精品解析：河南省信阳市浉河区信阳高级中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题

河南省信阳高级中学北湖校区 2024-2025学年高一下期04月测试（一） 物理试题 命题人：王海阳 审核人：邹丰羽 一、选择题：本题共10小题，其中1-7题是单项选择题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8-10题是多选题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德以事实为依据，通过推理得出力不是维持物体运动状态的原因 B. 哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 C. 牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律 D. 卡文迪许发现了万有引力定律并测出了万有引力常量 2. 如图甲所示，宇宙中某恒星系统由两颗互相绕行的中央恒星组成，它们被气体和尘埃盘包围，呈现出“雾绕双星”的奇幻效果。该恒星系统可简化为如图乙所示的模型，质量不同的恒星A、B绕两者连线上某点做匀速圆周运动，测得其运动周期为T，恒星A、B的总质量为M，已知引力常量为G，则恒星A、B的距离为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，a，b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，则（　　） A. a，b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上 B. 改变初速度的大小，b球速度方向和斜面的夹角可能变化 C. 改变初速度大小，a球可能垂直撞在半圆轨道上 D. a，b两球同时落在半圆轨道和斜面上时，两球的速度方向垂直 4. 如图所示，一质点在恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点过程中，质点的速度方向恰好改变了，且，则下列说法正确的是（ ） A. 质点从M点到N点做速度减小的匀变速曲线运动 B. 质点在M点受力竖直向下，N点受力水平向右 C. 质点从M点到N点的过程中速度先减小后增大 D. 质点从M点到N点的过程中受力与水平方向成45° （15-16高三·河北邯郸·期中） 5. 质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示．已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时(　　)． A. 小球对圆管的内、外壁均无压力 B. 小球对圆管内壁压力等于 C. 小球对圆管的外壁压力等于 D. 小球对圆管的内壁压力等于mg （2025·河南·一模） 6. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器在预定地点准确着陆，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探测器的发射过程可以简化如下：探测器由地面发射后，进入地月转移轨道，在近月点多次变轨，由椭圆轨道变为圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 B. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小 C. “嫦娥六号”在地月转移轨道上经过近月点的加速度比在椭圆轨道上经过该点时的加速度大 D. “嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点时的速度小于在圆形轨道上经过该点时的速度 7. 如图所示，从高处的A点先后水平抛出两个小球1和2，球1与地面碰撞一次后，恰好越过位于水平地面上的竖直挡板，落在水平地面上的点，球2恰好越过挡板也落在点。已知球1与地面碰撞前后水平速度不变，竖直速度等大反向，忽略空气阻力，不计挡板的厚度，则竖直挡板的高度为（　　） A. B. C. D. 8. 人类为了寻找地外生命，对火星探测的力度加大。已知地球公转周期为T，地球到太阳的距离为，绕太阳运行的速率为；火星到太阳的距离为，绕太阳运行的速率为；太阳的质量为，引力常量为。一个质量为的行星探测器被发射到一围绕太阳的椭圆轨道上运行，它以地球轨道上的A点为近日点，以火星轨道上的点为远日点，如图所示。不计火星、地球对行星探测器的影响，则（　　） A. 行星探测器在点的加速度大小等于 B. 行星探测器在A点的速度大小为 C. 行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行 D. 行星探测器沿椭圆轨道从A点到点的运行时间为 9. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是 A. 当时，A、B相对于转盘会滑动 B 当时，绳子一定有弹力 C. ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大 D. ω在范围内增大时，A所受摩擦力不变 10. 如图所示，为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球的静止卫星C的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（ ） A. 三者的周期关系为 B. 三者向心加速度的大小关系为 C. 三者角速度的大小关系为 D. 三者线速度的大小关系为 二、实验题：本题共2小题，共18分。 11. 如图甲，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。 （1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。 A. A、B两球同时落地 B. A、B两球运动路线相同 C. A球的运动路线不同，B球的运动路线相同 D. 击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知______。 A. 小球A在水平方向做匀速直线运动 B. 小球A在水平方向做匀加速直线运动 C. 小球B在竖直方向做匀速直线运动 D. 小球A、B在竖直方向的运动规律相同 （3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小，则相邻小球间的运动时间为______s，小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（______cm，______cm）。 12. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。 （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。 A. 验证力的平行四边形定则 B. 伽利略对自由落体的研究 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）探究向心力和角速度的关系时，将传动皮带套在两塔轮半径_________（填“相同”或“不同”）的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A、C”或“B、C”），转动时发现左边的标尺上露出的红白相间的等分格数为右边标尺的4倍，那么，左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为___________。 （3）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录多组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是___________。 A T B. C. D. 三、解答题：本题共3小题，共36分。 13. 如图所示，A是地球的一颗静止卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为T0。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度h=R，地球表面的重力加速度大小为g。 （1）求卫星B所在处的重力加速度； （2）求卫星B的运行周期T1； （3）若卫星B运行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近，求从A、B两卫星相距最近时刻到紧邻的相距最远时刻的时间间隔。（用T0和T1表示） 14. 雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图（a）、（b）所示，传动装置有一水平圆盘高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点）。转椅运动稳定后，其角速度与水平圆盘角速度相等。已知重力加速度为g，转椅与雪地之间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力。 （1）在图（a）中（俯视图），若水平圆盘在水平雪地上未升起，并且以角速度ω1匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为r1的匀速圆周运动。求AB与OB之间夹角α的正切值。 （2）将圆盘升高，如图（b）所示。当水平圆盘以某一角速度匀速转动时，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O1点做半径为r2的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为θ，并且此时转椅恰好离开地面。求此时水平圆盘的角速度ω2。 15. 跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，运动员在滑雪道上获得一定的速度后从跳台上飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得a、b间竖直的高度差，运动员着陆时的速度与水平方向成53°角，已知重力加速度，，，空气阻力不计。求： （1）运动员在空中的飞行时间； （2）运动员离开跳台的初速度大小； （3）运动员从跳台a处沿水平方向飞出，经过多长时间与斜坡间的距离最大，最大距离为多少？（结果可用分数和根式表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 河南省信阳高级中学北湖校区 2024-2025学年高一下期04月测试（一） 物理试题 命题人：王海阳 审核人：邹丰羽 一、选择题：本题共10小题，其中1-7题是单项选择题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。8-10题是多选题，每小题6分，共18分，在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 在物理学理论建立过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献。关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 亚里士多德以事实为依据，通过推理得出力不是维持物体运动状态的原因 B. 哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律 C. 牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律 D. 卡文迪许发现了万有引力定律并测出了万有引力常量 【答案】C 【解析】 【详解】A．伽利略以事实为依据，通过逻辑推理得出力不是维持物体运动状态的原因，选项A错误； B．哥白尼提出“日心说”，开普勒发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律，选项B错误； C．牛顿进行了“月-地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律，选项C正确； D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，选项D错误。 故选C。 2. 如图甲所示，宇宙中某恒星系统由两颗互相绕行的中央恒星组成，它们被气体和尘埃盘包围，呈现出“雾绕双星”的奇幻效果。该恒星系统可简化为如图乙所示的模型，质量不同的恒星A、B绕两者连线上某点做匀速圆周运动，测得其运动周期为T，恒星A、B的总质量为M，已知引力常量为G，则恒星A、B的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力可得 又 联立可得 故选A。 3. 如图所示，a，b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度同时水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等，斜面底边长是其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，则（　　） A. a，b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上 B. 改变初速度的大小，b球速度方向和斜面的夹角可能变化 C. 改变初速度的大小，a球可能垂直撞在半圆轨道上 D. a，b两球同时落在半圆轨道和斜面上时，两球的速度方向垂直 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AD.将半圆轨道和斜面重合在一起，如图甲所示 设交点为A，如果初速度合适，可使小球做平抛运动落在A点，即两球可能同时落在半圆轨道和斜面上。若两球同时落在半圆轨道和斜面上，则b球落在斜面上时，速度偏向角的正切值为位移偏向角正切值的2倍，即 可得 即b球的速度方向与水平方向成角，此时a球落在半圆轨道上，a球的速度方向与水平方向成角，故两球的速度方向垂直，故A错误，D正确； B．改变初速度的大小，b球位移偏向角不变，则速度偏向角也不变，即b球的速度方向和斜面的夹角不变，故B错误； C．若a球垂直撞在半圆轨道上，如图乙所示 则此时a球的速度方向的反向延长线过半圆轨道的圆心，且有 与平抛运动规律矛盾，a球不可能垂直撞在半圆轨道上，故C错误。 故选D。 4. 如图所示，一质点在恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点过程中，质点的速度方向恰好改变了，且，则下列说法正确的是（ ） A. 质点从M点到N点做速度减小的匀变速曲线运动 B. 质点在M点受力竖直向下，N点受力水平向右 C. 质点从M点到N点的过程中速度先减小后增大 D. 质点从M点到N点的过程中受力与水平方向成45° 【答案】CD 【解析】 【详解】B．质点在恒力的作用下做曲线运动，由牛顿第二定律可知，加速度的大小方向都不变；质点做曲线运动，所受合力方向指向轨迹的凹侧，质点从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，可以判断恒力方向指向右下方，故B错误； AC．质点在恒力作用下运动，所受合力不变，加速度不变，由图示运动轨迹可知，质点速度方向恰好改变了90°，可以判断恒力方向应为右下方，与初速度的方向夹角要大于90°小于180°，质点先做减速运动，后来力的方向与速度方向夹角为锐角时，质点再做加速运动，因此质点做速度先减小后增加的匀变速曲线运动，A错误，故C正确； D．质点沿竖直方向做匀减速直线运动且末速度为零，在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，由，又，则质点在竖直方向与水平方向的加速度大小相等，在这两个方向所受合力大小相等，质点所受恒力方向与水平方向间夹角的正切值 则 故D正确。 故选CD。 （15-16高三·河北邯郸·期中） 5. 质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示．已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力恰好为mg，则小球以速度通过圆管的最高点时(　　)． A. 小球对圆管的内、外壁均无压力 B. 小球对圆管的内壁压力等于 C. 小球对圆管的外壁压力等于 D. 小球对圆管的内壁压力等于mg 【答案】B 【解析】 【详解】以小球为研究对象,小球以速度v通过最高点C时,根据牛顿第二定律得  当小球以速度 通过圆管的最高点,根据牛顿第二定律得:  计算得出 负号表示圆管对小球的作用力向上,即小球对圆管的内壁压力等于 ，故B正确； 故选B （2025·河南·一模） 6. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器在预定地点准确着陆，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探测器的发射过程可以简化如下：探测器由地面发射后，进入地月转移轨道，在近月点多次变轨，由椭圆轨道变为圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 B. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小 C. “嫦娥六号”在地月转移轨道上经过近月点的加速度比在椭圆轨道上经过该点时的加速度大 D. “嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点时的速度小于在圆形轨道上经过该点时的速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星绕月球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力 可得 月球第一宇宙速度等于卫星在月球表面轨道做匀速圆周运动的线速度，所以“嫦娥六号”在圆形轨道上的速度比月球的第一宇宙速度小，故A错误； B．由于椭圆轨道的半长轴大于圆形轨道的半径，根据开普勒第三定律可知，“嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知“嫦娥六号”在圆形轨道上经过近月点时的加速度等于在地月转移轨道上经过近月点时的加速度，故C错误； D．卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，所以“嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点的速度比在圆形轨道上经过近月点时的大，故D错误。 故选B。 7. 如图所示，从高处的A点先后水平抛出两个小球1和2，球1与地面碰撞一次后，恰好越过位于水平地面上的竖直挡板，落在水平地面上的点，球2恰好越过挡板也落在点。已知球1与地面碰撞前后水平速度不变，竖直速度等大反向，忽略空气阻力，不计挡板的厚度，则竖直挡板的高度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设1、2球的初速度分别为、，从抛出到落到点运动的时间分别为、，则对两球在水平方向有 两球均落到D点，根据对称性可知，小球1和2运动总时间之比为 所以，又因两球飞过竖直挡板前的水平位移相同，而速度的水平分量的关系为，故它们从抛出至挡板的时间满足 设球1从第一次落地到飞至挡板顶端所用的时间为，则上述关系可写为 球1第一次落地时速度的竖直分量为 到达挡板顶端时速度的竖直分量为 两者满足 联立方程并代入数据可得。 故选C。 8. 人类为了寻找地外生命，对火星探测的力度加大。已知地球公转周期为T，地球到太阳的距离为，绕太阳运行的速率为；火星到太阳的距离为，绕太阳运行的速率为；太阳的质量为，引力常量为。一个质量为的行星探测器被发射到一围绕太阳的椭圆轨道上运行，它以地球轨道上的A点为近日点，以火星轨道上的点为远日点，如图所示。不计火星、地球对行星探测器的影响，则（　　） A. 行星探测器在点的加速度大小等于 B. 行星探测器在A点的速度大小为 C. 行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行 D. 行星探测器沿椭圆轨道从A点到点的运行时间为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 故A正确； B．相对于地球轨道，行星探测器为高轨道，在A点由高轨道到低轨道，需要减速，可知行星探测器在A点的速度大小大于，故B错误； C．相对于火星轨道，行星探测器为低轨道，根据卫星的变轨原理可知，行星探测器在点加速后可能沿火星轨道运行，故C正确； D．根据开普勒第三定律有 行星探测器沿椭圆轨道从A点到点的运行时间为 解得 故D错误。 故选AC。 9. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，A放在距离转轴L处，整个装置能绕通过转盘中心的转轴O1O2转动，开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大，以下说法正确的是 A. 当时，A、B相对于转盘会滑动 B. 当时，绳子一定有弹力 C. ω在范围内增大时，B所受摩擦力变大 D. ω在范围内增大时，A所受摩擦力不变 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】开始角速度较小，两木块都靠静摩擦力提供向心力，B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，角速度继续增大，A的静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，开始发生相对滑动。 A．当A所受的摩擦力达到最大静摩擦力时，A、B相对于转盘会滑动，对A有 对B有 解得 当时，A、B相对于转盘会滑动，A正确； B．当B达到最大静摩擦力时，绳子开始出现弹力 解得 知时，绳子具有弹力，B正确； C．角速度，B所受的摩擦力变大，在范围内增大时，B所受摩擦力不变，C错误； D．当在范围内增大时，A所受摩擦力一直增大，D错误。 故选AB。 10. 如图所示，为赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B和地球的静止卫星C的运动示意图，若它们的运动都可视为匀速圆周运动，则比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是（ ） A. 三者的周期关系为 B. 三者向心加速度的大小关系为 C. 三者角速度的大小关系为 D. 三者线速度的大小关系为 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】AC．随地球自转的物体A与地球的静止卫星C的周期相同，即 据 可得 又 则近地卫星B的周期小于静止卫星C的周期，即 据 可得，三者角速度关系为 故AC正确； B．因为 据 可得，随地球自转的物体A的向心加速度小于地球的静止卫星C的向心加速度，即 据 可得 又 所以近地卫星B的向心加速度大于静止卫星C的向心加速度，即 故B错误； D．因为 据 可得 据 可得 又 所以 故D正确。 故选ACD。 二、实验题：本题共2小题，共18分。 11. 如图甲，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。 （1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。 A A、B两球同时落地 B. A、B两球的运动路线相同 C. A球的运动路线不同，B球的运动路线相同 D. 击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知______。 A. 小球A在水平方向做匀速直线运动 B. 小球A在水平方向做匀加速直线运动 C. 小球B在竖直方向做匀速直线运动 D. 小球A、B在竖直方向的运动规律相同 （3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小，则相邻小球间的运动时间为______s，小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（______cm，______cm）。 【答案】（1）AC （2）D （3） ① 0.1 ②. 2 ③. −20，−5 【解析】 【小问1详解】 AD．用小锤轻击弹簧金属片，在同一高度，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动，因此无论击打的力多大，A、B两球总是同时落地，A正确，D错误； B．A球做曲线运动，B球做直线运动，A、B两球的运动路线不相同，B错误； C．用不同的力击打弹簧金属片时，A球获得的水平初速度不同，则A球的运动路线不同，B球始终是自由落体运动，其运动路线相同，C正确。 故选AC。 【小问2详解】 A、B两球同时落地，与水平方向的运动规律无关，也不能说明小球A在水平方向做匀速直线运动或做匀加速直线运动，只能说明A、B两球在竖直方向的运动规律相同，即都是自由落体运动。 故选D。 【小问3详解】 [1]小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论，可得相邻小球间的运动时间为 [2]小球做平抛运动的初速度大小为 [3]在竖直方向，由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在B点时竖直方向的分速度为 可知小球从开始抛出到B点的时间为 则小球从A点到B点的时间是0.1s，因此图中抛出点的坐标是，在x轴 在y轴 12. 如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置。长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴距离的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。 （1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________。 A. 验证力的平行四边形定则 B. 伽利略对自由落体的研究 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）探究向心力和角速度的关系时，将传动皮带套在两塔轮半径_________（填“相同”或“不同”）的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A、C”或“B、C”），转动时发现左边的标尺上露出的红白相间的等分格数为右边标尺的4倍，那么，左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为___________。 （3）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录多组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图所示图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是___________。 A. T B. C. D. 【答案】（1）C （2） ①. 不同 ②. A、C ③. 1:2 （3）D 【解析】 【小问1详解】 本实验采用的控制变量法，与探究加速度与力、质量的关系实验的原理相同，故选C。 【小问2详解】 探究向心力和角速度的关系时，要保持小球质量和转动半径相同，改变角速度，则将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板A、C处，转动时发现左边的标尺上露出的红白相间的等分格数为右边标尺的4倍，即左边小球的向心力等于右边小球向心力的4倍，根据F=mω2r，左边塔轮的角速度等于右边塔轮角速度的2倍，因两边塔轮边缘线速度相等，根据v=ωr那么左边塔轮的半径与右边塔轮的半径之比为1:2。 【小问3详解】 根据 纵标表示向心力F，则图像横坐标x表示的物理量是 故选D。 三、解答题：本题共3小题，共36分。 13. 如图所示，A是地球的一颗静止卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为T0。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度h=R，地球表面的重力加速度大小为g。 （1）求卫星B所在处的重力加速度； （2）求卫星B的运行周期T1； （3）若卫星B运行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近，求从A、B两卫星相距最近时刻到紧邻的相距最远时刻的时间间隔。（用T0和T1表示） 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）地球表面 卫星B处 又，解得 （2）卫星B向心力公式 解得 （3）从相距最近到相距最远 即 解得 14. 雪地转椅是一种游乐项目，其中心传动装置带动转椅在雪地上滑动。如图（a）、（b）所示，传动装置有一水平圆盘高度可调的水平圆盘，可绕通过中心O点的竖直轴匀速转动。圆盘边缘A处固定连接一轻绳，轻绳另一端B连接转椅（视为质点）。转椅运动稳定后，其角速度与水平圆盘角速度相等。已知重力加速度为g，转椅与雪地之间的动摩擦因数为μ，不计空气阻力。 （1）在图（a）中（俯视图），若水平圆盘在水平雪地上未升起，并且以角速度ω1匀速转动，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O点做半径为r1的匀速圆周运动。求AB与OB之间夹角α的正切值。 （2）将圆盘升高，如图（b）所示。当水平圆盘以某一角速度匀速转动时，转椅运动稳定后在水平雪地上绕O1点做半径为r2的匀速圆周运动，绳子与竖直方向的夹角为θ，并且此时转椅恰好离开地面。求此时水平圆盘的角速度ω2。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 转椅做匀速圆周运动，设此时轻绳拉力为T，转椅质量为m，受力分析可知轻绳拉力沿切线方向的分量与转椅受到地面的滑动摩擦力平衡，沿径向方向的分量提供圆周运动的向心力，故可得 联立解得 【小问2详解】 设此时轻绳拉力为T'，沿水平和竖直方向的分力分别为 ， 由于此时恰好离开地面，所以与地面间正压力为0。 对转椅根据牛顿第二定律得 ， 联立解得 15. 跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，运动员在滑雪道上获得一定的速度后从跳台上飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得a、b间竖直的高度差，运动员着陆时的速度与水平方向成53°角，已知重力加速度，，，空气阻力不计。求： （1）运动员在空中的飞行时间； （2）运动员离开跳台的初速度大小； （3）运动员从跳台a处沿水平方向飞出，经过多长时间与斜坡间的距离最大，最大距离为多少？（结果可用分数和根式表示） 【答案】（1）2s （2）15m/s （3）1s； 【解析】 【小问1详解】 运动员在竖直方向做自由落体运动，有 解得运动员在空中运动时间为 【小问2详解】 运动员着陆时，竖直方向的速度为     根据速度的分解可得运动员水平方向的速度为 【小问3详解】 运动员的水平位移为 设斜坡与水平面的夹角为，则 解得 当运动员的速度方向与斜坡平行，距离斜坡最远，根据 代入数据，解得经历的时间 将运动员的速度和加速度分解为沿斜坡方向和垂直斜面方向，则有， 则最大距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$