精品解析：河南驻马店市泌阳中学等校2025-2026学年高一下学期期中考试物理试题

高一物理 （试卷总分：100分 考试时间：75分钟） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。 一、选择题：本题共10道选择题，单选4分，多选6分，共46分。在每小题给出的四个选项中。1~7题只有一项符合题目要求；8~10题有多项符合要求，少选漏选得3分，选错不得分。 1. 在物理学漫长的发展历程中，无数科学家通过不懈的探索与研究，为人类认识自然规律奠定了坚实的基础。他们的研究成果不仅推动了物理学的进步，也深刻影响了人类对宇宙的认知。下列关于这些科学家及其贡献的说法，正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，并通过实验直接测定了引力常量的数值 B. 哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳是太阳系的中心 C. 开普勒总结出了行星运动的规律，并指出太阳系所有行星都绕太阳做匀速圆周运动 D. 伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”冥王星 2. 如图所示为小船过河的示意图，实线为河岸，虚线为小船从河岸驶向对岸的实际航线，船头指向为小船在静水中的速度方向，图中箭头指向为河水的流动方向，下列选项可能正确的是（ ） A. B. C. D. 3. 中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。图是“嫦娥一号”奔月的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（　　） A. 轨道Ⅱ上点的加速度与轨道Ⅲ上点的加速度大小相等 B. 轨道与轨道相等时间卫星与月球连线扫过的面积相等 C. 轨道Ⅲ上点的速度等于轨道Ⅱ上点的速度 D. 环绕运动时，从轨道变轨到轨道时，需向前喷气减速离心 4. 如图所示，质量均为的相同汽车，分别以相同的速度行驶在水平路面（图甲）、路面最高点（图乙，圆弧半径为）、路面最低点（图丙，圆弧半径为）。设重力加速度为，不计空气阻力和路面摩擦，比较这三种情况下汽车对路面的压力大小（　　） A. 图甲中的压力最大 B. 图乙中的压力最大 C. 图丙中的压力最大 D. 三种路面的压力一样大 5. 气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光，一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，一重物套在光滑杆上，重物上的触点与固定在端的触点接触后，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A. 正确安装使用时，装置端的角速度比端的大 B. 感应装置的原理是利用离心力使触点接触触点 C. 自行车匀速行驶时，感应装置运动到最下端时比最上端更容易发光 D. 要在较低的转速时发光，需要更换劲度系数更大的弹簧 6. 如图，可视为质点的小球，位于半径为半圆柱体左端点的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于点。过点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为，则初速度大小为（不计空气阻力，重力加速度为）（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，竖直放置的薄圆筒内壁光滑，在内表面距离底面高为的点处，给一个质量为的小滑块沿水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与筒内表面紧密贴合，圆筒内半径，重力加速度取。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过点，且的距离为。则下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的初速度为 B. 小滑块经过点的速度大小为 C. 小滑块运动过程中受到的筒壁的支持力为 D. 小滑块最后刚好能从点正对面的点滑离圆筒 8. 壁球是一种对墙击球的室内运动，如图所示，某同学分别在同一直线上相同高度的A、B、C三个位置先后击打壁球，结果都使壁球垂直击中墙壁同一位置。设三次击打后球到达墙壁前在空中飞行的时间分别为、、，到达墙壁时的速度分别为、、，不计空气阻力，则（　　） A. B. C. D. 9. 将一质量为m的物体分别放到地球的南北两极点时，该物体的重力均为。将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为G，则由以上信息可得出（　　） A. B. 地球的质量为 C. 地球自转的角速度为 D. 地球的平均密度为 10. 公园中常有小朋友用发光转转球进行健身娱乐活动，如图（a）所示。情境可简化如下：不可伸长的轻绳一端系着质量的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与地面平行，拉力大小，如图（b）所示。适当调整小球系在轴上的位置，使绳与竖直方向的夹角为，也可以使小球做匀速圆周运动，如图（c）。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，，，重力加速度取。则下列说法正确的是（　　） A. 这段轻绳的长度 B. 若小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，则此时地面的支持力 C. 当轻绳与轴的夹角，小球刚好脱离地面，此时绕轴转动的角速度 D. 当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，此时绳子拉力 二、实验题：本题共2小题，共18分。 11. “祖冲之”探究小组做研究平抛运动的实验，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下： ①在一块平直木板上钉上白纸和复写纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。 ②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点。 ③将木板水平向右平移一段距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点。 ④将木板再水平向右平移同样的距离，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，在白纸上得到痕迹点。若测得、两点间的距离为，、两点间的距离为，已知当地重力加速度大小为。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平 C. 每次释放都要改变小球释放位置 D. 每次小球需由静止释放 （2）若某次实验测得，，，取重力加速度大小，则小球平抛的初速度大小为________，槽口与点迹间的高度差为________。（结果均保留两位有效数字） （3）一位同学测量出x的不同值及对应的和，令，并描绘出如图乙所示的图像。若已知图线的斜率为，则小球平抛的初速度大小________（用、表示）。 12. 某实验小组利用如图甲所示装置验证向心力的表达式。在该装置中，水平光滑圆盘上放置质量为的滑块，通过定滑轮与上方的力传感器连接，细线长度可通过滑块位置调节（即圆周运动半径可改变）。实验时，滑块随圆盘匀速转动，细线拉力提供向心力。圆盘的另一侧装有永磁体，磁铁转动时会通过上方一固定的霍尔传感器，可检测磁体转动时磁场变化，输出脉冲信号如图乙所示。当转盘转动时，磁体每转一周，霍尔传感器输出一个脉冲，通过连接的计时器可记录脉冲间隔时间。 （1）若某次实验中，采集到磁场变化的脉冲信号如图乙所示，计时器记录到连续次脉冲的时间为，则滑块转动的周期为________，角速度表达式________（用表示） （2）实验小组保持滑块质量、半径不变，通过调节电动机转速得到多组数据，部分数据如下表： 序号 脉冲间隔时间（连续5个脉冲） 力传感器的示数 请根据表格数据，计算第组实验中的角速度________；并根据所学向心力表达式可算出向心力________，与表格中力传感器的示数相比，可验证向心力表达式。（，结果均保留位有效数字） （3）在实验中，由于细线存在微弱形变，在转动过程中运动半径略大于静止时测量的半径，产生系统误差，则导致________（选填“”，“”或“”）。 三、解答题：本题共3小题，共36分。 13. 如图所示，水平圆盘可绕通过其中心O的竖直轴转动，圆盘半径，离水平地面高度，在圆盘边缘放置一质量的小物块，物块与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知重力加速度大小g取，空气阻力不计，圆盘从静止开始缓慢加速转动，求： （1）物块恰与圆盘发生相对滑动时圆盘角速度的大小； （2）物块滑离圆盘后在空中运动的时间； （3）物块落地点与O点正下方地面上点的距离。 14. 如图所示，质量均为的A、B、C三个小球分别套在光滑的“T”型离心装置的水平杆两侧和竖直杆上，为水平杆的中点，两球与之间用原长为的两个完全相同的轻质弹簧连接，A、B两球用长为的轻绳与C球连接。最初系统处于静止，轻绳与竖直杆间的夹角为。该装置绕竖直杆所在轴缓慢加速，直至弹簧恢复到原长。已知，，重力加速度为。求： （1）系统静止时，绳上弹力的大小和弹簧的劲度系数； （2）当弹簧恢复原长时，水平杆转动的角速度； 15. 我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为。忽略A与C之间的引力，A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。万有引力常量为G，求： （1）恒星A、B的质量； （2）A、B、C三星由图示位置到再次共线所用时间t； （3）若A也有一颗周期为的卫星D，求卫星C、D的轨道半径之比。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一物理 （试卷总分：100分 考试时间：75分钟） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的学校、班级、姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。 一、选择题：本题共10道选择题，单选4分，多选6分，共46分。在每小题给出的四个选项中。1~7题只有一项符合题目要求；8~10题有多项符合要求，少选漏选得3分，选错不得分。 1. 在物理学漫长的发展历程中，无数科学家通过不懈的探索与研究，为人类认识自然规律奠定了坚实的基础。他们的研究成果不仅推动了物理学的进步，也深刻影响了人类对宇宙的认知。下列关于这些科学家及其贡献的说法，正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，并通过实验直接测定了引力常量的数值 B. 哥白尼是“日心说”的主要代表人物，并且现代天文学证明了太阳是太阳系的中心 C. 开普勒总结出了行星运动的规律，并指出太阳系所有行星都绕太阳做匀速圆周运动 D. 伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了被誉为“笔尖下发现的行星”冥王星 【答案】B 【解析】 【详解】A．牛顿提出了万有引力定律，但引力常量是由卡文迪什通过扭秤实验测得的，故A错误； B．哥白尼是“日心说”的主要代表人物，该学说有力地打破了长期以来居于统治地位的“地心说”。严格来说，太阳和行星围绕其共同质心运动，但通常可近似认为太阳是太阳系的中心，故B正确； C．开普勒总结的行星运动规律明确指出行星绕太阳沿椭圆轨道运动，且速度不恒定，而非匀速圆周运动，故C错误； D．英国天文学家亚当斯和法国天文学家勒维耶分别通过万有引力定律计算出了海王星的轨道，伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了这颗被称为“笔尖下发现的行星”，故D错误。 故选B。 2. 如图所示为小船过河的示意图，实线为河岸，虚线为小船从河岸驶向对岸的实际航线，船头指向为小船在静水中的速度方向，图中箭头指向为河水的流动方向，下列选项可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】小船的实际速度是小船在静水中的速度和河水流速的矢量和，速度的合成遵循平行四边形定则，故小船的实际速度一定夹在小船在静水中的速度方向和河水流速方向之间。 故选B。 3. 中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。图是“嫦娥一号”奔月的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（　　） A. 轨道Ⅱ上点的加速度与轨道Ⅲ上点的加速度大小相等 B. 轨道与轨道相等时间卫星与月球连线扫过的面积相等 C. 轨道Ⅲ上点的速度等于轨道Ⅱ上点的速度 D. 环绕运动时，从轨道变轨到轨道时，需向前喷气减速离心 【答案】A 【解析】 【详解】A．“嫦娥一号”在不同轨道绕月球运行时均只受万有引力影响，加速度，故同一点加速度大小应相等，故A正确； B．根据开普勒第二定律知，同一轨道相等时间卫星与月球连线扫过的面积相等，轨道与轨道是两个不同轨道，不能比较扫过面积，故B错误； CD．卫星从高轨道变轨到低轨道，需要在变轨处向前喷气减速，所以“嫦娥一号”在轨道Ⅲ上点的速度大于轨道Ⅱ上点的速度；从轨道变轨到轨道，为从低轨道变轨到高轨道，需要在变轨处向后喷气加速离心，故CD错误。 故选A。 4. 如图所示，质量均为的相同汽车，分别以相同的速度行驶在水平路面（图甲）、路面最高点（图乙，圆弧半径为）、路面最低点（图丙，圆弧半径为）。设重力加速度为，不计空气阻力和路面摩擦，比较这三种情况下汽车对路面的压力大小（　　） A. 图甲中的压力最大 B. 图乙中的压力最大 C. 图丙中的压力最大 D. 三种路面的压力一样大 【答案】C 【解析】 【详解】图甲中路面水平，汽车做匀速直线运动，支持力，根据牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力等于汽车的重力； 在图乙路面最高点，汽车做圆周运动可知支持力，根据牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力小于汽车的重力； 在图丙路面最低点，汽车做圆周运动可知支持力，根据牛顿第三定律可知，汽车对路面的压力大于汽车的重力； 因此 故选C。 5. 气嘴灯安装在自行车的气嘴上，骑行时会发光，一种气嘴灯的感应装置结构如图所示，一重物套在光滑杆上，重物上的触点与固定在端的触点接触后，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A. 正确安装使用时，装置端的角速度比端的大 B. 感应装置的原理是利用离心力使触点接触触点 C. 自行车匀速行驶时，感应装置运动到最下端时比最上端更容易发光 D. 要在较低的转速时发光，需要更换劲度系数更大的弹簧 【答案】C 【解析】 【详解】A．整个感应装置固定在气嘴上，随车轮一起转动，根据同轴运动可知，A、B两端角速度相同，故A错误； B．感应装置的原理是利用离心现象，而非受到离心力作用，故B错误； C．自行车匀速行驶时，装置运动到最下端时，由于重物的重力作用，两触点更容易接触，因此比最上端更容易发光，故C正确； D．当转速较低时，向心力较小，可以更换劲度系数更小的弹簧或增加重物的质量，从而使点更容易与点接触点亮LED灯，故D错误。 故选C。 6. 如图，可视为质点的小球，位于半径为半圆柱体左端点的正上方某处，以一定的初速度水平抛出小球，其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于点。过点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为，则初速度大小为（不计空气阻力，重力加速度为）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】小球做平抛运动，则水平方向 在点时 解得 故选C。 7. 如图所示，竖直放置的薄圆筒内壁光滑，在内表面距离底面高为的点处，给一个质量为的小滑块沿水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与筒内表面紧密贴合，圆筒内半径，重力加速度取。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过点，且的距离为。则下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的初速度为 B. 小滑块经过点的速度大小为 C. 小滑块运动过程中受到的筒壁的支持力为 D. 小滑块最后刚好能从点正对面的点滑离圆筒 【答案】C 【解析】 【详解】A．小滑块水平方向做匀速圆周运动，竖直方向做自由落体运动，则从点到点的时间，则初速度，故A错误； B．小滑块经过点的水平速度为，因有竖直速度 因此合速度大小 可知经过点的速度大于，故B错误； C．小滑块运动过程中，水平方向做匀速圆周运动，则，受到的筒壁的支持力大小不变，但方向不断变化，故C正确； D．小滑块运动的总时间为 则转过的圈数为 可知最后刚好能从点滑离圆筒，故D错误； 故选C。 8. 壁球是一种对墙击球的室内运动，如图所示，某同学分别在同一直线上相同高度的A、B、C三个位置先后击打壁球，结果都使壁球垂直击中墙壁同一位置。设三次击打后球到达墙壁前在空中飞行的时间分别为、、，到达墙壁时的速度分别为、、，不计空气阻力，则（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据题意可将壁球逆向看成做平抛运动，竖直方向有 由于下落高度相同，所以壁球飞行时间相等，则有，故A错误，B正确； CD．水平方向有 由于，则有，故C错误，D正确。 故选BD。 9. 将一质量为m的物体分别放到地球的南北两极点时，该物体的重力均为。将该物体放在地球赤道上时，该物体的重力为mg。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R，已知引力常量为G，则由以上信息可得出（　　） A. B. 地球的质量为 C. 地球自转的角速度为 D. 地球的平均密度为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．两极处引力等于重力，有 赤道处，根据重力与引力的关系 联立解得，因此，故A正确； B．两极处引力等于重力，有 可得地球质量，故B正确； C．联立两极和赤道的受力公式，可得 可得，故C错误； D．地球体积，平均密度 两极处引力等于重力，有 联立解得，故D正确。 故选ABD。 10. 公园中常有小朋友用发光转转球进行健身娱乐活动，如图（a）所示。情境可简化如下：不可伸长的轻绳一端系着质量的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与地面平行，拉力大小，如图（b）所示。适当调整小球系在轴上的位置，使绳与竖直方向的夹角为，也可以使小球做匀速圆周运动，如图（c）。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，，，重力加速度取。则下列说法正确的是（　　） A. 这段轻绳的长度 B. 若小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，则此时地面的支持力 C. 当轻绳与轴的夹角，小球刚好脱离地面，此时绕轴转动的角速度 D. 当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，此时绳子拉力 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球在水平面内做匀速圆周运动时，轻绳拉力充当向心力，有 代入数据可得，轻绳的长度，故A正确； B．当小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，此时小球做圆周运动的半径 绳拉力的水平分力充当向心力 竖直方向上受力平衡，有 可求得，故B错误； C．当小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，此时小球做圆周运动的半径 绳拉力的水平分力充当向心力 竖直方向上受力平衡，有 由得，故C错误； D．当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，此时绳子拉力大小满足，故D错误； 故选AC。 二、实验题：本题共2小题，共18分。 11. “祖冲之”探究小组做研究平抛运动的实验，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下： ①在一块平直木板上钉上白纸和复写纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。 ②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点。 ③将木板水平向右平移一段距离，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点。 ④将木板再水平向右平移同样的距离，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，在白纸上得到痕迹点。若测得、两点间的距离为，、两点间的距离为，已知当地重力加速度大小为。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平 C. 每次释放都要改变小球释放位置 D. 每次小球需由静止释放 （2）若某次实验测得，，，取重力加速度大小，则小球平抛的初速度大小为________，槽口与点迹间的高度差为________。（结果均保留两位有效数字） （3）一位同学测量出x的不同值及对应的和，令，并描绘出如图乙所示的图像。若已知图线的斜率为，则小球平抛的初速度大小________（用、表示）。 【答案】（1）BD （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 A．只要每次从同一位置静止释放，保证小球过点的速度相同即可，不需要斜槽轨道必须光滑，故A错误； B．本实验是研究平抛运动，因此斜槽轨道末端必须保持水平，以保证小球做平抛运动，故B正确； C．为了保证小球过点的速度相同，每次小球必须从相同位置静止释放，故C错误； D．为了保证小球过点的速度相同，每次都要由静止释放小球，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 [1]由平抛规律，水平方向上有 竖直方向上，由逐差法有 将题干给的数据代入解得， [2]小球经过点时竖直方向的速度大小为 点迹的竖直方向的速度满足 解得 槽口E与点迹A间的高度差满足 解得 【小问3详解】 由平抛规律，水平方向上有 竖直方向上，由逐差法有 推导得 因此图像的斜率 解得小球平抛的初速度大小 12. 某实验小组利用如图甲所示装置验证向心力的表达式。在该装置中，水平光滑圆盘上放置质量为的滑块，通过定滑轮与上方的力传感器连接，细线长度可通过滑块位置调节（即圆周运动半径可改变）。实验时，滑块随圆盘匀速转动，细线拉力提供向心力。圆盘的另一侧装有永磁体，磁铁转动时会通过上方一固定的霍尔传感器，可检测磁体转动时磁场变化，输出脉冲信号如图乙所示。当转盘转动时，磁体每转一周，霍尔传感器输出一个脉冲，通过连接的计时器可记录脉冲间隔时间。 （1）若某次实验中，采集到磁场变化的脉冲信号如图乙所示，计时器记录到连续次脉冲的时间为，则滑块转动的周期为________，角速度表达式________（用表示） （2）实验小组保持滑块质量、半径不变，通过调节电动机转速得到多组数据，部分数据如下表： 序号 脉冲间隔时间（连续5个脉冲） 力传感器的示数 请根据表格数据，计算第组实验中的角速度________；并根据所学向心力表达式可算出向心力________，与表格中力传感器的示数相比，可验证向心力表达式。（，结果均保留位有效数字） （3）在实验中，由于细线存在微弱形变，在转动过程中运动半径略大于静止时测量的半径，产生系统误差，则导致________（选填“”，“”或“”）。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]霍尔传感器每转一周输出一个脉冲。连续次脉冲的时间为，意味着从第个脉冲到第次脉冲有个间隔 因此转动周期 角速度 【小问2详解】 [1][2]已知第组数据，连续次脉冲的时间，则周期 因此角速度 向心力表达式 【小问3详解】 细线存在微弱形变，转动时实际半径略大于静止时测量的半径。实验中计算向心力用半径，而实际所需向心力为。力传感器测得的拉力等于实际向心力，因此 三、解答题：本题共3小题，共36分。 13. 如图所示，水平圆盘可绕通过其中心O的竖直轴转动，圆盘半径，离水平地面高度，在圆盘边缘放置一质量的小物块，物块与圆盘间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。已知重力加速度大小g取，空气阻力不计，圆盘从静止开始缓慢加速转动，求： （1）物块恰与圆盘发生相对滑动时圆盘角速度的大小； （2）物块滑离圆盘后在空中运动的时间； （3）物块落地点与O点正下方地面上点的距离。 【答案】（1） （2）0.2s （3） 【解析】 【小问1详解】 物块与圆盘刚好相对滑动时，有 解得 【小问2详解】 物块在空中平抛运动，满足 解得 【小问3详解】 物块做平抛运动的初速度为 水平位移 落地点与距离 联立解得 14. 如图所示，质量均为的A、B、C三个小球分别套在光滑的“T”型离心装置的水平杆两侧和竖直杆上，为水平杆的中点，两球与之间用原长为的两个完全相同的轻质弹簧连接，A、B两球用长为的轻绳与C球连接。最初系统处于静止，轻绳与竖直杆间的夹角为。该装置绕竖直杆所在轴缓慢加速，直至弹簧恢复到原长。已知，，重力加速度为。求： （1）系统静止时，绳上弹力的大小和弹簧的劲度系数； （2）当弹簧恢复原长时，水平杆转动的角速度； 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 对C球，根据平衡条件有 解得 对A球受力分析，根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 当弹簧恢复原长时，设此时绳子拉力为，设绳子与竖直方向夹角为，则有 可得 对C球，根据平衡条件，有 对A球由牛顿第二定律得 联立解得 15. 我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，周期为。忽略A与C之间的引力，A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。万有引力常量为G，求： （1）恒星A、B的质量； （2）A、B、C三星由图示位置到再次共线所用时间t； （3）若A也有一颗周期为的卫星D，求卫星C、D的轨道半径之比。 【答案】（1）， （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，角速度和周期相同，由相互间的万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 联立可得， 【小问2详解】 由于A、B双星系统顺时针匀速圆周运动，C做逆时针匀速圆周运动，三个天体再次共线时，即C在B的外侧，根据 解得 【小问3详解】 C为B的卫星，绕B做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有 同理 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $