精品解析：山东省聊城第一中学2024-2025学年高一下学期月考测试物理试题

高一物理周考试题 一、单选题（每题4分，部分2分，共24分） 1. 为备战2024年F1中国大奖赛，运动员正在刻苦训练。若某赛车在弯道上高速行驶时突然外侧后轮脱离赛车，则飞出时这个车轮的运动情况是（ ） A. 脱离后就静止不动 B. 与未脱落的车轮一样继续转弯 C. 沿着与轨迹垂直的方向飞出 D. 沿着脱离时轮子前进的方向飞出 2. 杭州市区高中学生阳光体育运动会有一个集体项目—“旋风跑”，如图所示，假设5人一组共同抬着竹竿协作配合，以最快速度向标志杆跑，到标志杆前，以标志杆为圆心，在水平面内转一圈，继续向下一个标志杆绕圈，分别绕完3个标志杆后，进入到对面接力区域，将竹竿交给下一组参赛选手，直到全队完成比赛。在匀速绕圈过程中，下列说法正确的是（　　） A. 5位同学的线速度相等 B. 最外侧同学的角速度最大 C. 最内侧同学的向心加速度一定最小 D. 每位同学所受的合外力相同 3. 一辆汽车以不同的恒定功率在平直路面上启动，前后两次图像如图所示，设汽车行驶时所受阻力与速度的大小成正比，则第一次与第二次汽车启动时功率之比为（　　） A. B. C. D. 4. 双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用、表示，且。则可知（　　） A. 、做圆周运动的角速度之比为 B. 、做圆周运动的线速度之比为 C. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 D. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大 5. 在中学体育教学中，引体向上是中学体育测试的必考项目之一，通过引体向上运动能够更好地发展学生上肢和背部肌肉力量。体育课上一中等身材的男高中生做引体向上训练。他在一分钟时间内完成了9次，每次肩部上升的距离约为0.5m。已知g=10m/s2，估算他在这一分钟内克服重力所做的功以及每次引体向上运动过程中克服重力做功的功率约为（　　） A. 2.5×103J；40W B. 2.5×103J；400W C. 2.5×104J；40W D. 2.5×104J；400W 6. “天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（　　） A. 发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间 B. 从P点转移到Q点时间小于6个月 C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小 D. 在地火转移轨道运动时速度均大于地球绕太阳的速度 7. 如图所示，不可伸长的轻质细线下端系着一个小球，用手拿着细线的上端，使小球在水平面内做匀速圆周运动。O点为手正下方地面上的一点，手与O点间的距离等于绳长。逐渐增大小球转动的角速度，直至细线被拉断。已知细线长度为l，细线能承受的最大拉力等于小球重力的2倍，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 细线被拉断前瞬间与竖直方向的夹角为30° B. 细线被拉断前瞬间小球的速度为 C. 细线被拉断后小球平抛的水平位移 D. 小球落地点与点之间的距离为 8. 如图所示，轻杆长为，在杆两端分别固定质量为、的小球A和小球B，光滑水平转轴穿过轻杆上距球A为L处的O点，给系统一定初速度后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，线速度，转轴对轻杆恰好无作用力。忽略空气阻力，球A和球B均视为质点，重力加速度大小为g，则此时（　　） A. 两球的线速度大小之比 B. A小球对轻杆作用力大小为，方向竖直向上 C. B小球受到轻杆的作用力大小为，方向竖直向下 D. 两小球受到的向心力大小之比 二、多选题（每题4分，部分2分，共16分） 9. 关于物理学史，下列说法正确的是（ ） A. 第谷提出日心说 B. 开普勒根据第谷的观测数据总结出了开普勒三大定律 C. 牛顿发现了万有引力定律，并通过精确的计算得出万有引力常量 D. 卡文迪什通过实验精确测量并计算得出万有引力常量 10. 如图所示，用一个与水平方向成、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，则在2s内，下列说法正确的是（　　） A. 雪橇的位移大小为2m B. 拉力F做功48J C. 雪橇所受合力大小为20N D. 摩擦力做的功为 11. 一质量为4kg的物体，在水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做匀速直线运动。当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像。g取10m/s2，则据此可以求得（　　） A. 滑动摩擦力大小4N B. 整个过程拉力做的功为10J C. 整个过程摩擦力对物体所做的功为 D. 在刚开始的2m内合外力对物体所做的功为W=8J 12. 如图，赤道上空的三颗通信卫星就能实现全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球半径为R，地球静止卫星离地高度为，以地面为参考系，下列说法正确的是（　　） A. 这三颗通信卫星受到地球的万有引力大小相等 B. 能实现全球通信时，这三颗通信卫星离地高度至少 C. 恰好能实现全球通信时，这三颗通信卫星的周期均比地球静止卫星的周期小 D. 恰好能实现全球通信时，这三颗通信卫星运行速度均小于第一宇宙速度 三、实验题（每空2分，共12分） 13. 如图所示为向心力演示仪。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3（塔轮上有不同半径的凹槽，两塔轮由套在凹槽中的传动皮带连接，转动中皮带与两轮不发生滑动）以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动（小球可以放在长槽和短槽内a、b、c的不同位置，且长槽和短槽上相邻标记线的间距相等）。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的等分标记，可以粗略计算出两个小球所受向心力大小的比值。 （1）探究向心力的大小，实验阶段分为几个过程（ ） A. 2个过程 B. 3个过程 C. 1个过程 D. 4个过程 （2）关于该实验过程，下列说法正确的是（ ） A. 为探究向心力大小和角速度的关系，应把质量相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 B. 为探究向心力大小和线速度大小的关系，应把质量相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 C. 为探究向心力大小和半径的关系，应把质量相等的小球放在长槽上b位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 D. 为探究向心力大小和质量关系，应把质量不相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 （3）一次实验中，把两个质量相等的小球，分别放在长槽上a位置和短槽上c位置，转动时左边露出的标尺是右边露出的标尺的4倍，则左边塔轮与右边塔轮的半径之比为_______________。 14. 某物理兴趣小组利用传感器进行探究向心力大小与线速度大小的表达式，实验装置原理如图甲所示。装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块放在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供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，滑块转动的线速度大小可以通过速度传感器测得。 （1）滑块和速度传感器的总质量为0.2kg，保持滑块到竖直转轴的距离不变，仅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，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是_______________，滑块到竖直转轴的距离为_______________m； （2）若去掉细线，将滑块置于距离竖直转轴0.8m处，为保证滑块不相对水平直槽滑动，滑块随水平直槽转动的最大线速度为_______________m/s。 四、解答题 15. 若宇航员在某星球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，使其做平抛运动，测出小球的水平射程为L。已知该星球半径为R，万有引力常量为G。不考虑该星球的自转。求： （1）该星球的质量M； （2）该星球的第一宇宙速度。 16. 如图所示，利用斜面从货车上卸货，一货物的质量m=20kg，斜面倾角α=，斜面的长度L=2m，货物与斜面间的动摩擦因数μ=，g取10m/s2。 （1）货物从斜面顶端滑到底端的过程中，求斜面对货物所做的功； （2）货物滑到底端时，求重力的瞬时功率。 17. 如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。 （1）求悬挂小球的细线长度L； （2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小； 18. 如图所示，跳台滑雪赛道可以简化为助滑道、起跳区、着陆坡等几段，起跳区是一小段半径的圆弧，助滑道和着陆坡两斜面与水平面的夹角均为37°，运动员与助滑道段间的动摩擦因数。质量的运动员（含装备）从A点无初速度下滑，从起跳区的C点起跳时速度沿水平方向，然后降落在着陆坡上的D点。不考虑空气阻力，运动员从起跳区的C点起跳后在空中时间为，在运动员运动的过程中可以把运动员看成质点。重力加速度g取，，。 （1）运动员在起跳区C点对滑道的压力是多少? （2）若不考虑起跳区对运动员速度大小的影响，助滑道的长度至少是多少? （3）运动员从Ｃ点起跳后与着陆坡的最远距离是多少? 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一物理周考试题 一、单选题（每题4分，部分2分，共24分） 1. 为备战2024年F1中国大奖赛，运动员正在刻苦训练。若某赛车在弯道上高速行驶时突然外侧后轮脱离赛车，则飞出时这个车轮运动情况是（ ） A. 脱离后就静止不动 B. 与未脱落的车轮一样继续转弯 C. 沿着与轨迹垂直的方向飞出 D. 沿着脱离时轮子前进的方向飞出 【答案】D 【解析】 【详解】赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向，被甩出的后轮的速度方向就是甩出点所在轨迹的切线方向。 故选D。 2. 杭州市区高中学生阳光体育运动会有一个集体项目—“旋风跑”，如图所示，假设5人一组共同抬着竹竿协作配合，以最快速度向标志杆跑，到标志杆前，以标志杆为圆心，在水平面内转一圈，继续向下一个标志杆绕圈，分别绕完3个标志杆后，进入到对面接力区域，将竹竿交给下一组参赛选手，直到全队完成比赛。在匀速绕圈过程中，下列说法正确的是（　　） A. 5位同学的线速度相等 B. 最外侧同学的角速度最大 C. 最内侧同学的向心加速度一定最小 D. 每位同学所受的合外力相同 【答案】C 【解析】 【详解】AB．五位同学都是绕标志杆做圆周运动，角速度相等，转动半径不同，根据 所以每位同学的线速度不同，故AB错误； C．根据 由此可知，最内侧同学的向心加速度一定最小，故C正确； D．做匀速圆周运动的物体由合外力提供向心力，即 由于质量未知，半径不同，所以每位同学所受的合外力不一定相同，故D错误。 故选C。 3. 一辆汽车以不同的恒定功率在平直路面上启动，前后两次图像如图所示，设汽车行驶时所受阻力与速度的大小成正比，则第一次与第二次汽车启动时功率之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】汽车行驶时所受阻力与速度的大小成正比，则 当汽车匀速运动时，牵引力大小等于阻力，则 汽车的恒定功率为 则第一次与第二次汽车启动时功率之比为 故选A。 4. 双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，设质量分别用、表示，且。则可知（　　） A. 、做圆周运动的角速度之比为 B. 、做圆周运动的线速度之比为 C. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 D. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据圆周运动的特点，同轴的圆周上角速度相等，所以、做圆周运动的角速度之比为，A错误； B．根据圆周运动时，万有引力提供向心力，可得 解得 又因为 解得 即、做圆周运动的线速度之比为，B错误； CD．根据圆周运动规律可知 解得 由此可知，双星质量一定时，二者距离越大，周期越大；距离一定时，双星的总质量越大，周期越小，C正确，D错误。 故选C。 5. 在中学体育教学中，引体向上是中学体育测试的必考项目之一，通过引体向上运动能够更好地发展学生上肢和背部肌肉力量。体育课上一中等身材的男高中生做引体向上训练。他在一分钟时间内完成了9次，每次肩部上升的距离约为0.5m。已知g=10m/s2，估算他在这一分钟内克服重力所做的功以及每次引体向上运动过程中克服重力做功的功率约为（　　） A. 2.5×103J；40W B. 2.5×103J；400W C. 2.5×104J；40W D. 2.5×104J；400W 【答案】A 【解析】 【详解】一中等身材的男高中生, 质量设为55kg 1分钟内完成了9次引体向上，克服重力所做的功 平均功率 故选A 6. “天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（　　） A. 发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间 B. 从P点转移到Q点的时间小于6个月 C. 在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小 D. 在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误； B．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误； C．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确； D．卫星从Q点变轨时，要加速增大速度，即在地火转移轨道Q点的速度小于火星轨道的速度，而由 可得 可知火星轨道速度小于地球轨道速度，因此可知卫星在Q点速度小于地球轨道速度，故D错误； 故选C。 7. 如图所示，不可伸长的轻质细线下端系着一个小球，用手拿着细线的上端，使小球在水平面内做匀速圆周运动。O点为手正下方地面上的一点，手与O点间的距离等于绳长。逐渐增大小球转动的角速度，直至细线被拉断。已知细线长度为l，细线能承受的最大拉力等于小球重力的2倍，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 细线被拉断前瞬间与竖直方向的夹角为30° B. 细线被拉断前瞬间小球的速度为 C. 细线被拉断后小球平抛的水平位移 D. 小球落地点与点之间的距离为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设细线与竖直方向的夹角为时细线被拉断，则有 即 θ=60° 故A错误； B．此时小球的线速度大小为v，根据 解得 故B错误； C．此时小球离地高度 所以 得 小球落地，这个过程小球的水平位移 故C错误； D．所以小球落地点与O点之间的距离为 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，轻杆长为，在杆两端分别固定质量为、的小球A和小球B，光滑水平转轴穿过轻杆上距球A为L处的O点，给系统一定初速度后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，线速度，转轴对轻杆恰好无作用力。忽略空气阻力，球A和球B均视为质点，重力加速度大小为g，则此时（　　） A. 两球的线速度大小之比 B. A小球对轻杆的作用力大小为，方向竖直向上 C. B小球受到轻杆的作用力大小为，方向竖直向下 D. 两小球受到的向心力大小之比 【答案】B 【解析】 【详解】A．两小球相同时间转过的角度相等，故角速度相等，由可得 故A错误； B．设轻杆对A的作用力为NA，由牛顿第二定律可得 解得 方向竖直向下，由牛顿第三定律知A小球对轻杆的作用力大小为，方向竖直向上，故B正确； C．小球B的速度为 设轻杆对B的作用力为NB，由牛顿第二定律可得 解得 方向竖直向上，故C错误； D．因为转轴对轻杆恰好无作用力，所以 即 故 则两小球的向心力大小之比为 故D错误。 故选B。 二、多选题（每题4分，部分2分，共16分） 9. 关于物理学史，下列说法正确的是（ ） A. 第谷提出日心说 B. 开普勒根据第谷的观测数据总结出了开普勒三大定律 C. 牛顿发现了万有引力定律，并通过精确的计算得出万有引力常量 D. 卡文迪什通过实验精确测量并计算得出万有引力常量 【答案】BD 【解析】 【详解】A．哥白尼提出日心说，故A错误； B．开普勒根据第谷的观测数据总结出了开普勒三大定律，故B正确； CD．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验精确测量并计算得出万有引力常量，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，用一个与水平方向成、大小为60N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，则在2s内，下列说法正确的是（　　） A. 雪橇的位移大小为2m B. 拉力F做功48J C. 雪橇所受合力大小为20N D. 摩擦力做的功为 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A．2s雪橇的位移为 故A错误； B．拉力做的功为 故B正确； C．由牛顿第二定律得 故C错误； D．合外力对雪橇做的功 摩擦力做的功 故D正确。 故选BD。 11. 一质量为4kg的物体，在水平恒定拉力的作用下在粗糙的水平面上做匀速直线运动。当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像。g取10m/s2，则据此可以求得（　　） A. 滑动摩擦力大小4N B. 整个过程拉力做的功为10J C. 整个过程摩擦力对物体所做的功为 D. 在刚开始的2m内合外力对物体所做的功为W=8J 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由图像可知，匀速运动阶段根据受力平衡可得滑动摩擦力大小为 故A正确； B．根据图像与横轴围成的面积表示位移，可知整个过程拉力做的功为 故B错误； C．整个过程摩擦力对物体所做的功为 故C正确； D．在刚开始的2m内，物体做匀速直线运动，物体所受合外力为0，则合外力对物体所做的功为0，故D错误。 故选AC。 12. 如图，赤道上空的三颗通信卫星就能实现全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球半径为R，地球静止卫星离地高度为，以地面为参考系，下列说法正确的是（　　） A. 这三颗通信卫星受到地球的万有引力大小相等 B. 能实现全球通信时，这三颗通信卫星离地高度至少为 C. 恰好能实现全球通信时，这三颗通信卫星的周期均比地球静止卫星的周期小 D. 恰好能实现全球通信时，这三颗通信卫星运行速度均小于第一宇宙速度 【答案】CD 【解析】 【详解】A．三颗通信卫星离地高度均为h，但质量不一定相同，根据可知三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小不一定相等，A错误； B．刚好覆盖地球，则每颗卫星覆盖120°，根据几何关系可得轨道半径为地球半径的2倍，卫星离地高度至少R，B错误； C．根据万有引力提供向心力 可得 根据上面分析，恰好能实现全球通信时， 半径越小，周期越小，可知这三颗通信卫星的周期均比地球静止卫星的周期小，C正确； D．根据万有引力提供向心力 可得 半径越大，线速度越小，三颗通信卫星离地至少R，小于第一宇宙速度即环绕速度，D正确。 选CD。 三、实验题（每空2分，共12分） 13. 如图所示为向心力演示仪。匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3（塔轮上有不同半径的凹槽，两塔轮由套在凹槽中的传动皮带连接，转动中皮带与两轮不发生滑动）以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动（小球可以放在长槽和短槽内a、b、c的不同位置，且长槽和短槽上相邻标记线的间距相等）。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的等分标记，可以粗略计算出两个小球所受向心力大小的比值。 （1）探究向心力大小，实验阶段分为几个过程（ ） A. 2个过程 B. 3个过程 C. 1个过程 D. 4个过程 （2）关于该实验过程，下列说法正确的是（ ） A. 为探究向心力大小和角速度的关系，应把质量相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 B. 为探究向心力大小和线速度大小的关系，应把质量相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 C. 为探究向心力大小和半径的关系，应把质量相等的小球放在长槽上b位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 D. 为探究向心力大小和质量的关系，应把质量不相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上 （3）一次实验中，把两个质量相等的小球，分别放在长槽上a位置和短槽上c位置，转动时左边露出的标尺是右边露出的标尺的4倍，则左边塔轮与右边塔轮的半径之比为_______________。 【答案】（1）B （2）CD （3）1∶2 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小，实验阶段分为3个过程，即质量和半径一定时探究向心力和角速度关系；质量和角速度一定时，探究向心力和半径关系；角速度和半径一定时探究向心力和质量的关系； 故选B； 【小问2详解】 AB．为探究向心力大小和角速度的关系，应保持质量和半径相同，即应把质量相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径不相同的塔轮上，选项AB错误； C．为探究向心力大小和半径的关系，应保持质量和角速度相同，即应把质量相等的小球放在长槽上b位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上，选项C正确； D．为探究向心力大小和质量的关系，应保持角速度和半径相同，则应把质量不相等的小球放在长槽上a位置和短槽上c位置，皮带套在半径相同的塔轮上，选项D正确。 故选CD。 【小问3详解】 一次实验中，把两个质量相等的小球，分别放在长槽上a位置和短槽上c位置，即转动半径相等，转动时左边露出的标尺是右边露出的标尺的4倍，左边小球的向心力等于右边小球向心力的4倍，根据则左边小球转动的角速度等于右边小球角速度的2倍，因左右两边塔轮边缘的线速度相等，根据v=ωr可知，左边塔轮与右边塔轮的半径之比为1:2。 14. 某物理兴趣小组利用传感器进行探究向心力大小与线速度大小的表达式，实验装置原理如图甲所示。装置中水平直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块放在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供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，滑块转动的线速度大小可以通过速度传感器测得。 （1）滑块和速度传感器的总质量为0.2kg，保持滑块到竖直转轴的距离不变，仅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，根据实验数据得到的图像如图乙所示，图像没有过坐标原点的原因是_______________，滑块到竖直转轴的距离为_______________m； （2）若去掉细线，将滑块置于距离竖直转轴0.8m处，为保证滑块不相对水平直槽滑动，滑块随水平直槽转动的最大线速度为_______________m/s。 【答案】（1） ①. 水平直槽不光滑 ②. 0.6 （2）2 【解析】 【小问1详解】 [1]若水平直槽不光滑，则滑块转动过程中当角速度较小时只有静摩擦力提供向心力，随着角速度增大摩擦力逐渐增大，当摩擦力达到最大值时，继续增大转速绳子开始出现拉力，则有 得 图像不过坐标原点。 [2]根据 可知图像的斜率为 解得滑块到竖直转轴的距离为 【小问2详解】 由图像可知，开始产生绳子拉力时，有 其中，若去掉细线，将滑块置于距离竖直转轴0.8m处，为保证滑块不动，设转轴转动的最大线速度为，则有 联立可得 =2m/s 四、解答题 15. 若宇航员在某星球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，使其做平抛运动，测出小球的水平射程为L。已知该星球半径为R，万有引力常量为G。不考虑该星球的自转。求： （1）该星球的质量M； （2）该星球的第一宇宙速度。 【答案】（1）（2） 【解析】 详解】（1）根据平抛运动规律有 联立解得该星球表面重力加速度 根据 联立解得该星球的质量 （2）第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星，万有引力提供向心力，有 联立解得该星球的第一宇宙速度 16. 如图所示，利用斜面从货车上卸货，一货物的质量m=20kg，斜面倾角α=，斜面的长度L=2m，货物与斜面间的动摩擦因数μ=，g取10m/s2。 （1）货物从斜面顶端滑到底端的过程中，求斜面对货物所做的功； （2）货物滑到底端时，求重力的瞬时功率。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）斜面上的货物受到重力G、斜面支持力N和摩擦力f共三个力的作用，支持力N对货物不做功，即 WN=0 摩擦力f对货物做负功，有 Wf=-μmgcos×L=-150J 所以斜面对货物做的功为-150J。 （2）由动能定理得 mgLsin+Wf=mv2-0 解得 v=m/s 滑到斜面底端时重力的瞬时功率 PG=mgvcos=100W 17. 如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。 （1）求悬挂小球细线长度L； （2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球恰好对圆锥体表面无压力时，由受力分析可知，细线拉力水平方向的分量提供向心力，则有 由几何关系可知 解得 【小问2详解】 当小球转动的角速度时，设此时细线的拉力为，对小球受力分析可知竖直方向有 水平方向有 由几何关系可知 解得 18. 如图所示，跳台滑雪赛道可以简化为助滑道、起跳区、着陆坡等几段，起跳区是一小段半径的圆弧，助滑道和着陆坡两斜面与水平面的夹角均为37°，运动员与助滑道段间的动摩擦因数。质量的运动员（含装备）从A点无初速度下滑，从起跳区的C点起跳时速度沿水平方向，然后降落在着陆坡上的D点。不考虑空气阻力，运动员从起跳区的C点起跳后在空中时间为，在运动员运动的过程中可以把运动员看成质点。重力加速度g取，，。 （1）运动员在起跳区C点对滑道的压力是多少? （2）若不考虑起跳区对运动员速度大小的影响，助滑道的长度至少是多少? （3）运动员从Ｃ点起跳后与着陆坡的最远距离是多少? 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）运动员从C点起跳做平抛运动，水平方向有 竖直方向有 根据数学三角函数知识有 代入数据解得 运动员在C点，设滑道对运动员的支持力为，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，运动员在起跳区C点对滑道的压力为。 （2）设助滑道的长度为，根据动能定理有 代入数据解得 （3）把运动员从C点起跳后的运动，分解为沿斜面方向和垂直斜面方向，根据几何关系，运动员在垂直斜面方向上的初速度为 垂直斜面方向上的加速度大小为 根据题意可知，运动员在垂直斜面方向上做匀减速运动，当速度减小到零时，与斜面距离最远，根据 解得，运动员从Ｃ点起跳后与着陆坡的最远距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$