精品解析：湖南师范大学附属中学2025-2026学年高一下学期第一次大练习物理试卷

高一下学期第一次大练习 物 理 时量：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的） 1. 1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制，简称。某物理量的单位用国际单位制表示为，该物理量是（　　） A. 力 B. 加速度 C. 功 D. 功率 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律，质量的单位为，加速度的单位为，则 所以力的国际单位为，故A错误； B．根据加速度定义，速度的单位为，时间的单位为，则 所以加速度的国际单位为，故B错误； C．根据功的定义，力的单位为，位移的单位为， 所以功的国际单位为，故C正确； D．根据功率定义，功的单位为，时间的单位为， 所以功率的单位为，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，轻杆一端固定一质量为m的小球A，另一端与放置在粗糙水平地面上的木板B上的铰链O连接。将小球A用轻绳绕过光滑的定滑轮O'由力F牵引，且定滑轮O'位于铰链O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小，使小球A绕O点远离O'缓慢运动，木板B始终保持静止，则在整个过程中（　　） A. 力F逐渐减小 B. 轻杆对小球A的作用力增大 C. 地面对木板B的摩擦力逐渐减小 D. 地面对木板B的作用力逐渐减小 【答案】D 【解析】 【详解】A．对小球进行受力分析，小球受到的三个力构成矢量三角形，如图所示 根据几何关系可知两三角形相似，因此 缓慢运动过程O'A越来越大，则F逐渐增大，故A错误； B．由于OA长度不变，杆对小球的作用力大小不变，故B错误； C．对木板B，由于杆对木板的作用力大小不变，方向向右下，但杆的作用力与竖直方向的夹角越来越大，地面对木板的摩擦力 越来越大，越来越大，F不变，故摩擦力f越来越大，故C错误； D．木板B受重力、地面的支持力、杆的弹力和地面的摩擦力，根据力的合成与分解可知地面对木板B的作用力与木板B受重力和杆的弹力的合力等大反向，杆的作用力与竖直方向的夹角越来越大，则木板B受重力和杆的弹力的合力逐渐减小，所以地面对木板B的作用力减小，故D正确。 故选D。 3. 某同学搭建了一个甲烷分子球棍模型，并将其静置在光滑水平桌面上，如图所示。质量均为m的四个相同小球a，b，c，d通过轻杆连接在小球O周围，形成正四面体结构。已知小球O质量为M，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 轻杆1对小球d的作用力大小为Mg B. 桌面对小球a的弹力大小为 C. 轻杆2对小球b的作用力大小为 D. 小球O受到四根轻杆的合力大小等于 【答案】C 【解析】 【详解】A．对小球d，根据平衡条件可得轻杆1对小球d的作用力大小为，故A错误； B．对整体，根据平衡条件可得 所以，故B错误； C．对小球b，根据平衡条件可得 所以轻杆2对小球b的作用力大小为，故C正确； D．对小球O，根据平衡条件可得 即小球O受到四根轻杆的合力大小等于Mg，故D错误。 故选C。 4. 在高山滑雪场的救援索道模拟装置中，有两个用轻绳相连的小球A、B。A球套在与水平方向成α角的倾斜金属杆上，它与杆之间的动摩擦因数为μ。当两球相对静止一起沿杆下滑时，连接它们的轻绳稳定地向右偏离竖直方向，形成夹角θ，如图所示。对此有关论述正确的是（ ） A. 若，则 B. 若，则 C. 若，则 D. 若，则 【答案】C 【解析】 【详解】CD．若，则A、B相对静止稳定下滑时，根据牛顿第二定律，有 解得 对B球由力的平行四边形法则，易知其受轻绳拉力必垂直于细杆，即，故C正确、D错误； A．若，说明B球加速度小于 解得，故A错误； B．若，整体将减速下滑，轻绳将偏到竖直线的左侧，故B错误。 故选C。 5. 如图所示，某同学将激光笔放置在水平地面上，为使亮点沿竖直墙面匀速上升，则原地转动激光笔的角速度应（　　） A. 保持不变 B. 逐渐变大 C. 逐渐变小 D. 无法确定 【答案】C 【解析】 【详解】设激光笔到竖直墙面的距离为，为使亮点沿竖直墙面匀速上升，如图所示 则有， 可得 由于逐渐增大，可知原地转动激光笔的角速度应逐渐变小。 故选C。 6. 2025年2月27日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭再一次发射一箭双星，成功将四维高景一号03、04星发射升空。