广东珠海六校联考2024年高一下学期4月期中物理试题+答案

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分，（4）每空2分，共8分。考试根据要求作答。
1．用向心力演示器来探究物体做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的弹力提供向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺。标尺上红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值，图示为装置实物图和结构简图。
(1)在研究向心力F的大小与质量m的关系时，要保持 和 相同。
(2)若两个钢球质量和转动半径相等，且标尺上红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的大小之比为1：9，则与皮带连接的两个变速塔轮的角速度之比为 ，半径之比为 。
2．小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片使A球水平飞出，同时B球被松开。
（1）他观察到的现象是：小球A、B （填“同时”或“先后”）落地。
（2）上述现象说明：平抛运动的竖直分运动是 运动。
（3）小明用图乙所示方法记录平抛运动的规矩，实验前应对实验装置反复条件，直到斜槽末端切线 ；
每次让小球从同一位置由静止释放，是为了保证每次小球平抛
（4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），结合实验中重锤方向确定坐标系，丙图中小方格的边长均为0.05m，g取，则小球运动的初速度的大小为 m/s，小球经过B点时的速度大小为 m/s。
四、解答题，本题共3小题，共38分。
13．（11分）北京时间2023年5月30日16时29分，神舟十六号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时。对接完成后中国空间站形成三舱三船组合体绕地球（可视为质量分布均匀的球体）做匀速圆周运动。已知空间站绕地球飞行圈的时间为，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，万有引力常量为，不计地球的自转影响。求：
（1）空间站飞行的周期；
（2）地球的质量；
（3）空间站离地面高度。

14．（13分）如图所示，竖直平面内的光滑圆弧轨道半径R=5m，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为0.1kg的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆弧轨道并能沿轨道到达B点，到达B点时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为1N。随后小球做平抛运动，最后落到斜面上的C点。小球运动过程空气阻力不计，g取10m/s2，求：
（1）小球到达B点时的速度的大小；
（2）小球离开B点后到离斜面AD所在直线最远所用的时间t1；
（3）小球离开B点后到落到斜面C点时距A点的距离d。
15．（14分）旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目，它由数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上，每一座椅可坐一人。如图所示，是一种模拟该运动的装置，整个装置可绕置于地面上的竖直轴a转动，已知与转轴固定连接的水平杆ab长，连接小球的细绳长，小球质量，整个装置绕竖直轴a做匀速圆周运动时，连接小球的细绳与竖直方向成角，小球到地面的高度，重力加速度，已知，，求：
（1）细绳对小球的拉力T是多大；
（2）该装置匀速转动角速度的大小；
（3）若转动过程中，细绳突然断裂，小球落地时到转轴a的水平距离。