d，已知当地的重力加速度大小为g。
（1）下列关于本实验的说法正确的是__________。
A. 实验时应选用体积较大的小球
B. 每次实验时都需将小球从同一位置由静止释放
C. 实验时应确保小球质量和圆弧轨道半径不变
（2）根据测量的物理量可知，小球经过圆弧轨道最低点时的速度大小__________（用给定的物理量符号表示）。
（3）实验时测得多组F、t，绘制出的图像如图乙所示，图线的纵截距为b，则小球的质量__________（用给定的物理量符号表示）。
【答案】（1）C （2） （3）
【解析】
【小问1详解】
A．为减小实验误差，应选用体积较小的小球，选项A错误；
BC．为探究向心力与线速度的关系，应控制小球的质量和其做圆周运动的轨道半径不变，改变小球经过圆弧轨道最低点的速度，所以实验时可将小球从不同位置释放，选项B错误、C正确。
故选C。
【小问2详解】
根据光电门测速原理可知，小球经过圆弧轨道最低点时的速度大小
【小问3详解】
小球经过圆弧轨道最低点时有
根据牛顿第三定律有
整理可得
结合题中图像有
解得
13. 图为电动抽水器，某同学应用平抛运动的规律，利用该抽水器测量重力加速度大小g，实验步骤如下：
①取下不锈钢出水管，测得其外直径大小为D；
②重新安装出水管，转动出水管至出水口水平，保证水能够沿水平方向流出；
③接通电源，待水流稳定后，测出管口到落点的高度差为h，管口到落点的水平距离为L；
④在水流落点处放置容积为V的空杯子，测出杯子装满水所需的时间t。（不考虑水落入杯中后溅出）
（1）已知出水管管壁的厚度为d，则水从不锈钢出水管流出时的横截面积__________（用物理量D、d表示）。
（2）若S已测出，则水从不锈钢出水管流出时的初速度大小__________（用S、V、t表示），重力加速度大小__________（用S、V、t、h、L表示）。
（3）若实验测得不锈钢出水管的直径D偏大，则测得的重力加速度大小g__________（填“偏大”“偏小”或“准确”）。
【答案】（1） （2） （3）偏小
【解析】
【小问1详解】
不锈钢出水管的内径
因此水从不锈钢出水管流出时的横截面积
【小问2详解】
根据题意有
解得
水在空中做平抛运动，有
，
解得
【小问3详解】
若实验测得不锈钢出水管的直径D偏大，则水从不锈钢出水管流出时的横截面积S偏大，测得的重力加速度大小g偏小。
14. 随着交通的发展，越来越多的人喜欢乘坐高铁出行。某乘坐高铁的乘客在高铁水平拐弯时，发现放在水平桌面上的水杯中的水面与水平面间成一定夹角。若高铁拐弯时可视为在做匀速圆周运动，请结合圆周运动的知识分析高铁此时在向左还是向右拐弯。
【答案】向右拐弯
【解析】取倾斜液面处某一滴水作为研究对象，设其质量为，则其受到重力与倾斜液面对其的支持力，受力分析如图所示
高铁的转弯可看成圆周运动，由于高铁转弯时需要向心力，且高铁在水平面内做圆周运动，因此高铁转弯时的向心加速度在水平方向，而水杯及水随高铁一起做圆周运动，因此水杯和水做圆周运动的向心加速度也在水平方向，根据水滴的受力分析，由平行四边形定则可知，图示时刻水滴所受合外力水平向右，即高铁所受合外力水平向右，则向心加速度水平向右，而根据曲线运动的性质，做曲线运动的物体，其合外力的方向（加速度的方向）始终指向轨迹的凹侧面，由此可知，高铁此时在向右拐弯。
15. 如图所示，在乒乓球比赛时，运动员在离水平台面高、离球网水平距离处将乒乓球（可视为质点）以垂直于球网方向的速度水平向右击出。已知乒乓球台的长度，处于球台中间的球网高，取重力加速度大小，不计空气阻力。
（1）若乒乓球恰好擦网飞过，求乒乓球被击出时的初速度大小；
（2）若乒乓球恰好落到球台右边缘，求乒乓球落到球台上时速度与水平台面间夹角正切值。
【答案】（1）；（2）
【解析】（1）若乒乓球恰好擦网飞过，竖直方向上有
水平方向上有
解得
（2）若乒乓球恰好落到球台右边缘，竖直方向上有
，
水平方向上有
解得
，
设乒乓球落到球台上时速度与水平台面间的夹角为，则有
16. 2023年9月30日，在杭州亚运会田径项目男子链球决赛中，中国选手以72.97米的成绩夺得冠军。如图所示，某次运动员训练时甩动链球使其在水平面内绕竖直转轴做半径为R、线速度大小为v的匀速圆周运动，一段时间后运动员松手，松手瞬间链球速度未改变。已知链球的质量为m，连接链球的轻质钢丝与竖直方向的夹角为（大小未知），链球做圆周运动的平面到水平地面的高度为h，重力加速度大小为g，不计空气阻力，求：
（1）松手前钢丝上的弹力大小F；
（2）连接链球的钢丝与竖直方向的夹角的正切值；
（3）链球落地点到竖直转轴的水平距离d。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】（1）钢丝对链球的效果有两个，水平方向有
竖直方向有
由力的合成有
解得
（2）松手前对球水平方向有
竖直方向有
又有
解得
（3）松手后链球做平抛运动，竖直方向有
水平方向有
由几何关系有
解得
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