设卫星进入预定轨道后在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离△r随时间变化的关系如图所示，不考虑“03星”、“04星”之间的万有引力，已知“03星”的线速度小于“04星”的线速度，下列说法正确的是（　　） A. “04星”的周期等于7T B. “04星”的线速度大小为 C. “03星”的周期等于T D. “03星”、“04星”的轨道半径之比为5:8 【答案】B 【解析】 【详解】D．根据 解得 由于“03星”的线速度小于“04星”的线速度，则“03星”的轨道半径大于“04星”的轨道半径，则有， 解得， 可知，“03星”、“04星”的轨道半径之比为4:1，故D错误； AC．根据图示可知，相邻两次间距最远经历时间为T，令“03星”与“04星”的周期分别为、，则有 根据开普勒第三定律有 结合上述解得，，故AC错误； B．“04星”的线速度大小 结合上述解得，故B正确。 故选B。 7. 观测发现质量均为m的双星系统绕圆心转动时，理论计算的周期与实际观测的周期不符，且。可认为在两星球之间存在暗物质，且暗物质均匀分布在以两星球连线为直径的球形空间内。已知质量分布均匀的球体对球外质点的作用力可等效为质量集中在球心处对该质点的作用力，据此下列推断正确的是（ ） A. 若暗物质对星球的作用力为引力，则 B. 若暗物质对星球的作用力为斥力，则 C. 若暗物质对星球的作用力为引力，则暗物质的总质量为 D. 若暗物质对星球的作用力为斥力，则暗物质的总质量为 【答案】C 【解析】 【详解】双星系统中，设两颗质量为的星体间距为，轨道半径为，由万有引力提供向心力，有 解得理论周期 设暗物质总质量为，分布在以双星连线为直径的球体内（半径），依题意，暗物质对星体的作用力等效于球心处质量的引力或斥力，由 有 A．暗物质对星球的作用力为引力时，总向心力为原引力与暗物质引力之和，即 由 解得 若为引力，，即，A错误； B．暗物质对星球的作用力为斥力时，总向心力为原引力与暗物质斥力之差，即 解得 若为斥力，，即，B错误； C．由前面分析，若暗物质对星球的作用力为引力，则暗物质的总质量，C正确； D．由前面分析，若暗物质对星球的作用力为斥力，则暗物质的总质量，D错误。 故选C。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图，一直角斜劈绕其竖直边做圆周运动，斜面上小物块始终与斜劈保持相对静止。若斜劈转动的角速度缓慢增大，下列说法正确的是（　　） A. 斜劈对物块的作用力逐渐增大 B. 斜劈对物块的支持力保持不变 C. 斜劈对物块的支持力逐渐减小 D. 斜劈对物块的摩擦力逐渐减小 【答案】AC 【解析】 【详解】BCD．物块的向心加速度沿水平方向，加速度大小为 设斜劈倾角为，对物块沿方向有 垂直方向有 可得 斜劈转动的角速度缓慢增大，加速度增大，故摩擦力增大，支持力减小。故C正确；BD错误； A．斜劈对物块的作用力竖直方向的分力 保持不变，水平方向分力为 当角速度增大，加速度增大，可得水平方向分力增大，合力增大。故A正确。 故选AC。 9. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道I上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道II上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道III上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ=2QS=4R （R为火星的半径）。着陆器在轨道II上经过S点的速度大小为、在轨道III上经过Q点的速度大小分别为，在轨道II上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. B. 着陆器在Ⅲ轨道上由 P 点向 Q 点运动过程中万有引力对它做负功 C. 火星的密度为 D. 着陆器在轨道I上运动时，经过P点的加速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．若着陆器在过Q点的圆轨道上运行时速度大小为v，根据万有引力提供向心力有 解得 由于II轨道的r更大，则有 由于着陆器从Q点圆周需加速才能到达III轨道，故 综合可知 故A错误； B．着陆器在Ⅲ轨道上由 P 点向 Q 点运动过程中万有引力对它做正功，故B错误； C．着陆器在II轨道有 因为密度 联立解得 故C正确； D．着陆器变轨前在轨道II上运动时，经过P点的加速度 无论哪个轨道经过P点时合力均为万有引力，故无论哪个轨道经过P点时加速度相同，所以着陆器在轨道I上运动时，经过P点的加速度大小为，故D正确。 故选CD。 10. 两颗相距较远的行星A、B的半径分别为RA、RB，距A、B行星中心r处，各有一卫星分别围绕行星做匀速圆周运动，线速度的平方v2随半径r变化的关系如图甲所示，两图线左端的纵坐标相同；卫星做匀速圆周运动的周期为T，的图像如图乙所示的两平行直线，它们的截距分别为bA、bB．已知两图像数据均采用国际单位，，行星可看作质量分布均匀的球体，忽略行星的自转和其他星球的影响，下列说法正确的是（ ） A. 图乙中两条直线的斜率均为 B. 行星A、B的质量之比为1∶3 C. 行星A、B的密度之比为1∶9 D. 行星A、B表面的重力加速度大小之比为3∶1 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 整理得 两边取对数得 整理可得 题图乙中两条直线的斜率均为，选项A正确； B．根据已知条件有 解得 选项B错误； C．由题图甲可知，两行星的第一宇宙速度相等，有 解得 两行星的密度满足 解得 选项C正确； D．在星球表面 解得 选项D错误。 故选AC。 三、实验题（本题共2小题，共16分，其中第11题6分，第12小题10分） 11. 航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。某同学设计了如图所示的装置（图中O为光滑小孔）在失重环境中间接测量物体的质量：将细线一端连接物体，另一端连接弹簧测力计，给待测物体一个初速度，使它在水平面内做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具。 （1）实验中用传感器可以测出物体经过其旁边时的线速度大小v，为了测量物体的质量，还需要测量的物理量有________和________。（写出物理量的名称并用合适的字母表示） （2）若用来做实验的平板平整但不光滑，则物体做圆周运动时共受到________个力，物体绕O点做圆周运动的向心力由________提供。 （3）待测物体质量的表达式为________。 【答案】（1） ①. 弹簧测力计示数F ②. 物体做圆周运动的半径r （2） ①. 2 ②. 细线上的拉力 （3） 【解析】 【详解】（1）[1][2]实验中用传感器测出物体经过其旁边时的线速度大小，为了测量物体的质量，根据可知，还需要测量的物理量有物体做圆周运动的半径以及弹簧测力计的示数。 （2）[1][2]由于物体处于完全失重状态，故物体与平板之间没有弹力及摩擦力，物体做圆周运动时只受细线的拉力及重力两个力的作用，物体绕O点做圆周运动的向心力由细线的拉力提供。 （3）根据公式，得待测物体质量的表达式为 12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 （1）实验时，下列操作描述正确的是___________。 A. 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 B. 因绳的拉力可由力传感器读出，所以细绳不需要保持和木板平行 C. 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数 D. 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M （2）甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度________m/s2（结果保留3位有效数字）。 （3）甲同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a-F图线是一条直线，如图所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量M＝____。 A. B. C. D. （4）乙同学还做了如下实验：如图丙所示，平衡好摩擦力后，不改变小车质量和槽码个数，撤去打点计时器及小车后面的纸带，用具有加速度测量软件的智能手机固定在小车上来测量加速度，测量的结果比在丙图中不放手机，用打点计时器测得的要小。这是因为___________。 A. 在小车上放置了智能手机后，没有重新平衡摩擦力 B. 在小车上放置了智能手机后，细线的拉力变小了 C. 在小车上放置了智能手机后，整体的质量变大了 （5）若乙同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系，其它操作规范合理，结果在某次实验结果发现小车加速度的实验值（利用纸带求的值）只有理论值（）的，若不考虑其它因素的影响，可估算__________。 【答案】（1）AC （2）2.98 （3）C （4）C （5） 【解析】 【小问1详解】 ABD．用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力大小，不用保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M，需要将细绳保持和木板平行，同时应平衡摩擦力，应将带滑轮的长木板右端垫高，故A正确，BD错误； C．为获得更多的点迹，小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数，故C正确； 故选AC。 【小问2详解】 根据题意，相邻计数点时间间隔为 s=0.1s 由逐差法计算加速度 【小问3详解】 对小车与滑轮组成的系统，由牛顿第二定律得 根据图线的斜率可知 故小车的质量为 故选C。 【小问4详解】 A．平衡摩擦力后，根据平衡条件有 化简得 由此可知，木板的倾角与小车质量无关，在小车上放置了智能手机后，相当于小车的质量增大，上式仍成立，不用重新平衡摩擦力，故A错误； B．对槽码有 a减小，则绳上拉力F增大，故B错误； C．在小车上放置了智能手机后，整体的质量变大了，不改变小车质量和槽码个数，则整体合力不变； 对槽码、小车和手机的整体，根据牛顿第二定律 化简得 M增大，a减小，故C正确； 故选C。 【小问5详解】 乙同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系，据牛顿第二定律有 由题意其值只有理论值（）的，所以 解得 四、解答题（本题共 3 小题，第 13 题 10分，第 14 小题 12分，第 15 小题19分） 13. 两物块A、B通过细绳按如图所示方式连接在滑轮上，物块A的质量为2m，B的质量为m，现将两物块由静止释放，同时在物块B上施加竖直向下大小恒为的外力。已知重力加速度为g，不计摩擦阻力和空气阻力，忽略滑轮的质量，跨过两滑轮的细绳足够长。求： （1）细绳对物块B的拉力大小； （2）力F在时间t内做的功。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设物块A、B的加速度大小为a，细绳中的拉力为T，对A、B受力分析，根据牛顿第二定律对物块A可得 对物块B可得 解得， 【小问2详解】 物块B在t时间内的位移为 对物块B，力F做的功为 解得 14. 质量的小物块在长为的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，不计阻力，。 （1）小物块经过最高点的速度是多少？ （2）若小物块在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小物块的速度大小以及对应落地时的水平射程。 （3）若小物块落地时恰好落到一块质量为的薄木板上（厚度可忽略），且竖直方向速度瞬间变为零，水平速度不变在板上滑行，小物块与薄板之间的摩擦因数为，薄板与地面摩擦不计，试计算小物块与薄板之间最大的相对位移。 【答案】（1）m/s；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）依题意，小球恰能在竖直平面内做圆周运动，在最高点根据牛顿第二定律有 解得 m/s （2）小球运动到最低点时细绳恰好被拉断，则绳的拉力大小恰好为 设此时小球的速度大小为.小球在最低点时由牛顿第二定律有 解得 根据平抛运动规律有 解得 （3）小物块在薄木板上运动时，对小物块和薄木板根据牛顿第二定律可知 当两物体速度相等时，相对位移最大，则有 最大位移为 联立解得 15. 科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带AB部分水平，其长度L=1.2m，传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径r=0.4m，其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角且圆弧的半径R=0.5m，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH长为x=4.45m，其倾角．某同学将一质量为0.5kg且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，然后物块滑上倾斜传送带GH．已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度，,,，求： （1）物块由A到B所经历的时间； （2）DE弧对应的圆心角为多少； （3）若要物块能被送到H端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从G到H端所用时间的取值范围． 【答案】(1)0.7s (2) (3), 【解析】 【详解】（1）物体在水平传送带上，由牛顿第二定律得： 所以： 物体加速到3m/s的时间： 在加速阶段的位移： 物体做匀速直线运动的时间： 物块由A到B所经历的时间：t=t1+t2=0.7s (2)若物体能在B点恰好离开传送带做平抛运动，则满足： 所以： 所以物体能够在B点离开传送带做平抛运动，平抛的时间： 解得： 到达D点时物体沿竖直方向的分速度： 到达D点时物体的速度与水平方向之间的夹角： 所以：α=530 即DE弧对应的圆心角α为530 （3）当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，所以物体在F点受到的支持力： 物体在F点时，支持力与重力的分力提供向心力得： 代入数据得：v3=5m/s 物体在倾斜的传动带上受到重力、支持力和滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力： f′=μmgcos370=2N 重力沿斜面向下的分力：Fx=mgsin370=3N>f′ 可知物体不可能相对于传动带静止，所以物体在传送带上将一直做减速运动，物体恰好到达H点时速度为0. Ⅰ、若传送带的速度大于等于物体在F点的速度，则物体受到的摩擦力的方向向上，物体一直以不变的加速度向上做减速运动；此时：Fx-f′=ma3 解得：a3=2m/s2 物体的位移为： 代入数据解得：t′=1.16s（或t′=3.84s不合题意） Ⅱ、若传送带的速度小于物体在F点的速度，则物体先相对于传送带向上运动，受到的摩擦力的方向向下；当物体的速度小于传送带的速度后，受到的摩擦力方向向上，物体继续向上做减速运动，速度的大小发生变化． 设物体恰好能到达H点时，传送带的速度是vmin，且vmin<v3，物体到达H点的速度为0. 物体的速度大于传送带的速度时，物体受到的摩擦力的方向向下，此时： Fx+f′=ma2，则a2=10m/s2 物体的速度小于传送带的速度时，物体受到的摩擦力方向向上，则： Fx-f′=ma3，则a3=2m/s2 物体向上的减速运动若反过来看，也可以是向下的加速运动，初速度为0，末速度为v3，设下面的一段时间为t4，上面的一段时间为t5，可得：，， 联立以上三式，代入数据得：t4=0.1s，t5=2.0s，vmin=4m/s 物体从F点运动到H点的总时间： 综合以上的分析可知，若要物体能都到达H点，传送带的速度应满足：vmin≥4m/s ，物体运动的时间范围是： 1.16s≤t≤2.1s 【点睛】本题借助于传送带问题考查牛顿运动定律的综合应用、平抛运动及圆周运动的规律，要求能正确分析物体的运动过程，并能准确地进行受力分析，选择合适的物理规律求解．传送带的问题是牛顿运动定律的综合应用中比较复杂的问题，该题竟然有两个传送带，题目的难度太大． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一下学期第一次大练习 物 理 时量：75分钟 满分：100分 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的） 1. 1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制，叫作国际单位制，简称。某物理量的单位用国际单位制表示为，该物理量是（　　） A. 力 B. 加速度 C. 功 D. 功率 2. 如图所示，轻杆一端固定一质量为m的小球A，另一端与放置在粗糙水平地面上的木板B上的铰链O连接。将小球A用轻绳绕过光滑的定滑轮O'由力F牵引，且定滑轮O'位于铰链O的正上方，整个系统处于静止状态。现改变力F的大小，使小球A绕O点远离O'缓慢运动，木板B始终保持静止，则在整个过程中（　　） A. 力F逐渐减小 B. 轻杆对小球A的作用力增大 C. 地面对木板B的摩擦力逐渐减小 D. 地面对木板B的作用力逐渐减小 3. 某同学搭建了一个甲烷分子球棍模型，并将其静置在光滑水平桌面上，如图所示。质量均为m的四个相同小球a，b，c，d通过轻杆连接在小球O周围，形成正四面体结构。已知小球O质量为M，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 轻杆1对小球d的作用力大小为Mg B. 桌面对小球a的弹力大小为 C. 轻杆2对小球b的作用力大小为 D. 小球O受到四根轻杆的合力大小等于 4. 在高山滑雪场的救援索道模拟装置中，有两个用轻绳相连的小球A、B。A球套在与水平方向成α角的倾斜金属杆上，它与杆之间的动摩擦因数为μ。当两球相对静止一起沿杆下滑时，连接它们的轻绳稳定地向右偏离竖直方向，形成夹角θ，如图所示。对此有关论述正确的是（ ） A. 若，则 B. 若，则 C. 若，则 D. 若，则 5. 如图所示，某同学将激光笔放置在水平地面上，为使亮点沿竖直墙面匀速上升，则原地转动激光笔的角速度应（　　） A. 保持不变 B. 逐渐变大 C. 逐渐变小 D. 无法确定 6. 2025年2月27日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭再一次发射一箭双星，成功将四维高景一号03、04星发射升空。设卫星进入预定轨道后在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离△r随时间变化的关系如图所示，不考虑“03星”、“04星”之间的万有引力，已知“03星”的线速度小于“04星”的线速度，下列说法正确的是（　　） A. “04星”的周期等于7T B. “04星”的线速度大小为 C. “03星”的周期等于T D. “03星”、“04星”的轨道半径之比为5:8 7. 观测发现质量均为m的双星系统绕圆心转动时，理论计算的周期与实际观测的周期不符，且。可认为在两星球之间存在暗物质，且暗物质均匀分布在以两星球连线为直径的球形空间内。已知质量分布均匀的球体对球外质点的作用力可等效为质量集中在球心处对该质点的作用力，据此下列推断正确的是（ ） A. 若暗物质对星球的作用力为引力，则 B. 若暗物质对星球的作用力为斥力，则 C. 若暗物质对星球的作用力为引力，则暗物质的总质量为 D. 若暗物质对星球的作用力为斥力，则暗物质的总质量为 二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15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5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图，一直角斜劈绕其竖直边做圆周运动，斜面上小物块始终与斜劈保持相对静止。若斜劈转动的角速度缓慢增大，下列说法正确的是（　　） A. 斜劈对物块的作用力逐渐增大 B. 斜劈对物块的支持力保持不变 C. 斜劈对物块的支持力逐渐减小 D. 斜劈对物块的摩擦力逐渐减小 9. 我国首次火星探测任务已取得圆满成功。着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道I上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道II上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道III上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ=2QS=4R （R为火星的半径）。着陆器在轨道II上经过S点的速度大小为、在轨道III上经过Q点的速度大小分别为，在轨道II上的运行周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. B. 着陆器在Ⅲ轨道上由 P 点向 Q 点运动过程中万有引力对它做负功 C. 火星的密度为 D. 着陆器在轨道I上运动时，经过P点的加速度大小为 10. 两颗相距较远的行星A、B的半径分别为RA、RB，距A、B行星中心r处，各有一卫星分别围绕行星做匀速圆周运动，线速度的平方v2随半径r变化的关系如图甲所示，两图线左端的纵坐标相同；卫星做匀速圆周运动的周期为T，的图像如图乙所示的两平行直线，它们的截距分别为bA、bB．已知两图像数据均采用国际单位，，行星可看作质量分布均匀的球体，忽略行星的自转和其他星球的影响，下列说法正确的是（ ） A. 图乙中两条直线的斜率均为 B. 行星A、B的质量之比为1∶3 C. 行星A、B的密度之比为1∶9 D. 行星A、B表面的重力加速度大小之比为3∶1 三、实验题（本题共2小题，共16分，其中第11题6分，第12小题10分） 11. 航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。某同学设计了如图所示的装置（图中O为光滑小孔）在失重环境中间接测量物体的质量：将细线一端连接物体，另一端连接弹簧测力计，给待测物体一个初速度，使它在水平面内做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具。 （1）实验中用传感器可以测出物体经过其旁边时的线速度大小v，为了测量物体的质量，还需要测量的物理量有________和________。（写出物理量的名称并用合适的字母表示） （2）若用来做实验的平板平整但不光滑，则物体做圆周运动时共受到________个力，物体绕O点做圆周运动的向心力由________提供。 （3）待测物体质量的表达式为________。 12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙同学设计了如图所示的实验装置，其中M为小车的质量，m为砂和砂桶的总质量，m0为滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。 （1）实验时，下列操作描述正确的是___________。 A. 将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 B. 因绳的拉力可由力传感器读出，所以细绳不需要保持和木板平行 C. 小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数 D. 为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车的质量M （2）甲同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度________m/s2（结果保留3位有效数字）。 （3）甲同学以力传感器的示数F为横轴，加速度a为纵轴，画出的a-F图线是一条直线，如图所示，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量M＝____。 A. B. C. D. （4）乙同学还做了如下实验：如图丙所示，平衡好摩擦力后，不改变小车质量和槽码个数，撤去打点计时器及小车后面的纸带，用具有加速度测量软件的智能手机固定在小车上来测量加速度，测量的结果比在丙图中不放手机，用打点计时器测得的要小。这是因为___________。 A. 在小车上放置了智能手机后，没有重新平衡摩擦力 B. 在小车上放置了智能手机后，细线的拉力变小了 C. 在小车上放置了智能手机后，整体的质量变大了 （5）若乙同学没有严格控制好小车质量M与沙和沙桶质量m的大小关系，其它操作规范合理，结果在某次实验结果发现小车加速度的实验值（利用纸带求的值）只有理论值（）的，若不考虑其它因素的影响，可估算__________。 四、解答题（本题共 3 小题，第 13 题 10分，第 14 小题 12分，第 15 小题19分） 13. 两物块A、B通过细绳按如图所示方式连接在滑轮上，物块A的质量为2m，B的质量为m，现将两物块由静止释放，同时在物块B上施加竖直向下大小恒为的外力。已知重力加速度为g，不计摩擦阻力和空气阻力，忽略滑轮的质量，跨过两滑轮的细绳足够长。求： （1）细绳对物块B的拉力大小； （2）力F在时间t内做的功。 14. 质量的小物块在长为的细绳作用下，恰能在竖直平面内做圆周运动，细绳能承受的最大拉力，转轴离地高度，不计阻力，。 （1）小物块经过最高点的速度是多少？ （2）若小物块在某次运动到最低点时细绳恰好被拉断，求此时小物块的速度大小以及对应落地时的水平射程。 （3）若小物块落地时恰好落到一块质量为的薄木板上（厚度可忽略），且竖直方向速度瞬间变为零，水平速度不变在板上滑行，小物块与薄板之间的摩擦因数为，薄板与地面摩擦不计，试计算小物块与薄板之间最大的相对位移。 15. 科技馆有一套儿童喜爱的机械装置，其结构简图如下：传动带AB部分水平，其长度L=1.2m，传送带以3m/s的速度顺时针匀速转动，大皮带轮半径r=0.4m，其下端C点与圆弧轨道DEF的D点在同一水平线上，E点为圆弧轨道的最低点，圆弧EF对应的圆心角且圆弧的半径R=0.5m，F点和倾斜传送带GH的下端G点平滑连接，倾斜传送带GH长为x=4.45m，其倾角．某同学将一质量为0.5kg且可以视为质点的物块静止放在水平传送带左端A处，物块经过B点后恰能无碰撞地从D点进入圆弧轨道部分，当经过F点时，圆弧给物块的摩擦力f=14.5N，然后物块滑上倾斜传送带GH．已知物块与所有的接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度，,,，求： （1）物块由A到B所经历的时间； （2）DE弧对应的圆心角为多少； （3）若要物块能被送到H端，倾斜传动带顺时针运转的速度应满足的条件及物块从G到H端所用时间的取值范围． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $