精品解析：宁夏回族自治区石嘴山市第三中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

石嘴山三中 2024-2025学年第二学期高一年级期中物理试题 一、单选题 （本大题共12小题，每题2分，共24分） 1. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一，有关万有引力定律说法正确的是（　　） A. 伽利略进行了月地检验 B. 由万有引力定律公式可知，当时， C. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据 D. 牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，并测出了引力常量 【答案】C 【解析】 【详解】A．牛顿进行了月地检验，故A错误； B．当时，两物体不能再看作质点，万有引力定律公式不再适用，所以不能得出的结论，故B错误； C．引力常量的普适性表明在任何情况下，万有引力定律都遵循相同的规律，是万有引力定律正确性的有力证据，故C正确； D．牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，卡文迪什测出了引力常量，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，神舟十七号载人飞船绕地球沿椭圆轨道运动，运动周期为T，图中虚线为飞船的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A 点距离地球最近，C点距离地球最远。B点和D 点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在 C 点所受地球引力最大 B. 飞船在 A 点运行速度最小 C. 飞船从 B 点经 C到D 点的运动时间等于 D. 若用r代表椭圆轨道的半长轴，T代表飞船运动周期，则 ，神舟十七号飞船和月球绕地球运行对应的k值相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 由于C点距离地球最远，则飞船在 C 点所受地球引力最小，故A错误； B．飞船从A点到轨道上其它位置过程中，万有引力与速度方向夹角为钝角，万有引力具有减速效果，可知，飞船在 A 点运行速度最大，故B错误； C．结合上述可知，飞船从ABC或ADC运动时，速度均减小，即BCD运动过程的平均速率小于BAD运动过程的平均速率，可知，BCD运动过程的时间大于BAD运动过程的时间，可知，飞船从 B 点经 C到D 点的运动时间大于，故C错误； D．若将飞船与月球绕地运动的运动简化为匀速圆周运动，则有 解得 可知，由中心天体的质量决定，即若用r代表椭圆轨道的半长轴，T代表飞船运动周期，则 ，神舟十七号飞船和月球绕地球运行对应的k值相等，故D正确。 故选D。 3. 木卫三是太阳系中最大的卫星，主要由硅酸盐岩石和冰体构成。木卫三的平均半径约为， 是月球半径的1.5倍，质量约为，是月球质量的2倍，假设质量相等的两个飞行器分别落在木卫三和月球的表面，木卫三和月球对各自飞行器的引力大小之比为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设飞行器的质量为， 则在木卫三表面有 在月球表面有 可得 由题意有 故 D正确。 4. 理论分析表明，逃逸速度（即第二宇宙速度）是第一宇宙速度的倍。某球状天体的半径为地球半径的一半，其表面的重力加速度大小为地球表面重力加速度的。地球的第一宇宙速度为，则该天体的逃逸速度约为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设地球的第一宇宙速度为，该天体的第一宇宙速度为，根据牛顿第二定律，结合题意可得 解得 故该天体的逃逸为速度 故选A。 5. 如图所示，小球通过细线悬挂于车厢内的O点，在车厢内左右摆动，车厢始终静止，小球从左侧最高点运动到最低点过程中，以地面为参考系，则（　　） A. 重力对小球不做功 B. 细线对小球做正功 C. 细线对车厢做正功 D. 重力的瞬时功率先变大后变小 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球的高度降低，重力对小球做正功，故A错误； B．细线对小球的拉力始终与速度方向垂直，所以细线对小球不做功，故B错误； C．车厢始终静止，所以细线对车厢不做功，故C错误； D．小球处于最高点时速度为零，重力的功率为零，小球处于最低点时，重力与速度方向垂直，重力的功率也为零，所以该过程中重力的瞬时功率先变大后变小，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下，钢球沿桌面飞出后均做平抛运动，最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动，变化的物理量是（　　） A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度 C. 重力的平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据 可得 两次平抛运动的下落高度相同，由 解得 可知两次平抛运动的时间相同，速度的变化率也相同，故A错误； B．依题意，两次平抛运动的初速度不同，下落高度相同，有 解得 根据 可知两次平抛运动，落地时瞬时速度不相同，故B正确； C．由 可知两次平抛运动重力的平均功率相同，故C错误； D．根据 可知两次平抛运动，落地时重力的瞬时功率相同，故D错误。 故选B。 7. 图所示，一质量为m的硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO'的距离为r，硬币与转轴间用一长为r的轻绳连接，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕OO'轴匀速转动，当圆盘转动的角速度为时，（　　） A. 硬币受到的绳子拉力大小为μmg B. 硬币受到的绳子拉力大小为2μmg C. 硬币受到的摩擦力大小为μmg D. 圆盘转动一周摩擦力对硬币做功为2πμmgr 【答案】A 【解析】 【详解】ABC．假设此时达到最大静摩擦力，绳子拉力与摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 解得 则硬币受到的摩擦力大小为，故A正确，BC错误； D．由于摩擦力与速度垂直，所以摩擦力对硬币不做功，故D错误； 故选A。 8. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器在预定地点准确着陆，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探测器的发射过程可以简化如下：探测器由地面发射后，进入地月转移轨道，在近月点多次变轨，由椭圆轨道变为圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 B. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小 C. “嫦娥六号”在地月转移轨道上经过近月点的加速度比在椭圆轨道上经过该点时的加速度大 D. “嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点时的速度小于在圆形轨道上经过该点时的速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．卫星绕月球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力 可得 月球第一宇宙速度等于卫星在月球表面轨道做匀速圆周运动的线速度，所以“嫦娥六号”在圆形轨道上的速度比月球的第一宇宙速度小，故A错误； B．由于椭圆轨道的半长轴大于圆形轨道的半径，根据开普勒第三定律可知，“嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小，故B正确； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知“嫦娥六号”在圆形轨道上经过近月点时的加速度等于在地月转移轨道上经过近月点时的加速度，故C错误； D．卫星从高轨道变轨到低轨道需要在变轨处点火减速，所以“嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点的速度比在圆形轨道上经过近月点时的大，故D错误。 故选B。 9. 我国天文工作者发现了由致密白矮星A与热亚矮星B组成的孤立的双星系统，两星体在万有引力的作用下绕二者连线上某一点做匀速圆周运动。已知A的质量大于B的质量，下列说法正确的是（ ） A. A的线速度大于B的线速度 B. A的角速度大于B的角速度 C. A的加速度小于B的加速度 D. A的向心力小于B的向心力 【答案】C 【解析】 【详解】两个星球同轴转动，角速度大小相等，满足 其中mA＞mB，则rA＜rB 再根据v=ωr，an=ω2r 可判断vA＜vB，aA＜aB 两者的向心力Fn相等。 故选C。 10. 精彩的飙车比赛为我们解释了什么叫速度与激情。如图为一赛车手驾驶着方程式赛车飙车的物理模型，该赛车手正以速度匀速经过半径为16米的半圆（为简化问题，可视为轮胎所受摩擦力指向圆心），已知人与赛车质量为1t，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 赛车受到地面的作用力为 B. 向心加速度 C. 轮胎与地面的摩擦系数至少为0.2 D. 轮胎所受摩擦力不做功 【答案】D 【解析】 【详解】AB．赛车所需向心力为 向心力由地面对车的摩擦力提供，地面的作用力还包含支持力的作用，故赛车受到地面的作用力大于； 向心加速度为，故AB错误； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知轮胎与地面的摩擦系数至少为0.4，故C错误； D．轮胎所受摩擦力提供向心力，方向总是与速度方向垂直，所以轮胎所受摩擦力不做功，故D正确。 故选D。 11. 如图所示，三个可视为质点的小球a、b、c，先后从同一固定斜面（其中）的顶点A处水平抛出（初速度均平行于OD），落点分别为B、C、D。已知AB=BC，O、C、D三点共线且OC=CD，不计空气阻力，则小球a、b、c平抛时的初速度大小之比为（　　） A. 1:2:4 B. 1:4:8 C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】设小球a、b、c平抛时的初速度大小分别为va、vb、vc，对小球a、b，竖直方向有 水平方向有 联立可得 对小球b、c，有， 可得 因此 故选D。 12. “天问二号”探测器即将出征，将再次创造中国航天新高度。假设“天问二号”绕地球的运动可视为匀速圆周运动，距地面的高度为h，飞行n圈所用时间为t，“天问二号”的总质量为m，地球半径为R，引力常量为G，已知重力加速度为g。则（　　） A. 地球的质量 B. 地球表面的重力加速度 C. 探测器的向心加速度 D. 探测器的线速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．“天问二号”绕地球做圆周运动的周期 根据 可得地球的质量 选项A错误； B．根据 地球表面的重力加速度 选项B正确； C．根据 探测器的向心加速度 选项C错误； D．探测器的线速度 选项D错误。 故选B。 二、多选题（本大题共4小题，每题全选对得4分，选不全得2分，有错选不得分，共16分） 13. 如图为某一彗星和地球绕太阳运行的模型图，地球轨道A是半径为r的圆轨道，彗星轨道B为椭圆轨道，椭圆长轴QQ'为2r，P点为两轨道的交点，不计地球与彗星间的引力作用以及其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球和彗星在P位置处受到太阳的万有引力不一定相等 B. 地球和彗星在P处的速度相同 C. 地球与彗星的公转周期相等 D. 地球与太阳的连线和彗星与太阳的连线在相同时间内扫过相同的面积 【答案】AC 【解析】 【详解】A．地球和彗星的质量可能不同，故受到的万有引力可能不同，故A正确； B．由于地球和彗星在P点的速度方向不同，所以速度不可能相同，故B错误； C．因两星球半长轴相等，由开普勒第三定律可知，两星球运动的周期相等，故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，所以地球与太阳的连线和彗星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积不相等，故D错误。 故选AC。 14. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正确； B．A、C具有相等的角速度，根据 可得 对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以 故，故B错误； C．A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故C正确； D．对于B、C，根据万有引力提供向心力有 可得 所以，故D错误。 故选AC。 15. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小下列说法正确的是（　　） A. 小球的质量为10kg B. 轻杆的长度为3.6m C. 若小球通过最高点时的速度大小为3.6m/s，则轻杆对小球的作用力大小为3.6N D. 若小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力为10N 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设杆的长度为L，水平轴受到的杆的作用力F与杆对小球的作用力大小相等、方向相反，因此对小球受力分析则有 整理可得 则图线的斜率为 纵截距为 联立，解得，，故A错误，B正确； C．当时，代入 解得，故C错误； D．小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力，故D正确。 故选BD。 16. 质量为的 滑雪运动员沿着倾角为的一段斜坡从静止开始自由滑下，下滑过程中运动员加速度大小为，为重力加速度；滑雪者沿坡道下滑的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动员重力做功 B. 克服摩擦阻力做功 C. 合力做功为 D. 下滑时重力与合力瞬时功率之比为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．运动员重力做功 故A错误； B．因为 求得摩擦阻力 则克服摩擦力做功 故B错误； C．合力做功为 故C正确； D．设下滑时的瞬时速度为， 此时重力的瞬时功率 合力的瞬时功率 可得 故D正确。 故选CD。 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分） 17. 在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平放置的倾斜挡板MN上，钢球落到挡板MN上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板MN，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有 ；（填选项前字母） A. 斜槽轨道要光滑 B. 斜槽轨道末端要水平 C. 每次要从斜槽上同一位置无初速度释放钢球 D. 图中挡板MN每次必须等间距下移 （2）如图乙所示，在描出的轨迹上取A、B、C三点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系，AB和BC的水平间距相等且均为，竖直间距分别是和，若A点是抛出点，则__________；若A点不是抛出点，则钢球平抛的初速度大小为__________。（用、、和重力加速度g表示） 【答案】（1）BC （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 ABC．为保证小球每次都从斜槽轨道末端以相同速度水平飞出，必须使斜槽轨道末端水平，且每次要从斜槽上同一位置无初速度释放钢球，而斜槽轨道是否光滑没有影响，故A错误，BC正确； D．图中挡板MN每次不必等间距下移，故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 [1]因小球水平方向的运动为匀速直线运动，故小球由A到B和由B到C的时间相等，设为，若A点是抛出点，因小球竖直方向的运动为自由落体运动，故 [2]若A点不是抛出点，则， 联立得 18. “天工”实验小组的同学为完成“探究向心力大小的表达式”实验，设计了如图甲所示的装置。水平转台（转速可调整）中心固定有定滑轮，细线跨过定滑轮将放置在转台边缘处的金属块与竖直固定的力传感器相连，定滑轮与金属块之间的细线与转台平行。金属块中心的正下方固定有宽度为d的遮光条。金属块和遮光条一起随转台做匀速圆周运动时，位于水平地面的光电计时器可以记录下遮光条经过光电计时器的遮光时间t1和相邻两次经过光电计时器的时间间隔t2（），力传感器可以记录下细线上的拉力F。金属块与转台之间的摩擦力可忽略。 （1）金属块做圆周运动的线速度大小v=________，半径r=________。（均用给定的物理量符号表示） （2）仅改变转台转速，多次实验后，测得多组F、t1、t2的数据，为了更直观地得出结论，同学们绘制出如图乙所示的图像。由此可以得出结论：做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与________（填“v”“v2”或“”）成正比。若已知该图线的斜率为k，则金属块的质量m=________（用k、d表示）。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. v2 ②. 【解析】 【小问1详解】 [1]金属块做圆周运动的线速度大小 [2]由， 解得 【小问2详解】 [1]由前面的分析可知、 结合题中图像可得出结论，做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与v2成正比； [2]结合向心力表达式 可知 可得 解得 四、计算题（本大题共5小题，共46分） 19. 2024年6月，嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为，测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为，引力常量为。求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 月壤质量为，测得其在月球表面的重力为，则有 解得 【小问2详解】 在月球表面有 结合上述解得 20. 宇航员在地球表面将小球以一定的水平初速度向斜面抛出，斜面倾角 ，经t时间小球恰好垂直撞在斜面上。现宇航员站在某质量分布均匀的星球表面，将小球以相同的初速度向该斜面抛出，小球经（t和t₀未知）的时间也垂直落在斜面上。已知该星球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）该星球的密度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 在地球表面小球恰好垂直撞在斜面上，有 在该星球表面小球恰好垂直撞在斜面上，有 两式联立得 【小问2详解】 在该星球表面物体所受重力等于万有引力，即 又， 联立得 21. 一游乐场水上过山车模型图如下，固定在离水面高为的水平平台上的圆形轨道半径为，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。现将一质量为2kg的小球通过过山车模型的多个圆形轨道从A点离开，再通过光滑的水平轨道AC从C点水平飞出落入水中。已知水面宽度为，不计空气阻力，重力加速度g取 求： （1）小球能通过圆形轨道，在B点的速度至少多大； （2）小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度是多少； （3）第（2）问中的小球在圆轨道最低点A对轨道的压力大小； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球能通过圆形轨道，在B点的速度最小值满足 解得 【小问2详解】 小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度满足 在竖直方向有 解得 【小问3详解】 小球经过最低点A时有 因水平轨道AC光滑，故 求得 根据牛顿第三定律，小球在圆轨道最低点A对轨道的压力大小 22. 航天员在某星球做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ。当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力。已知星球的半径为R，引力常量为G。求： （1）线的拉力； （2）该星球表面的重力加速度； （3）该星球近地绕行卫星的线速度大小。 【答案】（1），方向沿细线向上 （2），方向竖直向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球进行分析，小球做匀速圆周运动，则有 解得线的拉力大小 方向沿细线向上。 【小问2详解】 对小球进行分析，小球做匀速圆周运动，则有 结合上述有 解得 方向竖直向下。 【小问3详解】 星球近地绕行卫星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 在星球表面有 结合上述解得 23. 额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶最大速度是20m/s，汽车质量2×103kg，如果汽车从静止开始先做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，则： （1）汽车匀加速运动时受到的牵引力多大？ （2）汽车做匀加速直线运动的最大速度多大？ （3）汽车从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功多大？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当汽车达到额定功率后，先加速，后匀速，匀速阶段牵引力等于摩擦力，所以 汽车从静止开始先做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，所以 （2）汽车做匀加速直线运动最后一刻，汽车刚好达到最大功率，所以 （3）匀加速直线运动的时间为 位移为 后阶段功率不变，所以从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 石嘴山三中 2024-2025学年第二学期高一年级期中物理试题 一、单选题 （本大题共12小题，每题2分，共24分） 1. 万有引力定律是人类科学史上最伟大的发现之一，有关万有引力定律说法正确的是（　　） A. 伽利略进行了月地检验 B. 由万有引力定律公式可知，当时， C. 引力常量的普适性是万有引力定律正确性的有力证据 D. 牛顿根据牛顿运动定律和开普勒行星运动定律得出万有引力定律，并测出了引力常量 2. 如图所示，神舟十七号载人飞船绕地球沿椭圆轨道运动，运动周期为T，图中虚线为飞船的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A 点距离地球最近，C点距离地球最远。B点和D 点是弧线ABC和ADC的中点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在 C 点所受地球引力最大 B. 飞船在 A 点运行速度最小 C. 飞船从 B 点经 C到D 点的运动时间等于 D. 若用r代表椭圆轨道的半长轴，T代表飞船运动周期，则 ，神舟十七号飞船和月球绕地球运行对应的k值相等 3. 木卫三是太阳系中最大的卫星，主要由硅酸盐岩石和冰体构成。木卫三的平均半径约为， 是月球半径的1.5倍，质量约为，是月球质量的2倍，假设质量相等的两个飞行器分别落在木卫三和月球的表面，木卫三和月球对各自飞行器的引力大小之比为（　　） A. B. C. D. 4. 理论分析表明，逃逸速度（即第二宇宙速度）是第一宇宙速度的倍。某球状天体的半径为地球半径的一半，其表面的重力加速度大小为地球表面重力加速度的。地球的第一宇宙速度为，则该天体的逃逸速度约为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，小球通过细线悬挂于车厢内的O点，在车厢内左右摆动，车厢始终静止，小球从左侧最高点运动到最低点过程中，以地面为参考系，则（　　） A. 重力对小球不做功 B. 细线对小球做正功 C. 细线对车厢做正功 D. 重力的瞬时功率先变大后变小 6. 如图所示，在水平桌面上用硬练习本做成一个斜面，使同一小钢球先后从斜面上A、B位置由静止释放滚下，钢球沿桌面飞出后均做平抛运动，最终落到同一水平面上。比较两次平抛运动，变化的物理量是（　　） A. 速度的变化率 B. 落地时瞬时速度 C. 重力的平均功率 D. 落地时重力的瞬时功率 7. 图所示，一质量为m的硬币（可视为质点）置于水平圆盘上，硬币与竖直转轴OO'的距离为r，硬币与转轴间用一长为r的轻绳连接，已知硬币与圆盘之间的动摩擦因数为μ（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度大小为g。若硬币与圆盘一起绕OO'轴匀速转动，当圆盘转动的角速度为时，（　　） A. 硬币受到的绳子拉力大小为μmg B. 硬币受到的绳子拉力大小为2μmg C. 硬币受到的摩擦力大小为μmg D. 圆盘转动一周摩擦力对硬币做功为2πμmgr 8. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器在预定地点准确着陆，实现世界首次月球背面采样返回。“嫦娥六号”探测器的发射过程可以简化如下：探测器由地面发射后，进入地月转移轨道，在近月点多次变轨，由椭圆轨道变为圆形轨道。下列说法正确的是（　　） A. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行速度比月球的第一宇宙速度大 B. “嫦娥六号”在圆形轨道上的运行周期比在椭圆轨道上的运行周期小 C. “嫦娥六号”在地月转移轨道上经过近月点的加速度比在椭圆轨道上经过该点时的加速度大 D. “嫦娥六号”在椭圆轨道上经过近月点时的速度小于在圆形轨道上经过该点时的速度 9. 我国天文工作者发现了由致密白矮星A与热亚矮星B组成的孤立的双星系统，两星体在万有引力的作用下绕二者连线上某一点做匀速圆周运动。已知A的质量大于B的质量，下列说法正确的是（ ） A. A的线速度大于B的线速度 B. A的角速度大于B的角速度 C. A的加速度小于B的加速度 D. A的向心力小于B的向心力 10. 精彩的飙车比赛为我们解释了什么叫速度与激情。如图为一赛车手驾驶着方程式赛车飙车的物理模型，该赛车手正以速度匀速经过半径为16米的半圆（为简化问题，可视为轮胎所受摩擦力指向圆心），已知人与赛车质量为1t，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 赛车受到地面的作用力为 B. 向心加速度 C. 轮胎与地面的摩擦系数至少为0.2 D. 轮胎所受摩擦力不做功 11. 如图所示，三个可视为质点的小球a、b、c，先后从同一固定斜面（其中）的顶点A处水平抛出（初速度均平行于OD），落点分别为B、C、D。已知AB=BC，O、C、D三点共线且OC=CD，不计空气阻力，则小球a、b、c平抛时的初速度大小之比为（　　） A. 1:2:4 B. 1:4:8 C. D. 12. “天问二号”探测器即将出征，将再次创造中国航天新高度。假设“天问二号”绕地球的运动可视为匀速圆周运动，距地面的高度为h，飞行n圈所用时间为t，“天问二号”的总质量为m，地球半径为R，引力常量为G，已知重力加速度为g。则（　　） A. 地球的质量 B. 地球表面的重力加速度 C. 探测器的向心加速度 D. 探测器的线速度 二、多选题（本大题共4小题，每题全选对得4分，选不全得2分，有错选不得分，共16分） 13. 如图为某一彗星和地球绕太阳运行的模型图，地球轨道A是半径为r的圆轨道，彗星轨道B为椭圆轨道，椭圆长轴QQ'为2r，P点为两轨道的交点，不计地球与彗星间的引力作用以及其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A. 地球和彗星在P位置处受到太阳的万有引力不一定相等 B. 地球和彗星在P处的速度相同 C. 地球与彗星的公转周期相等 D. 地球与太阳的连线和彗星与太阳的连线在相同时间内扫过相同的面积 14. 如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（　　） A. 卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、B的线速度大小关系为 C. A、B、C周期大小关系为 D. B、C的向心加速度大小关系为 15. 如图甲所示，轻杆的一端固定一小球（可视为质点），另一端套在光滑的水平轴O上，水平轴的正上方有一速度传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时的速度大小v，水平轴O处有一力传感器（图中未画出），可以测量小球通过最高点时水平轴受到的杆的作用力F，若取竖直向下为F的正方向，在最低点时给小球不同的初速度，得到的（v为小球在最高点时的速度）图像如图乙所示，取重力加速度大小下列说法正确的是（　　） A. 小球的质量为10kg B. 轻杆的长度为3.6m C. 若小球通过最高点时的速度大小为3.6m/s，则轻杆对小球的作用力大小为3.6N D. 若小球通过最高点时的速度大小为6m/s，则小球受到的合力为10N 16. 质量为的 滑雪运动员沿着倾角为的一段斜坡从静止开始自由滑下，下滑过程中运动员加速度大小为，为重力加速度；滑雪者沿坡道下滑的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 运动员重力做功 B. 克服摩擦阻力做功 C. 合力做功为 D. 下滑时重力与合力瞬时功率之比为 三、实验题（本大题共2小题，每空2分，共14分） 17. 在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，落在水平放置的倾斜挡板MN上，钢球落到挡板MN上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板MN，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列实验条件必须满足的有 ；（填选项前字母） A. 斜槽轨道要光滑 B. 斜槽轨道末端要水平 C. 每次要从斜槽上同一位置无初速度释放钢球 D. 图中挡板MN每次必须等间距下移 （2）如图乙所示，在描出的轨迹上取A、B、C三点，沿水平和竖直方向建立平面直角坐标系，AB和BC的水平间距相等且均为，竖直间距分别是和，若A点是抛出点，则__________；若A点不是抛出点，则钢球平抛的初速度大小为__________。（用、、和重力加速度g表示） 18. “天工”实验小组的同学为完成“探究向心力大小的表达式”实验，设计了如图甲所示的装置。水平转台（转速可调整）中心固定有定滑轮，细线跨过定滑轮将放置在转台边缘处的金属块与竖直固定的力传感器相连，定滑轮与金属块之间的细线与转台平行。金属块中心的正下方固定有宽度为d的遮光条。金属块和遮光条一起随转台做匀速圆周运动时，位于水平地面的光电计时器可以记录下遮光条经过光电计时器的遮光时间t1和相邻两次经过光电计时器的时间间隔t2（），力传感器可以记录下细线上的拉力F。金属块与转台之间的摩擦力可忽略。 （1）金属块做圆周运动的线速度大小v=________，半径r=________。（均用给定的物理量符号表示） （2）仅改变转台转速，多次实验后，测得多组F、t1、t2的数据，为了更直观地得出结论，同学们绘制出如图乙所示的图像。由此可以得出结论：做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小与________（填“v”“v2”或“”）成正比。若已知该图线的斜率为k，则金属块的质量m=________（用k、d表示）。 四、计算题（本大题共5小题，共46分） 19. 2024年6月，嫦娥六号探测器在人类历史上首次实现月球背面采样。采样的月壤质量为，测得其在月球表面的重力为。已知月球半径为，引力常量为。求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量。 20. 宇航员在地球表面将小球以一定的水平初速度向斜面抛出，斜面倾角 ，经t时间小球恰好垂直撞在斜面上。现宇航员站在某质量分布均匀的星球表面，将小球以相同的初速度向该斜面抛出，小球经（t和t₀未知）的时间也垂直落在斜面上。已知该星球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）该星球的密度。 21. 一游乐场水上过山车模型图如下，固定在离水面高为的水平平台上的圆形轨道半径为，A、B分别为圆形轨道的最低点和最高点。现将一质量为2kg的小球通过过山车模型的多个圆形轨道从A点离开，再通过光滑的水平轨道AC从C点水平飞出落入水中。已知水面宽度为，不计空气阻力，重力加速度g取 求： （1）小球能通过圆形轨道，在B点的速度至少多大； （2）小球能不碰壁且安全落入水中，在C点最大速度是多少； （3）第（2）问中的小球在圆轨道最低点A对轨道的压力大小； 22. 航天员在某星球做了如下实验：如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角为2θ。当圆锥和球一起以周期T匀速转动时，球恰好对锥面无压力。已知星球的半径为R，引力常量为G。求： （1）线的拉力； （2）该星球表面的重力加速度； （3）该星球近地绕行卫星的线速度大小。 23. 额定功率为80kW的汽车，在平直公路上行驶最大速度是20m/s，汽车质量2×103kg，如果汽车从静止开始先做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，达到额定功率后以额定功率行驶，在运动过程中阻力不变，则： （1）汽车匀加速运动时受到的牵引力多大？ （2）汽车做匀加速直线运动的最大速度多大？ （3）汽车从静止开始运动11s的过程中牵引力做的功多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $