精品解析：黑龙江哈尔滨德强高级中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试题（I卷）

哈尔滨德强高级中学2025-2026学年度下学期期中考试高一年级 物理试题（Ⅰ卷） 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示，质量为m的小球，从距桌面高处的A点下落到地面上的点，桌面高，选择桌面为参考平面，重力加速度为。关于小球的重力势能和重力做功，下列说法正确的是（　　） A. 在A点时， B. 在B点时， C. 小球下落过程中，先减小后增大 D. 小球重力势能减小了 2. 有关开普勒三大定律，结合下图，下面说法正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆中心 B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长 D. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 3. 2025年2月，实践25号卫星成功为北斗G7卫星加注推进剂，完成了人类航天史上首次“太空加油”。已知北斗G7卫星在地球同步静止轨道绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 北斗G7卫星的运行速度大于7.9km/s B. 北斗G7卫星的向心加速度小于地球表面附近的重力加速度 C. 北斗G7卫星的运行速度小于地球赤道上随地球自转物体的线速度 D. 在地球同步静止轨道上运行的实践25号，可通过加速追上北斗G7卫星 4. 平地面上两个相同的物块A、B分别在外力的作用下以相同的速度向右匀速运动，物块A、B所受的外力分别为水平恒力和斜向上的恒力，如图所示。用、分别表示地面对物块A、B的摩擦力，、分别表示、的功率。下列说法正确的是 A. 与大小不可能相等 B. 可能有 C. 一定大于 D. 可能等于 5. 如图甲所示，小球在竖直平面内光滑的固定圆管中，绕圆心O点做半径为R的圆周运动（小球直径略小于管的口径且远小于R）。当小球运动到最高点时，速度大小设为v，圆管与小球间弹力的大小设为F，改变速度v得到F-图像如图乙所示，重力加速度g取10，则下列说法错误的是（　　） A. 小球的质量为4kg B. 固定圆管的半径为1m C. 小球在最高点的速度为2m/s时，小球受到圆管的弹力大小为20N，方向向上 D. 小球在最高点的速度为4m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向下 6. 图甲是“天梯”项目海基平台效果图，该项目是在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”，航天员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中为航天员到地心的距离，为地球半径。曲线为地球引力对航天员产生的加速度大小与的关系；直线为航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与的关系。关于质量为、相对地面静止在“太空电梯”不同高度的航天员，下列说法正确的是（　　） A. 随着的增大，航天员的角速度逐渐增大 B. 随着的增大，航天员感受到的“重力”先向下减小后向上增大 C. 航天员随地球自转的周期为 D. 离地高度为时（轨道半径小于），航天员对座椅的压力大小为 7. 如图（俯视图），用自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和O点恰好组成一个边长为的正三角形。已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（ ） A. 当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力最小 B. 当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小 C. 当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的合力大小均为 D. 当物体P、Q两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为 8. 如图所示，佛山某陶瓷厂师傅正在制作花瓶。花瓶粗坯固定在水平转台上，其对称轴与转台的转轴重合，、为花瓶粗坯上两点。在花瓶粗坯随转台匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 点的线速度大于点的线速度 B. 、两点的向心加速度大小相等 C. 转动一周点与点通过的位移相等 D. 相同时间内点转过的角度比点大 9. 近年来我国新能源汽车发展迅速，2025年新能源汽车全年产销量突破1600万辆，位列全球第一。如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，则（　　） A. 汽车匀加速时间为 B. 汽车以恒定功率启动 C. 汽车所受阻力为 D. 汽车在车速为时，功率为 10. 如图所示，某星球赤道上的A点有一卫星观测站，高空中有一探测卫星B，其轨道与赤道共面。探测卫星B的绕行方向与该星球自转方向相反，角速度为该星球自转角速度的2倍。已知该星球半径为R，高空探测卫星B距星球表面的高度也为R，星球表面两极处的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 探测卫星B的向心加速度大小为 B. 该星球同步卫星的轨道半径为 C. 每经过时间，探测卫星B经过A点正上方一次 D. 卫星观测站能持续监测到探测卫星B的时间最长为 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的科学方法是 。 A. 控制变量法 B. 累积法 C. 微元法 D. 放大法 （2）图示情景正在探究的是 。 A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与线速度大小的关系 C. 向心力的大小与角速度大小的关系 D. 向心力的大小与物体质量的关系 （3）本实验中皮带所连接的两个塔轮的半径__________。（填：A、“相同” B、“不相同”） 12. （1）图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。图甲（b）是该装置某次实验的高速数码连拍照片，该高速数码相机每秒钟能拍摄20次，这样在同一张照相底片上能同时显示A、B球的运动轨迹，图中背景方格为边长l=0.049m的正方形。图甲（b）清晰地记录了A、B球的初始位置及随后运动的数个位置，由该数码连拍照片分析可知，A球在竖直方向的分运动是___________；在水平方向的初速度大小为___________m/s。（结果保留到小数点后两位） （2）现在重新设计该实验，如图乙所示，点光源位于S点，紧靠着点光源的正前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。现打开高速数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能拍摄下来，该高速数码相机每秒钟能拍摄20次，则小球的影像P在屏幕上移动情况应当是图丙中的___________ 选填“（c）”或“（d）”。 （3）已知图乙中点光源S与屏幕间的垂直距离L=0.6m，根据图丙中的相关数据，可知小球A水平抛出的初速度为___________m/s。（g=9.8m/s2，结果保留到小数点后两位） 三、解答题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. “嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，已知它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T，引力常量为G，月球半径为R。 （1）求月球的质量； （2）求月球的密度； （3）求月球表面的重力加速度大小。 14. 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，它和点的连线与之间的夹角为60°．重力加速度大小为。 （1）求出物块线速度大小； （2）若时，小物块受到的摩擦力恰好为零，求； （3）若（为第2问的值），且，求小物块受到的摩擦力大小； 15. 如图水平杆KO可绕竖直轴O＇O转动，小环A套在水平杆KO上并与小球B通过细线连接，静止时细线与竖直方向的夹角，水平细线P端固定在转轴上，已知kg，kg，AB线长L=0.5m，BP线长d=0.2m。（重力加速度g取10，，）。求： （1）装置静止时，KO杆对小环A的支持力和摩擦力多大； （2）若装置以角速度转动时，线AB与竖直方向的夹角仍是37°，且KO杆与小环A间的摩擦力恰好为零，求角速度和此时细线BP的张力T； （3）若小环与杆间动摩擦因数为0.6，当装置以不同的角速度匀速转动时，求出小环A受到的摩擦力f随装置转动的角速度变化的关系式，并画出f-图像。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 哈尔滨德强高级中学2025-2026学年度下学期期中考试高一年级 物理试题（Ⅰ卷） 时间：75分钟 满分：100分 一、单选题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 如图所示，质量为m的小球，从距桌面高处的A点下落到地面上的点，桌面高，选择桌面为参考平面，重力加速度为。关于小球的重力势能和重力做功，下列说法正确的是（　　） A. 在A点时， B. 在B点时， C. 小球下落过程中，先减小后增大 D. 小球重力势能减小了 【答案】BD 【解析】 【详解】A．在A点时， 故A错误； B．在B点时， 故B正确； C．小球下落过程中，重力势能不断减小，故C错误； D．小球重力势能减少了，故正确。 故选BD。 2. 有关开普勒三大定律，结合下图，下面说法正确的是（　　） A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆中心 B. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C. 火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长 D. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故A错误； B．由开普勒第二定律可知地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点运行的速率比远日点运行的速率大，故B错误； C．由开普勒第三定律可知火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间长，故C正确； D．在相等时间内，同一行星与太阳的连线扫过的面积相等，故D错误。 故选C。 3. 2025年2月，实践25号卫星成功为北斗G7卫星加注推进剂，完成了人类航天史上首次“太空加油”。已知北斗G7卫星在地球同步静止轨道绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 北斗G7卫星的运行速度大于7.9km/s B. 北斗G7卫星的向心加速度小于地球表面附近的重力加速度 C. 北斗G7卫星的运行速度小于地球赤道上随地球自转物体的线速度 D. 在地球同步静止轨道上运行的实践25号，可通过加速追上北斗G7卫星 【答案】B 【解析】 【详解】A．第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，由万有引力提供向心力得，同步卫星轨道半径大于近地卫星轨道半径，因此运行速度小于7.9km/s，故A错误； B．由万有引力提供向心加速度得，地球表面重力加速度（为地球半径），同步卫星轨道半径，因此其向心加速度小于地表重力加速度，故B正确； C．同步卫星与地球赤道上随地球自转的物体角速度相同，由线速度公式，同步卫星轨道半径更大，因此线速度大于赤道上物体的线速度，故C错误； D．在同步轨道上的卫星若加速，万有引力不足以提供向心力，会做离心运动进入更高轨道，无法追上原轨道的北斗G7卫星，故D错误。 故选B。 4. 平地面上两个相同的物块A、B分别在外力的作用下以相同的速度向右匀速运动，物块A、B所受的外力分别为水平恒力和斜向上的恒力，如图所示。用、分别表示地面对物块A、B的摩擦力，、分别表示、的功率。下列说法正确的是 A. 与大小不可能相等 B. 可能有 C. 一定大于 D. 可能等于 【答案】C 【解析】 【详解】A．设物块与地面间的动摩擦因数为μ，图中与水平方向的夹角为α，对物块B进行受力分析，则有 ， 联立解得 而，则 令，则 ， 上式可变形为 则当时，有 故A错误； B．有竖直向上的分量，则图中物块B所受的支持力较小，则地面对物块A、B的滑动摩擦力大小关系一定是，故B错误； CD．由物块在水平方向受力平衡可得 则一定有 故C正确，D错误。 故选C。 5. 如图甲所示，小球在竖直平面内光滑的固定圆管中，绕圆心O点做半径为R的圆周运动（小球直径略小于管的口径且远小于R）。当小球运动到最高点时，速度大小设为v，圆管与小球间弹力的大小设为F，改变速度v得到F-图像如图乙所示，重力加速度g取10，则下列说法错误的是（　　） A. 小球的质量为4kg B. 固定圆管的半径为1m C. 小球在最高点的速度为2m/s时，小球受到圆管的弹力大小为20N，方向向上 D. 小球在最高点的速度为4m/s时，小球受到圆管的弹力大小为24N，方向向下 【答案】C 【解析】 【详解】AB．小球在圆管最高点时，受力分两种情况：当时，圆管内壁对小球有向上的弹力，合力提供向心力 得 当时，圆管外壁对小球有向下的弹力，合力提供向心力 得 从图乙可知当时，，代入，得 当时，，此时，约去得，故AB正确； C．当时，，代入 得 此时弹力方向向上（圆管内壁托住小球），故C错误； D．当时，，代入 得，此时弹力方向向下（圆管外壁压住小球），故D正确。 由于本题选择错误的，故选C。 6. 图甲是“天梯”项目海基平台效果图，该项目是在赤道上建造垂直于水平面的“太空电梯”，航天员乘坐太空舱通过“太空电梯”直通地球空间站。图乙中为航天员到地心的距离，为地球半径。曲线为地球引力对航天员产生的加速度大小与的关系；直线为航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与的关系。关于质量为、相对地面静止在“太空电梯”不同高度的航天员，下列说法正确的是（　　） A. 随着的增大，航天员的角速度逐渐增大 B. 随着的增大，航天员感受到的“重力”先向下减小后向上增大 C. 航天员随地球自转的周期为 D. 离地高度为时（轨道半径小于），航天员对座椅的压力大小为 【答案】B 【解析】 【详解】A．航天员的角速度与地球自转角速度相等，保持不变，A项错误。 B．根据 得 由题图乙可知，当时，随着的增大，先向下逐渐减小，则航天员感受到的“重力”逐渐减小；当时，随着的增大，方向向上逐渐增大，则航天员感受到的“重力”逐渐增大，B项正确。 C．当时 航天员随地球自转的周期 C项错误。 D．根据 又在地球表面 得 根据牛顿第三定律，航天员对座椅的压力大小 D项错误。 故选B。 7. 如图（俯视图），用自然长度为，劲度系数为k的轻质弹簧，将质量都是m的两个小物块P、Q连接在一起，放置在能绕O点在水平面内转动的圆盘上，物体P、Q和O点恰好组成一个边长为的正三角形。已知小物块P、Q和圆盘间的最大静摩擦力均为，现使圆盘带动两个物体以不同的角速度做匀速圆周运动，则（ ） A. 当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力最小 B. 当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的摩擦力都等于弹簧弹力的大小 C. 当圆盘的角速度为时，P、Q两物块受到的合力大小均为 D. 当物体P、Q两物块刚要滑动时，圆盘的角速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．PQ间的距离为，而弹簧的原长为，故弹簧的弹力为 根据合力与分力构成的矢量三角形可知，静摩擦力具有最小值时沿轨迹切线，与弹力沿切线方向的分力平衡，为 此时物块随圆盘转动需要的向心力为弹力沿半径方向的分力 解得 故A错误； B． 当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为 由力的三角形可知静摩擦力不等于弹簧的弹力，故B错误； C．当时，可得物块随圆盘转动需要的向心力为 由力的三角形可知静摩擦力等于，此时物体和圆盘还未相对滑动，物体所受的合力亦为也为，故C错误； D．静摩擦力达到最大时，恰好最大静摩擦力与弹力垂直，此时 解得 故D正确。 故选D。 8. 如图所示，佛山某陶瓷厂师傅正在制作花瓶。花瓶粗坯固定在水平转台上，其对称轴与转台的转轴重合，、为花瓶粗坯上两点。在花瓶粗坯随转台匀速转动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 点的线速度大于点的线速度 B. 、两点的向心加速度大小相等 C. 转动一周点与点通过的位移相等 D. 相同时间内点转过的角度比点大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．因PQ两点同轴转动，角速度相同，P点转动半径大于Q点，根据可知，点的线速度大于点的线速度，A正确； B．根据可知，点的向心加速度大小大于点的向心加速度大小，B错误； C．转动一周点与点通过的位移均为零，相等，C正确； D．根据可知，相同时间内点转过的角度与点相等，D错误。 故选AC。 9. 近年来我国新能源汽车发展迅速，2025年新能源汽车全年产销量突破1600万辆，位列全球第一。如图所示为比亚迪某型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，则（　　） A. 汽车匀加速时间为 B. 汽车以恒定功率启动 C. 汽车所受阻力为 D. 汽车在车速为时，功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．汽车匀加速运动的末速度，解得 匀加速运动的时间 故A正确； B．由图知，汽车以恒定加速度启动，汽车匀加速运动的加速度为，因此速度不断增加，阻力恒定时，功率不断增大，故B错误； C．由图可知汽车的最大速度为，此时汽车做匀速直线运动，有 则 当时，，根据牛顿第二定律得 即 联立解得 故C错误； D．根据牛顿第二定律，汽车匀加速运动时有 代入数据得 车速为时，功率为 故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，某星球赤道上的A点有一卫星观测站，高空中有一探测卫星B，其轨道与赤道共面。探测卫星B的绕行方向与该星球自转方向相反，角速度为该星球自转角速度的2倍。已知该星球半径为R，高空探测卫星B距星球表面的高度也为R，星球表面两极处的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 探测卫星B的向心加速度大小为 B. 该星球同步卫星的轨道半径为 C. 每经过时间，探测卫星B经过A点正上方一次 D. 卫星观测站能持续监测到探测卫星B的时间最长为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由万有引力提供向心力有，又，黄金代换式 联立解得，故A正确； B．由 解得卫星的角速度为 该星球自转角速度为 该星球自转角速度与其同步卫星角速度相同，有 联立解得，故B正确； C．绕行方向相反，则卫星与观测站下一次相遇满足 解得时间，故C错误； D． 如图所示，由几何关系可得，卫星相对观测站转过的角度为，则卫星观测站能持续监测探测卫星的时间最长为，D错误。 故选AB。 二、实验题（每空2分，共14分） 11. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。 （1）本实验采用的科学方法是 。 A. 控制变量法 B. 累积法 C. 微元法 D. 放大法 （2）图示情景正在探究的是 。 A. 向心力的大小与半径的关系 B. 向心力的大小与线速度大小的关系 C. 向心力的大小与角速度大小的关系 D. 向心力的大小与物体质量的关系 （3）本实验中皮带所连接的两个塔轮的半径__________。（填：A、“相同” B、“不相同”） 【答案】（1）A （2）D （3）A 【解析】 【小问1详解】 本实验研究向心力和质量、角速度和半径三个物理量之间的关系，采用的科学方法是控制变量法。故选A。 【小问2详解】 图示情景中把两个质量不等的小球放在了转动半径相同的位置，下面塔轮半径相同，则角速度相同，可知图示情景正在探究的是向心力大小和物体质量的关系，故选D。 【小问3详解】 本实验中皮带所连接的两个塔轮的半径相同，故选A。 12. （1）图甲（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动。图甲（b）是该装置某次实验的高速数码连拍照片，该高速数码相机每秒钟能拍摄20次，这样在同一张照相底片上能同时显示A、B球的运动轨迹，图中背景方格为边长l=0.049m的正方形。图甲（b）清晰地记录了A、B球的初始位置及随后运动的数个位置，由该数码连拍照片分析可知，A球在竖直方向的分运动是___________；在水平方向的初速度大小为___________m/s。（结果保留到小数点后两位） （2）现在重新设计该实验，如图乙所示，点光源位于S点，紧靠着点光源的正前方有一个小球A，光照射A球时在竖直屏幕上形成影子P。现打开高速数码相机，同时将小球向着垂直于屏幕的方向水平抛出，小球的影像P在屏幕上移动情况即被数码相机用连拍功能拍摄下来，该高速数码相机每秒钟能拍摄20次，则小球的影像P在屏幕上移动情况应当是图丙中的___________ 选填“（c）”或“（d）”。 （3）已知图乙中点光源S与屏幕间的垂直距离L=0.6m，根据图丙中的相关数据，可知小球A水平抛出的初速度为___________m/s。（g=9.8m/s2，结果保留到小数点后两位） 【答案】 ①. 自由落体运动 ②. 0.98 ③. d ④. 1.47 【解析】 【详解】（1）[1]本实验中A做平抛运动，B做自由落体运动，同一时刻两球处于同一高度，说明竖直方向运动情况相同，所以A竖直方向的分运动是自由落体运动； [2]每秒钟能拍摄20次，则 则水平方向速度 （2）[3]设经过时间t照相机拍摄一次，从抛出开始经时间t后到达C点，经时间2t后经过B点，如图所示 根据几何关系有 水平方向做匀速运动，所以 竖直方向做自由落体运动，所以 联立可得 即 PG=GQ 所以小球的影像P在屏上移动情况应当是等间距的，故选d； （3）[4]由图可知，PQ=0.1m，AP=0.6m，则可得 根据几何关系得 解得 小球A水平抛出的初速度 三、解答题（13题10分，14题14分，15题16分） 13. “嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，已知它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T，引力常量为G，月球半径为R。 （1）求月球的质量； （2）求月球的密度； （3）求月球表面的重力加速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力提供向心力得 解得月球的质量 【小问2详解】 月球的体积 则月球的密度 【小问3详解】 根据万有引力等于重力得 解得 14. 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，它和点的连线与之间的夹角为60°．重力加速度大小为。 （1）求出物块线速度大小； （2）若时，小物块受到的摩擦力恰好为零，求； （3）若（为第2问的值），且，求小物块受到的摩擦力大小； 【答案】（1） （2） （3）当时，；当时， 【解析】 【小问1详解】 转动的线速度 【小问2详解】 小物块在水平面内做匀速圆周运动，当小物块受到的摩擦力恰好等于零时，小物块所受的重力和陶罐的支持力的合力提供圆周运动的向心力，有 解得 【小问3详解】 当时，小物块受到的摩擦力沿陶罐壁切线向下，设摩擦力的大小为，陶罐壁对小物块的支持力为，沿水平和竖直方向建立坐标系，则水平方向和竖直方向分别有， 代入数据解得 同理，当时，小物块受到的摩擦力沿陶罐壁切线向上，则水平方向和竖直方向分别有， 代入数据解得 15. 如图水平杆KO可绕竖直轴O＇O转动，小环A套在水平杆KO上并与小球B通过细线连接，静止时细线与竖直方向的夹角，水平细线P端固定在转轴上，已知kg，kg，AB线长L=0.5m，BP线长d=0.2m。（重力加速度g取10，，）。求： （1）装置静止时，KO杆对小环A的支持力和摩擦力多大； （2）若装置以角速度转动时，线AB与竖直方向的夹角仍是37°，且KO杆与小环A间的摩擦力恰好为零，求角速度和此时细线BP的张力T； （3）若小环与杆间动摩擦因数为0.6，当装置以不同的角速度匀速转动时，求出小环A受到的摩擦力f随装置转动的角速度变化的关系式，并画出f-图像。 【答案】（1）10N，3N （2），3.8N （3）当时，大小 当时，大小 【解析】 【小问1详解】 对小球B受力分析，静止时竖直方向平衡  代入数据得 再对小环A受力分析，竖直方向平衡 水平方向平衡，摩擦力 【小问2详解】 几何关系得A的圆周运动半径 B的圆周运动半径 A摩擦力为零，水平方向合力提供向心力 解得 对B水平方向合力提供向心力 代入数据得 【小问3详解】 竖直方向支持力始终不变，，最大静摩擦力 规定指向转轴（向右）为的正方向，对A水平方向合力提供向心力 整理得 当A摩擦力为零，解得 当A摩擦力为最大静摩擦力时，解得 所以当时，摩擦力方向向左，大小 当时，摩擦力方向向右，大小 f-图像如下： 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $