精品解析：北京第一零九中学2025-2026学年高一下学期期中物理试题

北京市第一零九中学2025-2026学年度第二学期期中检测 高一物理试卷2026.4 一、单选题 1. 万有引力定律推出后，通过简单的数据我们就能“称量”地球的质量。文学家马克·吐温也情不自禁的称赞道：“科学真是迷人”。算出地球质量的核心问题是测出引力常量G，它最早是由下面哪位科学家较为准确的测量出来 （　　） A. 卡文迪什 B. 伽利略 C. 开普勒 D. 牛顿 2. 足球运动员运用脚法，踢出足球后使球在空中沿弧线运行，这样踢出的球称为弧线球。如图所示，在一次踢球过程中，一运动员在对方禁区利用获得的直接任意球机会踢出弧线球，足球绕过人墙后加速射门得分。在足球加速向下射门时，关于足球所受的合力和速度方向的关系，图示可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 小轮车运动是一项极限运动。如图所示，运动员骑着小轮车从平台A的右端沿水平方向飞出，经过0.60s后落在较低的平台B上。运动员和小轮车整体可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取。平台A与平台B间的高度差h为（　　） A. 1.8m B. 3.0m C. 5.4m D. 7.0m 4. 如图所示，小球在一细绳的牵引下，在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动．关于小球的受力情况，下列说法中正确的是( ) A. 只受重力和支持力的作用 B. 只受重力和向心力的作用 C. 只受重力、支持力和拉力的作用 D. 只受重力、支持力、拉力和向心力的作用 5. 制陶工艺在我国具有悠久的历史。如图甲所示，在制陶过程中对坯体进行修整的工序叫利坯。在利坯的过程中，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动即保持相对静止，简化模型如图乙所示。当转台转动的角速度ω逐渐增大时，小物块始终与陶罐保持相对静止，则小物块所需向心力的大小（　　） A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 逐渐增大 D. 先减小后增大 6. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是（　　） A. 根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的中心位置 B. 根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小 C. 根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积越大 D. 根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行轨道的半长轴跟它的公转周期成正比 请根据以下材料，完成第7、8两道题 2024年我国发射的嫦娥六号探测器成功抵达月球背面，并带回人类首份月背样品。登月过程中，嫦娥六号探测器在环月圆轨道上的运动可视为匀速圆周运动，如图所示。已知嫦娥六号探测器的环月圆轨道的半径为r，月球质量为M，月球半径为R，引力常量为G。月球可视为质量分布均匀的球体。 7. 嫦娥六号探测器环绕月球做匀速圆周运动过程中，变化的物理量是（　　） A. 周期 B. 角速度 C. 轨道半径 D. 线速度 8. 在环月圆轨道上，嫦娥六号探测器环绕月球做匀速圆周运动的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，a为离地面400km高的低轨道卫星，b为离地面36000km高的高轨道卫星，若a、b两卫星质量相同，则下列说法中不正确的是（　　） A. 线速度的大小关系为 B. 向心加速度的关系为 C. 周期关系为 D. 万有引力大小的关系为 10. 如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。以下判断正确的是（　　） A. 在0~1s内，物体做匀速直线运动 B. 在0~1s内，物体做匀变速直线运动 C. 在1~2s内，物体做匀变速曲线运动 D. 在1~2s内，物体做匀变速直线运动 11. 如图，从固定斜面顶端连续水平向左抛出两个小球A和B，分别落回斜面，该过程B的位移为A的两倍。设A和B抛出时的初速度分别为和，在空中运动的时间分别为和，若不计空气阻力，则（　　） A. B. C. D. 12. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示．正常骑行自行车时，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等 B. B、C两点的角速度大小相等，周期也相等 C. A点的向心加速度小于B点的向心加速度 D. B点的向心加速度大于C点的向心加速度 13. 如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s。取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，对杆的拉力大小是6N B. 小球通过最高点时，对杆的压力大小是24N C. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N D. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N 14. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用 二、实验题 15. 某同学在做“研究平抛运动的特点”实验中。 （1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A球的运动时间比较长 B. 两球的运动时间一样长 C. 改变小锤的击打力度，会影响两球的运动时间 D. 此实验说明A小球竖直方向的分运动是自由落体运动 （2）用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是___________。 16. 假设地球为一球体，地球绕地轴自转时，在其表面上有A、B两物体，θ1和θ2为已知，A、B两物体的角速度之比为ωA：ωB＝_____，线速度之比vA：vB＝_____． 17. 我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、角速度和半径关系。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴的距离的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。 （1）在该实验中应用了 来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，若探究角速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，下列说法正确的是 A. 应将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处 B. 应将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 C. 应将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处 D. 应将质量不同的小球分别放在挡板B和挡板C处 （3）若用两个质量相等的小球放在A、C位置，匀速转动时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为____________。 三、解答题 18. 如图所示，在摩托车赛道上，水平路面的前方有一个壕沟，壕沟两侧高度差h＝0.8m，水平间距x＝4m。忽略空气阻力，重力加速度g取10。若摩托车刚好能跨过这个壕沟，求： （1）摩托车在空中运动的时间t； （2）摩托车水平飞出时的初速度； （3）摩托车落地时的速度v的大小和方向。 19. 长为L的细线，一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动形成圆锥摆，如图所示，若摆线与竖直方向夹角为，求： （1）请画出小球的受力分析示意图，并求摆线对小球的拉力大小； （2）小球运动的向心加速度大小； （3）生活经验告诉我们，在线长一定的情况下，角速度越大则绳与竖直方向的夹角也越大（小于90度），试结合所学知识证明这个结论。 20. 2017年4月入轨的中星16号是中国第一颗高轨道高通量通信卫星。中星16号是静止卫星，定点于东经115.5º，其轨道可近似为圆形轨道，示意图如图所示。已知卫星离地面高为h，地球半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G。 (1) 求地球的质量M； (2) 求中星16号在同步轨道上运行时的线速度大小v； (3)与我国已发射的其他通讯卫星相比，中星16号的通信容量大幅增加。预计在三年内，在中国的民航客机、高速列车和轮船上，人们可随时随地实现高速上网，大大提高交流效率。请你展开想象的翅膀，再举一个例子说明中星16号可能给人们的交流带来的变化。 21. 如图所示，一质量为的小球（可视为质点），从光滑水平轨道上的A点由静止开始，在恒定水平拉力F作用下做匀加速直线运动。运动位移到达B点后，撤去拉力。随后小球从B点水平抛出，恰好沿切线方向以速度进入竖直光滑圆弧形轨道的C点。已知圆弧形轨道半径，C点与圆心O的连线和竖直方向夹角为，B点与C点的竖直高度差，重力加速度，不计空气阻力，轨道接触面光滑。（，）求： （1）小球到达B点时的速度大小； （2）水平拉力F的大小； （3）小球运动到圆弧形轨道C时，轨道对小球的支持力的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第一零九中学2025-2026学年度第二学期期中检测 高一物理试卷2026.4 一、单选题 1. 万有引力定律推出后，通过简单的数据我们就能“称量”地球的质量。文学家马克·吐温也情不自禁的称赞道：“科学真是迷人”。算出地球质量的核心问题是测出引力常量G，它最早是由下面哪位科学家较为准确的测量出来 （　　） A. 卡文迪什 B. 伽利略 C. 开普勒 D. 牛顿 【答案】A 【解析】 【详解】最早测出引力常量G的科学家是卡文迪什。 故选A。 2. 足球运动员运用脚法，踢出足球后使球在空中沿弧线运行，这样踢出的球称为弧线球。如图所示，在一次踢球过程中，一运动员在对方禁区利用获得的直接任意球机会踢出弧线球，足球绕过人墙后加速射门得分。在足球加速向下射门时，关于足球所受的合力和速度方向的关系，图示可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】合力与速度方向不共线，足球做曲线运动，轨迹在合力与速度之间，且合力指向轨迹的凹侧，足球加速运动，则合力与速度夹角为锐角，故B正确，ACD错误。 故选B。 3. 小轮车运动是一项极限运动。如图所示，运动员骑着小轮车从平台A的右端沿水平方向飞出，经过0.60s后落在较低的平台B上。运动员和小轮车整体可视为质点，不计空气阻力，重力加速度g取。平台A与平台B间的高度差h为（　　） A. 1.8m B. 3.0m C. 5.4m D. 7.0m 【答案】A 【解析】 【详解】运动员和小轮车整体在空中做平抛运动，竖直方向有 代入数据可得 故选A。 4. 如图所示，小球在一细绳的牵引下，在光滑水平桌面上绕绳的另一端O做匀速圆周运动．关于小球的受力情况，下列说法中正确的是( ) A. 只受重力和支持力的作用 B. 只受重力和向心力的作用 C. 只受重力、支持力和拉力的作用 D. 只受重力、支持力、拉力和向心力的作用 【答案】C 【解析】 【详解】小球受到重力，桌面的支持力和绳的拉力，竖直方向小球没有位移，重力和支持力平均，绳的拉力提供向心力．故C正确．故选C． 5. 制陶工艺在我国具有悠久的历史。如图甲所示，在制陶过程中对坯体进行修整的工序叫利坯。在利坯的过程中，将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后小物块随陶罐一起转动即保持相对静止，简化模型如图乙所示。当转台转动的角速度ω逐渐增大时，小物块始终与陶罐保持相对静止，则小物块所需向心力的大小（　　） A. 保持不变 B. 逐渐减小 C. 逐渐增大 D. 先减小后增大 【答案】C 【解析】 【详解】小物块质量及转动半径均不变，所需向心力大小为 因此随逐渐增大，逐渐增大。 故选C。 6. 对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是（　　） A. 根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的中心位置 B. 根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小 C. 根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积越大 D. 根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行轨道的半长轴跟它的公转周期成正比 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点位置，故A错误； B．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运行速度越大，距离太阳越远，其运行速度越小，故B正确； C．根据开普勒第二定律，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故C错误； D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方成正，故D错误。 故选B。 请根据以下材料，完成第7、8两道题 2024年我国发射的嫦娥六号探测器成功抵达月球背面，并带回人类首份月背样品。登月过程中，嫦娥六号探测器在环月圆轨道上的运动可视为匀速圆周运动，如图所示。已知嫦娥六号探测器的环月圆轨道的半径为r，月球质量为M，月球半径为R，引力常量为G。月球可视为质量分布均匀的球体。 7. 嫦娥六号探测器环绕月球做匀速圆周运动过程中，变化的物理量是（　　） A. 周期 B. 角速度 C. 轨道半径 D. 线速度 8. 在环月圆轨道上，嫦娥六号探测器环绕月球做匀速圆周运动的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】7. D 8. A 【解析】 【7题详解】 A．嫦娥六号探测器做匀速圆周运动，其运动一周的时间即周期是恒定不变的，故A错误； BC．探测器在环月圆轨道上运动，轨道半径r保持不变；匀速圆周运动的角速度大小，线速度大小不变，可知角速度大小和方向都不变，故BC错误； D．线速度是矢量，既有大小又有方向，匀速圆周运动中线速度大小不变，但方向时刻沿切线方向改变，所以线速度是变化的，故D正确。 故选D。 【8题详解】 根据万有引力提供向心力得 解得线速度 故选A。 9. 如图所示，a为离地面400km高的低轨道卫星，b为离地面36000km高的高轨道卫星，若a、b两卫星质量相同，则下列说法中不正确的是（　　） A. 线速度的大小关系为 B. 向心加速度的关系为 C. 周期关系为 D. 万有引力大小的关系为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力得 解得线速度 可得高度越高，轨道半径越大，线速度越小，故线速度的大小关系为，故A正确； B．根据牛顿第二定律可得 向心加速度为 可得轨道半径越大，向心加速度越小，可得向心加速度的关系为，故B正确； C．根据万有引力提供向心力得 解得周期为 可得轨道半径越大，周期越大，可得周期关系为，故C正确； D．a、b两卫星质量相同，万有引力大小， 可得万有引力大小的关系为，故D错误。 本题选不正确的，故选D。 10. 如图所示是物体在相互垂直的x方向和y方向运动的图像。以下判断正确的是（　　） A. 在0~1s内，物体做匀速直线运动 B. 在0~1s内，物体做匀变速直线运动 C. 在1~2s内，物体做匀变速曲线运动 D. 在1~2s内，物体做匀变速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在0～1s内，水平方向为匀速直线运动，竖直方向为匀加速直线运动，合运动为匀变速曲线运动，故AB错误； CD．在1～2s内，水平方向初速度为 加速度为 竖直方向初速度为 加速度为 则合速度与水平方向的夹角为 合加速度与水平方向的夹角为 而且二者方向在同一直线上，根据曲线运动条件可知，合运动为匀变速直线运动，故C错误，D正确。 故选D。 11. 如图，从固定斜面顶端连续水平向左抛出两个小球A和B，分别落回斜面，该过程B的位移为A的两倍。设A和B抛出时的初速度分别为和，在空中运动的时间分别为和，若不计空气阻力，则（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】该过程B的位移为A的两倍，由几何关系得，B的水平位移为A的两倍 B的竖直位移也为A的两倍 由平抛运动规律得,,, 联立解得，，故选B。 12. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示．正常骑行自行车时，下列说法正确的是（　　） A. A、B两点的线速度大小相等，角速度大小也相等 B. B、C两点的角速度大小相等，周期也相等 C. A点的向心加速度小于B点的向心加速度 D. B点的向心加速度大于C点的向心加速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．AB两点在传送带上，是同缘传动的边缘点，所以两点的线速度相等，根据v=ω•r，由于半径不同，则角速度不相等，故A错误； B．BC两点属于同轴转动，故角速度相等，周期也相等，故B正确； C．AB两点的线速度相等，根据可知，A的半径比较大，所以A点的向心加速度小于B点的向心加速度，故C正确； D．BC点的角速度是相等的，根据可知，C点的半径比较大，所以C点的向心加速度大于B点的向心加速度，故D错误． 13. 如图所示，长0.5m的轻质细杆，一端固定有一个质量为3kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为2m/s。取g=10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. 小球通过最高点时，对杆的拉力大小是6N B. 小球通过最高点时，对杆的压力大小是24N C. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24N D. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N 【答案】D 【解析】 【详解】AB．小球通过最高点时，由牛顿第二定律 代入数据解得 故小球通过最高点时，小球受到杆对其的支持力大小为6N，方向竖直向上，由牛顿第三定律可知小球通过最高点时，对杆的压力大小是6N，故AB错误； CD．小球通过最低点时，由牛顿第二定律 代入数据解得 则小球通过最低点时，小球受到杆对其的拉力大小为54N，方向竖直向上，由牛顿第三定律可知小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54N，故C错误，D正确。 故选D。 14. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态 B. 如图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A，B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A位置小球所受筒壁的支持力要大于在B位置时的支持力 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，车轮会对内轨有挤压作用 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥的最高点时，由牛顿第二定律 可知桥的支持力小于汽车的重力，汽车处于失重状态，故A错误； B．设圆锥的高度为h，其运动半径 由圆锥摆球受合力提供向心力，则有 代入R可得 可知圆锥摆的角速度与无关，故B正确； C．设圆锥筒的母线与竖直方向的夹角为，竖直方向根据受力平衡可得 因是同一小球，则有支持力相同，所以在A位置小球所受筒壁的支持力等于在B位置时的支持力，故C错误； D．火车转弯时，由于轨道倾斜，重力和轨道支持力的合力恰好提供火车转弯的向心力，则有内、外轨对内、外轮缘都不会有挤压作用，若火车转弯超过规定速度行驶时，火车有做离心运动的趋势，此时外轨对外轮缘会有挤压作用，故D错误。 故选B。 二、实验题 15. 某同学在做“研究平抛运动的特点”实验中。 （1）用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。两球在空中运动的过程中，下列说法正确的是（　　） A. A球的运动时间比较长 B. 两球的运动时间一样长 C. 改变小锤的击打力度，会影响两球的运动时间 D. 此实验说明A小球竖直方向的分运动是自由落体运动 （2）用频闪照相的方法研究平抛运动水平分运动的特点。图乙所示的频闪照片中记录了做平抛运动的小球每隔相等时间的位置。有同学认为，小球在水平方向做匀速直线运动，其判断依据是___________。 【答案】（1）BD （2）照片中任意相邻小球间的水平距离近似相等 【解析】 【小问1详解】 AB．A球做平抛运动，其竖直方向的分运动为自由落体运动，B球做自由落体运动，两球同时开始运动，且下落高度相同，根据自由落体运动规律，两球运动时间相同，故A错误，B正确； C．改变小锤击打力度会影响A球的水平初速度，但竖直方向的运动仍为自由落体运动，下落高度不变，运动时间不变，故C错误； D．实验中两球同时落地，说明A球竖直方向的分运动与B球的自由落体运动规律相同，即A球竖直方向的分运动是自由落体运动，故D正确。 故选BD。 【小问2详解】 频闪照相中，相邻小球的时间间隔相等。若小球在水平方向做匀速直线运动，则相等时间内通过的水平位移相等，因此判断依据是“照片中任意相邻小球间的水平距离近似相等”。 16. 假设地球为一球体，地球绕地轴自转时，在其表面上有A、B两物体，θ1和θ2为已知，A、B两物体的角速度之比为ωA：ωB＝_____，线速度之比vA：vB＝_____． 【答案】 ①. 1：1 ②. sinθ1：cosθ2 【解析】 【详解】（1）A．B两物体跟着地球转动时，在相同的时间内转动的角度相等，故角速度相同，ωA：ωB＝1：1； （2）令地球的半径为R，A物体做圆周运动的半径为RA＝R•sinθ1，B物体做圆周运动的半径为RB＝R•cosθ2，又因为线速度v＝r•ω，所以线速度之比为vA：vB＝sinθ1：cosθ2； 17. 我们可以用如图所示的实验装置来探究向心力大小与质量、角速度和半径关系。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A到转轴的距离的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。 （1）在该实验中应用了 来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。 A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 （2）将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，若探究角速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，下列说法正确的是 A. 应将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处 B. 应将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处 C. 应将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处 D. 应将质量不同的小球分别放在挡板B和挡板C处 （3）若用两个质量相等的小球放在A、C位置，匀速转动时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为____________。 【答案】（1）B （2）C （3）2:1 【解析】 【小问1详解】 在该实验中应用了控制变量法来探究向心力的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。故选B。 【小问2详解】 将传动皮带套在两塔轮半径相等的轮盘上，若探究角速度、半径一定时，向心力与质量的关系时，应将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处，故选C； 【小问3详解】 若用两个质量相等的小球放在A、C位置，匀速转动时，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，可知左右两边的向心力之比为1:4，根据 则角速度之比为1:2，根据 v=ωr 可知皮带连接的左、右塔轮半径之比为2:1。 三、解答题 18. 如图所示，在摩托车赛道上，水平路面的前方有一个壕沟，壕沟两侧高度差h＝0.8m，水平间距x＝4m。忽略空气阻力，重力加速度g取10。若摩托车刚好能跨过这个壕沟，求： （1）摩托车在空中运动的时间t； （2）摩托车水平飞出时的初速度； （3）摩托车落地时的速度v的大小和方向。 【答案】（1）0.4s；（2）10m/s；（3），方向与水平面成角度， 【解析】 【详解】（1）摩托车在空中做平抛运动，所以有 解得 （2）摩托车水平飞出时的初速度 （3）摩托车落地时速度的竖直分量为 所以落地速度为 假设摩托车落地速度与水平面成角度，则 19. 长为L的细线，一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在悬点，让小球在水平面内做匀速圆周运动形成圆锥摆，如图所示，若摆线与竖直方向夹角为，求： （1）请画出小球的受力分析示意图，并求摆线对小球的拉力大小； （2）小球运动的向心加速度大小； （3）生活经验告诉我们，在线长一定的情况下，角速度越大则绳与竖直方向的夹角也越大（小于90度），试结合所学知识证明这个结论。 【答案】（1）， （2） （3）理论依据如角速度公式推导 【解析】 【小问1详解】 摆球的受力分析如图所示： 沿竖直方向受力平衡，有 解得 【小问2详解】 拉力水平分力提供向心力，即 解得 【小问3详解】 向心力公式 其中半径 联立解得 容易看出，当夹角小于时，在线长一定的情况下，角速度越大则绳与竖直方向的夹角也越大。 20. 2017年4月入轨的中星16号是中国第一颗高轨道高通量通信卫星。中星16号是静止卫星，定点于东经115.5º，其轨道可近似为圆形轨道，示意图如图所示。已知卫星离地面高为h，地球半径为R，地球自转周期为T，引力常量为G。 (1) 求地球的质量M； (2) 求中星16号在同步轨道上运行时的线速度大小v； (3)与我国已发射的其他通讯卫星相比，中星16号的通信容量大幅增加。预计在三年内，在中国的民航客机、高速列车和轮船上，人们可随时随地实现高速上网，大大提高交流效率。请你展开想象的翅膀，再举一个例子说明中星16号可能给人们的交流带来的变化。 【答案】(1)；(2)；(3)见解析 【解析】 【详解】(1)设一物体的质量为m1，在地球表面附近 解得 (2)设组合体质量m2，则由牛顿第二定律 解得 (3) 中星16号可能给人们的交流带来较大的变化，比如可以实现精确定位，视频通话更加流畅清晰； 21. 如图所示，一质量为的小球（可视为质点），从光滑水平轨道上的A点由静止开始，在恒定水平拉力F作用下做匀加速直线运动。运动位移到达B点后，撤去拉力。随后小球从B点水平抛出，恰好沿切线方向以速度进入竖直光滑圆弧形轨道的C点。已知圆弧形轨道半径，C点与圆心O的连线和竖直方向夹角为，B点与C点的竖直高度差，重力加速度，不计空气阻力，轨道接触面光滑。（，）求： （1）小球到达B点时的速度大小； （2）水平拉力F的大小； （3）小球运动到圆弧形轨道C时，轨道对小球的支持力的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球从点运动到点的时间为，竖直方向有 解得 点切线与水平方向的夹角为，由速度分解得 由 解得 【小问2详解】 小球在水平轨道上运动时，由动能定理有 代入数据得 【小问3详解】 小球在点的速度大小为 沿点指向点方向，重力在该方向的分力大小为，方向与向心方向相反，由牛顿第二定律有 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $