精品解析：上海市上海师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

2024~2025学年上海市师范大学附属中学3月阶段测试卷（等级考） 物理 试卷 （考试时间60分钟 满分100分） 考生注意： 1.本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，不得全选，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2.在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3.试卷共6页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。 4.若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、引水灌溉 1. 问渠那得清如许，为有源头活水来。在农桑中，引水灌溉是我国古代劳动人民的智慧结晶。 如图为一段流水在同一平面内的水渠流动的一段运动轨迹，速度大小不变，则在这段运动过程中： （1）与a点运动方向相同的点有___________个（选填： A.1　　B.2　　C.3） （2）a、b两点的角速度的关系：_________（选填：A.大于　　B.等于　　C.小于） （3）《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（　　） A. B. C. D. （4）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，设轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力不计，有关水车及从槽口流出的水，水流在空中运动时间大小为_______________；水车最大线速度接近_________________。 二、自由落体运动 2. 1971年，在“阿波罗15号”登月后，航天员斯科特面对着电视镜头从相同高度令一片羽毛和一柄锤子做自由落体运动，打破了人们对于物体下落快慢的固有认知。请回答下列有关问题： （1）如图所示的装置装有一根羽毛与一个金属小球，该装置可在地球上重现斯科特的实验，将管倒置，向外拉动注射器活塞，羽毛竖直下落的加速度大小将________（选填：A.变大 B.不变 C.变小）。 （2）伽利略在对落体运动的研究过程中开创的科学研究方法可以用下面的流程图表示： 则方框1和2中的方法和对应内容存在不正确的是有（　　） A. 1是猜想假设：落体运动的速度v和时间t成正比 B. 1是数学推演：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 C. 2是得出结论：落体运动的速度v和时间t成正比 D. 2是得出结论：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 （3）如图所示，甲突然释放刻度尺，乙迅速夹住，由此判断乙的反应时间。现在尺上贴上间隔的刻度制成反应时间尺。下列说法正确的是（　　） A. 反应时间尺的“0”刻度位于A处 B. 反应时间尺的刻度疏密均匀 C. 反应时间尺的刻度A处较密 D. 反应时间尺的刻度B处较密 （4）如图所示，AB为空心圆管，长度为为可视为质点的小球，B与C在同一竖直线上。A、C之间距离为。时刻，由静止释放圆管AB。同时小球C从地面以初速度竖直向上抛出。忽略空气阻力，圆管AB若落地，则立即静止，取。要使小球C在圆管AB落地前从B端穿出，至少为_____；若，则小球C从A端进入管中至由B端穿出所经过的时间为_____。 （5）如图（a）所示，将质量为m的小球在长为l、倾角为θ的光滑斜面最上端由静止释放。（重力加速度为g）请借助此模型，通过数学推演证明：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。 三、公交车 3. 公交车是现在许多居民低碳出行的方式，也是公共交通重要的一环。 （1）公交车在水平面上拐弯近似做匀速圆周运动，其保持不变的物理量有（　　） A. 速度 B. 向心加速度 C. 动量 D. 动能 （2）公交车司机要防止乘客晕车。“急动度”表示加速度随时间的变化率，在实际应用中是一个重要的概念。在汽车工程领域急动度被用来衡量乘客的舒适程度。急动度的国际单位应是________。 （3）关于公交车，下列说法正确的是（　　） A. 公交车受到的重力指向地心 B. 公交车受重力的同时，它也对地球产生引力 C. 公交车受到的重力总是垂直水平面向下 D. 公交车匀速行驶时，它不受重力作用 （4）如图所示，一辆新能源公交车经过一平直路面，在匀减速向左运动，一人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止。其在水平路面匀速行驶时所需的牵引力与汽车的速率的平方成正比。 ①人和车之间可能存在______对作用力与反作用力 ②关于人对车厢的做功情况，以下说法正确的是（ ） A.人对车厢不做功         B.人对车厢做正功 C.人对车厢做负功     D.无法确定 ③当该汽车的牵引力增大为原来的3倍，汽车仍匀速行驶时，发动机功率是原来的________倍 （5）如图，公共汽车现沿水平面向右做匀变速直线运动小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（　　） A. 大小等于，方向水平向左 B. 大小等于，方向竖直向上 C. 大小大于，方向水平向左 D. 大小等于，方向斜向左上方 （6）对公交车匀加速运动的过程，以动量大小为纵轴建立直角坐标系，横轴分别为速度大小、运动时间、位移大小x，则以下图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 四、篮球运动 4. 小董同学使用了质量为600g，直径为24.2cm的篮球开展运动，篮球受到空气阻力，重力加速度g取9.8m/s2。 （1）小董同学通常伸出双手迎接传来的篮球。接球时，两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以（　　） A. 减小球对手的冲量 B. 减小球对手的冲击力 C. 减小球的动量变化量 D. 减小球的动能变化量 （2）小董同学练习传球时篮球沿直线运动的频闪照片如下图所示，此运动篮球的（　　） A. 速度向左 B. 速度向右 C. 加速度向左 D. 加速度向右 （3）将篮球斜向上抛出，篮球落入篮筐，对篮球做功约为（　　） A. 100J B. 50J C. 10J D. 1J （4）篮球在空中运动到图示位置时，所受合力F-速度v的方向关系最可能为（　　） A. B. C. D. （5）篮球落入篮筐后，小董发现篮球框不标准，篮球卡在球筐上，如图所示，可抽象为简化图（a）。测量出球框直径为12.3cm，则单位长度球框对篮球弹力的大小为________N。（结果保留3位有效数字） （6）小董同学练习长传，篮球从离地高为2.5m处由静止开始下落，经过1.0s落地时速度大小为4m/s，着地经0.2s速度减小为0，重力加速度g取9.8m/s2，则篮球下落过程中克服空气阻力做的功为______J，则篮球下落过程中所受阻力的冲量大小为_______N·s，着地时受地面支持力的冲量大小为_______N·s。 （7）从地面上以大小为v0的初速度竖直上抛篮球，一段时间后落回地面的速度大小为v，运动过程中篮球受到的阻力大小与其速率成正比，重力加速度大小为g，则上升的时间______（选填：A.大于，B.小于）下降的时间，整个过程的运动间为______。 （8）此后篮球经历了多次与地面碰撞弹起又落下的过程，如图反映的是篮球某段运动过程的速度与时间的关系，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 此过程为篮球弹起又落下过程 B. 此过程为篮球落下又弹起的过程 C. 此过程中篮球的加速度先增大后减小 D. 此过程中篮球的速度先减小后增大 五、天体运动 5. 人类已经在研究天体运动和航天领域取得了举世瞩目的成就，近年来我国天文成绩斐然。 （1）如图所示，a为地球的同步卫星，随地球自转做匀速圆周运动。b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径可认为等于地球半径），c为放在赤道上相对地球静止的物体，以下关于a、b、c的说法正确的是（　　） A. 卫星b转动的线速度大于7.9km/s B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 若卫星a和b质量相等，则a和b比较，b的动能较大 （2）已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H。已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计。则根据这些条件，可以求出的物理量是（　　） A. 该行星的密度 B. 该行星的自转周期 C. 该星球的第一宇宙速度 D. 该行星附近运行的卫星的最小周期 （3）如图为用于超重耐力训练的离心机。航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练。这种训练的目的是为了锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作。离心机拥有长18m的巨型旋转臂，在训练中产生8g的向心加速度，航天员的质量为70kg，可视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 离心机旋转的角速度为 B. 离心机旋转的角速度为 C. 座椅对航天员的作用力约为5600N D. 座椅对航天员的作用力约为5644N （4）太空舱绕地球做匀速圆周运动，为了测量太空舱中物体的质量，宇航员设置了如图所示装置：将待测物体（可视为质点）与细线（质量可忽略不计）一端相连，把物体放在桌面上，细线的另一端通过桌面上的光滑小孔与弹簧秤的挂钩相连，弹簧秤再用细线与飞船壁相连。给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，利用太空舱中基本测量工具就可以间接地测量计算物体的质量了。 ①可测量记录的物理量有以下内容，请用其中真正需要测量的物理量写出待测物体质量的表达式：_________。 A.圆周运动半径 B.待测物体与弹簧秤钩间细线长度 C.圆周运动周期 D.桌面与某面太空舱壁夹角 E.弹簧秤度数 ②改用不同材质桌面减小摩擦后，对同一物体实验测量，所得质量数值_______（填“增大”、“不变”或“减小”）。 （5）随着技术进步，为使宇航员更加适应长期的外太空生活，可以考虑将太空舱建成一个半径足够大的环形结构，绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力。假定太空舱到中心轴半径为，为模拟地球的重力加速度，此时：宇航员的脚应站在_______（填“内”或“外”）舱壁上。太空舱的转速为__________。（保留3位有效数字） （6）设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。求：地球的密度（写出计算过程） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年上海市师范大学附属中学3月阶段测试卷（等级考） 物理 试卷 （考试时间60分钟 满分100分） 考生注意： 1.本试卷标有“多选”的试题，每小题有2~3个正确选项，不得全选，未特别标注的选择性类试题，均只有1个正确选项 2.在列式计算，逻辑推理以及简答题的过程书写中，必须给出必要的文字说明，公式，演算和图示 3.试卷共6页，答题纸共4页，在答题纸上准确填写个人信息，所有选涂部分均在选择题作答区。 4.若无特殊说明，本卷所用重力加速度g大小均取10m/s2 一、引水灌溉 1. 问渠那得清如许，为有源头活水来。在农桑中，引水灌溉是我国古代劳动人民的智慧结晶。 如图为一段流水在同一平面内的水渠流动的一段运动轨迹，速度大小不变，则在这段运动过程中： （1）与a点运动方向相同的点有___________个（选填： A.1　　B.2　　C.3） （2）a、b两点的角速度的关系：_________（选填：A.大于　　B.等于　　C.小于） （3）《天工开物》中记载了古人借助水力使用高转筒车往稻田里引水的场景。引水过程简化如下：两个半径均为R的水轮，以角速度ω匀速转动。水筒在筒车上均匀排布，单位长度上有n个，与水轮间无相对滑动。每个水筒离开水面时装有质量为m的水，其中的60%被输送到高出水面H处灌入稻田。当地的重力加速度为g，则筒车对灌入稻田的水做功的功率为（　　） A. B. C. D. （4）水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，设轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力不计，有关水车及从槽口流出的水，水流在空中运动时间大小为_______________；水车最大线速度接近_________________。 【答案】（1）B （2）A （3）B （4） ①. ②. 2 【解析】 【小问1详解】 曲线运动中某点的速度方向是曲线在该点的切线方向，在上面的曲线运动中，和a点速度相同的方向应该有2个。 故选B。 【小问2详解】 a点处的曲率半径小于b点处的曲率半径，根据v=Rω可知ωa＞ωb 故选A。 【小问3详解】 每个水筒中水的重力为G=mg 水筒的线速度为v=ωR 取足够长的一段时间t内，装水的水筒个数为N=nvt=nωRt 筒车对灌入稻田的水做功的功率为 故选B。 【小问4详解】 [1][2]垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，可知 解得 落到水轮叶面上时水的速度 可知水车最大线速度接近2v0。 二、自由落体运动 2. 1971年，在“阿波罗15号”登月后，航天员斯科特面对着电视镜头从相同高度令一片羽毛和一柄锤子做自由落体运动，打破了人们对于物体下落快慢的固有认知。请回答下列有关问题： （1）如图所示的装置装有一根羽毛与一个金属小球，该装置可在地球上重现斯科特的实验，将管倒置，向外拉动注射器活塞，羽毛竖直下落的加速度大小将________（选填：A.变大 B.不变 C.变小）。 （2）伽利略在对落体运动的研究过程中开创的科学研究方法可以用下面的流程图表示： 则方框1和2中的方法和对应内容存在不正确的是有（　　） A. 1是猜想假设：落体运动的速度v和时间t成正比 B. 1是数学推演：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 C. 2是得出结论：落体运动的速度v和时间t成正比 D. 2是得出结论：落体运动的位移x和时间的平方t2成正比 （3）如图所示，甲突然释放刻度尺，乙迅速夹住，由此判断乙的反应时间。现在尺上贴上间隔的刻度制成反应时间尺。下列说法正确的是（　　） A. 反应时间尺的“0”刻度位于A处 B. 反应时间尺的刻度疏密均匀 C. 反应时间尺的刻度A处较密 D. 反应时间尺的刻度B处较密 （4）如图所示，AB为空心圆管，长度为为可视为质点的小球，B与C在同一竖直线上。A、C之间距离为。时刻，由静止释放圆管AB。同时小球C从地面以初速度竖直向上抛出。忽略空气阻力，圆管AB若落地，则立即静止，取。要使小球C在圆管AB落地前从B端穿出，至少为_____；若，则小球C从A端进入管中至由B端穿出所经过的时间为_____。 （5）如图（a）所示，将质量为m的小球在长为l、倾角为θ的光滑斜面最上端由静止释放。（重力加速度为g）请借助此模型，通过数学推演证明：如图（b）所示的实验中理想斜面倾角θ越小，越容易测量时间。 【答案】（1）A （2）BCD （3）D （4） ①. 15 ②. 0.5 （5）见解析 【解析】 【小问1详解】 上述实验现象在地球上重现，原因是排除了空气阻力的影响；将管倒置，向外拉动注射器活塞，羽毛因为失去空气阻力的影响，根据可知，其加速度大小将变大。 故选A。 【小问2详解】 AB．提出问题后1是猜想假设：落体运动的速度v和时间t成正比，故A正确，不符合题意，B错误，符合题意； CD．2是得出结论：小球沿光滑斜面运动的位移x和时间的平方t2成正比，故CD错误，符合题意。 本题选择错误选项，故选BCD。 【小问3详解】 A．反应时间为零指的是甲一释放刻度尺，乙就夹住，刻度尺并未下落，故反应时间尺的“0”刻度位于B处，故A错误； BCD．做匀加速直线运动的物体，相同时间内的位移逐渐增大，即随着刻度尺的下落，每隔0.02s的位移逐渐增大，可知反应时间尺的刻度疏密不均匀，反应时间尺的刻度B处较密，A处较疏，故BC错误，D正确。 故选D。 【小问4详解】 [1] 根据题意，由公式 可得，AB落地时间为s 要使C在AB落地前从B端穿出，则有 代入数据解得v0≥15m/s [2] 若v0=20m/s，设C从B端穿出时运动的时间为t1，C从A端穿入时运动的时间为t2，则有、 则C从A端进入管中至由B端穿出所经过的时间为 联立代入数据解得t=0.5s 【小问5详解】 对小球进行受力分析，如图所示 沿斜面方向正交分解可知，水平方向有 即 由于 可得 越小，t越大，越容易测量。 三、公交车 3. 公交车是现在许多居民低碳出行的方式，也是公共交通重要的一环。 （1）公交车在水平面上拐弯近似做匀速圆周运动，其保持不变的物理量有（　　） A. 速度 B. 向心加速度 C. 动量 D. 动能 （2）公交车司机要防止乘客晕车。“急动度”表示加速度随时间的变化率，在实际应用中是一个重要的概念。在汽车工程领域急动度被用来衡量乘客的舒适程度。急动度的国际单位应是________。 （3）关于公交车，下列说法正确的是（　　） A. 公交车受到的重力指向地心 B. 公交车受重力的同时，它也对地球产生引力 C. 公交车受到的重力总是垂直水平面向下 D. 公交车匀速行驶时，它不受重力作用 （4）如图所示，一辆新能源公交车经过一平直路面，在匀减速向左运动，一人用力向前推车厢，若人与车厢始终保持相对静止。其在水平路面匀速行驶时所需的牵引力与汽车的速率的平方成正比。 ①人和车之间可能存在______对作用力与反作用力 ②关于人对车厢的做功情况，以下说法正确的是（ ） A.人对车厢不做功         B.人对车厢做正功 C.人对车厢做负功     D.无法确定 ③当该汽车的牵引力增大为原来的3倍，汽车仍匀速行驶时，发动机功率是原来的________倍 （5）如图，公共汽车现沿水平面向右做匀变速直线运动小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握固定于车厢顶部的扶杆，始终相对于汽车静止地站在车厢底板上，学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ。若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（　　） A. 大小等于，方向水平向左 B. 大小等于，方向竖直向上 C. 大小大于，方向水平向左 D. 大小等于，方向斜向左上方 （6）对公交车匀加速运动的过程，以动量大小为纵轴建立直角坐标系，横轴分别为速度大小、运动时间、位移大小x，则以下图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）D （2）m/s3 （3）BC （4） ①. 2或3 ②. B ③. 3 （5）D （6）C 【解析】 【小问1详解】 公交车在水平面上做匀速圆周运动，速度、向心加速度、动量都是矢量，它们的方向会发生变化，所以这些物理量都变化，而动能是标量，保持不变。 故选D。 【小问2详解】 根据比值定义法，急动度是加速度对时间的变化率，所以定义式为 a的单位是m/s2，t的单位是s，所以的单位是m/s3。 【小问3详解】 AC．公交车在水平面上，受到的重力竖直向下，总是垂直水平面，不一定指向地心，故A错误，C正确； B．根据牛顿第三定律可知，公交车受重力的同时，它也对地球产生引力，二者同时存在，故B正确； D．公交车匀速行驶时，也受重力作用，故D错误； 故选BC。 【小问4详解】 ①[1] 人和车之间可能存在2或3对作用力与反作用力；即支持力和压力、与竖直面相互作用的弹力、可能有相互作用的摩擦力。 ②[2]人的加速度向右，则车对人的合力向右，反之人的车的作用力向左，可知人对车做正功。 故选B。 ③[3]汽车匀速时有 根据题意 解得 当该汽车的牵引力增大为原来的3倍，汽车仍匀速行驶时，发动机功率是原来的倍。 【小问5详解】 以小球为研究对象，根据牛顿第二定律得 解得 以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左，设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得、 将代入得，＞mg，方向斜向左上方。 故选D。 【小问6详解】 A．物体做初速度为零的匀加速直线运动，则速度v=at 动量p=mv=mat 可知动量p与速度v成正比，故A错误； B．ma为常数，设k=ma 则p=kt 可知动量p与时间t成正比，故B错误； CD．由匀变速直线运动规律v2=2ax 得 则p＝mv＝ 根据幂函数的性质可知C图正确，故C正确；故D错误； 故选C。 四、篮球运动 4. 小董同学使用了质量为600g，直径为24.2cm的篮球开展运动，篮球受到空气阻力，重力加速度g取9.8m/s2。 （1）小董同学通常伸出双手迎接传来的篮球。接球时，两手随球迅速收缩至胸前，这样做可以（　　） A. 减小球对手的冲量 B. 减小球对手的冲击力 C. 减小球的动量变化量 D. 减小球的动能变化量 （2）小董同学练习传球时篮球沿直线运动的频闪照片如下图所示，此运动篮球的（　　） A. 速度向左 B. 速度向右 C. 加速度向左 D. 加速度向右 （3）将篮球斜向上抛出，篮球落入篮筐，对篮球做功约为（　　） A. 100J B. 50J C. 10J D. 1J （4）篮球在空中运动到图示位置时，所受合力F-速度v的方向关系最可能为（　　） A. B. C. D. （5）篮球落入篮筐后，小董发现篮球框不标准，篮球卡在球筐上，如图所示，可抽象为简化图（a）。测量出球框直径为12.3cm，则单位长度球框对篮球弹力的大小为________N。（结果保留3位有效数字） （6）小董同学练习长传，篮球从离地高为2.5m处由静止开始下落，经过1.0s落地时速度大小为4m/s，着地经0.2s速度减小为0，重力加速度g取9.8m/s2，则篮球下落过程中克服空气阻力做的功为______J，则篮球下落过程中所受阻力的冲量大小为_______N·s，着地时受地面支持力的冲量大小为_______N·s。 （7）从地面上以大小为v0的初速度竖直上抛篮球，一段时间后落回地面的速度大小为v，运动过程中篮球受到的阻力大小与其速率成正比，重力加速度大小为g，则上升的时间______（选填：A.大于，B.小于）下降的时间，整个过程的运动间为______。 （8）此后篮球经历了多次与地面碰撞弹起又落下的过程，如图反映的是篮球某段运动过程的速度与时间的关系，关于此过程，下列说法正确的是（　　） A. 此过程为篮球弹起又落下过程 B. 此过程为篮球落下又弹起的过程 C. 此过程中篮球的加速度先增大后减小 D. 此过程中篮球的速度先减小后增大 【答案】（1）B （2）D （3）C （4）B （5）17.6 （6） ①. 9.9 ②. 3.48 ③. 3.576 （7） ①. B ②. （8）AD 【解析】 【小问1详解】 篮球运动员通常伸出双手迎接传来的篮球。接球时，两手随球迅速收缩至胸前，根据动量定理，这样做能在保证动量变化量一定的情况下，延长手和球作用的时间，减小球对手的作用力。 故选B。 【小问2详解】 由图无法判断速度方向，若篮球向右运动，则由图可知篮球向右加速，则加速度向右，若篮球向左运动，则篮球向左减速，加速度依然向右。 故选D。 【小问3详解】 将篮球从斜向上抛出时的速度v0大约为5m/s～10m/s，根据篮球的质量m=0.6kg和动能定理公式 可以算得将篮球抛出时对篮球做的功大约为7.5J～30J； 故选C。 【小问4详解】 篮球在空中运动到图示位置时，所受重力的方向竖直向下，所受空气阻力的方向沿左下方，则所受合力—速度的方向关系最可能为图B所示的情况； 故选B。 【小问5详解】 对篮球受力分析，如图： 由几何关系可知 则=30° 由平衡条件可得：2Ncos=mg 则单位长度球框对篮球弹力的大小为 解得≈17.6N。 【小问6详解】 [1]篮球从离地高为2.5m处由静止开始下落至落地的过程中，根据动能定理得 代入数据解得J [2]篮球从离地高为2.5m处由静止开始下落至落地的过程中，取竖直向下的方向为正方向，根据动量定理得 代入数据解得N•s [3]取竖直向下的方向为正方向，全程根据动量定理得 解得N•s 【小问7详解】 [1]对篮球上升过程和下降的整个过程，根据动能定理得 则得v0＞v 所以篮球上升过程中的平均速度大于下降过程的平均速度，而篮球上升和下降过程位移大小相同，所以则上升的时间小于下降的时间。 故选B。 [2]对于篮球上升过程和下降过程，取竖直向上的方向为正方向，根据动量定理和题意有、 由于上升和下降过程位移大小相等，则有 而篮球上升和下降过程的总时间t为 联立解得 【小问8详解】 ABD．由图可知篮球的速度先减小后反向增大，则此过程为篮球弹起又落下过程，故AD正确，B错误； C．图像切线斜率代表加速度，由图可知篮球的加速度减小，故C错误； 故选AD。 五、天体运动 5. 人类已经在研究天体运动和航天领域取得了举世瞩目的成就，近年来我国天文成绩斐然。 （1）如图所示，a为地球的同步卫星，随地球自转做匀速圆周运动。b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径可认为等于地球半径），c为放在赤道上相对地球静止的物体，以下关于a、b、c的说法正确的是（　　） A. 卫星b转动的线速度大于7.9km/s B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 若卫星a和b质量相等，则a和b比较，b的动能较大 （2）已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H。已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计。则根据这些条件，可以求出的物理量是（　　） A. 该行星的密度 B. 该行星的自转周期 C. 该星球的第一宇宙速度 D. 该行星附近运行的卫星的最小周期 （3）如图为用于超重耐力训练的离心机。航天员需要在高速旋转的座舱内完成超重耐力训练。这种训练的目的是为了锻炼航天员在承受巨大过载的情况下仍能保持清醒，并能进行正确操作。离心机拥有长18m的巨型旋转臂，在训练中产生8g的向心加速度，航天员的质量为70kg，可视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 离心机旋转的角速度为 B. 离心机旋转的角速度为 C. 座椅对航天员的作用力约为5600N D. 座椅对航天员的作用力约为5644N （4）太空舱绕地球做匀速圆周运动，为了测量太空舱中物体的质量，宇航员设置了如图所示装置：将待测物体（可视为质点）与细线（质量可忽略不计）一端相连，把物体放在桌面上，细线的另一端通过桌面上的光滑小孔与弹簧秤的挂钩相连，弹簧秤再用细线与飞船壁相连。给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，利用太空舱中基本测量工具就可以间接地测量计算物体的质量了。 ①可测量记录的物理量有以下内容，请用其中真正需要测量的物理量写出待测物体质量的表达式：_________。 A.圆周运动半径 B.待测物体与弹簧秤钩间细线长度 C.圆周运动周期 D.桌面与某面太空舱壁夹角 E.弹簧秤度数 ②改用不同材质桌面减小摩擦后，对同一物体实验测量，所得质量数值_______（填“增大”、“不变”或“减小”）。 （5）随着技术进步，为使宇航员更加适应长期的外太空生活，可以考虑将太空舱建成一个半径足够大的环形结构，绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力。假定太空舱到中心轴半径为，为模拟地球的重力加速度，此时：宇航员的脚应站在_______（填“内”或“外”）舱壁上。太空舱的转速为__________。（保留3位有效数字） （6）设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G。求：地球的密度（写出计算过程） 【答案】（1）D （2）ACD （3）AD （4） ①. ②. 不变 （5） ①. 外 ②. 0.05r/s （6） 【解析】 【小问1详解】 A．第一宇宙速度是卫星最大的运行速度，即近地卫星的运行速度，故卫星b转动的线速度等于7.9km/s，故A错误； C．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以，卫星a为同步卫星，所以，故C错误； B．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以，根据知，a的向心加速度大于c的向心加速度，根据 可得 得b的向心加速度大于a的向心加速度，即，故B错误。 D．若卫星a和b质量相等，根据 解得 可知，则a和b比较，b的速度大，动能较大，故D正确。 故选D。 【小问2详解】 A．在该星球表面以初速度竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为H，由 根据 知，该行星的质量M，由于V= 则行星的密度为 从而计算密度，故A正确； B．行星的自转周期与行星的本身有关，根据题意无法求出，故B错误； C．根据 得该星球的第一宇宙速度为 故C正确。 D．根据 解得 知行星附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，故D正确。 故选ACD。 【小问3详解】 AB．根据向心加速度公式 得rad/s 故A正确，B错误； CD．由向心力公式得 所以座椅对航天员的作用力为 代入数据解得=5644N 故C错误，D正确。 故选AD。 【小问4详解】 ①[1] 根据 解得 ②[2] 由于物体与桌面间没有压力，没有摩擦力，则改用不同材质桌面后，对同一物体实验测量，所得质量数值不变。 【小问5详解】 [1] 宇航员绕着中心轴做匀速圆周运动来模拟重力，此时由外舱壁对宇航员的弹力提供圆周运动的向心力，即宇航员的脚应站在外舱壁上。 [2]根据 解得r/s 【小问6详解】 质量为m的物体，在两极 在赤道上 地球的密度为 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $