精品解析：四川安岳中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题（强基班）

安岳中学高2024级强基班3月考 物 理 试 题 （本试卷满分100分，考试时间75分钟；） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题所给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（　　） A. “探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法 B. 卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想 C. 在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D. “探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想 【答案】A 【解析】 【详解】A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了控制变量法，故A错误，满足题意要求； B．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想，故B正确，不满足题意要求； C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法，故C正确，不满足题意要求； D．“探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想，故D正确，不满足题意要求。 故选A。 2. 据《物原》记载：“史佚始作辘轳”。人们借助辘轳从井中汲水的示意图如图。某人以恒定角速度转动辘轳汲水时，绳子不断重叠地绕在一起，绳子的粗细不可忽略。则（　　） A. 水桶匀速上升 B. 水桶减速上升 C. 绳子拉水桶的力大于水桶拉绳子的力 D. 绳子拉水桶的力大于水桶和水的总重力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．人以恒定角速度转动辘轳，绳子不断重叠地绕在一起，说明角速度大小一定，半径增大，由线速度公式可知水桶加速上升，故AB都错误； C．绳子拉水桶的力和水桶拉绳子的力是相互作用力，根据牛顿第三定律可知二者大小相等，故C错误； D．水桶做加速运动，处于超重状态，说明绳子拉水桶的力大于水桶和水的总重力，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 男孩和木箱组成的系统机械能守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D. 小孩推力的冲量小于木箱的动量的变化量 【答案】C 【解析】 【详解】A．男孩和木箱组成的系统动能增大，由人体生物能转化为系统机械能，机械能不守恒，故A错误； BC．系统受合外力为零，系统动量守恒，所以男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒，故B错误，C正确； D．由动量定理可知，合外力的冲量等于动量的变化量，所以小孩推力的冲量等于木箱的动量的变化量，故D错误。 故选C。 4. 天宫课堂中，航天员在天宫核心舱内展示了水油分离实验，如甲、乙图所示。用手握住绳子一端O，绳子另一端系住瓶口，让小瓶在瓶口朝内瓶底朝外的状态下做竖直平面内的匀速圆周运动，实现水油在瓶中分层的效果，已知水的密度大于油的密度。下列说法正确的是（ ） A. 做圆周运动时瓶子的速度不变 B. 水油分离后密度较大的水集中于小瓶的底部 C. 瓶子速度小于某一值就不能做完整的圆周运动 D. 如图乙所示，在安岳中学教室演示相同实验时，小瓶在竖直面内做匀速圆周运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．做圆周运动时瓶子的速度大小不变，但方向不断变化，A错误； B．微重力环境下，圆周运动的离心作用使密度较大的水向瓶底聚集，故B正确； C．天宫核心舱微重力，无重力约束，无需最小速度即可完成完整圆周运动，故C错误； D．教室环境受重力，竖直面内无法自然实现匀速圆周运动，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，一段凹凸不平的路面中的凹凸部分可看作圆弧的一部分，A、B、C三处的切线均水平，其中处的曲率半径最大，处的曲率半径最小，一辆可视为质点的汽车以恒定的速率经过该路面，汽车受到的阻力与汽车对路面的压力成正比，汽车经过A、B、C三点时，发动机的输出功率分别记为、、。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】汽车在处时有 汽车在处时有 汽车在处时有 汽车受到的阻力与汽车对路面的压力成正比，汽车在点受到的阻力最大，在点受到的阻力最小，汽车的输出功率 则 故选A。 6. 如图，滑板运动员以速度从离地高h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点，运动员的质量为m，不计空气阻力，重力加速度大小为g，以平台为零势能面。下列说法正确的是（　　） A. 越大，运动员在空中的运动时间越长 B. 运动员落地前瞬间重力的功率为 C. 运动员落地前瞬间的机械能为 D. 运动员下落过程中的动量变化量大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员飞出平台后做平抛运动，则有 解得 可知，运动员在空中运动的时间与无关，故A错误； B．运动飞出后竖直方向有 运动员落地前瞬间重力的功率为 结合上述解得 故B错误； C．运动员运动过程只有重力做功，运动员的机械能守恒，以平台为零势能面，可知，运动员落地前瞬间的机械能为，故C错误； D．根据动量定理有 结合上述解得 故D正确。 故选D。 7. 如图甲，物体以一定的初速度从倾角为α=37°的固定斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3m。选地面为零势能面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化关系图像如图乙所示。重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则（ ） A. 物体的质量为m=0.8kg B. 物体上升到最大高度后静止 C. 物体上升过程中斜面对其支持力的冲量为零 D. 物体上升过程中动能和重力势能相等的位置离地高度为1.875m 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体到达最高点时，机械能为 由图知 则物体的质量 故A错误； B．物体上升过程中，克服摩擦力做功，减少的机械能等于克服摩擦力做的功 解得 则 所以物体上升到最大高度后不能静止。故B错误； C．由物体上升过程中斜面对其支持力的冲量 冲量不为零，故C错误； D．物体上升过程中动能和重力势能相等的位置离地高度为h，则 解得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中轻杆长为L，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向上 B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A 、B均相对圆盘静止，所在圆周半径， 质量， 则A 、B所受摩擦力 D. 图d中是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 【答案】AD 【解析】 【详解】A．若小球在最高点时杆对球无作用力则 可得 若角速度小于，则杆对小球的作用力向上，A正确； B．图b中若火车转弯时未达到规定速率，则轨道对火车的支持力和重力的合力大于所需的向心力，则火车有做向心运动的趋势，则轮缘对内轨道有挤压作用，B错误； C．图c中若A 、B均相对圆盘静止，所在圆周半径， 质量= ， 根据，可知A 、B所受摩擦力，C错误； D．图d中是一圆锥摆，根据 可得 可知增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，D正确。 故选AD。 9. 秋千是一种大人小孩均喜欢的娱乐设施。如图为两根悬绳长均为L的秋千，一小朋友坐在秋千上，家长在最低点开始用水平力F缓慢将其推到两绳与竖直方向的夹角为处释放，而后经时间t小朋友自由摆动到另一侧最高点。若小朋友和秋千的坐板均可视为质点，其总质量为m，不计空气阻力和悬绳重力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 家长推动小朋友的过程中，对其做的功为 B. 家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为 C. 家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，两悬绳的弹力的冲量大小为，方向竖直向上 D. 家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动的过程中，小朋友所受合力的方向始终沿悬绳指向圆心 【答案】BC 【解析】 【详解】A．家长在最低点开始用水平力F缓慢推动，由于是缓慢，可以认为速度始终为0，根据动能定理有 解得 故A错误； B．结合上述可知，家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为，故B正确； C．家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，令竖直向上为正方向，根据动量定理有 解得 方向竖直向上，故C正确； D．在秋千摆动的过程中，小朋友做变速圆周运动，小朋友存在沿圆周切线方向的加速度，小朋友做圆周运动，还存在沿半径方向的向心加速度，可知，小朋友的合加速度方向偏离半径方向，即小朋友所受合力的方向偏离悬绳的方向，故D错误。 故选BC。 10. 在2024年的珠海航展上，太空电梯的概念模型引起了观众的浓厚兴趣。太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，它的主体是一个连接太空站和地球的超级缆绳，可以用来将人和货物从地面运送到太空站。图中配重空间站比地球静止同步空间站更高。则下列说法正确的是（ ） A. 若从配重空间站脱落一个小物块，则物块做离心运动 B. 同步空间站的线速度大于近地卫星的线速度 C. 同步空间站的向心加速度大于赤道上某一物体的向心加速度 D. 太空电梯静止时，同步空间站所受的合力为0 【答案】AC 【解析】 【详解】A．对于同步空间站，万有引力提供其绕地球圆周运动的向心力，而配重空间站与同步空间站角速度相等，圆周运动的半径比同步空间站大，根据a=ω2r可知，配重空间站的向心加速度比同步空间站大，故对于从配重空间站脱落的小物块，万有引力不足以提供向心力，即小物块将做离心运动，故A正确； B．根据，可知近地卫星的线速度，同步卫星的线速度，同步卫星的轨道半径大于近地卫星，所以同步卫星的线速度小于近地卫星的线速度，故B错误。 C．同步空间站和赤道上的物体角速度相同，根据a=rω2，同步空间站的轨道半径大，所以向心加速度大，故C正确； D．同步空间站做匀速圆周运动，合力提供向心力，不为零，故D错误。 故选AC。 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。将正确的答案直接填在答题卡的横线上。 11. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、2：1和3：1。 （1）在某次实验中，周老师把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与__的关系 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r D. 线速度v （2）若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在B、C位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为__________ （3）在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值__________ A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 【答案】（1）B （2）1：2 （3）C 【解析】 【小问1详解】 根据控制变量法可知，传动皮带调至第三层塔轮，二者的角速度不同，小球的半径和质量相同，故探究向心力的大小与角速度的关系。 故选B。 【小问2详解】 传动皮带套在塔轮第二层，根据可知两球的角速度之比为 圆周运动的半径之比为 根据可知向心力之比为 【小问3详解】 加大手柄转速，左右两塔轮转动的角速度之比不变，半径、及小球的质量不变，故向心力的大小之比不变，即左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值不变。 故选C。 12. 某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质量均为m＝100g。钢柱K下端与质量为M＝200g的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直（重力加速度g取9.8m/s2）。 （1）开启电动机，待电动机以角速度ω＝20πrad/s匀速转动后，将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，激光在细钢柱K上留下感光痕迹，取下K，测出感光痕迹间的距离如图（b）所示:hA＝38.40cm，hB＝60.00cm，hC＝86.40cm。感光痕迹间的时间间隔T＝_____s，激光束照射到B点时，细钢柱速度大小为vB＝_______m/s。经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点，在OB段，系统动能的增加量Ek＝_____J，重力势能的减少量Ep＝____J，比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（该小问除第一空外，其余计算结果均保留3位有效数字） （2）选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为k，记录下如图（d）所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为d。当满足______________即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母d、k、g、π的表达式表示）。 【答案】（1） ①. 0.1 ②. 2.40 ③. 1.15 ④. 1.18 （2） 【解析】 【小问1详解】 [1][2][3][4]感光痕迹间的时间间隔 激光束照射到B点时，细钢柱速度大小为 在OB段，系统动能的增加量 重力势能的减少量 【小问2详解】 从初始时激光笔对准K上某点开始选取连续的n段，根据时间关系有 ，ω = kt 根据运动学公式有 根据机械能守恒定律有 解得 四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明和重要的演算过程，只有最后结果的不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 下雨时，为什么蚊子不会被雨滴砸死？科学家研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是很快与雨滴融为一体，随后迅速侧向微调与雨滴分离。已知蚊子的质量为m，漂浮在空气中（速度为零）；雨滴质量为nm，雨滴所受空气阻力与下落速度成正比，比例系数为k，击中蚊子前，雨滴已经匀速竖直下落，蚊子与雨滴融为一体时间为，蚊子重力不计。求： （1）蚊子与雨滴融为一体后，蚊子的速度大小v； （2）蚊子与雨滴融为一体的过程中，蚊子受到的平均作用力F。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）击中蚊子前，雨滴已经匀速竖直下落，则有 蚊子与雨滴融为一体，有 解得 （2）对蚊子由动量定理有 解得 14. 如图所示，距离地面一定高度的水平桌面上，有两相同材料做成的物块甲、乙，质量分别为，两物块与水平桌面间的动摩擦因数为，物块乙放在桌面边缘的B点，物块甲放在物块乙左侧的A点，。在水平地面上固定一半径为的竖直光滑圆管轨道，轨道与水平地面相切于D点，直径DE垂直水平面，C为圆管的入口，其中。质量为的子弹以水平向右的速度射入物块甲并留在其中（时间极短），经过一段时间与物块乙发生碰撞，碰后甲被反弹且物块甲、乙的速度大小之比为，物块乙无碰撞地进入圆管。假设两物块均可视为质点且碰撞时间极短，重力加速度g取，。求： （1）碰后物块甲、乙的速度大小； （2）物块乙运动到D点时对圆管的压力大小。 【答案】（1）， （2）94N 【解析】 【小问1详解】 子弹击中物块甲的过程中，子弹与物块甲组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得 解得 物块甲从到的过程，由动能定理 解得 两物块碰撞的过程动量守恒，设碰后物块甲，乙的速度大小分别为，又由动量守恒定律得 解得 【小问2详解】 物块乙离开点后做平抛运动，设运动到点的速度为，由于物块乙无碰撞地进入圆管，则有 解得 滑块乙运动到点的速度为，由到的过程由机械能守恒定律得 滑块乙在点时，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律，物块乙在点时对圆管的压力大小为94N。 15. 宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为d的星球A和星球B。在星球A上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，如图（a）所示，P由静止向下运动，其加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图（b）中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其a-x关系如图（b）中虚线所示。已知两星球密度相等。星球A的质量为m0，引力常量为G。假设两星球均为质量均匀分布的球体。 (1)求星球A和星球B的表面重力加速度的比值； (2)若将星球A看成是以星球B为中心天体的一颗卫星，求星球A的运行周期T1； (3)若将星球A和星球B看成是远离其他星球的双星模型，这样算得的两星球做匀速圆周运动的周期为T2。求此情形中的周期T2与上述第(2)问中的周期T1的比值。 【答案】(1)；(2)d；(3) 【解析】 【详解】(1)对物体受力分析，根据牛顿第二定律 可得 结合图像可知，纵截距表示星球表面重力加速度。 则有 (2)设星球的质量为。 根据黄金替换公式 根据质量与体积关系式 联立得 由于星球和星球密度相等，可见 则星球与星球的质量比 联系以上各式可得 星球以星球为中心天体运行时，受到星球的万有引力作用做匀速圆周运动。 研究星球，根据向心力公式 解得 (3)将星球和星球看成双星模型时，它们在彼此的万有引力作用下做匀速圆周运动。 研究星球 研究星球 又 联立可得 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 安岳中学高2024级强基班3月考 物 理 试 题 （本试卷满分100分，考试时间75分钟；） 一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题所给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述错误的是（　　） A. “探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法 B. 卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想 C. 在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D. “探究曲线运动的速度方向”运用了极限的思想 2. 据《物原》记载：“史佚始作辘轳”。人们借助辘轳从井中汲水的示意图如图。某人以恒定角速度转动辘轳汲水时，绳子不断重叠地绕在一起，绳子的粗细不可忽略。则（　　） A. 水桶匀速上升 B. 水桶减速上升 C. 绳子拉水桶的力大于水桶拉绳子的力 D. 绳子拉水桶的力大于水桶和水的总重力 3. 如图所示，小车与木箱紧挨着静止放在光滑的水平冰面上，现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱，关于上述过程，下列说法正确的是（　　） A. 男孩和木箱组成的系统机械能守恒 B. 小车与木箱组成的系统动量守恒 C. 男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒 D. 小孩推力的冲量小于木箱的动量的变化量 4. 天宫课堂中，航天员在天宫核心舱内展示了水油分离实验，如甲、乙图所示。用手握住绳子一端O，绳子另一端系住瓶口，让小瓶在瓶口朝内瓶底朝外的状态下做竖直平面内的匀速圆周运动，实现水油在瓶中分层的效果，已知水的密度大于油的密度。下列说法正确的是（ ） A. 做圆周运动时瓶子的速度不变 B. 水油分离后密度较大的水集中于小瓶的底部 C. 瓶子速度小于某一值就不能做完整的圆周运动 D. 如图乙所示，在安岳中学教室演示相同实验时，小瓶在竖直面内做匀速圆周运动 5. 如图所示，一段凹凸不平的路面中的凹凸部分可看作圆弧的一部分，A、B、C三处的切线均水平，其中处的曲率半径最大，处的曲率半径最小，一辆可视为质点的汽车以恒定的速率经过该路面，汽车受到的阻力与汽车对路面的压力成正比，汽车经过A、B、C三点时，发动机的输出功率分别记为、、。下列判断正确的是（　　） A. B. C. D. 6. 如图，滑板运动员以速度从离地高h处的平台末端水平飞出，落在水平地面上。运动员和滑板均可视为质点，运动员的质量为m，不计空气阻力，重力加速度大小为g，以平台为零势能面。下列说法正确的是（　　） A. 越大，运动员在空中的运动时间越长 B. 运动员落地前瞬间重力的功率为 C. 运动员落地前瞬间的机械能为 D. 运动员下落过程中的动量变化量大小为 7. 如图甲，物体以一定的初速度从倾角为α=37°的固定斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3m。选地面为零势能面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化关系图像如图乙所示。重力加速度大小取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则（ ） A. 物体的质量为m=0.8kg B. 物体上升到最大高度后静止 C. 物体上升过程中斜面对其支持力的冲量为零 D. 物体上升过程中动能和重力势能相等的位置离地高度为1.875m 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 图a中轻杆长为L，若小球在最高点的角速度小于，杆对小球的作用力向上 B. 图b中若火车转弯时未达到规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 C. 图c中若A 、B均相对圆盘静止，所在圆周半径， 质量， 则A 、B所受摩擦力 D. 图d中是一圆锥摆，增加绳长，保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 9. 秋千是一种大人小孩均喜欢的娱乐设施。如图为两根悬绳长均为L的秋千，一小朋友坐在秋千上，家长在最低点开始用水平力F缓慢将其推到两绳与竖直方向的夹角为处释放，而后经时间t小朋友自由摆动到另一侧最高点。若小朋友和秋千的坐板均可视为质点，其总质量为m，不计空气阻力和悬绳重力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 家长推动小朋友的过程中，对其做的功为 B. 家长推动小朋友的过程中，小朋友和秋千的坐板增加的机械能为 C. 家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动到另一侧最高点的过程中，两悬绳的弹力的冲量大小为，方向竖直向上 D. 家长从最高点释放小朋友后，在秋千摆动的过程中，小朋友所受合力的方向始终沿悬绳指向圆心 10. 在2024年的珠海航展上，太空电梯的概念模型引起了观众的浓厚兴趣。太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备，它的主体是一个连接太空站和地球的超级缆绳，可以用来将人和货物从地面运送到太空站。图中配重空间站比地球静止同步空间站更高。则下列说法正确的是（ ） A. 若从配重空间站脱落一个小物块，则物块做离心运动 B. 同步空间站的线速度大于近地卫星的线速度 C. 同步空间站的向心加速度大于赤道上某一物体的向心加速度 D. 太空电梯静止时，同步空间站所受的合力为0 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。将正确的答案直接填在答题卡的横线上。 11. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图所示，小球放在挡板A、B或C处做圆周运动的轨道半径之比为1：2：1。塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1、2：1和3：1。 （1）在某次实验中，周老师把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带调至第三层塔轮，转动手柄，观察左右标出的刻度，此时可研究向心力的大小与__的关系 A. 质量m B. 角速度 C. 半径r D. 线速度v （2）若传动皮带套在塔轮第二层，两个质量相等的钢球放在B、C位置，则匀速塔轮转动时，钢球所受向心力大小之比为__________ （3）在实验时逐渐加大手柄转速，左右标尺露出的红色、白色等分标记长度的比值__________ A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 12. 某同学用如图（a）所示的装置验证机械能守恒定律。不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮，轻绳两端分别连接物块P与感光细钢柱K，两者质量均为m＝100g。钢柱K下端与质量为M＝200g的物块Q相连。铁架台下部固定一个电动机，电动机竖直转轴上装一支激光笔，电动机带动激光笔绕转轴在水平面内匀速转动，每转一周激光照射在细钢柱表面时就会使细钢柱感光并留下痕迹。初始时P、K、Q系统在外力作用下保持静止，轻绳与细钢柱均竖直（重力加速度g取9.8m/s2）。 （1）开启电动机，待电动机以角速度ω＝20πrad/s匀速转动后，将P、K、Q系统由静止释放，Q落地前，激光在细钢柱K上留下感光痕迹，取下K，测出感光痕迹间的距离如图（b）所示:hA＝38.40cm，hB＝60.00cm，hC＝86.40cm。感光痕迹间的时间间隔T＝_____s，激光束照射到B点时，细钢柱速度大小为vB＝_______m/s。经判断系统由静止释放时激光笔光束恰好经过O点，在OB段，系统动能的增加量Ek＝_____J，重力势能的减少量Ep＝____J，比较两者关系可判断系统机械能是否守恒。（该小问除第一空外，其余计算结果均保留3位有效数字） （2）选取相同的另一感光细钢柱K，若初始时激光笔对准K上某点，开启电动机的同时系统由静止释放，电动机的角速度按如图（c）所示的规律变化，图像斜率为k，记录下如图（d）所示的感光痕迹，其中两相邻感光痕迹间距均为d。当满足______________即可证明系统在运动过程中机械能守恒（用含字母d、k、g、π的表达式表示）。 四、计算题：本题共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明和重要的演算过程，只有最后结果的不能得分。有数值运算的题，答案中必须明确写出数值和单位。 13. 下雨时，为什么蚊子不会被雨滴砸死？科学家研究发现蚊子被雨滴击中时并不抵挡雨滴，而是很快与雨滴融为一体，随后迅速侧向微调与雨滴分离。已知蚊子的质量为m，漂浮在空气中（速度为零）；雨滴质量为nm，雨滴所受空气阻力与下落速度成正比，比例系数为k，击中蚊子前，雨滴已经匀速竖直下落，蚊子与雨滴融为一体时间为，蚊子重力不计。求： （1）蚊子与雨滴融为一体后，蚊子的速度大小v； （2）蚊子与雨滴融为一体的过程中，蚊子受到的平均作用力F。 14. 如图所示，距离地面一定高度的水平桌面上，有两相同材料做成的物块甲、乙，质量分别为，两物块与水平桌面间的动摩擦因数为，物块乙放在桌面边缘的B点，物块甲放在物块乙左侧的A点，。在水平地面上固定一半径为的竖直光滑圆管轨道，轨道与水平地面相切于D点，直径DE垂直水平面，C为圆管的入口，其中。质量为的子弹以水平向右的速度射入物块甲并留在其中（时间极短），经过一段时间与物块乙发生碰撞，碰后甲被反弹且物块甲、乙的速度大小之比为，物块乙无碰撞地进入圆管。假设两物块均可视为质点且碰撞时间极短，重力加速度g取，。求： （1）碰后物块甲、乙的速度大小； （2）物块乙运动到D点时对圆管的压力大小。 15. 宇宙空间有两颗相距较远、中心距离为d的星球A和星球B。在星球A上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，如图（a）所示，P由静止向下运动，其加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图（b）中实线所示。在星球B上用完全相同的弹簧和物体P完成同样的过程，其a-x关系如图（b）中虚线所示。已知两星球密度相等。星球A的质量为m0，引力常量为G。假设两星球均为质量均匀分布的球体。 (1)求星球A和星球B的表面重力加速度的比值； (2)若将星球A看成是以星球B为中心天体的一颗卫星，求星球A的运行周期T1； (3)若将星球A和星球B看成是远离其他星球的双星模型，这样算得的两星球做匀速圆周运动的周期为T2。求此情形中的周期T2与上述第(2)问中的周期T1的比值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $