江苏省无锡市多校2024-2025学年高二下学期3月联考物理试卷

这是一份江苏省无锡市多校2024-2025学年高二下学期3月联考物理试卷，共13页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1.下列各种情景下，经典力学不能很好适用的是( )
A. 火车出站后做加速运动，速度达到300km/h
B. 在宇宙中以光速追赶前面的物体
C. 由于潮汐作用，地球的自转速度越来越小
D. 高速飞行的子弹，射穿一木块
2.如图所示，某同学用圆规匀速画了一个34的圆，用时1.5s，并测得这个圆弧的半径为2cm.关于该同学画圆，下列说法错误的是( )
A. 笔尖运动的角速度为πrad/sB. 笔尖运动的线速度大小为0.02πm/s
C. 笔尖运动的周期为2 sD. 笔尖做匀变速运动
3.假设地球自转加快，对仍静止在赤道上的物体而言，一定增大的物理量是( )
A. 地球的万有引力B. 向心力C. 地面的支持力D. 重力
4.某款汽车后备厢盖的构造如图所示，可伸缩液压杆上端固定于后盖上A点，下端固定于厢内O′点，B为后盖上一点，厢盖可绕O点的铰链转动．在关闭厢盖的过程中( )
A. A点相对O′点做圆周运动
B. B点相对O点做圆周运动
C. A、B两点相对于O点转动的线速度大小相等
D. A、B两点相对于O点转动的角速度不相等
5.在绕地球做匀速圆周运动的空间站里，将一质量为m的物体挂在弹簧秤上．若轨道处的重力加速度大小为g′，则物体所受的合外力、弹簧秤的示数分别为( )
A. mg′、0B. 0、mg′C. 0、0D. mg′、mg′
6.如图所示，小物块沿14光滑圆弧轨道由最高点滑到最低点过程中速率逐渐增大，则小物块所受的合力( )
A. 大小为零
B. 大小不变，方向始终指向圆心O
C. 提供向心力
D. 方向始终与其运动方向不垂直(最低点除外)
7.如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该区域中的小行星均只受太阳的引力，且都绕太阳做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )
A. 太阳对各小行星的引力大小相等
B. 各小行星绕太阳运动的周期均小于一个地球年
C. 该区域内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
D. 小行星带内各小行星圆周运动的线速度均大于地球公转的线速度
8.如图所示，水平赛道两侧均为同心圆弧，两同款同质赛车a、b分别经过图中两点，速度大小相等．赛车转弯时车速过快容易发生侧滑，下列说法中正确的是( )
A. a的向心加速度比b的大
B. a的角速度比b的小
C. b比a更容易发生侧滑
D. 为防止侧滑，可以适当减小赛车和运动员的总质量
9.2018年12月，嫦娥四号探测器进入环月圆形轨道运行．根据下表中数据无法估算出( )
A. 探测器所受的引力大小B. 探测器的线速度大小
C. 月球的质量D. 月球的密度
10.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑圆形管道，质量为M，管道里有一个质量为m、直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动．已知M>m，则小球( )
A. 通过最低点时，管道对水平地面的压力可能等于(M+m)g
B. 通过最低点时，管道对水平地面的压力可能小于(M+m)g
C. 通过最高点时，管道对水平地面的压力不可能为零
D. 通过最高点时，管道对水平地面压力可能为Mg
11.如图所示，两颗人造卫星1、2绕地球分别沿圆轨道、椭圆轨道沿逆时针方向运动，圆轨道半径与椭圆半长轴相等，两轨道相交于P、Q点，图示时刻两卫星与地球在同一直线上．下列说法中不正确的是( )
A. 两卫星在图示时刻的速度v2v2，故A正确；
B、两个轨道上的卫星运动到P点时，所受的万有引力产生加速度a=GMr2，加速度相同。故B正确；
C、卫星2在P处要做近心运动，F引>mvA2r2，而卫星1在P处要做圆周运动，F引=mv12r2，引力相等，所以卫星2在A的速度大小小于v1，故C错误；
D、椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，则不会相遇，故D正确；
故选：C。
根据开普勒定律比较两卫星的运动周期，根据万有引力的大小，通过牛顿第二定律比较加速度，结合速度的大小比较向心加速度的大小。
本题考查万有引力定律、开普勒第三定律、牛顿第二定律等知识，知道卫星变轨的原理是解决本题的关键。
12.【答案】(1)①钢球和钢球；②2和3；③一；
(2)①40；②A
【解析】(1)①用图甲所示装置探究小球做匀速圆周运动时向心力F与半径r的大小关系，应保证两球的质量相等，则次实验应选择钢球和钢球;
②用图甲所示装置探究小球做匀速圆周运动时向心力F与半径r的大小关系，两球的半径不同，则将所选小球分别置于图甲中位置2和3处；
③用图甲所示装置探究小球做匀速圆周运动时向心力F与半径r的大小关系，两球的角速度相同，左右两侧塔轮半径相同；本次实验应选择第一层塔轮并套上皮带；
(2)①在暗室中用频闪光源照射圆盘，观察到白点仅在圆盘上两个位置出现，可知圆盘每转过半周拍摄一次，或转过n+12周拍摄一次，频闪光源的频率最小是圆盘每转过半周拍摄一次，则频闪光源拍摄的时间间隔：Δt=12T=140s，频闪光源的最小频率：fmin=1Δt=1140Hz=40Hz；
②由题意圆盘，可绕过其中心，垂直于盘面的轴匀速转动，每秒沿顺时针方向旋转20圈，即频率为f0=20Hz，若频闪光源每秒闪光19次，即f′=19Hz，则f0>f′，所以观察到白点顺时针旋转，故A正确；
13.【答案】解：设两颗中子星质量分别为m1和m2，轨道半径分别为r1和r2，
对m1分析：Gm1m2L2=m1(2πT)2r1，
对m2分析：Gm1m2L2=m2(2πT)2r2，
又r1+r2=L，
联立解得：总质量(m+m2)=4π2L3GT2。
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
14.【答案】解：(1)小球在最高点(向心力)mg=mv12r
r= 32L
解得：v1= 32gL
(2)小球在最低点(向心力)2F0cs30∘−mg=mv22r
式中：r= 32L
v2= 52 3gL
解得：F0=2 3mg
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：(1)设星球表面一物体的质量m，不考虑星球自转影响，有：mg=GMmR2
解得：M=gR2G
(2)卫星在火星表面附近绕星球飞行，有：GMm′R2=m′v2R
火星的“第一宇宙速度”为：v= gR
(3)设火星大气对小飞行器的作用力大小为F，
与水平方向夹角为θ，受力分析如右图所示.
则有：F2=(m0g)2+(m0a)2
取a=34g
代入可得：F=54m0g
tanθ=m0gm0a=43
解得θ=53∘
即：火星大气对小飞行器的作用力方向斜向上，且与水平面夹角为53∘
【解析】详细解答和解析过程见【答案】
16.【答案】解：(1)系统静止时，设弹簧弹力大小为F1，细线拉力大小为T1.
对P、Q共点力平衡分析如图所示.
(对P分析)F1=T1sin37∘
(对Q分析)T1cs37∘=mg
二式联立解得：F1=34mg
(弹簧长度)L1=Lsin37∘=35L
(劲度系数)k=F1710L−L1=15mg2L
(2)夹角增大到53∘时：
(弹簧长度)L2=Lsin53∘=45L
(P移动的距离)d=L2−L1=15L
(3)夹角增大到53∘时，由L2=45L>710L可知：弹簧处于伸长状态，
设此时弹簧弹力大小为F2，细线拉力大小为T2.
对P、Q共点力分析如右图所示.
(胡克定律)F2=k(L2−710L)
(对Q分析)T2cs53∘=mg
二式联立解得：F2=34mg
T2=53mg
(对P分析)F2+T2sin53∘=mω2L2
解得：ω=512 15gL
【解析】详细解答和解析过程见【答案】轨道距离月面高度h
100 km
月球半径R
1 738 km
月球表面重力加速度g
1.63m/s2
探测器运行周期T
1.79h
引力常量G
6.67×10−11N⋅m2/kg2