精品解析：陕西省西安市雁塔区第二中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试题

西安市雁塔区第二中学2024-2025学年第二学期 第一次阶段性测评高一年级物理试题 考试时间：75分钟 满分：100分 命题人：曾怡 审题人：张蓓 第Ⅰ卷 选择题 一、单选题：（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 汽车通过凸形桥的最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力 B. 如图B所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 C. 杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 脱水桶的原理是水滴受到的离心力大于受到的向心力，从而沿切线方向被甩出 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过凸形桥最高点时，具有向下的加速度（向心加速度），处于失重状态，故对桥的压力小于重力，故A错误； B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故B正确； C．水流星在最高点时合力竖直向下，处于失重状态，但受重力作用，故C错误； D．离心力与向心力并非物体实际受力，而是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产生离心现象，故D错误。 故选B。 2. 某次风洞实验，乒乓球从静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续下落直至落地，不计乒乓球受到的阻力，则选项中最接近乒乓球真实运动轨迹的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AD．离开斜风区时乒乓球的速度斜向左下方，在无风区内只受重力作用，则乒乓球的运动轨迹向下弯曲，故AD错误； BC．由于乒乓球具有水平方向的速度，所以在落地前乒乓球的速度不可能竖直向下，故B错误，C正确。 故选C。 3. 如图所示，半径为的鼓形轮可绕固定的光滑水平轴转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为的A、B、C、D，4个小球，球心与的距离均为2R。现让鼓形轮匀速转动，若某时刻B、D两球所在直杆恰好位于水平方向，小球B的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 鼓形轮的角速度为 B. 杆对小球C的作用力一定竖直向上 C. 杆对小球D的作用力为 D. 杆对小球A的作用力一定大于mg 【答案】D 【解析】 【详解】A．鼓形轮的角速度为 故A错误； B．小球C所需的向心力大小为 若 则杆对小球C的作用力竖直向下，故B错误； C．对于小球D，竖直方向有 水平方向有 则杆对小球D的作用力为 故C错误； D．对于小球A，根据牛顿第二定律可得 可知杆对小球A的作用力一定大于mg，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，游乐场有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目。钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，质量相等的两游客P、Q在同一水平面内做匀速圆周运动，连接游客P、Q的钢绳与竖直方向之间的夹角分别为、，且。将游客看作一个质点，不计钢绳和座椅的重力，下列说法正确的是（　　） A. 游客P、Q的角速度不相等 B. 游客P、Q的线速度大小相等 C. 游客P的向心加速度小于Q的向心加速度 D. 游客P、Q受到钢绳的拉力大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．两游客绕同一点转动，则游客P、Q的角速度相等，故A错误； B．根据 v=ωr 两游客P、Q的转动半径不等，则线速度大小不相等，故B错误； C．根据 a=ω2r 因游客P转动半径较游客P的转动半径较小，可知游客P的向心加速度小于Q的向心加速度，故C正确； D．游客收到钢绳的拉力 可知，游客P、Q受到钢绳的拉力大小不相等，故D错误。 故选C。 5. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回，为后续载人探月工程打下坚实基础．设想载人飞船通过月地转移轨道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ以速度大小做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，其中P、Q两点为椭圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，且经过P、Q两点时速度大小分别为、，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅰ以速度大小做匀速圆周运动（轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上。已知月球半径为R，月球表面重力加速度为，轨道Ⅲ距离月球表面高度为h，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 月球平均密度为 B. C. 载人飞船在P、Q点加速度之比为 D. 载人飞船从Q点到P点所用时间为 【答案】D 【解析】 【详解】A．在月球表面，根据重力等于万有引力有 根据密度公式 其中 联立解得月球平均密度为 故A错误； B．卫星从轨道Ⅲ至轨道Ⅱ做近心运动，速度减少，故 故B错误； C．根据牛顿第二定律有 可得 则载人飞船在P、Q点加速度之比为 故C错误； D．根据开普勒第三定律有 又 解得载人飞船在椭圆轨道Ⅱ上的运动周期为 则载人飞船从Q点到P点所用时间为 故D正确。 故选D。 6. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器在北京航天飞行控制中心的精确控制下，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。嫦娥六号探测器的环月轨道飞行可看作匀速圆周运动，运动周期为T。已知月球质量与地球质量的比值为p，月球半径与地球半径的比值为q，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，则（　　） A. 嫦娥六号探测器发射的速度应大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 B. 嫦娥六号探测器环月轨道距月球表面的高度为 C. 月球的第一宇宙速度大小为 D. 月球表面的重力加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．嫦娥六号探测器没有脱离地球引力，所以嫦娥六号探测器发射的速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A错误； B．在地球表面上有 嫦娥六号探测器在环月轨道做匀速圆周运动有 联立解得 故B错误； C．设月球的第一宇宙速度大小为v，则有 联立解得 故C正确； D．在月球表面上有 联立解得 故D错误。 故选C。 7. 如图甲所示，将质量均为m的物块A、B沿同一径向置于水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接，轻绳恰好伸直但无拉力。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A与转轴的距离等于L，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。当转盘以不同角速度匀速转动时，两物块所受摩擦力大小f与角速度二次方的关系图像如图乙所示，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 乙图中图像a为物块B所受f与的关系图像 B. 当角速度增大到时，轻绳开始出现拉力 C. D. 当时，轻绳的拉力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．一开始角速度比较小时，两物块的静摩擦力提供所需的向心力，由于物块B的半径较大，所需向心力较大，则物块B的摩擦力先达到最大，之后物块B的摩擦力不变，绳子开始产生拉力，则乙图中图像b为物块B所受f与的关系图像，对B由牛顿第二定律可得 解得开始产生绳子拉力时的角速度为 故AB错误； CD．乙图中图像a为物块A所受f与的关系图像，当时，物块A的摩擦力达到最大，分别对A和B根据牛顿第二定律可得 联立解得 则有 故C错误，D正确。 故选D。 二、多选题：（共3小题，每小题6分，共18分，全对得6分，对而不全得3分，错选得0分） 8. 野外骑行在近几年越来越流行，越来越受到人们的青睐，对于自行车的要求也在不断的提高，很多都是可变速的。不管如何变化，自行车装置和运动原理都离不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是（　　） A. 图2中前轮边缘处A、B、C、D四个点的线速度相同 B. 大齿轮与小齿轮的齿数如图3所示，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈 C. 图2中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点及后轮边缘处的G点运动快慢相同 D. 前轮在骑行的过程中粘上了一块雪块，条件都相同的情况下，它在A处最容易脱离轮胎 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．图1中前轮边缘处A、B、C、D四个点的线速度大小相同，方向不同；大齿轮与小齿轮的齿数之比1：3，即半径1：3，由 大齿轮与小齿轮的角速度之比1：3，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈；图1中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点运动快慢相同，和后轮边缘处的G点不同，故AC错误，B正确； D．车轮上各点速度如图所示 令轮的角速度为，则速度为 根据牛顿第二定律 可得 由此可知当 时，雪所需的附着力最大，所以它在A处最容易脱离轮胎，故D正确。 故选BD。 9. 2024年8月，由南京大学张曾华副教授领导的国际团队发现首个白矮星与超冷亚矮星组成的双星系统。如图所示，白矮星VVV1256-62A（简称为A星）和超冷亚矮星VVV1256-62B（简称为B星）构成相距约1400AU（1AU即地球与太阳之间的距离）的双星系统，两星做圆周运动的周期为年。已知A星的质量是B星的7倍，但直径只有B星的。该双星系统中两星体均视为质量分布均匀的球体，不计其他星球的影响，则（ ） A. A星的第一宇宙速度为B星的7倍 B. A星表面的重力加速度为B星的49倍 C. A星运行的轨道半径大于B星运行的轨道半径 D. 若引力常量已知，则可算出A星和B星的总质量 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设B星的质量为，半径为，则A星的质量为，半径为，第一宇宙速度等于星体表面卫星的环绕速度，根据 解得 可知，A星的第一宇宙速度与B星的第一宇宙速度大小之比 故A正确； B．根据 解得 结合上述可知，A星表面的重力加速度与B星表面的重力加速度大小之比 故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 可得 则A星运行的轨道半径与B星运行的轨道半径之比 故C错误； D．由于 结合上述解得 故D正确。 故选AD。 10. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，细线一端与可看成质点的质量为m的小球相连，另一端穿入小孔O与力传感器（位于斜面体内部）连接，传感器可实时记录细线拉力大小及扫过的角度。初始时，细线水平，小球位于小孔O的右侧，现敲击小球，使小球获得一平行于斜面向上的初速度，此后传感器记录细线拉力T的大小随细线扫过角度的变化图像如图乙所示，图中已知，小球到O点距离为l，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球位于初始位置时的加速度为 B. 小球通过最高点时速度为 C. 小球通过最高点时速度为 D. 小球通过最低点时速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球位于初始位置时的向心加速度为 沿斜面向下的加速度为 则小球位于初始位置时的加速度大于，故A错误； B．由图乙可知，小球通过最高点时细线的拉力为零，则有 解得小球通过最高点时速度为 故B错误； C．小球在初始位置时，有 则小球通过最高点时速度为 故C正确； D．小球通过最低点时，有 解得小球通过最低点的速度为 故D正确。 故选CD。 三、实验题：本大题共2小题，共17分。 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中。 （1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。多次实验时，让小锤用不同的力击打弹性金属片，可以观察到（或听到）______。 A. A、B两球总是同时落地 B. A、B两球的运动路线相同 C. 击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是______。 A. 斜槽轨道末端必须水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放 D. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接 （3）一小球做平抛运动，某同学记录了运动轨迹上的三个点A 、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图丙中标出。小球做平抛运动的初速度大小______（g取，结果保留两位有效数字）。 【答案】（1）A （2）AC （3）1.0 【解析】 【小问1详解】 该实验中，A球做平抛运动，而B球做自由落体运动，由于A球竖直方向的分运动也为自由落体运动，所以多次实验时，让小锤用不同的力击打弹性金属片，可以听到A、B两球总是同时落地。 故选A。 【小问2详解】 A．为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动，则斜槽末端必须水平，故A正确； BC．该实验中只要保证小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，则可保证小球每次做平抛运动的初速度相同，不需要斜槽轨道必须光滑，故B错误，C正确； D．由于平抛运动的轨迹为抛物线，因此应该用平滑的曲线将坐标纸上确定的点连接起来，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 由图可知A、B两点间的水平位移等于B、C两点间的水平位移，则A、B两点间的时间间隔等于B、C两点间的时间间隔，在竖直方向上根据逐差公式有 解得A、B两点间的时间间隔为 则小球做平抛运动的初速度大小为 12. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中______的方法。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）在探究向心力F与角速度的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装置，电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。 实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r； ③启动电动机，使凹槽AB绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间。 （a）小钢球转动的角速度______（用L、d、表示）； （b）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______kg。（结果保留2位有效数字） 【答案】（1）C （2）B （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中控制变量法的方法，故选C。 【小问2详解】 在探究向心力F与角速度的关系时，两个小球所受向心力之比为，根据 可知角速度之比为1:3；与皮带连接的两个变速塔轮边缘的线速度相等，根据 v=ωR 可知两个变速塔轮边缘的半径之比为3:1，故选B。 【小问3详解】 （a）[1]小钢球转动的角速度 （b）[2]根据 由图像可知 解得 m=0.30kg 四、计算题：（共3小题，共36分） 13. 如图所示，小强站在水平地面上，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，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球运动到最低点P时，绳突然断掉，球飞行水平距离L后落地。已知握绳的手离地面高度为L，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求： （1）绳断时球的速度大小v1； （2）绳能承受的最大拉力Fmax。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 由平抛运动规律，竖直方向，有 水平方向，有 解得 【小问2详解】 小球做圆周运动，根据牛顿第二定律有， 解得 14. 2024年3月20日8时31分，探月工程四期“鹊桥二号”中继星由“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。假设在未来的月球基地中，宇航员将小球从月球表面以初速度竖直向上抛出，上升的最高点离月球表面高度为（远小于月球半径），已知月球的质量为，引力常量为，不计月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的半径； （3）月球的“第一宇宙速度”大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球做竖直上抛运动，利用逆向思维有 解得 （2）对月球表面质量为的物体有 结合上述解得 （3）设质量为的卫星绕月球表面做匀速圆周运动，则有 结合上述解得 15. 如图所示，半径R=0.2m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=30°，另一端点C为轨道的最低点，其切线水平。一质量为M=1kg、板长L=1.6m的滑板静止在粗糙水平地面上，左端紧靠C点，其上表面所在平面与圆弧轨道C点和右侧固定平台D等高。质量为m=1kg的物块（可视为质点）从空中A点以一定的初速度v0水平抛出，恰好从轨道的B端以沿切线方向进入圆弧轨道，然后沿圆弧轨道滑下经C点滑上滑板，vC=3m/s，滑板运动到平台D时被牢固粘连。已知物块与滑板间的动摩擦因数μ1=0.2，滑板与地面间的动摩擦因数μ2=0.05，滑板右端到平台D左侧的距离s=1.14m。取g=10m/s2，求： （1）物块从A点运动到B的时间； （2）物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）从物块滑上滑板到滑板右端刚接触平台D整个过程所用的时间。 【答案】（1）0.15s （2）10N （3）1.8s 【解析】 【小问1详解】 从A到B，物块做平抛运动，由几何关系得， 解得 【小问2详解】 在B点，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可得，物块对圆弧轨道的压力大小为10N； 【小问3详解】 根据牛顿第二定律，对物块，有 对滑板，有 设物块与滑板经过时间t共速，速度为v1，则 解得， 此过程中滑板位移为 物块位移为 物块相对滑板的位移为 由此可知，共速时，滑板未运动到平台D，物块也未滑落，由于 则物块与滑板共速后二者一起做匀减速直线运动，根据牛顿第二定律可得 根据位移时间关系可得 联立解得 所以 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 西安市雁塔区第二中学2024-2025学年第二学期 第一次阶段性测评高一年级物理试题 考试时间：75分钟 满分：100分 命题人：曾怡 审题人：张蓓 第Ⅰ卷 选择题 一、单选题：（共7小题，每小题4分，共28分） 1. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 汽车通过凸形桥的最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力 B. 如图B所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 C. 杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 脱水桶的原理是水滴受到的离心力大于受到的向心力，从而沿切线方向被甩出 2. 某次风洞实验，乒乓球从静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续下落直至落地，不计乒乓球受到的阻力，则选项中最接近乒乓球真实运动轨迹的是（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，半径为的鼓形轮可绕固定的光滑水平轴转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为的A、B、C、D，4个小球，球心与的距离均为2R。现让鼓形轮匀速转动，若某时刻B、D两球所在直杆恰好位于水平方向，小球B的速度大小为，不计空气阻力，重力加速度为，下列说法正确的是（ ） A. 鼓形轮的角速度为 B. 杆对小球C的作用力一定竖直向上 C. 杆对小球D的作用力为 D. 杆对小球A的作用力一定大于mg 4. 如图所示，游乐场有一种叫“旋转飞椅”的游乐项目。钢绳的一端系着座椅，另一端固定在水平转盘上。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，质量相等的两游客P、Q在同一水平面内做匀速圆周运动，连接游客P、Q的钢绳与竖直方向之间的夹角分别为、，且。将游客看作一个质点，不计钢绳和座椅的重力，下列说法正确的是（　　） A. 游客P、Q的角速度不相等 B. 游客P、Q的线速度大小相等 C. 游客P的向心加速度小于Q的向心加速度 D. 游客P、Q受到钢绳的拉力大小相等 5. 2024年6月25日14时07分，嫦娥六号返回器准确着陆，标志着探月工程取得圆满成功，实现了世界首次月球背面采样返回，为后续载人探月工程打下坚实基础．设想载人飞船通过月地转移轨道被月球捕获，通过变轨先在轨道Ⅲ以速度大小做匀速圆周运动，选准合适时机变轨进入椭圆轨道Ⅱ，其中P、Q两点为椭圆轨道Ⅱ在轨道Ⅰ、Ⅲ处的切点，且经过P、Q两点时速度大小分别为、，到达近月点再次变轨到近月轨道Ⅰ以速度大小做匀速圆周运动（轨道半径等于月球半径），最后安全落在月球上。已知月球半径为R，月球表面重力加速度为，轨道Ⅲ距离月球表面高度为h，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 月球平均密度为 B. C. 载人飞船在P、Q点加速度之比为 D. 载人飞船从Q点到P点所用时间为 6. 2024年5月8日，嫦娥六号探测器在北京航天飞行控制中心的精确控制下，成功实施近月制动，顺利进入环月轨道飞行。嫦娥六号探测器的环月轨道飞行可看作匀速圆周运动，运动周期为T。已知月球质量与地球质量的比值为p，月球半径与地球半径的比值为q，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，则（　　） A. 嫦娥六号探测器发射的速度应大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度 B. 嫦娥六号探测器环月轨道距月球表面的高度为 C. 月球的第一宇宙速度大小为 D. 月球表面的重力加速度大小为 7. 如图甲所示，将质量均为m的物块A、B沿同一径向置于水平转盘上，两者用长为L的水平轻绳连接，轻绳恰好伸直但无拉力。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块A与转轴的距离等于L，整个装置能绕通过转盘中心的竖直轴转动。当转盘以不同角速度匀速转动时，两物块所受摩擦力大小f与角速度二次方的关系图像如图乙所示，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 乙图中图像a为物块B所受f与的关系图像 B. 当角速度增大到时，轻绳开始出现拉力 C. D. 当时，轻绳的拉力大小为 二、多选题：（共3小题，每小题6分，共18分，全对得6分，对而不全得3分，错选得0分） 8. 野外骑行在近几年越来越流行，越来越受到人们的青睐，对于自行车的要求也在不断的提高，很多都是可变速的。不管如何变化，自行车装置和运动原理都离不开圆周运动。下面结合自行车实际情况与物理学相关的说法正确的是（　　） A. 图2中前轮边缘处A、B、C、D四个点的线速度相同 B. 大齿轮与小齿轮的齿数如图3所示，则大齿轮转1圈，小齿轮转3圈 C. 图2中大齿轮边缘处E点和小齿轮边缘处F点及后轮边缘处的G点运动快慢相同 D. 前轮在骑行的过程中粘上了一块雪块，条件都相同的情况下，它在A处最容易脱离轮胎 9. 2024年8月，由南京大学张曾华副教授领导的国际团队发现首个白矮星与超冷亚矮星组成的双星系统。如图所示，白矮星VVV1256-62A（简称为A星）和超冷亚矮星VVV1256-62B（简称为B星）构成相距约1400AU（1AU即地球与太阳之间的距离）的双星系统，两星做圆周运动的周期为年。已知A星的质量是B星的7倍，但直径只有B星的。该双星系统中两星体均视为质量分布均匀的球体，不计其他星球的影响，则（ ） A. A星的第一宇宙速度为B星的7倍 B. A星表面的重力加速度为B星的49倍 C. A星运行的轨道半径大于B星运行的轨道半径 D. 若引力常量已知，则可算出A星和B星的总质量 10. 如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在水平地面上，细线一端与可看成质点的质量为m的小球相连，另一端穿入小孔O与力传感器（位于斜面体内部）连接，传感器可实时记录细线拉力大小及扫过的角度。初始时，细线水平，小球位于小孔O的右侧，现敲击小球，使小球获得一平行于斜面向上的初速度，此后传感器记录细线拉力T的大小随细线扫过角度的变化图像如图乙所示，图中已知，小球到O点距离为l，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 小球位于初始位置时的加速度为 B. 小球通过最高点时速度为 C. 小球通过最高点时速度为 D. 小球通过最低点时速度为 三、实验题：本大题共2小题，共17分。 11. 在“探究平抛运动的特点”的实验中。 （1）某组同学用如图甲所示装置探究平抛运动的特点。多次实验时，让小锤用不同的力击打弹性金属片，可以观察到（或听到）______。 A. A、B两球总是同时落地 B. A、B两球的运动路线相同 C. 击打的力度越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）该组同学继续用如图乙所示装置继续探究平抛运动的规律，在该实验中，下列说法正确的是______。 A. 斜槽轨道末端必须水平 B. 斜槽轨道必须光滑 C. 小球每次都从斜槽上同一位置由静止释放 D. 将坐标纸上确定的点用直线依次连接 （3）一小球做平抛运动，某同学记录了运动轨迹上的三个点A 、B、C，如图所示。以A点为坐标原点建立坐标系，各点的坐标值已在图丙中标出。小球做平抛运动的初速度大小______（g取，结果保留两位有效数字）。 12. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中______的方法。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）在探究向心力F与角速度的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装置，电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。 实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r； ③启动电动机，使凹槽AB绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间。 （a）小钢球转动的角速度______（用L、d、表示）； （b）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______kg。（结果保留2位有效数字） 四、计算题：（共3小题，共36分） 13. 如图所示，小强站在水平地面上，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，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球运动到最低点P时，绳突然断掉，球飞行水平距离L后落地。已知握绳的手离地面高度为L，手与球之间的绳长为，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求： （1）绳断时球的速度大小v1； （2）绳能承受的最大拉力Fmax。 14. 2024年3月20日8时31分，探月工程四期“鹊桥二号”中继星由“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射升空。假设在未来的月球基地中，宇航员将小球从月球表面以初速度竖直向上抛出，上升的最高点离月球表面高度为（远小于月球半径），已知月球的质量为，引力常量为，不计月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度大小； （2）月球的半径； （3）月球的“第一宇宙速度”大小。 15. 如图所示，半径R=0.2m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=30°，另一端点C为轨道的最低点，其切线水平。一质量为M=1kg、板长L=1.6m的滑板静止在粗糙水平地面上，左端紧靠C点，其上表面所在平面与圆弧轨道C点和右侧固定平台D等高。质量为m=1kg的物块（可视为质点）从空中A点以一定的初速度v0水平抛出，恰好从轨道的B端以沿切线方向进入圆弧轨道，然后沿圆弧轨道滑下经C点滑上滑板，vC=3m/s，滑板运动到平台D时被牢固粘连。已知物块与滑板间的动摩擦因数μ1=0.2，滑板与地面间的动摩擦因数μ2=0.05，滑板右端到平台D左侧的距离s=1.14m。取g=10m/s2，求： （1）物块从A点运动到B的时间； （2）物块经过B点时对圆弧轨道的压力大小； （3）从物块滑上滑板到滑板右端刚接触平台D整个过程所用的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $