精品解析：山东省枣庄市第八中学2025-2026学年高一下学期4月适应性测试物理试卷

高一年级物理核心素养检测 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. 下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，线速度不变 B. 做圆周运动的物体，所受的合力方向一定指向圆心 C. 做匀速圆周运动的物体，任意相等时间内速度变化相等 D. 向心加速度是反映速度方向变化快慢程度的物理量 2. 在我国东北地区严寒的冬天，人们经常玩一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯开水沿弧线均匀快速地泼向空中，图甲所示是某人玩“泼水成冰”游戏的瞬间，可抽象为如图乙所示的模型，泼水过程中杯子的运动可看成匀速圆周运动，人的手臂伸直，在0.5s内带动杯子转动了210°，人的臂长约为0.6m，则泼水过程中（　　） A. 杯子沿顺时针方向运动 B. P位置飞出的小水珠初速度沿1方向 C. 杯子运动的角速度大小为 D. 杯子运动的线速度大小约为 3. 如图所示 , 一圆柱形容器绕其轴线匀速转动 , 内部有A、 B 两个物体与容器的接触面间始终保持相对静止．当转速增大后 (A 、 B 与容器接触面间仍相对静止 ), 下列正确的是 ( ) A. 两物体受的摩擦力都增大 B. 两物体受的摩擦力大小都不变 C. 物体 A 受的摩擦力增大，物体 B 受的摩擦力大小不变 D. 物体 A 受的摩擦力大小不变，物体 B 受的摩擦力增大 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. 宇宙中有一种恒星被人们称为“吸血鬼恒星”，如图所示，所谓“吸血鬼恒星”是指一个双星系统中，体积较小的成员通过“吸食”另一颗恒星（伴星）的物质而“返老还童”。假设两恒星中心之间的距离保持不变，忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损，经过一段时间演化后，则（　　） A. 吸血鬼恒星做圆周运动的周期不变 B. 两恒星之间万有引力大小保持不变 C. 吸血鬼恒星的线速度增大 D. 伴星的线速度增大 6. 无级变速汽车变速箱的工作原理可以简化为如图所示的装置，两个相同锥体A、B水平放置，它们的中心轴分别与动力输入端和动力输出端连接，动力输入端的中心轴带动锥体A转动，锥体A带动钢带转动的同时，钢带在锥体上前后移动，改变转速比，实现变速。a、b是锥体上与钢带接触的两动点，不计钢带的形变且钢带所在的平面始终与两中心轴垂直，若保持动力输入端中心轴转速不变，则钢带由后向前运动的过程中（　　） A. 动点a、b的线速度相等且逐渐减小 B. 锥体B的转速增大 C. 汽车在减速 D. 动点a、b的向心加速度大小之和减小 7. 如图所示，粗糙水平转盘上，质量相等的A、B两个物块（均可视为质点）叠放在一起，随转盘一起做匀速圆周运动，它们到转轴的距离均为。A、B之间的动摩擦因数为，B与转盘之间的动摩擦因数为，各接触面之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 在随转盘做匀速圆周运动过程中，B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力 B. A、B均未发生滑动时，A、B之间的摩擦力和B与转盘之间的摩擦力大小相等 C. 若，随着转盘角速度的增加，则A先相对B发生滑动 D. 若，为保证A、B均不发生滑动，转盘转动的角速度不能大于 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. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图，汽车以恒定速率通过拱桥的最高点时处于失重状态 B. 如图b，滑块随水平圈盘一起匀速转动，滑块相对圆盘有沿轨迹切线方向飞出的运动趋势 C. 如图c，两个质量相同的小球在光滑而固定的圆锥筒内分别做匀速圆周运动，某时刻两球运动到位置，此时筒壁对小球的弹力大小和方向均相同 D. 如图d，若火车转弯速度超过规定速度时，车轮将对内轨产生向外的挤压 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. 风云三号系列气象卫星是我国第二代极地轨道气象卫星，已经成功发射4颗卫星，其轨道在地球上空公里之间，某极地卫星在距离地面公里高度的晨昏太阳同步轨道，某时刻卫星刚好位于赤道正上方的点向北极运动。已知地球的半径为，地球静止卫星距离地面的高度约为，已知，则下列说法正确的是（　　） A. 该卫星的环绕地球运动的速度可能大于 B. 该极地卫星的周期为 C. 相同时间内，该卫星与地心连线扫过的面积等于静止卫星与地心连线扫过的面积 D. 从卫星刚好经过点计时，一天超过12次经过北极 12. 如图所示是竖直放置的内壁光滑的长方体容器的纵截面图，是一个矩形，AB=5m，BC=3m，有一个可视为质点、质量m=1kg的小球用长L=5m的轻绳悬挂在A点。小球随容器一起绕边做匀速圆周运动，取重力加速度g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8下列说法正确的是（　　） A. 当时，器壁CD对小球的弹力大小是4.5N B. 当时，器壁CD对小球的弹力大小是4.5N C. 小球刚接触器壁CD时的角速度是 D. 小球刚接触器壁CD时的角速度是 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 一部机器由电动机带动，机器上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍，皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮上点到转轴的距离为轮半径的一半。则点的向心加速度大小与电动机皮带轮边缘上点的向心加速度大小之比为______。 14. “伽利略”木星探测器历经6年到达木星，此后在内绕木星运行圈。设这圈都是绕木星在同一个圆周上运行，其运行速率为，探测器上的照相机拍摄整个木星时的视角为，如图所示，则木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径______，木星的第一宇宙速度_____。 15. 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。 16. 如图所示是发射地球静止卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射轨道半径为r的近地圆轨道Ⅰ上，在卫星过A点时点火实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道Ⅱ上，过B点时再次点火，将卫星送入地球同步圆轨道Ⅲ。已知地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，地球半径为R。求： （1）卫星在近地圆轨道Ⅰ上运行的线速度v1大小； （2）同步圆轨道Ⅲ距地面的高度h。 17. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。陀螺的质量为，铁质圆轨道的质量为、半径为，用支架将圆轨道固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。 （1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小； （2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度； （3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求固定支架对轨道的作用力大小。 18. 如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知卫星I运行的周期为，行星的半径为，卫星1和卫星2到行星表面的距离分别为，，引力常量为。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中、、已知） （1）行星的质量； （2）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近？ 19. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与陶罐球心的对径轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为的小物块的小滑块，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。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，，重力加速度为取。求： （1）若小物块受到的摩擦力恰好为零，求转台转动的角速度； （2）若小物块受到的摩擦力恰好为零，求小物块的线速度大小； （3）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 $ 高一年级物理核心素养检测 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. 下列说法正确的是（　　） A. 做匀速圆周运动的物体，线速度不变 B. 做圆周运动的物体，所受的合力方向一定指向圆心 C. 做匀速圆周运动的物体，任意相等时间内速度变化相等 D. 向心加速度是反映速度方向变化快慢程度的物理量 【答案】D 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体，线速度大小不变，但方向时刻改变，即线速度改变，故A错误； B．只有做匀速圆周运动的物体，所受合力方向才一定指向圆心；做变速圆周运动的物体，合力方向不指向圆心，故B错误； C．做匀速圆周运动的物体，任意相等时间内速度变化的大小相等，但方向不同，故任意相等时间内速度变化不相等，故C错误； D．向心加速度是反映速度方向变化快慢程度的物理量，故D正确。 故选D。 2. 在我国东北地区严寒的冬天，人们经常玩一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯开水沿弧线均匀快速地泼向空中，图甲所示是某人玩“泼水成冰”游戏的瞬间，可抽象为如图乙所示的模型，泼水过程中杯子的运动可看成匀速圆周运动，人的手臂伸直，在0.5s内带动杯子转动了210°，人的臂长约为0.6m，则泼水过程中（　　） A. 杯子沿顺时针方向运动 B. P位置飞出的小水珠初速度沿1方向 C. 杯子运动的角速度大小为 D. 杯子运动的线速度大小约为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．由图乙中做离心运动的轨迹可知，杯子的旋转方向为逆时针方向，P位置飞出的小水珠初速度沿2方向，故AB错误； C．杯子旋转的角速度为 代入数据得 故C正确； D．杯子旋转的轨迹半径约为0.6 m，则线速度大小为 故D错误。 故选C。 3. 如图所示 , 一圆柱形容器绕其轴线匀速转动 , 内部有A、 B 两个物体与容器的接触面间始终保持相对静止．当转速增大后 (A 、 B 与容器接触面间仍相对静止 ), 下列正确的是 ( ) A. 两物体受的摩擦力都增大 B. 两物体受的摩擦力大小都不变 C. 物体 A 受的摩擦力增大，物体 B 受的摩擦力大小不变 D. 物体 A 受的摩擦力大小不变，物体 B 受的摩擦力增大 【答案】D 【解析】 【详解】对A分析，在竖直方向 f=mg 故摩擦力不变，对B根据牛顿第二定律可知 f=m（2πn）2r 由于转速增大，故摩擦力增大，故D正确，ABC错误． 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. 宇宙中有一种恒星被人们称为“吸血鬼恒星”，如图所示，所谓“吸血鬼恒星”是指一个双星系统中，体积较小的成员通过“吸食”另一颗恒星（伴星）的物质而“返老还童”。假设两恒星中心之间的距离保持不变，忽略因热核反应和辐射等因素导致的质量亏损，经过一段时间演化后，则（　　） A. 吸血鬼恒星做圆周运动的周期不变 B. 两恒星之间万有引力大小保持不变 C. 吸血鬼恒星的线速度增大 D. 伴星的线速度增大 【答案】AD 【解析】 【详解】A．假设在演化开始时，吸血鬼恒星的质量为，伴星的质量为，两者之间的中心距离为，根据双星运动的特点，对于吸血鬼恒星有 同理对于伴星 又有 联立解得 由题意知两恒星的总质量不变，也不变，则周期不变，故A正确； CD．由A中分析，联立可解得 ， 根据题意可知，增大，减小，故减小，增大，又有 则吸血鬼恒星的线速度减小，伴星的线速度增大，故C错误D正确； B．根据万有引力公式可知，两恒星的万有引力为 其中为两星的总质量，可以判断出当变化时，值是变化的，故B错误。 故选AD。 6. 无级变速汽车变速箱的工作原理可以简化为如图所示的装置，两个相同锥体A、B水平放置，它们的中心轴分别与动力输入端和动力输出端连接，动力输入端的中心轴带动锥体A转动，锥体A带动钢带转动的同时，钢带在锥体上前后移动，改变转速比，实现变速。a、b是锥体上与钢带接触的两动点，不计钢带的形变且钢带所在的平面始终与两中心轴垂直，若保持动力输入端中心轴转速不变，则钢带由后向前运动的过程中（　　） A. 动点a、b的线速度相等且逐渐减小 B. 锥体B的转速增大 C. 汽车在减速 D. 动点a、b的向心加速度大小之和减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意有动点的线速度相等，有 钢带由后向前运动的过程中增大，可得增大，A错误； BC．由于 有 解得 增大，减小，可得增大，汽车在加速，B正确，C错误； D．根据 可得 由题意得 （定值） 故增大，D错误。 故选B。 7. 如图所示，粗糙水平转盘上，质量相等的A、B两个物块（均可视为质点）叠放在一起，随转盘一起做匀速圆周运动，它们到转轴的距离均为。A、B之间的动摩擦因数为，B与转盘之间的动摩擦因数为，各接触面之间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为。则下列说法正确的是（　　） A. 在随转盘做匀速圆周运动过程中，B运动所需的向心力大于A运动所需的向心力 B. A、B均未发生滑动时，A、B之间的摩擦力和B与转盘之间的摩擦力大小相等 C. 若，随着转盘角速度的增加，则A先相对B发生滑动 D. 若，为保证A、B均不发生滑动，转盘转动的角速度不能大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．两物体随圆盘转动，角速度相同为，运动半径为，则两物体转动所需的向心力均为，即B运动所需的向心力等于A运动所需的向心力，故A错误； B．对A由向心力公式有 对A、B整体分析有 对比可知 故B错误； C．当A、B整体刚好和转盘发生相对滑动时，有 解得 此时A需要的向心力为 如果 即，则B先相对转盘发生滑动；如果 即，则A先相对B发生滑动，C错误； D．由C选项分析可知时，A先相对B发生滑动，则为保证A、B均不发生滑动，转盘的最大角速度满足 解得 D正确。 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. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图，汽车以恒定速率通过拱桥的最高点时处于失重状态 B. 如图b，滑块随水平圈盘一起匀速转动，滑块相对圆盘有沿轨迹切线方向飞出的运动趋势 C. 如图c，两个质量相同的小球在光滑而固定的圆锥筒内分别做匀速圆周运动，某时刻两球运动到位置，此时筒壁对小球的弹力大小和方向均相同 D. 如图d，若火车转弯速度超过规定速度时，车轮将对内轨产生向外的挤压 【答案】AC 【解析】 【详解】A．如图a，汽车以恒定速率通过拱桥的最高点时，有向下的加速度，处于失重状态，故A正确； B．如图b，滑块随水平圆盘一起匀速转动，所需要的向心力由圆盘给它的静摩擦力提供，则滑块所受静摩擦力指向圆心，由于静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反，所以滑块相对圆盘有沿圆盘半径背离圆心方向飞出的运动趋势，故B错误； C．如图c，对两小球受力分析，受到重力和垂直筒壁向上的支持力，可知，所受支持力的方向相同，重力与支持力的合力提供向心力，设筒壁与竖直方向的夹角为，则 ， 可得 故C正确； D．如图d，火车转弯速度超过规定速度时，所需的向心力增大，重力与轨道对它支持力的合力不足以提供所需要的向心力，此时外轨将对火车产生弹力来满足火车转弯所需的向心力，则此时火车将挤压外轨，故D错误。 故选AC。 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. 风云三号系列气象卫星是我国第二代极地轨道气象卫星，已经成功发射4颗卫星，其轨道在地球上空公里之间，某极地卫星在距离地面公里高度的晨昏太阳同步轨道，某时刻卫星刚好位于赤道正上方的点向北极运动。已知地球的半径为，地球静止卫星距离地面的高度约为，已知，则下列说法正确的是（　　） A. 该卫星的环绕地球运动的速度可能大于 B. 该极地卫星的周期为 C. 相同时间内，该卫星与地心连线扫过的面积等于静止卫星与地心连线扫过的面积 D. 从卫星刚好经过点计时，一天超过12次经过北极 【答案】BD 【解析】 【详解】A．是围绕地球做圆周运动最大速度，则该卫星的环绕地球运动的速度小于，故A错误； BD．根据题意，由开普勒第三定律有 又有 解得 则从卫星刚好经过点计时，一天超过12次经过北极，故BD正确； C．根据题意可知，时间内卫星与地心连线扫过的面积为 可知，相同时间内，该卫星与地心连线扫过的面积小于静止卫星与地心连线扫过的面积，故C错误。 故选BD。 12. 如图所示是竖直放置的内壁光滑的长方体容器的纵截面图，是一个矩形，AB=5m，BC=3m，有一个可视为质点、质量m=1kg的小球用长L=5m的轻绳悬挂在A点。小球随容器一起绕边做匀速圆周运动，取重力加速度g=10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8下列说法正确的是（　　） A. 当时，器壁CD对小球的弹力大小是4.5N B. 当时，器壁CD对小球的弹力大小是4.5N C. 小球刚接触器壁CD时的角速度是 D. 小球刚接触器壁CD时的角速度是 【答案】AC 【解析】 【详解】CD．设小球刚接触器壁CD时的角速度为，此时绳子与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得 解得 根据牛顿第二定律可得 解得 故C正确；D错误； B．当时，由于 可知小球还未接触器壁CD。故B错误； A．当时，由于 设器壁CD对小球的弹力大小为N，绳子拉力大小为T，则有 ， 联立，解得 故A正确。 故选AC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 一部机器由电动机带动，机器上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍，皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮上点到转轴的距离为轮半径的一半。则点的向心加速度大小与电动机皮带轮边缘上点的向心加速度大小之比为______。 【答案】 【解析】 【详解】设电动机皮带轮的半径为，机器皮带轮的半径为，点到转轴的距离为，依题意皮带与两轮之间不发生滑动，则两轮的线速度大小相等，有，由 得 点在机器皮带轮上，有，由 得 综上可得，即 14. “伽利略”木星探测器历经6年到达木星，此后在内绕木星运行圈。设这圈都是绕木星在同一个圆周上运行，其运行速率为，探测器上的照相机拍摄整个木星时的视角为，如图所示，则木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径______，木星的第一宇宙速度_____。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【14题详解】 [1]设木星探测器在题述圆形轨道运行时，轨道半径为，由圆周运动线速度公式 可得 由题意可知 代入可得 [2]探测器在圆形轨道上运行时，万有引力提供向心力 设木星的第一宇宙速度为，有 联立解得 由几何关系 代入可得 15. 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。 16. 如图所示是发射地球静止卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射轨道半径为r的近地圆轨道Ⅰ上，在卫星过A点时点火实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道Ⅱ上，过B点时再次点火，将卫星送入地球同步圆轨道Ⅲ。已知地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，地球半径为R。求： （1）卫星在近地圆轨道Ⅰ上运行的线速度v1大小； （2）同步圆轨道Ⅲ距地面的高度h。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设地球的质量为M，卫星的质量为m，则在近地圆轨道Ⅰ上有 设地球表面某一物体的质量为m′，忽略地球自转的影响，则有 联立解得 （2）在同步圆轨道Ⅲ上有 解得 17. 如图甲所示为一种叫“魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。陀螺的质量为，铁质圆轨道的质量为、半径为，用支架将圆轨道固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转，其余部分质量不计。陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向，大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。 （1）若陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，求此时轨道对陀螺的弹力大小； （2）要使陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，求陀螺通过最低点时的最大速度； （3）若陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时速度为，求固定支架对轨道的作用力大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当陀螺在轨道内侧最高点时，设轨道对陀螺的吸引力为，轨道对陀螺的弹力为，陀螺所受的重力为，最高点的速度为，如图所示 由牛顿第二定律有 解得 （2）设陀螺在轨道外侧运动到最低点时，轨道对陀螺的吸引力为，轨道对陀螺的弹力为，陀螺所受的重力为，最低点的速度为，如图所示 由牛顿第二定律有 由题意可知，当时，陀螺通过最低点时的速度为最大值，解得 （3）设陀螺在轨道外侧运动到与轨道圆心等高处时，轨道对陀螺的吸引力为，轨道对陀螺的支持力为，陀螺所受的重力为。如图所示 由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可知 ， 固定支架对轨道的作用力为 F＝ 解得 18. 如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知卫星I运行的周期为，行星的半径为，卫星1和卫星2到行星表面的距离分别为，，引力常量为。某时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为。求：（题干中、、已知） （1）行星的质量； （2）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 对卫星1，根据万有引力充当向心力，则有  解得 【小问2详解】 对卫星1和卫星2，由开普勒第三定律 解得 由图示时刻开始，经时间第一次相距最近，则有 解得 19. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴与陶罐球心的对径轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为的小物块的小滑块，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。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，，重力加速度为取。求： （1）若小物块受到的摩擦力恰好为零，求转台转动的角速度； （2）若小物块受到的摩擦力恰好为零，求小物块的线速度大小； （3）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） （3） 【解析】 【小问1详解】 当摩擦力为零时，重力与支持力的合力提供向心力 【小问2详解】 由几何关系得 线速度m/s 【小问3详解】 分两种临界情况： 角速度较小（下滑趋势，摩擦力向上）： 竖直方向： 水平方向： 且 联立解得 角速度较大（上滑趋势，摩擦力向下）： 竖直方向： 水平方向： 且，联立解得 故角速度范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $