考生注意：
1.本試卷標有“多選”的試題，每小題有2~3個正確選項，不得全選，未特別標注的選擇性類試題，均只有1個正確選項
2.在列式計算，邏輯推理以及簡答題的過程書寫中，必須給出必要的文字說明，公式，演算和圖示
3.試卷共5頁，答題紙共3頁，在答題紙上準確填寫個人信息，作答在答題紙上，在試卷上作答一律不得分
4.若無特殊說明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2
一、萬有引力定律與開普勒三大定律
1.萬有引力定律與開普勒三大定律是研究天體運動的重要物理原理，請回答下列有關問題（1）火星是距離太陽第四近的行星，也是太陽系中第二小的行星。已知火星的公轉周期約為687天，把地球和太陽之間的平均距離計為1天文單位，結合天文常識可知，火星到太陽的平均距離約為（）
A.1.5天文單位B.2天文單位C.2.5天文單位D.3天文單位
（2）根據萬有引力定律，萬有引力常量G的國際單位為________________.
（3）對于萬有引力定律，吳老師提出了一個問題：如果R無限趨近于0，那是否物體間的引力會接近∞呢？請你回答這個問題并說明理由：__________________________。
（4）如右下圖為一個空球殼，其內部有點，其質心為O點，吳老師告訴小朱同學，空球殼內任意一點受到空球殼的萬有引力為0，小朱同學認為，O點受到上下引力可以平衡，A點距離上下兩部分距離不同，故上下萬有引力之間一定無法平衡，這是因為她沒有認識到________________這一物理方法，請寫出其錯誤：______________________________________。
（5）下列說法錯誤的是（）（多選題）
A.開普勒三大定律是開普勒計算了第谷觀測到的大量不同星系的數據總結而成的
B.離天體中心越近，物體受到的萬有引力越大
C.行星公轉的周期與行星的質量有關
D，萬有引力常量G的值由卡文迪什通過扭秤實驗測得
（6）如右圖所示為地球和月球的相對位置圖，則下列說法中正確的是（）
A.D點離月球較近，月球對地表水的萬有引力較大，形成高潮
B.A點和C點既不是高潮又不是低潮
C.B點離月球較遠，月球對地表水的萬有引力較小，因而形成低
D.B點離月球較遠，月球對地表水的萬有引力較大，因而形成高潮
二、我國的航天事業(yè)
2.近年來，我國的航天事業(yè)取得長足進步和發(fā)展，走在了世界航天科學研究和應用的前列。
（1）2018年，探月工程嫦娥四號任務“鵲橋”中繼星成功實施軌道捕獲控制，進入環(huán)繞距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點的Hal使命軌道，成為世界首顆運行在地月L2點Hal軌道的衛(wèi)星。地月L2是個“有趣”的位置，在這里中繼星繞地球轉動的周期與月球繞地球轉動的周期相同。則下列說法正確的是（）（多選題）
A.“鵲橋”中繼星繞地球轉動的角速度比月球繞地球角速度大
B.“鵲橋”中繼星繞地球轉動的線速度比月球繞地球線速度大
C.“鵲橋”中繼星繞地球轉動的向心加速度比月球繞地球轉動的向心加速度小
D.“鵲橋”中繼星繞地球轉動的周期比地球的同步衛(wèi)星周期長
（2）如圖為“北斗”衛(wèi)星導航系統(tǒng)的a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在赤道表面上隨地球一起轉動，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則（）
A.a的向心加速度等于重力加速度gB.四顆地球衛(wèi)星中b的線速度最大
C.c在4小時內轉過的圓心角是D.d的運動周期有可能是20小時
（3）中國新聞網宣布：在摩洛哥墜落的隕石被證實來自火星。某同學想根據平時收集的部分火星資料（如圖所示）計算出火星的密度，再與這顆隕石的密度進行比較。下列計算火星密度的公式，正確的是（引力常量G已知，忽略火星自轉的影響）（）（多選題）
A.B.C.D.
（4）我國發(fā)射的探月衛(wèi)星有一類為繞月極地衛(wèi)星。利用該衛(wèi)星可對月球進行成像探測。如圖所示，設衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運動時距月球表面的高度為h，繞行周期為T；月球繞地球公轉的周期為T，公轉軌道半徑為r；地球半徑為R1，月球半徑為R2，忽略地球引力、太陽引力對繞月衛(wèi)星的影響，萬有引力常量為G。則月球質量M2=_______________；地球表面重力加速度g1=_______________。
三、歡樂谷
3.上海松江歡樂谷是無數學生社會實踐最想去的地方，其豐富的游樂項目蘊含許多物理原理，回答下列問題：
（1）有一種大型游戲器械，它是一個圓筒形大容器，筒壁豎直，陸老師進入容器后靠筒壁站立，當圓筒開始轉動，轉速增大到一定程度時，突然底板塌落，陸老師發(fā)現自己沒有落下去。其中支持力充當向心力，支持力是按照力的_______________命名的。陸老師隨圓筒一起做勻速圓周運動，陸老師不落下去的原因是（）
A.陸老師處于失重狀態(tài)
B.陸老師受到的靜摩擦力大小等于重力大小
C.陸老師隨著轉速的增大有沿壁向上滑動的趨勢
陸老師在游玩該器械時想起他曾經探究勻速圓周運動向心力大小與半徑、角速度、質量的關系，他按圖甲所示的裝置進行實驗，物塊放在平臺卡槽內，平臺繞軸轉動，物塊做勻速圓周運動，平臺轉速可以控制，光電計時器可以記錄轉動一周的時間。
（2）陸老師根據實驗數據作出圖像，而不是圖像，這樣做的理由是：____________________________________________________________。
（3）陸老師按上述實驗將測算得到的結果用作圖法來處理數據，如圖乙，縱軸F為力傳感器讀數，橫軸為，圖線不過坐標原點的原因是______________________________。
（4）用電子秤測得物塊的質量為15N，直尺測得半徑為50cm，則圖線斜率的大小為________________。（用國際單位制表示）
（5）如圖甲所示，游樂場有一種叫作“快樂飛機”的游樂項目，模型如圖乙所示、已知模型飛機質量為m，固定在長為L的旋臂上，旋臂與豎直方向夾角為θ，當模型飛機以角速度ω繞中央軸在水平面內做勻速圓周運動時，不計空氣阻力，則旋臂對模型飛機的作用力方向___________（選填：A.一定與旋臂垂直，B.可能與懸臂不垂直）；若僅夾角θ增大，則旋臂對模型飛機的作用力___________（選填：A.變大，B.變小，C.不變）
（6）如圖丙，陸老師又來到“旋轉飛椅”這一裝置前。觀察到，由于懸掛座椅的繩索可以繞懸掛點自由轉動，所以當整個裝置勻速旋轉時，繩索與豎直方向保持一定的夾角，如果測得這個夾角，則可以求出（）
A.繩索受到的拉力B.人對座椅的壓力C.座椅和人的速度D.座椅和人的加速度
四、球類運動
4.我校開展體育選課分班，讓同學能在自己喜愛的球類運動中培養(yǎng)運動能力，回答下列有關問題：
【籃球運動】：在對抗中強身健體，在比賽中活躍自我，籃球運動是在我校學生中最受歡迎的球類運動：
（1）籃球比賽中，可以單手持球的同學往往飽受青睞，某同學正在聯系單手持球，在以下三種持球方式中，人對球的作用力分別為F1，F2，F3，請問F1，F2，F3的大小關系為（）
A.F1＞F2＞F3B.F1＜F2＜F3C.F1=F2=F3
（2）在原地傳球訓練中，某隊員用雙手將籃球水平推出，籃球從離開雙手到第一次落地的過程中，球心水平方向位移s=2m，豎直方向位移h=1.25m。則不考慮空氣阻力和籃球轉動，則籃球離開雙手時的速度大小v0=___________，籃球落地前瞬間的速度方向與水平面的夾角為___________。
（3）如圖，某同學將籃球水平推出，籃球沿圖中虛線軌跡加速下落，若籃球所受的空氣阻力大小不變、方向與籃球的運動方向相反，則籃球在圖示的下落過程中加速度的大?。ǎ?br>A.逐漸減小B.逐漸增大C.先增大，后減小D.先減小，后增大
【網球運動】：通過跳躍與敏捷的判斷著稱，需要把控出球的角度和力度，是我校教師中最受歡迎的運動；
如圖所示，一個同學將網球沿水平方向且與底線垂直擊出（非發(fā)球），網球越過球網落到對方場地得分。已知正中間的球網高0.9m，場地總長24m，寬11m，重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力。據此完成下列各題：
（4）網球從被擊出到落地前的過程中，網球相等時間內速度的變化量（）
A.大小、方向都不變B.大小不變，方向會變化
C.大小不斷增大，方向不變D.大小不斷增大，方向也在變化
（5）如果網球被擊出時距離地面的高度不足，則無論擊球速度多大都不能得分，則該最小高度值為___________。
五、圓周運動跨學科應用
5.圓周運動是指一種運動軌跡為圓或圓的一部分的平面曲線運動，在諸多領域都有所運用；
【表演藝術】：（1）有一段單人綢吊空中表演，運動員拉住一根長綢帶在水平面內做近似圓周運動，如圖所示，若運動員重心到懸點距離不變，綢帶與豎直方向夾角為θ。忽略空氣阻力，則下列說法錯誤的是（）（多選題）
A.繩子拉力提供運動員做圓周運動的向心力
B.如果θ增大，其他條件不變，運動員轉動的周期不變
C.如果有另一名運動員，用長為1.2L的綢帶在與正在表演的運動員在同一水平面做圓周
運動，則在其中一人停止前，兩人的位置相對保持不變。
D.如果工增大，其他條件保持不變，則運動員轉動的周期減小。
【交通運輸】：（2）火車在彎道轉彎時，對于其向心力的分析正確的是（）
A.由于火車本身作用而產生了向心力
B.由于內、外軌的高度差，車身略有傾斜，車身所受重力的分力產生了向心力
C.火車拐彎時的速率小于規(guī)定速率時，內軌將給火車側壓力，側壓力就是向心力
D.火車拐彎時的速率大于規(guī)定速率時，外軌將給火車側壓力，側壓力作為向心力的一部分（3）如圖甲所示為一輛用式貨車的后視圖。如圖乙為該路段的限速標志，該廂式貨車在水平路面上做轉彎測試。圓弧形彎道的半徑R=8m，車輪與路面間的最大靜摩擦力為車對路面壓力的0.8倍。貨車內頂部用細線懸掛一個小球P，在懸點O處裝有拉力傳感器。車沿平直路面做勻速直線運動時，傳感器的示數F=4N，某次在此彎道上轉彎時做勻速圓周運動，穩(wěn)定后傳感器的示數F`=5N，取重力加速度g=10m/s2。
①如圖甲可知，貨車___________轉彎（選涂：A.向左B.向右）：貨車轉彎時速度大小為___________m/s2
②關于圖乙標志，請向交管部門提出一項建議并說明理由：______________________。
【測定分子速度】：（4）如圖所示為蔡特曼和柯氏改進后測定分子速度大小的裝置簡圖。銀蒸汽分子以相同速率從小爐O的細縫中逸出沿虛線通過圓筒上的細縫S3進入圓筒C并落在玻璃板G上。已知圓筒C的半徑為R，轉速頭n，銀分子在玻璃板G上的落點與b之間的弧長為s，則銀分子的最大速率表達式為：______________________。
【地理科學】：（5）小易同學假期去游玩看到了一條彎曲的河流，圖中A、B、C、D為四處河岸，他想根據所學知識分析一下河水對河岸的沖刷程度，你認為沖刷最嚴重最有可能的是（）
A.A處B.B處C.C處D.D處
參考答案
一、萬有引力定律與開普勒三大定律（共20分）
1.（1）A（3分）（2）kg·m3·s-2（3分）
（3）不會，因為此時無法忽略物體體積形狀，不能將物體視為質點（1+2=3分）
（4）控制變量法（2分）A點上下兩部分球殼質量也不同（2分）
（5）ABC（4分）（6）A（3分）
二、我國的航天事業(yè)（共17分）
2.（1）BD（4分）（2）B（3分）
（3）ACD（4分）（4）（3分）（3分）
三、歡樂谷（共20分）
3.（1）作用效果（2分）B（2分）
（2）根據向心力公式，可知F與成正比，與不成正比，故作出的圖像可描出一條近似直線的圖形，便于計算并得出結論；而若作圖像，則是一條曲線，較難得出結論。（4分）
（3）存在摩擦力的影響（2分）
（4）0.75kg·m（4分）
（5）B（2分）A（2分）
（6）D（2分）
四、球類運動（共21分）
4.（1）C（3分）
（2）4m/s（4分）（4分）
（3）A（3分）
（4）A（3分）
（5）1.2m（4分）
五、圓周運動的跨學科應用（共22分）
5.（1）AB（4分）
（2）D（3分）
（3）①A（2分）（3分）②將限速降為25km/h（小于28.8km/h即可），因為當速度超過這個值時，貨車所受合外力超過所需向心力，會發(fā)生側滑（4分）
（4）（3分）
（5）C（3分）

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