高一物理下学期期末模拟卷01（鲁科版）

**基本信息** 以嫦娥六号探月、神舟二十二号航天等科技前沿为情境，覆盖圆周运动、机械能、天体运动等必修二核心知识，通过基础到综合的分层题型，考查物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |解答题|3/39|天体运动、机械能守恒、平抛运动|结合“天问一号”探测任务，综合考查科学推理与模型建构| |实验题|2/12|平抛运动、动能测量|设计滑轮转动动能探究实验，培养科学探究能力|

高一物理下学期期末模拟卷01 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.试题范围：必修二（鲁科版）（福建） 第Ⅰ卷 一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求的。 1．2025年10月6日，国家航天局和国家原子能机构联合发布“嫦娥六号”最新成果。如图为探测器登月部分过程：探测器先在周期为的椭圆轨道1运行，经远月点点火变轨进入周期为的椭圆轨道2：月球位于椭圆公共焦点上。已知变轨后轨道2的半长轴是轨道1的倍。结合开普勒定律，下列说法正确的是（　　） A．点火操作应为“加速” B．变轨后探测器的机械能减小 C．变轨后探测器的机械能增大 D．两轨道周期之比 【答案】B 【详解】ABC．探测器从高轨道1变到低轨道2，需要减速，让万有引力大于所需的向心力，做近心运动。点火减速时，发动机做负功，探测器的机械能减小，故AC错误，B正确； D．根据开普勒第三定律 两轨道周期之比，故D错误。 故选B。 2．如图所示，A、B是曲面上的两点，一小球由A点下滑到B点。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点下滑到B点的过程中，重力势能增大 B．若增加曲面的粗糙程度，则小球从A点下滑到B点的过程中，重力势能的变化量会变小 C．取A点所在水平面为重力势能零势能面，则小球在A点的重力势能小于在B点的重力势能 D．无论取何处为重力势能零势能面，小球在A点的重力势能均比在B点的重力势能大 【答案】D 【详解】A．小球从A点下滑到B点的过程中，重力做正功，重力势能减小，A错误； B．重力势能的变化量只与重力做功有关，与路径及路径是否粗糙无关，B错误； CD．由A可知，无论取何处为重力势能零势能面，小球在A点的重力势能均比B点的重力势能大，C错误，D正确。 故选D。 3．下列有关圆周运动的说法正确的是（　　） 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，加速度方向一定指向圆心 C．做圆周运动的物体，向心力的方向始终指向圆心 D．做匀速圆周运动的物体，向心加速度与圆周运动的半径一定成正比 【答案】C 【详解】A．匀速圆周运动的物体，其速度的大小保持不变，但速度方向持续改变，故A错误； B．只有在匀速圆周运动中，物体的加速度方向始终指向圆心，对于非匀速圆周运动的物体，其加速度方向并不一定时刻指向圆心，故B错误； C．不管是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动的向心力的方向始终指向圆心，故C正确； D．做匀速圆周运动的物体，在角速度一定的情况下，向心加速度与圆周运动的半径成正比，在线速度一定的情况下，向心加速度与圆周运动的半径成反比，故D错误。 故选C。 4．多个相同小球从地面上同一点，沿不同方向以相同速率抛出，在同一个竖直面内运动，小球最终落回到地面上。不计空气阻力，则小球运动经过的区域可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设抛出点为原点，初速度为，抛射角为θ。则有 解得 因为 令 联立整理得 对 u 求极值，可得 可知图像是一个开口向下的抛物线。 故选B。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．某校科技节上，小明操控一艘遥控救援船进行“精准投递”挑战。如图所示，救援船从起点M垂直河岸驶向对岸，目标点N位于M点的正对岸。挑战水域的水流速度恒为3 m/s，救援船在静水中的航速为4 m/s。下列说法正确的是（　　） A．救援船将精准抵达目标点N B．救援船的实际航速大小为5 m/s C．救援船将到达目标点N的下游某处 D．救援船的过河时间随水流速度增大而减小 【答案】BC 【详解】AC．救援船船头垂直河岸航行，沿河岸向下游方向存在水流带来的分速度，船会随水流向下游漂移，无法抵达正对岸，只会到达的下游，故A错误，C正确； B．船速（静水中）方向垂直河岸，水流速度方向沿河岸，两个分速度相互垂直，根据勾股定理，实际航速为，故B正确； D． 过河时间由垂直河岸方向的分运动决定，公式为（为河宽，是垂直河岸的分速度），本题中船的分速度垂直河岸，与水流速度无关，水流速度增大不改变过河时间，故D错误。 故选BC。 6．如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，从A点以竖直向上沿轨道内侧开始运动。小球可视为质点，重力加速度大小为g。则（　　） A．在C点小球对轨道的压力大小为3mg B．在C点小球对轨道的压力大小为4mg C．小球落地时的速度大小为 D．小球落地时的速度大小为 【答案】AC 【详解】AB．水平外力，，A到C总竖直高度为，水平位移向左大小为，则外力做功 重力做功 从A到C，由动能定理得 解得 在C点，由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可知，小球对轨道压力为，A正确，B错误； CD．取向右为正，小球从C点飞出后，速度方向水平向左，水平方向做匀加速直线运动，竖直方向做自由落体，竖直方向有 解得运动时间 落地时 水平方向，由牛顿第二定律有 解得 落地时的水平速度 故合速度大小，C正确，D错误。 故选AC。 7．2025年11月25日，我国成功发射神舟二十二号飞船。飞船进入椭圆轨道运动时，近地点距地面高度为，远地点距地面高度为。飞船在远地点点火加速，变轨进入与远地点相切的圆轨道。设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转，下列说法正确的是（　　） A．飞船在椭圆轨道运行时，经过近地点与远地点的速度大小之比为 B．飞船在椭圆轨道运行时，经过近地点与远地点的速度大小之比为 C．飞船在圆轨道上的运行速度大小为 D．飞船在圆轨道上的运行速度大小为 【答案】BD 【详解】AB．根据开普勒第二定律，椭圆轨道上飞船与地心的连线在相等时间内扫过的面积相等。取极短时间，近地点（地心距）、远地点（地心距）扫过的面积满足 整理得速度比，故A错误，B正确； CD．变轨后圆轨道的轨道半径为，万有引力提供向心力 地球表面忽略自转，重力等于万有引力，可得 联立解得圆轨道运行速度 ，故C错误，D正确。 故选BD。 8．一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系如图所示，5s时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，15s后可视为匀速。若汽车的质量为kg，阻力大小恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是（　　） A．汽车的最大功率为W B．汽车匀加速运动阶段的加速度大小为2 C．汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动 D．汽车从静止开始运动15s内的位移是60m 【答案】AB 【详解】C．由图可知，汽车在前5s内受到的牵引力不变，所以做匀加速直线运动；5s～15s内受到的牵引力逐渐减小，则车的加速度逐渐减小，汽车做加速度减小的加速运动，直到车的速度达到最大值，汽车做匀速直线运动，故C错误； B．汽车的速度达到最大值后牵引力等于阻力，所以阻力 前5s内汽车的牵引力 由牛顿第二定律有 解得匀加速阶段的加速度大小，故B正确； A．5s末汽车的速度 在5s末汽车的功率达到最大值，所以汽车的最大功率 故A正确； D．汽车在前5s内的位移大小为 汽车的最大速度为 设汽车在5s～15s内的位移为，根据动能定理可得 解得 所以汽车的总位移，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷 三、填空题：本题共3小题，每小题3分，共9分。 9．影视作品中的武林高手展示轻功时都是吊威亚（钢丝）的。如图所示，轨道车A沿水平地面以速度大小向左匀速前进，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角，连接特技演员B的钢丝竖直，取，，该时刻特技演员B处于________状态（填“失重”或“超重”），该时刻特技演员B的速度大小为________m/s。 【答案】 超重 1.6 【详解】[1] 绳子不可伸长，沿绳方向的速度分量相等，即 A向左匀速运动过程中，钢丝与水平方向的夹角逐渐减小，增大，不断增大，说明B向上做加速运动，加速度方向向上，因此B处于超重状态。 [2]时， 10．如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一点，飞镖抛出时与在同一竖直面内等高，且到点距离为。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准点抛出的同时，圆盘绕经过盘心点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度。 (1)若，飞镖恰好击中点，求圆盘的半径为___________m (2)若改变的大小，飞镖恰好击中点，求圆盘转动角速度的值为___________（结果用含的式子表示） 【答案】(1)0.2(2) 【详解】（1）飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此 飞镖击中O点时，则 解得圆盘的半径 （2）飞镖击中P点，则P点转过的角度满足 竖直方向 联立解得 11．月—地检验是验证地球与月球间的吸引力与地球对树上的苹果的吸引力是同一种性质的力的最初证据。月—地检验可以这样思考，地球可以看成质量均匀、半径为的均匀球体，地面附近的重力加速度大小为。 (1)若已知月球和地球之间的距离为，月球绕地球的运动可以看成是匀速圆周运动，月球绕地球运动的周期为，则月球的向心加速度大小______（用和表示）。 (2)若月球和地球上的物体受到的引力均是地球施加的，则______（用题中涉及的物理量符号表示）。 (3)若已知，重力加速度大小，且已证明地球与月球间的吸引力与地球对地球附近物体的吸引力是同一种性质的力，则可估算出月球公转周期______天。（结果保留至整数位） 【答案】(1)(2)(3)27 【详解】（1）根据向心加速度与周期的关系可得月球的向心加速度大小 （2）根据牛顿第二定律有 根据万有引力与重力的关系有 解得 （3）根据（1）（2）有， 代入题述条件解得天 四、实验题：本题共2小题，第12题7分，第13题5分，共12分。 12．探究小组想研究滑轮转动时的动能与转动角速度的关系，特设计了如下实验装置。细绳跨过固定在铁架台上的待测滑轮，两端分别悬挂质量为的重锤1（含遮光片）、质量为的重锤2，、已知且，重力加速度为。实验步骤如下： ①实验前，该小组同学首先用游标卡尺测量遮光片的宽度； ②用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离以及待测滑轮的直径D。 ③启动光电门，释放重锤1，用光电计时器测出遮光片的遮光时间。 ④若运动过程中细绳与滑轮未打滑，则可求出此时滑轮的角速度_________，滑轮转动的动能_________。（均用题中物理量的符号表示） ⑤若考虑空气阻力，该小组测量的滑轮转动动能与实际值相比_________。（选填“偏大”、“偏小”或“相等”） 【答案】 偏大 【详解】④[1][2]重锤1经过光电门时的瞬时速度近似等于遮光片通过光电门的平均速度，即 由于细绳与滑轮未打滑，滑轮边缘的线速度等于重锤1的速度，即。滑轮半径，则滑轮的角速度 对于重锤1、重锤2和滑轮组成的系统，在重锤1上升的过程中，系统重力势能减少 根据能量守恒定律，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，即 解得滑轮转动的动能 ⑤[3]若考虑空气阻力，系统运动过程中需要克服阻力做功。根据能量守恒定律，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量与克服阻力做功之和，即 而该小组在计算测量值时，未考虑阻力做功，认为 对比两式可知 因为，所以，即测量值偏大。 13．如图甲为研究平抛运动的实验装置，其中装置由固定的铁架台，圆弧轨道（半径）组成，位移传感器与计算机连接。实验时小球从圆弧轨道上某位置由静止释放，沿着轨道向下运动，离开轨道时，位移传感器开始实时探测小球的位置。测得不同时刻位置坐标，相邻点时间间隔。其中O点为抛出点，标记为，其他点依次标记为。 (1)为确保小球离开轨道后做平抛运动，必须进行的关键操作是（　　） A．测量圆弧轨道的半径R B．用水平仪校准轨道末端切线水平 C．调整轨道高度使小球落地点在传感器中心 D．保证小球每次从轨道同一高度释放 (2)如果竖直方向为自由落体运动，并测量出“”“”及“”，其中为第n点到O点的竖直距离，为第n点到O点的水平距离，为第n点到O点的直线距离），则重力加速度g的表达式为______（用所测物理量和、n表示）。 (3)在（2）问实验测得的g值比真实值偏小，可能的原因是（　　） A．轨道末端切线略微向上倾斜 B．小球释放点低于预定位置 C．实验时位移传感器数据中略大于0.02s (4)经正确操作，该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，将其坐标在直角坐标系内描绘出图像，如图乙所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度______m/s（重力加速度g取）。 【答案】(1)B(2)(3)A(4)1 【详解】（1）平抛运动要求初速度水平，需用水平仪校准轨道末端切线水平；半径、轨道高度、释放位置不直接影响“平抛”的前提条件。 故选B。 （2）竖直方向做自由落体运动，有 解得 故需测量 （3）A．末端向上倾斜会使小球获得竖直向上的初速度，导致yn偏小，由可知，g偏小，故A正确； B．小球释放点低于预定位置，不影响g的测量，故B错误； C．实验时间∆t略大，导致yn偏大，会使g偏大，故C错误。 故选A。 （4）平抛运动中，水平方向位移 竖直方向位移 联立得 故斜率 由图像数据解得 五、解答题：本题共3小题，14题11分，15题12分，16题16分，共39分。 14．2020年7月23号“天问一号”火星探测器发射成功，在历时202天，跨越约4.7亿千米后，于2021年5月15日成功在火星软着陆。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。探测器登陆火星表面后进行了很多科学探测与实验，某次将一个小球以速度v0竖直上抛，经过t0时间到达最高点。已知火星的半径为R，引力常量为G，不计阻力。求： (1)火星的质量及火星的第一宇宙速度大小； (2)已知火星的自转周期为T，若想让探测器进入火星的同步轨道运行，则探测器应位于火星表面多高处？ 【答案】(1)，(2) 【详解】（1）将一个小球以速度v0竖直上抛，经过t0时间到达最高点，根据运动学公式可得 解得火星表面重力加速度为 在火星表面，小球所受万有引力近似等于重力，有 可得火星的质量为 火星的第一宇宙速度等于火星表面轨道卫星的运行速度，由万有引力提供向心力可得 可得火星的第一宇宙速度为 （2）设火星的同步轨道的半径为，若想让探测器进入火星的同步轨道运行，由万有引力提供向心力可得 联立可得 15．小球甲、乙（均视为质点）套在圆环上，现让圆环绕竖直直径做角速度为的匀速圆周运动，两小球相对圆环静止。小球甲处在点，与竖直方向的夹角为，小球甲与圆环间的摩擦力刚好为0；小球乙处在点，为水平半径，且圆环对小球乙的静摩擦力达到最大值，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。将小球丙从圆环的最高点以大小的初速度水平向右抛出，小球丙落到与圆心等高处的点，重力加速度大小为，求： （1）小球甲、乙的向心加速度大小之比； （2）圆环的半径以及、两点间的距离； （3）小球乙与圆环间的动摩擦因数。 【答案】（1） （2）， （3） 【解析】（1）设圆环的半径为，则小球甲、乙做圆周运动的轨道的半径分别为、 小球甲、乙的向心加速度分别为， 解得 （2)对小球甲受力分析，合力沿水平方向，有 由向心力公式有 解得 对小球丙，由平抛运动的规律有， 解得 (3)对小球乙受力分析，竖直方向由二力平衡有 水平方向由弹力充当向心力有 最大静摩擦力等于滑动摩擦力有 解得 16．某校物理实验小组设置了一套“力学综合测试平台”，其结构示意图如图所示。水平导轨右侧配备可调弹射器，左侧与固定在竖直平面内的光滑半圆轨道BCD相切于B点，BD为其竖直直径，半圆轨道的半径。水平导轨上有长度的粗糙测量段AB，其余轨道均光滑。滑块（视为质点）的质量，滑块与AB段间的动摩擦因数，取重力加速度大小。用滑块压缩弹射器后将滑块由静止释放，滑块从A点离开弹射器，不计空气阻力。 (1)若弹射器储存的弹性势能，求滑块第一次运动至半圆轨道最低点B时对半圆轨道的压力大小F； (2)若滑块从D点水平飞出后恰好落在AB的中点，求弹射器应提供的弹性势能； (3)若滑块滑入半圆轨道后仍能沿原路返回至水平轨道，求弹簧弹性势能应该满足的条件。 【答案】(1)12N(2)7J(3) 【详解】（1）滑块从释放到运动至B点，根据能量守恒 代入数据得 解得 在B点，根据牛顿第二定律 代入数据得支持力 ，根据牛顿第三定律，滑块对轨道的压力 （2）滑块从D点飞出后做平抛运动，竖直方向 水平方向 解得 从释放到D点，根据能量守恒 代入数据得 （3）滑块滑入半圆后仍能沿原路返回，需要满足两个条件 能滑入半圆轨道：到达B点时速度大于0，即 轨道上能到达的最高点不超过圆心高度，即上升最大高度满足 ，由能量守恒得 即 综上，弹性势能满足 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理下学期期末模拟卷01 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 4.试题范围：必修二（鲁科版）（福建） 第Ⅰ卷 一、单项选择题：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，只有一项符合题目要求的。 1．2025年10月6日，国家航天局和国家原子能机构联合发布“嫦娥六号”最新成果。如图为探测器登月部分过程：探测器先在周期为的椭圆轨道1运行，经远月点点火变轨进入周期为的椭圆轨道2：月球位于椭圆公共焦点上。已知变轨后轨道2的半长轴是轨道1的倍。结合开普勒定律，下列说法正确的是（　　） A．点火操作应为“加速” B．变轨后探测器的机械能减小 C．变轨后探测器的机械能增大 D．两轨道周期之比 2．如图所示，A、B是曲面上的两点，一小球由A点下滑到B点。下列说法正确的是（　　） A．小球从A点下滑到B点的过程中，重力势能增大 B．若增加曲面的粗糙程度，则小球从A点下滑到B点的过程中，重力势能的变化量会变小 C．取A点所在水平面为重力势能零势能面，则小球在A点的重力势能小于在B点的重力势能 D．无论取何处为重力势能零势能面，小球在A点的重力势能均比在B点的重力势能大 3．下列有关圆周运动的说法正确的是（　　） 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，加速度方向一定指向圆心 C．做圆周运动的物体，向心力的方向始终指向圆心 D．做匀速圆周运动的物体，向心加速度与圆周运动的半径一定成正比 4．多个相同小球从地面上同一点，沿不同方向以相同速率抛出，在同一个竖直面内运动，小球最终落回到地面上。不计空气阻力，则小球运动经过的区域可能是（　　） A． B． C． D． 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 5．某校科技节上，小明操控一艘遥控救援船进行“精准投递”挑战。如图所示，救援船从起点M垂直河岸驶向对岸，目标点N位于M点的正对岸。挑战水域的水流速度恒为3 m/s，救援船在静水中的航速为4 m/s。下列说法正确的是（　　） A．救援船将精准抵达目标点N B．救援船的实际航速大小为5 m/s C．救援船将到达目标点N的下游某处 D．救援船的过河时间随水流速度增大而减小 6．如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，A点在水平面上，轨道AB段竖直，长度为R，BC段是半径为R的圆弧，与AB相切于B点。一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平向右的外力作用，从A点以竖直向上沿轨道内侧开始运动。小球可视为质点，重力加速度大小为g。则（　　） A．在C点小球对轨道的压力大小为3mg B．在C点小球对轨道的压力大小为4mg C．小球落地时的速度大小为 D．小球落地时的速度大小为 7．2025年11月25日，我国成功发射神舟二十二号飞船。飞船进入椭圆轨道运动时，近地点距地面高度为，远地点距地面高度为。飞船在远地点点火加速，变轨进入与远地点相切的圆轨道。设地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转，下列说法正确的是（　　） A．飞船在椭圆轨道运行时，经过近地点与远地点的速度大小之比为 B．飞船在椭圆轨道运行时，经过近地点与远地点的速度大小之比为 C．飞船在圆轨道上的运行速度大小为 D．飞船在圆轨道上的运行速度大小为 8．一辆汽车由静止开始沿平直公路行驶，汽车所受牵引力F随时间t变化关系如图所示，5s时汽车功率达到最大值，此后保持此功率继续行驶，15s后可视为匀速。若汽车的质量为kg，阻力大小恒定，汽车的最大功率恒定，则以下说法正确的是（　　） A．汽车的最大功率为W B．汽车匀加速运动阶段的加速度大小为2 C．汽车先做匀加速直线运动，然后再做匀速直线运动 D．汽车从静止开始运动15s内的位移是60m 第Ⅱ卷 三、填空题：本题共3小题，每小题3分，共9分。 9．影视作品中的武林高手展示轻功时都是吊威亚（钢丝）的。如图所示，轨道车A沿水平地面以速度大小向左匀速前进，某时刻连接轨道车的钢丝与水平方向的夹角，连接特技演员B的钢丝竖直，取，，该时刻特技演员B处于________状态（填“失重”或“超重”），该时刻特技演员B的速度大小为________m/s。 10．如图所示，一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端有一点，飞镖抛出时与在同一竖直面内等高，且到点距离为。当飞镖以初速度垂直盘面瞄准点抛出的同时，圆盘绕经过盘心点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度。 (1)若，飞镖恰好击中点，求圆盘的半径为___________m (2)若改变的大小，飞镖恰好击中点，求圆盘转动角速度的值为___________（结果用含的式子表示） 11．月—地检验是验证地球与月球间的吸引力与地球对树上的苹果的吸引力是同一种性质的力的最初证据。月—地检验可以这样思考，地球可以看成质量均匀、半径为的均匀球体，地面附近的重力加速度大小为。 (1)若已知月球和地球之间的距离为，月球绕地球的运动可以看成是匀速圆周运动，月球绕地球运动的周期为，则月球的向心加速度大小______（用和表示）。 (2)若月球和地球上的物体受到的引力均是地球施加的，则______（用题中涉及的物理量符号表示）。 (3)若已知，重力加速度大小，且已证明地球与月球间的吸引力与地球对地球附近物体的吸引力是同一种性质的力，则可估算出月球公转周期______天。（结果保留至整数位） 四、实验题：本题共2小题，第12题7分，第13题5分，共12分。 12．探究小组想研究滑轮转动时的动能与转动角速度的关系，特设计了如下实验装置。细绳跨过固定在铁架台上的待测滑轮，两端分别悬挂质量为的重锤1（含遮光片）、质量为的重锤2，、已知且，重力加速度为。实验步骤如下： ①实验前，该小组同学首先用游标卡尺测量遮光片的宽度； ②用刻度尺测量遮光片中心到光电门的竖直距离以及待测滑轮的直径D。 ③启动光电门，释放重锤1，用光电计时器测出遮光片的遮光时间。 ④若运动过程中细绳与滑轮未打滑，则可求出此时滑轮的角速度_________，滑轮转动的动能_________。（均用题中物理量的符号表示） ⑤若考虑空气阻力，该小组测量的滑轮转动动能与实际值相比_________。（选填“偏大”、“偏小”或“相等”） 13．如图甲为研究平抛运动的实验装置，其中装置由固定的铁架台，圆弧轨道（半径）组成，位移传感器与计算机连接。实验时小球从圆弧轨道上某位置由静止释放，沿着轨道向下运动，离开轨道时，位移传感器开始实时探测小球的位置。测得不同时刻位置坐标，相邻点时间间隔。其中O点为抛出点，标记为，其他点依次标记为。 (1)为确保小球离开轨道后做平抛运动，必须进行的关键操作是（　　） A．测量圆弧轨道的半径R B．用水平仪校准轨道末端切线水平 C．调整轨道高度使小球落地点在传感器中心 D．保证小球每次从轨道同一高度释放 (2)如果竖直方向为自由落体运动，并测量出“”“”及“”，其中为第n点到O点的竖直距离，为第n点到O点的水平距离，为第n点到O点的直线距离），则重力加速度g的表达式为______（用所测物理量和、n表示）。 (3)在（2）问实验测得的g值比真实值偏小，可能的原因是（　　） A．轨道末端切线略微向上倾斜 B．小球释放点低于预定位置 C．实验时位移传感器数据中略大于0.02s (4)经正确操作，该同学在轨迹上选取间距较大的几个点，将其坐标在直角坐标系内描绘出图像，如图乙所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度______m/s（重力加速度g取）。 五、解答题：本题共3小题，14题11分，15题12分，16题16分，共39分。 14．2020年7月23号“天问一号”火星探测器发射成功，在历时202天，跨越约4.7亿千米后，于2021年5月15日成功在火星软着陆。我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。探测器登陆火星表面后进行了很多科学探测与实验，某次将一个小球以速度v0竖直上抛，经过t0时间到达最高点。已知火星的半径为R，引力常量为G，不计阻力。求： (1)火星的质量及火星的第一宇宙速度大小； (2)已知火星的自转周期为T，若想让探测器进入火星的同步轨道运行，则探测器应位于火星表面多高处？ 15．小球甲、乙（均视为质点）套在圆环上，现让圆环绕竖直直径做角速度为的匀速圆周运动，两小球相对圆环静止。小球甲处在点，与竖直方向的夹角为，小球甲与圆环间的摩擦力刚好为0；小球乙处在点，为水平半径，且圆环对小球乙的静摩擦力达到最大值，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。将小球丙从圆环的最高点以大小的初速度水平向右抛出，小球丙落到与圆心等高处的点，重力加速度大小为，求： （1）小球甲、乙的向心加速度大小之比； （2）圆环的半径以及、两点间的距离； （3）小球乙与圆环间的动摩擦因数。 16．某校物理实验小组设置了一套“力学综合测试平台”，其结构示意图如图所示。水平导轨右侧配备可调弹射器，左侧与固定在竖直平面内的光滑半圆轨道BCD相切于B点，BD为其竖直直径，半圆轨道的半径。水平导轨上有长度的粗糙测量段AB，其余轨道均光滑。滑块（视为质点）的质量，滑块与AB段间的动摩擦因数，取重力加速度大小。用滑块压缩弹射器后将滑块由静止释放，滑块从A点离开弹射器，不计空气阻力。 (1)若弹射器储存的弹性势能，求滑块第一次运动至半圆轨道最低点B时对半圆轨道的压力大小F； (2)若滑块从D点水平飞出后恰好落在AB的中点，求弹射器应提供的弹性势能； (3)若滑块滑入半圆轨道后仍能沿原路返回至水平轨道，求弹簧弹性势能应该满足的条件。 1 / 37 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $