精品解析：山东省济宁市育才中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

育才中学2024—2025年度高一下学期第一次学情检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 物体做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A. 物体的速度大小始终不变，物体做的是匀速运动 B. 物体的速度大小不变，但方向时刻改变，是在做匀变速曲线运动 C. 物体的速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态 D. 物体做的是变速运动，具有加速度，所受合外力不可能为零 【答案】D 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体的速度大小始终不变，但是方向不断变化，物体做的不是匀速运动，选项A错误； B．做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，但方向时刻改变，加速度不断变化，物体做非匀变速曲线运动，选项B错误； C．做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，，但是方向不断变化，则加速度不为零，不是处于平衡状态，选项C错误； D．做匀速圆周运动的物体做的是变速运动，具有加速度，所受合外力不可能为零，选项D正确。 故选D。 2. 第33届夏季奥林匹克运动会于2024年7月26日到2024年8月11日在法国巴黎举行，如图为奥运会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员匀速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。下列说法正确的是（　　） A. 摄像机所受合外力的大致方向为 B. 摄像机与运动员在弯道上运动的角速度相同 C. 摄像机与运动员在弯道上运动的速度都不变 D. 摄像机向心加速度比运动员的向心加速度更小 【答案】B 【解析】 【详解】A．因为摄像机的速度大小不变，所以摄像机所受合外力与速度方向垂直，则图中摄像机所受合外力的大致方向为F2，故A错误； B．摄像机与运动员保持同步运动，则角速度与运动员在弯道上的角速度相同，故B正确； C．摄像机与运动员在弯道上运动的速度大小不变，但是方向发生变化，故C错误； D．根据 可知摄像机的向心加速度比运动员的向心加速度更大，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点，若A、B、C的轨道半径之比为，则A、B、C的向心加速度大小之比（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，边缘点的线速度大小相等，即 根据向心加速度的公式 可知A、B的向心加速度大小之比；又B、C两点为同轴转动，则角速度相等，即 根据向心加速度的公式 可知B、C的向心加速度大小之比；综上可知A、B、C的向心加速度大小之比。 故选B。 4. 如图所示，一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为的小球。使轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定向上 B. 小球运动到水平位置A时，杆对球的作用力指向O点 C. 若，小球通过最高点时，杆对球的作用力为零 D. 小球通过最低点时，杆对球的作用力可能向下 【答案】C 【解析】 【详解】AC．根据题意可知，小球做匀速圆周运动，小球运动到最高点时，若杆对球的作用力为零，则有 解得 可知，若小球运动的角速度 杆对球的作用力向下，若小球运动的角速度 杆对球的作用力向上，故A错误，C正确； B．根据题意可知，小球做匀速圆周运动，则小球运动到水平位置A时，合力指向圆心，对小球受力分析可知，小球受重力和杆的作用力，由平行四边形法则可知，杆对球的作用力不可能指向O点，故B错误； D．根据题意可知，小球做匀速圆周运动，小球通过最低点时，合力竖直向上，则杆对球的作用力一定向上，故D错误。 故选C。 5. 设某星球可看做半径为R的质量分布均匀的球体，因该星球自转使其表面各处重力加速度不相同，在两极的重力加速度等于g，在赤道上的重力加速度等于，则该星球自转角速度等于（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在两极时由万有引力等于重力，有 在赤道上时，有 联立解得 故选D。 6. “静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。设地球静止卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法正确的是（ ） A. 静止卫星的运行速度是第一宇宙速度的倍 B. 静止卫星的运行周期是近地卫星运行周期的 C. 静止卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得速度的倍 D. 静止卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．近地卫星环绕速度近似等于第一宇宙速度，由万有引力提供向心力有 解得 则静止卫星的运动速度是第一宇宙速度的倍，故A错误； B．由开普勒第三定律可知静止卫星的运行周期是近地卫星运行周期的，故B正确； C．静止卫星与地球自转同步，故线速度，静止卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转线速度的n倍，故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 解得 则静止卫星的向心速度是地球表面重力加速度的倍，故D错误。 故选B 7. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定转轴以恒定角速度匀速转动，盘面上离转轴2m处有一小物体（可视为质点）与圆盘始终保持相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，，则（　　） A. 若越大，则小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体受到的摩擦力不可能背离圆心 C. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 D. 若小物体与盘面可的动摩因数为，则的最大值是 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小物体在最高点时，由牛顿第二定律得 解得 当时 当时，，即摩擦力方向背离圆心，越大，则小物体受到的摩擦力越小；当时，，即摩擦力方向指向圆心，越大，则小物体受到的摩擦力越大；故AB错误； CD．小物体在最低点摩擦力达到滑动摩擦力时，此时圆盘转动的角速度最大，由牛顿第二定律得 将，代入上式得，最大角速度 故C正确，D错误； 故选C。 8. 如图所示，有一个质量为M、半径为R、密度均匀的大球体，从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）（　　） A. B. C. D. 0 【答案】C 【解析】 【详解】若将挖去的小球体用原材料补回，可知剩余部分对m的吸引力等于完整大球体对m的吸引力与挖去小球体对m的吸引力之差，挖去的小球体球心与m重合，对m的万有引力为零，则剩余部分对m的万有引力等于完整大球体对m的万有引力；以大球体球心为中心分离出半径为的球，易知其质量为M，则剩余均匀球壳对m的万有引力为零，故剩余部分对m的万有引力等于分离出的球对其的万有引力，根据万有引力定律 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球角速度大小不相等 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．火车转弯小于规定速度行驶时，重力和轨道支持力的合力大于所需的向心力，内轨对轮缘会有挤压作用，故A错误； B．同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与水平方向的夹角为，水平方向根据牛顿第二定律可得 可得 由于同一小球在A、B位置做匀速圆周运动的半径不同，则角速度大小不相等，故B正确； C．设圆锥高为，根据牛顿第二定律可得 可得 两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等，故C正确； D．汽车通过拱桥的最高点时，加速度方向向下，汽车处于失重状态，汽车受到的支持力小于重力，故D错误。 故选BC。 10. 我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（　　） A. 飞船的发射速度大于 B. 飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度 C. 飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度为 D. 飞船在“过渡轨道”运行的周期大于在“停泊轨道”运行的周期 【答案】BD 【解析】 【详解】A．飞船只是从地球轨道转移到绕月轨道，没有脱离地球引力束缚，所以发射速度小于11.2km/s，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 可知，飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度，故B正确； C．由万有引力等于重力有 由万有引力提供向心力有 可得飞船在“停泊轨道”上的P点运行速度为 飞船需要在点加速由“停泊轨道”进入“过渡轨道”，则飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度大于，故C错误； D．由开普勒第三定律可知，飞船在“过渡轨道”运行的周期大于在“停泊轨道”运行的周期，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球逆时针做匀速圆周运动。其中a为遥感卫星“珞珈一号”，在半径为R的圆轨道运行，经过时间t，转过的角度为；b、c为地球的同步卫星，某时刻a、b恰好相距最近。已知地球自转的角速度为，万有引力常量为G，则（　　） A. 地球质量为 B. 卫星a的速度大于卫星b的速度 C. 若要卫星c与b实现对接，可让卫星加速 D. 卫星a和b下次相距最近还需时间为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．根据题意可知，卫星a的角速度为 由万有引力提供向心力有 解得 故A正确； B．由万有引力提供向心力有 解得 由于卫星a的轨道半径小于卫星b的轨道半径，则卫星a的速度大于卫星b的速度，故B正确； C．让卫星c加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星c会做离心运动，离开原轨道，所以不能与b实现对接，故C错误； D．由于b、c在地球的同步轨道上，所以卫星b、c和地球具有相同的周期和角速度，此时a、b恰好相距最近，设卫星a和b下次相距最近还需时间为，则有 解得 故D正确。 故选ABD。 12. 如图所示，两个可视为质点的，相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为L的不可伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，连线过圆心，甲到圆心距离，乙到圆心距离，且，，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从O开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A 甲先达到最大静摩擦力 B. 当时，甲所受静摩擦力背离圆心 C. 取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心 D. 如果时，两物体将相对圆盘发生滑动 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据题意，由牛顿第二定律有 解得 由于乙的半径较大，则乙达到最大静摩擦力时的角速度较小，即乙先达到最大静摩擦力，故A错误； BC．甲乙随转盘一起做匀速圆周运动，由于乙的半径较大，故需要的向心力较大，则 解得 即若时，甲、乙所受静摩擦力都指向圆心。当角速度增大到 时，绳子出现张力，乙靠张力和静摩擦力的合力提供向心力，甲也靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度增大，绳子的拉力逐渐增大，甲所受的静摩擦力先减小后反向增大，当反向增大到最大值，角速度再增大，甲乙与圆盘发生相对滑动。知乙所受的静摩擦力方向始终指向圆心，甲所受的静摩擦力方向先指向圆心，然后背离圆心，故B错误，C正确； D．设角速度为时，此时甲乙发生滑动，此时绳子拉力为，则， 联立解得 即时，两物体将相对圆盘发生滑动，故D正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在探究向心力大小实验中，会用到向心力演示器，其具体结构如图所示。匀速转动手柄，可以使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。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下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球的向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的半径之比为1∶2∶1。 （1）本实验探究的向心力与质量、角速度和半径之间的关系应用了__________实验方法： A. 微小量放大法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 （2）在探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径__________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮，并将质量相同的小球放置于挡板C与挡板__________（填“A”或“B”）处。 （3）某次实验中，两质量相同的小球放置于不同挡板处，使得两球转动半径相同，实验观察到左侧标尺和右侧标尺露出的红白相间的等分格之比为1∶4，若皮带与塔轮间没有打滑，则用皮带连接的左、右变速塔轮的半径之比应为__________。 【答案】（1）B （2） ①. 不同 ②. A （3）2∶1 【解析】 【小问1详解】 探究向心力与质量、角速度和半径之间的关系时，需要控制其他量不变，研究其中一个量对向心力的影响， 这种方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 [1][2]根据向心力公式 可知，探究向心力与角速度之间的关系时，两小球的角速度不相同，两小球的质量相同，做圆周运动的半径相同，塔轮是通过皮带连接的，塔轮边缘线速度相同，塔轮的角速度则应选择半径不相同的两个塔轮，同时将质量相同的小球分别放在挡板C与挡板A处。 【小问3详解】 根据向心力公式 可知，探究向心力与角速度之间的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1 : 4，则角速度的比值为1 : 2，塔轮之间靠皮带传动，塔轮边缘线速度大小相等，根据线速度与角速度的关系可得塔轮半径 因此变速塔轮的半径之比为2 : 1。 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0.4kg，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0.6m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__________。 【答案】（1） ①. 水平直槽不光滑（或物块受到摩擦力） ②. 0.8 （2）1.5 【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 解得 即图像为不过原点的直线。 [2]滑块到竖直转轴的距离即滑块做圆周运动的半径，结合图乙可得 解得 即滑块到竖直转轴的距离为。 【小问2详解】 由小问1结合图乙可得 将滑块置于距离竖直转轴0.6m处，为保证滑块不相对水平直槽滑动，则有 解得 15. 我国是第三个对火星探测并将探测器着陆火星的国家，火星表面气体非常稀薄可近似认为真空，在火星表面附近以初速度水平抛出一个物体，测得抛出点距火星表面高度为h，物体落到火星表面所用时间为t，已知引力常量为G，火星半径为R。忽略火星的自转，将火星视为质量分布均匀的球体。求： （1）火星的质量； （2）火星的第一宇宙速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，物体在火星表面做平抛运动，则有 解得 在火星表面，由万有引力等于重力有 联立解得 【小问2详解】 在火星表面，由万有引力提供向心力有 解得火星的第一宇宙速度 16. 双星系统是由两颗恒星组成的天体系统，这两颗恒星在相互的万有引力作用下，各自在轨道上绕着共同的圆心做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，其中A星球的质量为，B星球质量为，相距L，引力常量为G，求： （1）A星球和B星球的线速度之比； （2）A星球运行的角速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力提供向心力有 整理可得 由 联立解得 【小问2详解】 双星靠相互间的万有引力提供向心力，它们的角速度相等，向心力相等，即，， 联立解得 17. 投石机是古代重要的攻城武器（可参考实物图甲和模型图乙）。简化图如图丙所示：将石块放在长臂A端的半球形凹槽内，在短臂B端固定质量为的重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时短臂B端重物瞬间被锁定不动，石块就被水平拋出，石块和重物均可以视为质点。石块从最高点飞出时距敌方城墙水平距离，转轴O到地面的距离与短臂长相等，长臂长度为，城墙高度为，不计空气阻力，重力加速度。 （1）某次投掷过程中，石块在最高点P被水平抛出的瞬间恰好对半球形凹槽的边沿没有挤压，求该石块在最高点P被水平抛出的速度大小；（结果用根号表示） （2）若某次投的一石块恰能打在城墙的左侧顶端，求B端摆至最低点时短臂受到重物的拉力大小。（忽略石块在最高点P被水平抛出的瞬间与半球形凹槽边沿的摩擦作用） 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，由于石块在最高点P被水平抛出的瞬间恰好对半球形凹槽的边沿没有挤压，在最高点P由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 若石块打在城墙左侧顶端，由平抛运动规律有， 解得 B端摆至最低点时，其速度， 解得 B端摆至最低点时由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可得，短臂受到重物的拉力大小 18. 如图甲所示旋转飞椅在水平面内做匀速圆周运动，可拓展为如图乙所示的模型，轻质细线1、2分别悬挂A、B两小球（视为质点）在不同高度的水平面内做匀速圆周运动。A、B的质量均为m，细线1的长度为L0，细线2的长度未知，细线1与竖直方向的夹角为37°，细线2与竖直方向的夹角为53°。细线1、2始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求： （1）细线2中拉力大小T2； （2）细线1中拉力大小T1和小球转动的角速度ω； （3）细线2的长度L。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 对B进行受力分析，在竖直方向由力的平衡可得 解得 【小问2详解】 对A进行受力分析，竖直方向上有 水平方向有 解得， 【小问3详解】 对B进行受力分析，水平方向有 综合， 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 育才中学2024—2025年度高一下学期第一次学情检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 物体做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ） A. 物体的速度大小始终不变，物体做的是匀速运动 B. 物体的速度大小不变，但方向时刻改变，是在做匀变速曲线运动 C. 物体的速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态 D. 物体做的是变速运动，具有加速度，所受合外力不可能为零 2. 第33届夏季奥林匹克运动会于2024年7月26日到2024年8月11日在法国巴黎举行，如图为奥运会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员匀速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。下列说法正确的是（　　） A. 摄像机所受合外力的大致方向为 B. 摄像机与运动员在弯道上运动的角速度相同 C. 摄像机与运动员在弯道上运动的速度都不变 D. 摄像机向心加速度比运动员向心加速度更小 3. 如图所示，修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点，若A、B、C的轨道半径之比为，则A、B、C的向心加速度大小之比（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示，一长为的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为的小球。使轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为的匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到最高点时，杆对球的作用力一定向上 B. 小球运动到水平位置A时，杆对球的作用力指向O点 C. 若，小球通过最高点时，杆对球的作用力为零 D. 小球通过最低点时，杆对球的作用力可能向下 5. 设某星球可看做半径为R的质量分布均匀的球体，因该星球自转使其表面各处重力加速度不相同，在两极的重力加速度等于g，在赤道上的重力加速度等于，则该星球自转角速度等于（　　） A. B. C. D. 6. “静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料。设地球静止卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法正确的是（ ） A. 静止卫星的运行速度是第一宇宙速度的倍 B. 静止卫星的运行周期是近地卫星运行周期的 C. 静止卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得速度的倍 D. 静止卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍 7. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定转轴以恒定角速度匀速转动，盘面上离转轴2m处有一小物体（可视为质点）与圆盘始终保持相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，，则（　　） A. 若越大，则小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体受到的摩擦力不可能背离圆心 C. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 D. 若小物体与盘面可的动摩因数为，则的最大值是 8. 如图所示，有一个质量为M、半径为R、密度均匀的大球体，从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）（　　） A. B. C. D. 0 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 以下是我们所研究有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球角速度大小不相等 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 10. 我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（　　） A. 飞船的发射速度大于 B. 飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点加速度 C. 飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度为 D. 飞船在“过渡轨道”运行周期大于在“停泊轨道”运行的周期 11. 如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球逆时针做匀速圆周运动。其中a为遥感卫星“珞珈一号”，在半径为R的圆轨道运行，经过时间t，转过的角度为；b、c为地球的同步卫星，某时刻a、b恰好相距最近。已知地球自转的角速度为，万有引力常量为G，则（　　） A. 地球质量为 B. 卫星a的速度大于卫星b的速度 C. 若要卫星c与b实现对接，可让卫星加速 D. 卫星a和b下次相距最近还需时间为 12. 如图所示，两个可视为质点的，相同的木块甲和乙放在转盘上，两者用长为L的不可伸长的细绳连接（细绳能够承受足够大的拉力），木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的K倍，连线过圆心，甲到圆心距离，乙到圆心距离，且，，水平圆盘可绕过圆心的竖直轴转动，两物体随圆盘一起以角速度转动，当从O开始缓慢增加时，甲、乙与转盘始终保持相对静止，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 甲先达到最大静摩擦力 B. 当时，甲所受静摩擦力背离圆心 C. 取不同值时，乙所受静摩擦力始终指向圆心 D. 如果时，两物体将相对圆盘发生滑动 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在探究向心力大小的实验中，会用到向心力演示器，其具体结构如图所示。匀速转动手柄，可以使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。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下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球的向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的半径之比为1∶2∶1。 （1）本实验探究的向心力与质量、角速度和半径之间的关系应用了__________实验方法： A. 微小量放大法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 （2）在探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径__________（填“相同”或“不同”）的两个塔轮，并将质量相同的小球放置于挡板C与挡板__________（填“A”或“B”）处。 （3）某次实验中，两质量相同的小球放置于不同挡板处，使得两球转动半径相同，实验观察到左侧标尺和右侧标尺露出的红白相间的等分格之比为1∶4，若皮带与塔轮间没有打滑，则用皮带连接的左、右变速塔轮的半径之比应为__________。 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0.4kg，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0.6m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__________。 15. 我国是第三个对火星探测并将探测器着陆火星的国家，火星表面气体非常稀薄可近似认为真空，在火星表面附近以初速度水平抛出一个物体，测得抛出点距火星表面高度为h，物体落到火星表面所用时间为t，已知引力常量为G，火星半径为R。忽略火星的自转，将火星视为质量分布均匀的球体。求： （1）火星的质量； （2）火星的第一宇宙速度。 16. 双星系统是由两颗恒星组成的天体系统，这两颗恒星在相互的万有引力作用下，各自在轨道上绕着共同的圆心做匀速圆周运动。如图所示为某一双星系统，其中A星球的质量为，B星球质量为，相距L，引力常量为G，求： （1）A星球和B星球的线速度之比； （2）A星球运行的角速度。 17. 投石机是古代重要的攻城武器（可参考实物图甲和模型图乙）。简化图如图丙所示：将石块放在长臂A端的半球形凹槽内，在短臂B端固定质量为的重物，将A端拉至地面然后突然释放，石块过最高点P时短臂B端重物瞬间被锁定不动，石块就被水平拋出，石块和重物均可以视为质点。石块从最高点飞出时距敌方城墙水平距离，转轴O到地面的距离与短臂长相等，长臂长度为，城墙高度为，不计空气阻力，重力加速度。 （1）某次投掷过程中，石块在最高点P被水平抛出的瞬间恰好对半球形凹槽的边沿没有挤压，求该石块在最高点P被水平抛出的速度大小；（结果用根号表示） （2）若某次投的一石块恰能打在城墙的左侧顶端，求B端摆至最低点时短臂受到重物的拉力大小。（忽略石块在最高点P被水平抛出的瞬间与半球形凹槽边沿的摩擦作用） 18. 如图甲所示旋转飞椅在水平面内做匀速圆周运动，可拓展为如图乙所示的模型，轻质细线1、2分别悬挂A、B两小球（视为质点）在不同高度的水平面内做匀速圆周运动。A、B的质量均为m，细线1的长度为L0，细线2的长度未知，细线1与竖直方向的夹角为37°，细线2与竖直方向的夹角为53°。细线1、2始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求： （1）细线2中拉力大小T2； （2）细线1中拉力大小T1和小球转动的角速度ω； （3）细线2的长度L。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$