精品解析：河南省洛阳市东方理工实验学校2023-2024学年高一下学期3月月考物理试题

2023—2024学年洛阳东方理工实验学校3份月考 高一年级物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪许发现了万有引力定律，并测出了引力常量G B. 开普勒发现了万有引力定律，被誉为“称量地球质量的人” C. 开普勒定律万有引力定律提供了支持，“月-地检验”进一步验证了万有引力定律 D. 伽利略在研究第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 2. 某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，若此物体受到的引力减小为，则其距离地心的距离应为（R为地球半径）（　　） A. R B. 2R C. 4R D. 8R 3. 如图所示，“嫦娥一号”的绕月圆周轨道距离月球表面的高度为150 km，而“嫦娥三号”绕月圆周轨道距离月球表面的高度为100 km，若将月球看成球体，下列说法中正确的是（　　） A. “嫦娥三号”的运行速率小于“嫦娥一号”的运行速率 B. “嫦娥三号”运行速率大于“嫦娥一号”的运行速率 C. “嫦娥三号”的运行速率等于“嫦娥一号”的运行速率 D. 不能确定 4. 2021年4月29日，中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转。由以上数据不能求出的物理量是（　　） A. 地球的平均密度 B. 卫星受到的万有引力 C. 天和核心舱在轨飞行的速度 D. 地球的半径 5. 下列说法正确的是（　　） A. 物体的向心加速度越大，速率变化越快 B. 做匀速圆周运动的物体，所受合外力是恒力 C. 匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 D. 火车不受内外轨挤压时的转弯速度为限定速度，当火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将会挤压铁轨的外轨 6. 如图所示，A、B是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为RA＝2RB，则两轮边缘上的（　　） A. 角速度之比ωA∶ωB＝2∶1 B. 周期之比TA∶TB＝1∶2 C. 转速之比nA∶nB＝1∶2 D 向心加速度之比aA∶aB＝2∶1 7. 2021年10月16日神舟十三号载人飞船与空间站对接的可近似如图所示情景，半径为r的圆形轨道I为空间站运行轨道，半长轴为a的椭圆轨道II为载人飞船的运行轨道，飞船在两个轨道相切点A与空间站交会对接，已知飞船与空间站均绕地球运动，引力常量为G，地球质量为M，下列说法中正确的是（　　） A. 空间站的运行速度大于第一宇宙速度 B. 在A点对接时飞船应沿运行速度方向喷气 C. 飞船与空间站运行周期之比为 D. 飞船在II轨道经过A点，喷气变轨前一刻的速度小于 8. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g。则球B在最高点时（　　） A. 球B速度为零 B. 球A的速度大小为 C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mg D. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg 9. 如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. A、B球受到的支持力之比为∶3 B. A、B球的向心力之比为3∶1 C. A、B球运动的角速度之比为3∶1 D. A、B球运动的线速度之比为1∶3 10. 2021年11月7日18时51分，航天员翟志刚、王亚平从“天和”核心舱成功出舱并到达指定作业点，如图所示。假设核心舱绕地球运动的线速度为v，航天员出舱的总时间为t，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则根据以上信息可以估算出（　　） A. 地球密度 B. 核心舱离地高度 C. 核心舱的加速度 D. 核心舱受到地球的万有引力 11. 如图所示，一直角斜劈绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈AB上。在斜劈转动的角速度ω缓慢增加的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 斜劈对物块的支持力逐渐减小 B. 斜劈对物块的支持力保持不变 C. 斜劈对物块的摩擦力逐渐增加 D. 斜劈对物块的摩擦力变化情况无法判断 12. 2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在发射地球静止卫星的过程中，卫星从圆形轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ。下列说法正确的是（　　） A. 该卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率大 B. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3 C. 该卫星在B点通过加速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ D. 该卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于7.9km/s 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（本题共2小题，共18分） 13. 某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系实验。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得。滑块转动的线速度通过速度传感器测得。 （1）要探究影响向心力大小的因素，采用的方法是（　　） A. 控制变量法 B. 等效替代 C. 微元法 D. 放大法 （2）实验中多次改变竖直转轴转动的快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，若测得滑块做圆周运动的半径为r=0.22m，如图乙所示，由作出的F­v2的图线可得滑块与速度传感器的总质量m=________kg。（结果保留两位有效数字） 14. 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。转动手柄，可使两侧变速轮塔以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两轮塔上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： （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．