精品解析：新疆乌鲁木齐市第六十一中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试卷

乌鲁木齐市第61中学2023-2024学年第二学期期中考试 高一物理试卷 考试时间：90分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本题共14道小题，每小题3分，共42分） 1. 关于物体的运动，下列说法中不正确的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动 C. 物体在变力作用下的运动可能是曲线运动 D. 运动物体的加速度大小、速度大小都变化的运动不一定是曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动一定是变速运动，选项A正确，不符合题意； B．变速运动不一定是曲线运动，例如自由落体运动，选项B错误，符合题意； C．物体在变力作用下的运动可能是曲线运动，例如匀速圆周运动，选项C正确，不符合题意； D．运动物体的加速度大小、速度大小都变化的运动不一定是曲线运动，可能是直线运动，若非匀变速直线运动，选项D正确，不符合题意。 故选B。 2. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为3∶4，在相同的时间里甲转过60圈时，乙转过45圈，则它们的向心加速度之比为(　　) A. 3∶4 B. 4∶3 C. 4∶9 D. 9∶16 【答案】B 【解析】 【详解】相同时间里甲转过60圈，乙转过45圈，根据角速度定义可知：ω1：ω2=4：3；由题意有：r1：r2=3：4；根据a=ω2r得：a1：a2=4：3, 故选B． 3. 在力学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 伽利略发现了行星运动的规律 B. 卡文迪什通过实验测出了引力常量G C. 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常数 D. 开普勒通过大量天文观测，得出了行星运动规律 【答案】B 【解析】 【详解】A．开普勒发现了行星运动的规律，故A错误； B．卡文迪什通过实验测出了引力常量G，故B正确； C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什测出了引力常数，故C错误； D．开普勒分析了第谷的大量天文观测数据，得出了行星运动规律，故D错误。 故选B。 4. 一个物体在地球表面所受的引力为F，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由万有引力定律可得，物体在地球表面时 物体在距地面高度为地球半径的2倍时 故选D。 5. 关于重力势能，下列说法正确的是（　　） A. 物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B. 物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 C. 一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能减少了2J D. 重力势能的减少量等于重力对物体做的功 【答案】D 【解析】 【详解】A．重力势能的数值与零势能面的选择有关，物体的位置一旦确定，当零势能面选择位置不同时，重力势能的数值亦不同，A错误； B．当物体位于零势能面的上方位置时，物体与零势能面的距离越大，它的重力势能越大，当物体位于零势能面的下方位置时，物体与零势能面的距离越大，它的重力势能越小，B错误； C．重力势能有正负，且重力势能的正负表示大小，即一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能增加了 -3J-（-5J）=2J C错误； D．由于重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大，则有 即重力势能的减少量等于重力对物体做的功，D正确。 故选D。 6. 物体用线通过光滑的水平板间小孔与砝码相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减少的重量，则物体的轨道半径，角速度，线速度的大小变化情况应是（　　） A. 增大， 减小 B. 增大，变大 C. 减小，不变 D. 减小， 不变 【答案】A 【解析】 【详解】小球在线的拉力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动，可知线的拉力提供向心力，砝码静止时，线的拉力等于砝码的重力。当砝码M的重量减小，线的拉力减小，不足以提供向心力，物体将做离心运动，半径r变大。当再次稳定时出现砝码的重力与向心力大小相等时，物体又做匀速圆周运动。在r变大的过程中，线的拉力对物体做负功，由动能定理知，v减小，由，知减小，故A正确，BCD错误。 故选A。 7. 如果已知地球绕太阳公转的周期和轨道半径，在已知万有引力常量G的情况下，可以求得的物理量是（　　） A. 地球质量 B. 月球质量 C. 太阳质量 D. 太阳密度 【答案】C 【解析】 【详解】如果已知地球绕太阳公转的周期T和轨道半径r，在已知万有引力常量G的情况下，有 可求得太阳的质量为 显然月球的质量无法求得，由于地球的质量m，等式两边已经约掉，无法求出；由于不知道太阳半径，太阳密度也无法求出。 故选C。 8. 2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭，成功将“墨子号”卫星发射升空并送入预定轨道。关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是（　　） A. 火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力 B. 火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 C. 火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力 D. 卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．火箭升空时，其尾部向下喷气，火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体，火箭向下喷气时，喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力，为火箭上升的推动力，与有无空气无关，故A正确，BC错误； D．卫星进入预定轨道之后，与地球之间仍有引力作用，故D错误。 故选A。 9. 在某次帆船运动比赛中，质量为500kg的帆船在风力和水的阻力的共同作用下做直线运动的v—t图像如图所示。下列表述正确的是（　　） A. 在0~1s内，风力对帆船做功为1000J B. 在0~1s内，合外力对帆船做功为1000J C. 在1~2s内，合外力对帆船做功为750J D. 在0~3s内，合外力对帆船做功为750J 【答案】B 【解析】 【详解】AB．在0~1s内，根据动能定理得 而合外力做的功等于阻力做的负功加上风力做的正功，所以风力对帆船做功大于1000J，故A错误，B正确； C．在1~2s内，根据动能定理得 则合外力做负功，故C错误； D．在0~3s内，帆船动能变化量为零，则根据动能定理可知，则合外力做的总功为0，故D错误。 故选B。 10. 为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，于2021年7月发射。与地球同步轨道卫星（图中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图中卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90°的卫星，一天内环绕地球飞14圈。下列说法正确的是（　　） A. 卫星2的速度大于卫星1的速度 B. 卫星2的周期大于卫星1的周期 C. 卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度 D. 卫星2的角速度小于卫星1的角速度 【答案】A 【解析】 【详解】卫星2一天内环绕地球飞14圈，卫星1一天内环绕地球飞1圈，可知周期小于卫星1的周期，根据 可知 卫星2的轨道半径小于卫星1的轨道半径，根据 可知卫星2的速度大于卫星1的速度；由 卫星2的向心加速度大于卫星1的向心加速度；根据 可知卫星2的角速度大于卫星1的角速度。 故选A。 11. 火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的，火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的。火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为T。已知火星和地球绕太阳公转的轨道可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则（　　） A. 火星的公转周期和地球的公转周期之比为 B. 探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力之比为 C. 探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为 D. 可知火星的平均密度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律可知 火星的公转周期和地球的公转周期之比为 故A错误； Ｂ．根据万有引力公式 探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力之比为 故B正确； C．根据万有引力提供向心力 解得 故探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为 故C错误； D．探测器在火星表面，万有引力提供向心力 解得 火星的平均密度 故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，某滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，重力做功，克服阻力做功2000J。则该运动员（　　） A. 重力势能减小了 B. 动能增加了 C. 机械能增加了 D. 合力做功 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据功能关系，重力对物体做正功1.8×104 J，物体的重力势能减少1.8×104 J，故A正确； B D．根据动能定理，合力对运动员做的功为 1.8×104J -2000J=16000J 则动能增加16000 J，故BD错误； C．根据功能关系，非重力对运动员做了多少功，运动员的机械能就变化多少，阻力做功-2 000J，则机械能减少2000 J，故C错误。 故选A。 第Ⅱ卷（非选择题） 二、填空题（本题共14个空，每空1分，共14分） 13. 位于上海锦江乐园的“摩天轮”，它的高度是120m、直径100m，坐厢内的游客1h可转2.4圈。由此可知，游客转动的周期为_______s，线速度v=_______m/s。 【答案】 ①. 1500##1.5×103 ②. 【解析】 【详解】[1]游客转动的周期为 [2]线速度为 14. 做匀速圆周运动的物体，其线速度大小为3m/s，角速度为6rad/s，则在0.1s内物体通过的弧长为________m，半径转过的角度为________rad。 【答案】 ①. 0.3 ②. 0.6 【解析】 【详解】[1]在0.1s内物体通过的弧长为 [2]转过的角度为 15. 中国载人空间站“天宫”已在轨运行多年，其离地面的高度约为400km。则“天宫”的运行速度v______7.9km/s，向心加速度a______。（选填“＞”、“＝”或“＜”） 【答案】 ①. < ②. < 【解析】 【详解】[1]由 可得 [2]同理向心加速度为 16. 肩负我国首次太空行走运载任务的神舟七号飞船，在绕地球五圈后成功地由椭圆轨道变成圆形轨道，并圆满完成了任务。设飞船在圆形轨道上的运动为匀速圆周运动，已知地球的质量为M，神舟七号飞船的质量为m，引力常量为G，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上受到的万有引力大小为______，运行的速率为______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1] 根据万有引力定律，飞船在圆轨道上受到的万有引力大小 [2] 根据万有引力提供向心力 得 飞船在圆轨道上运行的速率 17. 牛顿力学的适用范围为：_______、_______。（关键词概括） 【答案】 ①. 低速运动的宏观物体 ②. 引力不太强 【解析】 【详解】牛顿力学属于经典力学，它只适用于低速、宏观物体的运动以及引力不太强时的情况。 18. 如图所示，一质量为m的小球从桌面上方高H处静止释放，桌面离地高度为h。若取桌面为重力势能的零参考平面，小球释放瞬间的机械能为___________；不计空气阻力，小球下落到地面时的动能为___________。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]根据题意可知，小球释放瞬间的动能为零，重力势能为 小球释放瞬间的机械能为 [2] 不计空气阻力，由机械能守恒定律有 可得 19. 质量为2kg的小球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，3s内重力的平均功率是___________W，3s末重力的瞬时功率是___________W（g=10m/s2）。 【答案】 ①. 300 ②. 600 【解析】 【详解】[1]小球下落的高度为 3s内重力所做的功为 则3s内重力的平均功率为 [2]小球在3s末的速度为 则3s末重力的瞬时功率为 三、实验题（共10分） 20. 实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架，如图甲所示，框架上装有两个光电门，都可上下移动；框架的竖直部分贴有刻度尺，零刻度线在上端，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为m的小铁球吸住。一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小v1和v2。多次改变两个光电门的位置，得到多组x1和x2、v1和v2的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。 （1）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度v=______。 （2）当地的重力加速度为______（用k表示）。 （3）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______（用题于中的x1、x2、m、v1、v2、k表示） （4）下面哪个做法可以提高测量的准确度______ A.两个光电门尽量靠近 B.选用大小相同，但密度小一点的铝球 C.在集成框架上加装水平仪，确保刻度尺测量的是竖直高度 【答案】 ①. ②. ③. ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]光电门测速是用挡光时间内的平均速度来表示小球体通过光电门的瞬时速度，则 （2）[2]根据位移速度关系式有 结合图乙有 解得 （3）[3]若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的动能与重力势能为 ， 结合（1）中结论，解得小铁块经过光电门1时的机械能为 （4）[4]A．光电门测速原理表达式为 挡光时间越小，实验误差越小，两个光电门间距适当大一些，小球经过光电门的速度大一些，挡光时间短一些，测速误差小一些，A错误； B．小球下落过程受空气阻力作用，为了减小空气阻力的影响，实验中应选用大小相同，但密度大一点的铅球，B错误； C．实验中测量的是小球竖直下落的高度，因此实验中可以在集成框架上加装水平仪，确保刻度尺测量的是竖直高度，C正确。 故选C。 四、计算题（本题共5道小题，每题8分，共40分） 21. 一个圆盘在水平面内以2rad/s的角速度逆时针匀速转动，距圆盘中心0.4m的位置有一个质量为2.0kg的小物体（可看作质点）随着圆盘起做匀速圆 周运动，如图所示。已知小物体与圆盘面的动摩擦因数为0.64，近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2求： （1）小物体的线速度大小： （2）小物体所受摩擦力的大小和方向： （3）为使小物体能保持与圆盘一起转动，圆盘转动的最大角速度是多少？ 【答案】（1）0.8m/s；（2）3.2N，方向沿半径指向圆心；（3） 4rad/s 【解析】 【详解】（1）由v=ωr可得，小物体的线速度大小为 v=2×0.4m/s=0.8m/s （2）对小物体受力分析可知，小物体所受静摩擦力Ff静作为合外力提供自身做匀速圆周运动的向心力。所以由 Ff静=F向=mω2r 可得小物体所受静摩擦力的大小为 Ff静= 3.2N 此时小物体所受静摩擦力Ff静的方向沿半径指向圆心。 （3）对小物体有 Ff静=F向=mω2r 为使小物体能随圆盘一起做匀速圆周运动，则 Ff静≤Ffm=μmg 联立以上方程解得 即圆盘转动的最大角速度ωm=4rad/s。 22. 2022年6月5日，搭载神舟十四号载人飞船的三名宇航员成功进入天和核心舱。若核心舱环绕地球做匀速圆周运动，离地高度为h。已知地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，地球半径为R。忽略地球自转影响，求： （1）地球的第一宇宙速度； （2）核心舱做匀速圆周运动的周期T。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）地球的第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度，而地球表面附近万有引力等于重力，则根据牛顿第二定律有 解得 （2）对核心舱，根据牛顿第二定律有 在地球表面有 解得 23. 如图所示，半径的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与水平面相切于B点，质量的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，（不计空气阻力，取），求： （1）小滑块到达B点的速度大小； （2）小滑块在B点受到的支持力大小。 【答案】（1）；（2）30N 【解析】 【详解】（1）由D到B由机械能守恒定律可知 解得 （2）在B点时由牛顿第二定律可知 解得 FN=30N 24. 如图所示，假设某跳高运动员质量为、身高为，在某次背越式跳高中跳过高的横杆而平落在垫子上，落垫时运动员的重心离地高度为。取，试估算： （1）上升阶段运动员至少要克服重力做多少功？ （2）下降阶段重力做了多少功？ 【答案】（1）720J；（2）900J 【解析】 【详解】（1）上升阶段，重心升高的距离约为 克服重力做功 （2）下降阶段，重心下降距离 重力做功 25. 如图所示，运动员从距地面高的A处投出一篮球，正中距地高的篮筐，球运动过程中到达的最高点B距地面高，经过B点时的速度。球的质量，g取。求： （1）运动员对篮球做的功； （2）篮球进篮筐时的速度。 【答案】（1）10.8J；（2）5m/s 【解析】 【详解】（1）由能量关系可知，运动员对篮球做的功 （2）从B点到进框，由机械能守恒 解得 v=5m/s 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 乌鲁木齐市第61中学2023-2024学年第二学期期中考试 高一物理试卷 考试时间：90分钟 第Ⅰ卷（选择题） 一、单选题（本题共14道小题，每小题3分，共42分） 1. 关于物体的运动，下列说法中不正确的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动 C. 物体在变力作用下的运动可能是曲线运动 D. 运动物体的加速度大小、速度大小都变化的运动不一定是曲线运动 2. 甲、乙两个物体都做匀速圆周运动，转动半径之比为3∶4，在相同的时间里甲转过60圈时，乙转过45圈，则它们的向心加速度之比为(　　) A. 3∶4 B. 4∶3 C. 4∶9 D. 9∶16 3. 在力学理论建立的过程中，有许多科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 伽利略发现了行星运动的规律 B. 卡文迪什通过实验测出了引力常量G C. 牛顿发现了万有引力定律并测出了引力常数 D. 开普勒通过大量天文观测，得出了行星运动规律 4. 一个物体在地球表面所受的引力为F，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为（　　） A. B. C. D. 5. 关于重力势能，下列说法正确的是（　　） A. 物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定 B. 物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大 C. 一个物体的重力势能从-5J变化到-3J，重力势能减少了2J D. 重力势能的减少量等于重力对物体做的功 6. 物体用线通过光滑的水平板间小孔与砝码相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减少的重量，则物体的轨道半径，角速度，线速度的大小变化情况应是（　　） A. 增大， 减小 B. 增大，变大 C. 减小，不变 D. 减小， 不变 7. 如果已知地球绕太阳公转的周期和轨道半径，在已知万有引力常量G的情况下，可以求得的物理量是（　　） A. 地球质量 B. 月球质量 C. 太阳质量 D. 太阳密度 8. 2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭，成功将“墨子号”卫星发射升空并送入预定轨道。关于这次卫星与火箭上天的情形叙述正确的是（　　） A. 火箭尾部向外喷气，喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力，从而让火箭获得了向前的推力 B. 火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力，空气的反作用力使火箭获得飞行的动力 C. 火箭飞出大气层后，由于没有了空气，火箭虽然向后喷气，但也无法获得前进的动力 D. 卫星进入预定轨道之后，与地球之间不存在相互作用 9. 在某次帆船运动比赛中，质量为500kg的帆船在风力和水的阻力的共同作用下做直线运动的v—t图像如图所示。下列表述正确的是（　　） A. 在0~1s内，风力对帆船做功为1000J B. 在0~1s内，合外力对帆船做功为1000J C. 在1~2s内，合外力对帆船做功为750J D. 在0~3s内，合外力对帆船做功为750J 10. 为了对大气二氧化碳进行全天时、高精度监测，我国研制的全球首颗搭载主动激光雷达的大气环境监测卫星，于2021年7月发射。与地球同步轨道卫星（图中卫星1）不同，大气环境监测卫星（图中卫星2）是轨道平面与赤道平面夹角接近90°的卫星，一天内环绕地球飞14圈。下列说法正确的是（　　） A. 卫星2的速度大于卫星1的速度 B. 卫星2的周期大于卫星1的周期 C. 卫星2的向心加速度小于卫星1的向心加速度 D. 卫星2的角速度小于卫星1的角速度 11. 火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的，火星的半径约为地球半径的，火星的质量约为地球质量的。火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为T。已知火星和地球绕太阳公转的轨道可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，则（　　） A. 火星的公转周期和地球的公转周期之比为 B. 探测器在火星表面所受火星引力与在地球表面所受地球引力之比为 C. 探测器环绕火星表面运行速度与环绕地球表面运行速度之比为 D. 可知火星的平均密度为 12. 如图所示，某滑雪运动员由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，重力做功，克服阻力做功2000J。则该运动员（　　） A. 重力势能减小了 B. 动能增加了 C. 机械能增加了 D. 合力做功 第Ⅱ卷（非选择题） 二、填空题（本题共14个空，每空1分，共14分） 13. 位于上海锦江乐园的“摩天轮”，它的高度是120m、直径100m，坐厢内的游客1h可转2.4圈。由此可知，游客转动的周期为_______s，线速度v=_______m/s。 14. 做匀速圆周运动的物体，其线速度大小为3m/s，角速度为6rad/s，则在0.1s内物体通过的弧长为________m，半径转过的角度为________rad。 15. 中国载人空间站“天宫”已在轨运行多年，其离地面的高度约为400km。则“天宫”的运行速度v______7.9km/s，向心加速度a______。（选填“＞”、“＝”或“＜”） 16. 肩负我国首次太空行走运载任务的神舟七号飞船，在绕地球五圈后成功地由椭圆轨道变成圆形轨道，并圆满完成了任务。设飞船在圆形轨道上的运动为匀速圆周运动，已知地球的质量为M，神舟七号飞船的质量为m，引力常量为G，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上受到的万有引力大小为______，运行的速率为______。 17. 牛顿力学的适用范围为：_______、_______。（关键词概括） 18. 如图所示，一质量为m的小球从桌面上方高H处静止释放，桌面离地高度为h。若取桌面为重力势能的零参考平面，小球释放瞬间的机械能为___________；不计空气阻力，小球下落到地面时的动能为___________。 19. 质量为2kg的小球从某一高度由静止释放，经3s到达地面，不计空气阻力，3s内重力的平均功率是___________W，3s末重力的瞬时功率是___________W（g=10m/s2）。 三、实验题（共10分） 20. 实验小组利用光电门和数字传感设备设计了一个测量当地重力加速度的集成框架，如图甲所示，框架上装有两个光电门，都可上下移动；框架的竖直部分贴有刻度尺，零刻度线在上端，可以直接读出两个光电门到零刻度线的距离x1和x2；框架水平部分安装了电磁铁，将质量为m的小铁球吸住。一旦断电，小铁球就由静止释放，先后经过两个光电门时，与光电门连接的数字传感器即可测算出速度大小v1和v2。多次改变两个光电门的位置，得到多组x1和x2、v1和v2的数据建立如图乙所示的坐标系并描点连线，得出图线的斜率为k。 （1）需要提前向数字传感器输入小球的直径d，当小铁球经过光电门时，光电门记录下小球经过光电门的时间t，测算出的速度v=______。 （2）当地的重力加速度为______（用k表示）。 （3）若选择刻度尺的0刻度所在高度为零势能面，则小铁块经过光电门1时的机械能表达式为______（用题于中的x1、x2、m、v1、v2、k表示） （4）下面哪个做法可以提高测量的准确度______ A.两个光电门尽量靠近 B.选用大小相同，但密度小一点的铝球 C.在集成框架上加装水平仪，确保刻度尺测量的是竖直高度 四、计算题（本题共5道小题，每题8分，共40分） 21. 一个圆盘在水平面内以2rad/s的角速度逆时针匀速转动，距圆盘中心0.4m的位置有一个质量为2.0kg的小物体（可看作质点）随着圆盘起做匀速圆 周运动，如图所示。已知小物体与圆盘面的动摩擦因数为0.64，近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10 m/s2求： （1）小物体的线速度大小： （2）小物体所受摩擦力的大小和方向： （3）为使小物体能保持与圆盘一起转动，圆盘转动的最大角速度是多少？ 22. 2022年6月5日，搭载神舟十四号载人飞船的三名宇航员成功进入天和核心舱。若核心舱环绕地球做匀速圆周运动，离地高度为h。已知地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，地球半径为R。忽略地球自转影响，求： （1）地球的第一宇宙速度； （2）核心舱做匀速圆周运动的周期T。 23. 如图所示，半径的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与水平面相切于B点，质量的小滑块从圆弧顶点D由静止释放，（不计空气阻力，取），求： （1）小滑块到达B点的速度大小； （2）小滑块在B点受到的支持力大小。 24. 如图所示，假设某跳高运动员质量为、身高为，在某次背越式跳高中跳过高的横杆而平落在垫子上，落垫时运动员的重心离地高度为。取，试估算： （1）上升阶段运动员至少要克服重力做多少功？ （2）下降阶段重力做了多少功？ 25. 如图所示，运动员从距地面高的A处投出一篮球，正中距地高的篮筐，球运动过程中到达的最高点B距地面高，经过B点时的速度。球的质量，g取。求： （1）运动员对篮球做的功； （2）篮球进篮筐时的速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $