精品解析：山东省枣庄市第八中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

2024级高一阶段性学情诊断 物理 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.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B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。 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。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列说法正确的是（　　） A. 布鲁诺提出了“日心说” B. 开普勒发现了行星运动定律 C. 胡克发现了万有引力定律 D. 牛顿通过实验推算出了万有引力常量 【答案】B 【解析】 【详解】A．哥白尼提出了“日心说”，故A错误； B．开普勒发现了行星运动定律，故B正确； C．牛顿发现了万有引力定律，故C错误； D．卡文迪什通过实验推算出了万有引力常量，故D错误。 故选B。 2. 2022年北京冬奥会花样滑冰双人滑比赛，中国选手隋文静、韩聪夺得双人滑冠军，如图所示为比赛中的一个精彩瞬间，韩聪拉着隋文静的手，使隋文静以韩聪为轴做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 隋文静的线速度不变 B. 隋文静所受的合外力不变 C. 隋文静的角速度保持不变 D. 隋文静的向心加速度不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．隋文静以韩聪为轴做匀速圆周运动，则隋文静的线速度大小不变，方向时刻改变，故A错误； B．根据可知隋文静所受的合外力大小不变，方向时刻改变，故B错误； C．隋文静以韩聪为轴做匀速圆周运动，隋文静的角速度保持不变，故C正确； D．根据可知隋文静的向心加速度大小不变，方向时刻改变，故D错误。 故选C。 3. 自行车的传动装置如图所示，关于大轮边缘点A、小飞轮边缘点B和轮胎边缘点，下列说法正确的是（　　） A. A与B两点线速度相同 B. A点的角速度比B点的大 C. 点的周期比A点的大 D. 点的线速度比A点的大 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，大轮边缘点A和小飞轮边缘点B靠链条传动，则A与B两点线速度大小相等，故A错误； B．根据 其中， 可得 故B错误； C．根据 其中 可得 故C错误； D．根据 因为 可得 故D正确。 故选D。 4. 2024年3月20日，我国利用长征八号火箭将鹊桥二号卫星送入预定地月转移轨道。如图所示，经过点时经过变轨控制，先后进入近月点P，远月点分别为的捕获轨道和环月轨道。关于鹊桥二号下列说法正确的是（　　） A. 经过A点和B点时，它与月球连线在相等时间内，扫过的面积相等 B. 在捕获轨道上经过A点的速度大于经过点的速度 C. 从捕获轨道变轨到环月轨道，应从P点点火加速变轨 D. 在捕获轨道的运动周期大于环月轨道的运动周期 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，在同一轨道上与月球连线在相等时间内，扫过的面积才相等，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知，近月点的速度大于远月点的速度，故在捕获轨道上经过A点的速度小于经过点的速度，故B错误； C．从捕获轨道变轨到环月轨道，做近心运动，故应从P点点火减速变轨，故C错误； D．根据开普勒第三定律可知在捕获轨道的运动周期大于环月轨道的运动周期，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，2017年9月25日，微信启动页“变脸”：由美国卫星拍摄的地球静态图，换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图。“风云四号”卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，下列说法正确的是（　　） A. “风云四号”运行速度大于第一宇宙速度 B. 所有地球静止轨道卫星的加速度大小都相等 C. 经过一段时间“风云四号”可以运行到北京上空 D. “风云四号”卫星的发射速度大于第二宇宙速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力 解得 可知卫星的线速度v随轨道半径r的增大而减小，而v=7.9km/s为第一宇宙速度，即卫星围绕地球表面运行的速度，因静止卫星轨道半径比地球半径大很多，因此“风云四号”运行速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．风云四号卫星围绕地球做匀速圆周运动，有 解得 由于所有地球静止轨道卫星的轨道半径相同，则所有地球静止轨道卫星的加速度大小都相等，故B正确； C．卫星要与地球同步，其轨道必须在赤道平面，所以经过一段时间“风云四号”不可能运行到北京上空，故C错误； D．第二宇宙速度是卫星挣脱地球引力束缚的最小速度，所以“风云四号”卫星的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，为某个走时准确时钟的时针、分针与秒针的端点，转动轴到针尖的长度之比为1：1.4：1.6。下列说法正确的是（　　） A. A与的周期之比为24：1 B. A与的角速度之比为 C. A与的线速度之比为 D. 与的加速度之比为 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，时针的周期为 分针的周期为 秒针的周期为 A．A与的周期之比为 故A错误； B．根据可得A与的角速度之比为 故B正确； C．根据可得A与的线速度之比为 故C错误； D．根据可得与的加速度之比为 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体和，轻绳恰好伸长且无弹力，和质量都为。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，、与盘间的动摩擦因数相同且均为，重力加速度为。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速从零开始缓慢增大到两物体刚好要发生滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 圆盘的角速度为时，物体所受摩擦力为零 B. 圆盘的角速度时，轻绳中无弹力 C. 圆盘的角速度应满足 D. 绳子的最大张力为 【答案】D 【解析】 【详解】B．刚开始角速度较小时，A、B两个物体由所受的静摩擦力提供向心力，因B物体离中心轴更远，故B物体所需要向心力更大，即B物体所受到的静摩擦力先达到最大值，此时则有 解得当绳上刚出现拉力时圆盘的角速度为 故当圆盘的角速度满足时，轻绳中无弹力，故B错误； CD．当两物体刚要发生相对滑动时，以B为研究对象，有 以A为研究对象，有 联立解得， 故圆盘的角速度应满足，绳子的最大张力为 故C错误，D正确； A．当A所受的摩擦力为零时，以B为研究对象，有 以A为研究对象，有 联立解得 故当圆盘的角速度为时，物体所受摩擦力为零，故A错误。 故选D。 8. 有一半径为R、密度均匀的球体，质点P位于球体表面，球体对质点的万有引力大小为。现从大球中对称挖去两个半径为的球体，挖去的两小球球心的连线与垂直，如图所示，则球体剩余部分对质点的万有引力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设均匀球体的质量为M，被挖去的小球体的质量为，根据 可知 设小球球心与质点P连线与水平方向夹角为，由几何关系可知 由万有引力定律可知，未挖去小球前，大球体对质点P的万有引力大小为 挖去的小球对质点P的万有引力大小为 挖去的两小球对质点P的万有引力合力大小为 则球体剩余部分对质点的万有引力大小为 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，长为轻质细绳的一端固定于点，另一端系一个小球（可看成质点），在点的正下方处的A点钉一个钉子，小球从一定高度处自左向右摆下。关于细绳碰到钉子前后瞬间，下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的大小变为原来的2倍 B. 细绳拉力的大小变为原来的2倍 C. 小球加速度的大小变为原来的2倍 D. 小球角速度变为原来的2倍 【答案】CD 【解析】 【详解】A．细绳与钉子碰撞前后瞬间，由于惯性，小球的速度不变，故A错误； B．对小球受力分析，根据牛顿第二定律 可知小球受到的向心力变为原来2倍，但受到的轻绳拉力小于原来2倍，故B错误。 C．根据可知小球的向心加速度变为原来的2倍，故C正确； D．根据可知小球的角速度变为原来2倍，故D正确。 故选CD。 10. 2024年9月19日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第五十九颗、六十颗北斗导航卫星，两卫星轨道均为圆轨道且与赤道在同一平面内。如图所示，卫星A是中轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星。下列说法正确的是（　　） A. 卫星角速度大小关系为 B. 卫星线速度大小关系为 C. 卫星加速度大小关系为 D. 卫星受到地球引力大小关系为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对于卫星A和卫星B，由万有引力提供向心力 可得 因为 所以 由于卫星B是地球同步卫星，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星，故 即卫星角速度大小关系为 故A错误； B．对于卫星A、B，根据万有引力提供向心力，有 解得 由题图可知 所以 对于卫星B、P，根据可知 即卫星线速度大小关系为 故B正确； C．对于卫星A、B，根据万有引力提供向心力 可知 对于卫星B、P，根据可知 即卫星加速度大小关系为 故C正确； D．根据 由于三个卫星的质量未知，所以无法比较三个卫星受到地球引力的大小关系，故D错误。 故选BC。 11. 如图所示，质量均为的a、b两小球，在光滑半球形碗内做匀速圆周运动，碗的球心为点、半径为，、与竖直方向的夹角分别为和，两球运动过程中，碗始终静止在水平地面上，已知。则下列说法正确的是（　　） A. a、b两球做圆周运动的线速度之比为 B. a、b两球做圆周运动的角速度之比为 C. a、b两球做圆周运动的角速度之比为 D. a、b两球运动过程中，碗对地面始终有摩擦力作用 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．小球做匀速圆周运动，由重力和支持力的合力提供向心力，设小球与竖直方向的夹角为，则 解得， 则a、b两球做圆周运动的线速度之比为 则a、b两球做圆周运动的角速度之比为 故A正确，BC错误； D．a 、b 两球运动过程中，两球对碗的压力的水平分量为mgtanθ，因θ不同，则两球对碗的压力的水平分量不相等，对碗来说两球对碗的水平方向的作用力不为零，则碗对地面始终有摩擦力作用，选项D正确。 故选AD。 12. 如图所示，圆锥的底角，顶点处有固定挡板，通过轻绳使质量为的小物块静止在圆锥侧面上，轻绳长。现让小物块和圆锥一起（无相对滑动）绕圆锥轴线做匀速圆周运动，角速度为，已知，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对小物块的拉力始终大于小物块的重力 B. 当时圆锥体对小物块支持力为零 C. 当时圆锥体对小物块支持力为 D. 当时轻绳对小物块的拉力为 【答案】BCD 【解析】 【详解】B．当圆锥体对小物块支持力为零时，对小物块受力分析，由牛顿第二定律 代入数据解得 故B正确； C．当时，对小物块受力分析，由牛顿第二定律 由平衡条件有 联立解得 故C正确； D．当时，小物块已经离开圆锥侧面，设此时绳子与竖直方向夹角为，则由牛顿第二定律 解得 故D正确； A．当小物块在斜面上时，有， 联立可得 当时 此时 随着角速度逐渐增大，轻绳对小物块的拉力逐渐增大，当时解得 故当时；当时，故A错误。 故选BCD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄，以使塔轮和旋臂随之匀速转动，两边标尺露出红白相间的等分格数的比值可以粗略地表示两个球的向心力 （1）本实验采用的主要研究方法是______ A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 控制变量法 （2）皮带放在相同的塔轮半径上，两个大小相同、材质相同的小球，需放在如图中两旋臂的半径______（选填“相同”或“不相同”）位置上； （3）两个大小相同、材质相同的小球，分别放在两旋臂的相同半径位置上，皮带放在半径之比等于2:1的塔轮半径上，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为______。 【答案】（1）C （2）不相同 （3）1:4 【解析】 【小问1详解】 实验研究向心力与半径、质量和角速度的关系，在研究其中两个物理量关系时，需要确保其它物理量一定，可知，实验用的主要研究方法是控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 皮带放在相同的塔轮半径上，由于皮带传动过程中，与皮带接触边缘线速度大小相等，根据 可知，两小球的角速度相等，即实验中两小球角速度、质量相等，实验探究的是向心力与小球圆周运动的半径之间的关系，则小球需放在如图中两旋臂的半径不相同的位置上。 【小问3详解】 两个大小相同、材质相同的小球，分别放在两旋臂的相同半径位置上，即两小球质量相等，圆周运动的半径相等，皮带放在半径之比等于2:1的塔轮半径上，则有 解得 根据， 解得 14. DIS实验是指数字化信息系统实验，某兴趣小组利用如图所示DIS实验装置测量摆球的质量和当地的重力加速度。 实验器材：铁架台（带铁夹）、摆球、力传感器、速度传感器、数据采集器等。 实验操作如下： A．将力学传感器固定于铁架台上； B．用细线连接质量为的摆球，细线的另一端连接拉力传感器于点； C．将速度传感器固定于点正下方，且与摆球球心在同一水平面内； D．使细线伸直并偏离竖直方向一定角度，由静止释放摆球，力传感器测得摆球在最低点时绳的拉力大小，速度传感器测得摆球在最低点时速度大小； E．改变细线与竖直方向的角度重复步骤D，多次采集实验数据； F．应用计算机进行数据处理，测出摆球质量、重力加速度。 根据以上实验操作，回答下列问题： （1）由实验数据作出的关系图像正确的是_____。 A. B. C. （2）若图像的斜率大小，纵截距，摆线（固定点到摆球上沿距离）长度，由此可以计算得出摆球质量_____，重力加速度大小_____。（结果都保留两位小数） （3）在（2）中没有测量摆球的直径，则所测摆球质量应_____（填“大于”、“小于”或“等于”）摆球实际质量。 【答案】（1）B （2） ①. ②. （3）小于 【解析】 【小问1详解】 小球到达最低点时，根据牛顿第二定律得 整理得 故图像为一次函数图线，斜率为正，纵截距为正，故选B。 【小问2详解】 [1][2]根据题意结合上述分析得纵截距 斜率 解得， 【小问3详解】 由得 实际摆长为球心到悬点的距离，根据题意，（2）中没有测量摆球的直径，用固定点到摆球上沿的距离代替摆长，故所测摆球质量必然小于摆球实际质量。 15. 我国为开展行星探测任务，于2020年成功发射火星探测器“天问一号”，并计划2025年发射“天问二号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，引力常量为G，地球半径为R、表面重力加速度为，忽略天体的自转，求： （1）火星的密度； （2）火星的第一宇宙速度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由题意可知， 在天体表面有 根据 可得火星表面的重力加速度为 根据， 联立可得火星的密度为 【小问2详解】 由 可得火星的第一宇宙速度为 16. 如图所示，轻杆一端拴接一质量为可视为质点的小球，轻杆另一端固定在匀速转动的水平轴上，使小球在竖直面内以角速度做匀速圆周运动，A点为圆周运动的最高点，B点与圆心点等高。已知轻杆长，，，重力加速度。求： （1）小球通过A点时，轻杆对小球的作用力； （2）小球通过B点时，轻杆对小球的作用力。 【答案】（1）1N，方向竖直向上 （2）5N，方向与水平方向成53°斜向左上方 【解析】 【小问1详解】 小球通过A点时，对小球受力分析由牛顿第二定律 代入数据解得 则小球通过A点时，轻杆对小球的作用力大小为1N，方向竖直向上。 【小问2详解】 小球通过B点时，向心力大小为 由几何关系可知，小球通过B点时，轻杆对小球的作用力大小为 方向与水平方向成，满足 则 17. 如图所示，如果给轨道Ⅰ上运动的空间站运送货物，飞船先在近地轨道Ⅲ上绕地球做圆周运动，到达轨道Ⅲ的B点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点A时再次点火进入轨道Ⅰ恰好与空间站对接。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，轨道Ⅰ的轨道半径为，引力常量为G。求： （1）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率； （2）飞船从B点到A点所用的时间； （3）如果某次错过了在B点的变轨时机，还应经过多长时间再次迎来变轨时机。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当飞船在地球表面时有 解得 设飞船在轨道I上的运行速率，轨道I是圆轨道，根据万有引力提供向心力 联立可得飞船在轨道Ⅰ上的运行速率 【小问2详解】 设飞船在轨道Ⅲ上的运行周期，轨道Ⅲ是圆轨道，根据万有引力提供向心力 又 解得 设飞船在轨道II上的运行周期为，轨道半长轴为 根据开普勒第三定律可得 解得 所以飞船从B点到A点所用的时间为 【小问3详解】 如果某次错过了在B点的变轨时机，则应还在轨道Ⅲ上多转一圈，由（2）问可知，还应经过时间再次迎来变轨时机。 18. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的可看作质点的小物块，在陶罐内随陶罐一起转动且相对罐壁静止，物块和点的连线与之间的夹角为。已知小物块与陶罐间的动摩擦因数，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，，重力加速度为。求： （1）小物块受到的摩擦力恰好为零时转台转动的角速度大小； （2）小物块与转台不发生滑动时转台转动的角速度范围。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 若小物块受到的摩擦力恰好为零时，则物块受到的重力与陶罐内壁给的支持力的合力提供向心力，对物块由牛顿第二定律有 代入解得 【小问2详解】 当角速度较小时，物块有下滑趋势，摩擦力沿罐壁向上，对物块，竖直方向有 水平方向有 其中 联立解得 当角速度较大时，物块有上滑趋势，摩擦力沿罐壁向下。对物块，竖直方向有 水平方向有 且 联立解得 故转台转动的角速度范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级高一阶段性学情诊断 物理 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.选择题的作答：选出每小题答案后，用2B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。 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。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列说法正确的是（　　） A. 布鲁诺提出了“日心说” B. 开普勒发现了行星运动定律 C. 胡克发现了万有引力定律 D. 牛顿通过实验推算出了万有引力常量 2. 2022年北京冬奥会花样滑冰双人滑比赛，中国选手隋文静、韩聪夺得双人滑冠军，如图所示为比赛中的一个精彩瞬间，韩聪拉着隋文静的手，使隋文静以韩聪为轴做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 隋文静的线速度不变 B. 隋文静所受的合外力不变 C. 隋文静的角速度保持不变 D. 隋文静的向心加速度不变 3. 自行车的传动装置如图所示，关于大轮边缘点A、小飞轮边缘点B和轮胎边缘点，下列说法正确的是（　　） A. A与B两点线速度相同 B. A点的角速度比B点的大 C. 点的周期比A点的大 D. 点的线速度比A点的大 4. 2024年3月20日，我国利用长征八号火箭将鹊桥二号卫星送入预定地月转移轨道。如图所示，经过点时经过变轨控制，先后进入近月点P，远月点分别为的捕获轨道和环月轨道。关于鹊桥二号下列说法正确的是（　　） A. 经过A点和B点时，它与月球连线在相等时间内，扫过的面积相等 B. 在捕获轨道上经过A点的速度大于经过点的速度 C. 从捕获轨道变轨到环月轨道，应从P点点火加速变轨 D. 在捕获轨道的运动周期大于环月轨道的运动周期 5. 如图所示，2017年9月25日，微信启动页“变脸”：由美国卫星拍摄的地球静态图，换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图。“风云四号”卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，下列说法正确的是（　　） A. “风云四号”运行速度大于第一宇宙速度 B. 所有地球静止轨道卫星的加速度大小都相等 C. 经过一段时间“风云四号”可以运行到北京上空 D. “风云四号”卫星的发射速度大于第二宇宙速度 6. 如图所示，为某个走时准确时钟的时针、分针与秒针的端点，转动轴到针尖的长度之比为1：1.4：1.6。下列说法正确的是（　　） A. A与的周期之比为24：1 B. A与的角速度之比为 C. A与的线速度之比为 D. 与的加速度之比为 7. 如图所示，在水平圆盘上，沿直径方向放着用轻绳相连的物体和，轻绳恰好伸长且无弹力，和质量都为。它们分居圆心两侧，与圆心的距离分别为，、与盘间的动摩擦因数相同且均为，重力加速度为。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当圆盘转速从零开始缓慢增大到两物体刚好要发生滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 圆盘的角速度为时，物体所受摩擦力为零 B. 圆盘的角速度时，轻绳中无弹力 C. 圆盘的角速度应满足 D. 绳子的最大张力为 8. 有一半径为R、密度均匀的球体，质点P位于球体表面，球体对质点的万有引力大小为。现从大球中对称挖去两个半径为的球体，挖去的两小球球心的连线与垂直，如图所示，则球体剩余部分对质点的万有引力大小为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，部分选对的得2分，有选错的得0分。 9. 如图所示，长为轻质细绳的一端固定于点，另一端系一个小球（可看成质点），在点的正下方处的A点钉一个钉子，小球从一定高度处自左向右摆下。关于细绳碰到钉子前后瞬间，下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的大小变为原来的2倍 B. 细绳拉力的大小变为原来的2倍 C. 小球加速度的大小变为原来的2倍 D. 小球角速度变为原来的2倍 10. 2024年9月19日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射第五十九颗、六十颗北斗导航卫星，两卫星轨道均为圆轨道且与赤道在同一平面内。如图所示，卫星A是中轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星。下列说法正确的是（　　） A. 卫星角速度大小关系为 B. 卫星线速度大小关系为 C. 卫星加速度大小关系为 D. 卫星受到地球引力大小关系为 11. 如图所示，质量均为的a、b两小球，在光滑半球形碗内做匀速圆周运动，碗的球心为点、半径为，、与竖直方向的夹角分别为和，两球运动过程中，碗始终静止在水平地面上，已知。则下列说法正确的是（　　） A. a、b两球做圆周运动的线速度之比为 B. a、b两球做圆周运动的角速度之比为 C. a、b两球做圆周运动的角速度之比为 D. a、b两球运动过程中，碗对地面始终有摩擦力作用 12. 如图所示，圆锥的底角，顶点处有固定挡板，通过轻绳使质量为的小物块静止在圆锥侧面上，轻绳长。现让小物块和圆锥一起（无相对滑动）绕圆锥轴线做匀速圆周运动，角速度为，已知，重力加速度取。下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对小物块的拉力始终大于小物块的重力 B. 当时圆锥体对小物块支持力为零 C. 当时圆锥体对小物块支持力为 D. 当时轻绳对小物块的拉力为 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 用如图所示的向心力演示仪探究向心力大小的表达式。匀速转动手柄，以使塔轮和旋臂随之匀速转动，两边标尺露出红白相间的等分格数的比值可以粗略地表示两个球的向心力 （1）本实验采用的主要研究方法是______ A. 等效替代法 B. 理想实验法 C. 控制变量法 （2）皮带放在相同的塔轮半径上，两个大小相同、材质相同的小球，需放在如图中两旋臂的半径______（选填“相同”或“不相同”）位置上； （3）两个大小相同、材质相同的小球，分别放在两旋臂的相同半径位置上，皮带放在半径之比等于2:1的塔轮半径上，则标尺露出红白相间的等分格数的比值约为______。 14. DIS实验是指数字化信息系统实验，某兴趣小组利用如图所示DIS实验装置测量摆球的质量和当地的重力加速度。 实验器材：铁架台（带铁夹）、摆球、力传感器、速度传感器、数据采集器等。 实验操作如下： A．将力学传感器固定于铁架台上； B．用细线连接质量为的摆球，细线的另一端连接拉力传感器于点； C．将速度传感器固定于点正下方，且与摆球球心在同一水平面内； D．使细线伸直并偏离竖直方向一定角度，由静止释放摆球，力传感器测得摆球在最低点时绳的拉力大小，速度传感器测得摆球在最低点时速度大小； E．改变细线与竖直方向的角度重复步骤D，多次采集实验数据； F．应用计算机进行数据处理，测出摆球质量、重力加速度。 根据以上实验操作，回答下列问题： （1）由实验数据作出的关系图像正确的是_____。 A. B. C. （2）若图像的斜率大小，纵截距，摆线（固定点到摆球上沿距离）长度，由此可以计算得出摆球质量_____，重力加速度大小_____。（结果都保留两位小数） （3）在（2）中没有测量摆球的直径，则所测摆球质量应_____（填“大于”、“小于”或“等于”）摆球实际质量。 15. 我国为开展行星探测任务，于2020年成功发射火星探测器“天问一号”，并计划2025年发射“天问二号”。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，引力常量为G，地球半径为R、表面重力加速度为，忽略天体的自转，求： （1）火星的密度； （2）火星的第一宇宙速度。 16. 如图所示，轻杆一端拴接一质量为可视为质点的小球，轻杆另一端固定在匀速转动的水平轴上，使小球在竖直面内以角速度做匀速圆周运动，A点为圆周运动的最高点，B点与圆心点等高。已知轻杆长，，，重力加速度。求： （1）小球通过A点时，轻杆对小球的作用力； （2）小球通过B点时，轻杆对小球的作用力。 17. 如图所示，如果给轨道Ⅰ上运动的空间站运送货物，飞船先在近地轨道Ⅲ上绕地球做圆周运动，到达轨道Ⅲ的B点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点A时再次点火进入轨道Ⅰ恰好与空间站对接。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，轨道Ⅰ的轨道半径为，引力常量为G。求： （1）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率； （2）飞船从B点到A点所用的时间； （3）如果某次错过了在B点的变轨时机，还应经过多长时间再次迎来变轨时机。 18. 如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为m的可看作质点的小物块，在陶罐内随陶罐一起转动且相对罐壁静止，物块和点的连线与之间的夹角为。已知小物块与陶罐间的动摩擦因数，可认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力，，重力加速度为。求： （1）小物块受到的摩擦力恰好为零时转台转动的角速度大小； （2）小物块与转台不发生滑动时转台转动的角速度范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $