精品解析：山东省济宁市2024-2025学年高一下学期质量检测物理试题

山东省济宁市2024-2025学年高一下学期质量检测物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 如图所示，济宁儿童乐园的摩天轮以恒定的角速度在竖直平面内匀速转动。该摩天轮中的一游客从最低点A到达最高点B的过程中，下列说法正确的是（ ） A 速度不变 B. 加速度不变 C. 机械能不守恒 D. 在最低点受重力、支持力、向心力三个力的作用 2. 如图所示，计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，该金属片与下面固定的另一块小金属片组成一个可变电容器。若该电容器的两金属片间电压不变，按下该键时，下列说法正确的是（　　） A. 电容变小 B. 电容器的电荷量变小 C. 两金属片间的电场强度不变 D. 两金属片间的电场强度变大 3. 如图所示，真空中等量异种点电荷分别固定在A、B两点，O点是A、B连线的中点，c、d两点在A、B连线上关于O点对称，e、f两点在A、B连线的中垂线上关于O点对称。下列说法正确的是（　　） A. c、d两点的电势相等 B. c、d两点电场强度相同 C. e、f两点的电场强度不相同 D. 若两点电荷电荷量均变为原来的2倍，c点电场强度大小将变为原来的4倍 4. “开普勒-90”星系是一个类太阳系的恒星系统。其中一颗行星“开普勒-90d”的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的，公转周期约为地球公转周期的。该星系中心天体与太阳的质量之比约为（ ） A. 4:3 B. 9:4 C. 3:1 D. 4:1 5. 如图所示，三根长度相同的绝缘均匀带电棒组成等边三角形，带电量分别为+Q、+Q和，其中一根带电量为+Q的带电棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，则O点电场强度的大小为（ ） A. B. E C. D. 6. 如图所示，半径为的倾斜圆盘倾角为，绕过圆心O且垂直于盘面的转轴匀速转动。将一质量为m的小物块（可视为质点）放在圆盘边缘，并能随圆盘一起转动。已知小物块与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则圆盘匀速转动的最大角速度为（　　） A. B. C. D. 7. 全球无人机市场预计2030年突破5835亿美元，中国将占据消费级市场七成份额。一厂家生产的某款无人机质量为9.8kg，额定功率为1kW。某次进行性能测试时，让其以额定功率由静止竖直上升，6s末达到最大速度。若运动过程中所受的空气阻力大小恒为2N，重力加速度大小g=10m/s2。则在0⁓6s内无人机上升的高度为（ ） A. 30.0m B. 55.1 m C. 56.2m D. 60.0m 8. 如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，圆心为O，小圆环套在大圆环上。若小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点自由下滑，滑至P点时大圆环与小圆环的作用力为零，则OP与竖直方向OQ的夹角θ满足的关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 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. 在某电场中以点为坐标原点建立x坐标轴，轴上各点的电势随坐标x的变化关系如图所示，a、b为x轴上两点。一带正电粒子从O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴运动，关于该粒子下列说法正确的是（ ） A. 在a点时加速度为零 B. 在a点时动能最大 C. 在点时电势能最小 D. 从O点到b点一直做加速运动 10. 2025年3月26日，我国成功将地球同步轨道数据中继卫星“天链二号04星”发射升空，人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。假设图示三个轨道均是“天链二号04星”绕地球飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于A点，与轨道Ⅲ相切于B点，不计该卫星在变轨过程中的质量变化。关于该卫星下列说法正确的是（ ） A. 在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅲ的运行周期 B. 在B点瞬间加速才能使运行轨道由Ⅱ变为Ⅲ C. 沿椭圆轨道Ⅱ从A点飞向B点过程中机械能守恒 D. 在轨道Ⅰ经过A点加速度大于在轨道Ⅱ经过A点的加速度 11. 如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为2cm，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知A、B、C三点的电势分别为3V、5V、7V，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的方向垂直于AC边 B. 匀强电场的电场强度大小为2V/cm C. 等边三角形中心的电势为5V D. 将一个电子从A点移到B点，其电势能增加了2eV 12. 如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，下落H高度到达B点与一轻弹簧接触，又下落h高度到达最低点C。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 从B到C过程中，物块的机械能逐渐减小 B. 从B到C过程中，物块的重力势能和弹簧弹性势能的和逐渐增加 C. 从A到C过程中，物块的最大动能为 D. 从A到C过程中，弹簧的最大弹性势能为mg(H+h) 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某探究小组用如图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为，标尺显示格数表示向心力的大小；图乙是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为、和。请回答以下问题： （1）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，可探究向心力的大小与___________（选填“质量”、“半径”或“角速度”）的关系； （2）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量不相等的小球分别放在挡板C和挡板___________（选填“A”或“B”）处，可探究向心力大小与小球质量的关系； （3）根据实验结论，若选择第二层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为___________。 14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，该小组同学让质量为m的重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作步骤得到了一条完整的纸带如图乙所示。 （1）除图示器材外，下列器材中一定需要的是___________； A. 交流电源（8V） B. 交流电源（220V） C. 秒表 D. 刻度尺 （2）在图乙所示的纸带中，A、B、C为三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。从O点到B点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能增加量___________。 （3）该小组尝试求解实验中受到的阻力，他们作出纸带上各点速度的平方v2与各点到起始点O的距离h的关系图像恰好为一倾斜直线，如图丙所示，该图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则该实验中重物和纸带所受到的阻力为______。（计算时不考虑纸带质量） 15. 2025年5月20日我国成功发射了地球静止轨道同步卫星“中星3B”，首次在国产卫星上应用太赫兹通信载荷，传输速率较前代提升5倍。已知地球的自转周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，由以上数据求： （1）地球的第一宇宙速度； （2）“中星3B”卫星在同步轨道上运行时距地面高度。 16. 某同学自制呼啦圈的简化模型如图所示。不可伸长的轻绳一端拴接配重（可视为质点），另一端通过光滑轻圆环P与钢性特制腰带相连。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，使配重和圆环P一起在水平面内做圆周运动。已知腰带的半径为R=0.12m，配重的质量为m=0.4kg，绳长为L=0.3m，轻绳能承受的最大拉力为，不计空气阻力，重力加速度大小g=10m/s2，，。 （1）求配重做匀速圆周运动时，轻绳与竖直方向的最大夹角； （2）当配重匀速转动且轻绳与竖直方向夹角时，求配重运动的角速度ω。 17. 如图所示，直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场Ⅰ，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场Ⅱ，两象限内的电场强度大小相等，在第一象限内有一点a，其坐标为（10L，5L）。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从a点沿x轴负方向以初速度v0开始运动，经O点进入第三象限，最终到达y轴上的b点，粒子重力忽略不计。求： （1）电场强度的大小； （2）粒子经过O点时的速度； （3）O点与b点之间的距离。 18. 如图所示，在竖直平面内，一过山车轨道模型与传送带平滑连接。过山车轨道模型由三部分组成，AB段为倾角的直轨道，BCDE段为半径的光滑圆形轨道，EF段为光滑水平轨道，三部分之间平滑连接。传送带的长度为，与水平面的夹角也为。一质量为的滑块（可视为质点）从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑，并恰好能通过圆形轨道的最高点D，最终可滑上传送带。已知滑块和倾斜轨道、传送带间的动摩擦因数分别为、，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，传送带顺时针转动的速率，重力加速度大小，，。求： （1）滑块经过圆形轨道最低点C时对轨道的压力FN的大小； （2）A点距B点的高度差h； （3）电动机因传送滑块多消耗的电能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 山东省济宁市2024-2025学年高一下学期质量检测物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 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. 如图所示，济宁儿童乐园的摩天轮以恒定的角速度在竖直平面内匀速转动。该摩天轮中的一游客从最低点A到达最高点B的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 速度不变 B. 加速度不变 C. 机械能不守恒 D. 在最低点受重力、支持力、向心力三个力的作用 【答案】C 【解析】 【详解】AB．游客随摩天轮做匀速圆周运动，则速度的大小和加速度的大小不变，而速度的方向和加速度的方向时刻变化，则速度和加速度均变化，故AB错误； C．因为摩天轮做匀速转动，线速度大小不变，动能不变，重力势能变化，机械能不守恒，故C正确； D．在最低点只受重力和支持力两个力的作用，两者的合力提供向心力，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，计算机键盘每个键下面都连有一块小金属片，该金属片与下面固定的另一块小金属片组成一个可变电容器。若该电容器的两金属片间电压不变，按下该键时，下列说法正确的是（　　） A. 电容变小 B. 电容器的电荷量变小 C. 两金属片间的电场强度不变 D. 两金属片间的电场强度变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据可知，按下该键时，减小，则电容变大，故A错误； B．电容器的两金属片间电压不变，由可知，电容器的电荷量变大，故B错误； CD．根据可知，电压不变，减小，则板间的场强变大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，真空中等量异种点电荷分别固定在A、B两点，O点是A、B连线的中点，c、d两点在A、B连线上关于O点对称，e、f两点在A、B连线的中垂线上关于O点对称。下列说法正确的是（　　） A. c、d两点的电势相等 B. c、d两点的电场强度相同 C. e、f两点的电场强度不相同 D. 若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，c点电场强度大小将变为原来的4倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．等量异种点电荷分别固定在A、B两点，则连线是一条电场线，因沿着电场线电势逐渐降低，则c、d两点的电势不相等，故A错误； B．等量异种点电荷连线上的两对称点c和d，场强的大小相等，方向相同，则场强相同，故B正确； C．e、f两点是中垂线上的两对称点，其场强的大小相等，方向相同，则场强相同，故C错误； D．c点电场强度大小为方向相同的两场强合成，有，若两点电荷的电荷量均变为原来的2倍，则场强将变为原来的2倍，故D错误。 故选B。 4. “开普勒-90”星系是一个类太阳系的恒星系统。其中一颗行星“开普勒-90d”的公转轨道半径约为地球公转轨道半径的，公转周期约为地球公转周期的。该星系中心天体与太阳的质量之比约为（ ） A. 4:3 B. 9:4 C. 3:1 D. 4:1 【答案】A 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力可得 解得中心天体的质量为 则该星系中心天体与太阳的质量之比约为 故选A 5. 如图所示，三根长度相同绝缘均匀带电棒组成等边三角形，带电量分别为+Q、+Q和，其中一根带电量为+Q的带电棒在三角形中心O产生的电场强度大小为E，则O点电场强度的大小为（ ） A. B. E C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由等边三角形的特点，结合点电荷场强公式 场强叠加和对称性知，三根导体棒在O点产生的场强分别为E、E和，如图所示 由场强的叠加知，O点的合场强大小； 故选C。 6. 如图所示，半径为的倾斜圆盘倾角为，绕过圆心O且垂直于盘面的转轴匀速转动。将一质量为m的小物块（可视为质点）放在圆盘边缘，并能随圆盘一起转动。已知小物块与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则圆盘匀速转动的最大角速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物块随圆盘做匀速圆周运动，在最低点时受到的摩擦力最先达到最大，小物块与圆盘间的动摩擦因数为，则有 解得 故选B。 7. 全球无人机市场预计2030年突破5835亿美元，中国将占据消费级市场七成份额。一厂家生产的某款无人机质量为9.8kg，额定功率为1kW。某次进行性能测试时，让其以额定功率由静止竖直上升，6s末达到最大速度。若运动过程中所受的空气阻力大小恒为2N，重力加速度大小g=10m/s2。则在0⁓6s内无人机上升的高度为（ ） A. 30.0m B. 55.1 m C. 56.2m D. 60.0m 【答案】B 【解析】 【详解】6秒末达到最大速度。此时牵引力为 最大速度为 根据动能定理，有 代入数据解得h=55.1m 故选B。 8. 如图所示，一光滑大圆环固定在竖直平面内，圆心为O，小圆环套在大圆环上。若小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点自由下滑，滑至P点时大圆环与小圆环的作用力为零，则OP与竖直方向OQ的夹角θ满足的关系式正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】小圆环从静止开始由大圆环顶端Q点自由下滑，设圆环半径为R，设滑至P点时速度为，根据向心力公式 根据动能定理或机械能守恒得 联立解得，故D正确。 故选D。 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. 在某电场中以点为坐标原点建立x坐标轴，轴上各点的电势随坐标x的变化关系如图所示，a、b为x轴上两点。一带正电粒子从O点由静止释放，仅在电场力作用下沿x轴运动，关于该粒子下列说法正确的是（ ） A. 在a点时加速度为零 B. 在a点时动能最大 C. 在点时电势能最小 D. 从O点到b点一直做加速运动 【答案】CD 【解析】 【详解】A．根据可知，图像切线斜率表示电场强度，则在a点时场强不为零，粒子所受电场力不为零，加速度不为零，故A错误； BCD．根据沿电场方向电势逐渐降低可知，从O点到b点电场方向沿轴正方向，b点右侧电场方向沿轴负方向，由于粒子带正电，所以粒子从O点到b点过程，电场力一直做正功，一直做加速运动，动能一直增加；从b点向右运动过程，电场力做负功，做减速运动，动能减小；所以粒子在点时动能最大，由于粒子仅受电场力作用，动能和电势能之和保持不变，则粒子在点时电势能最小，故B错误，CD正确。 故选CD。 10. 2025年3月26日，我国成功将地球同步轨道数据中继卫星“天链二号04星”发射升空，人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。假设图示三个轨道均是“天链二号04星”绕地球飞行的轨道，其中轨道Ⅰ、Ⅲ均为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆形轨道，三个轨道在同一平面内，轨道Ⅱ与轨道Ⅰ相切于A点，与轨道Ⅲ相切于B点，不计该卫星在变轨过程中的质量变化。关于该卫星下列说法正确的是（ ） A. 在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅲ的运行周期 B. 在B点瞬间加速才能使运行轨道由Ⅱ变为Ⅲ C. 沿椭圆轨道Ⅱ从A点飞向B点过程中机械能守恒 D. 在轨道Ⅰ经过A点的加速度大于在轨道Ⅱ经过A点的加速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．因卫星在轨道Ⅰ的运行半径小于在轨道Ⅲ的运行半径，根据开普勒第三定律可知，在轨道Ⅰ的运行周期小于在轨道Ⅲ的运行周期，选项A错误； B．在B点瞬间加速做离心运动才能使运行轨道由Ⅱ变为Ⅲ，选项B正确； C．沿椭圆轨道Ⅱ从A点飞向B点过程中只有地球引力做功，则机械能守恒，选项C正确； D．根据可知，在轨道Ⅰ经过A点的加速度等于在轨道Ⅱ经过A点的加速度，选项D错误。 故选BC。 11. 如图所示，匀强电场中有一个等边三角形ABC，其边长为2cm，三角形所在的平面跟匀强电场平行。已知A、B、C三点的电势分别为3V、5V、7V，下列说法正确的是（ ） A. 匀强电场的方向垂直于AC边 B. 匀强电场的电场强度大小为2V/cm C. 等边三角形中心电势为5V D. 将一个电子从A点移到B点，其电势能增加了2eV 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．取的中点为点，如图所示 则有 可知为等势线，则匀强电场的方向平行于AC边，大小为，故A错误，B正确； C．由于等边三角形中心在上，所以等边三角形中心的电势为5V，故C正确； D．将一个电子从A点移到B点，电场力做功为 根据功能关系可知，其电势能减小了2eV，故D错误。 故选BC。 12. 如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，下落H高度到达B点与一轻弹簧接触，又下落h高度到达最低点C。已知弹簧的劲度系数为k，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g，不计空气阻力。下列说法正确的是（ ） A. 从B到C过程中，物块的机械能逐渐减小 B. 从B到C过程中，物块的重力势能和弹簧弹性势能的和逐渐增加 C. 从A到C过程中，物块的最大动能为 D. 从A到C过程中，弹簧的最大弹性势能为mg(H+h) 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从B到C过程中，由于弹簧弹力对物块做负功，所以物块机械能逐渐减小，故A正确； B．从B到C过程中，一开始弹簧弹力小于重力，物块继续向下加速运动，当弹簧弹力等于重力时，物块的速度达到最大，之后弹簧弹力大于重力，物块向下减速运动，所以物块的动能先增大后减小；由于物块与弹簧组成的系统满足机械能守恒，所以物块的重力势能和弹簧弹性势能的和先减小后增大，故B错误； C．当弹簧弹力等于重力时，物块的速度达到最大，动能增大，此时弹簧的压缩量为 根据系统机械能守恒可得物块的最大动能满足，故C错误； D．从A到C过程中，物块处于最低时，弹性势能最大，则弹簧的最大弹性势能为，故D正确。 故选AD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某探究小组用如图甲所示的装置来探究向心力大小的表达式，挡板A、B、C到各自转轴的距离之比为，标尺显示格数表示向心力的大小；图乙是左、右塔轮的三种组合方式，从第一层到第三层的左、右半径之比分别为、和。请回答以下问题： （1）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，可探究向心力的大小与___________（选填“质量”、“半径”或“角速度”）的关系； （2）若选择第一层的左、右塔轮组合方式，将两个质量不相等的小球分别放在挡板C和挡板___________（选填“A”或“B”）处，可探究向心力大小与小球质量的关系； （3）根据实验结论，若选择第二层的左、右塔轮组合方式，将两个质量相等的小球分别放在挡板B和C处，匀速摇动手柄，则左、右两标尺显示的格数之比为___________。 【答案】（1）半径 （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 两个塔轮线速度相等，实验选择第一层塔轮组合，两个塔轮半径之比为，根据可知两个塔轮的角速度相等。两个质量相等的钢球分别放在B、C位置，两个钢球到转轴的距离不同，即转动半径不同，根据可知探究的是向心力的大小与半径的关系。 【小问2详解】 实验探究向心力大小与小球质量的关系，根据可知需要让两个小球质量不同，而角速度和转动半径相同，实验选择第一层塔轮组合，两个塔轮半径之比为，而两个塔轮线速度相同，根据可知两个塔轮的角速度相等，保证了角速度相同。挡板C到转轴的距离和挡板A到转轴的距离相等，而挡板C到转轴的距离和挡板B到转轴的距离不相等，因此要保证转动半径相同，需要将小球放到挡板A的位置。 【小问3详解】 由题可知，两塔轮线速度相等，根据可得 转动半径之比 两个小球质量相等，根据可得 14. 某物理兴趣小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律，该小组同学让质量为m的重物带动纸带从静止开始自由下落，按正确操作步骤得到了一条完整的纸带如图乙所示。 （1）除图示器材外，下列器材中一定需要的是___________； A. 交流电源（8V） B. 交流电源（220V） C. 秒表 D. 刻度尺 （2）在图乙所示的纸带中，A、B、C为三个连续打出的点，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g，打点计时器的打点周期为T。从O点到B点的过程中，重物的重力势能减少量______，动能增加量___________。 （3）该小组尝试求解实验中受到的阻力，他们作出纸带上各点速度的平方v2与各点到起始点O的距离h的关系图像恰好为一倾斜直线，如图丙所示，该图线的斜率为k，当地重力加速度为g，则该实验中重物和纸带所受到的阻力为______。（计算时不考虑纸带质量） 【答案】（1）BD （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 电火花打点计时器需要连接交流电源（220V）；需要用刻度尺测量纸带上计数点间的距离；通过打点计时器可以知道计数点间的时间间隔，所以不需要秒表。 故选BD。 【小问2详解】 [1]从O点到B点的过程中，重物的重力势能减少量为 [2]打B点时重物的速度为 则从O点到B点的过程中，重物的动能增加量为 【小问3详解】 设该实验中重物和纸带所受到的阻力为，根据动能定理可得 整理可得 可知图像的斜率为 解得 15. 2025年5月20日我国成功发射了地球静止轨道同步卫星“中星3B”，首次在国产卫星上应用太赫兹通信载荷，传输速率较前代提升5倍。已知地球的自转周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，由以上数据求： （1）地球的第一宇宙速度； （2）“中星3B”卫星在同步轨道上运行时距地面的高度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 物体在地面附近绕地做匀速圆周运动。忽略地球自转影响，可得 万有引力提供向心力，可得 解得 【小问2详解】 设“中星3B”卫星离地面的高度为。轨道半径 万有引力提供向心力，可得 解得 16. 某同学自制呼啦圈的简化模型如图所示。不可伸长的轻绳一端拴接配重（可视为质点），另一端通过光滑轻圆环P与钢性特制腰带相连。水平固定好腰带，通过人体的微小扭动，使配重和圆环P一起在水平面内做圆周运动。已知腰带的半径为R=0.12m，配重的质量为m=0.4kg，绳长为L=0.3m，轻绳能承受的最大拉力为，不计空气阻力，重力加速度大小g=10m/s2，，。 （1）求配重做匀速圆周运动时，轻绳与竖直方向的最大夹角； （2）当配重匀速转动且轻绳与竖直方向夹角时，求配重运动的角速度ω。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当轻绳拉力最大时，绳子与竖直方向夹角最大；则竖直方向有 解得 【小问2详解】 当配重匀速转动且当绳子与竖直方向夹角时，由几何关系可知，配重运动的半径为 对配重，竖直方向有 水平方向有 联立解得 17. 如图所示，直角坐标系xOy中，第一象限存在沿y轴负方向的匀强电场Ⅰ，第三象限存在沿x轴正方向的匀强电场Ⅱ，两象限内的电场强度大小相等，在第一象限内有一点a，其坐标为（10L，5L）。质量为m、电荷量为q的带正电的粒子，从a点沿x轴负方向以初速度v0开始运动，经O点进入第三象限，最终到达y轴上的b点，粒子重力忽略不计。求： （1）电场强度的大小； （2）粒子经过O点时的速度； （3）O点与b点之间的距离。 【答案】（1） （2），与轴负向的夹角 （3） 【解析】 【小问1详解】 在匀强电场I中，轴方向有 轴方向有 解得 【小问2详解】 粒子经过点时，轴方向分速度 方向分速度 解得 过点时速度大小 与轴负向的夹角的正切值 则 【小问3详解】 设粒子在电场II中运动时间为，轴方向 轴方向 解得 18. 如图所示，在竖直平面内，一过山车轨道模型与传送带平滑连接。过山车轨道模型由三部分组成，AB段为倾角的直轨道，BCDE段为半径的光滑圆形轨道，EF段为光滑水平轨道，三部分之间平滑连接。传送带的长度为，与水平面的夹角也为。一质量为的滑块（可视为质点）从倾斜轨道上的A点由静止开始下滑，并恰好能通过圆形轨道的最高点D，最终可滑上传送带。已知滑块和倾斜轨道、传送带间的动摩擦因数分别为、，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，传送带顺时针转动的速率，重力加速度大小，，。求： （1）滑块经过圆形轨道最低点C时对轨道的压力FN的大小； （2）A点距B点的高度差h； （3）电动机因传送滑块多消耗电能。 【答案】（1）30N （2）2.3m （3）2J 【解析】 【小问1详解】 在点， 从到D由机械能守恒， 解得 滑块经过点时，由牛顿第二定律得 由牛顿第三定律可得滑块经过C点时对轨道的压力 【小问2详解】 从到的过程中 解得 【小问3详解】 滑块在传送带上减速运动时 滑块与传送带达到共速所用时间为，则 因为 所以滑块和传送带共速后一起匀速运动，滑块相对于传送带的位移 因摩擦产生的内能 电动机因传送滑块多消耗的电能 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$