精品解析：山东省枣庄市第三中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

枣庄三中2023～2024学年度高一年级期中质量检测考试 物理试题 本试卷满分100分，考试用时90分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡和答题纸规定的地方；选择题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；笔答题请按照题号在答题卡各题目对应答题区域内作答。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 某物体沿圆周运动，任意相等时间内通过的弧长相等。则该物体（　　） A. 线速度不变 B. 在任意相等时间内通过的位移相等 C. 加速度不变 D. 角速度不变 【答案】D 【解析】 【详解】A．某物体沿圆周运动，任意相等时间内通过弧长相等，则物体做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向沿切线方向时刻改变，A错误； B．物体做匀速圆周运动，在任意相等时间内通过的位移大小相等，方向不一定相同，B错误； C．物体做匀速圆周运动，加速度大小不变，方向始终指向圆心，C错误； D．物体做匀速圆周运动，角速度大小和方向都不变，D正确。 故选D。 2. 如图，靠在一起的M、N两盘转轴过圆心且竖直，M盘的半径为r，N盘的半径为2r。N盘上a点有一质量为m的小木块随转盘N一起转动，a到O的距离为r，已知M的角速度为，两转盘靠摩擦传动且不打滑。则小木块（　　） A. 角速度大小为 B. 线速度大小为 C. 所受摩擦力大小为 D. 所受摩擦力方向与运动方向相反 【答案】C 【解析】 【详解】AB．M、N两盘边缘的线速度大小相等，可知N的角速度为 则小木块的角速度大小为，线速度大小为 故AB错误； CD．小木块所受摩擦力提供所需的向心力，方向指向圆心，大小为 故C正确，D错误。 故选C。 3. 如图所示，质量相等的A、B、C三物体（C未在图中标出）分别置放于、两纬度及赤道处水平地面上，相对地球静止，并随地球自转，D为月亮（图中未画），轨道半径为r，已知地球半径为R，下列说法正确的是（　　） A. A、B两物体线速度之比为3：1 B. A、B两物体重力大小满足GA>GB C. A、B两物体重力大小等于各自受到的支持力大小 D. C、D两物体向心加速度之比为r2：R2 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、B两物体的角速度相等，根据 可知A、B两物体线速度之比为 故A错误； B．根据向心力表达式 可知A物体随地球自转所需的向心力大于B物体随地球自转所需的向心力，则A、B两物体重力大小满足 故B错误； C．A、B两物体相对地球静止，则A、B两物体重力大小等于各自受到的支持力大小，故C正确； D．以C物体为对象，有 以D为对象，根据万有引力提供向心力可得 则C、D两物体向心加速度之比为 故D错误。 故选C。 4. 一运动员将同一排球先后两次从Р点抛出，均经过Q点，运动轨迹如图1、2所示，P、Q位于同一水平面上，空气阻力不计，排球沿轨迹2运动比沿轨迹1运动（　　） A. 经过Q点时重力势能大 B 经过最高点时动能大 C. 经过Q点时重力的瞬时功率大 D. 从最高点到Q点重力做功的平均功率大 【答案】B 【解析】 【详解】A．经过Q点时，排球的高度相同，则重力势能相等，故A错误； B．从最高点到Q点，根据平抛运动规律有 ， 可知排球沿轨迹2在最高点的速度大于排球沿轨迹1在最高点的速度，则排球沿轨迹2运动经过最高点时动能大于排球沿轨迹1运动经过最高点时动能，故B正确； C．从最高点到Q点，竖直方向有 可知沿轨迹2运动经过Q点竖直方向的速度较小，根据 可知排球沿轨迹2运动相比沿轨迹1运动经过Q点时重力的瞬时功率小，故C错误； D．从最高点到Q点，重力做功的平均功率为 可知排球沿轨迹2运动相比沿轨迹1运动从最高点到Q点重力做功的平均功率小，故D错误。 故选B。 5. 质量为m的物体，以的加速度由静止竖直向上做匀加速直线运动，上升高度为h的过程中，下面说法不正确的是（　　） A. 物体的重力势能增加了mgh B. 物体的机械能增加了 C. 物体的动能增加了 D. 物体的机械能增加了 【答案】D 【解析】 【详解】A．上升高度为h的过程中，物体的重力势能增加了，故A正确，不满足题意要求； C．根据动能定理可得，物体的动能增加了 故C正确，不满足题意要求； BD．物体的机械能增加了 故B正确，不满足题意要求；D错误，满足题意要求。 故选D。 6. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】汽车速度最大时，加速度为0，牵引力等于摩擦力则有 当汽车的车速为时，汽车的牵引力为 汽车的加速度为 联立解得 所以C正确；ABD错误； 故选C。 7. 如图所示，管壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，半径为R，质量为m的小球在管道内做圆周运动，管道内径远小于轨道半径，下列有关说法中正确的是（　　） A. 小球通过最高点的最小速度为 B. 