2023-2024学年湖北省高一下学期期中考试物理试卷（解析版）

高级中学名校试卷PAGE2024学年湖北省高一下学期期中考试高一物理试卷试卷满分：100分注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。一、单项选择题（每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）1.在物理学的研究中用到的思想方法很多，对下图中描述正确的是（）A.甲图中，测定引力常量的实验运用了放大法测微小量B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了类比法C.丙图中，观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程，运用了控制变量法D.丁图中，研究力和运动关系时，运用了等效替代法〖答案〗A〖解析〗A．甲图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A正确；B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B错误；C．丙图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想，得到B点的瞬时速度方向，故C错误；D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法，巧妙地设想了两个对接斜面的实验，故D错误。故选A。2.一物体在光滑水平面上做匀速直线运动，某时刻对该物体施加一水平恒力，关于物体此后可能运动及该力做功情况的判断，下列说法中错误的是（）A.物体做直线运动，该力对物体做正功B.物体做直线运动，该力对物体先做正功后做负功C.物体做曲线运动，该力对物体做正功D.物体做曲线运动，该力对物体先做负功后做正功〖答案〗B〖解析〗A．如果水平恒力的方向与运动方向相同，则物体做直线运动，该力对物体做正功，所以A正确，不符题意；B．如果水平恒力的方向与运动方向相反，则物体做直线运动，该力对物体先做负功后做正功，所以B错误，符合题意；C．如果水平恒力的方向与运动方向夹角为锐角，则物体做曲线运动，该力对物体做正功，所以C正确，不符题意；D．如果水平恒力的方向与运动方向夹角为钝角，则物体做曲线运动，该力对物体先做负功后做正功，所以D正确，不符题意；故选B。3.质量为的小球，从离桌面高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为，如图所示。若以桌面为参考平面，重力加速度，下列说法正确的是（）A.小球在A点的重力势能为12JB.小球在B点的重力势能为4JC.由A点下落至B点过程中重力做功为12JD.由A点下落至B点过程中重力势能的变化量为12J〖答案〗C〖解析〗A．若以桌面为参考平面，小球在A点的重力势能为故A错误；B．若以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为故B错误；C．由A点下落至B点过程中重力做功为故C正确；D．由A点下落至B点过程中重力势能势能变化量故D错误。故选C。4.如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一个小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（）A.小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下B.从A点到C点的过程，小球合力始终指向圆心C.从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变D.小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向〖答案〗B〖解析〗A．小球经过A点时，合外力提供向心力，则当小球速度较小时则所受杆的作用力竖直向上；当小球速度较大时则所受杆的作用力竖直向下；当小球速度满足则杆对小球无作用力。故A错误；B．依题意，小球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，从A点到C点的过程，小球合力始终指向圆心。故B正确；C．由图可知A点和C点处重力与速度方向垂直，则小球重力的功率为0，与B点对称的位置处重力与速度共线，故重力功率不为0，则从A点到C点的过程，小球重力的功率先增大再减小。故C错误；D．合外力提供向心力，小球受重力和杆给的作用力，则小球所受杆的作用力为右上方。故D错误。故选B。5.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.货车的速度等于 B.货物处于失重状态C.缆绳中的拉力大于 D.货车对地面的压力大于货车的重力〖答案〗C〖解析〗A．关联速度可知，沿着绳上的速度相等，可知解得A错误；B．减小，增大，货车向左做匀速直线运动，v增大，加速度向上，则货物处于超重状态，B错误；C．由加速度向上，则缆绳中的拉力大于，C正确；D．对货车受力分析可得即货车的对地面的压力小于货车的重力，D错误；故选C。6.粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及物体的运动速度v随时间t变化的图像如图甲和图乙所示。取重力加速度。则（）A.前2s内水平拉力F做功为120JB.前4s内物体的位移为10mC.物体的质量为7.5kgD.时水平拉力F的功率为30W〖答案〗D〖解析〗A．图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，前2s内物体的位移则水平拉力F做功为故A错误；B．前4s内物体的位移为故B错误；C．根据图像可知，2s后物体做匀速直线运动，水平拉力与摩擦力平衡，即摩擦力大小为5N，2s前物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有根据图乙可知解得故C错误；D．根据图乙可知，1s时物体的速度为2m/s，则时水平拉力F的功率为故D正确。故选D。7.如图所示，竖直平面的圆环，ab为水平直径，cd为另一条直径，一个小球（可以看成质点）在c点以水平向右的初速度抛出，刚好落在d点，已知直径ab与直径cd的夹角（，；），不计空气阻力，则（）A.圆环的半径为0.75mB.抛出点c距水平直径ab的高度为0.225mC.若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，一定不可能垂直落在圆环上D.〖答案〗B〖解析〗ABD．小球做平抛运动如图所示设小球抛出经过t时间落d点，根据平抛运动规律有，根据几何知识有解得，则圆环的半径为抛出点c距水平直径ab的高度为若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，无论落在cd上的何处，其位移偏角均为，则有设速度偏角为，则有则则为定值，可知若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径cd上不同位置时的速度方向相同，故AD错误，B正确；C．若小球从c点水平向右抛出垂直落在圆环上f点如图所示则f点速度反向延长线过圆心，由平抛运动的特点可知速度反向延长线过水平位移的中点g，由图可知g点可以为水平位移的中点，故可能垂直落在圆环上，故C错误。故选B。二、多项选择题（每小题4分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）8.下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A.铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力帮助火车转弯B.汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态C.滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，衣物运动到最高点A和最低点B点时对滚筒壁弹力大小相等D.同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等〖答案〗BD〖解析〗A．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨道的挤压，A错误；B．对汽车在最高点，根据牛顿第二定律得因为故汽车处于失重状态，B正确；C．根据牛顿第二定律，在最低点有在最高点时有可得，C错误；D．小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，受筒壁的支持力为（为锥体顶角的一半），故支持力大小相等，D正确；故选BD。9.2024年3月21日13时27分，我国在酒泉卫星发射中心成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，如图所示，发射过程简化如图所示，卫星首先升空抵达半径为的近地圆轨道Ⅰ上Q点，然后在Q点短暂加速进入过渡的椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的远地点P点经合适调节便可稳定于预定所在的半径为的圆轨道Ⅲ上。下列判断正确的是（）A.“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速B.“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期C.“云海二号”在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过Q点的加速度D.“云海二号”在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅲ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等〖答案〗ABC〖解析〗A．卫星的发射与变轨，发射过程在两个切点位置需要加速，故“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速，A正确；B．由开普勒第三定律可知，因为“云海二号”在轨道Ⅱ上的半长轴小于在轨道Ⅲ上的轨道半径，故“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期，B正确；C．根据牛顿第二定律，同一位置受到的万有引力相同，产生的加速度也相同，C正确；D．开普勒第二定律面积定律是针对同一轨道上，连线在相同时间扫过的面积才相等。不同轨道连线扫过的面积不相同，D错误。故选ABC。10.如图，在竖直平面内，半径为R的圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为，一个质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一个水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。离开C点后立即撤去水平恒力，不计一切摩擦，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（）A.小球在A点时速度最大B.小球在B点时速度最大C.小球到达C点时速度的大小为D.小球到达水平地面时距A点的距离为〖答案〗BC〖解析〗AB．由于小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球轨道的压力恰好为零，表明水平恒力与重力的合力方向与直径BC平行，即B为圆周运动的等效的物理最低点，C为圆周运动的等效的物理最高点，类比于一般的圆周运动，可知，小球在等效物理最低点B点时速度最大，小球在等效物理最高点C点时速度最小，A错误，B正确；C．结合上述，在C点，对小球分析有代入得C正确；D．水平竖直建立直角坐标，竖直方向速度为竖直方向位移为代入得水平方向速度为水平方向位移为代入得所以距A点距离为，D错误；故选BC。三、实验题（2小题，共16分。把〖答案〗填写在答题卡中的横线上。）11.探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的；A.探究平抛运动的特点B.探究两个互成角度的力的合成规律C.探究匀变速直线运动规律D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系（2）某同学用如下图所示实验装置进行探究，圆柱体放置在水平圆盘上做匀速圆周运动，圆柱体与圆盘之间的摩擦可忽略不计。力传感器测量向心力大小F，角速度传感器测量角速度大小，该组同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究F与的关系。该组同学让圆柱体做半径为r的匀速圆周运动，得到如图1所示图像，对图线的数据进行处理，获得了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像2的横坐标x代表的是____，如果直线的斜率为k，则可以得到圆柱体的质量为____。〖答案〗（1）D（2）〖解析〗【小问1详析】本实验采用的实验探究方法是控制变量法，采用这个探究方法的实验还有“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，D正确；故选D。【小问2详析】由向心力公式知可知，当质量m和运动半径r不变时所以图像横坐标x代表的是。图像的斜率为则可以得到圆柱体的质量为12.在“探究平抛运动的特点”实验中，实验小组从不同角度进行实验。（g取）（1）采用如图所示的装置做实验。在此实验中，下列操作或说法正确的是________。A.将斜槽轨道的末端调成水平B.本实验不需要用天平测出小球质量，也不需要配备铅垂线C.小球释放的初始位置越高越好D.图甲中挡条每次必须等间距下移（2）实验中探究物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角为θ，其正切值随时间t变化的图像如图所示，则初速度_______m/s。（结果保留两位有效数字）（3）由（2）中实验测得落点和平抛起点连线与水平方向夹角为45°，则经过的时间为_______s，位移为_______m。（结果均保留两位有效数字）（4）在此实验中，每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下，但小球与斜槽间有摩擦力，这个摩擦力_______（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大。〖答案〗（1）A（2）1.0（3）0.200.28（4）不会〖解析〗【小问1详析】A．为了保证小球沿水平方向飞出，应将斜槽轨道的末端调成水平，A正确；B．本实验不需要天平测出小球的质量，但需要配备铅垂线以确定竖直方向，B错误；C．实验中需要小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，小球释放的初始位置适合即可，不是越高越好，释放位置过高，会导致初速度较大，小球经过纸面的时间较短，竖直方向下落的高度较低，描绘的轨迹不便于数据计算，C错误；D．图甲中挡条每次不需要等间距下移，D错误。故选A。【小问2详析】由可得随时间t变化的图像斜率为解得【小问3详析】由解得水平分位移、竖直分位移分别为故位移为【小问4详析】斜槽轨道不需要光滑，只要保证小球每次从同一位置释放即可，因为小球每次从同一位置释放，路径相同，每次损失的机械能相同，到达斜面底端时速度相等。四、解答题（3小题，共44分。解答时要写出必要的文字说明和重要的演算步骤。）13.我国新能源汽车领先全球，2024年3月28日小米第一台汽车XiaomiSU7正式上市，其技术领先且价格符合大众消费，一辆小米新能源汽车在平直公路上行驶，汽车的质量为，发动机的额定功率为，设汽车行驶过程中受到的阻力大小恒为。（1）在不超过额定功率的前提下，求该汽车所能达到的最大速度；（2）如果汽车从静止开始做匀加速直线运动。加速度的大小，在发动机不超过额定功率的前提下，求汽车维持匀加速运动的时间t。〖答案〗（1）50m/s；（2）1.25s〖解析〗（1）设汽车以额定功率启动后达到最大速度时牵引力为，汽车达到最大速度时有又联立，解得（2）设汽车在匀加速度运动时，牵引力为F，根据牛顿第二定律解得设保持匀加速的时间t，匀加速达到的最大速度为，则有解得由匀变速直线运动速度公式得解得14.宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，如图所示，斜坡的倾角为，，，已知该星球的半径为R，引力常量为G，球的体积公式是。求：（1）该星球表面的重力加速度g；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗详析】（1）小球做平抛运动过程中，水平方向，有竖直方向，有由几何知识可得联立解得（2）对于星球表面质量为的物体，有所以（3）该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故解得15.如图所示，用内壁粗糙的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为的半圆平滑对接而成（圆的半径远大于细管内径），轨道底端D点与水平地面相切，现有一辆质量为的玩具小车在恒定的拉力作用下从E点由静止开始出发，经过一段时间到达D点时撤去外力F，此时小车对“S”形轨道压力为420N，小车进入“S”形轨道后从轨道的最高点飞出，恰好垂直撞在固定斜面B上的C点，C点与下半圆的圆心O等高。已知小车在水平轨道ED段运动过程中受到的阻力是车重的0.1倍，斜面的倾角为30°。求：（g取）（1）小车从E点到D点的距离；（2）小车到达C点时的速度大小；（3）在A点小车对轨道的弹力。〖答案〗（1）；（2）8m/s；（3）20N；方向竖直向上〖解析〗（1）小车从E到D由牛顿第二定律得由位移公式知在D点由牛顿第二定律得由牛顿第三定律得小车在D点对轨道的压力等于轨道对小车的支持力所以得ED间距离（2）把小车在C点的速度分解为沿水平方向的分速度和沿竖直方向的分速度，有，解得（3）由（2）知小车在A点的速度大小因为小车对外轨有压力，轨道对小车的作用力竖直向下，根据牛顿第二定律有解得根据牛顿第三定律得，小车对轨道的弹力的大小方向竖直向上。2023-2024学年湖北省高一下学期期中考试高一物理试卷试卷满分：100分注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。2．选择题的作答：每小题选出〖答案〗后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。3．非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。一、单项选择题（每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。）1.在物理学的研究中用到的思想方法很多，对下图中描述正确的是（）A.甲图中，测定引力常量的实验运用了放大法测微小量B.乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了类比法C.丙图中，观察AB割线的变化得到B点的瞬时速度方向的过程，运用了控制变量法D.丁图中，研究力和运动关系时，运用了等效替代法〖答案〗A〖解析〗A．甲图中，卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，故A正确；B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法，故B错误；C．丙图中，A点逐渐向B点靠近时，观察AB割线的变化，就是曲线在B点的切线方向，运用了极限思想，得到B点的瞬时速度方向，故C错误；D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法，巧妙地设想了两个对接斜面的实验，故D错误。故选A。2.一物体在光滑水平面上做匀速直线运动，某时刻对该物体施加一水平恒力，关于物体此后可能运动及该力做功情况的判断，下列说法中错误的是（）A.物体做直线运动，该力对物体做正功B.物体做直线运动，该力对物体先做正功后做负功C.物体做曲线运动，该力对物体做正功D.物体做曲线运动，该力对物体先做负功后做正功〖答案〗B〖解析〗A．如果水平恒力的方向与运动方向相同，则物体做直线运动，该力对物体做正功，所以A正确，不符题意；B．如果水平恒力的方向与运动方向相反，则物体做直线运动，该力对物体先做负功后做正功，所以B错误，符合题意；C．如果水平恒力的方向与运动方向夹角为锐角，则物体做曲线运动，该力对物体做正功，所以C正确，不符题意；D．如果水平恒力的方向与运动方向夹角为钝角，则物体做曲线运动，该力对物体先做负功后做正功，所以D正确，不符题意；故选B。3.质量为的小球，从离桌面高的A处由静止下落，桌面离地面B处高度为，如图所示。若以桌面为参考平面，重力加速度，下列说法正确的是（）A.小球在A点的重力势能为12JB.小球在B点的重力势能为4JC.由A点下落至B点过程中重力做功为12JD.由A点下落至B点过程中重力势能的变化量为12J〖答案〗C〖解析〗A．若以桌面为参考平面，小球在A点的重力势能为故A错误；B．若以桌面为参考平面，小球在B点的重力势能为故B错误；C．由A点下落至B点过程中重力做功为故C正确；D．由A点下落至B点过程中重力势能势能变化量故D错误。故选C。4.如图所示，轻杆的一端固定在通过O点的水平转轴上，另一端固定一个小球，轻杆绕O点在竖直平面内沿顺时针方向做匀速圆周运动，其中A点为最高点、C点为最低点，B点与O点等高，下列说法正确的是（）A.小球经过A点时，所受杆的作用力一定竖直向下B.从A点到C点的过程，小球合力始终指向圆心C.从A点到C点的过程，小球重力的功率保持不变D.小球经过B点时，所受杆的作用力沿着BO方向〖答案〗B〖解析〗A．小球经过A点时，合外力提供向心力，则当小球速度较小时则所受杆的作用力竖直向上；当小球速度较大时则所受杆的作用力竖直向下；当小球速度满足则杆对小球无作用力。故A错误；B．依题意，小球做匀速圆周运动，合外力提供向心力，从A点到C点的过程，小球合力始终指向圆心。故B正确；C．由图可知A点和C点处重力与速度方向垂直，则小球重力的功率为0，与B点对称的位置处重力与速度共线，故重力功率不为0，则从A点到C点的过程，小球重力的功率先增大再减小。故C错误；D．合外力提供向心力，小球受重力和杆给的作用力，则小球所受杆的作用力为右上方。故D错误。故选B。5.如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为v，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，下列说法正确的是（）A.货车的速度等于 B.货物处于失重状态C.缆绳中的拉力大于 D.货车对地面的压力大于货车的重力〖答案〗C〖解析〗A．关联速度可知，沿着绳上的速度相等，可知解得A错误；B．减小，增大，货车向左做匀速直线运动，v增大，加速度向上，则货物处于超重状态，B错误；C．由加速度向上，则缆绳中的拉力大于，C正确；D．对货车受力分析可得即货车的对地面的压力小于货车的重力，D错误；故选C。6.粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动，水平拉力F及物体的运动速度v随时间t变化的图像如图甲和图乙所示。取重力加速度。则（）A.前2s内水平拉力F做功为120JB.前4s内物体的位移为10mC.物体的质量为7.5kgD.时水平拉力F的功率为30W〖答案〗D〖解析〗A．图像与时间轴所围几何图形的面积表示位移，前2s内物体的位移则水平拉力F做功为故A错误；B．前4s内物体的位移为故B错误；C．根据图像可知，2s后物体做匀速直线运动，水平拉力与摩擦力平衡，即摩擦力大小为5N，2s前物体做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律有根据图乙可知解得故C错误；D．根据图乙可知，1s时物体的速度为2m/s，则时水平拉力F的功率为故D正确。故选D。7.如图所示，竖直平面的圆环，ab为水平直径，cd为另一条直径，一个小球（可以看成质点）在c点以水平向右的初速度抛出，刚好落在d点，已知直径ab与直径cd的夹角（，；），不计空气阻力，则（）A.圆环的半径为0.75mB.抛出点c距水平直径ab的高度为0.225mC.若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，一定不可能垂直落在圆环上D.〖答案〗B〖解析〗ABD．小球做平抛运动如图所示设小球抛出经过t时间落d点，根据平抛运动规律有，根据几何知识有解得，则圆环的半径为抛出点c距水平直径ab的高度为若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，无论落在cd上的何处，其位移偏角均为，则有设速度偏角为，则有则则为定值，可知若小球从c点以不同的速度水平向右抛出，经过直径cd上不同位置时的速度方向相同，故AD错误，B正确；C．若小球从c点水平向右抛出垂直落在圆环上f点如图所示则f点速度反向延长线过圆心，由平抛运动的特点可知速度反向延长线过水平位移的中点g，由图可知g点可以为水平位移的中点，故可能垂直落在圆环上，故C错误。故选B。二、多项选择题（每小题4分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）8.下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（）A.铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力帮助火车转弯B.汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态C.滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，衣物运动到最高点A和最低点B点时对滚筒壁弹力大小相等D.同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球所受筒壁的支持力大小相等〖答案〗BD〖解析〗A．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨道的挤压，A错误；B．对汽车在最高点，根据牛顿第二定律得因为故汽车处于失重状态，B正确；C．根据牛顿第二定律，在最低点有在最高点时有可得，C错误；D．小球在两位置做匀速圆周运动，由其合力提供向心力，受筒壁的支持力为（为锥体顶角的一半），故支持力大小相等，D正确；故选BD。9.2024年3月21日13时27分，我国在酒泉卫星发射中心成功将云海二号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，如图所示，发射过程简化如图所示，卫星首先升空抵达半径为的近地圆轨道Ⅰ上Q点，然后在Q点短暂加速进入过渡的椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道Ⅱ的远地点P点经合适调节便可稳定于预定所在的半径为的圆轨道Ⅲ上。下列判断正确的是（）A.“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速B.“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期C.“云海二号”在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度等于在轨道Ⅰ上经过Q点的加速度D.“云海二号”在轨道Ⅰ与地心连线和在轨道Ⅲ与地心连线在相同时间内扫过的面积相等〖答案〗ABC〖解析〗A．卫星的发射与变轨，发射过程在两个切点位置需要加速，故“云海二号”由轨道Ⅱ的P点转移到轨道Ⅲ需要在P点加速，A正确；B．由开普勒第三定律可知，因为“云海二号”在轨道Ⅱ上的半长轴小于在轨道Ⅲ上的轨道半径，故“云海二号”在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期，B正确；C．根据牛顿第二定律，同一位置受到的万有引力相同，产生的加速度也相同，C正确；D．开普勒第二定律面积定律是针对同一轨道上，连线在相同时间扫过的面积才相等。不同轨道连线扫过的面积不相同，D错误。故选ABC。10.如图，在竖直平面内，半径为R的圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O为圆心，OA和OB之间的夹角为，一个质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一个水平恒力的作用。已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。离开C点后立即撤去水平恒力，不计一切摩擦，重力加速度大小为g。则下列说法正确的是（）A.小球在A点时速度最大B.小球在B点时速度最大C.小球到达C点时速度的大小为D.小球到达水平地面时距A点的距离为〖答案〗BC〖解析〗AB．由于小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球轨道的压力恰好为零，表明水平恒力与重力的合力方向与直径BC平行，即B为圆周运动的等效的物理最低点，C为圆周运动的等效的物理最高点，类比于一般的圆周运动，可知，小球在等效物理最低点B点时速度最大，小球在等效物理最高点C点时速度最小，A错误，B正确；C．结合上述，在C点，对小球分析有代入得C正确；D．水平竖直建立直角坐标，竖直方向速度为竖直方向位移为代入得水平方向速度为水平方向位移为代入得所以距A点距离为，D错误；故选BC。三、实验题（2小题，共16分。把〖答案〗填写在答题卡中的横线上。）11.探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的；A.探究平抛运动的特点B.探究两个互成角度的力的合成规律C.探究匀变速直线运动规律D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系（2）某同学用如下图所示实验装置进行探究，圆柱体放置在水平圆盘上做匀速圆周运动，圆柱体与圆盘之间的摩擦可忽略不计。力传感器测量向心力大小F，角速度传感器测量角速度大小，该组同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究F与的关系。该组同学让圆柱体做半径为r的匀速圆周运动，得到如图1所示图像，对图线的数据进行处理，获得了如图2所示的图像，该图像是一条过原点的直线，则图像2的横坐标x代表的是____，如果直线的斜率为k，则可以得到圆柱体的质量为____。〖答案〗（1）D（2）〖解析〗【小问1详析】本实验采用的实验探究方法是控制变量法，采用这个探究方法的实验还有“探究加速度与物体受力、物体质量的关系”，D正确；故选D。【小问2详析】由向心力公式知可知，当质量m和运动半径r不变时所以图像横坐标x代表的是。图像的斜率为则可以得到圆柱体的质量为12.在“探究平抛运动的特点”实验中，实验小组从不同角度进行实验。（g取）（1）采用如图所示的装置做实验。在此实验中，下列操作或说法正确的是________。A.将斜槽轨道的末端调成水平B.本实验不需要用天平测出小球质量，也不需要配备铅垂线C.小球释放的初始位置越高越好D.图甲中挡条每次必须等间距下移（2）实验中探究物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角为θ，其正切值随时间t变化的图像如图所示，则初速度_______m/s。（结果保留两位有效数字）（3）由（2）中实验测得落点和平抛起点连线与水平方向夹角为45°，则经过的时间为_______s，位移为_______m。（结果均保留两位有效数字）（4）在此实验中，每次都要让小球从斜槽上的同一位置由静止滚下，但小球与斜槽间有摩擦力，这个摩擦力_______（选填“会”或“不会”）使实验的误差增大。〖答案〗（1）A（2）1.0（3）0.200.28（4）不会〖解析〗【小问1详析】A．为了保证小球沿水平方向飞出，应将斜槽轨道的末端调成水平，A正确；B．本实验不需要天平测出小球的质量，但需要配备铅垂线以确定竖直方向，B错误；C．实验中需要小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，小球释放的初始位置适合即可，不是越高越好，释