2023-2024学年黑龙江省齐齐哈尔市五校高一（下）期中物理试卷

这是一份2023-2024学年黑龙江省齐齐哈尔市五校高一（下）期中物理试卷，共23页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
1．（4分）据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道（近地轨道），航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。则神舟十七号载人飞船（ ）
A．发射速度可能为6.9km/s
B．在预定轨道上的运行速度大于第一宇宙速度
C．在预定轨道上的运行周期小于地球同步卫星的周期
D．在预定轨道上运行时，其中的航天员不受力的作用
2．（4分）如图所示，卫星绕地球运动的轨迹可视为一个圆心在地心、半径为R的圆，卫星环绕地球一周，所用的时间为T，以地心为参考系，则该过程中（ ）
A．研究卫星的飞行姿态时可将其视为质点
B．卫星运动的路程和位移均为零
C．卫星的平均速度大小为
D．卫星的平均速率为
3．（4分）如图所示，某杂技演员一只手撑在木棍上，头上、脚上和另一只手上顶着几个碗使身体保持静止。下列说法正确的是（ ）
A．人对木棍的压力小于木棍对人支持力
B．人的重心不一定在人的身体上
C．脚和碗之间一定存在摩擦力
D．手、脚伸直的目的仅仅是为了提高观赏性
4．（4分）如图所示，某同学从相同高度的A、B两位置先后抛出同一篮球（可视为质点），恰好都垂直撞击在篮板上同一位置C，忽略空气阻力。已知A、C的高度差为0.8m，A、B的水平距离为0.4m，篮球在A点时被抛出的速度大小为4m/s，重力加速度g取10m/s2，则篮球在B点被抛出时的速度大小为（ ）
A．8m/sB．7m/sC．6m/sD．
5．（4分）机动车检测站进行车辆尾气检测原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员把车加速到一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数。现有如下检测过程简图：车轴A的半径为ra，车轮B的半径为rb，滚动圆筒C的半径为rc，车轮与滚动圆筒间不打滑，当车轮以恒定转速n（每秒钟n转）运行时，下列说法正确的是（ ）
A．C的边缘线速度为2πnrc
B．A、B的角速度大小相等
C．A、B、C边缘上的点的线速度相等
D．B、C的角速度之比为
6．（4分）神舟十六号载人飞船入轨后顺利完成人轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口。对接过程的示意图如图所示，神舟十六号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，线速度为v1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接，轨道Ⅱ上A点的线速度为v2，运行周期为T2；天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ，运行周期为T3，线速度为v3；则神舟十六号飞船（ ）
A．v2＞v1＞v3
B．T1＞T2＞T3
C．在轨道Ⅱ上B点处的加速度大于轨道Ⅲ上B点处的加速度
D．沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速率不断增加
7．（4分）如图所示，太阳系中除地球外的七颗行星大致排列成一条直线时形成”七星连珠”的天文奇观。已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为g，金星绕太阳运动的轨道半径为r，公转周期为T，引力常量为G。假设各行星均做圆周运动，不考虑行星间的引力和行星的自转，则（ ）
A．七星中水星绕太阳运动的向心加速度最小
B．七星中水星绕太阳运动的角速度最小
C．火星的公转周期为
D．太阳质量与火星质量之比为
（多选）8．（6分）如图所示为甲、乙两位同学骑自行车运动时的位移—时间图像，以乙同学开始运动的时间作为计时零点。则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两位同学同时出发
B．甲、乙两位同学由同一地点出发
C．t＝5s时两位同学的速度相等
D．0～5s的时间内甲和乙的平均速度大小相等
（多选）9．（6分）如图所示，质量M＝1kg电动玩具车a，用一根不可伸长的轻质细线与小物块b相连，小物块质量m＝2kg，玩具车受到恒定动力和恒定阻力大小分别为8N和1N，系统从静止开始在水平面上运动，运动8s时细线突然断裂，小物块b继续滑行一段距离后停止，已知小物块b与水平面间动摩擦因数为0.2，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．细线断开前系统加速度大小为1m/s2
B．细线断开前细线上拉力大小为N
C．细线断开后小物块b继续滑行的时间为4s
D．细线断开后小物块b继续滑行的距离为8m
（多选）10．（6分）电影《流浪地球2》中，人类建造了太空电梯直通空间站。若在将来，成功设计出太空电梯如图所示，在地球赤道上建造基座，作为太空电梯的出发地和电梯缆索在地面的固定点，连接地面基座与空间站的是一条或一组超高强度的缆索，这条缆索一边要连接36000km高空地球同步静止轨道的空间站，另一边连接近10万公里高的配重。太空电梯运行时，缆索始终保持如图平直状态。则（ ）
A．地球同步轨道空间站两端连接的缆索上无作用力
B．配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度
C．若连接配重的缆索断裂，则配重开始做离心运动
D．若配重物内部有一太空舱，则太空舱内物体处于完全失重状态
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）（1）在研究平抛运动的实验中，为了减小实验误差，某同学进行了如下操作，以下操作可行的是 （填选项前的字母）。
A．尽量增大钢球与斜槽间的摩擦
B．使用密度小、体积大的钢球
C．实验时，让小球每次都从不同位置滚下
D．使斜槽末端切线保持水平
（2）某探究小组在做研究小球做平抛运动”的实验时，做了一段小球运动轨迹的图线。图中，A为小球运动一段时间后的位置，由图可求出小球做平抛运动的初速度为 m/s，小球做平抛运动的起点位置的坐标是 （g取10m/s2，计算结果均保留两位有效数字）。
12．（8分）某同学用如图所示的装置探究影响物体的向心力大小的因素。水平光滑杆固定在竖直转轴上，穿在水平光滑杆上的A、B两球通过细线分别与固定在转轴上的力传感器相连。A、B的转动半径分别用LA、LB表示，传感器同一时刻测得连接A、B球细线的拉力大小分别用FA、FB表示。
（1）在探究向心力与转动半径的关系时，选用质量 （选填“相等”或“不相等”）的A球和B球。从静止开始逐渐增大水平光滑杆的转速，当LA＝2LB时，转动过程中FA＝2FB恒成立；说明当物体的转速和质量一定时，向心力与转动半径成 。
（2）在探究向心力与质量的关系时，使LA＝LB，选用质量不同的A、B小球进行探究；当mA＝2mB时，转动过程中FA＝2FB恒成立；说明当物体的转速与转动半径一定时，向心力与物体的质量成 。
（3）继续实验，发现物体做圆周运动时，所需的向心力与物体的质量、转动半径和转速之间的关系为F＝kmrn2。对于同一小球，转动半径相同时，若使其转速变为原来的2倍，则向心力变为原来的 倍。
三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）我国拥有全球领先的无人机技术，无人机具有广泛的应用前景。当洪涝灾害发生时，可以利用无人机运送救灾物资。一架无人机以v1＝5m/s的速度水平匀速飞行，正准备向受灾人员空投急救用品，急救用品的底面离水面高度h＝20m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
（1）为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离多远的地方进行投放？
（2）投放的急救用品落到水面时的速度大小为多少？
14．（12分）如图所示，倾角为37°的固定斜面顶部有滑轮，斜面右侧d＝2.4m处有竖直杆子，一段轻质绳子左端拴接着质量mA＝2kg的小物块A，与A连接的绳子与斜面平行跨过滑轮后右端固定在杆子上，质量mB＝1.2kg的小物块B通过光滑挂钩悬挂在绳子上。系统平衡时，滑轮右侧绳子长度L＝3m。已知物块A与斜面间动摩擦因数μ＝0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2，小物块可视为质点，求：
（1）绳子受到的拉力大小；
（2）物块A所受摩擦力。
15．（16分）游乐场中的大型娱乐设施旋转飞椅的简化示意图如图所示，圆形旋转支架半径为R＝5m，悬挂座椅的绳子长为l＝5m，游客坐在座椅上随支架一起匀速旋转时可将其和座椅组成的整体看成质点，旋转飞椅以角速度ω匀速旋转时，绳子与竖直方向的夹角为θ，不计绳子的重力，重力加速度为g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。
（1）旋转飞椅以角速度ω匀速旋转时，求角速度ω与夹角θ的关系；
（2）当旋转飞椅以最大角速度旋转时，θ＝37°，求游客运动的线速度大小；
（3）在（2）的前提下，使游客携带的物品不小心掉落时不会飞出栅栏，以支架的轴心为圆心修建圆形栅栏，圆形栅栏的半径为r＝10m，求绳子悬点到地面的垂直距离H。
2023-2024学年黑龙江省齐齐哈尔市五校高一（下）期中物理试卷
参考答案与试题解析
一．选择题（共7小题）
二．多选题（共3小题）
一、选择题（本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8～10题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）
1．（4分）据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2023年10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十七号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道（近地轨道），航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。则神舟十七号载人飞船（ ）
A．发射速度可能为6.9km/s
B．在预定轨道上的运行速度大于第一宇宙速度
C．在预定轨道上的运行周期小于地球同步卫星的周期
D．在预定轨道上运行时，其中的航天员不受力的作用
【分析】第一宇宙速度是最小的发射速度；由万有引力提供向心力得到线速度大小的表达式进行分析；根据开普勒第三定律分析周期的大小关系；神舟十七号在预定轨道上运行时，航天员仍受万有引力作用。
【解答】解：A、人造地球卫星的发射速度大于第一宇宙速度，即大于7.9km/s，故A错误；
B、第一宇宙速度等于卫星贴近地面做匀速圆周运动的环绕速度，卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有：m，解得：v，所以在预定轨道上的运行速度小于第一宇宙速度，故B错误；
C、神舟十七号飞船在预定轨道（近地轨道）飞行时的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律可得k，所以神舟十七号飞船在预定轨道的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，故C正确；
D、神舟十七号在预定轨道上运行时，其中的航天员受万有引力作用，且万有引力提供向心力，处于完全失重状态，故D错误。
故选：C。
【点评】本题主要是考查万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力结合向心力公式进行分析，掌握开普勒第三定律的应用方法。
2．（4分）如图所示，卫星绕地球运动的轨迹可视为一个圆心在地心、半径为R的圆，卫星环绕地球一周，所用的时间为T，以地心为参考系，则该过程中（ ）
A．研究卫星的飞行姿态时可将其视为质点
B．卫星运动的路程和位移均为零
C．卫星的平均速度大小为
D．卫星的平均速率为
【分析】当卫星的大小和形状对所研究的影响可忽略不计时，可将卫星看成质点。卫星环绕地球一周，路程不是零。根据位移与时间之比求平均速度。根据路程与时间之比求平均速率。
【解答】解：A、研究卫星的飞行姿态时，卫星的大小和形状不能忽略不计，所以不能将其视为质点，故A错误；
B、卫星环绕地球一周，卫星运动的路程为周长，位移为零，故B错误；
C、卫星运动的位移为零，根据平均速度等于位移与时间之比，可知其平均速度为零，故C错误；
D、根据平均速率等于路程与时间之比，可得卫星的平均速率为v，故D正确。
故选：D。
【点评】本题是圆周运动的运动学问题，关键要搞清平均速度与平均速率的区别，不能认为平均速率是平均速度的大小。
3．（4分）如图所示，某杂技演员一只手撑在木棍上，头上、脚上和另一只手上顶着几个碗使身体保持静止。下列说法正确的是（ ）
A．人对木棍的压力小于木棍对人支持力
B．人的重心不一定在人的身体上
C．脚和碗之间一定存在摩擦力
D．手、脚伸直的目的仅仅是为了提高观赏性
【分析】A、根据作用力与反作用力知识，可以判断人对木棍的压力与木棍对人支持力的大小关系。
B、形状规则、密度相同的物体，重心通常在物体上，反之，重心可能不在物体上。
C、根据碗相对脚是否有相对运动趋势，来判断脚和碗之间是否存在摩擦力。
D、手、脚伸直有助于身体的平衡。
【解答】解：A．人对木棍的压力和木棍对人的支持力是一对相互作用力，大小相等，方向相反，故A错误；
B．重心可以在物体上，也可以在物体外，人在做杂技动作时，人的肢体处于不规则形态，人的重心不一定在人的身体上，故B正确；
C．当脚底面水平，碗静止时，碗受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，此时，碗不受脚的摩擦力，故C错误；
D．手、脚伸直的目的不仅是为了提高观赏性，更是为了控制身体的平衡，故D错误。
故选：B。
【点评】解答本题，要掌握相互作用力、重心、摩擦力的产生、共点力的平衡等知识，基础题。
4．（4分）如图所示，某同学从相同高度的A、B两位置先后抛出同一篮球（可视为质点），恰好都垂直撞击在篮板上同一位置C，忽略空气阻力。已知A、C的高度差为0.8m，A、B的水平距离为0.4m，篮球在A点时被抛出的速度大小为4m/s，重力加速度g取10m/s2，则篮球在B点被抛出时的速度大小为（ ）
A．8m/sB．7m/sC．6m/sD．
【分析】将篮球在空中的运动过程反演为平抛运动，根据平抛运动的运动规律进行分析即可。
【解答】解：球撞击篮球板前的过程可看成从C点做平抛运动的逆过程，根据平抛运动的规律，竖直方向
解得t＝0.4s
抛出时的竖直速度均为vy＝gt＝10×0.4m/s＝4m/s
从A点抛出时的水平速度为m/s＝8m/s
A点到C点的水平位移为xA＝vxAt＝8×0.4m＝3.2m
B点到C点的水平位移为xB＝xA﹣Δx＝3.2m﹣0.4m＝2.8m
从B点抛出时的水平速度为m/s＝7m/s
从B点抛出时的速度为m/s/s，故ABC错误，D正确。
故选：D。
【点评】本题考查抛体运动，难点在于将过程反演，将抛体运动转化为平抛运动，根据平抛运动的运动规律分析。
5．（4分）机动车检测站进行车辆尾气检测原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员把车加速到一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数。现有如下检测过程简图：车轴A的半径为ra，车轮B的半径为rb，滚动圆筒C的半径为rc，车轮与滚动圆筒间不打滑，当车轮以恒定转速n（每秒钟n转）运行时，下列说法正确的是（ ）
A．C的边缘线速度为2πnrc
B．A、B的角速度大小相等
C．A、B、C边缘上的点的线速度相等
D．B、C的角速度之比为
【分析】车轮与滚动圆筒间不打滑，B与C边缘各点线速度大小相等。A、B共轴转动，角速度相等，再根据圆周运动的公式解答。
【解答】解：A．车轮以恒定转速n运行时，车轮B的边缘线速度为vb＝2πnrb
由于B和C为摩擦传动，则B和C边缘的线速度相等，则C的边缘线速度为2πnrb，故A错误；
B．由图可知，A、B为同轴转动，得A、B的角速度大小相等，故B正确；
CD．B、C两点类似于齿轮传动，两点线速度相同，则B、C角速度比为半径的反比，即，故CD错误。
故选：B。
【点评】本题中B、C靠静摩擦传动，要抓住相等条件：B、C边缘的线速度大小相等。对于共轴转动的两点，要抓住角速度相等。
6．（4分）神舟十六号载人飞船入轨后顺利完成人轨状态设置，采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口。对接过程的示意图如图所示，神舟十六号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，线速度为v1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与天和核心舱对接，轨道Ⅱ上A点的线速度为v2，运行周期为T2；天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ，运行周期为T3，线速度为v3；则神舟十六号飞船（ ）
A．v2＞v1＞v3
B．T1＞T2＞T3
C．在轨道Ⅱ上B点处的加速度大于轨道Ⅲ上B点处的加速度
D．沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速率不断增加
【分析】根据变轨原理分析v1与v2的大小。根据万有引力提供向心力列式，分析v1与v3大小。根据开普勒第三定律分析周期大小。根据牛顿第二定律分析加速度大小。根据开普勒第二定律分析沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中速率变化情况。
【解答】解：A、飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ做离心运动，需要在A点加速，所以经过A点时，有v1＜v2
飞船做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有

得v
所以有v1＞v3
综上可得：v2＞v1＞v3，故A正确；
B、根据开普勒第三定律k，轨道半长轴越大，运行周期越大，所以T1＜T2＜T3，故B错误；
C、根据，得a，可知同一点处的加速度应该相等，故C错误；
D、根据开普勒第二定律，沿轨道Ⅱ从A运动到对接点B过程中，速度不断减小，故D错误。
故选：A。
【点评】本题考查开普勒定律、万有引力定律及其应用，解答本题的关键是能够根据万有引力提供向心力列式分析不同圆轨道速率大小，要掌握开普勒运动定律的应用方法。
7．（4分）如图所示，太阳系中除地球外的七颗行星大致排列成一条直线时形成”七星连珠”的天文奇观。已知火星半径为R，火星表面的重力加速度为g，金星绕太阳运动的轨道半径为r，公转周期为T，引力常量为G。假设各行星均做圆周运动，不考虑行星间的引力和行星的自转，则（ ）
A．七星中水星绕太阳运动的向心加速度最小
B．七星中水星绕太阳运动的角速度最小
C．火星的公转周期为
D．太阳质量与火星质量之比为
【分析】本题主要考查天体运动的基本规律，包括向心加速度、角速度、公转周期的计算以及中心天体质量的求解。通过给定的条件，可以利用万有引力定律和圆周运动的物理公式来求解各个选项。
【解答】解：A、根据万有引力提供向心力有

解得

由图可知，水星绕太阳运动的轨道半径最小，则七星中水星绕太阳运动的向心加速度最大，故A错误；
B、由万有引力提供向心力有

解得

可知，由于水星绕太阳运动的轨道半径最小，七星中水星绕太阳运动的角速度最大，故B错误；
C、根据开普勒第三定律有

解得

由于火星绕太阳运动的轨道半径
R火＞R
则火星的公转周期大于，故C错误；
D、在火星表面根据万有引力与重力相等，有

解得

由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有

解得

则太阳质量与火星质量之比为

故D正确。
故选：D。
【点评】本题通过分析天体运动的基本物理量，如向心加速度、角速度、公转周期等，以及利用万有引力定律和开普勒第三定律，求解了太阳系中行星运动的相关问题。正确理解这些物理量的定义和计算方法是解题的关键。
（多选）8．（6分）如图所示为甲、乙两位同学骑自行车运动时的位移—时间图像，以乙同学开始运动的时间作为计时零点。则下列说法正确的是（ ）
A．甲、乙两位同学同时出发
B．甲、乙两位同学由同一地点出发
C．t＝5s时两位同学的速度相等
D．0～5s的时间内甲和乙的平均速度大小相等
【分析】AB、位移—时间图像纵坐标表示同学所在位置；
C、位移—时间图像交点表示二者相遇，图像斜率表示平均速度；
D、位移—时间图像斜率表示平均速度
【解答】解：AB、位移—时间图像纵坐标表示同学所在位置，乙在0时刻从0m处出发，甲在3s时从0m处出发，所以是同地不同时出发，故A错误，B正确；
C、位移—时间图像交点表示二者相遇，t＝5s时两位同学到 达同一个位置，既相遇，由图像斜率表示速度可知，甲的速度大，故C错误；
D、0～5s的时间内甲和乙的位移相同，甲、乙时间也相同，所以平均速度大小相等，故D正确。
故选：BD。
【点评】本题考查了对位移—时间图像理解。
（多选）9．（6分）如图所示，质量M＝1kg电动玩具车a，用一根不可伸长的轻质细线与小物块b相连，小物块质量m＝2kg，玩具车受到恒定动力和恒定阻力大小分别为8N和1N，系统从静止开始在水平面上运动，运动8s时细线突然断裂，小物块b继续滑行一段距离后停止，已知小物块b与水平面间动摩擦因数为0.2，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．细线断开前系统加速度大小为1m/s2
B．细线断开前细线上拉力大小为N
C．细线断开后小物块b继续滑行的时间为4s
D．细线断开后小物块b继续滑行的距离为8m
【分析】A.由牛顿第二定律求细线断开前系统加速度大小；
B.选小物块b为研究对象，根据牛顿第二定律求细线断开前细线上拉力大小；
CD.根据运动学公式求细线断开后小物块b继续滑行的时间和滑行的距离。
【解答】解：A.设细线断开前系统加速度为a1，玩具车动力为F，阻力为f1，选a、b系统为研究对象，由牛顿第二定律，有F﹣f1﹣μmg＝（M+m）a1
解得

故A正确；
B.细线拉力为T，选小物块b为研究对象，有
T一μmg＝ma1
解得
T＝6N
故B错误；
CD.运动时间t1＝8s时，系统速度
v0＝a1t1
解得
v0＝8m/s
细线断开后小物块b的加速度为
a2＝μg
解得

小物块b继续滑行时间

解得
t2＝4s
滑行的距离

解得
s＝16m
故C正确，D错误。
故选：AC。
【点评】本题考查牛顿第二定律的综合应用，解题关键是灵活选择研究对象并对其受力分析，根据牛顿第二定律、运动学公式列式求解即可。
（多选）10．（6分）电影《流浪地球2》中，人类建造了太空电梯直通空间站。若在将来，成功设计出太空电梯如图所示，在地球赤道上建造基座，作为太空电梯的出发地和电梯缆索在地面的固定点，连接地面基座与空间站的是一条或一组超高强度的缆索，这条缆索一边要连接36000km高空地球同步静止轨道的空间站，另一边连接近10万公里高的配重。太空电梯运行时，缆索始终保持如图平直状态。则（ ）
A．地球同步轨道空间站两端连接的缆索上无作用力
B．配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度
C．若连接配重的缆索断裂，则配重开始做离心运动
D．若配重物内部有一太空舱，则太空舱内物体处于完全失重状态
【分析】同步轨道空间站自身的万有引力提供向心力，进而判断出与配重连接的缆索的拉力和与基座连接的缆索的拉力等大、反向；
同步轨道空间站和配重同轴转动；
地球引力不足以满足沿着原来圆周轨道做圆周运动的配重所需的向心力，得出配重做离心运动；
配重物受到的引力不足以提供向心力时需要其他力提供向心力。
【解答】解：A．因为同步轨道空间站自身的万有引力即可完全充当做圆周运动的向心力，由此可得出与配重连接的缆索的拉力和与基座连接的缆索的拉力等大、反向，故地球同步轨道空间站两端连接的缆索上有作用力，故A错误；
B．同步轨道空间站和配重同轴转动，线速度与半径成正比，所以配重绕地球运动的线速度大于同步轨道空间站的线速度，故B正确；
C．连接配重的缆索断裂，此时地球引力不足以满足沿着原来圆周轨道做圆周运动的配重所需的向心力，所以配重开始做离心运动，故C正确；
D．由于配重物受到的引力不足以提供向心力，则其内部太空舱除引力外还受到配重对它的作用力以提供向心力，不处于完全失重状态，故D错误。
故选：BC。
【点评】本题考查的是万有引力提供向心力的问题，其中涉及到离心运动的知识点。
二、实验题（本题共2小题，共14分）
11．（6分）（1）在研究平抛运动的实验中，为了减小实验误差，某同学进行了如下操作，以下操作可行的是 D （填选项前的字母）。
A．尽量增大钢球与斜槽间的摩擦
B．使用密度小、体积大的钢球
C．实验时，让小球每次都从不同位置滚下
D．使斜槽末端切线保持水平
（2）某探究小组在做研究小球做平抛运动”的实验时，做了一段小球运动轨迹的图线。图中，A为小球运动一段时间后的位置，由图可求出小球做平抛运动的初速度为 2.0 m/s，小球做平抛运动的起点位置的坐标是 （﹣20cm，﹣5.0cm） （g取10m/s2，计算结果均保留两位有效数字）。
【分析】（1）根据正确的实验操作步骤和注意事项分析作答；
（2）根据匀变速运动的推论求时间间隔；根据匀速直线运动规律求解水平初速度；根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度电源这段时间内的平均速度，求解B点的竖直速度；根据匀变速运动公式求解小球从抛出点到B位置所用时间；根据自由落体运动规律求解抛出点到B点的水平位移和竖直位移，最后在求解抛出点的坐标。
【解答】解：（1）A．钢球与斜槽间的摩擦对实验无影响，只要到达斜槽末端的速度相等即可，故A错误；
B．使用密度大、体积小的钢球可减小相对的阻力，从而减小误差，故B错误；
C．实验时，让小球每次都从同一位置由静止开始滚下，以保证初速度相同，故C错误；
D．使斜槽末端切线保持水平，以保证抛出时的初速度水平，故D正确。
故选：D。
（2）物体在竖直方向做自由落体运动，根据匀变速运动推论Δy＝y2﹣y1＝gT2
代入数据解得T＝0.1s
水平方向做匀速直线运动，水平位移x＝v0T
代入数据解得v0＝2.0m/s
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度电源这段时间内的平均速度，小球在B位置的竖直方向的速度为
代入数据解得vBy＝2m/s
设小球从抛出点到B位置所用时间为t，根据匀变速运动公式vBy＝gt
代入数据解得t＝0.2s
小球从抛出点到B点的水平位移为x＝v0t＝2×0.2m＝0.4m
小球从抛出点到B点的竖直位移为
所以小球平抛的起点横坐标为x0＝﹣（x﹣xB）＝﹣（0.4﹣0.2）m＝﹣20cm
小球平抛的起点纵坐标为y0＝﹣（y﹣yB）＝﹣（0.2﹣0.15）m＝﹣5.0cm
所以小球平抛的起点坐标为（﹣20cm，﹣5.0cm）。
故答案为：（1）D；（2）2.0；（﹣20cm，﹣5.0cm）。
【点评】本题主要考查了研究平抛运动规律的实验；明确平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，根据匀变速运动的推论求解相邻点迹的时间间隔是解题的关键，求解抛出点的坐标是解题的难点。
12．（8分）某同学用如图所示的装置探究影响物体的向心力大小的因素。水平光滑杆固定在竖直转轴上，穿在水平光滑杆上的A、B两球通过细线分别与固定在转轴上的力传感器相连。A、B的转动半径分别用LA、LB表示，传感器同一时刻测得连接A、B球细线的拉力大小分别用FA、FB表示。
（1）在探究向心力与转动半径的关系时，选用质量 相等 （选填“相等”或“不相等”）的A球和B球。从静止开始逐渐增大水平光滑杆的转速，当LA＝2LB时，转动过程中FA＝2FB恒成立；说明当物体的转速和质量一定时，向心力与转动半径成 正比 。
（2）在探究向心力与质量的关系时，使LA＝LB，选用质量不同的A、B小球进行探究；当mA＝2mB时，转动过程中FA＝2FB恒成立；说明当物体的转速与转动半径一定时，向心力与物体的质量成 正比 。
（3）继续实验，发现物体做圆周运动时，所需的向心力与物体的质量、转动半径和转速之间的关系为F＝kmrn2。对于同一小球，转动半径相同时，若使其转速变为原来的2倍，则向心力变为原来的 4 倍。
【分析】（1）本实验采用的是控制变量法，在探究向心力与转动半径的关系时，其他量应相等。根据实验结果分析向心力与转动半径的关系；
（2）根据当mA＝2mB时，转动过程中FA＝2FB恒成立，分析向心力与物体的质量关系；
（3）根据向心力表达式F＝4π2mrn2求解。
【解答】解：（1）A、B穿在同一根光滑杆上，在运动过程中，同轴转动，同一时刻A与B的角速度、转速均相等。在探究向心力与转动半径的关系时，根据控制变量法，应选用质量相等的A、B小球；
根据增大水平光滑杆的转速，当LA＝2LB时，转动过程中FA＝2FB恒成立，说明当物体的转速和质量一定时，向心力与转动半径成正比。
（2）当LA＝2LB时，转动过程中FA＝2FB恒成立，说明当物体的转速和质量一定时，向心力与物体的质量成正比。
（3）由F＝4π2mrn2可知，当转动半径相同时，若使其转速变为原来的2倍，则向心力变为原来的4倍。
故答案为：（1）相等，正比；（2）正比；（3）4。
【点评】本题考查探究影响物体的向心力大小因素的实验，解题的关键要掌握控制变量法，能根据实验数据分析各个量之间的关系。
三、计算题（本题共3小题，共计40分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（12分）我国拥有全球领先的无人机技术，无人机具有广泛的应用前景。当洪涝灾害发生时，可以利用无人机运送救灾物资。一架无人机以v1＝5m/s的速度水平匀速飞行，正准备向受灾人员空投急救用品，急救用品的底面离水面高度h＝20m。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。
（1）为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离多远的地方进行投放？
（2）投放的急救用品落到水面时的速度大小为多少？
【分析】（1）急救用品做平抛运动，根据平抛运动的规律求解水平位移；
（2）落地速度为合速度，根据运动的合成求落地速度。
【解答】解：（1）设无人机投放点到指定地点的距离为x，
由平抛运动规律有
，x＝v1t
代入数据解得
x＝10m
（2）急救用品落到水面上时，竖直方向上
vy＝gt
速度大小

代入数据解得

答：（1）为了使投下的急救用品落在指定地点，无人机应该在离指定地点水平距离10m的地方进行投放；
（2）投放的急救用品落到水面时的速度大小为5m/s。
【点评】本题考查了平抛运动的基本规律，知道急救用品落地速度为合速度。
14．（12分）如图所示，倾角为37°的固定斜面顶部有滑轮，斜面右侧d＝2.4m处有竖直杆子，一段轻质绳子左端拴接着质量mA＝2kg的小物块A，与A连接的绳子与斜面平行跨过滑轮后右端固定在杆子上，质量mB＝1.2kg的小物块B通过光滑挂钩悬挂在绳子上。系统平衡时，滑轮右侧绳子长度L＝3m。已知物块A与斜面间动摩擦因数μ＝0.5，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8，重力加速度g取10m/s2，小物块可视为质点，求：
（1）绳子受到的拉力大小；
（2）物块A所受摩擦力。
【分析】（1）根据几何关系结合挂钩的受力平衡解答；
（2）对A分析，根据共点力平衡条件解答。
【解答】解：（1）系统处于平衡状态，此时绳子拉力为F，绳子与水平方向夹角为a，由几何关系有0.8
则有sinα＝0.6
挂钩受力平衡，有2Fsinα＝mBg
解得F＝10N
（2）物块A受力平衡，有mAgsin37°＝F+f
解得f＝2N，方向沿斜面向上
答：（1）绳子受到的拉力大小为10N；
（2）物块A所受摩擦力为2N，方向沿斜面向上。
【点评】本题考查共点力平衡条件的应用，解题关键掌握共点力平衡条件的运用，注意合理选择研究对象。
15．（16分）游乐场中的大型娱乐设施旋转飞椅的简化示意图如图所示，圆形旋转支架半径为R＝5m，悬挂座椅的绳子长为l＝5m，游客坐在座椅上随支架一起匀速旋转时可将其和座椅组成的整体看成质点，旋转飞椅以角速度ω匀速旋转时，绳子与竖直方向的夹角为θ，不计绳子的重力，重力加速度为g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cs37°＝0.8。
（1）旋转飞椅以角速度ω匀速旋转时，求角速度ω与夹角θ的关系；
（2）当旋转飞椅以最大角速度旋转时，θ＝37°，求游客运动的线速度大小；
（3）在（2）的前提下，使游客携带的物品不小心掉落时不会飞出栅栏，以支架的轴心为圆心修建圆形栅栏，圆形栅栏的半径为r＝10m，求绳子悬点到地面的垂直距离H。
【分析】（1）应用牛顿第二定律求解。
（2）游客做匀速圆周运动，应用牛顿第二定律求出游客的线速度大小。
（3）物品离开游客后做平抛运动，应用运动学公式求解。
【解答】解：（1）对游客与座椅，由牛顿第二定律得mgtanθ＝mω2（R+lsinθ）
解得ω
（2）对游客与座椅，由牛顿第二定律得mgtanθ＝m
代入数据解得v＝2m/s
（3）物品离开游客后做平抛运动，
竖直方向H﹣lcsθ
水平方向s＝vt
由几何知识得r
代入数据解得H＝7m
答：（1）角速度ω与夹角θ的关系是ω；
（2）游客运动的线速度大小是2m/s；
（3）绳子悬点到地面的垂直距离是7m。
【点评】根据题意分析清楚运动过程与受力情况是解题的前提，应用牛顿第二定律与运动学公式即可解题。
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答案
C
D
B
D
B
A
D
题号
8
9
10
答案
BD
AC
BC