精品解析：河南省信阳市信阳高级中学北湖校区2023-2024学年高一下学期5月期中物理试题

信阳高中北湖校区2023-2024学年高一下期05月测试（二） 物理试题 命题人： 审题人： 一、单选题 1. 下列说法正确的是（ ） A. 伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B. 根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量 D. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 【答案】C 【解析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，A错误； B．万有引力表达式，只适用于质点之间的相互作用，当r趋近于零时，万有引力定律不再适用，B错误； C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量，C正确； D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，D错误。 故选C。 2. 如图所示，天链一号04星是一颗地球同步卫星，它与天链一号02星、03星在圆形轨道2上实现组网运行，可为在近地圆形轨道1上运行的天宫二号提供数据中继与测控服务。下列说法正确的是（　　） A. 天链一号04星的最小发射速度是11.2 km/s B. 天链一号04星的运行速度小于天宫二号的运行速度 C. 为了便于测控，天链一号04星相对于地面静止于酒泉飞控中心的正上方 D. 天链一号04星的运行速度可能小于天链一号02星的运行速度 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．天链一号04星是地球的同步卫星。其发射速度应大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，A错误， B．根据 可得 轨道半径越大，运行速度越小，B正确； C．同步卫星相对地面静止，自西向东绕地球转动，轨道圆心在地心处，因此只能定点于赤道上空，C错误； D．04星与02星在同一轨道上运行，轨道半径向等，因此线速度应相等，D错误。 故选B。 3. 岁月静好，是因为有人负重前行！当今世界并不太平，人民解放军的守护是我国安定发展的基石。如图所示，在我国空军某部一次军事演习中，一架国产轰炸机正在进行投弹训练，轰炸机以的恒定速度向竖直峭壁水平飞行，先释放炸弹甲，再飞行后释放炸弹乙，炸弹甲和炸弹乙均击中竖直峭壁上的目标。不计空气阻力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A. 炸弹甲击中目标后，炸弹乙击中目标 B. 炸弹甲和炸弹乙同时击中目标 C. 两击中点间的距离大于 D. 释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离为 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB．炸弹在水平方向做匀速直线运动，所以两炸弹同时击中目标。A错误，B正确； C．设乙击中目标的时间为t，则两击中点间的距离为 C正确； D．释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离为 D错误。 故选BC。 4. 2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用“半弹道跳跃”方式返回地球，圆满完成了月球取样任务。如图虚线为大气层边界，返回器从a点关闭发动机无动力滑入大气层，然后从c点“跳”出，再从e点“跃”入，实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点，离地心的距离为r，返回器在d点时的速度大小为v，地球质量为M，万有引力常量为G，则返回器（　　） A. 在a、c点速度大小相等 B. 轨迹cde是圆的一部分 C. 在d点时的速度大小 D. 在d点时加速度大于地球表面的重力加速度g 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．由题意可知，返回器从a点到c点，由于空气阻力做负功，动能减小，因此在a点速度大于在c点的速度，A错误； B．由c到e运动中，c到d做离心运动，d到e做近心运动，因此cde不是圆的一部分，B错误； C．d点时，如果返回器做匀速圆周运动，则有 解得 由于返回器从d到e做的是近心运动，因此在d点的速度 C正确； D．根据 可得 则在d点时加速度小于地球表面的重力加速度g，D错误。 故选C。 5. 如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（　　） A. 若m1>m2，则θ1>θ2 B. 若m1<m2，则θ1>θ2 C. θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关 D. 以上说法均错误 【答案】C 【解析】 【详解】小球所受重力和环的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 说明小球和圆心的连线与竖直方向的夹角θ与小球的质量无关，故ABD错误，C正确。 故选C 6. 如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0.现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】若v>v0，则小球抛出后落在平面上，其运动时间均相等，不会随v变化；若v<v0，则小球落在斜面上．设小球运动时间为t，斜面倾斜角为θ，则其水平位移 x=vt 竖直位移 y=gt2 tan θ= 解得 故选C。 7. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（　　） A. 6×105m B. 6×106m C. 6×107m D. 6×108m 【答案】C 【解析】 【详解】忽略火星自转则 ① 可知 设与为1.8×105s的椭圆形停泊轨道周期相同的圆形轨道半径为，由万有引力提供向心力可知 ② 设近火点到火星中心为 ③ 设远火点到火星中心为 ④ 由开普勒第三定律可知 ⑤ 由以上分析可得 故选C。 二、多选题 8. 密近双星是双星系统一种，它是由两颗相距较近的恒星组成，两恒星在相互之间万有引力作用下，分别绕两者连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动，但相对于其它类型的双星系统，密近双星存在二者总质量不变但有物质从一颗恒星流向另一颗恒星现象，若物质是从质量小的恒星流向质量大的恒星，则下列说法正确的是（　　） A. 质量小的恒星做圆周运动的轨道半径大 B. 两恒星做圆周运动的向心加速度大小始终相等 C. 在两恒星间距不变的情况下，随着两恒星的质量的变化，它们的周期变大 D. 在两恒星间距不变的情况下，随着两恒星的质量的变化，它们的周期不变 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A．设m1的轨道半径为R1 ，m2的轨道半径为R2，两星之间的距离为L，由于它们之间的距离恒定，因此双星在空间的绕向一定相同，同时角速度和周期也都相同，根据万有引力提供向心力得 联立解得 故质量大的恒星的轨道半径小，质量小的恒星的轨道半径大，故A正确； B．两个星的向心力相等，根据 由于质量不等，故向心加速度不等，故B错误； CD．根据角速度与周期的关系可知 根据公式则有 总质量为 双星间距不变的情况下，随着两恒星的质量的变化，但是双星总质量不变，所以它们的周期不会变化，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 如图所示为太阳系中某行星探测器的轨迹示意图，探测器在圆轨道1的P点点火实施变轨进入椭圆轨道2，探测器到达行星附近的Q点时，再次点火实施变轨，当探测器距行星表面的距离为h时速度减为零，之后开始自由下落，经测量可知探测器自由下落的时间为t。已知该行星可视为半径为R的质量分布均匀的球体，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 探测器的发射速度应大于第三宇宙速度 B. 探测器在圆轨道1上的运行周期等于在椭圆轨道2上的运行周期 C. 探测器在P点减速才能使其由圆轨道1进入椭圆轨道2 D. 该行星的平均密度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．探测器仍在太阳系中绕太阳转动，所以探测器的发射速度应小于第三宇宙速度，故A错误； B．根据开普勒第三定律 由于圆轨道1的轨道半径大于椭圆轨道2的半长轴，则探测器在圆轨道1上的运行周期大于在椭圆轨道2上的运行周期，故B错误； C．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处点火减速，则探测器在P点减速才能使其由圆轨道1进入椭圆轨道2，故C正确； D．根据题意有 可得该行星的表面重力加速度为 又 ， 联立解得该行星的平均密度为 故D正确。 故选CD。 10. 如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. 火星的公转周期大约是地球的倍 B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行 C. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行 D. 在冲日处，火星相对于地球的速度最大 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意根据开普勒第三定律可知 火星轨道半径大约是地球轨道半径的1.5倍，则可得 故A错误； BC．根据 可得 由于火星轨道半径大于地球轨道半径，故火星运行线速度小于地球运行线速度，所以在冲日处火星相对于地球由东向西运动，为逆行，故B错误，C正确； D．在冲日处火星和地球速度方向相同，故相对速度最小，故D错误。 故选C。 三、实验题 11. 为了探究平抛运动规律，老师做了如下两个演示实验： （1）为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图甲所示装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落．关于该实验，下列说法正确的有：________________ A．所用两球的质量必须相等 B．只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论 C．应改变装置的高度多次实验 D．本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 （2）如图乙所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中M轨道末端水平，N轨道的末端与光滑的水平地面相切．两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇．只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象．这说明：___________． 【答案】 ①. C ②. 做平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动 【解析】 【详解】(1) 小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B 球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，实验时应改变装置的高度进行多次实验，故C正确； (2) 两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度v0同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇．只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象．这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动． 12. 如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景 .将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处 .用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动 .调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触 .若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为g . (1)小球做匀速圆周运动所受的向心力是___（选填选项前的字母） . A.小球所受绳子的拉力 B.小球所受的重力 C.小球所受拉力和重力的合力 (2)在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小Fn=______（用m、n、t、r及相关的常量表示） .用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F=_______（用m、h、r及相关的常量表示）. (3)保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t .研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据，进而验证小球在做匀速圆周运动过程中，小球所受的合力F与向心力Fn大小相等 .为了直观，应合理选择坐标轴的相关变量，使待验证关系是线性关系 .为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图像，若小球所受的合力F与向心力Fn大小相等，则这些图像中合理的是_______（选填选项的字母） . 【答案】 ① C ②. ③. ④. B 【解析】 【详解】（1）[1]小球做匀速圆周运动，合外力指向圆心提供向心力．小球受重力、拉力作用，所以重力和拉力的合力等于小球做匀速圆周运动所需要的向心力． A.小球所受绳子的拉力．故A项错误； B.小球所受的重力．故B项错误； C.小球所受拉力和重力的合力．故C项正确； （2）[2]小球做圆周运动的角速度： ， 根据向心力的公式： ； [3]小球做此圆周运动所受的合力即向心力，则： ； （3）[4] 若小球所受的合力F与向心力Fn大小相等，则： 即： 所以t2与h成正比关系，故B项正确． 四、计算题 13. 宇航员现欲乘航天飞机对在距月球表面高h处的圆轨道上运行的月球卫星进行维修，（已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为，地球自转周期为，计算过程中可不计地球引力的影响，计算结果用h、R、、等表示），试根据你所学的知识回答下列问题： （1）维修卫星时航天飞机的速度应为多大？ （2）该卫星每天可绕月球转几圈？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）在月球上的物体，有 卫星绕月球做圆周运动，设速度为v，由万有引力提供向心力得 联立解得 航天飞机与卫星在同一轨道上，速度与卫星速度大小相等，所以维修卫星时航天飞机的速度为。 （2）设卫星运动周期为T，则有 解得 则卫星每天绕月球运转的圈数为 14. 宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ.当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力．已知星球的半径为R，万有引力常量为G.求： (1)线的拉力的大小； (2)该星球表面的重力加速度的大小； (3)该星球的第一宇宙速度的大小； (4)该星球的密度． 【答案】（1）（2） （3）（4） 【解析】 【详解】（1）小球做圆周运动，线的拉力在水平方向的分力提供向心力， 又因为半径， 解得线的拉力； （2）线的拉力在竖直方向的分力与重力平衡，即， 解得该星球表面重力加速度； （3）星球的第一宇宙速度即为该星球的近“地”卫星的环绕速度v，设近“地”卫星的质量为m′，根据向心力公式有，解得； （4）设星球的质量为M，星球表面的物体的重力等于万有引力有， 又因为，解得星球的密度； 【点睛】本题把牛顿第二定律、万有引力定律、匀速圆周运动等知识综合了起来，有一定的难度．要求能够进行正确的受力分析，搞清楚什么力提供向心力，这是解题的关键． 15. 如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为3mg（忽略空气阻力）。求： （1）小球到达B点时的速度v0的大小； （2）小球从B点运动到C点所用的时间t； （3）小球离开B后，距离斜面的最远距离d。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）在B点由重力和轨道的支持力提供向心力，有 解得 （2）小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得 解得 （3）小球离开B后，当垂直于斜面方向的速度为零时离斜面最远，分解v0如图所示 则 又 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 信阳高中北湖校区2023-2024学年高一下期05月测试（二） 物理试题 命题人： 审题人： 一、单选题 1. 下列说法正确的是（ ） A. 伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量 B. 根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量 D. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力 2. 如图所示，天链一号04星是一颗地球同步卫星，它与天链一号02星、03星在圆形轨道2上实现组网运行，可为在近地圆形轨道1上运行的天宫二号提供数据中继与测控服务。下列说法正确的是（　　） A. 天链一号04星的最小发射速度是11.2 km/s B. 天链一号04星的运行速度小于天宫二号的运行速度 C. 为了便于测控，天链一号04星相对于地面静止于酒泉飞控中心的正上方 D. 天链一号04星的运行速度可能小于天链一号02星的运行速度 3. 岁月静好，是因为有人负重前行！当今世界并不太平，人民解放军的守护是我国安定发展的基石。如图所示，在我国空军某部一次军事演习中，一架国产轰炸机正在进行投弹训练，轰炸机以的恒定速度向竖直峭壁水平飞行，先释放炸弹甲，再飞行后释放炸弹乙，炸弹甲和炸弹乙均击中竖直峭壁上的目标。不计空气阻力，取重力加速度大小，则下列说法正确的是（　　） A. 炸弹甲击中目标后，炸弹乙击中目标 B. 炸弹甲和炸弹乙同时击中目标 C. 两击中点间的距离大于 D. 释放炸弹甲时，飞机与峭壁间的水平距离为 4. 2020年12月17日凌晨1时59分，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用“半弹道跳跃”方式返回地球，圆满完成了月球取样任务。如图虚线为大气层边界，返回器从a点关闭发动机无动力滑入大气层，然后从c点“跳”出，再从e点“跃”入，实现多次减速，可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点，离地心的距离为r，返回器在d点时的速度大小为v，地球质量为M，万有引力常量为G，则返回器（　　） A. 在a、c点速度大小相等 B. 轨迹cde是圆的一部分 C. 在d点时的速度大小 D. 在d点时加速度大于地球表面的重力加速度g 5. 如图所示，位于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量分别为m1和m2的两带孔小球穿于环上。当圆环最终以角速度ω绕竖直直径匀速转动时，发现两小球均离开了原位置，它们和圆心的连线与竖直方向的夹角分别记为θ1和θ2，下列说法正确的是（　　） A. 若m1>m2，则θ1>θ2 B. 若m1<m2，则θ1>θ2 C. θ1和θ2总是相等，与m1和m2的大小无关 D. 以上说法均错误 6. 如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速度为v0时，小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为t0.现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间t随v变化的函数关系（ ） A. B. C. D. 7. 2021年2月，执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后，进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道，轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m，火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2，则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为（　　） A. 6×105m B. 6×106m C. 6×107m D. 6×108m 二、多选题 8. 密近双星是双星系统的一种，它是由两颗相距较近的恒星组成，两恒星在相互之间万有引力作用下，分别绕两者连线上的某点做周期相同的匀速圆周运动，但相对于其它类型的双星系统，密近双星存在二者总质量不变但有物质从一颗恒星流向另一颗恒星现象，若物质是从质量小的恒星流向质量大的恒星，则下列说法正确的是（　　） A. 质量小的恒星做圆周运动的轨道半径大 B. 两恒星做圆周运动的向心加速度大小始终相等 C. 在两恒星间距不变的情况下，随着两恒星的质量的变化，它们的周期变大 D. 在两恒星间距不变的情况下，随着两恒星的质量的变化，它们的周期不变 9. 如图所示为太阳系中某行星探测器的轨迹示意图，探测器在圆轨道1的P点点火实施变轨进入椭圆轨道2，探测器到达行星附近的Q点时，再次点火实施变轨，当探测器距行星表面的距离为h时速度减为零，之后开始自由下落，经测量可知探测器自由下落的时间为t。已知该行星可视为半径为R的质量分布均匀的球体，引力常量为G。则下列说法正确的是（　　） A. 探测器的发射速度应大于第三宇宙速度 B. 探测器在圆轨道1上的运行周期等于在椭圆轨道2上的运行周期 C. 探测器在P点减速才能使其由圆轨道1进入椭圆轨道2 D. 该行星的平均密度为 10. 如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. 火星的公转周期大约是地球的倍 B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行 C. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行 D. 在冲日处，火星相对于地球的速度最大 三、实验题 11. 了探究平抛运动规律，老师做了如下两个演示实验： （1）为了说明平抛运动的竖直分运动是自由落体运动，用如图甲所示装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时B球被松开自由下落．关于该实验，下列说法正确的有：________________ A．所用两球的质量必须相等 B．只做一次实验发现两球同时落地，即可以得到实验结论 C．应改变装置高度多次实验 D．本实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动 （2）如图乙所示，两个相同的弧形轨道M、N位于同一竖直面内，其中M轨道末端水平，N轨道的末端与光滑的水平地面相切．两个完全相同的小钢球P、Q，以相同的水平初速度同时从轨道M、N的末端射出，观察到P落地时与Q相遇．只改变弧形轨道M的高度，多次重复实验，仍能观察到相同的现象．这说明：___________． 12. 如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景 .将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处 .用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动 .调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触 .若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为g . (1)小球做匀速圆周运动所受的向心力是___（选填选项前的字母） . A.小球所受绳子的拉力 B.小球所受的重力 C.小球所受拉力和重力的合力 (2)在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小Fn=______（用m、n、t、r及相关的常量表示） .用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F=_______（用m、h、r及相关的常量表示）. (3)保持n取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t .研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据，进而验证小球在做匀速圆周运动过程中，小球所受的合力F与向心力Fn大小相等 .为了直观，应合理选择坐标轴的相关变量，使待验证关系是线性关系 .为此不同的组员尝试选择了不同变量并预测猜想了如图所示的图像，若小球所受的合力F与向心力Fn大小相等，则这些图像中合理的是_______（选填选项的字母） . 四、计算题 13. 宇航员现欲乘航天飞机对在距月球表面高h处的圆轨道上运行的月球卫星进行维修，（已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为，地球自转周期为，计算过程中可不计地球引力的影响，计算结果用h、R、、等表示），试根据你所学的知识回答下列问题： （1）维修卫星时航天飞机速度应为多大？ （2）该卫星每天可绕月球转几圈？ 14. 宇航员到了某星球后做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ.当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力．已知星球的半径为R，万有引力常量为G.求： (1)线的拉力的大小； (2)该星球表面的重力加速度的大小； (3)该星球第一宇宙速度的大小； (4)该星球的密度． 15. 如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨道到达B点，最后落到斜面上C点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为3mg（忽略空气阻力）。求： （1）小球到达B点时的速度v0的大小； （2）小球从B点运动到C点所用的时间t； （3）小球离开B后，距离斜面的最远距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$