精品解析：江苏省苏州市苏州第十中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理

江苏省苏州第十中学校2024-2025学年第二学期高一阶段性测试 物理 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。 1. 美国科学家2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在，引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿认为惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性大 B. 牛顿力学取得了巨大成就，适用于一切领域 C. 牛顿进行了著名的“月-地检验”但没有测出引力常量 D. 两物体间的万有引力总是质量更大的物体受到的万有引力大 【答案】C 【解析】 【详解】A．惯性是物体的固有属性，其大小只与物体的质量有关，和速度没有关系 。质量越大，惯性越大，故A错误； B．牛顿力学在宏观、低速、弱引力的领域取得了巨大成就，但在微观（如研究电子、质子等微观粒子的运动）、高速（接近光速）等领域不适用 ，并非适用于一切领域，故B错误； C．牛顿进行了著名的 “月-地检验”，验证了地面上的重力与天体间的引力是同一性质的力 ，而引力常量是卡文迪许通过扭秤实验测出的，牛顿没有测出引力常量，故C正确； D．根据牛顿第三定律，两物体间万有引力是一对相互作用力，大小相等、方向相反、作用在两个物体上 ，与物体质量大小无关，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，荡秋千的人连同座椅可看做质点，仅在竖直面内运动，不计阻力，A、C为左右两侧的最高点。人在A处（ ） A. 处于平衡状态 B. 向心力沿d的方向 C. 合力沿切线b的方向 D. 合力沿水平c的方向 【答案】C 【解析】 【详解】由于A为最高点，则人在A处的速度为0，所以人在A处的向心加速度为0，向心力为0，但人有沿切线方向的加速度，所以人的合力沿切线b的方向。 故选C。 3. 如图所示，半径为1m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内。某时刻，质量为1kg、直径略小于细圆管内径的小球A（可视为质点）从细管最高点静止释放，当小球A和细圆管轨道圆心连线与竖直方向夹角为37°时，线速度大小为6m/s，此时小球对轨道的压力大小为（　　）（g =10m/s2） A. 38N B. 40N C. 42N D. 44N 【答案】D 【解析】 【详解】在图示位置，小球受到轨道给的弹力N、自身整理mg，对小球，牛顿第二定律可得 其中 联立解得 根据牛顿第三定律可知，此时小球对轨道的压力大小为44N。 故选D。 4. 如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3s，自动识别系统的反应时间为0.3s；汽车可看成高1.6m的长方体，其左侧面底边在直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，横杆转动的时间为 在3s的时间内，横杆的距离O点0.6m的点（即点的正上方）至少要抬高的高度为 则在此时间内横杆至少转过的角度为 直杆转动的角速度至少为 故选D。 5. “天舟”货运飞船被人们称为太空快递，它定期向“天宫号”空间站运送物资。其示意图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. “天舟”飞船与“天宫号”在B点受到地球的引力大小相等 B. “天舟”飞船运动的周期比“天宫号”运动的周期小 C. “天舟”与地球的连线和“天宫号”与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等 D. “天宫号”空间站所在轨道高，线速度低，所以“天舟”飞船在B点变轨时需减速 【答案】B 【解析】 【详解】A．由于二者的质量关系未知，无法比较万有引力大小，A错误； B．根据开普勒第三定律可知，“天舟号”轨道半长轴小于“天宫号”运动半径，则“天舟号”绕地球运动的周期比“天宫号”绕地球运动的周期小，B正确； C．“天舟号”与“天宫号”是不同轨道的卫星，不符合开普勒第二定律，C错误； D．“天宫号”空间站所在轨道高，线速度低，所以“天舟”飞船在B点变轨时需加速做离心运动，方可达到更高的轨道上，D错误。 故选B。 6. 2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，引力常量为G，则有（　　） A. 主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度应大于7.9km/s B. 打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态 C. 由题给条件可求出地球密度为 D. 根据题给条件可求出地球质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，当主舱室在半径为r的轨道上稳定运行时，其轨道半径大于地球半径，则速度应小于7.9km/s，故A错误； B．打开降落伞后，返回器靠近地面过程中做减速运动，加速度向上，一直处于超重状态，故B错误； CD．根据万有引力提供向心力， 可得， 由此可知，地球质量可求，但由于地球半径未知，故不可求地球密度，故C错误，D正确。 故选D。 7. 地球同步轨道上方300千米处的圆形轨道，是国际处理太空垃圾的“墓地轨道”，将废弃飞行物处理到此，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，将一颗失效的北斗二号卫星拖入到了“墓地轨道”。已知“墓地轨道”半径为r，地球同步卫星轨道半径为R，下列说法正确的是（　　） A. “地球同步轨道”处重力加速度为0 B. 北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为 C. 北斗二号卫星在“同步轨道”上的周期比在“墓地轨道”上短 D. “实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要加速 【答案】C 【解析】 【详解】A．设地球质量为M，根据 可得“地球同步轨道”处的重力加速度为 可知“地球同步轨道”处的重力加速度不为0，A 错误； B．对半径分别为 R、r 的圆轨道，由开普勒第三定律得，又角速度与周期成反比，即 ，故北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为 ，B 错误； C．墓地轨道”半径大于同步轨道半径，由开普勒第三定律知 ，半径越大，周期越长，因此北斗二号卫星在“同步轨道”上的周期比在“墓地轨道”上短，C 正确； D．“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，做近心运动，需要点火减速，D错误。 故选C 。 8. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则下列说法错误的是（　　） A. 因为OA>OB， 所以m<M B. 两颗星做圆周运动的周期为 C. 若星体A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则星体A的周期将缓慢减小 D. 若星体A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则星体A的轨道半径将缓慢增大 【答案】D 【解析】 【详解】A．双星系统周期、角速度相同，设A、B两颗星体的轨道半径分别为，双星之间的万有引力提供向心力，则有 两式联立得，因为OA>OB，即，所以有，故A正确，不符合题意； BC．因为，又因为 联立解得两颗星做圆周运动的周期为 以上可知若m缓慢增大，其他量不变，由上式可知周期T变小，故BC正确，不符合题意； D．因为，可知若星体A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则星体A的轨道半径将缓慢减小，故D错误，符合题意。 故选D。 9. 史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。该值的含义是：如果特定质量的物质被压缩到此临界半径时，该物质就被压缩成一个黑洞，即此时它的逃逸速度等于光速。已知某星球的逃逸速度为其第一宇宙速度的倍，该星球半径，表面重力加速度g取，不考虑星球的自转，则该星球的史瓦西半径约为（　　） A. 9纳米 B. 9毫米 C. 9厘米 D. 9米 【答案】B 【解析】 【详解】地球表面附近有 临界状态光速恰好等于其逃逸速度，可得第一宇宙速度可表示为 根据万有引力提供向心力可得 联立解得 故选B。 10. 游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘的边缘，其简化结构如图所示。现魔盘稳定匀速转动，游客相对魔盘始终保持静止的情况下，游客所受魔盘的支持力会减小的是（　　） A. 只增大游客的质量 B. 只使魔盘的转速减至另一值 C. 只减小魔盘表面的粗糙程度 D. 只增大游客与转轴间的距离 【答案】D 【解析】 【详解】 A．对游客受力分析如图，游客所受魔盘的支持力 只增大游客的质量，则游客所受魔盘的支持力会增大，故A错误； B．分别对水平和竖直方向列方程，水平方向 fx-Nx=mω2r 竖直方向 fy+Ny=mg 魔盘转速减小，游客需要的向心力减小，但必须保证竖直方向受力平衡，因为重力不变，则f、N两个力只能一个增大一个减小，结合水平方向，游客所受魔盘的支持力会增大，故B错误； C．只减小魔盘表面粗糙程度，游客所受魔盘的支持力不变，故C错误； D．只增大游客与转轴间的距离，游客需要的向心力增大，但必须保证竖直方向受力平衡，因为重力不变，则f、N两个力只能一个增大一个减小，结合水平方向，游客所受魔盘的支持力会减小，故D正确。 故选D。 11. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为L的不计伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，连线过圆心，甲到圆心距离，乙到圆心距离，且，，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴OO'转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从0开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是（已知重力加速度为g）（　　） A. 当时，乙的静摩擦力恰为最大值 B. 取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心 C. 取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心 D. 如果时，两物体将相对圆盘发生滑动 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可得 乙的半径大，知乙先达到最大静摩擦力，故A正确，不符合题意； BC．甲乙随转盘一起做匀速圆周运动，由于乙的半径较大，故需要的向心力较大，则 解得 即若时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心。当角速度增大，绳子出现张力，乙靠张力和静摩擦力的合力提供向心力，甲也靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，绳子的拉力逐渐增大，甲所受的静摩擦力先减小后反向增大，当反向增大到最大值，角速度再增大，甲乙与圆盘发生相对滑动。所以乙所受的静摩擦力方向始终指向圆心，甲所受的静摩擦力方向先指向圆心，然后背离圆心，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意； D．设角速度为时，此时甲乙发生滑动，此时绳子的拉力为F，则 解得 故时，两物体将相对圆盘发生滑动，故D正确，不符合题意。 故选B。 二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图甲所示。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。 （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们主要用到的物理学研究方法是___________； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎推理法 （2）某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与___________的关系； （3）为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”）。若在实验中发现左、右标尺显示的向心力之比为4：1，则选取的左、右变速塔轮轮盘半径之比为___________ 。 （4）在某次实验中，某同学将质量相同的小球分别放在挡板B和C处，传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为3：1，则左、右标尺显示的格子数之比为___________。 【答案】（1）C （2）半径 （3） ①. A和C ②. 1:2 （4）2:9 【解析】 【小问1详解】 向心力大小与质量、角速度、半径多个因素有关。控制变量法是在研究多个变量关系时，每次只改变其中一个变量，而保持其他变量不变，从而研究被改变变量对事物的影响。在探究向心力大小与这些因素关系时，就是采用这种方法，即控制质量法 。 故选C。 【小问2详解】 传动皮带调至第一层塔轮，左右塔轮边缘线速度相等，根据 可知B、C位置角速度ω相等。两钢球质量相等，放在B、C位置，B、C处小球做圆周运动轨迹半径不同，由向心力 可知可探究向心力大小与半径的关系 。 【小问3详解】 [1]探究向心力和角速度关系，要控制质量和半径相同，A和C处小球运动半径相同，所以选A和C 。 [2]匀速摇动手柄时，左、右两标尺显示的格数之比为，则向心力之比为4：1，由 因两个钢球的质量和运动半径相等，则角速度之比为2∶1，同一条皮带传动的两个轮子边缘线速度大小相等，由 可知，与皮带连接的左塔轮和右塔轮的半径之比为1∶2。 【小问4详解】 传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为3∶1，由 可知，与皮带连接的左塔轮和右塔轮的角速度之比为1∶3，因为质量相同的小球分别放在挡板B和C处，则左右半径之比为2：1，根据 可知向心力之比。 13. 电动打夯机可以用来平整地面。如图为某小型电动打夯机的结构示意图，质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连，电动机通过皮带传动，使摆锤绕转轴O在竖直面内以角速度ω匀速转动，转动半径为R。已知重力加速度为g，求： （1）为了保证打夯机底座始终不离开地面，摆锤匀速转动的角速度ω满足的条件； （2）保证打夯机在不离开地面前提下底座对地面产生的最大压力的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设摆锤摆到最高点时，打夯机底座与地面弹力恰好为0，在最高点，设轻杆产生弹力大小为F，对摆锤有 此时对打夯机有 联立解得 为了保证打夯机底座始终不离开地面，则摆锤匀速转动的角速度满足。 【小问2详解】 摆锤摆到最低点时，设轻杆产生弹力大小为，对摆锤有 则保证打夯机在不离开地面的前提下底座对地面产生的最大压力大小 14. 如图，长L＝0.8 m的轻绳一端与质量m＝5 kg的小球相连，另一端连接一个质量M＝1 kg的滑块，滑块套在竖直杆上，与竖直杆间的动摩擦因数为μ。现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，当绳子与杆的夹角θ＝60°时，滑块恰好不下滑。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦，重力加速度g＝10 m/s2。求： （1） 当θ＝60°时，小球转动的角速度ω的大小； （2）滑块与竖直杆间的动摩擦因数μ。 【答案】（1） 5 rad/s；（2） 【解析】 【详解】（1）对m受力分析，如图 可得 又 联立，解得 （2）对M受力分析，如图 由平衡条件，可得 ， 联立，解得 15. 从1970年中国成功发射第一颗人造地球卫星东方红一号起，至2024年，中国在轨运行的卫星数量已超过600颗，这标志着中国航天技术实现了从跟跑到并跑，乃至领跑的跨越式发展。现有一颗在赤道上空运行的人造卫星，它到地球表面的距离等于地球的半径，转动的方向与地球的自转方向相同。若地球的半径为R，自转的角速度为，地球表面附近的重力加速度大小为g。引力常量为G，求： （1）地球质量M（忽略地球自转的影响）： （2）该人造卫星绕地球转动的线速度大小v； （3）该人造卫星连续两次经过赤道上同一处的时间间隔。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据 可得地球质量 【小问2详解】 卫星在轨道上运动时，由万有引力提供向心力 联立以上解得 【小问3详解】 卫星的角速度 当人造卫星连续两次经过赤道上同一处时，由几何关系可知 解得 16. 如图，中空的水平圆形转盘内径r=0.8m，外径足够大，沿转盘某条直径有两条粗糙凹槽，凹槽内有A、B两个物块，两根不可伸长的轻绳一端系在C物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小定滑轮系在A、B两个物块上，转盘不转动时两个物块放在距离竖直转轴R=1.0m处系统恰好保持静止。每根绳长L=1.2m，A、B两个物块的质量均为m=2.0kg，C物块的质量mC=1.5kg。所有物块均可视为质点，取重力加速度。 （1）转盘不转动时绳中的张力大小： （2）启动转盘，缓慢增大转速，求A、B与凹槽间摩擦力恰好为零时转盘的角速度； （3）时，改变物块C的质量，要使A、B相对凹槽不滑动，求物块C的质量最小值m0。 【答案】（1）12.5N （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设绳子与竖直方向夹角为，如图 几何关系可知 则 设绳子张力为F，则对物块C，竖直方向有 代入题中数据，解得 【小问2详解】 A、B与凹槽间摩擦力恰好为零时，绳子拉力提供向心力，对A，则有 代入题中数据，解得 【小问3详解】 转盘不动时，A、B受到摩擦力与绳子的拉力平衡，则有 解得 要使物块C的质量最小，绳子上的拉力应最小，对物块A受力分析，有 解得 对物块C受力分析可得 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江苏省苏州第十中学校2024-2025学年第二学期高一阶段性测试 物理 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。 1. 美国科学家2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在，引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是（　　） A. 牛顿认为惯性是物体的固有属性，速度大的物体惯性大 B. 牛顿力学取得了巨大成就，适用于一切领域 C. 牛顿进行了著名“月-地检验”但没有测出引力常量 D. 两物体间的万有引力总是质量更大的物体受到的万有引力大 2. 如图所示，荡秋千的人连同座椅可看做质点，仅在竖直面内运动，不计阻力，A、C为左右两侧的最高点。人在A处（ ） A. 处于平衡状态 B. 向心力沿d方向 C. 合力沿切线b的方向 D. 合力沿水平c的方向 3. 如图所示，半径为1m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内。某时刻，质量为1kg、直径略小于细圆管内径的小球A（可视为质点）从细管最高点静止释放，当小球A和细圆管轨道圆心连线与竖直方向夹角为37°时，线速度大小为6m/s，此时小球对轨道的压力大小为（　　）（g =10m/s2） A. 38N B. 40N C. 42N D. 44N 4. 如图为车牌自动识别系统的直杆道闸，离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3s，自动识别系统的反应时间为0.3s；汽车可看成高1.6m的长方体，其左侧面底边在直线上，且O到汽车左侧面的距离为0.6m，要使汽车安全通过道闸，直杆转动的角速度至少为（　　） A. B. C. D. 5. “天舟”货运飞船被人们称为太空快递，它定期向“天宫号”空间站运送物资。其示意图如图所示，下列说法正确的是（　　） A. “天舟”飞船与“天宫号”在B点受到地球的引力大小相等 B. “天舟”飞船运动的周期比“天宫号”运动的周期小 C. “天舟”与地球的连线和“天宫号”与地球的连线在相同时间内扫过的面积相等 D. “天宫号”空间站所轨道高，线速度低，所以“天舟”飞船在B点变轨时需减速 6. 2024年6月25日嫦娥六号返回器顺利着陆，返回器与主舱室分离后，主舱室通过调整后在圆轨道运行，返回器用“打水漂”的方式再入大气层，最终通过降落伞辅助成功着陆，其主要过程如下图，已知主舱室维持在半径为r的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，引力常量为G，则有（　　） A. 主舱室在半径为r的轨道上稳定运行的速度应大于7.9km/s B. 打开降落伞后，返回器靠近地面过程中一直处于失重状态 C. 由题给条件可求出地球密度 D. 根据题给条件可求出地球质量 7. 地球同步轨道上方300千米处的圆形轨道，是国际处理太空垃圾的“墓地轨道”，将废弃飞行物处理到此，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，将一颗失效的北斗二号卫星拖入到了“墓地轨道”。已知“墓地轨道”半径为r，地球同步卫星轨道半径为R，下列说法正确的是（　　） A. “地球同步轨道”处的重力加速度为0 B. 北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为 C. 北斗二号卫星在“同步轨道”上的周期比在“墓地轨道”上短 D. “实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要加速 8. 假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成。这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示，A、B两颗星的距离为L，引力常量为G，则下列说法错误的是（　　） A. 因为OA>OB， 所以m<M B. 两颗星做圆周运动的周期为 C. 若星体A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则星体A的周期将缓慢减小 D. 若星体A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，其他量不变，则星体A的轨道半径将缓慢增大 9. 史瓦西半径是任何具有质量的物质都存在的一个临界半径特征值。该值的含义是：如果特定质量的物质被压缩到此临界半径时，该物质就被压缩成一个黑洞，即此时它的逃逸速度等于光速。已知某星球的逃逸速度为其第一宇宙速度的倍，该星球半径，表面重力加速度g取，不考虑星球的自转，则该星球的史瓦西半径约为（　　） A. 9纳米 B. 9毫米 C. 9厘米 D. 9米 10. 游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，游客坐在转动的魔盘上，当魔盘转速增大到一定值时，游客就会滑向盘的边缘，其简化结构如图所示。现魔盘稳定匀速转动，游客相对魔盘始终保持静止的情况下，游客所受魔盘的支持力会减小的是（　　） A. 只增大游客的质量 B. 只使魔盘的转速减至另一值 C. 只减小魔盘表面的粗糙程度 D. 只增大游客与转轴间的距离 11. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为L的不计伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，连线过圆心，甲到圆心距离，乙到圆心距离，且，，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴OO'转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从0开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，则下列说法错误的是（已知重力加速度为g）（　　） A. 当时，乙的静摩擦力恰为最大值 B. 取不同的值时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心 C. 取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心；甲所受静摩擦力可能指向圆心，也可能背向圆心 D. 如果时，两物体将相对圆盘发生滑动 二、非选择题：共5题，共56分。其中第12题~第16题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 12. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图甲所示。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1。 （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们主要用到的物理学研究方法是___________； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎推理法 （2）某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与___________的关系； （3）为探究向心力和角速度的关系，应将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选“A和B”、“A和C”、“B和C”）。若在实验中发现左、右标尺显示的向心力之比为4：1，则选取的左、右变速塔轮轮盘半径之比为___________ 。 （4）在某次实验中，某同学将质量相同小球分别放在挡板B和C处，传动皮带所套的左、右变速塔轮轮盘半径之比为3：1，则左、右标尺显示的格子数之比为___________。 13. 电动打夯机可以用来平整地面。如图为某小型电动打夯机的结构示意图，质量为m的摆锤通过轻杆与总质量为M的底座（含电动机）上的转轴相连，电动机通过皮带传动，使摆锤绕转轴O在竖直面内以角速度ω匀速转动，转动半径为R。已知重力加速度为g，求： （1）为了保证打夯机底座始终不离开地面，摆锤匀速转动的角速度ω满足的条件； （2）保证打夯机在不离开地面的前提下底座对地面产生的最大压力的大小。 14. 如图，长L＝0.8 m的轻绳一端与质量m＝5 kg的小球相连，另一端连接一个质量M＝1 kg的滑块，滑块套在竖直杆上，与竖直杆间的动摩擦因数为μ。现在让小球绕竖直杆在水平面内做匀速圆周运动，当绳子与杆的夹角θ＝60°时，滑块恰好不下滑。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦，重力加速度g＝10 m/s2。求： （1） 当θ＝60°时，小球转动的角速度ω的大小； （2）滑块与竖直杆间的动摩擦因数μ。 15. 从1970年中国成功发射第一颗人造地球卫星东方红一号起，至2024年，中国在轨运行的卫星数量已超过600颗，这标志着中国航天技术实现了从跟跑到并跑，乃至领跑的跨越式发展。现有一颗在赤道上空运行的人造卫星，它到地球表面的距离等于地球的半径，转动的方向与地球的自转方向相同。若地球的半径为R，自转的角速度为，地球表面附近的重力加速度大小为g。引力常量为G，求： （1）地球质量M（忽略地球自转的影响）： （2）该人造卫星绕地球转动的线速度大小v； （3）该人造卫星连续两次经过赤道上同一处的时间间隔。 16. 如图，中空的水平圆形转盘内径r=0.8m，外径足够大，沿转盘某条直径有两条粗糙凹槽，凹槽内有A、B两个物块，两根不可伸长的轻绳一端系在C物块上，另一端分别绕过转盘内侧的光滑小定滑轮系在A、B两个物块上，转盘不转动时两个物块放在距离竖直转轴R=1.0m处系统恰好保持静止。每根绳长L=1.2m，A、B两个物块的质量均为m=2.0kg，C物块的质量mC=1.5kg。所有物块均可视为质点，取重力加速度。 （1）转盘不转动时绳中的张力大小： （2）启动转盘，缓慢增大转速，求A、B与凹槽间摩擦力恰好为零时转盘的角速度； （3）时，改变物块C的质量，要使A、B相对凹槽不滑动，求物块C的质量最小值m0。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$