精品解析：四川省成都市四川师范大学附属中学2024-2025学年高一下学期3 月月考物理试题

四川师大附中2024-2025学年度（下期）3月月考试题 高2024级 物理 考试时间：75分钟； 满分：100分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确坑写在答题卡上 第I卷（满分46分） 一、单选题（本题包括7个小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 在2024年珠海航展中，“歼-35A”闪亮登场，并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线，则战机在这一段过程中（　　） A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化 C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上 2. 关于物理学史和物理思想方法，下列说法错误的是（ ） A. 卡文迪许在测定万有引力常量的实验中，运用了“放大法” B. 公式采用了比值定义法 C. 亚里士多德否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说 D. “月一地检验”说明了地球对地面物体的引力与天体之间的引力具有相同性质，遵从同样的规律 3. 如图所示，A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。当自行车停在路边支起后轮，并用手摇动脚踏板带动后轮转动，A、B、C三点的线速度大小分别为、、，角速度大小分别为、、，则（　　） A. B. C. D. 4. 福建舰是我国完全自主设计建造的弹射型航空母舰。在始终静止的福建舰上进行的电磁驱动弹射测试中，配重小车自甲板前端水平射出，落至海面上。简化模型如图所示，两辆质量相同的配重小车1和小车2先后进行弹射测试，轨迹分别为曲线1和曲线2，、为两次弹射的落水点。忽略空气阻力，配重小车可视为质点。则配重小车1和小车2（　　） A. 落水瞬间速度大小 B. 在空中运动过程中速度变化量 C. 在空中运动过程中重力的平均功率 D. 落水瞬间重力的瞬时功率 5. 海盗船是一种在竖直面内往复摆动的游乐项目。如图所示，在满载的海盗船上，甲同学乘坐的位置比乙同学更靠近船头，甲、乙两名同学的质量相等且远小于海盗船的质量，在海盗船无动力运行过程中忽略海盗船与承重结构连接处的摩擦，海盗船可看作圆弧模型，其静止时的最低点为O点，下列说法正确的是（　　） A. 甲同学的最大线速度比乙同学大 B. 甲同学的最大角速度比乙同学大 C. 乙同学需要的最大向心力比甲同学大 D. 乙同学对座椅的最大压力比甲同学大 6. 2024年10月30日，我国成功发射的“神舟十九号”载人飞船与空间站“天和核心舱”完成交会对接。对接过程简化如图所示，“神舟十九号”在点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，在点从椭圆轨道II进入圆形轨道Ⅲ，最终在轨道III与“天和核心舱”完成对接。已知“神舟十九号”在圆形轨道I运行时轨道半径为、周期为，在轨道III稳定运行时的轨道半径为，则“神舟十九号”飞船（　　） A. 在点从轨道I进入轨道II时需点火制动 B. 在轨道II上点的加速度小于在轨道III上点的加速度 C. 在轨道II上运行的周期 D. 在轨道I上运行的线速度小于在轨道III上运行的线速度 7. 如图所示，内壁光滑、两端开口的圆筒在竖直方向上固定，一小球从圆筒上端紧贴筒壁沿切线方向水平射入，关于小球在圆筒内运动的情况，下列说法正确的是（　　） A. 小球在运动过程中所受弹力大小保持不变 B. 若增大圆筒的半径，小球的运动可能会脱离圆筒内壁 C. 若增大小球入射速度，小球在圆筒内的运动时间将增大 D. 若减小小球入射速度，小球从圆筒下端射出时重力的瞬时功率将减小 二、多选题（本题包括3个小题，每小题6分，共18分；每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内，汽车牵引力恒定 B. 0~t1时间内，汽车牵引力的功率恒定 C. t1~t2时间内，汽车牵引力逐渐增大 D. t3时刻的牵引力小于t1时刻的牵引力 9. 如图甲所示河外星系中有两个黑洞，质量分别为和，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。根据你所学的知识，下列说法正确的是（ ） A. 两个黑洞质量之间的关系一定是 B. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 C. 黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度 D. 人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 10. 如图为自行车车轮的气嘴灯原理图，气嘴灯由接触式开关控制。其结构为弹簧一端固定在顶部A，另一端与重物连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，重物拉伸弹簧后使点M、N接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点N与车轮圆心距离为R，车轮静止且B端在车轮最低点时触点M、N距离为0.05R。已知A靠近车轮圆心、B固定在车轮内臂，重物与触点M的总质量为m。弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g。不计接触式开关中的一切摩擦，重物和触点M、N均视为质点，则有（　　） A. 相同转速下，重物质量大小对能否接通LED灯没影响 B. 转速越大，重物质量越大，LED灯越容易发光 C. 使得LED灯发光的最小角速度为 D. 若气嘴灯在最低点能发光，同一转速下在最高点也一定能发光 第II卷（满分54分） 三、实验题（本题每空2分，共16分） 11. 实验：探究平抛运动的特点 A．如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端______使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 B．让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 C．上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上______（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 D．以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画竖直的y轴和水平的x轴。 E．取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 F．根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间______，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点。 12. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式，滑块套在水平杆上，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F的大小，滑块上固定一遮光片，宽度为d，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度、旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 （1）本实验采用的实验方法是______； （2）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和______保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______ （3）以F为纵坐标，以______（填“”“”或“”）为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，若所得图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用所测物理量k、d、R表示）。 四、解答题（本愿共3个题，共38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，有数值运算的愿，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度水平抛出一个小球，测得小球经时间垂直落到倾角为的斜坡上。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的密度。 14. 广州长隆欢乐世界的“十环过山车”，曾经创下翻滚数最多的吉尼斯世界纪录。如图1所示，该过山车轨道长度850米，高30米，最高时速72.4km/h，单次乘坐时长1分32秒。小明游玩之后，对此产生了浓厚的兴趣。他制作了如图2所示的模型，并对轨道各点的压力、滑行的长度等进行了研究。该装置放在水平地面上，并由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角的斜轨道BC平滑连接而成。小滑块的质量m=0.1kg，从弧形轨道离地高H处静止释放，已知R=0.2m，，滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。取 （1）若滑块恰好能过圆轨道最高点，求释放滑块的高度H为多大？ （2）若求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力； （3）若通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点（）。 15. 如图，半径为3r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘距离水平地面高为h，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、12m，物块A叠放在B上，B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r，B、C间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力，已知C与圆盘间的动摩擦因数为μ，B与圆盘间的动摩擦因数为2μ，A、B间动摩擦因数为3μ。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。A、B、C均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速，求 （1）时，C受到转盘的摩擦力； （2）当增加到某一数值时，C、B哪个物体不受圆盘的摩擦力？求此时圆盘角速度大小（物体仍在圆盘上且圆盘角速度不为零）； （3）当增加到某一数值时，A从B上滑动并飞出，求A落地点与盘中心O在地面投影点之间的距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 四川师大附中2024-2025学年度（下期）3月月考试题 高2024级 物理 考试时间：75分钟； 满分：100分 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确坑写在答题卡上 第I卷（满分46分） 一、单选题（本题包括7个小题，每小题4分，共28分；每小题只有一个选项符合题意） 1. 在2024年珠海航展中，“歼-35A”闪亮登场，并在珠海金湾机场上空进行了飞行表演。假设“歼-35A”战机在表演过程中有一段轨迹为曲线，则战机在这一段过程中（　　） A. 速度方向一定变化 B. 速度大小一定变化 C. 所受合力为零 D. 所受合力方向与运动方向在同一直线上 【答案】A 【解析】 【详解】AB．战机沿曲线运动过程中，速度的方向一定变化，速度的大小是否变化无法确定，故A正确，B错误； C．战机的速度变化，则合外力一定不为零，故C错误； D．战机做曲线运动，战机所受合力方向与运动方向不在同一直线上，故D错误。 故选A。 2. 关于物理学史和物理思想方法，下列说法错误的是（ ） A. 卡文迪许在测定万有引力常量的实验中，运用了“放大法” B. 公式采用了比值定义法 C. 亚里士多德否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说 D. “月一地检验”说明了地球对地面物体的引力与天体之间的引力具有相同性质，遵从同样的规律 【答案】C 【解析】 【详解】A．卡文迪许在测定万有引力常量的实验中，运用了“放大法”，故A正确，不满足题意要求； B．公式采用了比值定义法，故B正确，不满足题意要求； C．哥白尼否定了托勒密提出的地心说，提出了日心说，故C错误，满足题意要求； D．“月一地检验”说明了地球对地面物体的引力与天体之间的引力具有相同性质，遵从同样的规律，故D正确，不满足题意要求； 故选C。 3. 如图所示，A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。当自行车停在路边支起后轮，并用手摇动脚踏板带动后轮转动，A、B、C三点的线速度大小分别为、、，角速度大小分别为、、，则（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】AB．由图可知，A点与B点为链条传动，线速度大小相等，B点与C点为同轴转动，角速度相等，根据可知，若角速度相等，则半径越大，线速度越大，故C点的线速度大于B点的线速度，综合以上分析可得 故A正确，B错误； CD．因A点与B点线速度大小相等，根据可知，若线速度大小相等，则半径越大，角速度越小，故B点的角速度大于A点的角速度，又因为B点与C点角速度相等，所以 故CD错误。 故选A。 4. 福建舰是我国完全自主设计建造的弹射型航空母舰。在始终静止的福建舰上进行的电磁驱动弹射测试中，配重小车自甲板前端水平射出，落至海面上。简化模型如图所示，两辆质量相同的配重小车1和小车2先后进行弹射测试，轨迹分别为曲线1和曲线2，、为两次弹射的落水点。忽略空气阻力，配重小车可视为质点。则配重小车1和小车2（　　） A. 落水瞬间速度大小 B. 在空中运动过程中速度变化量 C. 在空中运动过程中重力的平均功率 D. 落水瞬间重力的瞬时功率 【答案】D 【解析】 【详解】A．配重小车离开甲板后做平抛运动，下落高度相等，根据 可知下落时间相等，竖直方向的分速度为 可知 根据 可知水平初速度大小关系为 落入海平面瞬间的速度为 可得 故A错误； B．根据速度度变化量公式 因为下落时间相等，所以在空中运动过程中速度变化量 故B错误； C．因下落高度相等，所以重力做功相等，又下落时间相等，根据 可知在空中运动过程中重力的平均功率相等，故C错误； D．落水瞬间重力的瞬时功率为 因质量相等，竖直方向的分速度相等，可知落水瞬间重力的瞬时功率相等，故D正确。 故选D。 5. 海盗船是一种在竖直面内往复摆动的游乐项目。如图所示，在满载的海盗船上，甲同学乘坐的位置比乙同学更靠近船头，甲、乙两名同学的质量相等且远小于海盗船的质量，在海盗船无动力运行过程中忽略海盗船与承重结构连接处的摩擦，海盗船可看作圆弧模型，其静止时的最低点为O点，下列说法正确的是（　　） A. 甲同学的最大线速度比乙同学大 B. 甲同学的最大角速度比乙同学大 C. 乙同学需要的最大向心力比甲同学大 D. 乙同学对座椅的最大压力比甲同学大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．甲、乙两名同学都坐在海盗船上随海盗船一起运动，所以二者的线速度、角速度大小时刻保持相等，故AB错误； C．两同学质量、线速度大小、半径都相等，根据可知，两同学需要的最大向心力大小相等，故C错误； D．设人与圆心的连线与竖直方向的夹角为，则有 即 根据牛顿第三定律，人对座椅的压力大小为 因此速度越大且越小，压力越大，海盗船圆弧中点通过最低点时速度最大， 两同学的最大速度大小相等，但速度最大时乙同学对应的较小，所以乙同学对座椅的最大压力比甲同学大，故D正确。 故选D。 6. 2024年10月30日，我国成功发射的“神舟十九号”载人飞船与空间站“天和核心舱”完成交会对接。对接过程简化如图所示，“神舟十九号”在点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，在点从椭圆轨道II进入圆形轨道Ⅲ，最终在轨道III与“天和核心舱”完成对接。已知“神舟十九号”在圆形轨道I运行时轨道半径为、周期为，在轨道III稳定运行时的轨道半径为，则“神舟十九号”飞船（　　） A. 在点从轨道I进入轨道II时需点火制动 B. 在轨道II上点的加速度小于在轨道III上点的加速度 C. 在轨道II上运行的周期 D. 在轨道I上运行的线速度小于在轨道III上运行的线速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船在A点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ做离心运动，需点火加速，故A错误； B．根据牛顿第二定律，可知飞船在B点的向心加速度始终保持不变，故B错误； C．根据开普勒第三定律 可得飞船在轨道Ⅱ上运行的周期为 故C正确； D．根据万有引力提供向心力 可得，可知飞船在轨道Ⅰ上运行的线速度大于在轨道Ⅲ上运行的线速度，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，内壁光滑、两端开口的圆筒在竖直方向上固定，一小球从圆筒上端紧贴筒壁沿切线方向水平射入，关于小球在圆筒内运动的情况，下列说法正确的是（　　） A. 小球在运动过程中所受弹力大小保持不变 B. 若增大圆筒的半径，小球的运动可能会脱离圆筒内壁 C. 若增大小球入射速度，小球在圆筒内的运动时间将增大 D. 若减小小球入射速度，小球从圆筒下端射出时重力的瞬时功率将减小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．小球在桶内的运动可以看成时水平面内的匀速圆周运动和竖直方向的自由落体运动的合运动，所以 所以小球在运动过程中所受弹力大小保持不变，若增大圆筒的半径，小球所受弹力减小，但不会脱离圆筒内壁，故A正确，B错误； C．小球在圆筒内的运动时间由圆筒的高度决定，与初速度大小无关，故C错误； D．小球射出圆筒时重力的瞬时功率为 所以，若减小小球入射速度，小球从圆筒下端射出时重力的瞬时功率不变，故D错误。 故选A。 二、多选题（本题包括3个小题，每小题6分，共18分；每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像，Oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（　　） A. 0~t1时间内，汽车牵引力恒定 B. 0~t1时间内，汽车牵引力的功率恒定 C. t1~t2时间内，汽车牵引力逐渐增大 D. t3时刻的牵引力小于t1时刻的牵引力 【答案】AD 【解析】 【详解】A．v-t图像斜率代表加速度，0~t1时间内，汽车加速度一定，则汽车牵引力恒定，故A正确； B．根据 P=Fv 汽车牵引力恒定，速度增大，则汽车牵引力的功率增大，故B错误； C．t1~t2时间内，功率一定，速度增大，根据 P=Fv 汽车牵引力逐渐减小，故C错误； D．t3时刻牵引力的功率等于t1时刻牵引力的功率，t3时刻的速度大于t1时刻的速度，根据 P=Fv t3时刻的牵引力小于t1时刻的牵引力，故D正确。 故选AD。 9. 如图甲所示河外星系中有两个黑洞，质量分别为和，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。根据你所学的知识，下列说法正确的是（ ） A. 两个黑洞质量之间的关系一定是 B. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 C. 黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度 D. 人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 【答案】AB 【解析】 【详解】AC．两个黑洞绕O点旋转的角速度相等，设两个黑洞之间距离为L，有 因，则有，故A正确，C错误； B．根据万有引力提供向心力得 又 联立可得 则双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，故B正确； D．人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度应大于第三宇宙速度，故D错误。 故选AB。 10. 如图为自行车车轮的气嘴灯原理图，气嘴灯由接触式开关控制。其结构为弹簧一端固定在顶部A，另一端与重物连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，重物拉伸弹簧后使点M、N接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点N与车轮圆心距离为R，车轮静止且B端在车轮最低点时触点M、N距离为0.05R。已知A靠近车轮圆心、B固定在车轮内臂，重物与触点M的总质量为m。弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g。不计接触式开关中的一切摩擦，重物和触点M、N均视为质点，则有（　　） A. 相同转速下，重物质量大小对能否接通LED灯没影响 B. 转速越大，重物质量越大，LED灯越容易发光 C. 使得LED灯发光的最小角速度为 D. 若气嘴灯在最低点能发光，同一转速下在最高点也一定能发光 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当气嘴灯在最低点时，根据牛顿第二定律可得 可知，角速度相同时，m越大，弹簧伸长x越大，灯越容易接通，同时角速度越大，x越大，灯越容易接通，故A错误，B正确； C．在最低点静止时有 当M、N刚接触时有 解得 故C正确； D．在最高点，有 由此可知，弹簧的伸长量应小于最低点的伸长量，则气嘴灯不一定能发光，故D错误。 故选BC。 第II卷（满分54分） 三、实验题（本题每空2分，共16分） 11. 实验：探究平抛运动的特点 A．如图所示，安装实验装置，使斜槽M末端______使固定的背板竖直，并将一张白纸和复写纸固定在背板上，N为水平放置的可上下调节的倾斜挡板。 B．让钢球从斜槽上某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动，使小球的轨迹与背板平行。钢球落到倾斜的挡板N上，挤压复写纸，在白纸上留下印迹。 C．上下调节挡板N，进行多次实验，每次使钢球从斜槽上______（选填“同一”或“不同”）位置由静止滚下，在白纸上记录钢球所经过的多个位置。 D．以斜槽水平末端端口处小球球心在白纸上的投影点为坐标原点O，过O点画竖直的y轴和水平的x轴。 E．取下坐标纸，用平滑的曲线把这些印迹连接起来，得到钢球做平抛运动的轨迹。 F．根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，即各点之间的时间______，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点。 【答案】 ①. 水平 ②. 同一 ③. 间隔相同 【解析】 【详解】[1]为了使小球做平抛运动，实验中必须调整斜槽M末端的切线水平。 [2]为了使小球每次的轨迹相同，小球每次必须从斜槽上同一位置由静止释放。 [3]根据钢球在竖直方向是自由落体运动的特点，在轨迹上取竖直位移为y、4y、9y…的点，根据可知，各点之间的时间间隔相同，测量这些点之间的水平位移，确定水平方向分运动特点。 12. 为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图所示的装置验证向心力的表达式，滑块套在水平杆上，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F的大小，滑块上固定一遮光片，宽度为d，与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的角速度、旋转半径为R，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 （1）本实验采用的实验方法是______； （2）为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和______保持不变，某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则角速度______ （3）以F为纵坐标，以______（填“”“”或“”）为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条直线，若所得图像的斜率为k，则滑块的质量为______（用所测物理量k、d、R表示）。 【答案】（1）控制变量法 （2） ①. 半径 ②. （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 本实验要探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，须采用控制变量法。 【小问2详解】 [1]根据控制变量法可知，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量和半径保持不变； [2]某次旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为，则遮光片的线速度大小为 则角速度 【小问3详解】 [1][2]根据 可知图像为一条过原点的直线，所以应以F为纵坐标，为横坐标，作出图像，其斜率为 得 四、解答题（本愿共3个题，共38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，有数值运算的愿，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标。假设宇航员登上月球后，以初速度水平抛出一个小球，测得小球经时间垂直落到倾角为的斜坡上。已知引力常量为G，月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的密度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 如图 测得小球经时间t垂直落到倾角为的斜坡上，根据平抛运动规律有 解得月球表面的重力加速度 【小问2详解】 假设月球表面一物体质量为m，有 又月球的质量 解得月球的密度为 14. 广州长隆欢乐世界的“十环过山车”，曾经创下翻滚数最多的吉尼斯世界纪录。如图1所示，该过山车轨道长度850米，高30米，最高时速72.4km/h，单次乘坐时长1分32秒。小明游玩之后，对此产生了浓厚的兴趣。他制作了如图2所示的模型，并对轨道各点的压力、滑行的长度等进行了研究。该装置放在水平地面上，并由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角的斜轨道BC平滑连接而成。小滑块的质量m=0.1kg，从弧形轨道离地高H处静止释放，已知R=0.2m，，滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力。取 （1）若滑块恰好能过圆轨道最高点，求释放滑块的高度H为多大？ （2）若求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力； （3）若通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点（）。 【答案】（1）0.5m （2）8N，水平向左 （3）不能，见解析 【解析】 【小问1详解】 若滑块恰好能过圆轨道最高点，则在最高点由牛顿第二定律得 滑块从释放到圆轨道最高点，由动能定理得 解得 【小问2详解】 滑块从释放到与圆心O等高的D点，由动能定理得 在D点轨道的弹力F提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可知滑块对轨道的压力大小为 方向水平向左 【小问3详解】 设滑块能在斜轨道上到达的最高点为，由动能定理得 代入数据解得 所以滑块不会冲出轨道末端的C点。 15. 如图，半径为3r的水平圆形转盘可绕竖直轴转动，圆盘距离水平地面高为h，圆盘上放有小物体A、B、C，质量分别为m、2m、12m，物块A叠放在B上，B、C到转盘中心O的距离分别为3r、2r，B、C间用一轻质细线相连，圆盘静止时，细线刚好伸直无拉力，已知C与圆盘间的动摩擦因数为μ，B与圆盘间的动摩擦因数为2μ，A、B间动摩擦因数为3μ。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。A、B、C均可视为质点，现让圆盘从静止开始逐渐缓慢加速，求 （1）时，C受到转盘的摩擦力； （2）当增加到某一数值时，C、B哪个物体不受圆盘的摩擦力？求此时圆盘角速度大小（物体仍在圆盘上且圆盘角速度不为零）； （3）当增加到某一数值时，A从B上滑动并飞出，求A落地点与盘中心O在地面投影点之间的距离。 【答案】（1），方向沿CO指向O点；（2）B物体；；（3） 【解析】 【详解】（1）当时，对C物体由牛顿第二定律 由于C物体与圆盘之间的最大静摩擦力为 所以当时，C受到转盘的静摩擦力大小为，方向沿CO指向O点。 （2）当增加到某一数值时，B或C相对圆盘滑动，最大静摩擦力提供向心力，由 可得 所以C物体会先滑动，细线产生拉力，B物体可能不受圆盘摩擦力，设此时圆盘的角速度为，由牛顿第二定律 解得 （3）当A相对B产生滑动时，则 解得 此后A做平抛运动，则 落点到的水平距离 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $