精品解析：四川省遂宁市射洪中学校2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

射洪中学高2024级高一下期强基班第一学月考试 物理试题 （考试时间：75分钟满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。 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。写在本试卷上无效。 3、回答非选择题时，将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（本题共7题，每小题4分，共28分） 1. 下图中的四种情形，不计空气阻力，物体机械能守恒的是（　　） A. 甲：沿斜面匀速下滑的物体 B. 乙：上下振动的弹簧振子中的小球 C. 丙：匀速升空的气球 D. 丁：在某一竖直面内来回摆动的小球 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲：沿斜面匀速下滑的物体，动能不变，重力势能减小，则机械能减小，选项A错误； B．乙：上下振动的弹簧振子中的小球，由于弹力对小球做功，则小球的机械能不守恒，选项B错误； C．丙：匀速升空的气球，动能不变，重力势能增加，则机械能增加，选项C错误； D．丁：在某一竖直面内来回摆动的小球，只有重力对小球做功，机械能守恒，选项D正确。 故选D。 2. 质量为m的物体，在距地面为h的高处，以的恒定加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中不正确的是（ ） A. 物体的动能增加 B. 物体的机械能减少2 C. 物体的重力势能减少 D. 重力做功mgh 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】AB．根据动能定理得 即物体的动能增加mgh，而物体的重力势能减少mgh，所以物体的机械能减少 故AB正确； CD．由题得知，物体由静止竖直下落到地面，重力做正功mgh，则物体的重力势能减少mgh，故D正确，C错误。 本题选不正确项，故选C。 【点睛】本题对几对功能关系的理解和应用能力．对于机械能的变化，也可以由牛顿第二定律求出空气阻力，求出物体克服空气阻力做功，即等于物体的机械能的减小。 3. 如图示，半圆轨道固定在水平面上，一小球（小球可视为质点）从半圆轨道上B点沿切线斜向左上方抛出，到达半圆轨道左端A点正上方某处小球的速度刚好水平，O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球在A点正上方的水平速度为（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】小球虽说是做斜抛运动，由于到达半圆轨道左端A点正上方某处小球的速度刚好水平，所以逆向看是小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动，运动过程中恰好与半圆轨道相切于B点，这样就可以用平抛运动规律求解。因小球运动过程中恰好与半圆轨道相切于B点，则速度与水平方向的夹角为，设位移与水平方向的夹角为，则 因为 则竖直位移 而 所以 解得 故选A。 4. 2025年2月20日，中国实践二十五号卫星于三万公里高地球轨道上进行了对接，成功为北斗G7卫星进行了推进剂补给，为北斗G7卫星续命八年。假设“实践二十五号卫星”与“北斗G7卫星”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现实践二十五号卫星与北斗G7卫星的对接补给，下列措施可行的是（　　） A. 使实践二十五号卫星与北斗G7卫星在同一轨道上运行，然后实践二十五号卫星加速追上北斗G7卫星实现对接 B. 使实践二十五号卫星与北斗G7卫星在同一轨道上运行，然后北斗G7卫星减速等待实践二十五号卫星实现对接 C. 实践二十五号卫星先在比北斗G7卫星半径小的轨道上减速，减速后实践二十五号卫星逐渐靠近北斗G7卫星，两者速度接近时实现对接 D. 实践二十五号卫星先在比北斗G7卫星半径小的轨道上加速，加速后实践二十五号卫星逐渐靠近北斗G7卫星，两者速度接近时实现对接 【答案】D 【解析】 【详解】AB．若实践二十五号卫星与北斗G7卫星在同一轨道上运行，实践二十五号卫星加速会做离心运动，北斗G7卫星减速会做近心运动，均会偏离原轨道，不能实现对接，故AB错误； C．若实践二十五号卫星在低轨道上减速，卫星会做近心运动，进入更低轨道，无法实现对接，故C错误； D．“实践二十五号卫星” 要与 “北斗G7卫星” 对接，需从低轨道变轨到高轨道。根据卫星变轨原理，实践二十五号卫星先在低轨道上加速，卫星做离心运动，逐渐靠近高轨道上的 “北斗G7卫星”，当两者速度接近时可实现对接 ，故D正确。 故选D。 5. 如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】试题分析：先求拉力F的大小．根据力矩平衡，，解得； 再求速度；再求力与速度的夹角θ=30°，所以功率． 考点：力矩的平衡条件；线速度、角速度和周期、转速；功率、平均功率和瞬时功率 【名师点睛】本题主要考查了力矩的平衡条件、线速度、角速度和周期、转速、功率、平均功率和瞬时功率．属于难度较大的题目．本题要先根据力矩平衡条件求出拉力F的大小，再根据瞬时功率表达式求拉力的功率． 6. 观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现“嫦娥三号”每经过时间t通过的弧长为，该弧长对应的圆心角为θ（弧度），如图所示。已知引力常量为G，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，由此可推导月球的质量为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】“嫦娥三号”在环月轨道上运动的线速度为 角速度为 根据线速度和角速度的关系式 可得其轨道半径 “嫦娥三号”做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 解得 故选B。 7. 如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外轨内表面光滑，内轨外表面粗糙。一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度向右运动，球的直径略小于两轨间距，球运动的轨道半径为R，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 当时，小球最终停在最低点 B. 当时，小球可以到达最高点 C. 当时，小球始终作完整的圆周运动 D. 当时，小球在最高点时对内轨的外表面有挤压 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．当，则由 可知h=R，则小球能到达与圆环圆心等高的一点后反向返回，在最低点两侧往返运动，选项A错误； B．若，且轨道的内外壁均光滑时，小球到达最高点的速度恰好为零，但是因轨道内轨粗糙，则小球与内轨接触时要损失机械能，则小球不能到达最高点，选项B错误； CD．若小球运动时只与轨道的外轨接触而恰能到达最高点，则到达最高点时满足 从最低点到最高点由机械能守恒可知 解得；有此可知当时，小球始终作完整的圆周运动，且沿外轨道恰能运动到最高点，选项C正确，D错误； 故选C。 二、多选题（本题包含3小题，每小题5分，共15分，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有相对滑动。则下列说法正确的是（　　） A. A点与B点角速度大小之比为2∶1 B. A点与B点线速度大小之比为2∶1 C. B点与C点线速度大小之比为2∶1 D. A点与C点的向心加速度大小之比为2∶1 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，则AB两点线速度相等，根据可知角速度与半径成反比，题意知A点的圆周半径是B点圆周半径的2倍，故A点与B点角速度大小之比为1:2，故AB错误； C．AC两点同轴转动，角速度相等，根据，由于C点位于大轮半径的中点，可知AC两点线速度之比2:1，则B点与C点线速度大小之比为2∶1，故C正确； D．根据可知A点与C点的向心加速度大小之比为2∶1，故D正确。 故选CD。 9. 宇航员飞到一个被稠密气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面，从静止释放一个质量为的物体，由于气体阻力的作用，其加速度随下落位移变化的关系图像如图所示。已知该星球半径为，万有引力常量为，不考虑该行星自转。下列说法正确的是（　　） A. 该行星的平均密度为 B. 该行星的第一宇宙速度为 C. 卫星在距该行星表面高处的圆轨道上运行的周期为 D. 从释放到速度刚达到最大的过程中，物体克服阻力做功 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由图可知，物体开始下落瞬间，只受万有引力作用，根据万有引力等于重力，可知 又 联立可得，故A正确； B．在行星表面飞行的卫星，万有引力提供向心力，有 可得，故B错误； C．卫星在距该行星表面高处的圆轨道上运行时，有 可得，故C错误； D．从释放到速度刚达到最大的过程中，设阻力为，由牛顿第二定律可得 解得 阻力做功为，即物体克服阻力做功，故D正确。 故选AD。 10. 一质量为100kg的赛车在平直赛道上行驶，第一阶段以恒定加速度加速行驶，达到额定功率后，第二阶段以额定功率加速行驶，第三阶段以最大速度匀速行驶。设全程赛车受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则（　　） A. 第一阶段达到的最大速度为100m/s B. 赛车受到的最大牵引力为500N C. 赛车的最大输出功率为50kW D. 赛车在第一阶段匀加速行驶了80s 【答案】BD 【解析】 【详解】AD．由数学知识可知，图像中当时，加速度为 且之后的图像加速度一直恒定，则可知右侧水平直线的图像对应第一阶段，且第一阶段以恒定加速度加速，末速度为 赛车在第一阶段行驶时间为 故A错误，D正确； BC．第一阶段：设赛车牵引力为，所受阻力为，对赛车受力分析 功率为 第二阶段：以恒定功率加速，则 结合图像斜率，截距可得、 解得， 阻力恒定不变，所以当加速度最大时，牵引力最大，又因为赛车先做匀加速运动，后做加速度逐渐减小的加速运动，因此赛车受到的最大牵引力 故B正确，C错误。 故选BD。 第Ⅱ卷（非选择题共57分） 三、本大题3小题，每空2分，共16分。 11. 探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验是相同的______ A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）何奉军同学用向心力演示器进行实验，实验情景如图所示，A、B为完全相同钢球。若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两钢球所受向心力的比值为1∶4，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为______。 （3）曾睿同学利用传感器进行探究，通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F。滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。曾睿先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力大小与线速度大小的关系。 曾睿通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应线速度及的数值，以为横轴，为纵轴，作图线，如图乙所示，若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量______。 【答案】（1）B （2）2∶1 （3）0.2 【解析】 【小问1详解】 探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验用到的实验探究方法为控制变量法 A．探究两个互成角度的力的合成规律用到等效法，故A不符合题意； B．探究加速度与物体受力、物体质量的关系用控制变量法，故B符合题意。 故选B。 【小问2详解】 由图可知，质量和半径相等，由公式可知，角速度之比为 变速塔轮边缘的线速度相等，由可知，变速塔轮的半径之比为 【小问3详解】 根据题意有，结合图像可得，斜率为，解得 12. 某实验小组用如图所示装置探究“动能定理”。请回答下列问题： （1）纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是_______； （2）纸带穿过打点计时器，小车置于靠近打点计时器的位置，通过绕过定滑轮的细线与钩码相连：启动打点计时器，释放小车，小车在牵引力的作用下运动，得到的一条较为理想的纸带，其中O点为打点计时器打的第一点，A、B、C为连续的三个计数点，相邻两点的时间间隔，如图乙所示。 ①以小车为研究对象，若用钩码的重力表示细线对小车的拉力，钩码的质量m和小车的质量M应满足的条件是______。 ②此次实验中，钩码的质量m=20g，小车的质量M=400g，根据纸带上提供的数据可知，从O到B的过程中，合力对小车做的功为W=______J；小车动能的变化量为=______J（重力加速度，结果保留3位有效数字）。 （3）改变钩码的质量进行多次实验，发现合力做的功W总是大于动能的变化量，导致这一结果的原因是______。 【答案】 ①. 平衡摩擦力 ②. ③. 0.130 ④. 0.128 ⑤. 绳子的拉力小于钩码的重力；钩码有动能；其他（答出其中任意1条给2分，其他符合情况的答案的情给分） 【解析】 【详解】（1）[1]纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是能够平衡掉摩擦力，使小车所受的合外力即为绳子拉力。 （2）①[2]以小车为研究对象，若用钩码的重力表示细线对小车的拉力，钩码的质量m和小车的质量M应满足的条件是钩码的质量远小于小车的质量，即 ②[3]因为将钩码的重力表示细线对小车的拉力，则合力对小车做的功为 [4]由数据可得下降OB时，小车速度为 则小车动能的变化量为 （3）[5]改变钩码的质量进行多次实验，发现合力做的功W总是大于动能的变化量，导致这一结果的原因是绳子的拉力小于钩码的重力（或者钩码也有动能）。 四、计算题（本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 近年来，中国的航天实力十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，远小于该星球半径），经过时间落到地面。已知该星球半径为，自转周期为，引力常量为，可以不考虑该星球自转的影响。试求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的平均密度； （3）该星球的第一宇宙速度； （4）如果该星球有一颗同步卫星，其距星球表面的高度为多少。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 设该星球表面的重力加速度为，小球做自由落体运动，则有 解得 【小问2详解】 根据物体在星球受到的万有引力等于重力，则有 解得星球的质量为 故该星球的平均密度为 【小问3详解】 星球的第一宇宙速度等于卫星在该星球表面轨道绕星球做匀速运动时的线速度，由万有引力提供向心力得 解得 【小问4详解】 同步卫星的周期与该行星自转周期相同，均为，设同步卫星的质量为，由万有引力提供向心力得 联立解得同步卫星距行星表面的高度为 14. 如图所示，倾角为的斜面体固定放置在水平地面上，在斜面上固定放置一个半圆管轨道AEB，圆管的内壁光滑，半径为r=0.5 m，最低点A、最高点B的切线水平，AB是半圆管轨道的直径，现让质量为m=1 kg的小球（视为质点）从A点以一定的水平速度滑进圆管，圆管的内径略大于小球的直径，重力加速度为，sin53°=0.8，cos53°=0.6，管壁对小球的弹力沿着斜面。答案可含根号，求： （1）若小球在A点的加速度大小为，到达B点时的加速度大小为，A、B两处管壁对小球的弹力的大小之差； （2）若小球到达B点时与管壁无弹力作用，小球的落地点与B点间的距离； （3）若小球到达B点时受到管壁的弹力大小为4 N，小球落地后平抛运动的水平位移。 【答案】（1）40 N；（2）0.82 m；（3）m或m 【解析】 【详解】（1）小球在A的加速度大小为4.4g时 到达B时的加速度大小为2g时 解得 （2）小球到达B点时沿斜面上下侧受到的弹力刚好为0，则有 小球从B点飞出后有 水平方向 竖直方向 小球的落地点与B点间的距离为 解得 （3）小球到达B点受到的弹力大小为4N。 若该弹力方向沿斜面向下 若该弹力方向沿斜面向上 由于平抛高度一定，此两种情况下小球飞出至落地时间与（2）中相同，则水平位移 ， 15. 吴昊同学设计了一款益智类的儿童弹射玩具，模型如图所示处于竖直平面内，AB段是长度连续可调的竖直伸缩轨道，BCD段是半径为R的四分之三圆弧轨道，DE段是长度为2R的水平轨道，与AB段稍稍错开。竖直管内装有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧，在弹簧上端放置质量为m的小球。每次将弹簧的长度压缩至P点后锁定，设PB的高度差为h；解除锁定后弹簧可将小球弹出，小球沿轨道ABCDE内侧运动。在弹射器的右侧装有可左右移动的宽为2R的盒子用于接收小球，盒子的左端最高点Q和P点等高，且与E的水平距离为x，已知弹簧锁定时的弹性势能，小球与水平轨道DE的动摩擦因数μ＝0.5，与其他部分的摩擦不计，不计小球受到的空气阻力及解除锁定时的弹性势能损失，不考虑伸缩竖直轨道粗细变化对小球的影响，重力加速度为g。求： （1）若小球弹出后能顺利掉入盒子中，则PB的高度差h最多能调多高； （2）在（1）问中小球运动到轨道D时对轨道作用力的大小； （3）h连续可调，若要使该小球能掉入盒中，求x的最大值。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若小球恰好过C点，由牛顿第二定律和向心力方程有 解得 若小球此后能到达点，则对小球从点到点列动能定理方程有 解得 即小球在恰好过点的情况下能到达E点且能从E点射出掉入盒子中。故此种情况下h有最大值，则对小球从点到点列动能定理方程有 解得 【小问2详解】 对小球从点到点列动能定理方程有 解得 在点对小球列牛顿第二定律和向心力方程有 解得 由牛顿第三定律知，小球运动到轨道D时对轨道作用力的大小为 【小问3详解】 从到的过程对小球列动能定理方程有 由分析可知，要使小球落入盒中且取最大值的临界情况是正好从点掉入盒中，对小球由到做平抛运动列方程有： 竖直方向 水平方向 联立解得 故当时，有 又因为当时，根据（1）可知小球能通过最高点，故结果成立，即若要使该小球能掉入盒中，x的最大值为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 射洪中学高2024级高一下期强基班第一学月考试 物理试题 （考试时间：75分钟满分：100分） 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。 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。写在本试卷上无效。 3、回答非选择题时，将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将答题卡交回。 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（本题共7题，每小题4分，共28分） 1. 下图中的四种情形，不计空气阻力，物体机械能守恒的是（　　） A. 甲：沿斜面匀速下滑的物体 B. 乙：上下振动的弹簧振子中的小球 C. 丙：匀速升空的气球 D. 丁：在某一竖直面内来回摆动的小球 2. 质量为m的物体，在距地面为h的高处，以的恒定加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中不正确的是（ ） A. 物体的动能增加 B. 物体的机械能减少2 C. 物体的重力势能减少 D. 重力做功mgh 3. 如图示，半圆轨道固定在水平面上，一小球（小球可视为质点）从半圆轨道上B点沿切线斜向左上方抛出，到达半圆轨道左端A点正上方某处小球的速度刚好水平，O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向的夹角为，重力加速度为g，不计空气阻力，则小球在A点正上方的水平速度为（ ） A. B. C. D. 4. 2025年2月20日，中国实践二十五号卫星于三万公里高地球轨道上进行了对接，成功为北斗G7卫星进行了推进剂补给，为北斗G7卫星续命八年。假设“实践二十五号卫星”与“北斗G7卫星”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现实践二十五号卫星与北斗G7卫星的对接补给，下列措施可行的是（　　） A. 使实践二十五号卫星与北斗G7卫星在同一轨道上运行，然后实践二十五号卫星加速追上北斗G7卫星实现对接 B. 使实践二十五号卫星与北斗G7卫星在同一轨道上运行，然后北斗G7卫星减速等待实践二十五号卫星实现对接 C. 实践二十五号卫星先在比北斗G7卫星半径小的轨道上减速，减速后实践二十五号卫星逐渐靠近北斗G7卫星，两者速度接近时实现对接 D. 实践二十五号卫星先在比北斗G7卫星半径小的轨道上加速，加速后实践二十五号卫星逐渐靠近北斗G7卫星，两者速度接近时实现对接 5. 如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为的小球．一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为 A. B. C. D. 6. 观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现“嫦娥三号”每经过时间t通过的弧长为，该弧长对应的圆心角为θ（弧度），如图所示。已知引力常量为G，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，由此可推导月球的质量为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外轨内表面光滑，内轨外表面粗糙。一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度向右运动，球的直径略小于两轨间距，球运动的轨道半径为R，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 当时，小球最终停在最低点 B. 当时，小球可以到达最高点 C. 当时，小球始终作完整的圆周运动 D. 当时，小球在最高点时对内轨的外表面有挤压 二、多选题（本题包含3小题，每小题5分，共15分，每小题给出的四个选项中，有多个选项符合要求，全部选对的得5分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有相对滑动。则下列说法正确的是（　　） A. A点与B点角速度大小之比为2∶1 B. A点与B点线速度大小之比为2∶1 C. B点与C点线速度大小之比为2∶1 D. A点与C点的向心加速度大小之比为2∶1 9. 宇航员飞到一个被稠密气体包围的某行星上进行科学探索。他站在该行星表面，从静止释放一个质量为的物体，由于气体阻力的作用，其加速度随下落位移变化的关系图像如图所示。已知该星球半径为，万有引力常量为，不考虑该行星自转。下列说法正确的是（　　） A. 该行星的平均密度为 B. 该行星的第一宇宙速度为 C. 卫星在距该行星表面高处的圆轨道上运行的周期为 D. 从释放到速度刚达到最大的过程中，物体克服阻力做功 10. 一质量为100kg的赛车在平直赛道上行驶，第一阶段以恒定加速度加速行驶，达到额定功率后，第二阶段以额定功率加速行驶，第三阶段以最大速度匀速行驶。设全程赛车受到的阻力不变，其加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则（　　） A. 第一阶段达到的最大速度为100m/s B. 赛车受到的最大牵引力为500N C. 赛车的最大输出功率为50kW D. 赛车在第一阶段匀加速行驶了80s 第Ⅱ卷（非选择题共57分） 三、本大题3小题，每空2分，共16分。 11. 探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列实验是相同的______ A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）何奉军同学用向心力演示器进行实验，实验情景如图所示，A、B为完全相同钢球。若图中标尺上黑白相间的等分格显示出两钢球所受向心力的比值为1∶4，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为______。 （3）曾睿同学利用传感器进行探究，通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力的大小F。滑块上固定一遮光片，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v。曾睿先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力大小与线速度大小的关系。 曾睿通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F，算出对应线速度及的数值，以为横轴，为纵轴，作图线，如图乙所示，若滑块运动半径，由图线可得滑块的质量______。 12. 某实验小组用如图所示装置探究“动能定理”。请回答下列问题： （1）纸带穿过打点计时器，调整长木板的倾斜度，使小车在不受牵引力时能拖动纸带沿长木板做匀速运动。这样做的目的是_______； （2）纸带穿过打点计时器，小车置于靠近打点计时器的位置，通过绕过定滑轮的细线与钩码相连：启动打点计时器，释放小车，小车在牵引力的作用下运动，得到的一条较为理想的纸带，其中O点为打点计时器打的第一点，A、B、C为连续的三个计数点，相邻两点的时间间隔，如图乙所示。 ①以小车为研究对象，若用钩码的重力表示细线对小车的拉力，钩码的质量m和小车的质量M应满足的条件是______。 ②此次实验中，钩码的质量m=20g，小车的质量M=400g，根据纸带上提供的数据可知，从O到B的过程中，合力对小车做的功为W=______J；小车动能的变化量为=______J（重力加速度，结果保留3位有效数字）。 （3）改变钩码的质量进行多次实验，发现合力做的功W总是大于动能的变化量，导致这一结果的原因是______。 四、计算题（本题共3小题，共41分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 近年来，中国的航天实力十分抢眼，假如将来某天我国宇航员乘坐的宇宙飞船到达某适宜人居住的星球，在该星球“北极”距地面处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略，远小于该星球半径），经过时间落到地面。已知该星球半径为，自转周期为，引力常量为，可以不考虑该星球自转的影响。试求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的平均密度； （3）该星球的第一宇宙速度； （4）如果该星球有一颗同步卫星，其距星球表面的高度为多少。 14. 如图所示，倾角为的斜面体固定放置在水平地面上，在斜面上固定放置一个半圆管轨道AEB，圆管的内壁光滑，半径为r=0.5 m，最低点A、最高点B的切线水平，AB是半圆管轨道的直径，现让质量为m=1 kg的小球（视为质点）从A点以一定的水平速度滑进圆管，圆管的内径略大于小球的直径，重力加速度为，sin53°=0.8，cos53°=0.6，管壁对小球的弹力沿着斜面。答案可含根号，求： （1）若小球在A点的加速度大小为，到达B点时的加速度大小为，A、B两处管壁对小球的弹力的大小之差； （2）若小球到达B点时与管壁无弹力作用，小球的落地点与B点间的距离； （3）若小球到达B点时受到管壁的弹力大小为4 N，小球落地后平抛运动的水平位移。 15. 吴昊同学设计了一款益智类的儿童弹射玩具，模型如图所示处于竖直平面内，AB段是长度连续可调的竖直伸缩轨道，BCD段是半径为R的四分之三圆弧轨道，DE段是长度为2R的水平轨道，与AB段稍稍错开。竖直管内装有下端固定且劲度系数较大的轻质弹簧，在弹簧上端放置质量为m的小球。每次将弹簧的长度压缩至P点后锁定，设PB的高度差为h；解除锁定后弹簧可将小球弹出，小球沿轨道ABCDE内侧运动。在弹射器的右侧装有可左右移动的宽为2R的盒子用于接收小球，盒子的左端最高点Q和P点等高，且与E的水平距离为x，已知弹簧锁定时的弹性势能，小球与水平轨道DE的动摩擦因数μ＝0.5，与其他部分的摩擦不计，不计小球受到的空气阻力及解除锁定时的弹性势能损失，不考虑伸缩竖直轨道粗细变化对小球的影响，重力加速度为g。求： （1）若小球弹出后能顺利掉入盒子中，则PB的高度差h最多能调多高； （2）在（1）问中小球运动到轨道D时对轨道作用力的大小； （3）h连续可调，若要使该小球能掉入盒中，求x的最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $