遼寧省2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期5月期中物理試題含解析

遼寧省2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期5月期中物理試題含解析2022—2023學(xué)年度下學(xué)期期中考試高一試題物理考試時間：90分鐘滿分：100分第I卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-8題只有一項符合題目要求，每小題4分；第9-12題有多項符合題目要求，每小題4分，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.下列說法中正確的是()A.開普勒第一定律告訴我們，行星繞太陽運動的軌道都是圓周軌道B.牛頓的月地檢驗表明地面物體所受地球引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同的規(guī)律C.卡文迪什利用扭秤實驗提出了萬有引力定律D.1971年銫原子鐘的實驗中發(fā)現(xiàn)高速運動的μ子壽命變短2.如圖所示，兩個皮帶輪在電機的帶動下順時針轉(zhuǎn)動，帶動水平傳送帶以不變的速率運行。將質(zhì)量為的物體A(可視為質(zhì)點)輕輕放在傳送帶左端，經(jīng)時間后，A的速度變?yōu)関，再經(jīng)過相同時間后，到達傳送帶右端。則下列說法正確的是()A.物體A由傳送帶左端到右端的平均速度為4m/sB.傳送帶對物體做功為32JC.系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為16JD.因傳送物塊，電機額外輸出的能量為48J3.高中墜物十分危險，我們可以根據(jù)墜物落地時的運動狀態(tài)判斷墜物是從哪一樓層拋出的，假設(shè)某次實驗中，垂直于豎直墻壁向外拋出一個可視為質(zhì)點的物體，從監(jiān)測畫面中描繪出墜地物體落地速度方向與水平方向所成夾角為θ，經(jīng)測量，若落地點距拋出點水平間距為10m，，則下列說法正確的是()A.墜物在空中飛行時間為20s B.墜物落地時速度與豎直方向夾角大于C.墜物拋出時的初速度為0.5m/s D.墜物可能來自于7樓4.為了美觀和經(jīng)濟，許多橋面建成拱形，為避免車速過快，造成安全隱患，拱橋上一般都會有限速標志，若汽車對拱橋的壓力是其自身重力的0.9倍時的速度為該橋的限速標志對應(yīng)的速度，當拱橋圓弧對應(yīng)的曲率半徑為100m時，，橋上的限速標志所示速度為()A.36km/h B.60km/h C.84km/h D.108km/h5.水平面上有一固定斜面，一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點物塊靜止于A點，現(xiàn)施加一個恒定外力F。已知全程動摩擦因數(shù)為μ，物塊A、C間的水平距離為L，豎直高度為h，若物塊到達C點時速度為v，不計在B處的能量損失，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A.物塊的重力勢能為mghB.物塊的機械能增加了FLC.物塊克服摩擦做功為：D.外力F做功為：6.如圖所示，長為L的繩子下端連著一質(zhì)量為m的小球，上端懸于天花板上。當把繩子拉直時，繩子與豎直線的夾角為，此時小球靜止于光滑的水平桌面上，重力加速度為g。則()A.當小球以角速度做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為mgB.當小球以角速度做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小0C.當小球以角速度做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為5mgD.當小球以角速度做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小為07.如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩小物塊用輕質(zhì)彈簧相連，A放置在光滑水平地面上，一輕繩通過光滑的定滑輪與物塊B相連(連接物塊B的繩子恰好伸直但不繃緊)，彈簧的勁度系數(shù)k。現(xiàn)用一水平向右的拉力F作用在輕繩上，使物塊B緩慢向上運動，已知重力加速度為g，當A物塊恰好離開地面時，F(xiàn)所做功為()A. B. C. D.8.某同學(xué)觀看了著名科幻電影《流浪地球》后，提出大膽假設(shè)，除了建造太空電梯外還可以建設(shè)一條如圖所示穿過地心的隧道，假設(shè)地球的半徑為R，質(zhì)量分布均勻，根據(jù)萬有引力，我們可以合理假設(shè)小球在地心隧道運行時()A.小球?qū)⒁恢弊鰟蚣铀龠\動B.小球?qū)⒆鰷p速運動C.小球?qū)⒆鐾颠\動D.小球?qū)⑦\動到地心后減速到0，最終懸停在地心9.物塊在水平桌面上受到水平恒定拉力作用下由靜止開始加速運動，經(jīng)過一段時間后撤去拉力，物塊又滑行一段距離停下來。如果以物塊的初始位置為坐標原點，沿運動方向建立x軸，則物塊的動能隨位置坐標x的變化圖像如圖所示。重力加速度為已知量，根據(jù)圖像可以求出下面哪些量()A.物塊質(zhì)量 B.物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)C.水平拉力大小 D.全過程物塊的機械能變化量10.“太空垃圾”已經(jīng)成為了航天安全的重要威脅，為了安全航天“太空垃圾”的回收清理勢在必行，科學(xué)家構(gòu)想向太空發(fā)射清潔衛(wèi)星，通過變換軌道對“太空垃圾”進行清理，如圖所示，其過程簡化為清潔衛(wèi)星先進入近地圓軌道，經(jīng)過與其相切的繞地球橢圓軌道再轉(zhuǎn)移到繞地球圓軌道，A、B分別為橢圓軌道上的近地點和遠地點。清潔衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量視為不變。則下列說法正確的是()A.清潔衛(wèi)星在軌道上B點的加速度小于在軌道上B點的加速度B.清潔衛(wèi)星在軌道上A點時的速率大于地球的第一宇宙速度C.清潔衛(wèi)星在軌道上B點機械能大于在軌道上B點的機械能D.在軌道上，清潔衛(wèi)星在A點的機械能等于在B點的機械能，從A到B，引力做負功11.如圖所示，將一個小球P從A點以v0水平拋出小球恰好落在斜面底端B點，若在B點正上方與A等高的C點將一相同的小球Q以2v0速度水平拋出，小球落在斜面上的D點，已知ABCD處于同一豎直面，則下列說法正確的是()A. B.C. D.12.如圖甲、乙所示，AB段為上表面動摩擦因數(shù)為，長為L的長木板，長木板右側(cè)地面略高，恰能使右側(cè)固定于地面的光滑圓弧或光滑斜面與長木板相切，已知光滑圓弧的半徑與斜面的豎直高度均為L，現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的小物塊輕放在長木板的A端，且施加一個水平向右F=mg的恒力，若小滑塊進入光滑斜面時無能量損失，斜面傾角為，則小滑塊在甲乙兩圖中到達軌跡最高點時增加的機械能為()A.圖甲機械能增加量為1.4mgLB.圖甲的機械能增加量為2.2mgLC.圖乙的機械能增加量為1.5mgLD.圖乙的機械能增加量為2.5mgL第II卷(非選擇題，共52分)二、實驗題(本題共兩小題，共16分)13.宇航員登陸某星球做了一個平拋運動實驗，并用頻閃照相機記錄小球做平拋運動的部分軌跡，且已知平拋初速度為2.5m/s。將相片放大到實際大小后在水平方向和豎直方向建立平面直角坐標系，A、B、C為小球運動中的3個連續(xù)的記錄點，A、B和C點的坐標分別為(0，0)、(0.50m，0.25m)和(1.00m，0.75m)。已知則：(1)頻閃照相機的頻閃頻率為___________Hz；(2)該星球表面重力加速度為___________m/s2；(3)若該星球半徑為R=1000km，則該星球第一宇宙速度為___________m/s；(4)該星球的質(zhì)量大約是___________kg。(保留兩位有效數(shù)字)14.探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間關(guān)系實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標尺，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。(1)在這個實驗中，利用了___________(選填“理想實驗法”“等效替代法”或“控制變量法”)來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系；(2)探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇兩個質(zhì)量___________(選填“相同”或“不同”)的小球；(3)探究向心力大小與圓周運動的角速度的關(guān)系，左右兩邊塔輪的半徑___________(選填“相同”或“不同”)(4)當用兩個質(zhì)量相等的小球做實驗，調(diào)整長槽中小球的軌道半徑等于短槽中小球的軌道半徑，轉(zhuǎn)動時發(fā)現(xiàn)左、右標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為4：1，則左、右兩邊塔輪的半徑之比為___________。三、解答題(本題共三小題，共36分)15.2021年10月3日神舟十三號飛船發(fā)射成功，神舟十三號與中國空間站的天和核心艙對接后，與空間站一起繞地球做勻速圓周運動，三位宇航員在空間站駐留六個月從事各項科研工作。已知我國空間站距離地球表面的高度為h，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。求：(1)空間站繞地球做勻速圓周運動的周期T；(2)在空間站中，宇航員長期處于失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來不適，科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，其半徑為r，繞中軸勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示。宇航員(可視為質(zhì)點)站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，若要感受到與他站在地球表面時相同大小的支持力，旋轉(zhuǎn)艙繞其中軸勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)為多大。16.某同學(xué)利用暑假時間到工地體驗生活，工友交給他一個任務(wù)，將靜置于地面質(zhì)量為40kg的一袋水泥用吊機豎直提升到高為194.4m的平臺，小明利用物理老師講的機車啟動知識，決定操控吊機使水泥袋先做勻加速運動，待電機功率達到額定功率后，保持額定功率不變再做變加速、勻速運動，離平臺還有一小段距離時調(diào)整為勻減速上升，到達平臺的速度剛好為零，通過吊機臂銘牌查閱到該吊機額定功率為4800W、最大拉力600N，減速時加速度為，，請你根據(jù)小明的思路結(jié)合實際數(shù)據(jù)，不計空氣阻力，試求：(1)水泥袋做勻加速運動的最短時間；(2)滿足(1)的前提下，求吊機以額定功率運行的過程中水泥袋上升所需要的時間；17.如圖所示，一細圓環(huán)半徑為r，環(huán)面處于豎直面內(nèi)。環(huán)上穿有一質(zhì)量為m的小球，可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運動，某時刻小球受到水平向右的恒力F=mg。小球經(jīng)過A點時速度的方向恰好豎直向上。重力加速度為g，則：(1)若小球經(jīng)過A點時與圓環(huán)間無力的作用，求小球經(jīng)過A點時的速度大小vA；(2)要使小球能運動到與A點對稱的B點，求小球在A點的速度至少為多大；(3)在保證小球恰好做圓周運動的前提下，求小球?qū)壍赖淖畲髩毫槎啻蟆?022—2023學(xué)年度下學(xué)期期中考試高一試題物理考試時間：90分鐘滿分：100分第I卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題共12小題，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1-8題只有一項符合題目要求，每小題4分；第9-12題有多項符合題目要求，每小題4分，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.下列說法中正確的是()A.開普勒第一定律告訴我們，行星繞太陽運動的軌道都是圓周軌道B.牛頓月地檢驗表明地面物體所受地球引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同的規(guī)律C.卡文迪什利用扭秤實驗提出了萬有引力定律D.1971年銫原子鐘的實驗中發(fā)現(xiàn)高速運動的μ子壽命變短【答案】B【解析】【詳解】A．開普勒第一定律告訴我們，行星繞太陽運動的軌道都是橢圓軌道，故A錯誤；B．牛頓的月地檢驗表明地面物體所受地球引力、月球所受地球的引力，與太陽、行星間的引力遵從相同的規(guī)律，故B正確；C．卡文迪什利用扭秤實驗測出了萬有引力常量，故C錯誤；D．1971年銫原子鐘的實驗中發(fā)現(xiàn)高速運動的μ子壽命變長，故D錯誤。故選B。2.如圖所示，兩個皮帶輪在電機的帶動下順時針轉(zhuǎn)動，帶動水平傳送帶以不變的速率運行。將質(zhì)量為的物體A(可視為質(zhì)點)輕輕放在傳送帶左端，經(jīng)時間后，A的速度變?yōu)関，再經(jīng)過相同時間后，到達傳送帶右端。則下列說法正確的是()A.物體A由傳送帶左端到右端的平均速度為4m/sB.傳送帶對物體做功為32JC.系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為16JD.因傳送物塊，電機額外輸出的能量為48J【答案】C【解析】【詳解】A．物體A由傳送帶左端到右端通過的位移為平均速度為故A錯誤；B．物體從靜止釋放后經(jīng)時間t速度變?yōu)関，對此過程，應(yīng)用動能定理可得傳送帶對物體A做的功為故B錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律有系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的熱量為解得故C正確；D．因傳送物塊，電機額外輸出的能量為故D錯誤。故選C。3.高中墜物十分危險，我們可以根據(jù)墜物落地時的運動狀態(tài)判斷墜物是從哪一樓層拋出的，假設(shè)某次實驗中，垂直于豎直墻壁向外拋出一個可視為質(zhì)點的物體，從監(jiān)測畫面中描繪出墜地物體落地速度方向與水平方向所成夾角為θ，經(jīng)測量，若落地點距拋出點水平間距為10m，，則下列說法正確的是()A.墜物在空中飛行時間為20s B.墜物落地時速度與豎直方向夾角大于C.墜物拋出時的初速度為0.5m/s D.墜物可能來自于7樓【答案】D【解析】【詳解】A．設(shè)物體拋出時的初速度為，則落地時解得A錯誤；B．設(shè)墜物落地時速度與豎直方向夾角為α，則墜物落地時速度與豎直方向夾角小于，B錯誤；C．由可得墜物的初速度C錯誤；D．墜物下落的高度樓房每層樓的高度為2.8m，由可知墜物可能來自于7樓，D正確。故選D。4.為了美觀和經(jīng)濟，許多橋面建成拱形，為避免車速過快，造成安全隱患，拱橋上一般都會有限速標志，若汽車對拱橋的壓力是其自身重力的0.9倍時的速度為該橋的限速標志對應(yīng)的速度，當拱橋圓弧對應(yīng)的曲率半徑為100m時，，橋上的限速標志所示速度為()A.36km/h B.60km/h C.84km/h D.108km/h【答案】A【解析】【詳解】根據(jù)牛頓第二定律得解得故選A。5.水平面上有一固定斜面，一質(zhì)量為m的可視為質(zhì)點物塊靜止于A點，現(xiàn)施加一個恒定外力F。已知全程動摩擦因數(shù)為μ，物塊A、C間的水平距離為L，豎直高度為h，若物塊到達C點時速度為v，不計在B處的能量損失，重力加速度為g，則下列說法正確的是()A.物塊的重力勢能為mghB.物塊的機械能增加了FLC.物塊克服摩擦做功為：D.外力F做功為：【答案】C【解析】【詳解】A．重力勢能與選取的零勢能面有關(guān)，零勢能面不同時，重力勢能不同，A錯誤；B．物塊的機械能增加量B錯誤；C．根據(jù)動能定理物塊克服摩擦做功為C正確；D．根據(jù)動能定理由于水平外力F的影響導(dǎo)致克服摩擦力做功不等于，所以外力F做的功不等于D錯誤。故選C。6.如圖所示，長為L的繩子下端連著一質(zhì)量為m的小球，上端懸于天花板上。當把繩子拉直時，繩子與豎直線的夾角為，此時小球靜止于光滑的水平桌面上，重力加速度為g。則()A.當小球以角速度做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為mgB.當小球以角速度做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小0C.當小球以角速度做圓錐擺運動時，繩子的張力大小為5mgD.當小球以角速度做圓錐擺運動時，桌面受到的壓力大小為0【答案】D【解析】【詳解】AB．對小球受力分析，作出力圖如圖1：根據(jù)牛頓第二定律得又解得故AB錯誤；CD．設(shè)小球?qū)ψ烂媲『脽o壓力時角速度為，可解得此時由于，故小球離開桌面做勻速圓周運動，則N=0此時小球的受力如圖2：設(shè)繩子與豎直方向的夾角為，則有聯(lián)立解得故C錯誤，D正確；故選D。7.如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩小物塊用輕質(zhì)彈簧相連，A放置在光滑水平地面上，一輕繩通過光滑的定滑輪與物塊B相連(連接物塊B的繩子恰好伸直但不繃緊)，彈簧的勁度系數(shù)k?，F(xiàn)用一水平向右的拉力F作用在輕繩上，使物塊B緩慢向上運動，已知重力加速度為g，當A物塊恰好離開地面時，F(xiàn)所做功為()A. B. C. D.【答案】D【解析】【詳解】開始時彈簧的壓縮量此時當A物塊恰好離開地面時彈簧伸長量為此時則F做功故選D。8.某同學(xué)觀看了著名科幻電影《流浪地球》后，提出大膽假設(shè)，除了建造太空電梯外還可以建設(shè)一條如圖所示穿過地心的隧道，假設(shè)地球的半徑為R，質(zhì)量分布均勻，根據(jù)萬有引力，我們可以合理假設(shè)小球在地心隧道運行時()A.小球?qū)⒁恢弊鰟蚣铀龠\動B.小球?qū)⒆鰷p速運動C.小球?qū)⒆鐾颠\動D.小球?qū)⑦\動到地心后減速到0，最終懸停在地心【答案】C【解析】【詳解】A．物體在地表時重力近似等于萬有引力，有以地心為位移起點，設(shè)某時刻物體的位移為x，則半徑為的球的質(zhì)量由于均勻球殼對殼內(nèi)物體引力為零，則此時物體所受引力大小為考慮到F與x方向相反，聯(lián)立可得為常數(shù)，即該物體的運動為簡諧運動，故A錯誤；B．同理B錯誤；C．因該物體的運動為簡諧運動，因此小球?qū)⒆鐾颠\動，C正確；D．同理D錯誤。故答案選C9.物塊在水平桌面上受到水平恒定拉力作用下由靜止開始加速運動，經(jīng)過一段時間后撤去拉力，物塊又滑行一段距離停下來。如果以物塊的初始位置為坐標原點，沿運動方向建立x軸，則物塊的動能隨位置坐標x的變化圖像如圖所示。重力加速度為已知量，根據(jù)圖像可以求出下面哪些量()A.物塊的質(zhì)量 B.物塊與桌面之間的動摩擦因數(shù)C.水平拉力大小 D.全過程物塊的機械能變化量【答案】CD【解析】詳解】ABC．拉力作用下，由動能定理可得故有撤去拉力后，只有摩擦力做功，故有解得有故水平拉力大小可以確定，質(zhì)量無法確定，故動摩擦因數(shù)無法確定，AB錯誤，C正確；D．全過程物塊的機械能變化量D正確故選CD10.“太空垃圾”已經(jīng)成為了航天安全的重要威脅，為了安全航天“太空垃圾”的回收清理勢在必行，科學(xué)家構(gòu)想向太空發(fā)射清潔衛(wèi)星，通過變換軌道對“太空垃圾”進行清理，如圖所示，其過程簡化為清潔衛(wèi)星先進入近地圓軌道，經(jīng)過與其相切的繞地球橢圓軌道再轉(zhuǎn)移到繞地球圓軌道，A、B分別為橢圓軌道上的近地點和遠地點。清潔衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量視為不變。則下列說法正確的是()A.清潔衛(wèi)星在軌道上B點的加速度小于在軌道上B點的加速度B.清潔衛(wèi)星在軌道上A點時的速率大于地球的第一宇宙速度C.清潔衛(wèi)星在軌道上B點機械能大于在軌道上B點的機械能D.在軌道上，清潔衛(wèi)星在A點的機械能等于在B點的機械能，從A到B，引力做負功【答案】BD【解析】【詳解】A．B點到地球球心的距離r一定，由可知，清潔衛(wèi)星在軌道上B點的加速度等于在軌道上B點的加速度，故A錯誤；B．清潔衛(wèi)星在軌道上的運動軌道為橢圓，在軌道II上A點時的速率大于地球的第一宇宙速度，故B正確；C．清潔衛(wèi)星在圓軌道的B點需點火減速，才能進入橢圓軌道，推力做負功，機械能減小，故清潔衛(wèi)星在軌道上的機械能大于在軌道上的機械能，故C錯誤；D．在軌道上，只有引力做功，機械能守恒，因此清潔衛(wèi)星在A點的機械能等于在B點的機械能，從A到B，遠離地球與引力方向相反，因此引力做負功，故D正確。故選BD。11.如圖所示，將一個小球P從A點以v0水平拋出小球恰好落在斜面底端B點，若在B點正上方與A等高的C點將一相同的小球Q以2v0速度水平拋出，小球落在斜面上的D點，已知ABCD處于同一豎直面，則下列說法正確的是()A. B.C. D.【答案】AD【解析】【詳解】AB．如圖

設(shè)AB之間高度差為h，CD之間高度差為h'代入數(shù)據(jù)解得斜面傾角的正切值代入數(shù)據(jù)解得所以故A正確，B錯誤。CD．由上述分析可知選項C錯誤，D正確。故選AD。12.如圖甲、乙所示，AB段為上表面動摩擦因數(shù)為，長為L的長木板，長木板右側(cè)地面略高，恰能使右側(cè)固定于地面的光滑圓弧或光滑斜面與長木板相切，已知光滑圓弧的半徑與斜面的豎直高度均為L，現(xiàn)將一個可視為質(zhì)點的小物塊輕放在長木板的A端，且施加一個水平向右F=mg的恒力，若小滑塊進入光滑斜面時無能量損失，斜面傾角為，則小滑塊在甲乙兩圖中到達軌跡最高點時增加的機械能為()A.圖甲的機械能增加量為1.4mgLB.圖甲的機械能增加量為2.2mgLC.圖乙的機械能增加量為1.5mgLD.圖乙的機械能增加量為2.5mgL【答案】AC【解析】【詳解】AB．從A到B，根據(jù)功能關(guān)系有又解得小滑塊在光滑圓弧運動時，受力情況如圖所示根據(jù)等效重力加速度、圓周運動和幾何知識可知，小滑塊到達C點時的速度為v，離開C點后做豎直上拋運動，時間為水平方向做勻加速運動，加速度為水平方向位移為解得可知圖甲中小滑塊到達軌跡最高點時增加的機械能為故A正確，B錯誤；CD．小滑塊在斜面運動時受力情況如圖可知小滑塊加速為零，做勻速運動，離開斜面后豎直方向做豎直上拋運動，時間為水平方向做勻加速運動，加速度為水平方向位移為解得可知圖乙中小滑塊到達軌跡最高點時增加的機械能為故C正確，D錯誤。故選AC。第II卷(非選擇題，共52分)二、實驗題(本題共兩小題，共16分)13.宇航員登陸某星球做了一個平拋運動實驗，并用頻閃照相機記錄小球做平拋運動的部分軌跡，且已知平拋初速度為2.5m/s。將相片放大到實際大小后在水平方向和豎直方向建立平面直角坐標系，A、B、C為小球運動中的3個連續(xù)的記錄點，A、B和C點的坐標分別為(0，0)、(0.50m，0.25m)和(1.00m，0.75m)。已知則：(1)頻閃照相機的頻閃頻率為___________Hz；(2)該星球表面重力加速度為___________m/s2；(3)若該星球半徑為R=1000km，則該星球第一宇宙速度為___________m/s；(4)該星球的質(zhì)量大約是___________kg。(保留兩位有效數(shù)字)【答案】①.5②.6.25③.2500④.9.41022【解析】【詳解】(1)頻閃照相機的頻閃頻率為(2)頻閃照相機的周期為根據(jù)可得(3)根據(jù)第一宇宙速度的計算公式有(4)根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系有解得14.探究向心力大小F與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間關(guān)系的實驗裝置如圖所示，轉(zhuǎn)動手柄，可使變速塔輪、長槽和短槽隨之勻速轉(zhuǎn)動。皮帶分別套在塔輪的圓盤上，可使兩個槽內(nèi)的小球分別以不同角速度做勻速圓周運動。小球做圓周運動的向心力由橫臂的擋板提供，同時，小球?qū)醢宓膹椓κ箯椈蓽y力筒下降，從而露出測力筒內(nèi)的標尺，標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比即為兩個小球所受向心力的比值。(1)在這個實驗中，利用了___________(選填“理想實驗法”“等效替代法”或“控制變量法”)來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系；(2)探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇兩個質(zhì)量___________(選填“相同”或“不同”)的小球；(3)探究向心力的大小與圓周運動的角速度的關(guān)系，左右兩邊塔輪的半徑___________(選填“相同”或“不同”)(4)當用兩個質(zhì)量相等的小球做實驗，調(diào)整長槽中小球的軌道半徑等于短槽中小球的軌道半徑，轉(zhuǎn)動時發(fā)現(xiàn)左、右標尺上露出的紅白相間的等分格數(shù)之比為4：1，則左、右兩邊塔輪的半徑之比為___________?！敬鸢浮竣?控制變量法②.相同③.不同④.1：2【解析】【詳解】(1)[1]在這個實驗中，利用了控制變量法來探究向心力的大小與小球質(zhì)量m、角速度ω和半徑r之間的關(guān)系；(2)[2]探究向心力的大小與圓周運動半徑的關(guān)系時，應(yīng)選擇兩個質(zhì)量相同的小球；(3)[3]探究向心力的大小與圓周運動的角速度的關(guān)系，左右兩邊塔輪的半徑不同，根據(jù)可知此時角速度不同。(4)[4]根據(jù)由題意可知可得由可得左、右兩邊塔輪的半徑之比是1：2。三、解答題(本題共三小題，共36分)15.2021年10月3日神舟十三號飛船發(fā)射成功，神舟十三號與中國空間站的天和核心艙對接后，與空間站一起繞地球做勻速圓周運動，三位宇航員在空間站駐留六個月從事各項科研工作。已知我國空間站距離地球表面的高度為h，地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。求：(1)空間站繞地球做勻速圓周運動的周期T；(2)在空間站中，宇航員長期處于失重狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來的不適，科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，其半徑為r，繞中軸勻速旋轉(zhuǎn)，如圖所示。宇航員(可視為質(zhì)點)站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，若要感受到與他站在地球表面時相同大小的支持力，旋轉(zhuǎn)艙繞其中軸勻速轉(zhuǎn)動的角速度ω應(yīng)為多大?！敬鸢浮?1