精品解析：江西省南昌市第十九中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

南昌十九中2024—2025学年下学期期中考试 高一物理试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 1. 电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 小车的速度不变 B. 小车的角速度不变 C. 小车的加速度不变 D. 小车所受的合外力不变 2. 投掷飞镖是一种常见的娱乐活动。如图所示，圆形靶盘竖直放置，其中心为O点。在P点正对靶盘将飞镖以一定速度水平投出，经0.3s击中O点正下方的A点。已知P、O两点等高且相距3m，g取。则（　　） A. 飞镖水平投出的速度为 B. O点和A点间距为0.45m C. 投出速度足够大就可击中O点 D. 投出速度越大则飞行时间越长 3. 神舟十九号载人飞船与中国空间站在2024年10月顺利实现第五次“太空会师”，飞船太空舱与空间站对接成为整体，对接后的空间站整体仍在原轨道稳定运行，则对接后的空间站整体相对于对接前的空间站（　　） A. 所受地球的万有引力变大 B. 在轨飞行速度变大 C. 在轨飞行周期变大 D. 在轨飞行加速度变大 4. “羲和号”是我国首颗24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星。可认为其绕地球做匀速圆周运动，距地高度517km，轨道平面与赤道平面垂直，如图所示。则“羲和号”（　　） A. 运行周期为24h B. 线速度大于第一宇宙速度 C. 角速度大于地球同步卫星的角速度 D. 向心加速度小于地球赤道上物体的向心加速度 5. 无人机在一斜坡上方沿水平方向向右做匀速直线运动，飞行过程中先后释放甲、乙两个小球，两小球释放的初始位置如图所示。已知两小球均落在斜坡上，不计空气阻力，比较两小球分别从释放到落在斜坡上的过程，下列说法正确的是（ ） A. 乙球的位移大 B. 乙球下落的时间长 C. 乙球落在斜坡上的速度大 D. 乙球落在斜坡上的速度与竖直方向的夹角大 6. 如图所示，让装有水的玻璃杯绕过其侧面的竖直轴匀速转动，杯中液面形状可能正确的是 （　　） A. B. C. D. 7. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A 只要轮子转动起来，气嘴灯就能发光 B. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 C. 安装时A端比B端更远离圆心 D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 8. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的，月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度 B. 其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度 C. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 D. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期倍 9. 一条河流某处存在高度差，小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处．如图所示，以小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立坐标系，小鱼的初速度为，末速度v沿x轴正方向．在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 10. 一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy直角坐标系，如图（1）所示。从开始，将一可视为质点的物块从O点由静止释放，同时对物块施加沿x轴正方向的力F，其大小与时间t的关系如图（2）所示。已知物块的质量为1.2kg，重力加速度g取，不计空气阻力。则（　　） A. 物块在斜面上做匀变速曲线运动 B. 时，物块的加速度大小为 C. 时，物块的y坐标值为10m D. 时，物块的速度大小为 二、实验题（本题共2小题，共15分。11题6分，12题9分） 11. 某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧，转动手柄，长槽和短槽随变速轮塔匀速转动，两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示，当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时，左、右变速轮塔的角速度之比分别为1∶1，1∶2和1∶3。 （1）第三挡对应左、右皮带盘的半径之比为_____。 （2）探究向心力大小与质量之间的关系时，把皮带放在皮带盘的第一挡后，应将质量_____（选填“相同”或“不同”）的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径_____（选填“相同”或“不同”）处挡板内侧； （3）探究向心力大小与角速度之间的关系时，该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第_____挡（选填“一”“二”或“三”）。 12. 在“探究平抛运动特点”的实验中， （1）小袁用如图1所示的装置来探究平抛运动竖直分运动的特点。实验时用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，A、B两球同时开始运动。下列说法中正确的是_______________ A.两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响 B.改变小锤击打的力度，可以改变A球在空中的运动时间 C.如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点 （2）为继续探究平抛运动水平分运动特点，小袁用如图2所示装置研究平抛运动。在下面的步骤中填入正确的操作。 a.按图安装好器材，注意斜槽末端______，确定斜槽末端钢球球心O为坐标原点，利用______确定竖直线。 b.让钢球沿斜槽轨道滚下后从末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，让钢球多次从______位置上滚下，白纸上将留下一系列痕迹点。 c.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹，如图3所示。 （3）在轨迹上取A、B、C三点，根据竖直方向分运动特点，若OA1∶OB1∶OC1=________，表示相邻两点之间对应的时间间隔相同。在此基础上，满足________________条件时，可说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 三、解答题（本题共3小题，共39分。13题10分，14题12分，15题17分） 13. 如图所示，半圆形金属管道竖直固定在水平面上，管道半径，直径竖直，金属管的内径远小于管道半径R。将一质量、直径略小于金属管径的小球从地面上的P点斜向上射出，小球恰好能从管道最高点N处以的速度水平射入，不计空气阻力，g取。求： （1）小球经过N点时对管道的弹力F的大小和方向； （2）小球在空中飞行的时间和发射方向与水平面夹角的正切值。 14. 万有引力定律揭示了天体运行规律与地球上物体运动规律的一致性。一般可将地球看作质量分布均匀，半径为R的球体。 （1）已知地球表面重力加速度为g，且不考虑地球的自转。某卫星在地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，求该卫星线速度v的大小。 （2）由于地球自转的影响，在地球表面不同纬度，重力加速度会有所不同。若在地球南北极的重力加速度为，在赤道海平面处的重力加速度为，求地球的自转周期为T； 15. 如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的点，小圆环和轻质弹簧套在轻杆上，长为的细线和弹簧两端分别固定于和，质量为的小球固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到时，细线的拉力恰好减小到零，此时弹簧弹力的大小是静止时的两倍，重力加速度为，取，求： （1）装置静止时，细线的张力大小； （2）当细线与竖直方向的夹角为时，该装置转动的角速度； （3）小圆环A的质量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 南昌十九中2024—2025学年下学期期中考试 高一物理试卷 满分：100分 考试时间：75分钟 一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1—7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8—10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对得6分，选对但不全得3分，有选错的得0分） 1. 电动小车在水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 小车的速度不变 B. 小车的角速度不变 C. 小车的加速度不变 D. 小车所受的合外力不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．小车在水平面内做匀速圆周运动，速度大小不变，方向时刻改变，故A错误； B．小车在水平面内做匀速圆周运动，小车的角速度不变，故B正确； C．做匀速圆周运动的物体加速度大小不变，方向时刻在改变，故C错误； D．做匀速圆周运动的物体所受的合外力始终指向圆心，方向时刻在改变，故D错误。 故选B。 2. 投掷飞镖是一种常见的娱乐活动。如图所示，圆形靶盘竖直放置，其中心为O点。在P点正对靶盘将飞镖以一定速度水平投出，经0.3s击中O点正下方的A点。已知P、O两点等高且相距3m，g取。则（　　） A. 飞镖水平投出的速度为 B. O点和A点间距为0.45m C. 投出速度足够大就可击中O点 D. 投出速度越大则飞行时间越长 【答案】B 【解析】 【详解】A．飞镖做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则 解得 故A错误； B．在竖直方向 故B正确； C．因为存在竖直位移，不可能击中O点，故C错误； D．在水平方向做匀速直线运动，则 整理可得 所以，投出速度越大则飞行时间越短，故D错误。 故选B。 3. 神舟十九号载人飞船与中国空间站在2024年10月顺利实现第五次“太空会师”，飞船太空舱与空间站对接成为整体，对接后的空间站整体仍在原轨道稳定运行，则对接后的空间站整体相对于对接前的空间站（　　） A. 所受地球的万有引力变大 B. 在轨飞行速度变大 C. 在轨飞行周期变大 D. 在轨飞行加速度变大 【答案】A 【解析】 【详解】A．对接后，空间站的质量变大，轨道半径不变，根据万有引力表达式可知空间站所受地球的万有引力变大，故A正确； BCD．根据万有引力提供向心力 可得 ，， 轨道半径不变，则在轨飞行速度不变，在轨飞行周期不变，在轨飞行加速度不变，故BCD错误。 故选A。 4. “羲和号”是我国首颗24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星。可认为其绕地球做匀速圆周运动，距地高度517km，轨道平面与赤道平面垂直，如图所示。则“羲和号”（　　） A. 运行周期为24h B. 线速度大于第一宇宙速度 C. 角速度大于地球同步卫星的角速度 D. 向心加速度小于地球赤道上物体的向心加速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力 可知 由于“羲和号”轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，所以“羲和号”的周期小于地球静止卫星的周期，即小于24h，故A错误； B．第一宇宙速度是以地球半径为轨道半径的卫星的运行速度，是最大的运行速度，故“羲和号”的线速度小于第一宇宙速度，故B错误； C．根据，因为“羲和号”的周期小于地球同步卫星的周期，则“羲和号”的角速度大于地球静止卫星的角速度，故C正确； D．根据牛顿第二定律可得 所以 轨道半径越大，加速度越小，故“羲和号”的向心加速度大于地球静止卫星的向心加速度，而地球赤道上物体与地球静止卫星具有相同的角速度，根据可知，地球静止卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，所以“羲和号”的向心加速度大于地球赤道上物体的向心加速度，故D错误。 故选C。 5. 无人机在一斜坡上方沿水平方向向右做匀速直线运动，飞行过程中先后释放甲、乙两个小球，两小球释放的初始位置如图所示。已知两小球均落在斜坡上，不计空气阻力，比较两小球分别从释放到落在斜坡上的过程，下列说法正确的是（ ） A. 乙球的位移大 B. 乙球下落的时间长 C. 乙球落在斜坡上的速度大 D. 乙球落在斜坡上的速度与竖直方向的夹角大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．根据题意可知，甲乙两球均做平抛运动，但由于甲球先释放，乙球后释放，且两球均落在斜坡上，则可知乙球在斜坡上的落点比甲球在斜坡上的落点高，而平抛运动在竖直方向的分运动为自由落体运动，在水平方向的运动为匀速直线运动，由于乙球的落点高，则乙球在竖直方向的位移小，根据 ， 可得 由此可知乙球下落的时间小于甲球下落的时间，即 乙球在水平方向的位移小于甲球在水平方向的位移，而甲乙两球的位移 由于 ， 因此可知 即乙球的位移小于甲球的位移，故AB错误； C．竖直方向的分速度 由于甲球下落时间大于乙球下落时间，因此小球落在斜坡上时的速度 由此可知，乙球落在斜坡上的速度小于甲球落在斜坡上时的速度，故C错误； D．设小球落在斜坡上时速度方向与竖直方向的夹角为，则小球落在斜坡上时速度与竖直方向夹角的正切值 由于 因此 则有 由此可知，乙球落在斜坡上的速度与竖直方向的夹角大，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，让装有水的玻璃杯绕过其侧面的竖直轴匀速转动，杯中液面形状可能正确的是 （　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对水面上一个质量很小水滴m受力分析，因受竖直向下的重力和水面对水滴的作用力，两个力的合力充当向心力，因向心力沿水平方向指向转轴，可知水面对水滴的作用力应该斜向上方，设与竖直方向夹角为θ，则由牛顿第二定律 可知 因r越大，则θ越大，可知水面形状为C的形状。 故选C。 7. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A. 只要轮子转动起来，气嘴灯就能发光 B. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 C. 安装时A端比B端更远离圆心 D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 【答案】B 【解析】 【详解】A．车轮转动时，重物随车轮做圆周运动，所需要的向心力由弹簧弹力与重力的合力提供，车轮转速越大，弹簧长度越长，重物上的触点M与固定在B端的触点N越近，当车轮达到一定转速时，重物上的触点M与固定在B端的触点N接触后气嘴灯就会被点亮，故A错误； B．灯在最低点时，对重物有 解得 故增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光，故B正确； C．要使重物做离心运动，M、N接触，则A端应靠近圆心，安装时 A端比 B端更靠近圆心，故C错误； D．灯最低点时，有 即 灯在最高点时，有 即 故，即匀速行驶时，在最低点时弹簧比在最高点时长，因此匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时不一定能发光，故D错误。 故选B。 8. 2024年5月3日，“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道，正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”，本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱，返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的，月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动，下列说法正确的是（　　） A. 其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度 B. 其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度 C. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 D. 其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．返回舱在该绕月轨道上运动时万有引力提供向心力，且返回舱绕月运行的轨道为圆轨道，半径近似为月球半径，则有 其中在月球表面万有引力和重力的关系有 联立解得 由于第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，同理可得 代入题中数据可得 故A错误、B正确； CD．根据线速度和周期关系有 根据以上分析可得 故C错误、D正确； 故选BD。 9. 一条河流某处存在高度差，小鱼从低处向上跃出水面，冲到高处．如图所示，以小鱼跃出水面处为坐标原点，x轴沿水平方向，建立坐标系，小鱼的初速度为，末速度v沿x轴正方向．在此过程中，小鱼可视为质点且只受重力作用。关于小鱼的水平位置x、竖直位置y、水平方向分速度和竖直方向分速度与时间t的关系，下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．小鱼在运动过程中只受重力作用，则小鱼在水平方向上做匀速直线运动，即为定值，则有水平位移 故A正确，C错误； BD．小鱼在竖直方向上做竖直上抛运动，则 ， 且最高点时竖直方向的速度为0，故B错误，D正确。 故选AD。 10. 一倾角为足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立Oxy直角坐标系，如图（1）所示。从开始，将一可视为质点的物块从O点由静止释放，同时对物块施加沿x轴正方向的力F，其大小与时间t的关系如图（2）所示。已知物块的质量为1.2kg，重力加速度g取，不计空气阻力。则（　　） A. 物块在斜面上做匀变速曲线运动 B. 时，物块的加速度大小为 C. 时，物块的y坐标值为10m D. 时，物块的速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．物块在y轴方向受到的力不变为，x轴方向的力在改变，合力在改变，故物块做的不是匀变速曲线运动，故A错误； C．在y轴方向的加速度为 由图可知，时，物块的y坐标值为 故C正确； B．由图（2）可知，时，轴方向的加速度大小为 所以，物块的加速度大小为 故B错误； D．对x轴正方向，对物块根据动量定理 由于F与时间t成线性关系故可得 解得 此时y轴方向速度为 故此时物块的速度大小为 故D正确。 故选CD。 二、实验题（本题共2小题，共15分。11题6分，12题9分） 11. 某学习小组使用如图所示的实验装置探究向心力大小与半径、角速度、质量之间的关系若两球分别放在长槽和短槽的挡板内侧，转动手柄，长槽和短槽随变速轮塔匀速转动，两球所受向心力的比值可通过标尺上的等分格显示，当皮带放在皮带盘的第一挡、第二挡和第三挡时，左、右变速轮塔的角速度之比分别为1∶1，1∶2和1∶3。 （1）第三挡对应左、右皮带盘的半径之比为_____。 （2）探究向心力大小与质量之间的关系时，把皮带放在皮带盘的第一挡后，应将质量_____（选填“相同”或“不同”）的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径_____（选填“相同”或“不同”）处挡板内侧； （3）探究向心力大小与角速度之间的关系时，该小组将两个相同的钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧，改变皮带挡位，记录一系列标尺示数。其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格，则记录该组数据时，皮带位于皮带盘的第_____挡（选填“一”“二”或“三”）。 【答案】（1）3∶1 （2） ①. 不同 ②. 相同 （3）二 【解析】 【小问1详解】 皮带传动线速度相等，第三挡变速轮塔的角速度之比为1∶3，根据v = ωr可知，第三挡对应左、右皮带盘的半径之比为3∶1。 【小问2详解】 [1][2]探究向心力大小与质量之间的关系时，需要保证两个物体做圆周运动的角速度相等、半径相等，质量不同，所以应将质量不同的铝球和钢球分别放在长、短槽上半径相同处挡板内侧。 【小问3详解】 根据Fn = mω2r，其中一组数据为左边1.5格、右边6.1格，则角速度平方之比为 可知由于误差存在，角速度之比为，可知皮带位于皮带盘的第二挡。 12. 在“探究平抛运动特点”的实验中， （1）小袁用如图1所示的装置来探究平抛运动竖直分运动的特点。实验时用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向抛出，同时B球被释放，自由下落，A、B两球同时开始运动。下列说法中正确的是_______________ A.两球的体积、材料和质量可以任意选择，对实验结果没有影响 B.改变小锤击打的力度，可以改变A球在空中的运动时间 C.如果两球总是同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动 D.通过该实验装置也能研究平抛运动的水平分运动特点 （2）为继续探究平抛运动水平分运动的特点，小袁用如图2所示装置研究平抛运动。在下面的步骤中填入正确的操作。 a.按图安装好器材，注意斜槽末端______，确定斜槽末端钢球球心O为坐标原点，利用______确定竖直线。 b.让钢球沿斜槽轨道滚下后从末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，让钢球多次从______位置上滚下，白纸上将留下一系列痕迹点。 c.取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画出平抛运动物体的轨迹，如图3所示。 （3）在轨迹上取A、B、C三点，根据竖直方向分运动的特点，若OA1∶OB1∶OC1=________，表示相邻两点之间对应的时间间隔相同。在此基础上，满足________________条件时，可说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 【答案】 ①. C ②. 水平 ③. 重垂线 ④. 同一 ⑤. 1∶4∶9 ⑥. 【解析】 【详解】（1）[1]A．两球的体积、材料和质量的选择不同，受到阻力大小不同，对实验结果有影响，故A错误； B．改变小锤击打的力度，可以改变A球的水平初速度大小，不能改变空中运动时间，故B错误； CD．小锤打击弹性金属片，A球水平抛出，同时 B球被松开自由下落，两球同时落地，可知平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，不能得出水平方向上的运动规律，故C正确，D错误。 （２）[2][3][4] a.按图安装好器材，注意斜槽末端切线水平，确定斜槽末端钢球球心O为坐标原点，利用重垂线确定竖直线。 b.让钢球沿斜槽轨道滚下后从末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，让钢球多次从同一位置上滚下，白纸上将留下一系列痕迹点。 （3）[5][6]小球在竖直方向做自由落体运动，若 即 表示相邻两点之间对应的时间间隔相同。在此基础上，满足 可说明平抛运动的水平分运动是匀速直线运动。 三、解答题（本题共3小题，共39分。13题10分，14题12分，15题17分） 13. 如图所示，半圆形金属管道竖直固定在水平面上，管道半径，直径竖直，金属管的内径远小于管道半径R。将一质量、直径略小于金属管径的小球从地面上的P点斜向上射出，小球恰好能从管道最高点N处以的速度水平射入，不计空气阻力，g取。求： （1）小球经过N点时对管道的弹力F的大小和方向； （2）小球在空中飞行的时间和发射方向与水平面夹角的正切值。 【答案】（1），方向竖直向上 （2）， 【解析】 【小问1详解】 以小球为研究对象， 轨道对小球有向下的弹力，由 解得 根据牛顿第三定律小球经过N点时对管道的弹力 方向竖直向上。 【小问2详解】 小球在空中飞行过程为逆向平抛运动，由 解得 竖直方向速度 得 14. 万有引力定律揭示了天体运行规律与地球上物体运动规律的一致性。一般可将地球看作质量分布均匀，半径为R的球体。 （1）已知地球表面重力加速度为g，且不考虑地球的自转。某卫星在地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，求该卫星线速度v的大小。 （2）由于地球自转的影响，在地球表面不同纬度，重力加速度会有所不同。若在地球南北极的重力加速度为，在赤道海平面处的重力加速度为，求地球的自转周期为T； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对该卫星，引力提供向心力，可得 对于地球表面质量为m的物体，有 解得 【小问2详解】 质量为m的物体，在南北极处 设地球自转角速度ω，则在赤道处 则有 15. 如图所示的离心装置中，光滑水平轻杆固定在竖直转轴的点，小圆环和轻质弹簧套在轻杆上，长为的细线和弹簧两端分别固定于和，质量为的小球固定在细线的中点，装置静止时，细线与竖直方向的夹角为，现将装置由静止缓慢加速转动，当细线与竖直方向的夹角增大到时，细线的拉力恰好减小到零，此时弹簧弹力的大小是静止时的两倍，重力加速度为，取，求： （1）装置静止时，细线张力大小； （2）当细线与竖直方向的夹角为时，该装置转动的角速度； （3）小圆环A的质量。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 装置静止时， 解得细线的张力大小 【小问2详解】 根据牛顿第二定律 解得 【小问3详解】 开始静止时弹簧的弹力 当AB拉力恰好减小到零时 其中 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$