精品解析：广东省江门市棠下中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

江门市棠下中学2023—2024学年第二学期期中考试 高一物理 本试卷共5页，17小题，满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上。 2．做选择题时，必须用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔，将答案写在答题卡规定的位置上。 4．所有题目必须在答题卡上指定位置作答，不按以上要求作答的答案无效。 5．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题（本大题共9小题，每小题3分，共27分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，速度一直增大。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，火星和地球在不同椭圆轨道围绕太阳运行，由开普勒行星运动定律可知（　　） A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变 B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小 C. 火星绕太阳运行一周的时间大于一年 D. 在相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积 3. 关于万有引力定律的建立，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿将天体间引力作用的规律推广到自然界中的任意两个物体间 B. 引力常量G的大小是牛顿通过理论计算得出的 C. 引力常量G与中心天体质量有关，在不同的星球上，G的取值不一样 D. 牛顿通过“月—地检验”表明苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60 4. 《西游记》中，一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒四人和白龙马渡过了通天河。已知大龟在静水中游动的速度大小与河水的流速大小之比为2∶1，出发点A到正对岸B点的距离为d，河岸平直。若大家以最短的时间渡河，则大家上岸的地点与B点的距离为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒竖直固定。有两个质量相同的小球甲和乙贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。则（　　） A. 甲球的向心力大于乙球的向心力 B. 甲球的线速度小于乙球的线速度 C. 甲球的加速度大小等于乙球的加速度 D. 甲球的角速度等于乙球的角速度 6. 一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 根据公式可知，它的半径越大所需的向心力越大 B. 根据公式可知，它的向心力跟半径成反比 C. 根据公式可知，它的向心力跟半径无关 D. 根据公式可知，它的向心力跟半径的平方成反比 7. 如图所示，轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点，另一端连一小球（可视为质点）。轻杆带着小球以O为圆心在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球要通过最高点，所以速度不可能小于 B. 小球经过任意位置时的合力方向一定指向O点 C. 小球运动过程中受到杆的作用力一定沿杆方向 D. 小球通过最低点时受到重力、杆的拉力和向心力 8. “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。“天宫一号”是我国载人航天工程发射的第一个目标飞行器，是我国第一个空间实验室，“天宫一号”绕地运行一周时间约90分钟。以下正确的是（　　） A. 同步卫星的轨道半径小于“天宫一号”的轨道半径 B. 同步卫星的运行速度大于“天宫一号”的运行速度 C. 空间站中航天员处于飘浮“零重力”状态，也就是物理学的平衡状态 D. 同步卫星运行的加速度小于“天宫一号”运行的加速度 9. 如图所示，质量为m小环套在固定的光滑竖直杆上，不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过定滑轮与质量为M的物块相连，杆、绳都足够长。现将小环从与定滑轮等高的A点由静止释放，小环向下运动的过程中（　　） A. 小环做匀变速直线运动 B. 小环的速度总是大于物块的速度 C. 小环的速度实际上是物块运动的一个分速度 D. 小环的速度先比物块大，后比物块小 二、多选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有两个或以上选项正确，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 10. 如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则 A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的长 C. B在最高点的速度比A在最高点的大 D. B在落地时速度比A在落地时的大 11. 以下关于宇宙速度的说法中，正确的是（　　） A. 第一宇宙速度就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度 B. 不同的行星的第一宇宙速度是不同的 C. 对于沿圆轨道绕地球运动的卫星，运行速度在7.9km/s与11.2km/s之间 D. 在地球表面发射一颗绕月卫星，发射速度必须大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 12. 质量为M的小球由不可伸长的轻质细线a和b分别系于杆的B点和A点，如图所示当整个装置绕竖直轴匀速转动时，细线a与水平方向夹角，细线b呈水平，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 细线a拉力一定等于 B. 小球的向心力由细线b的拉力提供 C. 若整个装置角速度增大，a的拉力不变，b的拉力增大 D. 若整个装置角速度增大，a、b的拉力都增大 三、实验题（共16分） 13. 用如图所示的实验装置探究平抛运动的规律：两个完全相同的弧形轨道分别用于发射小铁球P、Q，弧形轨道的末端M、N切线均保持水平，且竖直对齐，其中N与水平轨道相连。调节电磁铁C、D的高度，使。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球同时滑下。 （1）实验中，与N相连的水平轨道________（选填“需要”或“不需要”）尽量光滑。 （2）实验观察到的现象是________________________，若仅增加M、N间的高度重复实验，观察到的现象与前一次实验相对比，主要不同的是________________；实验得出的结论是________________________。 14. 如图所示是探究向心力的大小的实验装置图，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带11分别套在塔轮2和3的轮盘上，可使两个槽内的小球6、7分别做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10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。 （1）该实验应用了________（选填“理想实验法”或“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力大小 （2）当皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，是为了探究向心力大小和________（选填“角速度”、“线速度”或“半径”）的关系。 （3）某次实验，若使手柄1的转速加倍，则发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比________（选填“不变”、“加倍”或“变为4倍”），左标尺上露出的红白相间的等分格数________（选填“不变”、“加倍”或“变为4倍”） 四、计算题（共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明，方程式重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，以初速度做平抛运动的物体，经过P点时速度方向与水平方向成夹角37°，经过Q点时速度方向与水平方向成夹角53°，g取，，。求： （1）物体经过P点时的速度大小v； （2）P、Q两点的水平距离x和竖直距离h。 16. 如图所示，两个可视为质点的物块A和B放柱水平圆盘上，两者用长为L的细线连接，A放在距离转轴L处，由于物块B材料特殊，可认为B与转盘间无摩擦。现整个装置绕通过转盘中心的转轴匀速转动，转速为，若已知，A、B物块质量分别， （1）求细线拉力大小及A受到圆盘的摩擦力大小f； （2）若圆盘的半径，为了抵消圆盘转动的偏心作用，需要在圆盘的边缘再放一小物块，小物块应该放在什么位置？小物块的质量m应为多大？ 17. 宇航员成功登陆X星球后，感觉到其表面的重力大小和地球表面明显不同。宇航员用物理实验测定其表面的重力加速度为g0。返航时宇航员将X星球的“土壤”带回了地球，以便进行科学研究。已知X星球的半径为R0，引力常量为G，X星球视为质量均匀的球体，忽略其他天体的引力作用。 （1）求X星球“土壤”的密度； （2）考虑到X星球也存在自转，且g0是其“极地”处测定的，“赤道”处重力加速度比g0小2%，求X星球的自转周期； （3）在（2）的情况下，若成功发射一颗绕X星球运行的同步卫星，则该同步卫星离X星球表面的高度是多少？