验证牛顿第二定律 C．伽利略对自由落体的研究 （2）若长槽上的挡板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。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________和挡板________处（选填“A”或“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与________成正比。 （3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮_______（选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘。 （4）你认为以上实验中产生误差的原因有________（写出一条即可）。 （5）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，记录一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．T2 D． 三、计算题（本题共3小题，共34分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位） 15. 宇航员在某质量分布均匀的星球表面，以速度v0竖直上抛一质量为m的物体（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的质量； （3）该星球的密度。 16. 如图所示，表演“水流星”节目时，杯子的转动半径为L，绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8倍，要使绳子不断，节目获得成功，重力加速度为g，则： （1）杯子通过最高点时速度的最小值为多少？ （2）杯子通过最低点时速度的最大值为多少？ 17. “嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为，飞行周期为，月球的半径为，引力常量为。求： （1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小； （2）月球的质量； （3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大. 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023—2024学年洛阳东方理工实验学校3份月考 高一年级物理试卷 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，第9-12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪许发现了万有引力定律，并测出了引力常量G B. 开普勒发现了万有引力定律，被誉为“称量地球质量的人” C. 开普勒定律为万有引力定律提供了支持，“月-地检验”进一步验证了万有引力定律 D. 伽利略在研究第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，被誉为“称量地球质量的人”选项AB错误； C．开普勒定律为万有引力定律提供了支持，“月-地检验”进一步验证了万有引力定律，选项C正确； D．开普勒在研究第谷的天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，选项D错误。 故选C。 2. 某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，若此物体受到的引力减小为，则其距离地心的距离应为（R为地球半径）（　　） A. R B. 2R C. 4R D. 8R 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】在地球表面时 在某高度时 解得 r=2R 故选B。 3. 如图所示，“嫦娥一号”的绕月圆周轨道距离月球表面的高度为150 km，而“嫦娥三号”绕月圆周轨道距离月球表面的高度为100 km，若将月球看成球体，下列说法中正确的是（　　） A. “嫦娥三号”的运行速率小于“嫦娥一号”的运行速率 B. “嫦娥三号”的运行速率大于“嫦娥一号”的运行速率 C. “嫦娥三号”的运行速率等于“嫦娥一号”的运行速率 D. 不能确定 【答案】B 【解析】 【详解】根据 可得 因“嫦娥三号”的运行的轨道半径小于“嫦娥一号”的轨道半径，则“嫦娥三号”的运行速率大于“嫦娥一号”的运行速率。 故选B。 4. 2021年4月29日，中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转。由以上数据不能求出的物理量是（　　） A. 地球的平均密度 B. 卫星受到的万有引力 C. 天和核心舱在轨飞行的速度 D. 地球的半径 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AD．设地球半径为，由黄金代换公式得 ① 舱体做圆周运动的半径为，舱体受到的万有引力和需要的向心力分别为 天和核心舱在绕地做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，，则 化简得 ② 地球体积为，则 ③ 由①②③可解出、、， 所以A、D错误； B．舱体受到的万有引力为 其中无法得知，所以无法计算其万有引力大小，B正确； C．由圆周运动物理量的关系 得 其中可求，所以舱体做圆周运动的线速度和角速度均可计算，C错误； 故选B。 5. 下列说法正确的是（　　） A. 物体的向心加速度越大，速率变化越快 B. 做匀速圆周运动的物体，所受合外力是恒力 C. 匀速直线运动和匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 D. 火车不受内外轨挤压时的转弯速度为限定速度，当火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将会挤压铁轨的外轨 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．向心加速度是描述物体速度方向变化快慢的物理量，向心加速度越大速度方向变化越快，A错误； B．做匀速圆周运动的物体，所受合外力指向圆心，方向时刻变化，B错误； C．如果匀速直线运动和匀变速直线运动的方向相同，那么它们的合运动是直线运动，C错误； D．火车不受内外轨挤压时的转弯速度为限定速度，当火车超过限定速度转弯时，所需向心力增大，火车有做离心运动的趋势，车轮轮缘将会挤压铁轨的外轨，D正确。 故选D。 6. 如图所示，A、B是两个摩擦传动轮，两轮半径大小关系为RA＝2RB，则两轮边缘上的（　　） A. 角速度之比ωA∶ωB＝2∶1 B. 周期之比TA∶TB＝1∶2 C. 转速之比nA∶nB＝1∶2 D. 向心加速度之比aA∶aB＝2∶1 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AC．两轮通过摩擦传动，边缘线速度相等，由 可得，角速度与半径成反比，即角速度之比 ωA∶ωB＝1∶2 转速为 可知，转速之比为 nA∶nB＝1∶2 A错误，C正确； B．周期为 可得周期之比为 TA∶TB＝2∶1 B错误； D．向心加速度为 可得向心加速度之比为 aA∶aB＝1∶2 D错误。 故选C。 7. 2021年10月16日神舟十三号载人飞船与空间站对接的可近似如图所示情景，半径为r的圆形轨道I为空间站运行轨道，半长轴为a的椭圆轨道II为载人飞船的运行轨道，飞船在两个轨道相切点A与空间站交会对接，已知飞船与空间站均绕地球运动，引力常量为G，地球质量为M，下列说法中正确的是（　　） A. 空间站的运行速度大于第一宇宙速度 B. 在A点对接时飞船应沿运行速度方向喷气 C. 飞船与空间站运行周期之比为 D. 飞船在II轨道经过A点，喷气变轨前一刻速度小于 【答案】D 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大速度，所以空间站的运行速度不可能大于第一宇宙速度，故A错误； B．载人飞船与空间站对接需向高轨道做离心运动，则需要向后点火加速，即飞船应沿运行速度相反方向喷气，故B错误； C．设飞船的运行周期为，空间站的运动周期为，根据开普勒第三定律得 则 故C错误； D．以为半径做圆周运动的物体，根据万有引力提供向心力得 得以为半径做圆周运动的物体的速度为 飞船在II轨道经过A点后做近心运动，喷气变轨前一刻的速度小于，故D正确。 故选D。 8. 如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量均为m的球A和B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g。则球B在最高点时（　　） A. 球B的速度为零 B. 球A的速度大小为 C. 水平转轴对杆的作用力为1.5mg D. 水平转轴对杆的作用力为2.5mg 【答案】C 【解析】 【详解】A．球B运动到最高点时，杆对球B恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，有 解得 故A错误； B．由于A、B两球的角速度相等，由可知，球A的速度大小 故B错误； CD．球B到最高点时，对杆无弹力，此时球A所受重力和拉力的合力提供向心力，有 解得 故水平转轴对杆的作用力为1.5mg，故C正确，D错误。 故选C。 9. 如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. A、B球受到的支持力之比为∶3 B. A、B球的向心力之比为3∶1 C. A、B球运动的角速度之比为3∶1 D. A、B球运动的线速度之比为1∶3 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对小球受力分析，有 所以A、B球受到的支持力之比为 则A错误； B．对小球受力分析，其向心力有 所以A、B球的向心力之比为 则B正确； C．根据向心力公式有 联立解得 则A、B球运动的角速度之比为 所以C正确； D．根据向心力公式有 联立解得 则A、B球运动的线速度之比为 所以D错误； 故选BC。 10. 2021年11月7日18时51分，航天员翟志刚、王亚平从“天和”核心舱成功出舱并到达指定作业点，如图所示。假设核心舱绕地球运动的线速度为v，航天员出舱的总时间为t，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则根据以上信息可以估算出（　　） A. 地球密度 B. 核心舱离地高度 C. 核心舱的加速度 D. 核心舱受到地球的万有引力 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．由黄金代换得 又 解得 故A正确； B．由万有引力提供向心力得 联立解得 故B正确； C．核心舱加速度为 由于h已知，故C正确； D．由于不知道核心舱的质量，故无法计算它受到地球的万有引力。故D错误。 故选ABC。 11. 如图所示，一直角斜劈绕其竖直边BC做圆周运动，物块始终静止在斜劈AB上。在斜劈转动的角速度ω缓慢增加的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 斜劈对物块的支持力逐渐减小 B. 斜劈对物块的支持力保持不变 C. 斜劈对物块的摩擦力逐渐增加 D. 斜劈对物块的摩擦力变化情况无法判断 【答案】AC 【解析】 【详解】物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为a=ω2r，设斜劈倾角为θ，对物块沿AB方向 f-mgsinθ=macosθ 垂直AB方向有 mgcosθ-N=masinθ 解得 f=mgsinθ+macosθ N=mgcosθ-masinθ 当角速度ω逐渐增加时，加速度a逐渐增加，f逐渐增加，N逐渐减小，故AC正确， BD错误。 故选AC。 12. 2019年11月5日我国成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗地球同步轨道卫星全部发射完毕。人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在发射地球静止卫星的过程中，卫星从圆形轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ。下列说法正确的是（　　） A. 该卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率大 B. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3 C. 该卫星在B点通过加速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ D. 该卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于7.9km/s 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率大，A正确； B．设轨道Ⅱ的半长轴为r2，轨道Ⅰ、Ⅲ的半径分别为r1和r3，则由题图可知 r1＜r2＜r3 根据开普勒第三定律有 所以 B正确； C．卫星在B点通过加速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，C正确； D．设地球和卫星的质量分别为M和m，卫星在半径为r的圆轨道上运动时的速率为v，则根据牛顿第二定律有 解得 由上式可知v随r的增大而减小，而第一宇宙速度7.9km/s是卫星在近地轨道上运行时的速率，所以卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度小于7.9km/s，D错误。 故选ABC。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（本题共2小题，共18分） 13. 某同学用如图甲所示装置做探究向心力大小与线速度大小的关系实验。装置中光滑水平直杆随竖直转轴一起转动，一个滑块套在水平光滑杆上，用细线将滑块与固定在竖直转轴上的力传感器连接，当滑块随水平杆一起转动时，细线的拉力就是滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得。滑块转动的线速度通过速度传感器测得。 （1）要探究影响向心力大小的因素，采用的方法是（　　） A. 控制变量法 B. 等效替代 C. 微元法 D. 放大法 （2）实验中多次改变竖直转轴转动快慢，测得多组力传感器的示数F及速度传感器的示数v，若测得滑块做圆周运动的半径为r=0.22m，如图乙所示，由作出的F­v2的图线可得滑块与速度传感器的总质量m=________kg。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）A （2）0.20 【解析】 【小问1详解】 要探究影响向心力大小的因素，即保证小球质量不变，转动半径不变的情况下探究向心力与线速度的关系，即应采用控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 根据向心力的计算公式 结合图像可得 代入数据解得 14. 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。转动手柄，可使两侧变速轮塔以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左右两轮塔上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： （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．验证牛顿第二定律 C．伽利略对自由落体的研究 （2）若长槽上的挡板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。探究向心力和角速度的关系时，若将传动皮带套在两半径之比等于3：1的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板________和挡板________处（选填“A”或“B”或“C”），则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为________。若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与________成正比。 （3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮_______（选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘。 （4）你认为以上实验中产生误差的原因有________（写出一条即可）。 （5）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，记录一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．T2 D． 【答案】 ①. B ②. A ③. C ④. 1：9 ⑤. 角速度的平方 ⑥. 需要 ⑦. 小球转动半径引起的误差##弹簧测力套筒的读数引起的误差##皮带打滑引起的误差等 ⑧. D 【解析】 【详解】（1）[1]本实验所用的研究方法是控制变量法，与验证牛顿第二定律实验的实验方法相同。 故选B。 （2）[2][3][4]若探究向心力和角速度关系时，则要保持质量和半径不变，即要将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C上；若将传动皮带套在两半径之比等于3：1的轮盘上，因两轮盘边缘的线速度相同，则角速度之比为1：3，则向心力之比为1：9，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为1：9。 [5]若仅改变皮带位置，通过对比皮带位置轮盘半径之比和向心力大小之比，可以发现向心力F与角速度的平方成正比。 （3）[6]为了能探究向心力大小的各种影响因素，因为要研究角速度一定时向心力与质量或半径的关系，则左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。 （4）[7]以上实验中产生误差的原因有：小球转动半径引起的误差；弹簧测力套筒的读数引起的误差；皮带打滑引起的误差等。 （5）[8]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、计算题（本题共3小题，共34分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位） 15. 宇航员在某质量分布均匀的星球表面，以速度v0竖直上抛一质量为m的物体（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的质量； （3）该星球的密度。 【答案】（1）；（2）；（4） 【解析】 【详解】（1）设行星表面的重力加速度为，对小球，有 解得 （2）对行星表面的物体，有 故行星质量 （3）故行星的密度 可得 16. 如图所示，表演“水流星”节目时，杯子的转动半径为L，绳子能够承受的最大拉力是杯子和杯内水重力的8倍，要使绳子不断，节目获得成功，重力加速度为g，则： （1）杯子通过最高点时速度的最小值为多少？ （2）杯子通过最低点时速度的最大值为多少？ 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）要使水在最高点恰不流出杯子，此时绳子对杯子的拉力等于零，杯子和水做圆周运动的向心力仅由其重力mg提供，根据牛顿第二定律，在最高点，对杯子和水有 解得杯子通过最高点时速度的最小值为 （2）根据牛顿第二定律，杯子和水在最低点有 当F取最大值8mg时，速度v2最大，即 解得杯子通过最低点时速度的最大值为 17. “嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为，飞行周期为，月球的半径为，引力常量为。求： （1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小； （2）月球的质量； （3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大. 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据匀速圆周运动规律可得“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小为 （2）设月球的质量为M，“嫦娥一号”的质量为m，根据牛顿第二定律有 解得 （3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，设其质量为m′，线速度大小为v′，根据牛顿第二定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$