精品解析：天津市第四十七中学2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

天津市第四十七中学2024—2025第二学期高一年级 期中考试物理试卷 第Ⅰ卷（共二部分；满分40分） 一、单选题（每个小题只有一个正确选项，每题5分，共25分） 1. 以下物理观点正确的是（　　） A. 物体只有在变力作用下才能做曲线运动 B. 做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心 C. 由知，两物体间的距离r减小时，它们之间的引力增大 D. 重力势能与零势能面的选取有关，而重力做功与零势能面的选取无关 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体做曲线运动的条件：初速度与力（加速度）不在同一条直线上，力（加速度）可以是恒力（加速度），也可以是变力（变加速度），故A错误； B．做圆周运动的物体可以是在做变速的圆周运动，不一定是匀速的圆周运动，只有做匀速圆周运动物体受到的合外力方向才始终指向圆心，故B错误； C．万有引力定律适用于两质点间的万有引力计算，两物体间距离r减小到一定程度时，引力不会增大，故C错误； D．重力势能与零势能面的选取有关，而重力做功与零势能面的选取无关，故D正确。 故选D。 2. 截至目前，巴以冲突已导致双方超1.73万人死亡，为了避免冲突，我国进一步加强军事演练，假设在演练时士兵驾驶坦克向东的速度大小为v1，坦克静止时射出的炮弹速度大小为v2（v2>v1），且出膛方向沿水平面内可调整，坦克轨迹距离目标最近为d，忽略炮弹受到的空气阻力和炮弹竖直方向的下落，且不计炮弹发射对坦克速度的影响，下列说法正确的是（ ） A. 炮弹在水平方向上做的是曲线运动 B. 要想命中目标且炮弹在空中飞行时间最短，坦克发射处离目标的距离为 C. 炮弹命中目标最短时间为 D. 若到达距离目标最近处时再开炮，不管怎样调整炮口方向，炮弹都无法射中目标 【答案】C 【解析】 【详解】A．炮弹水平分运动为匀速直线运动。故A错误； BC．炮弹速度向北发射时时间最短，则命中目标最短时间为 坦克发射处离目标的距离为 故B错误；C正确； D．由于v2>v1，若到达距离目标最近处时再开炮，应调整炮口至左上方，可能射中目标。故D错误。 故选C。 3. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以零 C. 如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 D. 如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A比B的角速度大 【答案】B 【解析】 【详解】A．火车转弯超过规定速度行驶时，需要更大的向心力，则外轨和轮缘间会有挤压作用，A错误； B．在最高点时，当只有重力提供向心力时，杯底对水的支持力为零，由牛顿第三定律得水对杯底压力为零，B正确； C．轻杆对小球可以提供支持力，则小球能通过最高点的临界速度为0，C错误； D．设两球与悬点的竖直高度为h，根据牛顿第二定律 又 联立得 所以A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，角速度相等，D错误。 故选B。 4. 图甲、乙分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角θ相同，某质量为m的同学先后站在两扶梯上，随扶梯以速度v匀速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中人所受的支持力对人做正功 B. 两图中人所受重力的瞬时功率均为 C. 甲图中人所受的摩擦力对人做正功 D. 乙图中人所受的摩擦力做功的瞬时功率为 【答案】A 【解析】 【详解】A．甲图中人所受的支持力竖直向上，支持力与速度方向的夹角小于，则支持力对人做正功，故A正确； B．两图中人所受重力的瞬时功率大小均为 故B错误； C．甲图中，根据受力平衡可知，摩擦力为0，则不存在摩擦力做功，故C错误； D．乙图中，根据受力平衡可知，摩擦力大小 则摩擦力做功的瞬时功率大小为 故D错误。 故选A。 5. 如图，水平固定的半球形碗的球心为O点，最低点为B点。在碗的边缘向着球心分别以初速度v1、v2、v3平抛出三个小球，分别经过，，的时间落在A、B、C点，抛出点及落点A、B、C点在同一个竖直面内，且A、C点等高，则下列说法正确的是（　　） A. 三个小球平抛运动时间大小关系为 B. 三个小球平抛初速度的大小关系为 C. 落在C点的小球，在C点的瞬时速度可能与C点的切线垂直 D. 落在B点的小球，在B点的瞬时速度方向与水平方向夹角大于60° 【答案】D 【解析】 【详解】A．竖直方向上，根据 解得 可知小球竖直位移越大，运动时间越长，所以三个小球平抛运动时间的大小关系为t1=t3<t2，故A 错误； B．三个小球下落相同高度的情况下，落在C点的小球抛得最远，落在A点的小球抛得最近，由x=v0t 可知平抛初速度满足v1<v2<v3，故B错误； C．做平抛运动的物体，其某点的瞬时速度反向延长线过水平位移的中点，落在C点的小球，在C点的瞬时速度若与C点的切线垂直，则速度反向延长线必定过O点，O点并不是水平位移中点，故落在C点的小球在C点的瞬时速度不可能与C点的切线垂直，故C错误； D．落在B点的小球，位移与水平方向的夹角为45°，设速度与水平方向夹角为，根据平抛运动速度偏转角与位移偏转角的关系有 则速度与水平方向夹角大于60°，故D正确。 故选D。 二、多选题（每题都有多个选项正确，每题5分，少选得3分，错选不得分，共15分） 6. 图甲为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻质弹簧及底座组成，可简化为图乙。该玩具底座固定在水面桌面上，玩具头部（可视为质点）初始时静止于A点。现用手按压玩具头部至最低点B点，由静止释放，玩具头部最高运动到C点（低于弹簧的原长位置），该过程中玩具头部始终未脱离弹簧，弹簧处于弹性限度内，不计空气阻力。关于玩具头部首次从B点运动到C点的过程中，判断正确的是（　　） A. 玩具头部在C点处于平衡状态 B. 重力势能减小，弹性势能减小 C. 重力做负功，弹簧弹力做正功 D. 玩具从B运动到A做加速运动，从A运动到C做减速运动 【答案】CD 【解析】 【详解】BC．根据题意可知，由最低点B点静止释放，运动到最高点C点速度为0，则头部的速度先增大后减小，头部一直上升，重力做负功，重力势能一直增大；弹簧形变量一直减小，弹力做正功，弹簧的弹性势能一直减小，故B错误，C正确； A．在A点时处于平衡状态，弹力等于重力，在C点弹力小于重力，不是处于平衡状态，故A错误； D．A点是玩具头部的平衡位置，弹簧的弹力等于重力。从B到A的过程中，弹簧的弹力大于重力，合力向上，加速度向上，玩具头部做加速运动；从A到C的过程中，弹簧的弹力小于重力，合力向下，加速度向下，玩具头部做减速运动，故D正确。 故选CD。 7. 地球同步轨道上方300千米处的圆形轨道，是国际处理太空垃圾的“墓地轨道”，将废弃飞行物处理到此，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，将一颗失效的北斗二号卫星拖入到了“墓地轨道”。已知“墓地轨道”半径为r，地球同步卫星轨道半径为R，下列说法正确的是（　　） A. “地球同步轨道”处的重力加速度为0 B. 北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为 C. 北斗二号卫星在“同步轨道”上的周期比在“墓地轨道”上短 D. “实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要加速 【答案】C 【解析】 【详解】A．设地球质量为M，根据 可得“地球同步轨道”处的重力加速度为 可知“地球同步轨道”处的重力加速度不为0，A 错误； B．对半径分别为 R、r 的圆轨道，由开普勒第三定律得，又角速度与周期成反比，即 ，故北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为 ，B 错误； C．墓地轨道”半径大于同步轨道半径，由开普勒第三定律知 ，半径越大，周期越长，因此北斗二号卫星在“同步轨道”上周期比在“墓地轨道”上短，C 正确； D．“实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，做近心运动，需要点火减速，D错误。 故选C 。 8. 在通往某景区的公路上，一辆小汽车沿水平面由静止启动，在前8s内做匀加速直线运动，第8s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度g=10m/s²。则（　　） A. 汽车的最大速度为12m/s B. 汽车的额定功率为24kW C. 汽车在前8s内的牵引力为1000N D. 从汽车开始运动到达到最大速度，发动机做的功为 【答案】AB 【解析】 【详解】BC．汽车在前8s内的加速度 根据 可得牵引力为F=3000N 汽车的额定功率为，选项B正确，C错误； A．当牵引力等于阻力时汽车速度最大，则汽车的最大速度为，选项A正确； D．从开始运动到达到额定功率发动机做功 达到额定功率到达到最大速度发动机做功 从汽车开始运动到达到最大速度，发动机做的功为，选项D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（共二部分；满分60分） 三、实验题（每空2分；共12分） 9. 某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”，实验步骤如下： A.让小球多次从同一位置滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球平抛运动轨迹上的一系列位置； B．安装好器材，注意把斜槽末端调水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线；· C.测出曲线上某点的坐标，；用计算式______（用、、表示）算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求的值，然后求它们的平均值； D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹。 （1）完成上述实验步骤将正确的答案填写在横线上； （2）上述实验步骤的合理顺序是______（只填排列序号即可）； （3）如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为______ m/s（取）（结果保留两位有效数字）。 【答案】（1） （2）BADC （3）1.0 【解析】 【小问1详解】 根据平抛运动规律有， 可得 【小问2详解】 实验前先安装好器材，实验时让小球多次从同一位置滚下，在方格的纸上记下小球平抛运动轨迹上的一系列位置；然后取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹；最后进行数据处理。