（结果可以用根号表示） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 江门市棠下中学2023—2024学年第二学期期中考试 高一物理 本试卷共5页，17小题，满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1．答题前，考生务必把自己的姓名、考生号等填写在答题卡相应的位置上。 2．做选择题时，必须用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。 3．非选择题必须使用黑色字迹钢笔或签字笔，将答案写在答题卡规定的位置上。 4．所有题目必须在答题卡上指定位置作答，不按以上要求作答的答案无效。 5．考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，将答题卡交回。 一、单项选择题（本大题共9小题，每小题3分，共27分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。） 1. 小车在水平地面上沿轨道从左向右运动，速度一直增大。如果用带箭头的线段表示小车在轨道上相应位置处所受合力，下列四幅图可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小车做曲线运动，所受合外力总是指向曲线的凹侧，故AB错误； CD．小车沿轨道从左向右运动，速度一直增大，故合外力与运动方向夹角为锐角，故C错误，D正确。 故选D。 2. 如图所示，火星和地球在不同椭圆轨道围绕太阳运行，由开普勒行星运动定律可知（　　） A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变 B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小 C. 火星绕太阳运行一周的时间大于一年 D. 在相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，行星绕太阳运动时，太阳和行星的连线在相等时间内扫过相等面积，所以行星在椭圆轨道上运动速率是变化的，即火星绕太阳运行过程中，速率会变，故A错误； B．地球靠近太阳的过程中，根据开普勒第二定律，其运行速率增大，故B错误； C．根据开普勒第三定律（其中a为椭圆轨道的半长轴，T为行星绕太阳公转的周期） 由于火星轨道的半长轴大于地球轨道的半长轴，所以火星绕太阳运行一周的时间大于地球绕太阳运行一周的时间，即大于一年，故C正确； D．开普勒第二定律是对同一颗行星而言，在相同时间内，该行星与太阳连线扫过的面积相等。火星和地球是不同的行星，它们与太阳连线扫过的面积不相等，故D错误。 故选C。 3. 关于万有引力定律的建立，下列说法中正确的是（　　） A. 牛顿将天体间引力作用的规律推广到自然界中的任意两个物体间 B. 引力常量G的大小是牛顿通过理论计算得出的 C. 引力常量G与中心天体质量有关，在不同的星球上，G的取值不一样 D. 牛顿通过“月—地检验”表明苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60 【答案】A 【解析】 【详解】A．牛顿发现天体间引力规律后，将其推广到自然界任意两个物体间，总结出万有引力定律，故A正确； B．引力常量G是卡文迪许通过扭秤实验测得的，不是牛顿理论计算得出，故B错误； C．引力常量G是自然界普适常量，与中心天体质量等无关，在不同星球上G取值一样，故C错误； D．牛顿通过 “月 — 地检验” 表明月球所受地球的引力和苹果所受地球的引力遵循同样的规律，且月球绕地球运动的向心加速度约为苹果在地球表面重力加速度的，并非苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60，故D错误。 故选A。 4. 《西游记》中，一只大龟浮水作舟，驮着唐僧师徒四人和白龙马渡过了通天河。已知大龟在静水中游动的速度大小与河水的流速大小之比为2∶1，出发点A到正对岸B点的距离为d，河岸平直。若大家以最短的时间渡河，则大家上岸的地点与B点的距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】要使渡河时间最短，大龟游动的速度应垂直河岸，渡河时间 大家上岸的地点与B点的距离 又 解得 选项B正确。 5. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒竖直固定。有两个质量相同的小球甲和乙贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。则（　　） A. 甲球的向心力大于乙球的向心力 B. 甲球的线速度小于乙球的线速度 C. 甲球的加速度大小等于乙球的加速度 D. 甲球的角速度等于乙球的角速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．以任一小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示 重力与支持力的合力充当向心力，则向心力 因为两球质量相同，所以两球做圆周运动的向心力相同，故A错误； B．由牛顿第二定律可得 得 因为甲球的运动半径大于乙球的运动半径，所以甲球的线速度大于乙球的线速度，故B错误； C．由牛顿第二定律可得 得小球的向心加速度为 可知两球的向心加速度大小相等，故C正确； D．由牛顿第二定律可得 得 因为甲球的运动半径大于乙球的运动半径，所以甲球的角速度小于乙球的角速度，故D错误。 故选C。 6. 一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 根据公式可知，它的半径越大所需的向心力越大 B. 根据公式可知，它的向心力跟半径成反比 C. 根据公式可知，它的向心力跟半径无关 D. 根据公式可知，它的向心力跟半径的平方成反比 【答案】D 【解析】 【详解】根据题意，由万有引力提供向心力有 ， 可得 ， 可知，随着轨道半径增大，卫星的线速度和角速度都减小 A．根据公式可知，若不变，则轨道半径越大所需的向心力越大，而卫星的角速度随轨道半径的增大而减小，故A错误； B．根据公式可知，若不变，则向心力跟轨道半径成反比，而卫星的线速度随轨道半径的增大而减小，故B错误； C．根据公式可知，由于卫星做圆周运动的线速度和角速度都与轨道半径有关，不能说向心力跟轨道半径无关，故C错误； D．由万有引力公式可知，万有引力跟轨道半径的平方成反比，由万有引力提供向心力可知，向心力跟轨道半径的平方成反比，故D正确。 故选D。 7. 如图所示，轻杆长为L一端固定在水平轴上的O点，另一端连一小球（可视为质点）。轻杆带着小球以O为圆心在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 小球要通过最高点，所以速度不可能小于 B. 小球经过任意位置时的合力方向一定指向O点 C. 小球运动过程中受到杆的作用力一定沿杆方向 D. 小球通过最低点时受到重力、杆的拉力和向心力 【答案】B 【解析】 【详解】A．因小球用轻杆连接，可知小球要通过最高点其最小速度为零，所以速度可能小于，选项A错误； B．轻杆带着小球以O为圆心在竖直平面内做匀速圆周运动，则小球经过任意位置时的合力方向一定指向O点，选项B正确； C．因小球受合力方向指向O点，则除最高点和最低点外，小球运动过程中受到杆的作用力不会沿杆方向，选项C错误； D．小球通过最低点时受到重力、杆的拉力，两个力的合力充当小球做圆周运动的向心力，选项D错误。 故选B。 8. “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。“天宫一号”是我国载人航天工程发射的第一个目标飞行器，是我国第一个空间实验室，“天宫一号”绕地运行一周时间约90分钟。以下正确的是（　　） A. 同步卫星的轨道半径小于“天宫一号”的轨道半径 B. 同步卫星的运行速度大于“天宫一号”的运行速度 C. 空间站中航天员处于飘浮的“零重力”状态，也就是物理学的平衡状态 D. 同步卫星运行的加速度小于“天宫一号”运行的加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．同步卫星绕地运行一周时间约24h>90min，根据开普勒第三定律可知，周期越长半长轴（轨道半径）越大，故同步卫星的轨道半径大于“天宫一号”的轨道半径，故A错误； BD．根据 解得 由于同步卫星的轨道半径大于“天宫一号”的轨道半径，故同步卫星的运行速度小于“天宫一号”的运行速度，同步卫星运行的加速度小于“天宫一号”运行的加速度，故B错误，D正确； C．空间站中航天员处于飘浮的 “零重力” 状态，是因为航天员受到的万有引力提供做圆周运动的向心力，不是平衡状态（平衡状态是合力为零的状态 ），故C错误。 故选D 9. 如图所示，质量为m的小环套在固定的光滑竖直杆上，不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过定滑轮与质量为M的物块相连，杆、绳都足够长。现将小环从与定滑轮等高的A点由静止释放，小环向下运动的过程中（　　） A. 小环做匀变速直线运动 B. 小环的速度总是大于物块的速度 C. 小环的速度实际上是物块运动的一个分速度 D. 小环的速度先比物块大，后比物块小 【答案】B 【解析】 【详解】A．小环向下运动过程中速度先增大，后减小，不是匀变速直线运动，故A错误； BCD．设绳子与竖直方向的夹角为θ且，由于沿绳子方向速度相同，即m沿绳子方向的分速度等于M的速度，即有 整理得 可知小环的速度总是大于物块的速度，故B正确，CD错误； 故选B。 二、多选择题（本大题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题列出的四个选项中，有两个或以上选项正确，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 10. 如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上M、N点，两球运动的最大高度相同．空气阻力不计，则 A. B的加速度比A的大 B. B的飞行时间比A的长 C. B在最高点的速度比A在最高点的大 D. B在落地时的速度比A在落地时的大 【答案】CD 【解析】 【详解】由A、B的受力即可比较A、B的加速度大小；由于斜抛运动竖直方向是匀变速直线运动，上抛的高度可比较出飞行的时间和落地的竖直分速度；最高点物体的竖直分速度为零，只有水平分速度，根据水平方向是匀速直线运动，则依据水平位移的大小即可比较A、B的水平分速度的大小；最后根据即可比较出落地时速度的大小． 对A项：斜抛运动中的A、B球都只受重力，由牛顿第二定律知，它们的加速度均为g,故A项错误；对B项：斜抛运动可分解为水平方向的直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，由于两球运动的最大高度相同，故它们上升时间和下落时间均相等，故B错误；对C项：在最高点时，小球的竖直分速度为零，只有水平分速度，由水平位移：，且知B的水平分速度大于A的水平分速度，则B在最高点的速度比A在最高点的大，C项正确；对D项：由于高度相同，则由知：A、B球落地的竖直分速度相同，故落地的速度由得：B球大于A球，故D项正确．故答案为CD． 【考点定位】斜上抛运动，运动的合成与分解，要注意理解斜上抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的的匀变速直线运动．难度：中等． 11. 以下关于宇宙速度的说法中，正确的是（　　） A. 第一宇宙速度就是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度 B. 不同的行星的第一宇宙速度是不同的 C. 对于沿圆轨道绕地球运动的卫星，运行速度在7.9km/s与11.2km/s之间 D. 在地球表面发射一颗绕月卫星，发射速度必须大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 【答案】AB 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，其大小为7.9km/s，它是卫星最大的环绕速度，故A正确； B．根据（其中G为引力常量，M为行星质量，R为行星半径） 解得第一宇宙速度公式 不同行星的质量和半径不同，所以第一宇宙速度不同，故B正确； C．对于沿圆轨道绕地球运动的卫星，运行速度小于等于第一宇宙速度7.9km/s。当卫星做椭圆轨道运动时，其速度大小在一定范围内变化，但平均速度小于7.9km/s，故C错误； D．在地球表面发射一颗绕月卫星，发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s即可。因为绕月卫星仍在地球引力范围内，不需要脱离地球引力束缚，所以发射速度小于第二宇宙速度11.2km/s，故D错误。 故选AB。 12. 质量为M的小球由不可伸长的轻质细线a和b分别系于杆的B点和A点，如图所示当整个装置绕竖直轴匀速转动时，细线a与水平方向夹角，细线b呈水平，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 细线a的拉力一定等于 B. 小球的向心力由细线b的拉力提供 C. 若整个装置角速度增大，a的拉力不变，b的拉力增大 D. 若整个装置角速度增大，a、b的拉力都增大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．在竖直方向上，根据平衡条件可知 解得 故A正确； B．小球的向心力由细线b的拉力和细线a拉力水平方向的分力的合力提供，故B错误； CD．由A选项可知，细线a的拉力大小不变，增大角速度，根据 可知所需向心力增大，则b绳张力越来越大，故C正确，D错误。 故选AC。 三、实验题（共16分） 13. 用如图所示的实验装置探究平抛运动的规律：两个完全相同的弧形轨道分别用于发射小铁球P、Q，弧形轨道的末端M、N切线均保持水平，且竖直对齐，其中N与水平轨道相连。调节电磁铁C、D的高度，使。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球同时滑下。 （1）实验中，与N相连的水平轨道________（选填“需要”或“不需要”）尽量光滑。 （2）实验观察到的现象是________________________，若仅增加M、N间的高度重复实验，观察到的现象与前一次实验相对比，主要不同的是________________；实验得出的结论是________________________。 【答案】（1）需要 （2） ①. P球击中Q球 ②. 碰撞所需的时间 ③. 平抛运动在水平方向做匀速直线运动 【解析】 【小问1详解】 实验要验证平抛运动水平方向是否为匀速直线运动，所以水平轨道需要确保尽量光滑，确保Q为匀速直线运动才能对比。 【小问2详解】 [1]可观察到的现象应是P球击中Q球； [2]若仅增加M、N间的高度重复实验，观察到的现象与前一次实验相对比，主要不同的是碰撞所需的时间； [3]若仍可观察到的现象应是P球击中Q球，这说明两球在水平方向的运动完全相同，说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动。 14. 如图所示是探究向心力大小的实验装置图，转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带11分别套在塔轮2和3的轮盘上，可使两个槽内的小球6、7分别做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10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。 （1）该实验应用了________（选填“理想实验法”或“控制变量法”或“等效替代法”）来探究向心力大小 （2）当皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，是为了探究向心力大小和________（选填“角速度”、“线速度”或“半径”）的关系。 （3）某次实验，若使手柄1转速加倍，则发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比________（选填“不变”、“加倍”或“变为4倍”），左标尺上露出的红白相间的等分格数________（选填“不变”、“加倍”或“变为4倍”） 【答案】（1）控制变量法 （2）角速度 （3） ①. 不变 ②. 变为4倍 【解析】 【小问1详解】 在探究向心力大小与质量、角速度、半径的关系时，每次只改变一个因素，控制其他因素不变，这种方法是控制变量法 。所以该实验应用了控制变量法来探究向心力大小。 【小问2详解】 当传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上时，由于塔轮边缘处的线速度相等，根据 可知角速度不同，则探究向心力大小和角速度的关系。 【小问3详解】 [1][2]根据 若使手柄1的转速加倍，则角速度加倍，可知向心力同时增大4倍，则左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比不变，左标尺上露出的红白相间的等分格数变为4倍。 四、计算题（共3小题，共39分。解答应写出必要的文字说明，方程式重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 如图所示，以初速度做平抛运动的物体，经过P点时速度方向与水平方向成夹角37°，经过Q点时速度方向与水平方向成夹角53°，g取，，。求： （1）物体经过P点时的速度大小v； （2）P、Q两点的水平距离x和竖直距离h。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由平抛运动的水平分速度与合速度的关系，可知物体经过P点时的速度大小与水平速度满足 解得 【小问2详解】 物体经过P、Q点时的竖直分速度大小分别满足， 竖直方向上，物体经过P、Q两点间的时间满足 则P、Q两点的水平距离 竖直距离满足 联立解得 16. 如图所示，两个可视为质点的物块A和B放柱水平圆盘上，两者用长为L的细线连接，A放在距离转轴L处，由于物块B材料特殊，可认为B与转盘间无摩擦。现整个装置绕通过转盘中心的转轴匀速转动，转速为，若已知，A、B物块质量分别， （1）求细线的拉力大小及A受到圆盘的摩擦力大小f； （2）若圆盘的半径，为了抵消圆盘转动的偏心作用，需要在圆盘的边缘再放一小物块，小物块应该放在什么位置？小物块的质量m应为多大？ 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 转盘的转速 物体做圆周运动的角速度 对B，由牛顿第二定律得 对A，由牛顿第二定律得 代入数据，联立解得， 【小问2详解】 应在A的对面圆盘边缘放置物块，要消除偏心作用，对物块，由牛顿第二定律得 代入数据解得 17. 宇航员成功登陆X星球后，感觉到其表面的重力大小和地球表面明显不同。宇航员用物理实验测定其表面的重力加速度为g0。返航时宇航员将X星球的“土壤”带回了地球，以便进行科学研究。已知X星球的半径为R0，引力常量为G，X星球视为质量均匀的球体，忽略其他天体的引力作用。 （1）求X星球“土壤”的密度； （2）考虑到X星球也存在自转，且g0是其“极地”处测定的，“赤道”处重力加速度比g0小2%，求X星球的自转周期； （3）在（2）的情况下，若成功发射一颗绕X星球运行的同步卫星，则该同步卫星离X星球表面的高度是多少？（结果可以用根号表示） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 小问1详解】 根据， 可得 【小问2详解】 在赤道处时 解得 【小问3详解】 根据 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$