2024-2025學年湖北省部分省級示范高中高一下學期4月期中測試物理試題（解析版）

高級中學名校試卷PAGEPAGE1湖北省部分省級示范高中2024～2025學年下學期期中測試高一物理試卷考試時間：2025年4月24日試卷滿分：100分注意事項：1.答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。4.考試結束后，請將本試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.關于圓周運動下列說法正確的是（）A.做圓周運動的物體受到的合外力可以為零B.物體做圓周運動時，所受合力一定是變力C.勻速圓周運動是勻變速運動D.在恒力作用下，物體可以做勻速圓周運動【答案】B【解析】A．做圓周運動的物體做曲線運動，是變速運動，合外力不能為零，故A錯誤；BD．物體做圓周運動時，所受合力方向一定變化，即所受合力一定是變力，則在恒力作用下，物體不可以做勻速圓周運動，故B正確，D錯誤；C．做勻速圓周運動的物體所受合力方向變化，加速度變化，不是勻變速運動，故C錯誤。故選B。2.如圖所示，一圓柱體豎直固定于光滑水平面上，一根不可伸長的輕質細線一端連接一小球m，另一端固定于圓柱體的底部外側上某點。拉直細線使其水平，給小球一垂直細線的沿水平方向的初速度。則（）A.小球的動能會越來越小B.小球的角速度保持不變C若某時刻細線斷裂，小球將做曲線運動D.由于細線變短，小球運動半徑變為原來的一半時，細線對小球的拉力將變為原來的2倍【答案】D【解析】A．小球的動能不變，A錯誤；B．小球的動能不變，線速度大小不變，根據，由于細線變短，小球的角速度增大，B錯誤；C．若某時刻細線斷裂，小球將沿著切線方向做直線運動，C錯誤；D．根據牛頓第二定律得，線速度大小不變，由于細線變短，小球運動半徑變為原來的一半時，細線對小球的拉力將變為原來的2倍，D正確。故選D。3.如圖所示，一條不可伸長的輕質軟繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個質量分別為、的小球和，用手按住球靜止于地面時，球離地面的高度為。兩物體均可視為質點，定滑輪的質量及一切阻力均不計，重力加速度為。釋放球后，下列說法正確的是（）A.球落地前機械能減少 B.球的機械能守恒C.球能夠上升的最大高度為 D.球剛要落地時的速度為【答案】A【解析】AB．球落地前，由于繩子拉力對球做負功，所以球的機械能減少；繩子拉力對球做正功，所以球的機械能增加，故A正確，B錯誤；CD．球落地前，兩球組成的系統滿足機械能守恒，則有解得球剛要落地時的速度為則球能夠上升的最大高度為故CD錯誤。故選A。4.三顆不同的人造衛星A、B、C都在赤道正上方同方向繞地球做勻速圓周運動，A、C為地球同步衛星，某時刻A、B相距最近，如圖所示。已知地球自轉周期為，B的周期為，則下列說法正確的是（）A.在相同時間內，A與地心連線掃過的面積等于B與地心連線掃過的面積B.A加速可追上同一軌道上的C.A、B的軌道半徑之比為D.至少經過時間，A、再次相距最近【答案】C【解析】A．繞地球運動的衛星與地心連線在時間t內掃過的面積為由萬有引力提供向心力有聯立可得由于A的軌道半徑大于B的軌道半徑，可知在相同時間內，A與地心連線掃過的面積大于B與地心連線掃過的面積，故A錯誤；B．衛星A加速后做離心運動，軌道變高，不可能追上同一軌道上的，故B錯誤；C．根據開普勒第三定律，可知A、B的軌道半徑之比為故C正確；D．根據題意可知，A、B再次相距最近時，A、B兩衛星轉過的角度相差，設經過的時間為t，則有解得故D錯誤。故選C5.磁懸浮列車是一種現代高科技軌道交通工具，它通過電磁力實現列車與軌道之間的無接觸的懸浮和導向，再利用直線電機產生的電磁力牽引列車運行。由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，運行時不同于其他列車需要接觸地面，可認為只受來自空氣的阻力。我國目前正在研發超導磁懸浮列車，設計時速可達600公里。如圖所示，磁懸浮列車的質量為m，以某一恒定的功率在平直軌道上從靜止開始運動，經時間t達到該功率下的最大速度vm，已知列車所受空氣阻力滿足，其中k為已知常數，v為列車的速度，則下列說法正確的是（）A.列車的功率為kvm2B.列車達到最大速度前加速度與牽引力成正比C.列車在時間t內克服空氣阻力做功為D.列車在時間t內位移小于【答案】C【解析】A．列車勻速運動時功率最大根據題意得解得，A錯誤；B．根據牛頓第二定律得又因為解得列車達到最大速度前加速度與牽引力不成正比，B錯誤；C．根據動能定理得解得，C正確；D．列車在時間t內做變加速運動，平均速度大于，位移大于，D錯誤。故選C6.在凡爾納科幻小說《地心游記》中，作者將嚴謹的科學推測與天馬行空的幻想結合，創造了一個既符合地質學邏輯又超越現實認知的地下世界。已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零。如圖所示，若該地下世界地面距地球表面的深度為，地球可認為質量分布均勻，且半徑為，質量為，萬有引力常量為，則該地下世界地面的重力加速度為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由于質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零，所以該地下世界地面的重力加速度大小為半徑為R-d的球體表面的重力加速度，設半徑為R-d的球體的質量為，則由牛頓第二定律得聯立解得該地下世界地面的重力加速度為，故選B。7.圖甲為一種小型打夯機，利用沖擊和沖擊振動作用分層夯實回填土，圖乙為這種打夯機的結構示意圖。質量為的擺錘通過輕桿與總質量為的底座（含電動機）上的轉軸相連，輕桿質量忽略不計。電動機帶動擺錘繞轉軸在豎直面內以角速度勻速轉動，轉動半徑為，重力加速度為。下列說法正確的是（）A.擺錘轉到最低點時，底座對地面的壓力可能為零B.擺錘轉到輕桿水平時，輕桿對擺錘的作用力大小為C.若擺錘轉到最高點時，輕桿對擺錘的彈力為0，則角速度D.若擺錘轉到最高點時，底座對地面的壓力剛好為零，則角速度【答案】D【解析】A．擺錘轉到最低點時，擺錘的加速度方向向上，輕桿對擺錘的作用力向上，則輕桿對底座的作用力向下，所以底座對地面的壓力不可能為零，故A錯誤；B．擺錘轉到輕桿水平時，輕桿對擺錘的作用力大小為故B錯誤；C．若擺錘轉到最高點時，輕桿對擺錘的彈力為0，則有可得故C錯誤；D．若擺錘轉到最高點時，底座對地面的壓力剛好為零，則輕桿對底座的作用力向上，大小為以擺錘為對象，根據牛頓第二定律可得聯立解得故D正確。故選D。8.我國“天問二號”小行星探測器計劃于2025年5月發射，主要任務是對近地小行星2016HO3開展伴飛、探測并取樣返回。假設“天問二號”小行星探測器降落在小行星表面進行探測時發現赤道處的重力加速度與北極處的重力加速度之比為。已知小行星北極處的重力加速度為，自轉周期為，引力常量，則下列說法正確的是（）A.探測器在小行星的赤道處與北極處的萬有引力之比為 B.小行星的半徑為C.小行星的質量為 D.小行星的密度為【答案】BD【解析】A．探測器在小行星的赤道處與北極處的萬有引力相等，選項A錯誤；B．在赤道處在兩極時其中可得小行星的半徑為選項B正確；C．小行星的質量為選項C錯誤；D．小行星的密度為選項D正確。故選BD。9.如圖所示，兩個質量分別為2m、m的木塊A、B用恰好伸直的輕繩相連，放在水平圓盤上，A恰好處于圓盤中心，B到豎直轉軸OO'的距離為l。已知兩木塊與圓盤間的動摩擦因數均為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，兩木塊均可視為質點。若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢加速轉動，ω表示圓盤轉動的角速度，則下列說法正確的是（）A.當時，輕繩上的拉力為零B.當時，木塊A會相對于圓盤滑動C.當時，木塊A受到的摩擦力大小為D.當時，輕繩上的拉力大小為【答案】AC【解析】A.當木塊B的靜摩擦力達到最大值時，輕繩才有拉力，根據牛頓第二定律得解得因為，木塊B的靜摩擦力沒有達到最大值，輕繩上的拉力為零，A正確；B.當木塊A的靜摩擦力達到最大值時，木塊A會相對于圓盤滑動，根據牛頓第二定律得解得因為，木塊A不會相對于圓盤滑動，B錯誤；C.當時，根據牛頓第二定律得解得，C正確；D.當時，根據牛頓第二定律得解得，D錯誤。故選AC。10.如圖所示，長度為L的輕桿一端連接質量為2m的小球A，另一端固定在水平轉軸P上，輕桿可以在豎直面內自由轉動。質量為m的物塊B由繞過小定滑輪Q的細繩與小球相連，定滑輪Q與轉軸P間的水平距離，初始時輕桿水平，滑輪與小球間的細繩跟輕桿共線。已知細繩足夠長，忽略一切摩擦，取重力加速度為g。由靜止釋放小球，在輕桿轉過30°角的過程中，下列說法正確的是（）A.物塊B的重力勢能增加B.輕桿轉過30°角時，小球A與物塊B的瞬時速度大小之比為2:1C.物塊B的機械能增加了D.輕繩對小球A做的功為【答案】AD【解析】A．由幾何關系可知，當在輕桿轉過30角的過程中，此時細繩與水平方向夾角也為30°角，則物塊B的重力勢能增加A正確；B．輕桿轉過30°角時，將小球A的速度分解為沿細繩方向的速度和垂直細繩方向的速度，可知解得，B錯誤；CD．對系統根據機械能守恒定律得解得，物塊B增加的機械能輕繩對小球A做的功為C錯誤，D正確。故選AD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.在探究向心力大小的表達式實驗中，某小組通過如圖甲所示裝置進行實驗，將一滑塊套入水平桿上，一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細繩連接滑塊，用來測量細繩上拉力F的大小。滑塊上固定一遮光片，寬度為d，轉動半徑為R，固定在鐵架臺上的光電門可用來測量滑塊的線速度v。每經過光電門一次，力傳感器和光電門就同時獲得一組拉力F和線速度v的數據。已知當地的重力加速度為g。（1）為了探究向心力與線速度的關系，需要控制滑塊質量和轉動半徑保持不變，某次旋轉過程中遮光片經過光電門時的遮光時間為Δt，則線速度v=_____；（2）以F為縱坐標，以為橫坐標，可在坐標紙中用描點法作出一條直線，如圖乙所示。若測得圖乙中直線的橫截距為a，縱截距為-b。寫出滑塊質量的表達式m=_____，以及滑塊與水平桿間動摩擦因數的表達式μ=_____。（結果均用a，b，R，d，g中的字母表示）【答案】（1）（2）【解析】【小問1解析】遮光片經過光電門時的遮光時間為Δt，則線速度【小問2解析】根據牛頓第二定律得解得根據圖像得，解得，12.某實驗小組設計了圖甲所示實驗來驗證和在運動過程中系統機械能守恒。該小組將兩重物A和B用輕質細繩連接并跨過輕質定滑輪，A下端連接穿過固定打點計時器的紙帶，初始時托住B，使兩重物保持靜止且紙帶恰好伸直，先打開打點計時器開關，待打點穩定后，再讓由靜止開始下落，紙帶打出一系列點。圖乙是某次實驗中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個點，計數點1、2、3到起始點0的距離如圖乙所示，相鄰計數點之間還有4個點未標出，已知打點計時器計時周期為，用天平測出A、B兩物塊的質量，，實驗中重力加速度取則：（1）在打0和2兩點的過程中系統重力勢能的減小量_____J，系統動能的增加量_____，由此可得出的結論是_____。（結果均保留三位有效數字）（2）該實驗小組繼續在B下端懸掛另一重物C（圖中未畫出）后重復實驗，測出打下不同計數點的瞬時速度和相應的下落高度，作出圖像如圖丙所示，則可測得重物的質量_____（結果保留三位有效數字）。【答案】（1）1.181.15在誤差允許范圍內，打0和2點的過程中系統的機械能守恒（2）300【解析】【小問1解析】在打0和2兩點的過程中系統重力勢能的減小量相鄰計數點之間還有4個點未標出，則相鄰計數點的時間間隔為打2點時的速度為則在打0和2兩點的過程中系統動能的增加量為由此可得出的結論是：在誤差允許范圍內，打0和2點的過程中系統的機械能守恒。【小問2解析】根據系統機械能守恒可得可得可知圖像的斜率為代入數據解得13.我國空間站自建成以來，已先后有5個航天員乘組、15人次在軌長期駐留，在軌實施181項科學與應用項目，為我國科技發展做出了重要貢獻。若在一個地球日，我國宇航員在空間站上正好可以經歷16次完整的日出和日落，已知地球半徑為R，自轉周期為T，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，不考慮地球公轉的影響，求：（1）空間站的軌道半徑；（2）若有不明飛行器或太空垃圾靠近空間站時，空間站可實施緊急避險，由原先的圓軌道變到半長軸為a的橢圓軌道上運動，求其在橢圓軌道上運動的周期。【答案】（1）（2）【解析】【小問1解析】由宇航員在空間站上正好可以經歷16次完整的日出和日落，可知空間站的在軌周期空間站由萬有引力提供向心力再根據解得【小問2解析】根據開普勒第三定律解得14.在傾角的足夠大固定斜面上，一根長度的輕繩一端固定在點，另一端拴連一質量的小球（可看做質點）。小球在最低點A獲得一個初速度，并開始在斜面上做圓周運動，運動的第一周恰好可以通過最高點B。已知小球在斜面上運動時不受靜摩擦力，小球與斜面間的動摩擦因數，重力加速度，，求：（1）小球第一次通過最高點B的速度；（2）小球在最低點A獲得的初速度；（3）小球第一次回到A點時輕繩對小球的拉力。【答案】（1）6m/s（2）18m/s（3）24N【解析】小問1解析】小球恰好通過最高點B時，只由重力沿斜面分力提供向心力根據牛頓第二定律得代入數據解得【小問2解析】小球從最低點A到最高點B，根據動能定理得代入數據解得【小問3解析】設小球轉動第一周回到A點時輕繩對小球的拉力為對該過程根據動能定理得在A點時根據牛頓第二定律得聯立并代入數據得15.如圖所示，傾角、足夠長的斜面底端固定有擋板P，輕質彈簧一端固定在擋板P上，另一端拴接著物塊B。斜面右上端M處與半徑的光滑圓弧軌道連接，圓弧軌道的圓心O在斜面的延長線上，圓弧上N點在圓心O的正下方，。M處固定有一光滑輕質滑輪，用跨過滑輪的輕質細繩將物塊B與小球A相連，初始時刻小球A鎖定在M點。斜面上的彈簧、細繩始終與斜面平行，初始時細繩恰好繃直而無張力，彈簧處于壓縮狀態，B恰好不上滑。已知小球A、物塊B的質量分別為、，物塊B與斜面間的動摩擦因數為，接觸面間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，彈簧的彈性勢能表達式，其中彈簧的勁度系數，x為彈簧的形變量，彈簧始終處于彈性限度范圍內，取重力加速度大小。（1）求初始時彈簧的壓縮量；（2）某時刻解除小球A的鎖定，小球A由靜止開始運動，求小球A運動到N點時物塊B的速度大小v2；（3）在第（2）問條件下，小球A經過N點時剪斷細繩，求物塊B最終靜止時彈簧的形變量。（取）【答案】（1）1m（2）2m/s（3）0.9m【解析】【小問1解析】初始時，由B恰好不上滑可知，B受沿斜面向下的摩擦力且等于最大靜摩擦力，滿足解得【小問2解析】A運動到N點時，B上滑的距離正好等于圓弧軌道的半徑2m，則彈簧由壓縮1m變為拉伸1m，彈性勢能剛好不變，則在A運動到N點的過程中，對整個系統，根據能量守恒，有A、B兩物體的速度大小滿足解得【小問3解析】剪斷細繩后，B繼續上滑x2后速度減為0，根據能量守恒解得由于，故彈簧處于拉伸狀態時B不能靜止不動，將沿斜面向下滑動，且下滑時重力做功與摩擦力做功之和為0，將下滑到壓縮量時速度減為0。，故此時B也不能靜止不動，又將沿斜面向上滑動。設上滑到壓縮量為x4時停下，根據能量守恒解得因為，故物塊B最終靜止時彈簧的壓縮量為0.9m。湖北省部分省級示范高中2024～2025學年下學期期中測試高一物理試卷考試時間：2025年4月24日試卷滿分：100分注意事項：1.答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。2.選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。3.非選擇題的作答：用黑色簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區域內。寫在試卷、草稿紙和答題卡上的非答題區域均無效。4.考試結束后，請將本試卷和答題卡一并上交。一、選擇題：本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求，第8~10題有多項符合題目要求。每小題全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。1.關于圓周運動下列說法正確的是（）A.做圓周運動的物體受到的合外力可以為零B.物體做圓周運動時，所受合力一定是變力C.勻速圓周運動是勻變速運動D.在恒力作用下，物體可以做勻速圓周運動【答案】B【解析】A．做圓周運動的物體做曲線運動，是變速運動，合外力不能為零，故A錯誤；BD．物體做圓周運動時，所受合力方向一定變化，即所受合力一定是變力，則在恒力作用下，物體不可以做勻速圓周運動，故B正確，D錯誤；C．做勻速圓周運動的物體所受合力方向變化，加速度變化，不是勻變速運動，故C錯誤。故選B。2.如圖所示，一圓柱體豎直固定于光滑水平面上，一根不可伸長的輕質細線一端連接一小球m，另一端固定于圓柱體的底部外側上某點。拉直細線使其水平，給小球一垂直細線的沿水平方向的初速度。則（）A.小球的動能會越來越小B.小球的角速度保持不變C若某時刻細線斷裂，小球將做曲線運動D.由于細線變短，小球運動半徑變為原來的一半時，細線對小球的拉力將變為原來的2倍【答案】D【解析】A．小球的動能不變，A錯誤；B．小球的動能不變，線速度大小不變，根據，由于細線變短，小球的角速度增大，B錯誤；C．若某時刻細線斷裂，小球將沿著切線方向做直線運動，C錯誤；D．根據牛頓第二定律得，線速度大小不變，由于細線變短，小球運動半徑變為原來的一半時，細線對小球的拉力將變為原來的2倍，D正確。故選D。3.如圖所示，一條不可伸長的輕質軟繩跨過定滑輪，繩的兩端各系一個質量分別為、的小球和，用手按住球靜止于地面時，球離地面的高度為。兩物體均可視為質點，定滑輪的質量及一切阻力均不計，重力加速度為。釋放球后，下列說法正確的是（）A.球落地前機械能減少 B.球的機械能守恒C.球能夠上升的最大高度為 D.球剛要落地時的速度為【答案】A【解析】AB．球落地前，由于繩子拉力對球做負功，所以球的機械能減少；繩子拉力對球做正功，所以球的機械能增加，故A正確，B錯誤；CD．球落地前，兩球組成的系統滿足機械能守恒，則有解得球剛要落地時的速度為則球能夠上升的最大高度為故CD錯誤。故選A。4.三顆不同的人造衛星A、B、C都在赤道正上方同方向繞地球做勻速圓周運動，A、C為地球同步衛星，某時刻A、B相距最近，如圖所示。已知地球自轉周期為，B的周期為，則下列說法正確的是（）A.在相同時間內，A與地心連線掃過的面積等于B與地心連線掃過的面積B.A加速可追上同一軌道上的C.A、B的軌道半徑之比為D.至少經過時間，A、再次相距最近【答案】C【解析】A．繞地球運動的衛星與地心連線在時間t內掃過的面積為由萬有引力提供向心力有聯立可得由于A的軌道半徑大于B的軌道半徑，可知在相同時間內，A與地心連線掃過的面積大于B與地心連線掃過的面積，故A錯誤；B．衛星A加速后做離心運動，軌道變高，不可能追上同一軌道上的，故B錯誤；C．根據開普勒第三定律，可知A、B的軌道半徑之比為故C正確；D．根據題意可知，A、B再次相距最近時，A、B兩衛星轉過的角度相差，設經過的時間為t，則有解得故D錯誤。故選C5.磁懸浮列車是一種現代高科技軌道交通工具，它通過電磁力實現列車與軌道之間的無接觸的懸浮和導向，再利用直線電機產生的電磁力牽引列車運行。由于其軌道的磁力使之懸浮在空中，運行時不同于其他列車需要接觸地面，可認為只受來自空氣的阻力。我國目前正在研發超導磁懸浮列車，設計時速可達600公里。如圖所示，磁懸浮列車的質量為m，以某一恒定的功率在平直軌道上從靜止開始運動，經時間t達到該功率下的最大速度vm，已知列車所受空氣阻力滿足，其中k為已知常數，v為列車的速度，則下列說法正確的是（）A.列車的功率為kvm2B.列車達到最大速度前加速度與牽引力成正比C.列車在時間t內克服空氣阻力做功為D.列車在時間t內位移小于【答案】C【解析】A．列車勻速運動時功率最大根據題意得解得，A錯誤；B．根據牛頓第二定律得又因為解得列車達到最大速度前加速度與牽引力不成正比，B錯誤；C．根據動能定理得解得，C正確；D．列車在時間t內做變加速運動，平均速度大于，位移大于，D錯誤。故選C6.在凡爾納科幻小說《地心游記》中，作者將嚴謹的科學推測與天馬行空的幻想結合，創造了一個既符合地質學邏輯又超越現實認知的地下世界。已知質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零。如圖所示，若該地下世界地面距地球表面的深度為，地球可認為質量分布均勻，且半徑為，質量為，萬有引力常量為，則該地下世界地面的重力加速度為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】由于質量分布均勻的球殼對殼內物體的引力為零，所以該地下世界地面的重力加速度大小為半徑為R-d的球體表面的重力加速度，設半徑為R-d的球體的質量為，則由牛頓第二定律得聯立解得該地下世界地面的重力加速度為，故選B。7.圖甲為一種小型打夯機，利用沖擊和沖擊振動作用分層夯實回填土，圖乙為這種打夯機的結構示意圖。質量為的擺錘通過輕桿與總質量為的底座（含電動機）上的轉軸相連，輕桿質量忽略不計。電動機帶動擺錘繞轉軸在豎直面內以角速度勻速轉動，轉動半徑為，重力加速度為。下列說法正確的是（）A.擺錘轉到最低點時，底座對地面的壓力可能為零B.擺錘轉到輕桿水平時，輕桿對擺錘的作用力大小為C.若擺錘轉到最高點時，輕桿對擺錘的彈力為0，則角速度D.若擺錘轉到最高點時，底座對地面的壓力剛好為零，則角速度【答案】D【解析】A．擺錘轉到最低點時，擺錘的加速度方向向上，輕桿對擺錘的作用力向上，則輕桿對底座的作用力向下，所以底座對地面的壓力不可能為零，故A錯誤；B．擺錘轉到輕桿水平時，輕桿對擺錘的作用力大小為故B錯誤；C．若擺錘轉到最高點時，輕桿對擺錘的彈力為0，則有可得故C錯誤；D．若擺錘轉到最高點時，底座對地面的壓力剛好為零，則輕桿對底座的作用力向上，大小為以擺錘為對象，根據牛頓第二定律可得聯立解得故D正確。故選D。8.我國“天問二號”小行星探測器計劃于2025年5月發射，主要任務是對近地小行星2016HO3開展伴飛、探測并取樣返回。假設“天問二號”小行星探測器降落在小行星表面進行探測時發現赤道處的重力加速度與北極處的重力加速度之比為。已知小行星北極處的重力加速度為，自轉周期為，引力常量，則下列說法正確的是（）A.探測器在小行星的赤道處與北極處的萬有引力之比為 B.小行星的半徑為C.小行星的質量為 D.小行星的密度為【答案】BD【解析】A．探測器在小行星的赤道處與北極處的萬有引力相等，選項A錯誤；B．在赤道處在兩極時其中可得小行星的半徑為選項B正確；C．小行星的質量為選項C錯誤；D．小行星的密度為選項D正確。故選BD。9.如圖所示，兩個質量分別為2m、m的木塊A、B用恰好伸直的輕繩相連，放在水平圓盤上，A恰好處于圓盤中心，B到豎直轉軸OO'的距離為l。已知兩木塊與圓盤間的動摩擦因數均為μ，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度大小為g，兩木塊均可視為質點。若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢加速轉動，ω表示圓盤轉動的角速度，則下列說法正確的是（）A.當時，輕繩上的拉力為零B.當時，木塊A會相對于圓盤滑動C.當時，木塊A受到的摩擦力大小為D.當時，輕繩上的拉力大小為【答案】AC【解析】A.當木塊B的靜摩擦力達到最大值時，輕繩才有拉力，根據牛頓第二定律得解得因為，木塊B的靜摩擦力沒有達到最大值，輕繩上的拉力為零，A正確；B.當木塊A的靜摩擦力達到最大值時，木塊A會相對于圓盤滑動，根據牛頓第二定律得解得因為，木塊A不會相對于圓盤滑動，B錯誤；C.當時，根據牛頓第二定律得解得，C正確；D.當時，根據牛頓第二定律得解得，D錯誤。故選AC。10.如圖所示，長度為L的輕桿一端連接質量為2m的小球A，另一端固定在水平轉軸P上，輕桿可以在豎直面內自由轉動。質量為m的物塊B由繞過小定滑輪Q的細繩與小球相連，定滑輪Q與轉軸P間的水平距離，初始時輕桿水平，滑輪與小球間的細繩跟輕桿共線。已知細繩足夠長，忽略一切摩擦，取重力加速度為g。由靜止釋放小球，在輕桿轉過30°角的過程中，下列說法正確的是（）A.物塊B的重力勢能增加B.輕桿轉過30°角時，小球A與物塊B的瞬時速度大小之比為2:1C.物塊B的機械能增加了D.輕繩對小球A做的功為【答案】AD【解析】A．由幾何關系可知，當在輕桿轉過30角的過程中，此時細繩與水平方向夾角也為30°角，則物塊B的重力勢能增加A正確；B．輕桿轉過30°角時，將小球A的速度分解為沿細繩方向的速度和垂直細繩方向的速度，可知解得，B錯誤；CD．對系統根據機械能守恒定律得解得，物塊B增加的機械能輕繩對小球A做的功為C錯誤，D正確。故選AD。二、非選擇題：本題共5小題，共60分。11.在探究向心力大小的表達式實驗中，某小組通過如圖甲所示裝置進行實驗，將一滑塊套入水平桿上，一起繞豎直桿做勻速圓周運動，力傳感器通過一細繩連接滑塊，用來測量細繩上拉力F的大小。滑塊上固定一遮光片，寬度為d，轉動半徑為R，固定在鐵架臺上的光電門可用來測量滑塊的線速度v。每經過光電門一次，力傳感器和光電門就同時獲得一組拉力F和線速度v的數據。已知當地的重力加速度為g。（1）為了探究向心力與線速度的關系，需要控制滑塊質量和轉動半徑保持不變，某次旋轉過程中遮光片經過光電門時的遮光時間為Δt，則線速度v=_____；（2）以F為縱坐標，以為橫坐標，可在坐標紙中用描點法作出一條直線，如圖乙所示。若測得圖乙中直線的橫截距為a，縱截距為-b。寫出滑塊質量的表達式m=_____，以及滑塊與水平桿間動摩擦因數的表達式μ=_____。（結果均用a，b，R，d，g中的字母表示）【答案】（1）（2）【解析】【小問1解析】遮光片經過光電門時的遮光時間為Δt，則線速度【小問2解析】根據牛頓第二定律得解得根據圖像得，解得，12.某實驗小組設計了圖甲所示實驗來驗證和在運動過程中系統機械能守恒。該小組將兩重物A和B用輕質細繩連接并跨過輕質定滑輪，A下端連接穿過固定打點計時器的紙帶，初始時托住B，使兩重物保持靜止且紙帶恰好伸直，先打開打點計時器開關，待打點穩定后，再讓由靜止開始下落，紙帶打出一系列點。圖乙是某次實驗中獲取的一條紙帶，0是打下的第一個點，計數點1、2、3到起始點0的距離如圖乙所示，相鄰計數點之間還有4個點未標出，已知打點計時器計時周期為，用天平測出A、B兩物塊的質量，，實驗中重力加速度取則：（1）在打0和2兩點的過程中系統重力勢能的減小量_____J，系統動能的增加量_____，由此可得出的結論是_____。（結果均保留三位有效數字）（2）該實驗小組繼續在B下端懸掛另一重物C（圖中未畫出）后重復實驗，測出打下不同計數點的瞬時速度和相應的下落高度，作出圖像如圖丙所示，則可測得重物的質量_____（結果保留三位有效數字）。【答案】（1）1.181.15在誤差允許范圍內，打0和2點的過程中系統的機械能守恒（2）300【解析】【小問1解析】在打0和2兩點的過程中系統重力勢能的減小量相鄰計數點之間還有4個點未標出，則相鄰計數點的時間間隔為打2點時的速度為則在打0和2兩點的過程中系統動能的增加量為由此可得出的結論是：在誤差允許范圍內，打0和2點的過程中系統的機械能守恒。【小問2解析】根據系統機械能守恒可得可得可知圖像的斜率為代入數據解得13.我國空間站自建成以來，已先后有5個航天員乘組、15人次在軌長期駐留，在軌實施181項科學與應用項目，為我國科技發展做出了重要貢獻。若在一個地球日，我國宇航員在空間站上正好可以經歷16次完整的日出和日落，已知地球半徑為R，自轉周期為T，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，不考慮地球