精品解析：山东省莱山第一中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

2024级物理阶段性单元过关检测 一、选择题（每题3分共42分，1-8单选，9-14多选，多选不全得2分，错选不得分） 1. 一人造地球卫星绕地球运行可近似看成匀速圆周运动。在该卫星绕地球运行的过程中，下列物理量保持不变的是（ ） A. 速度 B. 加速度 C. 角速度 D. 合外力 【答案】C 【解析】 【详解】A．线速度的方向沿着切线，线速度的方向时刻变化，A错误； BD．加速度和合外力的方向始终指向圆心，方向时刻变化，BD错误； C．角速度保持不变，C正确。 故选C。 2. 下列关于万有引力定律说法正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，伽利略测得了引力常量 B. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力 C. 根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 D. 根据表达式 得，由此可知引力常量G与F、r、、有关 【答案】B 【解析】 【详解】A．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪什利用扭秤实验测得了引力常量，故A错误； B．根据牛顿第三定律可知，两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力，故B正确； C．万有引力表达式适用于两质点之间的万有引力，当r趋近于零时，两物体已经不能够看为质点，该表达式不适用，可知，当r趋近于零时，不能够认为万有引力趋近于无穷大，故C错误； D．根据表达式可以得到，但万有引力是一个常量，该常量与F、r、、无关，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为，线速度大小为，则（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】杆上A、B两点绕O点转动，则两点的角速度相等，即 根据 ， 可知 故选D． 4. 甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲、乙两物体的质量均增加到原来的2倍，同时它们之间的距离亦增加到原来的两倍，则甲、乙两物体间的万有引力大小将为（　　） A. 8F B. 4F C. F D. 【答案】C 【解析】 【详解】根据万有引力定律的公式 得，甲、乙物体的质量均增加到原来的2倍，同时它们之间的距离亦增加到原来的2倍，则万有引力为 故选C。 5. 长度为的轻质细杆端固定有一质量为的小球，如图所示，小球以点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为取，则此时小球受到轻质细杆的力为（　　） A. 的拉力 B. 的支持力 C. 的拉力 D. 的支持力 【答案】B 【解析】 【详解】小球运动到最高点时，假设杆对小球施加了向下的拉力，由牛顿第二定律 解得 负号说明杆对球是向上的支持力，则此时小球受到轻质细杆的力为8N的支持力。 故选B。 6. 一个由恒星A和B组成的双星系统，现在它们间的距离为L，并以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，运动周期为T。已知恒星A的质量小于恒星B的，引力常量为G，则（　　） A. A的质量为 B. A做圆周运动的周期比B的大 C. A做圆周运动的半径比B的小 D. A做圆周运动的线速度比B的大 【答案】D 【解析】 【详解】双星围绕同一圆心转动，则周期相同，根据 可得 恒星A的质量小于恒星B的，可知A做圆周运动的半径比B的大；根据 v=ωr 可知，A做圆周运动的线速度比B的大。 故选D。 7. 游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型图，其中P为处于水平面内的转盘，可绕轴转动，圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直平面的夹角，座椅和人的总质量为60kg，则（sin37°=0.6 cos37°=0.8 g取）（　　） A. 绳子的拉力大小为650N B. 座椅做圆周运动的线速度大小为5m/s C. 圆盘的角速度为0.5rad/s D. 座椅转一圈的时间约为1.3s 【答案】C 【解析】 【详解】A．座椅受力如图所示 由平衡条件可得，在竖直方向上 绳子拉力为 故A错误； B．由牛顿第二定律得 线速度为 故B错误； C．转盘的角速度与座椅的角速度相等，角速度 故C正确； D．座椅转一圈的时间，即周期 故D错误。 故选C。 8. 如图所示为旋转脱水拖把，其工作原理：拖把杆向下压一个螺距，拖把头就转动一圈。现某拖把杆内有一段长度为的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离），拖把头的半径为，拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。某次脱水时，拖把杆上段内匀速下压了，该过程中拖把头匀速转动，则（　　） A. 拖把杆向下运动的速度为 B. 拖把头边缘的角速度为 C. 拖把头转动的线速度为 D. 拖把头的转速为 【答案】B 【解析】 【详解】A．拖把杆向下运动的速度 故A错误； BCD．拖把杆上段内匀速下压了，则螺杆转动5圈，即拖把头的转速为 拖把头转动的角速度 拖把头边缘的线速度 故B正确，CD错误。 故选B。 9. 下列哪些现象是为了防止产生离心运动（ ） A. 铁路转弯处轨道的内轨低于外轨 B. 转速很高的砂轮半径做得不能太大 C. 水平公路上行驶的汽车转弯时需要限速 D. 借助离心机从血液中分离出血浆和红细胞 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．铁路转弯处轨道的内轨低于外轨，可利于重力和支持力的合力提供向心力，防止火车产生离心运动挤压外轨，故A正确； B．转速很高的砂轮，则角速度很大，根据，如果砂轮半径做得太大，则所需的向心力会很大，容易出现砂轮承受不了巨大的力而断裂，所以转速很高的砂轮半径做得不能太大，故B正确； C．水平公路上行驶的汽车转弯时，根据可知汽车速度越快所需的向心力就越大，所以汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故C正确； D．借助离心机从血液中分离出血浆和红细胞，是利于离心现象，故D错误。 故选ABC。 10. 质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成角，已知重力加速度为g。则以下正确的是（　　） A. 摆球受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球只受重力、拉力的作用 C. 摆球做匀速圆周运动的向心力为 D. 摆球做匀速圆周运动的向心力为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB.摆球受重力，拉力作用，重力和拉力的合力提供向心力，故A错误，B正确； CD.重力和拉力的合力提供向心力，有 故C正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，某列火车在转弯处轨道平面倾角为θ，转弯半径为r，在该转弯处轮缘与铁轨间无挤压时火车行驶的速度为v，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 在该转弯处无挤压时行驶的速度 B. 火车运动的圆周平面为图中的b C. 当火车行驶的速率小于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力 D. 当火车行驶的速率大于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对火车受力分析，如图 由牛顿第二定律得 解得 故A错误； B．火车运动的圆周平面为水平面，为图中的b，故B正确； C．当火车行驶的速率小于v时，支持力和重力的合力大于做圆周运动所需向心力，则内侧铁轨挤压轮缘，给轮缘向外的压力，故C错误； D．当火车行驶的速度大于v时，支持力和重力的合力不足以提供做圆周运动所需向心力，则外侧铁轨挤压轮缘，给轮缘向内的压力，故D正确。 故选BD。 12. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（　　） A. 球A的线速度一定大于球B的线速度 B. 球A的角速度一定小于球B的角速度 C. 球A的运动周期一定小于球B的运动周期 D. 球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力 【答案】AB 【解析】 【详解】A．如图小球受力如图 因为 故 故选项A正确； B．对小球合力提供向心力 因为 所以 故选项B正确； C．由得 故选项C错误； D．由受力分析得筒壁对小球的弹力 所以弹力一样，对筒壁的压力也一样。故选项D错误。 故选AB。 13. 有、、、四颗地球卫星：还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，在地球的近地圆轨道上正常运行，是地球静止卫星，是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是（　　） A. 速度大小关系是： B. 在相同时间内转过的弧长最长，、转过的弧长对应的角度相等 C. 在小时内转过的圆心角是，在小时内转过的圆心角是 D. 的周期一定小于的周期，的周期一定大于小时 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力可得 可得 则有 还未发射，是地球静止卫星，则有 根据 可得 可知的线速度最大，则在相同时间内转过的弧长最长；由于、的角速度相等，则在相同时间内、转过的弧长对应的角度相等，故A错误，B正确； C．是地球静止卫星，周期为24h，故其4h内转过的圆心角度是 的周期也为24h时，其在2h内转过的圆心角度是 故C错误； D．根据 可得 则有 由于的周期为24h，则的周期一定大于24h，故D正确。 故选BD。 14. 由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同，已知地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为，地球自转的周期为，引力常量为。假设地球可视为质量均匀分布的球体，下列说法正确的是（　　） A. 质量为的物体在地球北极受到的重力大小为 B. 质量为的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为 C. 地球的半径为 D. 地球的密度为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为，故A错误； B．质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小等于在地球北极受到的万有引力大小，即质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为，故B正确； C．设地球的质量为M，半径为R，在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为，物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，轨道半径等于地球半径，对在赤道上随地球自转而做圆周运动的物体，由牛顿第二定律得 在地球两极处的物体受到的重力等于万有引力，则 联立解得 故C正确； D．因为 所以质量为 地球的体积为 地球密度为 故D错误。 故选BC。 二、填空（每空1分，共18分） 15. 已知地球表面自由落体加速度是，地球的“第一宇宙速度”是，金星的半径是地球的倍，质量为地球的倍，则金星表面的自由落体加速度是______，金星的“第一宇宙速度”是______。（用题中的字母表示） 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1][2]行星表面附近可以认为重力与万有引力相等，有 金星表面的自由落体加速度与地球表面加速度之比 金星表面的自由落体加速度是 根据第一宇宙速度表达式 可得 可知金星的“第一宇宙速度”是 16. 人造卫星在发射过程中要经过多次变轨才可到达预定轨道。如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则通过分析可知：卫星在B点通过_________实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ（填“加速”或“减速”或“改变运行方向”）；卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度_________在轨道Ⅱ上经过A点时的速度（填“大于”或“等于”或“小于”）；卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度_________在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度（填“大于”或“等于”或“小于”）；若卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行的周期分别为、、，则_________（填“大于”或“等于”或“小于”）。若卫星在轨道I上A点的速度标记为，向心加速度为，其余标记同此，则如下四个线速度、、、大小关系________________；四个加速度、、、大小关系________________。 【答案】 ①. 加速 ②. 小于 ③. 等于 ④. 小于 ⑤. ⑥. 【解析】 【详解】[1]卫星在轨道Ⅱ的B点做近心运动，卫星在轨道Ⅲ的B点做匀速圆周运动，所以卫星在B点通过加速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ。 [2]卫星在轨道Ⅰ上经过A点时做匀速圆周运动，在轨道Ⅱ上经过A点时要加速做离心运动，所以卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度小于在轨道Ⅱ上经过A点时的速度。 [3]卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的万有引力与在轨道Ⅲ上经过B点时的万有引力相等，由，可知卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度等于在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度。 [4]根据开普勒第三定律，卫星在轨道Ⅱ上运动的半长轴小于B轨道Ⅲ上运动的轨道半径，可知 [5]卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度小于在轨道Ⅱ上经过A点时的速度，所以 卫星在轨道Ⅱ上由A到B，做离心运动，则 卫星在轨道Ⅱ上经过B点时做近心运动，在轨道Ⅲ上经过B点时做匀速圆周运动，所以 卫星在轨道Ⅰ与轨道Ⅲ上做匀速圆周运动，由，解得 可知 所以 [6]由卫星在不同轨道上经过同一点时的万有引力相等，所以加速度大小相等，所以， 由，，解得 所以 17. 如图所示，站在地球赤道上A点的人和站在北纬60°上B点的人随地球转动的角速度之比_________，线速度之比_________。向心加速度之比_________。 地球同步卫星离地心距离为r，运行速度为，加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为R，则_________，_________。 【答案】 ①. ②. ③. ④. ⑤. 【解析】 【详解】[1]站在地球赤道上A点的人和站在北纬60°上B点的人随地球自转而做圆周运动，二者的角速度相等，故 [2]根据线速度和角速度的关系 可得线速度之比 [3]向心力公式为 可得向心加速度之比 [4]同步卫星的轨道半径为，地球赤道上的物体做圆周运动的半径为R，二者均做匀速圆周运动，加速度大小和向心力大小相等，故加速度大小之比等于向心力大小之比，又二者的角速度相等，故根据 可得二者的加速度之比 [5]对同步卫星，根据万有引力提供向心力可得 解得其线速度为 第一宇宙速度满足 解得 可得 18. 探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，使用的向心力演示仪如图1所示，简化示意图如图2所示。挡板到转轴距离为，挡板到转轴距离为，塔轮①④半径相同。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的___________； A. 探究平抛运动的特点 B. 探究小车速度随时间变化的规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A和C”或“B和C”）； （3）探究向心力的大小与运动半径之间的关系。应将皮带套在___________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某兴趣小组用如图3所示的装置与传感器结合验证向心力的表达式。实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，实时测量角速度和向心力的大小： a.图4中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量___________（填“大于”或“小于”）曲线②对应的砝码质量； b．为了进一步明确向心力和角速度的关系，可以作向心力与___________关系的图像。该图像为线性图像，更容易观察。 【答案】（1）C （2）B和C （3）①④ （4） ①. 小于 ②. 【解析】 【小问1详解】 本实验所采用的实验探究方法为控制变量法，与探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验方法是相同的。 故选C。 【小问2详解】 探究向心力的大小与角速度的关系，要保持转动半径和质量一定，则可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板B、C处； 【小问3详解】 探究向心力的大小与运动半径之间的关系，要保持角速度和质量一定，应将皮带套在①④塔轮上； 【小问4详解】 a、[1]根据可知，相同半径，当角速度相同时，质量越大，则向心力越大，由图可知曲线①对应的砝码质量小于曲线②对应的砝码质量； b．[2]为了进一步明确向心力和角速度的关系，可以作的关系图像，该图像为线性图像，更容易观察。 19. 如图所示一辆质量为1t的汽车静止在半径为50m的圆弧形拱桥顶部（g = 10m/s2），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部，则圆弧形拱桥对汽车的支持力多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零。 【答案】（1）1.0 × 104 N （2）8.0 × 103 N （3） 【解析】 【小问1详解】 汽车静止在弧形拱桥顶部，由平衡条件得 由牛顿第三定律得，汽车对圆弧形拱桥的压力是1.0 × 104 N。 【小问2详解】 汽车以10 m/s的速度经过拱桥的顶部，由牛顿第二定律得 解得 故圆弧形拱桥对汽车的支持力是8.0 × 103 N。 【小问3详解】 设汽车以速度v1通过拱桥的顶部时，对圆弧形拱桥的压力恰好为零，由牛顿第二定律得 解得 20. 假设未来的人类登上某一地外行星。一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过t时间后回到星球表面，已知该行星的半径为R，万有引力常量为G，求∶ （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的平均密度； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过t时间后回到星球表面，则小球做平抛运动，竖直方向有 解得该行星表面的重力加速度大小为 （2）在这个星球表面上的物体受到的重力可以视为万有引力，设这个星球的质量为M，有 解得 星球体积为 由密度公式得 （3）根据 得星球的第一宇宙速度为 21. 双星是由两颗绕着其连线上某一点旋转的恒星组成，对于其中一颗星来说，另一颗就是其“伴星”，如图所示。如果甲、乙两颗星体质量分别为、，它们之间的距离为L，不考虑其他天体对它们的作用，引力常量为G。求： （1）甲、乙两星做圆周运动的轨道半径、； （2）乙星做圆周运动的角速度和线速度。 【答案】（1），；（2）， 【解析】 【详解】（1）设双星做圆周运动的角速度为，对甲、乙星分别由牛顿第二定律可得 由几何关系知 解得 ，， （2）由（1）中结论可得 乙星做圆周运动的线速度 22. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离d后落地。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略空气阻力。 （1）绳能承受的最大拉力是多少？ （2）保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，则小球被抛出的最大水平距离是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，竖直方向 水平方向 解得 设绳能承受的最大拉力为T，球做圆周运动的半径为 由圆周运动向心力公式，有 解得 【小问2详解】 设绳长为l，绳断时球的速度大小为，有 解得 绳断后球做平抛运动，竖直位移为，水平位移为x，时间为，有， 联立解得 当时，x有极大值为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024级物理阶段性单元过关检测 一、选择题（每题3分共42分，1-8单选，9-14多选，多选不全得2分，错选不得分） 1. 一人造地球卫星绕地球运行可近似看成匀速圆周运动。在该卫星绕地球运行的过程中，下列物理量保持不变的是（ ） A. 速度 B. 加速度 C. 角速度 D. 合外力 2. 下列关于万有引力定律说法正确的是（　　） A. 牛顿发现了万有引力定律，伽利略测得了引力常量 B. 两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对作用力和反作用力 C. 根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大 D. 根据表达式 得，由此可知引力常量G与F、r、、有关 3. 如图所示，汽车雨刮器在转动时，杆上A、B两点绕O点转动的角速度大小为，线速度大小为，则（ ） A. B. C. D. 4. 甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲、乙两物体的质量均增加到原来的2倍，同时它们之间的距离亦增加到原来的两倍，则甲、乙两物体间的万有引力大小将为（　　） A. 8F B. 4F C. F D. 5. 长度为的轻质细杆端固定有一质量为的小球，如图所示，小球以点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为取，则此时小球受到轻质细杆的力为（　　） A. 的拉力 B. 的支持力 C. 的拉力 D. 的支持力 6. 一个由恒星A和B组成的双星系统，现在它们间的距离为L，并以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，运动周期为T。已知恒星A的质量小于恒星B的，引力常量为G，则（　　） A. A的质量为 B. A做圆周运动的周期比B的大 C. A做圆周运动的半径比B的小 D. A做圆周运动的线速度比B的大 7. 游乐园中的“空中飞椅”可简化成如图所示的模型图，其中P为处于水平面内的转盘，可绕轴转动，圆盘半径，绳长。假设座椅随圆盘做匀速圆周运动时，绳与竖直平面的夹角，座椅和人的总质量为60kg，则（sin37°=0.6 cos37°=0.8 g取）（　　） A. 绳子的拉力大小为650N B. 座椅做圆周运动的线速度大小为5m/s C. 圆盘的角速度为0.5rad/s D. 座椅转一圈的时间约为1.3s 8. 如图所示为旋转脱水拖把，其工作原理：拖把杆向下压一个螺距，拖把头就转动一圈。现某拖把杆内有一段长度为的螺杆通过拖把杆下段与拖把头接在一起，螺杆的螺距（相邻螺纹之间的距离），拖把头的半径为，拖把杆上段相对螺杆向下运动时拖把头就会旋转，把拖把头上的水甩出去。某次脱水时，拖把杆上段内匀速下压了，该过程中拖把头匀速转动，则（　　） A. 拖把杆向下运动的速度为 B. 拖把头边缘的角速度为 C. 拖把头转动的线速度为 D. 拖把头的转速为 9. 下列哪些现象是为了防止产生离心运动（ ） A. 铁路转弯处轨道的内轨低于外轨 B. 转速很高的砂轮半径做得不能太大 C. 水平公路上行驶的汽车转弯时需要限速 D. 借助离心机从血液中分离出血浆和红细胞 10. 质量为m的球用长为L的细绳悬于天花板的O点，并使之在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直线成角，已知重力加速度为g。则以下正确的是（　　） A. 摆球受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球只受重力、拉力的作用 C. 摆球做匀速圆周运动的向心力为 D. 摆球做匀速圆周运动的向心力为 11. 如图所示，某列火车在转弯处轨道平面倾角为θ，转弯半径为r，在该转弯处轮缘与铁轨间无挤压时火车行驶的速度为v，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. 在该转弯处无挤压时行驶的速度 B. 火车运动的圆周平面为图中的b C. 当火车行驶的速率小于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力 D. 当火车行驶的速率大于v时，外侧铁轨对车轮的轮缘施加压力 12. 如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（　　） A. 球A的线速度一定大于球B的线速度 B. 球A的角速度一定小于球B的角速度 C. 球A的运动周期一定小于球B的运动周期 D. 球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力 13. 有、、、四颗地球卫星：还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，在地球的近地圆轨道上正常运行，是地球静止卫星，是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是（　　） A. 速度大小关系是： B. 在相同时间内转过的弧长最长，、转过的弧长对应的角度相等 C. 在小时内转过的圆心角是，在小时内转过的圆心角是 D. 的周期一定小于的周期，的周期一定大于小时 14. 由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同，已知地球表面两极处的重力加速度大小为，在赤道处的重力加速度大小为，地球自转的周期为，引力常量为。假设地球可视为质量均匀分布的球体，下列说法正确的是（　　） A. 质量为的物体在地球北极受到的重力大小为 B. 质量为的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为 C. 地球的半径为 D. 地球的密度为 二、填空（每空1分，共18分） 15. 已知地球表面自由落体加速度是，地球的“第一宇宙速度”是，金星的半径是地球的倍，质量为地球的倍，则金星表面的自由落体加速度是______，金星的“第一宇宙速度”是______。（用题中的字母表示） 16. 人造卫星在发射过程中要经过多次变轨才可到达预定轨道。如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则通过分析可知：卫星在B点通过_________实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ（填“加速”或“减速”或“改变运行方向”）；卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的速度_________在轨道Ⅱ上经过A点时的速度（填“大于”或“等于”或“小于”）；卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度_________在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度（填“大于”或“等于”或“小于”）；若卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运行的周期分别为、、，则_________（填“大于”或“等于”或“小于”）。若卫星在轨道I上A点的速度标记为，向心加速度为，其余标记同此，则如下四个线速度、、、大小关系________________；四个加速度、、、大小关系________________。 17. 如图所示，站在地球赤道上A点的人和站在北纬60°上B点的人随地球转动的角速度之比_________，线速度之比_________。向心加速度之比_________。 地球同步卫星离地心距离为r，运行速度为，加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为R，则_________，_________。 18. 探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，使用的向心力演示仪如图1所示，简化示意图如图2所示。挡板到转轴距离为，挡板到转轴距离为，塔轮①④半径相同。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的___________； A. 探究平抛运动的特点 B. 探究小车速度随时间变化的规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板___________处（选填“A和C”或“B和C”）； （3）探究向心力的大小与运动半径之间的关系。应将皮带套在___________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某兴趣小组用如图3所示的装置与传感器结合验证向心力的表达式。实验时用手拨动旋臂产生圆周运动，力传感器和光电门固定在实验器上，实时测量角速度和向心力的大小： a.图4中取①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，由图可知曲线①对应的砝码质量___________（填“大于”或“小于”）曲线②对应的砝码质量； b．为了进一步明确向心力和角速度的关系，可以作向心力与___________关系的图像。该图像为线性图像，更容易观察。 19. 如图所示一辆质量为1t的汽车静止在半径为50m的圆弧形拱桥顶部（g = 10m/s2），求： （1）此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大； （2）如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部，则圆弧形拱桥对汽车的支持力多大； （3）汽车以多大速度通过拱桥的顶部时，汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零。 20. 假设未来的人类登上某一地外行星。一个人在距离该行星表面h高度处，以初速度沿水平抛出一个小球，经过t时间后回到星球表面，已知该行星的半径为R，万有引力常量为G，求∶ （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的平均密度； （3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少。 21. 双星是由两颗绕着其连线上某一点旋转的恒星组成，对于其中一颗星来说，另一颗就是其“伴星”，如图所示。如果甲、乙两颗星体质量分别为、，它们之间的距离为L，不考虑其他天体对它们的作用，引力常量为G。求： （1）甲、乙两星做圆周运动的轨道半径、； （2）乙星做圆周运动的角速度和线速度。 22. 某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时的速度水平飞出，通过水平距离d后落地。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略空气阻力。 （1）绳能承受的最大拉力是多少？ （2）保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，则小球被抛出的最大水平距离是多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $