精品解析：山东济宁市育才中学2025-2026学年高一下学期第一次学情检测物理试题

育才中学2025-2026年度高一下学期第一次学情检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 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. 如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是（ ） A. 时针的角速度最大 B. 秒针的周期最大 C. 分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度 D. 时针、分针、秒针的转动周期相等 【答案】C 【解析】 【详解】BD．时针的周期为，分针的周期为，秒针的周期为，故BD错误； A．根据 由于时针的周期最大，可知时针的角速度最小，故A错误； C．分针的周期小于时针的周期，则分针的角速度大于时针的角速度，根据 分针尖端的半径大于时针尖端的半径，故分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度，故C正确。 故选C。 2. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心 B. 地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 C. 开普勒第三定律的表达式中的T代表行星的自转周期 D. 开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A错误； B．根据开普勒第二定律可知，同一行星与太阳连线在相等的时间内扫过相等的面积，但不同的行星扫过的面积不等，故B错误； C．开普勒第三定律的表达式中的T代表行星的公转周期，故C错误； D．开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故D正确。 故选D。 3. 有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点.现从M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m的万有引力F为(　　) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】挖去小球前球与质点的万有引力，挖去的球体的质量；被挖部分对质点的引力为 则剩余部分对质点m的万有引力，A正确． 【点睛】本题的关键就是要对挖之前的引力和挖去部分的引力计算，而不是直接去计算剩余部分的引力，因为那是一个不规则球体，其引力直接由公式得到． 4. 如图所示，修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点，若A、B、C的轨道半径之比为，则A、B、C的向心加速度大小之比（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】修正带是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，边缘点的线速度大小相等，即 根据向心加速度的公式 可知A、B的向心加速度大小之比；又B、C两点为同轴转动，则角速度相等，即 根据向心加速度的公式 可知B、C的向心加速度大小之比；综上可知A、B、C的向心加速度大小之比。 故选B。 5. C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制，具有自主知识产权的喷气式中程干线客机，2023年5月29日8时25分，C919大型客机平稳降落成都天府国际机场，开启常态化商业运行.C919是中国航空工业取得的重大历史突破，也是中国创新驱动战略的重大时代成果.如图所示，C919正在空中沿半径为r的水平圆周做匀速盘旋，飞行速率为，重力加速度大小为g，则飞机受到的升力为自身重力的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 【答案】C 【解析】 【详解】飞机受力分析如图所示：    合外力作为向心力 由勾股定理可知飞机受到的升力为 故选C。 6. 设某星球可看作半径为R的质量分布均匀的球体，因该星球自转使其表面各处重力加速度不相同，在两极的重力加速度等于g，在赤道上的重力加速度等于，则该星球自转角速度等于（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在两极时由万有引力等于重力，有 在赤道上时，有 联立解得 故选D。 7. “羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】地球表面的重力加速度为g，根据牛顿第二定律得 解得 根据题意可知，卫星的运行周期为 根据牛顿第二定律，万有引力提供卫星运动的向心力，则有 联立解得 故选C。 8. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定转轴以恒定角速度匀速转动，盘面上离转轴2m处有一小物体（可视为质点）与圆盘始终保持相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，，则（　　） A. 若越大，则小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体受到的摩擦力不可能背离圆心 C. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 D. 若小物体与盘面可的动摩擦因数为，则的最大值是 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小物体在最高点时，由牛顿第二定律得 解得 当时 当时，，即摩擦力方向背离圆心，越大，则小物体受到的摩擦力越小；当时，，即摩擦力方向指向圆心，越大，则小物体受到的摩擦力越大；故AB错误； CD．小物体在最低点摩擦力达到滑动摩擦力时，此时圆盘转动的角速度最大，由牛顿第二定律得 将，代入上式得，最大角速度 故C正确，D错误； 故选C。 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. 我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（　　） A. 飞船的发射速度大于 B. 飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度 C. 飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度为 D. 飞船在“过渡轨道”运行的周期大于在“停泊轨道”运行的周期 【答案】BD 【解析】 【详解】A．飞船只是从地球轨道转移到绕月轨道，没有脱离地球引力束缚，所以发射速度小于11.2km/s，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 可知，飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度，故B正确； C．由万有引力等于重力有 由万有引力提供向心力有 可得飞船在“停泊轨道”上的P点运行速度为 飞船需要在点加速由“停泊轨道”进入“过渡轨道”，则飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度大于，故C错误； D．由开普勒第三定律可知，飞船在“过渡轨道”运行的周期大于在“停泊轨道”运行的周期，故D正确。 故选BD。 10. 截至2024年12月26日，我国高铁运营里程达到4.7万公里。某高铁试验机车试运行时的图像如图所示，时间内的图像为直线，列车做加速度大小为0.5m/s2的匀加速运动，km/h，时刻列车的牵引力功率达到最大为kW，之后保持不变，时刻列车运行达到最大速度。列车的质量为120t，认为列车受到的阻力大小恒定，则（　　） A. 列车匀加速运行的时间为s B. 列车所受的阻力大小为N C. 列车运行的最大速度m/s D. 列车运行的最大速度m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A．km/hm/s，列车匀加速的时间s，故A错误； B．时刻，，匀加速阶段，由牛顿第二定律，解得N，故B正确； CD．列车运行的最大速度m/s，故C正确，D错误； 故选BC。 11. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为FT，小球在最高点的速度大小为v，其FT-v2图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当v2=c时，轻质绳最高点拉力大小为-a D. 若小球在最低点时的速度=b，小球运动到最低点时绳的拉力为6a 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当小球经过最高点时，根据牛顿第二定律可得 整理得 结合题图乙可得， 解得，，故A正确，B错误； C．当v2=c时，根据牛顿第二定律，轻质绳最高点拉力大小为，故C正确； D．若小球在最低点时的速度，根据牛顿第二定律，小球运动到最低点时 解得绳的拉力为，故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，质量为的物体M置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，M用轻绳通过光滑的定滑轮与质量为的物块m相连，m悬于空中与M都处于静止状态。已知M与轴的距离为，与平台的最大静摩擦力为重力的0.3倍，重力加速度取。现平台开始绕轴转动，在转速由零开始逐渐增大，直至M与平台即将相对滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体M受到的摩擦力一直增大 B. 物体M受到的摩擦力先减小后增大 C. 平台转动的角速度等于时，物体M受到的摩擦力最小 D. 若要物体M与平台始终保持相对静止，平台转动的角速度不能超过 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．当角速度较小时，物体M有向心运动趋势，水平面对M的静摩擦力方向背离圆心，对物体M，静摩擦力和拉力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律得 而保持不变，故当角速度逐渐增大时，摩擦力f背离圆心减小；当角速度较大时，M有离心运动趋势，水平面对M的静摩擦力方向指向圆心，同理可得 当角速度逐渐增大时，摩擦力f指向圆心增大，综上所述，平台转速由零增大时，M受到的摩擦力先减小后增大，故A错误，B正确； C．M受到的摩擦力最小为零时，仅由绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律得 又 联立并代入数据得，故C错误； D．设当角速度为，最大静摩擦力时，M恰好有离心运动趋势，根据牛顿第二定律得 而， 联立并代入数据得 即若物体与平台始终保持相对静止，平台转动角速度不能超过，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在探究向心力大小的实验中，会用到向心力演示器，其具体结构如图所示。匀速转动手柄，可以使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球的向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的半径之比为1:2:1， （1）在探究向心力与质量之间的关系时，应选择半径 ________ (填“相同”或“不同”)的两个塔轮，并将质量不同的小球放置于挡板C与挡板________(填“A”或“B”)处。 （2）某次实验中，两质量相同的小球放置于不同挡板处，使得两球转动半径相同，实验观察到左侧标尺和右侧标尺露出的红白相间的等分格之比为1:4，若皮带与塔轮间没有打滑，则用皮带连接的左、右变速塔轮的半径之比应为________。 【答案】（1） ①. 相同 ②. A （2）2:1 【解析】 【小问1详解】 [1]探究向心力与质量的关系时，根据控制变量法，需要保持小球做圆周运动的角速度和圆周运动半径相同，只改变质量。两个变速塔轮为皮带传动，不打滑时边缘线速度相等，由可知，要让两个塔轮角速度相等，需要选择半径相同的两个塔轮。 [2]已知三个挡板处半径比，C处半径为，要保证小球圆周运动半径和C处相同，应将另一小球放在处。 【小问2详解】 已知两小球质量相同、转动半径相同，向心力之比。由向心力公式 得，因此 即 皮带传动不打滑，两塔轮边缘线速度相等，即​ 由得 因此，即左、右变速塔轮半径之比为 14. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻到），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。 （1）某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速______； （2）认为绳的张力充当向心力，如果______（用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证。 （3）该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比______（填“偏大”或“偏小”），主要原因是____________。 【答案】（1） （2） （3） ①. 偏小 ②. 滑块与水平杆间有摩擦力 【解析】 【小问1详解】 挡光片宽度为d，挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速 【小问2详解】 绳的张力充当向心力，由向心力公式，如果 则向心力的表达式得到验证。 【小问3详解】 [1]滑块做圆周运动时，滑块受到水平杆的摩擦力，设滑块受水平杆的摩擦力大小是，方向沿水平杆指向圆心，对滑块由牛顿第二定律可得 解得 可知拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比偏小。 [2]偏小的主要原因是由于滑块与水平杆间有摩擦力，因此会产生实验误差。 15. 我国是第三个对火星探测并将探测器着陆火星的国家，火星表面气体非常稀薄可近似认为真空，在火星表面附近以初速度水平抛出一个物体，测得抛出点距火星表面高度为h，物体落到火星表面所用时间为t，已知引力常量为G，火星半径为R。忽略火星的自转，将火星视为质量分布均匀的球体。求： （1）火星的质量； （2）火星的第一宇宙速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据题意可知，物体在火星表面做平抛运动，则有 解得 在火星表面，由万有引力等于重力有 联立解得 【小问2详解】 在火星表面，由万有引力提供向心力有 解得火星的第一宇宙速度 16. 如图所示，半径R＝0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g取10 m/s2。求： （1）能实现上述运动时，小球在B点的最小速度v是多少？ （2）能实现上述运动时，A、C间的最小距离x是多少？ （3）若到达最高点B时的速度v1=4m/s，则小球对圆环的压力是多少？ 【答案】（1）2m/s；（2）0.8m；（3）30N 【解析】 【详解】（1）小球经过B点速度最小时，重力刚好提供向心力，则有 解得经过B点的最小速度为 （2）当小球在B点以最小速度抛出时，A、C间距离最小，则有 ， 解得A、C间的最小距离为 （3）若到达最高点B时的速度，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小球对圆环的压力为。 17. 如图甲所示的旋转飞椅在水平面内做匀速圆周运动，可拓展为如图乙所示的模型，轻质细线1、2分别悬挂A、B两小球（视为质点）在不同高度的水平面内做匀速圆周运动。A、B的质量均为m，细线1的长度为L0，细线2的长度未知，细线1与竖直方向的夹角为37°，细线2与竖直方向的夹角为53°。细线1、2始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求： （1）细线2中拉力大小T2； （2）细线1中拉力大小T1和小球转动的角速度ω； （3）细线2的长度L。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】 【小问1详解】 对B进行受力分析，在竖直方向由力的平衡可得 解得 【小问2详解】 对A进行受力分析，竖直方向上有 水平方向有 解得， 【小问3详解】 对B进行受力分析，水平方向有 综合， 解得 18. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为。 （1）若，小物块受到的摩擦力恰好为0，求； （2）当时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到摩擦力f的方向和大小？ （3）若小物块与陶罐的动摩擦因数为，求陶罐转动的角速度的范围？ 【答案】（1）10rad/s；（2）沿圆弧切线向上，5.4N；（3） 【解析】 【详解】（1）小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力与罐壁的支持力的合力提供向心力，如图所示 则有 解得 （2）当时，小物块有向下运动的趋势，小物块受到的摩擦力方向沿圆弧切线向上，小物块受力情况如图所示 建立如图所示的坐标系，将向心力沿坐标轴进行分解，沿x方向根据牛顿第二定律可得 其中 解得摩擦力大小为 （3）当，重力和支持力的合力不够提供向心力，当物块刚好不上滑时，最大静摩擦力沿切线向下，设此最大角速度为，受力如图 水平方向 竖直方向 又，解得 当，物块刚好不下滑时，最大静摩擦力沿切线向上，水平方向 竖直方向 又，解得 陶罐转动的角速度的范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 育才中学2025-2026年度高一下学期第一次学情检测 物理试题 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。考试时间90分钟。 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. 如图所示为时钟面板，当时钟正常工作时，关于时针、分针和秒针的转动，下列判断正确的是（ ） A. 时针的角速度最大 B. 秒针的周期最大 C. 分针尖端的线速度大于时针尖端的线速度 D. 时针、分针、秒针的转动周期相等 2. 关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心 B. 地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等 C. 开普勒第三定律的表达式中的T代表行星的自转周期 D. 开普勒行星运动定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 3. 有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点.现从M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m的万有引力F为(　　) A. B. C. D. 4. 如图所示，修正带是一种常见的学习用具，是通过两个齿轮的相互咬合进行工作的，其原理可简化为图中所示的模型。A、B是转动的大小齿轮边缘的两点，C是大轮上的一点，若A、B、C的轨道半径之比为，则A、B、C的向心加速度大小之比（　　） A. B. C. D. 5. C919是中国首款按照国际通行适航标准自行研制，具有自主知识产权的喷气式中程干线客机，2023年5月29日8时25分，C919大型客机平稳降落成都天府国际机场，开启常态化商业运行.C919是中国航空工业取得的重大历史突破，也是中国创新驱动战略的重大时代成果.如图所示，C919正在空中沿半径为r的水平圆周做匀速盘旋，飞行速率为，重力加速度大小为g，则飞机受到的升力为自身重力的（ ） A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 6. 设某星球可看作半径为R的质量分布均匀的球体，因该星球自转使其表面各处重力加速度不相同，在两极的重力加速度等于g，在赤道上的重力加速度等于，则该星球自转角速度等于（　　） A. B. C. D. 7. “羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（ ） A. B. C. D. 8. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定转轴以恒定角速度匀速转动，盘面上离转轴2m处有一小物体（可视为质点）与圆盘始终保持相对静止，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面间的夹角为30°，，则（　　） A. 若越大，则小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体受到的摩擦力不可能背离圆心 C. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 D. 若小物体与盘面可的动摩擦因数为，则的最大值是 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. 我国设想的登月载人飞船运行轨迹如图所示。飞船在圆形“停泊轨道”的P点加速进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地球表面最近距离为，飞船到达离P点最远距离为L的Q点时，被月球引力“俘获”后，在距月球表面的圆形“绕月轨道”上飞行。已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g（是月球的6倍），飞船在“过渡轨道”运行时忽略月球引力影响。下列说法正确的是（　　） A. 飞船的发射速度大于 B. 飞船在“过渡轨道”上P点加速度等于“停泊轨道”上P点的加速度 C. 飞船在“过渡轨道”上的P点运行速度为 D. 飞船在“过渡轨道”运行的周期大于在“停泊轨道”运行的周期 10. 截至2024年12月26日，我国高铁运营里程达到4.7万公里。某高铁试验机车试运行时的图像如图所示，时间内的图像为直线，列车做加速度大小为0.5m/s2的匀加速运动，km/h，时刻列车的牵引力功率达到最大为kW，之后保持不变，时刻列车运行达到最大速度。列车的质量为120t，认为列车受到的阻力大小恒定，则（　　） A. 列车匀加速运行的时间为s B. 列车所受的阻力大小为N C. 列车运行的最大速度m/s D. 列车运行的最大速度m/s 11. 如图甲所示，用一轻质绳拴着一质量为m的小球，在竖直面内做圆周运动(不计一切阻力)，小球运动到最高点时绳对小球的拉力为FT，小球在最高点的速度大小为v，其FT-v2图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A. 轻质绳长为 B. 当地的重力加速度为 C. 当v2=c时，轻质绳最高点拉力大小为-a D. 若小球在最低点时的速度=b，小球运动到最低点时绳的拉力为6a 12. 如图所示，质量为的物体M置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，M用轻绳通过光滑的定滑轮与质量为的物块m相连，m悬于空中与M都处于静止状态。已知M与轴的距离为，与平台的最大静摩擦力为重力的0.3倍，重力加速度取。现平台开始绕轴转动，在转速由零开始逐渐增大，直至M与平台即将相对滑动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 物体M受到的摩擦力一直增大 B. 物体M受到的摩擦力先减小后增大 C. 平台转动的角速度等于时，物体M受到的摩擦力最小 D. 若要物体M与平台始终保持相对静止，平台转动的角速度不能超过 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 在探究向心力大小的实验中，会用到向心力演示器，其具体结构如图所示。匀速转动手柄，可以使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球的向心力的比值。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的半径之比为1:2:1， （1）在探究向心力与质量之间的关系时，应选择半径 ________ (填“相同”或“不同”)的两个塔轮，并将质量不同的小球放置于挡板C与挡板________(填“A”或“B”)处。 （2）某次实验中，两质量相同的小球放置于不同挡板处，使得两球转动半径相同，实验观察到左侧标尺和右侧标尺露出的红白相间的等分格之比为1:4，若皮带与塔轮间没有打滑，则用皮带连接的左、右变速塔轮的半径之比应为________。 14. 某实验小组通过如图所示的装置验证向心力公式。一个体积较小，质量为m的滑块套在水平杆上（不会翻到），力传感器通过一根细绳连接滑块，用来测量绳中拉力F的大小，最初整个装置静止，细绳刚好伸直但无张力，然后让整个装置逐渐加速转动，最后滑块随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动。滑块的中心固定一块挡光片，宽度为d，滑块的中心到转轴的距离为L，每经过光电门一次，通过力传感器和光电计时器就同时获得一组细绳拉力F和挡光片经过光电门时的挡光时间的数据。 （1）某次旋转过程中挡光片经过光电门时的挡光时间为，则滑块转动的线速______； （2）认为绳的张力充当向心力，如果______（用已知量和待测量的符号表示），则向心力的表达式得到验证。 （3）该小组验证向心力的表达式时，经多次实验，仪器正常，操作和读数均没有问题，发现拉力F的测量值与滑块的向心力的理论值相比______（填“偏大”或“偏小”），主要原因是____________。 15. 我国是第三个对火星探测并将探测器着陆火星的国家，火星表面气体非常稀薄可近似认为真空，在火星表面附近以初速度水平抛出一个物体，测得抛出点距火星表面高度为h，物体落到火星表面所用时间为t，已知引力常量为G，火星半径为R。忽略火星的自转，将火星视为质量分布均匀的球体。求： （1）火星的质量； （2）火星的第一宇宙速度大小。 16. 如图所示，半径R＝0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为1kg的小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g取10 m/s2。求： （1）能实现上述运动时，小球在B点的最小速度v是多少？ （2）能实现上述运动时，A、C间的最小距离x是多少？ （3）若到达最高点B时的速度v1=4m/s，则小球对圆环的压力是多少？ 17. 如图甲所示的旋转飞椅在水平面内做匀速圆周运动，可拓展为如图乙所示的模型，轻质细线1、2分别悬挂A、B两小球（视为质点）在不同高度的水平面内做匀速圆周运动。A、B的质量均为m，细线1的长度为L0，细线2的长度未知，细线1与竖直方向的夹角为37°，细线2与竖直方向的夹角为53°。细线1、2始终在同一竖直平面内，重力加速度为g，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力，求： （1）细线2中拉力大小T2； （2）细线1中拉力大小T1和小球转动的角速度ω； （3）细线2的长度L。 18. 如图所示，半径为的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速旋转，一质量为的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度为。 （1）若，小物块受到的摩擦力恰好为0，求； （2）当时，小物块仍与罐壁相对静止，求小物块受到摩擦力f的方向和大小？ （3）若小物块与陶罐的动摩擦因数为，求陶罐转动的角速度的范围？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $