精品解析：江苏省苏州市苏州大学附属中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

苏州大学实验学校2024-2025学年度第二学期3月份调研 高一物理试题 本试卷共8页，满分100分，考试时长75分钟。 请将所有试题答案填入到答题纸上，在试卷上答题无效。 一、单选题（每小题4分，共44分） 1. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（　　） A. 第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的数值 C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关 D. “月—地”检验，表明了地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律 【答案】D 【解析】 【详解】A．开普勒提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量的数值，故B错误； C．开普勒第三定律，式中k的值仅与太阳的质量有关，与行星运动的速度无关，故C错误； D．“月—地”检验，表明了地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律，故D正确。 故选D。 2. 2023年第一季度，我国已成功发射七颗卫星。如果将其中一颗轨道半径为r的卫星，调整至2r的轨道绕地运行，则（　　） A. 根据公式v=ωr可知，卫星的线速度增大到原来的2倍 B. 根据公式a＝可知，卫星的向心加速度减小到原来的 C. 根据公式F＝m可知，卫星的向心力减小到原来的 D. 根据公式F＝G可知，卫星的向心力减小到原来的 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据牛顿第二定律有 解得 可知如果将其中一颗轨道半径为r的卫星，调整至2r的轨道绕地运行，卫星的线速度减小原来的倍，卫星的向心加速度减小到原来的，故AB错误； CD．天上的卫星有万有引力提供向心力，根据万有引力公式 F＝G 可知，将其中一颗轨道半径为r的卫星，调整至2r的轨道绕地运行，卫星的向心力减小到原来的，故C错误，D正确。 故选D。 3. 摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，游客坐在摩天轮上可以从高处俯瞰四周景色。现假设摩天轮正绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动，游客坐在座舱中与座舱保持相对静止（座舱及乘客可视为质点），则正确的说法是（　　） A. 游客受力平衡 B. 游客所受的合外力总是指向摩天轮固定轴 C. 人在最低点处于失重状态 D. 座舱所受的合力始终不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．游客做匀速圆周运动，合力提供向心力，受力不平衡。故A错误。 B．因为游客跟着摩天轮一起做匀速圆周运动，所以其合力提供做圆周运动的向心力，向心力的方向沿着半径指向圆心，则合外力也总是沿着半径指向圆心，即指向摩天轮固定轴。故B正确。 C．人在最低点时，合力向上，加速度向上，处于超重状态。故C错误。 D．匀速圆周运动的合力大小不变，方向改变。故D错误。 故选B 4. 洗衣机的水桶示意图如图所示，它是以转桶带动衣物高速旋转的方式将湿衣服甩干的。甩干过程中的某一时段，湿衣服紧贴在匀速旋转的转筒的竖直筒壁上，与桶壁相对静止，在湿衣服的水被逐渐甩出的过程中，关于湿衣服的受力情况，下列判断正确的是（　　） A. 受筒壁的弹力减小 B. 受筒壁的弹力不变 C. 受筒壁的摩擦力增大 D. 受筒壁的摩擦力不变 【答案】A 【解析】 【详解】AB．对衣服水平方向筒壁对衣服的弹力充当向心力，则 则随着质量的减小，衣服受筒壁的弹力减小，选项A正确，B错误； CD．竖直方向 则随着质量减小，衣服受筒壁的摩擦力减小，选项CD错误。 故选A。 5. 2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满完成了发射，与“天和核心舱”成功对接。飞船变轨前稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道II为飞船的转移轨道，“天和核心舱”沿逆时针方向运行在半径为r2的圆形轨道III上，轨道I和II、II和III分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与“天和核心舱”刚好在B点进行对接，下列说法不正确的是（　　） A. 神舟十七号在轨道II上由A向B运动时，速度和加速度均变小 B. 神舟十七号先到III轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接 C. 神舟十七号在轨道II上的A点和B点的速度的大小之比为 D. 神舟十七号在II轨道经过B点的加速度等于在III轨道经过B点的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，神舟十七号轨道II上由A向B运动时，速度逐渐减小，根据 可知加速度也逐渐减小，故A正确，不满足题意要求； B．如果神舟十七号先到III轨道，然后再加速，则万有引力不足以提供向心力，神舟十七号将变轨到更高轨道，不可能与天和核心舱完成对接，故B错误，满足题意要求； C．神舟十七号在轨道II上，根据开普勒第二定律可得 可得A点和B点的速度的大小之比为 故C正确，不满足题意要求； D．根据牛顿第二定律可得 可得 可知神舟十七号在II轨道经过B点的加速度等于在III轨道经过B点的加速度，故D正确，不满足题意要求。 故选B。 6. 在两个黑洞合并过程中，由于彼此间的强大引力作用，会形成短时间的双星系统。如图所示，黑洞A、B可视为质点，不考虑其他天体的影响，两者围绕连线上的O点做匀速圆周运动。正确的是（　　） A. 黑洞A与B绕行的向心加速度大小相等 B. 黑洞A的质量m1大于黑洞B的质量m2 C. 若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距L减小后，两黑洞的绕行周期变小 D. 若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距L减小后，两黑洞的向心加速度变小 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律与牛顿第二定律得，两黑洞受到的合外力大小相等，由于不清楚两黑洞的质量，所以二者的向心加速度大小无法比较。故A 错误； B．题目没有告诉两黑洞到O点的距离大小关系，所以无法比较黑洞A、B的质量大小关系，B错误； C．由双星模型规律可知，黑洞A、B的角速度相同，由万有引力提供向心力，则 ，且，联立解得，若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距L减小后，则两黑洞做圆周运动的角速度变大，根据周期与角速度的关系得，两黑洞的绕行周期变小，C 正确； D．若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距L减小后，根据万有引力定律，则两黑洞之间的万有引力增加，根据牛顿第二定律可知两黑洞向心加速度增大，D 错误。 故选C 。 7. 如图所示，卫星发射指挥部飞行控制中心屏幕上显示着展开的世界地图，神舟十六号飞船在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于地球自西向东自转，飞船每个周期在地图上垂直投影的轨迹并不一致。图中A、B两点为飞船相邻两次环绕地球的投影轨迹与地球赤道的交点，先后经过这两点的时间内地球自转的角度。已知地球半径为R，地球自转周期为24h，地球静止卫星轨道半径为6.6R，，下列说法正确的是（　　） A. 飞船先经过A点再经过B点 B. 飞船的运行周期约3h C. 飞船的轨道半径约为1.04R D. 飞船运动的轨道平面与赤道平面平行 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于地球自西向东自转，可知飞船先经过B点再经过A点，选项A错误； B．因地球转过时，飞船转过一周，可知飞船的运行周期约 选项B错误； C．根据开普勒第三定律 解得飞船的轨道半径约为 r=1.04R 选项C正确； D．由图可知，飞船环绕地球的运动的投影轨迹与赤道不重合，则飞船运动的轨道平面与赤道平面不平行，选项D错误。 故选C。 8. 在地球表面，被轻质细线悬挂而处于静止状态的质量为m的小球，所受地球的万有引力作用效果分解示意图如图所示，已知小球所处的纬度为（），重力为，万有引力为F，地球的半径为R，自转周期为T，下列说法正确的是（　　） A. 细线的拉力与F是一对平衡力 B. 小球所需的向心力为 C. 地球赤道处的重力加速度为 D. 地球的第一宇宙速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．细线的拉力与F的合力提供了小球做圆周运动的向心力，A错误； B．小球做圆周运动的半径为，所以小球所需的向心力为 B错误； C．小球所处的纬度重力为大于赤道处的重力，所以地球赤道处的重力加速度小于，C错误； D．根据可得地球的第一宇宙速度为 D正确。 故选D。 9. 北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】运动员从a到c根据动能定理有 在c点有 FNc ≤ kmg 联立有 故选D。 10. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（ ） A. P点的线速度大小不变 B. P点的加速度方向不变 C. Q点在竖直方向做匀速运动 D. Q点在水平方向做匀速运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，则P点的线速度大小不变，A正确； B．由题知杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°，则P点绕O点做匀速圆周运动，P点的加速度方向时刻指向O点，B错误； C．Q点在竖直方向的运动与P点相同，相对于O点在竖直方向的位置y关于时间t的关系为 y = lOPsin( + ωt) 则可看出Q点在竖直方向不是匀速运动，C错误； D．Q点相对于O点在水平方向的位置x关于时间t的关系为 x = lOPcos( + ωt) + lPQ 则可看出Q点在水平方向也不是匀速运动，D错误。 故选A。 【点睛】 11. 如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量不同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α>β。则（　　） A. A的质量一定小于B的质量 B. A、B受到的摩擦力可能同时为零 C. 若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向上的摩擦力 D. 若ω增大，A、B受到的摩擦力可能都增大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．当A受到的摩擦力恰是零时，受力分析如图所示，根据牛顿第二定律得 解得 同理可得，当B受到的摩擦力恰是零时 由以上解析可知，物块的角速度与物块的质量无关，因此由题中条件只能比较A、B的加速度大小，不能比较A、B的质量。由于α>β，所以，而实际上A、B的角速度相等，即A、B受到的摩擦力不可能同时是零，AB错误； C．若A不受摩擦力，则此时转台的角速度 所以B物块实际的向心力大于B所受摩擦力是零时的向心力，所以此时B受沿容器壁向下的摩擦力，C错误； D．如果转台角速度从A不受摩擦力时的角速度ωA开始增大，A、B的向心力都增大，所受的摩擦力都增大，故D正确。 故选D。 二、实验题 12. （1）小组同学通过向心力演示器，探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径的关系实验。 ①本实验所采用的实验探究方法是___________。 A理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法 ②图a为向心力演示器的原理图，某次实验中，同学将2个质量相等的小球分别放在挡板B和挡板C处，皮带放在塔轮的第一层，则他探究的是向心力大小和___________（选填“质量”、“角速度”、“半径”）的关系。 ③在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与___________（选填“挡板A”、“挡板B”）位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为___________。 （2）为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，其实物图如图b所示，原理图如图c所示。实验时将力传感器和光电门固定，用手拨动旋臂产生圆周运动，当砝码随悬臂起匀速转动时，细线的拉力提供砝码做圆周运动需要的向心力。传感器可以实时测量角速度和向心力的大小。 ①电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度、挡光杆通过光电门的时间、挡光杆做圆周运动的半径，自动计算出金属块做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为___________。 ②他们将金属块做圆周运动的半径固定为，多次改变悬臂做圆周运动的角速度，计算机将测得的向心力与角速度绘制成图，如图d所示。根据图像，可以得出实验结论：____________ 【答案】 ①. C ②. 半径 ③. 挡板A ④. ⑤. ⑥. 金属块做圆周运动的半径不变时，向心力与角速度的平方成正比 【解析】 【详解】（1）①[1]本实验需探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径多个物理量间的关系，需采用控制变量法。 故选C。 ②[2]根据题意可知，同学保持了小球的质量相等，角速度相等，半径不等，则他探究的是向心力大小和半径的关系。 ③[3][4]在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，需保证小球质量相等，做圆周运动的半径相等，则将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板A，由公式可知，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为，则角速度之比为，由公式可得，左、右两边塔轮的半径之比为。 （2）①[5]根据题意可知，金属块通过光电门的速度为 由公式可得，角速度的表达式为 ②[6]根据图像，可以得出实验结论为金属块做圆周运动的半径不变时，向心力与角速度的平方成正比。 三、解答题 13. 近年来，中国的航天实力表演十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求： （1）该星球的平均密度ρ； （2）该星球的第一宇宙速度v大小； （3）如果该星球有一颗静止卫星，其距星球表面的高度H为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设该星球表面重力加速度为g，小球做平抛运动，则有 解得 根据物体在星球受到的万有引力等于重力，则有 解得星球的质量为 故该星球的平均密度为 （2）星球的第一宇宙速度等于卫星在该星球表面轨道绕星球做匀速运动时的线速度，由万有引力提供向心力得 解得 （3）静止卫星的周期与该行星自转周期相同，均为T，设静止卫星的质量为m0，由万有引力提供向心力得 联立解得静止卫星距行星表面的高度为 14. 宇航员在火星上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为m物体P轻放在弹簧上端由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示（其中a0与x0已知）。已知万有引力常量为G，火星的半径为R，自转周期为T。 （1）求弹簧的劲度系数； （2）求火星的密度； （3）如果火星有一颗静止卫星，其距火星表面的高度H为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图可知，当弹簧压缩量为0时，可得火星表面上的重力加速度为 当弹簧的压缩量为时，物体的加速度为0，则弹簧的弹力为 所以弹簧的劲度系数为 （2）物体在火星表面有 解得火星的质量为 又 联立解得火星的密度为 （3）对于火星的静止卫星，由万有引力提供向心力可得 联立解得 15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l（结果可用根式表示）； （3）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 【答案】（1）3 m/s；（2） m；（3）6.4 N，方向向上 【解析】 【详解】（1）小球从A到P的高度差 h=R(1+cos53°) 小球做平抛运动有 h=gt2 则小球在P点的竖直分速度 vy=gt 把小球在P点的速度分解可得 tan53°= 联立解得小球平抛运动初速度 v0=3 m/s （2）小球平抛下降高度 h=vyt 水平射程 s=v0t 故A、P间的距离 l== m （3）小球到达Q时，vQ=3m/s 在Q点根据向心力公式得 FN+mg=m 解得FN=6.4N > 0，表明方向向下。 所以由牛顿第三定律知，小球通过管道的最高点Q时对管道的压力FN′=FN=6.4 N，方向向上 16. 如图所示在足够大转盘中心固定一个小物块B，距离中心为r0=0.2m处放置小物块A，A、B质量均为m=1kg，A与转盘之间的动摩擦因数为μ1=0.5，现在用原长为d=0.2m、劲度系数k=40N/m的轻质弹簧将两者拴接，重力加速度g=10m/s2，假设弹簧始终处于弹性限度以内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则： （1）缓慢增加转盘转动的角速度，求A即将打滑时的ω0； （2）若转盘的角速度ω1=6rad/s，A可以放置在离中心距离不同的位置上，且A始终不打滑，求满足条件的A转动半径rA的大小范围； （3）若小物块B解除固定状态，B和转盘间动摩擦因数为μ2=0.2，现将转盘角速度从0开始缓慢增大，为了保证B不打滑，求满足条件的转盘角速度ω2的大小范围。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）设盘的角速度为时，物块A将开始滑动，则 代入数值解得A即将打滑时 （2）A放置在离中心距离不同的位置上弹力不同，由临界条件可得 由胡克定律可知 代入数值解得 ， 故满足条件的A转动半径rA的大小范围 （3）若小物块B解除固定状态，则物块刚好滑动时弹簧拉力为，则对有 由胡克定律可知 可得 对受力分析，为了保证B不打滑，则有 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 苏州大学实验学校2024-2025学年度第二学期3月份调研 高一物理试题 本试卷共8页，满分100分，考试时长75分钟。 请将所有试题答案填入到答题纸上，在试卷上答题无效。 一、单选题（每小题4分，共44分） 1. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（　　） A. 第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的数值 C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关 D. “月—地”检验，表明了地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律 2. 2023年第一季度，我国已成功发射七颗卫星。如果将其中一颗轨道半径为r的卫星，调整至2r的轨道绕地运行，则（　　） A. 根据公式v=ωr可知，卫星的线速度增大到原来的2倍 B. 根据公式a＝可知，卫星的向心加速度减小到原来的 C. 根据公式F＝m可知，卫星的向心力减小到原来的 D. 根据公式F＝G可知，卫星的向心力减小到原来的 3. 摩天轮是一种大型转轮状的机械建筑设施，游客坐在摩天轮上可以从高处俯瞰四周景色。现假设摩天轮正绕中间的固定轴在竖直面内做匀速圆周运动，游客坐在座舱中与座舱保持相对静止（座舱及乘客可视为质点），则正确的说法是（　　） A. 游客受力平衡 B. 游客所受的合外力总是指向摩天轮固定轴 C. 人在最低点处于失重状态 D. 座舱所受的合力始终不变 4. 洗衣机的水桶示意图如图所示，它是以转桶带动衣物高速旋转的方式将湿衣服甩干的。甩干过程中的某一时段，湿衣服紧贴在匀速旋转的转筒的竖直筒壁上，与桶壁相对静止，在湿衣服的水被逐渐甩出的过程中，关于湿衣服的受力情况，下列判断正确的是（　　） A. 受筒壁弹力减小 B. 受筒壁的弹力不变 C. 受筒壁的摩擦力增大 D. 受筒壁的摩擦力不变 5. 2023年10月26日，我国自主研发的神舟十七号载人飞船圆满完成了发射，与“天和核心舱”成功对接。飞船变轨前稳定运行在半径为r1的圆形轨道I上，椭圆轨道II为飞船的转移轨道，“天和核心舱”沿逆时针方向运行在半径为r2的圆形轨道III上，轨道I和II、II和III分别相切于A、B两点，飞船在A点变轨，与“天和核心舱”刚好在B点进行对接，下列说法不正确的是（　　） A. 神舟十七号在轨道II上由A向B运动时，速度和加速度均变小 B. 神舟十七号先到III轨道，然后再加速，才能与天和核心舱完成对接 C. 神舟十七号在轨道II上的A点和B点的速度的大小之比为 D. 神舟十七号在II轨道经过B点的加速度等于在III轨道经过B点的加速度 6. 在两个黑洞合并过程中，由于彼此间的强大引力作用，会形成短时间的双星系统。如图所示，黑洞A、B可视为质点，不考虑其他天体的影响，两者围绕连线上的O点做匀速圆周运动。正确的是（　　） A. 黑洞A与B绕行的向心加速度大小相等 B. 黑洞A的质量m1大于黑洞B的质量m2 C. 若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距L减小后，两黑洞的绕行周期变小 D. 若两黑洞质量保持不变，在两黑洞间距L减小后，两黑洞的向心加速度变小 7. 如图所示，卫星发射指挥部飞行控制中心屏幕上显示着展开的世界地图，神舟十六号飞船在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于地球自西向东自转，飞船每个周期在地图上垂直投影的轨迹并不一致。图中A、B两点为飞船相邻两次环绕地球的投影轨迹与地球赤道的交点，先后经过这两点的时间内地球自转的角度。已知地球半径为R，地球自转周期为24h，地球静止卫星轨道半径为6.6R，，下列说法正确的是（　　） A. 飞船先经过A点再经过B点 B. 飞船运行周期约3h C. 飞船的轨道半径约为1.04R D. 飞船运动的轨道平面与赤道平面平行 8. 在地球表面，被轻质细线悬挂而处于静止状态的质量为m的小球，所受地球的万有引力作用效果分解示意图如图所示，已知小球所处的纬度为（），重力为，万有引力为F，地球的半径为R，自转周期为T，下列说法正确的是（　　） A. 细线的拉力与F是一对平衡力 B. 小球所需的向心力为 C. 地球赤道处的重力加速度为 D. 地球的第一宇宙速度为 9. 北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（ ） A B. C. D. 10. 由于高度限制，车库出入口采用图所示的曲杆道闸，道闸由转动杆与横杆链接而成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆始终保持水平。杆绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是（ ） A. P点的线速度大小不变 B. P点的加速度方向不变 C. Q点竖直方向做匀速运动 D. Q点在水平方向做匀速运动 11. 如图所示，半径为R的半球形容器固定在水平转台上，转台绕过容器球心O的竖直轴线以角速度ω匀速转动。质量不同的小物块A、B随容器转动且相对器壁静止，A、B和球心O点连线与竖直方向的夹角分别为α和β，α>β。则（　　） A. A的质量一定小于B的质量 B. A、B受到的摩擦力可能同时为零 C. 若A不受摩擦力，则B受沿容器壁向上的摩擦力 D. 若ω增大，A、B受到的摩擦力可能都增大 二、实验题 12. （1）小组同学通过向心力演示器，探究向心力大小与物体的质量、角速度和轨道半径的关系实验。 ①本实验所采用的实验探究方法是___________。 A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法 ②图a为向心力演示器的原理图，某次实验中，同学将2个质量相等的小球分别放在挡板B和挡板C处，皮带放在塔轮的第一层，则他探究的是向心力大小和___________（选填“质量”、“角速度”、“半径”）的关系。 ③在探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，将两个质量相同的小球，分别放在挡板C与___________（选填“挡板A”、“挡板B”）位置，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比约为，则皮带放置的左、右两边塔轮的半径之比为___________。 （2）为了进一步精确探究，小组同学利用传感器验证向心力的表达式，其实物图如图b所示，原理图如图c所示。实验时将力传感器和光电门固定，用手拨动旋臂产生圆周运动，当砝码随悬臂起匀速转动时，细线的拉力提供砝码做圆周运动需要的向心力。传感器可以实时测量角速度和向心力的大小。 ①电脑通过光电门测量挡光杆通过光电门的时间，并由挡光杆的宽度、挡光杆通过光电门的时间、挡光杆做圆周运动的半径，自动计算出金属块做圆周运动的角速度，则其计算角速度的表达式为___________。 ②他们将金属块做圆周运动的半径固定为，多次改变悬臂做圆周运动的角速度，计算机将测得的向心力与角速度绘制成图，如图d所示。根据图像，可以得出实验结论：____________ 三、解答题 13. 近年来，中国的航天实力表演十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面h处水平抛出一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，h远小于该星球半径），经过时间t落到水平地面。已知该星球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求： （1）该星球的平均密度ρ； （2）该星球的第一宇宙速度v大小； （3）如果该星球有一颗静止卫星，其距星球表面的高度H为多少。 14. 宇航员在火星上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为m物体P轻放在弹簧上端由静止向下运动，物体加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图所示（其中a0与x0已知）。已知万有引力常量为G，火星的半径为R，自转周期为T。 （1）求弹簧的劲度系数； （2）求火星的密度； （3）如果火星有一颗静止卫星，其距火星表面的高度H为多少？ 15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l（结果可用根式表示）； （3）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 16. 如图所示在足够大的转盘中心固定一个小物块B，距离中心为r0=0.2m处放置小物块A，A、B质量均为m=1kg，A与转盘之间的动摩擦因数为μ1=0.5，现在用原长为d=0.2m、劲度系数k=40N/m的轻质弹簧将两者拴接，重力加速度g=10m/s2，假设弹簧始终处于弹性限度以内，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则： （1）缓慢增加转盘转动的角速度，求A即将打滑时的ω0； （2）若转盘的角速度ω1=6rad/s，A可以放置在离中心距离不同的位置上，且A始终不打滑，求满足条件的A转动半径rA的大小范围； （3）若小物块B解除固定状态，B和转盘间动摩擦因数为μ2=0.2，现将转盘角速度从0开始缓慢增大，为了保证B不打滑，求满足条件的转盘角速度ω2的大小范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$