故实验步骤的合理顺序是BADC。 【小问3详解】 由题图竖直方向有 可得 水平方向有 解得小球平抛的初速度为 10. 用图甲所示实验装置探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。每层左右塔轮半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如图乙）。左右塔轮通过不打滑的皮带连接。实验时，将两小球分别放在短槽C处和长槽A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。请回答相关问题： （1）在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是______。 A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 伽利略对自由落体的研究 （2）某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系： A. 质量m B. 角速度ω C. 半径r （3）若某次实验中，两个质量相等的钢球分别置于A和C处，标尺上黑白相间的等分格子数之比为9：1，则与皮带连接的变速塔轮半径之比为______。 【答案】（1）B （2）C （3） 【解析】 【小问1详解】 在这个实验中，利用了控制变量法来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径之间的关系； A．探究两个互成角度的力的合成规律，用的是等效替代法，故A错误； B．探究加速度与力、质量的关系用的是控制变量法，故B正确； C．伽利略对自由落体的研究用的是理想实验法，故C错误。 故选B。 【小问2详解】 小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，即半径不同，将传动皮带调至第一层塔轮，即角速度相等，所以该次操作保持质量m、角速度相等，转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与半径的关系，故选C。 【小问3详解】 由图可知左右两标尺上黑白相间的等分格为9:1，向心力之比为9:1，两个质量相等的钢球分别置于A和C处，可知转动半径相等，根据F=mω2r 可知，左右塔轮的角速度之比为3:1，根据v=ωr 可知与皮带连接的变速塔轮半径之比为。 四、解答题（请写出必要的过程和文字说明，11题14分，12题16分，13题18分，共48分。） 11. 图甲为智能计数呼啦圈，其刚性腰带外侧带有半径的轨道，将小滑块P置于轨道内，滑块连接一根带有配重的轻绳，通过腰部的微小扭动，使配重随滑块在水平面做匀速圆周运动。为研究方便，腰带视为水平且不动，配重视为质点，如图乙所示。已知配重的质量，绳长，若轻绳能承受的最大拉力是6.25N（θ未知）。取重力加速度大小，。求： （1）配重所能达到的最大角速度ω0的大小（答案可用根号）。 （2）通过增大转速使角速度从0增加到最大角速度ω0的过程中绳子对配重做的功（答案可用分数）。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由受力分析，在竖直方向上可得 代入数据，解得 根据牛顿第二定律可得 其中 解得 【小问2详解】 由动能定理可得 其中 解得 12. 图为中国月球探测工程标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着我国航天人的梦想。我国嫦娥工程实现“绕、落、回”后剑指“载人登月”。小刁同学幻想着自己是探月宇航员，结合所学知识设计了如下实验：首先驾驶航天器在近月轨道上做匀速圆周运动。测出圆周运动的周期T。成功登月后，在距月球表面高h处以初速度水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移。（月球简化为质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。） （1）求月球表面的重力加速度大小g； （2）月球的密度大小ρ； （3）月球的第一宇宙速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物体在月球表面做平抛运动，竖直方向有 水平方向有 解得月球表面重力加速度为 【小问2详解】 由万有引力提供向心力得 又 联立解得月球的密度大小为 【小问3详解】 在月球表面有 又 联立解得 则月球的第一宇宙速度等于近月卫星的环绕速度，则有 解得 13. 图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DM和两个四分之一圆管轨道MN与NP平滑连接组成，圆管轨道MN的圆心与圆管轨道NP的圆心位于同一高度（圆管的内径远小于r）。已知小车质量，水平直轨道AB长度，小车在轨道AB段动摩擦因数为0.2，其余轨道均光滑、不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将具有弹性势能的小车由A点（小车未画出）静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P点水平飞出，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度取。（答案可用根号） （1）求小车运动到B点时的速度大小； （2）求小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小； （3）其他条件不变，同时调节圆管轨道MN与NP的半径r，求当r多大时，小车落地点与P点有最大水平距离，最大水平距离为多大？ 【答案】（1） （2）3N （3）0.125m；0.5m 【解析】 【小问1详解】 小车的质量 小车由A运动至B过程，由能量关系可知 其中 代入数据得 【小问2详解】 小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，设小车在C点的速度为，则 小车从B到C，由动能定理得 得 B点，根据牛顿第二定律可得 联立解得 由牛顿第三定律，小车运动至B点时对轨道压力大小为 【小问3详解】 小车从B到P，由动能定理得 小车从P点飞出后做平抛运动，根据平抛运动的规律可得 联立解得 当 时，小车落地点与P点的水平距离最大，小车从P点飞出，则 综合可知，当时，小车落点与P点水平距离最大，最大距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 天津市第四十七中学2024—2025第二学期高一年级 期中考试物理试卷 第Ⅰ卷（共二部分；满分40分） 一、单选题（每个小题只有一个正确选项，每题5分，共25分） 1. 以下物理观点正确是（　　） A. 物体只有在变力作用下才能做曲线运动 B. 做圆周运动的物体的加速度一定指向圆心 C. 由知，两物体间的距离r减小时，它们之间的引力增大 D. 重力势能与零势能面的选取有关，而重力做功与零势能面的选取无关 2. 截至目前，巴以冲突已导致双方超1.73万人死亡，为了避免冲突，我国进一步加强军事演练，假设在演练时士兵驾驶坦克向东速度大小为v1，坦克静止时射出的炮弹速度大小为v2（v2>v1），且出膛方向沿水平面内可调整，坦克轨迹距离目标最近为d，忽略炮弹受到的空气阻力和炮弹竖直方向的下落，且不计炮弹发射对坦克速度的影响，下列说法正确的是（ ） A. 炮弹在水平方向上做的是曲线运动 B. 要想命中目标且炮弹在空中飞行时间最短，坦克发射处离目标的距离为 C. 炮弹命中目标最短时间为 D. 若到达距离目标最近处时再开炮，不管怎样调整炮口方向，炮弹都无法射中目标 3. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 B. 如图乙，“水流星”表演中，过最高点时水没有从杯中流出，水对杯底压力可以为零 C. 如图丙，小球竖直面内做圆周运动，过最高点的速度至少等于 D. 如图丁，A、B两小球在同一水平面做圆锥摆运动，则A比B的角速度大 4. 图甲、乙分别是生活中常见的台阶式扶梯和倾斜式扶梯，两扶梯的倾角θ相同，某质量为m的同学先后站在两扶梯上，随扶梯以速度v匀速上升，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 甲图中人所受的支持力对人做正功 B. 两图中人所受重力的瞬时功率均为 C. 甲图中人所受的摩擦力对人做正功 D. 乙图中人所受的摩擦力做功的瞬时功率为 5. 如图，水平固定的半球形碗的球心为O点，最低点为B点。在碗的边缘向着球心分别以初速度v1、v2、v3平抛出三个小球，分别经过，，的时间落在A、B、C点，抛出点及落点A、B、C点在同一个竖直面内，且A、C点等高，则下列说法正确的是（　　） A. 三个小球平抛运动时间大小关系为 B. 三个小球平抛初速度的大小关系为 C. 落在C点的小球，在C点的瞬时速度可能与C点的切线垂直 D. 落在B点的小球，在B点的瞬时速度方向与水平方向夹角大于60° 二、多选题（每题都有多个选项正确，每题5分，少选得3分，错选不得分，共15分） 6. 图甲为一款玩具“弹簧公仔”，该玩具由头部、轻质弹簧及底座组成，可简化为图乙。该玩具底座固定在水面桌面上，玩具头部（可视为质点）初始时静止于A点。现用手按压玩具头部至最低点B点，由静止释放，玩具头部最高运动到C点（低于弹簧的原长位置），该过程中玩具头部始终未脱离弹簧，弹簧处于弹性限度内，不计空气阻力。关于玩具头部首次从B点运动到C点的过程中，判断正确的是（　　） A. 玩具头部C点处于平衡状态 B. 重力势能减小，弹性势能减小 C. 重力做负功，弹簧弹力做正功 D. 玩具从B运动到A做加速运动，从A运动到C做减速运动 7. 地球同步轨道上方300千米处的圆形轨道，是国际处理太空垃圾的“墓地轨道”，将废弃飞行物处理到此，可以为“地球同步轨道”释放更多的空间。2022年1月，运行在地球同步轨道上的中国“实践21号”卫星，将一颗失效的北斗二号卫星拖入到了“墓地轨道”。已知“墓地轨道”半径为r，地球同步卫星轨道半径为R，下列说法正确的是（　　） A. “地球同步轨道”处的重力加速度为0 B. 北斗二号卫星在“墓地轨道”和“同步轨道”上运行的角速度之比为 C. 北斗二号卫星在“同步轨道”上的周期比在“墓地轨道”上短 D. “实践21号”卫星从“墓地轨道”返回“地球同步轨道”，需要加速 8. 在通往某景区的公路上，一辆小汽车沿水平面由静止启动，在前8s内做匀加速直线运动，第8s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图像如图所示。已知汽车的质量汽车受到地面的阻力和空气阻力的合力大小恒为车重的0.2倍，重力加速度g=10m/s²。则（　　） A. 汽车的最大速度为12m/s B. 汽车的额定功率为24kW C. 汽车在前8s内的牵引力为1000N D. 从汽车开始运动到达到最大速度，发动机做的功为 第Ⅱ卷（共二部分；满分60分） 三、实验题（每空2分；共12分） 9. 某兴趣小组采用如图所示的实验装置“探究平抛运动的特点”，实验步骤如下： A.让小球多次从同一位置滚下，在一张印有小方格的纸上记下小球平抛运动轨迹上的一系列位置； B．安装好器材，注意把斜槽末端调水平，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线；· C.测出曲线上某点的坐标，；用计算式______（用、、表示）算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求的值，然后求它们的平均值； D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立平面直角坐标系，用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹。 （1）完成上述实验步骤将正确的答案填写在横线上； （2）上述实验步骤的合理顺序是______（只填排列序号即可）； （3）如图所示，在“研究平抛物体运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长L=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度为______ m/s（取）（结果保留两位有效数字）。 10. 用图甲所示实验装置探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。每层左右塔轮半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如图乙）。左右塔轮通过不打滑的皮带连接。实验时，将两小球分别放在短槽C处和长槽A（或B）处，A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A的2倍，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮一起匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。请回答相关问题： （1）在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是______。 A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与力、质量的关系 C. 伽利略对自由落体的研究 （2）某次实验中，小吴同学把两个质量相等的钢球放在B、C位置，将传动皮带调至第一层塔轮，转动手柄，观察左右标尺的刻度，此时可研究向心力的大小与______的关系： A. 质量m B. 角速度ω C. 半径r （3）若某次实验中，两个质量相等的钢球分别置于A和C处，标尺上黑白相间的等分格子数之比为9：1，则与皮带连接的变速塔轮半径之比为______。 四、解答题（请写出必要的过程和文字说明，11题14分，12题16分，13题18分，共48分。） 11. 图甲为智能计数呼啦圈，其刚性腰带外侧带有半径的轨道，将小滑块P置于轨道内，滑块连接一根带有配重的轻绳，通过腰部的微小扭动，使配重随滑块在水平面做匀速圆周运动。为研究方便，腰带视为水平且不动，配重视为质点，如图乙所示。已知配重的质量，绳长，若轻绳能承受的最大拉力是6.25N（θ未知）。取重力加速度大小，。求： （1）配重所能达到的最大角速度ω0的大小（答案可用根号）。 （2）通过增大转速使角速度从0增加到最大角速度ω0的过程中绳子对配重做的功（答案可用分数）。 12. 图为中国月球探测工程标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着我国航天人的梦想。我国嫦娥工程实现“绕、落、回”后剑指“载人登月”。小刁同学幻想着自己是探月宇航员，结合所学知识设计了如下实验：首先驾驶航天器在近月轨道上做匀速圆周运动。测出圆周运动的周期T。成功登月后，在距月球表面高h处以初速度水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移。（月球简化为质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。） （1）求月球表面的重力加速度大小g； （2）月球密度大小ρ； （3）月球的第一宇宙速度大小。 13. 图甲是一款轨道车玩具，轨道造型可自由调节，图乙是某同学搭建的轨道示意图，它由水平直轨道AB、竖直圆轨道BCD、水平直轨道DM和两个四分之一圆管轨道MN与NP平滑连接组成，圆管轨道MN的圆心与圆管轨道NP的圆心位于同一高度（圆管的内径远小于r）。已知小车质量，水平直轨道AB长度，小车在轨道AB段动摩擦因数为0.2，其余轨道均光滑、不计其他阻力，小车可视为质点。该同学将具有弹性势能的小车由A点（小车未画出）静止释放，小车恰好能通过竖直圆轨道BCD，并最终从P点水平飞出，小车在到达B点前发条的弹性势能已经完全释放，重力加速度取。（答案可用根号） （1）求小车运动到B点时的速度大小； （2）求小车运动到圆轨道B点时对轨道的压力大小； （3）其他条件不变，同时调节圆管轨道MN与NP的半径r，求当r多大时，小车落地点与P点有最大水平距离，最大水平距离为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$