若小球经过最高点时速度大小为，则管道内侧受力大小为mg C. 若小球经过圆心等高点时速度大小为，则管道外侧受力大小为2mg D. 若小球经过最低点时速度大小为，则管道外侧受力大小为4mg 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在管道内做圆周运动，在最高点时管道能给小球竖直向上的支持力，则小球能够通过最高点的最小速度为零，故A错误； B．若小球经过最高点时速度大小为 v= 根据牛顿第二定律有 得管道内侧对小球的支持力 根据牛顿第三定律，管道内侧受力大小mg，故B正确； C．若小球经过圆心等高点时速度大小为 根据牛顿第二定律有 得管道外侧对小球的支持力 根据牛顿第三定律，管道外侧受力大小为mg，故C错误； D．若小球经过最低点时速度大小 根据牛顿第二定律有 得管道外侧对小球的支持力 根据牛顿第三定律，管道外侧受力大小为6mg，故D错误。 故选B。 8. 如图，两个质量相同的小球A、B在光滑而固定的圆锥筒内不同位置分别做匀速圆周运动，则（　　） A. 小球A的线速度大 B. 小球A的向心加速度大 C. 小球A的角速度大 D. 小球A的向心力大 【答案】A 【解析】 【详解】D．对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图 两球质量相等，则向心力相等，故D错误； ABC．根据牛顿第二定律 解得 A的半径大，则A的线速度大，角速度小，向心加速度相等，故A正确，BC错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题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。 9. 如图所示，质量为M长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，一段时间后，小物块从小车右端滑下，已知小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为。此过程中，下列正确的是（　　） A. 拉力F做的功等于FL，也等于小物块动能的增量 B. 离开小车前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动 C. 小车动能的增量等于摩擦力对小车做的功 D. 系统摩擦产生的热量等于摩擦力与小车长度的乘积 【答案】CD 【解析】 【详解】A．拉力F做的功为 根据动能定理可知小物块动能的增量为 故A错误； B．离开小车前小木块的速度一直大于小车的速度，小木块受力保持不变，一直做匀加速直线运动，故B错误； C．根据动能定理可知小车动能的增量为 故C正确； D．系统摩擦产生的热量为 故D正确。 故选CD。 10. 稳定运行在轨道3的飞船需要变轨返回地球，其中轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为和，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法不正确的是（　　） A. 在Q点，，在P点， B. 飞船在椭圆轨道2上经过P、Q两点时， C. 在Q点，，在P点， D. 进入轨道1后，会有稀薄大气阻力，则飞船在无动力情况下，速度会逐渐减小而降轨 【答案】AB 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供加速度 在轨道2和3的Q点上，同理在P点，，A错误； B．飞船在椭圆轨道2上经过P、Q两点时，近地点速度大于远地点速度， ，B错误； C．在圆形轨道3的Q点，减速会进入椭圆轨道2，所以，在轨道2的P点减速进入圆形轨道1中，，C正确； D．进入轨道1后，会有稀薄大气阻力，则飞船在无动力情况下，速度逐渐减小由于万有引力的作用向地球运动，轨道降低，D正确。 本题选不正确的，故选AB。 11. 1995年10月，瑞士日内瓦大学教授米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹公布发现了第一颗太阳系外行星-飞马座5lb，这颗系外行星处于我们所在的银河系中，与一颗类太阳恒星相互环绕运动，两者构成一个双星系统，它们绕共同圆心О做匀速圆周运动，两人因此获得了2019年诺贝尔物理学奖。如图，已知类太阳恒星与飞马座51b的质量分别为m1和m2，相距为L，引力常量为G。求：下列说法正确的是（　　） A. 飞马座51b做匀速圆周运动的半径 B. 类太阳恒星做圆周运动的周期 C. 类太阳恒星与飞马座51b做圆周运动的线速度之比 D. 类太阳恒星的线速度 【答案】ABD 【解析】 【详解】AB．设类太阳恒星与飞马座51b绕圆心O做匀速圆周运动的半径分别为、，角速度为，由万有引力提供向心力可得 可得 又 联立解得 ，， 则类太阳恒星做圆周运动的周期 故AB正确； C．根据 可得行星51b与类太阳恒星做圆周运动的线速度之比为 故C错误； D．类太阳恒星的线速度为 故D正确。 故选ABD。 12. 如图，一根不可伸长的轻绳绕过两个轻质光滑小定滑轮O1、O2，一端与一小球连接，另一端与套在足够长的光滑固定直杆上的小物块连接，小球与小物块质量均为m，直杆与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面夹角θ=45°，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，小球运动过程中不会与其他物体相碰，不计一切摩擦。将小物块从C点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小球和小物块系统机械能守恒 B. 小球运动到最低点时，绳子拉力等于mg C. 小球运动到最低点时，小物块的速度大小为 D. 当小物块沿杆下滑到滑轮O1正下方时（忽略滑轮大小），其速度大小为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对小球和小物块组成的系统，杆对物块的支持力不做功，绳子拉力为内力，所以只有重力做功，系统机械能守恒，故A正确； B．小物块下滑过程绳子拉力先做正功，设绳子与物块速度方向的夹角为，对小球和小物块的速度沿绳和垂直绳子方向分解，可得 当时，，此时连接小物块的绳子与直杆垂直，拉力对小物块做正功，小物块速度变大，而小球速度先增大后减小，当小球速度达到最大时加速度为零，重力等于拉力；则小球受力平衡位置不是在最低点，故B错误； C．设小球运动到最低点时，物块的速度大小为，根据系统机械能守恒可得 解得 故C正确； D．当小物块沿杆下滑到滑轮O1正下方时，设小物块速度大小为，小球速度大小为，根据几何关系可得 此时小球刚好回到初始位置，根据系统机械能守恒可得 联立解得 故D错误。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，固定在铁架台上的光电门可测量遮光片通过光电门的时间，从而算出滑块的角速度ω。滑块旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 （1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______； （2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用所测物理量符号表示）； （3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比偏小，主要原因是______。 【答案】 ①. ②. ③. 滑块与水平杆之间存在静摩擦力 【解析】 【详解】（1）[1]每次遮光片经过光电门时的线速度大小为 由线速度大小和角速度大小的关系式可得 （2）[2]根据牛顿第二定律可得 可知F与成正比，以F为纵坐标，为横坐标可在坐标纸上描出一条直线，斜率 解得 （3）[3]力传感器测量的F是绳子的拉力，而在实际情况中，滑块在做圆周运动时还会受到水平杆对它的静摩擦力，向心力等于绳子拉力F和静摩擦力之和。因此，在滑块与水平杆之间存在的静摩擦力的影响下，力传感器示数F作为向心力时会比向心力理论值偏小。 14. 两个实验小组在验证机械能守恒定律的实验中，分别采用了以下两种方案： （1）第一组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。所用电源的周期为T=0.02s，经正确操作得到如图乙所示的纸带，О点为打点计时器打下的第一个点。分别测出连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3分别是19.20cm、23.23cm、27.64cm。重物质量为m=0.4kg，重力加速度g=9.8m/s2。根据以上数据可知，从О点到B点，重物的重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J；（计算结果保留3位有效数字），实验中B点瞬时速度_________（填写“能”或者“不能”）利用得出。 （2）第二小组利用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别m和3m，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。 ①实验操作按照下面步骤进行 i. 按图丙装配好定滑轮和光电门 ii. A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B iii. 测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h iv. 先接通光电门的电源，后释放B v. 记录挡光片挡住光电门的时间 ②挡光片通过光电门时的速度为____________（用题中的物理量表示）。 ③如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为__________（用题中的物理量表示）。 【答案】（1） ①. 0.911 ②. 0.890 ③. 不能 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]从О点到B点，重物的重力势能的减少量为 [2 B点对应重物的速度大小为 则，从О点到B点，重物的动能的增加量为 [3]实验中B点瞬时速度不能利用得出，因为这样直接默认加速度为重力加速度，失去了验证的意义。 【小问2详解】 ②[1]挡光片通过光电门时的速度为 ③[2]如果系统的机械能守恒，则有 联立可得应满足的关系式为 15. 某游乐场的滑梯可以视为由上段高为2h、下段高为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成。质量为m的小朋友从滑梯顶端由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，恰好静止于滑道的底端。已知上、下两段滑道与小朋友之间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，不计小朋友在两段滑道交接处的能量损失。求： （1）小朋友在滑梯上滑动时与滑梯之间的动摩擦因数； （2）小朋友在滑梯上下滑的最大速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）小朋友从滑梯顶端到底端过程，根据动能定理可得 解得 （2）当小朋友滑到上段底端时，速度最大，则有 解得小朋友在滑梯上下滑的最大速度为 16. 水平转台AB上固定一侧面光滑的圆锥，轴截面如图所示，轴截面顶角的一半θ=37°。一根长为L=2m的细线，一端系一质量为m=1kg的小球，另一端固定在圆锥顶端。平台绕圆锥轴线匀速转动，小球随平台一起转动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小取g=10m/s2。 （1）若小球恰好对锥面无压力，求平台转动的角速度； （2）若平台的角速度，求小球线速度大小。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）若小球恰好对锥面无压力，则小球只受到重力和拉力，其做圆周运动的向心力由重力与拉力的合力提供，由牛顿第二定律有 解得 （2）若平台的角速度，由于 可知小球离开锥面，设细线与轴线的夹角为，由牛顿第二定律有 解得 则小球线速度大小为 17. 如图所示，两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一的向心加速度为g1，地球半径为R，卫星一和卫星二到行星中心的距离分别为3R和6R。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为120°。求： （1）地球的密度； （2）卫星一与卫星二各自的角速度； （3）从图示时刻开始，经多长时间两卫星第一次相距最远?（结果不用化简） 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）设地球质量为，密度为，则有 以卫星一为对象，根据万有引力提供向心力可得 联立解得 ， （2）根据 可得卫星一角速度为 以卫星二对象，根据万有引力提供向心力可得 解得卫星二的角速度为 （3）从图示时刻开始，设经过时间两卫星第一次相距最远；则有 可得 18. 如图，固定在水平面上的滑道由A、B、C三部分组成，其中A上表面光滑，上方有一与其等长轻质弹簧，弹簧左端固定，右端自然伸长；B部分上表面粗糙，长度L=3.0m；C部分为半径R=0.9m的竖直光滑半圆轨道，其直径竖直。现用质量m=2.7kg的小物块将弹簧压缩至Р点，由静止释放后，小物块沿滑道运动至Q点水平抛出后恰好落在A的最右端。已知小物块与B上表面的动摩擦因数，g=10m/s2。求： （1）小物块运动至Q点时对竖直半圆轨道C的压力； （2）弹簧压缩至Р点时的弹性势能； （3）改变压缩弹簧的弹性势能，使小物块刚进入C轨道最低点时，=6ms，求小物块冲上竖直半圆轨道C至离开轨道C时上升的最大高度。 【答案】（1）48N；（2）；（3）1.5m 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，小物块从Q点飞出做平拋运动，设小物块在Q点的速度为vQ，水平方向上有 竖直方向上有 联立可得 小物块在Q点，由牛顿第二定律有 联立代入数据解得竖直半圆轨道C对小物块的压力为 根据牛顿第三定律可知小物块对轨道的压力为48N； （2）根据能量守恒有 可得 （3）设小物块脱离轨道时速度大小为v，此时半径与竖直方向夹角为α，在脱离位置，由牛顿第二定律有 由机械能守恒有 联立可得 则小物块上升的高度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 枣庄三中2023～2024学年度高一年级期中质量检测考试 物理试题 本试卷满分100分，考试用时90分钟。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号、考试科目填涂在答题卡和答题纸规定的地方；选择题选出答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；笔答题请按照题号在答题卡各题目对应答题区域内作答。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 某物体沿圆周运动，任意相等时间内通过的弧长相等。则该物体（　　） A. 线速度不变 B. 在任意相等时间内通过的位移相等 C. 加速度不变 D. 角速度不变 2. 如图，靠在一起的M、N两盘转轴过圆心且竖直，M盘的半径为r，N盘的半径为2r。N盘上a点有一质量为m的小木块随转盘N一起转动，a到O的距离为r，已知M的角速度为，两转盘靠摩擦传动且不打滑。则小木块（　　） A. 角速度大小为 B. 线速度大小为 C. 所受摩擦力大小为 D. 所受摩擦力方向与运动方向相反 3. 如图所示，质量相等的A、B、C三物体（C未在图中标出）分别置放于、两纬度及赤道处水平地面上，相对地球静止，并随地球自转，D为月亮（图中未画），轨道半径为r，已知地球半径为R，下列说法正确的是（　　） A. A、B两物体线速度之比为3：1 B. A、B两物体重力大小满足GA>GB C. A、B两物体重力大小等于各自受到的支持力大小 D. C、D两物体向心加速度之比为r2：R2 4. 一运动员将同一排球先后两次从Р点抛出，均经过Q点，运动轨迹如图1、2所示，P、Q位于同一水平面上，空气阻力不计，排球沿轨迹2运动比沿轨迹1运动（　　） A. 经过Q点时重力势能大 B. 经过最高点时动能大 C. 经过Q点时重力的瞬时功率大 D. 从最高点到Q点重力做功的平均功率大 5. 质量为m的物体，以的加速度由静止竖直向上做匀加速直线运动，上升高度为h的过程中，下面说法不正确的是（　　） A. 物体的重力势能增加了mgh B. 物体的机械能增加了 C. 物体的动能增加了 D. 物体的机械能增加了 6. 质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的摩擦阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，管壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，半径为R，质量为m的小球在管道内做圆周运动，管道内径远小于轨道半径，下列有关说法中正确的是（　　） A. 小球通过最高点的最小速度为 B. 若小球经过最高点时速度大小为，则管道内侧受力大小为mg C. 若小球经过圆心等高点时速度大小为，则管道外侧受力大小为2mg D. 若小球经过最低点时速度大小，则管道外侧受力大小为4mg 8. 如图，两个质量相同的小球A、B在光滑而固定的圆锥筒内不同位置分别做匀速圆周运动，则（　　） A. 小球A的线速度大 B. 小球A的向心加速度大 C. 小球A的角速度大 D. 小球A的向心力大 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题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。 9. 如图所示，质量为M长度为L的小车静止在光滑水平面上，质量为m的小物块（可视为质点）放在小车最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，一段时间后，小物块从小车右端滑下，已知小物块和小车之间的摩擦力为，小物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为。此过程中，下列正确的是（　　） A. 拉力F做的功等于FL，也等于小物块动能的增量 B. 离开小车前小木块可能先做加速运动，后做匀速运动 C. 小车动能的增量等于摩擦力对小车做的功 D. 系统摩擦产生的热量等于摩擦力与小车长度的乘积 10. 稳定运行在轨道3的飞船需要变轨返回地球，其中轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为和，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点。关于变轨过程，下列说法不正确的是（　　） A. 在Q点，，在P点， B. 飞船在椭圆轨道2上经过P、Q两点时， C. Q点，，在P点， D. 进入轨道1后，会有稀薄大气阻力，则飞船在无动力情况下，速度会逐渐减小而降轨 11. 1995年10月，瑞士日内瓦大学教授米歇尔·麦耶和迪迪埃·奎洛兹公布发现了第一颗太阳系外行星-飞马座5lb，这颗系外行星处于我们所在的银河系中，与一颗类太阳恒星相互环绕运动，两者构成一个双星系统，它们绕共同圆心О做匀速圆周运动，两人因此获得了2019年诺贝尔物理学奖。如图，已知类太阳恒星与飞马座51b的质量分别为m1和m2，相距为L，引力常量为G。求：下列说法正确的是（　　） A. 飞马座51b做匀速圆周运动的半径 B. 类太阳恒星做圆周运动的周期 C. 类太阳恒星与飞马座51b做圆周运动线速度之比 D. 类太阳恒星的线速度 12. 如图，一根不可伸长的轻绳绕过两个轻质光滑小定滑轮O1、O2，一端与一小球连接，另一端与套在足够长的光滑固定直杆上的小物块连接，小球与小物块质量均为m，直杆与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面夹角θ=45°，直杆上C点与两定滑轮均在同一高度，C点到定滑轮O1的距离为L，重力加速度为g，小球运动过程中不会与其他物体相碰，不计一切摩擦。将小物块从C点由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 小球和小物块系统机械能守恒 B. 小球运动到最低点时，绳子拉力等于mg C. 小球运动到最低点时，小物块的速度大小为 D. 当小物块沿杆下滑到滑轮O1正下方时（忽略滑轮大小），其速度大小 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式。滑块套在水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，固定在铁架台上的光电门可测量遮光片通过光电门的时间，从而算出滑块的角速度ω。滑块旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度ω的数据。 （1）某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______； （2）以F为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线；图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用所测物理量符号表示）； （3）该小组验证（2）中的表达式时，经多次实验，分析检查，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现示数F的测量值与其理论值相比偏小，主要原因是______。 14. 两个实验小组在验证机械能守恒定律的实验中，分别采用了以下两种方案： （1）第一组利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。所用电源的周期为T=0.02s，经正确操作得到如图乙所示的纸带，О点为打点计时器打下的第一个点。分别测出连续点A、B、C与O点之间的距离h1、h2、h3分别是19.20cm、23.23cm、27.64cm。重物质量为m=0.4kg，重力加速度g=9.8m/s2。根据以上数据可知，从О点到B点，重物的重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______J；（计算结果保留3位有效数字），实验中B点瞬时速度_________（填写“能”或者“不能”）利用得出。 （2）第二小组利用如图丙所示的实验装置验证机械能守恒定律。已知重物A（含挡光片）、B的质量分别m和3m，挡光片的宽度为d，重力加速度为g。 ①实验操作按照下面步骤进行 i. 按图丙装配好定滑轮和光电门 ii. A、B用绳连接后跨放在定滑轮上，用手托住B iii. 测量挡光片中心到光电门中心的竖直距离h iv. 先接通光电门的电源，后释放B v. 记录挡光片挡住光电门的时间 ②挡光片通过光电门时的速度为____________（用题中的物理量表示）。 ③如果系统的机械能守恒，应满足的关系式为__________（用题中的物理量表示）。 15. 某游乐场的滑梯可以视为由上段高为2h、下段高为h，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成。质量为m的小朋友从滑梯顶端由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，恰好静止于滑道的底端。已知上、下两段滑道与小朋友之间的动摩擦因数相同，重力加速度为g，不计小朋友在两段滑道交接处的能量损失。求： （1）小朋友在滑梯上滑动时与滑梯之间的动摩擦因数； （2）小朋友在滑梯上下滑的最大速度。 16. 水平转台AB上固定一侧面光滑的圆锥，轴截面如图所示，轴截面顶角的一半θ=37°。一根长为L=2m的细线，一端系一质量为m=1kg的小球，另一端固定在圆锥顶端。平台绕圆锥轴线匀速转动，小球随平台一起转动。已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小取g=10m/s2。 （1）若小球恰好对锥面无压力，求平台转动的角速度； （2）若平台的角速度，求小球线速度大小。 17. 如图所示，两颗卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一的向心加速度为g1，地球半径为R，卫星一和卫星二到行星中心的距离分别为3R和6R。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为120°。求： （1）地球的密度； （2）卫星一与卫星二各自的角速度； （3）从图示时刻开始，经多长时间两卫星第一次相距最远?（结果不用化简） 18. 如图，固定在水平面上的滑道由A、B、C三部分组成，其中A上表面光滑，上方有一与其等长轻质弹簧，弹簧左端固定，右端自然伸长；B部分上表面粗糙，长度L=3.0m；C部分为半径R=0.9m的竖直光滑半圆轨道，其直径竖直。现用质量m=2.7kg的小物块将弹簧压缩至Р点，由静止释放后，小物块沿滑道运动至Q点水平抛出后恰好落在A的最右端。已知小物块与B上表面的动摩擦因数，g=10m/s2。求： （1）小物块运动至Q点时对竖直半圆轨道C的压力； （2）弹簧压缩至Р点时弹性势能； （3）改变压缩弹簧的弹性势能，使小物块刚进入C轨道最低点时，=6ms，求小物块冲上竖直半圆轨道C至离开轨道C时上升的最大高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$