精品解析：黑龙江佳木斯市第一中学2025-2026学年度高一下学期4月月考物理试题

佳一中2025-2026学年度高一下4月月考 物理试题 时间：75分钟 总分：100分 一、单项选择题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为9∶8∶1，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. 大车轮与小车轮的线速度之比为1∶1 B. 大车轮与小车轮的角速度之比为9∶1 C. 手轮圈与小车轮的角速度之比为8∶9 D. 大车轮与手轮圈两边缘的角速度之比为8∶9 【答案】A 【解析】 【详解】A．轮椅运动时，大车轮、小车轮都和地面纯滚动不打滑，两轮边缘的线速度大小都等于轮椅整体前进的速度，因此，线速度之比为，故A正确； B．由线速度公式，相等时角速度与半径成反比，得，故B错误； C．手轮圈固定在大车轮上，和大车轮同轴转动，因此​，结合，得，故C错误； D．大车轮和手轮圈同轴固定转动，角速度相等，因此角速度之比为，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，小球a、b分别在细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动，两小球运动的半径均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球a经过最高点时的速度可能小于 B. 小球b经过最高点时的最小速度为 C. 小球a经过最高点时，细绳对小球a可能没有力的作用 D. 小球b经过最高点时，细杆对小球b一定有支持力作用 【答案】C 【解析】 【详解】AC．小球a经过最高点时，当绳子拉力刚好为0时，速度最小，此时重力提供向心力，则有 解得 可知小球a经过最高点时的速度不可能小于，故A错误，C正确； B．小球b经过最高点时，当杆的支持力与重力平衡时，速度最小，为0，则小球b经过最高点时的速度可能小于，故B错误； D．小球b经过最高点时，当重力刚好提供向心力时，有 解得 可知此时细杆对小球b的支持力为0，故D错误。 故选C。 3. 已知自由落体加速度为g，月球与地球中心的距离为r，月球的公转周期为T，不考虑地球自转的影响，要完成“月一地检验”还需要已知（　　） A. 引力常量G B. 地球的半径R C. 地球的质量M D. 月球的质量m 【答案】B 【解析】 【详解】月—地检验的核心是验证地球对月球的引力与地球表面重力遵循相同的平方反比规律。已知条件为：地表重力加速度、地月距离、月球公转周期。需验证月球公转向心加速度是否等于按平方反比推算的加速度，其中为地球半径。 A．月—地检验通过比例关系验证，无需具体计算地球质量或引力常量，故A不符合题意。 B．计算时需已知以确定地表重力与月球轨道处的比例关系，故B符合题意。 C．可通过和间接推导，地球的质量是非必要已知量，故C不符合题意。 D．月球的质量在向心力公式中消去，无需已知，故D不符合题意。 结论：需已知地球半径以完成比例验证。 故选B。 4. 2018年2月，我国500 m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为．以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析;在天体中万有引力提供向心力，即 ，天体的密度公式，结合这两个公式求解． 设脉冲星质量为M，密度为 根据天体运动规律知： 代入可得： ，故C正确； 故选C 点睛：根据万有引力提供向心力并结合密度公式求解即可． 5. “中国天眼”发现，在距离地球17光年处有一颗具有和地球相同自转特征的“超级地球”。如题图所示，该星球可以视为均匀圆球，绕AB轴自转，O点为其球心，半径OE与赤道平面的夹角为。已知该星球的半径为R，北极点A处的重力加速度大小为g，赤道上D处的重力加速度大小为，则E处的自转线速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】在北极点A处有 在赤道上D处有 联立解得，该星球自转的角速度 因此E处的自转线速度大小 故选B。 6. 当列车以某一恒定速率过半径为R的弯道时会在水平面内做圆周运动，截面如图所示，列车内有一小球用轻绳悬挂在车厢顶部，发现小球稳定时轻绳与竖直方向夹角为。已知弯道处的铁轨路面与水平面间夹角为（），弯道半径远大于轨道宽度，空气阻力不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 列车转弯时速度大小为，列车车轮挤压内侧铁轨 B. 列车转弯时速度大小为，列车车轮挤压外侧铁轨 C. 列车转弯时速度大小为，列车轮与铁轨无侧向挤压 D. 列车转弯的半径大小为，列车轮与铁轨无侧向挤压 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．重物受到重力、绳子拉力的合力提供重物做圆周运动的向心力，则 解得列车在该弯道转弯时速度大小为 当列车轮与铁轨无侧向挤压时，铁轨对列车的支持力和列车重力的合力提供向心力，则 可得 由于，说明列车速度大于转弯理想速度值，列车会挤压外轨，B正确，AC错误； D．当列车以速度运行时，要想列车轮与铁轨无侧向挤压，根据牛顿第二定律 解得半径需要满足的条件 D错误。 故选B。 7. 如图所示，在水平桌面上有一个可绕圆心转动的转盘，转盘半径为r，有一条足够长的细轻绳绕在转盘上，细绳末端系住一小木块。已知木块与桌面之间的动摩擦因数。当转盘以角速度ωrad/s旋转时，木块被带动一起旋转，达到稳定状态后，二者角速度相同，细绳沿转盘的切线。已知m，g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 木块做圆周运动的向心力等于细绳的拉力 B. 当ω/s稳定时，细绳的长度为1m C. 只要满足​，木块就可以保持稳定转动 D. 只要满足​，木块就可以保持稳定转动 【答案】D 【解析】 【详解】A．设小木块的质量为，做圆周运动的半径为，对木块受力分析，如图所示 细绳的拉力与滑动摩擦力的合力提供木块所需的向心力，故A错误； B．在上图中，根据几何关系有， 根据题意，物块的切向加速度为零，则有 根据几何关系有 物块做匀速圆周运动有 由几何关系，绳长度 联立解得 当时，，，故B错误； CD．切线方向列平衡方程得 径向由牛顿第二定律得 由几何关系得 整理得  需满足 解得​，故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题 8. 根据下列数据，可以估算出地球的质量的有（引力常量G为已知）（　） A. 地球表面的重力加速度g及地球的半径R B. 月球表面的重力加速度g及月球中心到地球中心的距离R C. 月球绕地球运动的周期T及月球到地球中心的距离R D. 地球绕太阳运行周期T及地球到太阳中心的距离R 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据地球表面物体的重力等于万有引力 得地球的质量为 则可以估算出地球的质量，故A正确； B．月球表面的重力加速度g及月球中心到地球中心的距离R，不能估算地球的质量，B错误； C．由地球对月球引力提供向心力可有 可得 故C正确； D．在地球绕太阳的运行中，设太阳质量为M，地球质量为m，则有 可知地球质量抵消，不能估算地球质量，故D错误。 故选AC。 9. 马斯克的 SpaceX“猎鹰”重型火箭将一辆跑车发射到太空，其轨道示意图如图中椭圆II所示，其中A、C分别是近日点和远日点，图中I、III轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，B点为轨道II、III的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则以下说法正确的是（　　） A. 跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率 B. 跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度 C. 跑车在C 点的速率一定小于火星绕日的速率 D. 跑车在C 点的速率可能等于火星绕日的速率 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．火星与地球绕太阳做圆周运动的向心力由万有引力提供，由，可得 对于火星与地球可知，地球在A点的速率大于火星的速率，而跑车经过A点时要做离心运动，其在A点的速率大于地球在A点的运行速度，所以跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率，故A正确； B．跑车经过B点时的加速度与火星经过B点时的加速度都是由万有引力产生的，由，可得 所以跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度，故B正确； CD．C点是跑车椭圆运动的远日点，故经过C点后跑车做近心运动，故跑车在C点时的速率小于与C同半径圆周运动的速率，而由可知，火星绕日速率大于与C点同半径的圆周运动速率，所以跑车在C点的速率小于火星绕日的速率，故C正确，D错误。 故选ABC。 10. 宇宙中有两颗相距较远、质量均匀分布的行星A、行星B，其星球半径分别为和，周围都有卫星环绕，如图甲所示，纵轴表示卫星做匀速圆周运动的线速度大小的平方，横轴表示圆周运动的半径，两图线左端的纵坐标相同。若将卫星的运动周期T、圆周运动半径r取对数，可以得到如图乙所示的拟合直线（线性回归），两直线平行，纵截距分别为、。已知题中所给物理量均采用国际单位，，不计其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A. 行星 A 、B的质量之比1∶4 B. 图乙中两条直线的斜率均为1.5 C. 行星A、B的密度之比为36∶1 D. 行星A、B 的星球半径之比为1∶6 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．卫星绕行星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 可得 甲图中，两图线左端（对应，即行星表面近地卫星）纵坐标相等，因此 可得 再次由万有引力提供向心力 可得 两边取对数整理得 化简得 因此：直线斜率， 纵截距 因此 得，即 ​，故AB错误； D．由之前分析得 因此行星半径之比，故D正确； C．行星密度​ 因此密度比 即，故C正确。 故选CD。 三、实验题（11题6分12题8分） 11. 如图甲所示为向心力演示仪，某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量m角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为、和 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中______的方法。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）在探究向心力F与角速度的关系时，确保小球质量与运动半径相同。若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图所示的实验装置，电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r； ③启动电动机，使凹槽AB绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器示数和挡光时间。 （a）小钢球转动的角速度______（用L、d、表示）； （b）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1）C （2）B （3） ①. ②. 0.30 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中控制变量法的方法. 故选C。 【小问2详解】 在探究向心力F与角速度的关系时，确保小球质量与运动半径相同。两个小球所受向心力之比为，根据可知，角速度之比为；与皮带连接的两个变速塔轮边缘的线速度相等，根据可知，两个变速塔轮边缘的半径之比为。 故选B。 【小问3详解】 （a）[1]挡光片经过光电门的速度大小为 小钢球转动的角速度等于挡光片的角速度，则有 （b）[2]根据 可知图像的斜率为 已知，解得小钢球的质量为 12. 一物理老师设计了一款研究向心力大小的实验装置，其简化示意图如图所示，装置固定在水平桌面上，在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽（表面光滑，可忽略摩擦的影响），凹槽在电机的带动下能绕过凹槽圆心的竖直轴转动，旁边竖直固定一标尺，其上是可调高度的激光笔，激光笔发出水平方向的激光，初始时刻，凹槽与标尺在同一平面内.实验步骤如下： （1）将钢球放入凹槽底部，上下移动激光笔对准凹槽圆心，此时激光笔所在位置读数记为。 （2）接通电源，开启电机调速开关，钢球开始随凹槽转动，当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的匀速圆周运动，上下移动激光笔，当激光对准钢球球心位置时，记录此时激光笔所在位置读数为（），记。 （3）利用光电传感器探测钢球运动的周期.每当激光笔发出的激光照在钢球上时，光电传感器便会接收信号计次，若第1次光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时，并记录为0次，达到次时计时器停止计时，记录总时间，则钢球运动的周期________（用题中所给字母符号表示）. （4）若适当调大电机的转速，则激光笔应________（填“上移”“不动”或“下移”）. （5）改变电机转速，重复实验，将得到的多组和的数据记录到表格中，并绘制________（填“”或“”）图像，根据图像的斜率可以进一步求出当地重力加速度________（用题中所给字母符号表示）. 【答案】 ①. ②. 上移 ③. ④. 【解析】 【详解】（3）[1]由于钢球运动一周的过程中，光电传感器接收到2次信号，则钢球运动的周期为 （4）[2]若适当调大电机的转速，则钢球向上运动，则激光笔应上移； （5）[3][4]设当某时刻钢球所在位置与凹槽圆心位置的连线与竖直方向夹角为θ，凹槽半径为R，则对钢球分析可知 由几何关系可得 联立可得 则将得到的多组和的数据记录到表格中，并绘制图像，根据图像的斜率为 可以进一步求出当地重力加速度为 四、解答题（13题10分14题14分15题16分） 13. 2020年11月24日我国发射的“嫦娥五号”卫星进入环月轨道，若卫星绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，求： （1）月球的质量； （2）月球表面的重力加速度； （3）月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据万有引力提供向心力，则有 解得 （2）在月球表面，有 解得 （3）根据公式 解得第一宇宙速度 14. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。已知轻绳能承受的最大拉力为，握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为l，重力加速度为g，忽略空气阻力。 (1)当球的速度大小为时，轻绳刚好断掉，求此时绳与竖直方向的夹角与球的速度大小 (2)保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，要使绳刚好被拉断后球的落地点与抛出位置的竖直投影点O水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？ 【答案】(1)，；(2)， 【解析】 【分析】 【详解】(1)设绳断时，绳与竖直方向的夹角为，绳断时绳子拉力 故 做圆周运动半径 由向心力公式 得 (2)改变绳长时，绳承受的最大拉力不变，绳与竖直方向的夹角为不变，设绳长为时，绳断时球的速度大小为，抛出的落地点与抛出位置的投影点O水平距离最大，有： 得 绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为x，时间为，有 联立可得 由数学知识可知当 时，水平距离x最大 最大水平距离 15. 如图所示，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方=0.8m高处固定一水平轨道PQ，转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=2kg的小车（可视为质点），在F=6N的水平恒力作用下（一段时间后，撤去该力），从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动，当小车运动到O′点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA与轴重合。规定经过O点水平向右为轴正方向，小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，求： （1）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？ （2）现在A点放一物体，其质量为1kg，通过一根最大拉力为（10π2-5）N的绳子与圆盘圆心O点连接，当圆盘角速度为（1）问中最小值时，为使绳子不拉断，问物体与圆盘的动摩擦因数μ′最小应为多大？ （3）为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球离开小车后，由于惯性将以离开小车时的速度做平抛运动，竖直反向有 解得 为使小球刚好落在A点则应满足 解得 （2）最小角速度为 ω=5π 由牛顿第二定律得 f+T=mRω2 当f、T分别取最大值时，有最小值，有 解得 （3）①当球落到O点时，有 又 根据运动学公式得 F撤去后，做匀减速运动，有 依题意得 x1+x2=2m 联立得 ②当球落到A点时，有 F撤去后，做匀减速运动，有 依题意得 x1+x2=2m 联立得 故水平拉力F作用的距离范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 佳一中2025-2026学年度高一下4月月考 物理试题 时间：75分钟 总分：100分 一、单项选择题（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，普通轮椅一般由轮椅架、车轮、刹车装置等组成。车轮有大车轮和小车轮，大车轮上固定有手轮圈，手轮圈由患者直接推动。已知大车轮、手轮圈、小车轮的半径之比为9∶8∶1，假设轮椅在地面上做直线运动，手和手轮圈之间、车轮和地面之间都不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. 大车轮与小车轮的线速度之比为1∶1 B. 大车轮与小车轮的角速度之比为9∶1 C. 手轮圈与小车轮的角速度之比为8∶9 D. 大车轮与手轮圈两边缘的角速度之比为8∶9 2. 如图所示，小球a、b分别在细绳和轻质细杆作用下在竖直面内做圆周运动，两小球运动的半径均为R，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 小球a经过最高点时的速度可能小于 B. 小球b经过最高点时的最小速度为 C. 小球a经过最高点时，细绳对小球a可能没有力的作用 D. 小球b经过最高点时，细杆对小球b一定有支持力作用 3. 已知自由落体加速度为g，月球与地球中心的距离为r，月球的公转周期为T，不考虑地球自转的影响，要完成“月一地检验”还需要已知（　　） A. 引力常量G B. 地球的半径R C. 地球的质量M D. 月球的质量m 4. 2018年2月，我国500 m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为．以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（ ） A. B. C. D. 5. “中国天眼”发现，在距离地球17光年处有一颗具有和地球相同自转特征的“超级地球”。如题图所示，该星球可以视为均匀圆球，绕AB轴自转，O点为其球心，半径OE与赤道平面的夹角为。已知该星球的半径为R，北极点A处的重力加速度大小为g，赤道上D处的重力加速度大小为，则E处的自转线速度大小为（　　） A. B. C. D. 6. 当列车以某一恒定速率过半径为R的弯道时会在水平面内做圆周运动，截面如图所示，列车内有一小球用轻绳悬挂在车厢顶部，发现小球稳定时轻绳与竖直方向夹角为。已知弯道处的铁轨路面与水平面间夹角为（），弯道半径远大于轨道宽度，空气阻力不计，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ） A. 列车转弯时速度大小为，列车车轮挤压内侧铁轨 B. 列车转弯时速度大小为，列车车轮挤压外侧铁轨 C. 列车转弯时速度大小为，列车轮与铁轨无侧向挤压 D. 列车转弯的半径大小为，列车轮与铁轨无侧向挤压 7. 如图所示，在水平桌面上有一个可绕圆心转动的转盘，转盘半径为r，有一条足够长的细轻绳绕在转盘上，细绳末端系住一小木块。已知木块与桌面之间的动摩擦因数。当转盘以角速度ωrad/s旋转时，木块被带动一起旋转，达到稳定状态后，二者角速度相同，细绳沿转盘的切线。已知m，g＝10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 木块做圆周运动的向心力等于细绳的拉力 B. 当ω/s稳定时，细绳的长度为1m C. 只要满足​，木块就可以保持稳定转动 D. 只要满足​，木块就可以保持稳定转动 二、多选题 8. 根据下列数据，可以估算出地球的质量的有（引力常量G为已知）（　） A. 地球表面的重力加速度g及地球的半径R B. 月球表面的重力加速度g及月球中心到地球中心的距离R C. 月球绕地球运动的周期T及月球到地球中心的距离R D. 地球绕太阳运行周期T及地球到太阳中心的距离R 9. 马斯克的 SpaceX“猎鹰”重型火箭将一辆跑车发射到太空，其轨道示意图如图中椭圆II所示，其中A、C分别是近日点和远日点，图中I、III轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，B点为轨道II、III的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力，则以下说法正确的是（　　） A. 跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率 B. 跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度 C. 跑车在C 点的速率一定小于火星绕日的速率 D. 跑车在C 点的速率可能等于火星绕日的速率 10. 宇宙中有两颗相距较远、质量均匀分布的行星A、行星B，其星球半径分别为和，周围都有卫星环绕，如图甲所示，纵轴表示卫星做匀速圆周运动的线速度大小的平方，横轴表示圆周运动的半径，两图线左端的纵坐标相同。若将卫星的运动周期T、圆周运动半径r取对数，可以得到如图乙所示的拟合直线（线性回归），两直线平行，纵截距分别为、。已知题中所给物理量均采用国际单位，，不计其他星球的影响，下列说法正确的是（　　） A. 行星 A 、B的质量之比1∶4 B. 图乙中两条直线的斜率均为1.5 C. 行星A、B的密度之比为36∶1 D. 行星A、B 的星球半径之比为1∶6 三、实验题（11题6分12题8分） 11. 如图甲所示为向心力演示仪，某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量m角速度和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为、和 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中______的方法。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）在探究向心力F与角速度的关系时，确保小球质量与运动半径相同。若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图所示的实验装置，电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r； ③启动电动机，使凹槽AB绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器示数和挡光时间。 （a）小钢球转动的角速度______（用L、d、表示）； （b）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______kg（结果保留2位有效数字）。 12. 一物理老师设计了一款研究向心力大小的实验装置，其简化示意图如图所示，装置固定在水平桌面上，在可调速的电机上固定一个半圆形有机玻璃凹槽（表面光滑，可忽略摩擦的影响），凹槽在电机的带动下能绕过凹槽圆心的竖直轴转动，旁边竖直固定一标尺，其上是可调高度的激光笔，激光笔发出水平方向的激光，初始时刻，凹槽与标尺在同一平面内.实验步骤如下： （1）将钢球放入凹槽底部，上下移动激光笔对准凹槽圆心，此时激光笔所在位置读数记为。 （2）接通电源，开启电机调速开关，钢球开始随凹槽转动，当钢球到达某一高度后随凹槽做稳定的匀速圆周运动，上下移动激光笔，当激光对准钢球球心位置时，记录此时激光笔所在位置读数为（），记。 （3）利用光电传感器探测钢球运动的周期.每当激光笔发出的激光照在钢球上时，光电传感器便会接收信号计次，若第1次光电传感器接收到信号时数字计时器开始计时，并记录为0次，达到次时计时器停止计时，记录总时间，则钢球运动的周期________（用题中所给字母符号表示）. （4）若适当调大电机的转速，则激光笔应________（填“上移”“不动”或“下移”）. （5）改变电机转速，重复实验，将得到的多组和的数据记录到表格中，并绘制________（填“”或“”）图像，根据图像的斜率可以进一步求出当地重力加速度________（用题中所给字母符号表示）. 四、解答题（13题10分14题14分15题16分） 13. 2020年11月24日我国发射的“嫦娥五号”卫星进入环月轨道，若卫星绕月做匀速圆周运动的轨道半径为r，周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，求： （1）月球的质量； （2）月球表面的重力加速度； （3）月球的第一宇宙速度。 14. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球运动起来，最终在水平面内做匀速圆周运动。已知轻绳能承受的最大拉力为，握绳的手离地面高度为，手与球之间的绳长为l，重力加速度为g，忽略空气阻力。 (1)当球的速度大小为时，轻绳刚好断掉，求此时绳与竖直方向的夹角与球的速度大小 (2)保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，要使绳刚好被拉断后球的落地点与抛出位置的竖直投影点O水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？ 15. 如图所示，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO′匀速转动，在圆心O正上方=0.8m高处固定一水平轨道PQ，转轴和水平轨道交于O′点。一质量m=2kg的小车（可视为质点），在F=6N的水平恒力作用下（一段时间后，撤去该力），从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动，当小车运动到O′点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA与轴重合。规定经过O点水平向右为轴正方向，小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2，求： （1）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大？ （2）现在A点放一物体，其质量为1kg，通过一根最大拉力为（10π2-5）N的绳子与圆盘圆心O点连接，当圆盘角速度为（1）问中最小值时，为使绳子不拉断，问物体与圆盘的动摩擦因数μ′最小应为多大？ （3）为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $