山東省煙臺(tái)市2022-2023學(xué)年高一年級(jí)下冊(cè)期中考試物理 含解析

高一物理（等級(jí)考）黃卷

注意事項(xiàng)：

1.本試卷分第I卷（選擇題）和第n卷（非選擇題）兩部分，共loo分，時(shí)間/分鐘。

2.第I卷每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑；第II卷用黑色

簽字筆直接答在答題卡上對(duì)應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)；寫(xiě)在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域

均無(wú)效?？荚嚱Y(jié)束只交答題卡。

一、單項(xiàng)選擇題：本題共9小題，每小題3分，共27分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。

1.在1905年愛(ài)因斯坦提出了狹義相對(duì)論理論，此理論建立的前提有兩個(gè)假設(shè)條件以及在相對(duì)論理論下觀

察到的不同現(xiàn)象，如果有接近光速運(yùn)動(dòng)下的物體時(shí)間和空間都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，下列說(shuō)法中正確的是

（）

A.在不同的慣性參考系中，一切物體的規(guī)律是不同的

B.真空中的光速在不同的慣性參考系中大小都是相同的

C.物體在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它沿運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度會(huì)變大

D.狹義相對(duì)論只適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，不適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體

【答案】B

【解析】

【分析】

【詳解】A.根據(jù)相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可知，在不同的慣性參考系中，一切物體的規(guī)律是相同的，故A

錯(cuò)誤；

B.根據(jù)相對(duì)論的兩個(gè)基本假設(shè)可知，在不同的慣性參考系中，真空中的光速是相同的，故B正確；

C.根據(jù)長(zhǎng)度從相對(duì)論關(guān)系

可知，當(dāng)物體在接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，它沿運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度會(huì)變小，故C錯(cuò)誤；

D.狹義相對(duì)論即適用于高速運(yùn)動(dòng)的物體，也適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體，經(jīng)典力學(xué)是狹義相對(duì)論在低速（c:

條件下的近似，故D錯(cuò)誤。

故選B。

2.中國(guó)空間站（也稱為天宮空間站）繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，空間站中的宇航員（）

A.處于平衡狀態(tài)B.處于超重狀態(tài)

C,處于失重狀態(tài)D.不受地球引力作用

【答案】C

【解析】

【詳解】宇航員受地球的萬(wàn)有引力，所受引力全部用來(lái)提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力而處于失重狀態(tài)。

故選C。

3.在修筑鐵路時(shí)，彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌（如圖甲所示），當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外

軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓，設(shè)此時(shí)的速度大小為匕。在修建一些急轉(zhuǎn)彎的公路時(shí)，通常也會(huì)將彎道設(shè)置成

外高內(nèi)低（如圖乙所示）。當(dāng)汽車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，可不受地面的側(cè)向摩擦力，設(shè)此時(shí)的速度大

小為％,重力加速度為g。以下說(shuō)法中正確的是（）

A.火車彎道的半徑

g

B.當(dāng)火車速率大于匕時(shí)，外軌將受到輪緣的擠壓

C.當(dāng)汽車速率大于為時(shí)，汽車一定會(huì)向彎道外側(cè)“漂移”

D.當(dāng)汽車質(zhì)量改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度嶺也將改變

【答案】B

【解析】

【詳解】A.設(shè)火車軌道傾角與水平面的夾角為火車的質(zhì)量為陽(yáng)，則在火車轉(zhuǎn)彎時(shí)重力和支持力的合

力提供火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力，有

mgtan0=m

R

由此可得，火車轉(zhuǎn)彎半徑為

R-V；

K----------

gtan，

故A錯(cuò)誤;

B.當(dāng)火車速率大于匕時(shí)，重力和支持力的合力不足以提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力，火車有向外運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),

輪緣對(duì)外軌產(chǎn)生擠壓，外軌給火車一個(gè)支持力，以補(bǔ)充火車轉(zhuǎn)彎時(shí)因速度過(guò)大而不足的向心力，故B正確;

CD.設(shè)汽車的質(zhì)量為加一可知以速度%汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，恰好重力和支持力的合力提供向心力，設(shè)公路的傾

角為。，則有

$

m1gtana=網(wǎng)太

由上式可知，當(dāng)汽車速度改變時(shí)，規(guī)定的行駛速度嶺并不會(huì)發(fā)生變化，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，而當(dāng)汽車速率大于力

時(shí)，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此時(shí)汽車有向外運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，與地面之間產(chǎn)生一個(gè)向內(nèi)的摩

擦力，以補(bǔ)充所需的向心力，因此當(dāng)速度大于丫2時(shí)汽車不一定發(fā)生側(cè)滑而向彎道外側(cè)“漂移”，除非速度

太大，輪胎與地面之間的靜摩擦力變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力才會(huì)發(fā)生“漂移”，故CD錯(cuò)誤。

故選B。

4.2021年11月23日長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭將高分三號(hào)02星送入預(yù)定軌道，高分三號(hào)02星是由中國(guó)航天科

技集團(tuán)五院研制的海洋監(jiān)視監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)星，運(yùn)行于距地球表面高度755km的太陽(yáng)同步回歸軌道，我國(guó)即將建

成的空間站運(yùn)行于距地球表面高度400km的圓軌道，地球的半徑為6371km,高分三號(hào)02星和空間站繞地

球的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.高分三號(hào)02星的角速度比空間站的大

B.高分三號(hào)02星的線速度比空間站的大

C.根據(jù)題中信息，可以計(jì)算出地球的質(zhì)量

D.根據(jù)題中信息，可以計(jì)算出高分三號(hào)02星與空間站的周期之比

【答案】D

【解析】

【詳解】AB.由

GMm2wv2

——；—=ma>r=-----

rr

可得

y[丁GM①七[GM

因怪<嘀分，則高分三號(hào)02星的角速度比空間站的小，線速度比比空間站的小，AB錯(cuò)誤；

C.根據(jù)題中只已知衛(wèi)星的軌道半徑，而無(wú)衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)參量V、。等，則無(wú)法計(jì)算地球的質(zhì)量，C錯(cuò)誤；

D.已知兩衛(wèi)星的軌道半徑之比，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律

r3

可以得出高分三號(hào)02星與空間站的周期之比，D正確;

故選D。

5.在空間站中，宇航員長(zhǎng)期處于失重狀態(tài)。為緩解這種狀態(tài)帶來(lái)的不適,科學(xué)家設(shè)想建造一種環(huán)形空間站，

如圖所示。圓環(huán)繞中心勻速旋轉(zhuǎn)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)的側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小

的支持力。已知地球表面的重力加速度為g,圓環(huán)的半徑為廣，宇航員可視為質(zhì)點(diǎn)，為達(dá)到目的，旋轉(zhuǎn)艙繞

其軸線勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期應(yīng)為（）

A2噌B.2兀聆C.dD.兀聆

【答案】A

【解析】

【詳解】旋轉(zhuǎn)艙中的宇航員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，圓環(huán)繞中心勻速旋轉(zhuǎn)使宇航員感受到與地球一樣的“重力”

是向心力所致，通過(guò)受力分析可知提供向心力的是對(duì)宇航員的支持力，則由題意知，宇航員受到和地球表

面相同大小的支持力，支持力大小為機(jī)g,因此有

4/

mg=m——r

解得

故A正確，B、C、D錯(cuò)誤，

故選Ao

6.若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋(píng)果落地的力”遵循同樣的規(guī)律，在已知月地距離約為地球

半徑60倍的情況下，需要驗(yàn)證（）

A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋(píng)果的力的^―

3600

B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋(píng)果落向地面加速度的」一

3600

C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的！

r.（4〉4）的滑道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半個(gè)圓周后勻加速?zèng)_向終點(diǎn)線。甲、乙兩運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量相等,

他們做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受向心力大小相等，直線沖刺時(shí)的加速度大小也相等。則下列判斷中正確的是（）

A.在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲所用的時(shí)間比乙的長(zhǎng)

B.在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲、乙的角速度大小相等

C.在沖刺時(shí)，甲一定先到達(dá)終點(diǎn)線

D.在沖刺時(shí)，乙到達(dá)終點(diǎn)線時(shí)的速度較大

【答案】D

【解析】

【詳解】A.根據(jù)

〃47r2r

解得

mr

T=2TI

由于做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受向心力大小相等，甲運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小于乙運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，可知甲

運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于乙運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的周期，即在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲所用的時(shí)間比乙的短，A錯(cuò)

誤；

B.根據(jù)

r-i2

r=mcor

由于做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受向心力大小相等，甲運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小于乙運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，可知甲

運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大于乙運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的角速度，B錯(cuò)誤；

D.沖刺時(shí)的初速度大小等于圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小，根據(jù)

-v2

r=m—

解得

"=產(chǎn)

Vm

由于做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所受向心力大小相等，甲運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小于乙運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，可知甲

運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于乙運(yùn)動(dòng)員圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，令到達(dá)終點(diǎn)線時(shí)的速度大小為匕，沖刺勻加速

的位移為尤，則有

vf-v2-2ax

由于沖刺勻加速運(yùn)動(dòng)的位移與加速度均相等，可知?jiǎng)蚣铀俚某跛俣容^大的乙運(yùn)動(dòng)員到達(dá)終點(diǎn)線時(shí)的速度較

大，D正確；

C.根據(jù)上述，乙運(yùn)動(dòng)員在圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程所用時(shí)間大于甲運(yùn)動(dòng)員在圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程所用時(shí)間，而在沖刺加速

過(guò)程中，由于乙運(yùn)動(dòng)員的初速度大，則乙運(yùn)動(dòng)員在沖刺加速過(guò)程中所用時(shí)間小于甲運(yùn)動(dòng)員在沖刺加速過(guò)程

中所用時(shí)間，則誰(shuí)先達(dá)到中點(diǎn)的時(shí)間與沖刺加速過(guò)程的位移大小有關(guān)，即不能確定誰(shuí)先達(dá)到，可知在沖刺

時(shí)，甲不一定先到達(dá)終點(diǎn)線，C錯(cuò)誤。

故選D。

9.有一質(zhì)量為加、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心。為2H的地方有一質(zhì)量為加的質(zhì)點(diǎn)?，F(xiàn)從機(jī)

中挖去半徑為工尺的球體，如圖所示，則剩余部分對(duì)加的萬(wàn)有引力大小為()

2

7Gmm'Gmm,Gmm!1IGmm

A.--------B.------C.------D.----------

36R-M4R236W

【答案】A

【解析】

【詳解】挖去小球前，球與質(zhì)點(diǎn)的萬(wàn)有引力大小為

二-mm'Gmm'

卜_(J---------------

1(2R)24R2

設(shè)挖去的球體的質(zhì)量為加i，球體的密度為夕，則有

4c34,R、3

m-p—7iR,叫=p?—)

可得

m

被挖部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)的引力大小為

CJ8TYlGcmmf

2—3R2_18R2

[2）

則剩余部分對(duì)質(zhì)點(diǎn)加的萬(wàn)有引力大小為

「7Gmmt

故選Ao

二、多項(xiàng)選擇題：本題共5小題，每小題3分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多

項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得3分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。

10.關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，向心加速度與半徑成正比

B.做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受的合外力一定指向圓心

C.物體在始終與速度垂直的力作用下，可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)

D.速率變化圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，而勻速圓周運(yùn)動(dòng)是勻加速運(yùn)動(dòng)

【答案】AC

【解析】

【詳解】A.根據(jù)

a-arr>co=27m

可知當(dāng)轉(zhuǎn)速一定時(shí)，向心加速度與半徑成正比，故A正確；

B.只有做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，所受的合外力才一定指向圓心，故B錯(cuò)誤；

C.物體在始終與速度垂直的力作用下，可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故C正確；

D.速率變化的圓周運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度方向也是變化的，也是變加速運(yùn)動(dòng)，故D

錯(cuò)誤。

故選AC?

II.我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)被命名為“天問(wèn)一號(hào)”。已知火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10%,半徑約為地球半徑

的50%,下列說(shuō)法正確的是（）

A.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度

B.火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度

C.火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第二宇宙速度

D.火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)介于地球的第一和第二宇宙速度之間

【答案】BC

【解析】

【詳解】A.萬(wàn)有引力提供向心力，則有

GMmmVy

R-~~R~

解得第一宇宙速度為

所以火星的第一宇宙速度為

110%非

V標(biāo)萬(wàn)地『地

所以火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；

B.萬(wàn)有引力近似等于重力，則有

GMm

解得星表面的重力加速度

=GM火=10%=2

所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故B正確；

CD.當(dāng)發(fā)射速度大于第二宇宙速度時(shí)，探測(cè)器將脫離地球的引力在太陽(yáng)系的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，火星在太陽(yáng)系內(nèi)，

所以火星探測(cè)器的發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選BCo

12.在如圖所示的傳動(dòng)裝置中，8、C兩輪固定在一起繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，A、2兩輪用皮帶傳動(dòng)，三個(gè)輪的半

徑關(guān)系是以=%=2%,若皮帶不打滑，則A、B、C三輪邊緣上"、b、c三點(diǎn)的（）

A.角速度之比為2:1:2

B.線速度大小之比為1:1:2

C.周期之比為1:2:2

D.轉(zhuǎn)速之比為1:2:2

【答案】BD

【解析】

【詳解】AB.A、3兩輪用皮帶傳動(dòng)，可知心。兩點(diǎn)的線速度大小相等，即

匕=以

根據(jù)

v=a>r,ra—2rh

可得

①b=2①°

b、c兩點(diǎn)同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，可知6、c兩點(diǎn)角速度相等，則有

根據(jù)

v=or,rc=2rb

可得

匕=2Vb

可得a、b、c三點(diǎn)的角速度之比為

4:q:e=1：2：2

a、b、。三點(diǎn)的線速度大小之比為

va=i：i：2

故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.根據(jù)

2/r

T=—,co=2兀n

co

可得。、b、。三點(diǎn)的周期之比為

小工工=2:1:1

。、b、。三點(diǎn)的轉(zhuǎn)速之比為

14.如圖，同步衛(wèi)星與地心的距離為廠，運(yùn)行速率為以，向心加速度為0，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)

的向心加速度為。2,第一宇宙速度為也，地球半徑為R,則下列比值正確的是（）

同步衛(wèi)星

【答案】AD

【解析】

【詳解】本題中涉及三個(gè)物體，其已知量排列如下；地球同步衛(wèi)星：軌道半徑廠，運(yùn)行速率也，加速度。1；

地球赤道上的物體：軌道半徑R,隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度。2,近地衛(wèi)星：軌道半徑R,運(yùn)行速率V2

CD.對(duì)于衛(wèi)星，其共同特點(diǎn)是萬(wàn)有引力提供向心力，有

匕

嶺

故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確;

AB.對(duì)于同步衛(wèi)星和地球赤道上的物體，其共同特點(diǎn)是角速度相等，有。=32「，故

a{_r

a2R

故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤。

故選AD。

三、非選擇題：本題共8小題，共58分。

15.一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在行星上,

宇宙飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：

A.彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)B.精確秒表一只C.天平一臺(tái)（附祛碼一套）D.物體一個(gè)

為測(cè)定該行星的密度，宇航員在繞行中進(jìn)行了一次測(cè)量，依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可以求出密度

（1）繞行時(shí)測(cè)量所用的儀器為（用儀器的字母序號(hào)表示），所測(cè)物理量為O

（2）密度表達(dá)式：（萬(wàn)有引力常量為G）

37r

【答案】①.B②.周期T③.夕=面了

【解析】

【分析】

【詳解】（1）（2）［1北2］［引在地表附近，由重力等于萬(wàn)有引力則有

-Mm

G-^=mg

宇宙飛船繞行星做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力等于向心力則有

cMm4萬(wàn)之

G?=皿亍R

該行星的密度為

MM

P-=

V否

3

聯(lián)立解得

3兀

夕=奇

由以上可知為測(cè)定該行星的密度人需要測(cè)出宇宙飛船繞行星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T,需要用秒表B測(cè)周期。

16.如圖所示，質(zhì)量為0.5kg的小杯里盛有0.5kg的水，用繩子系住小杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，

轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為0.4m。則為使小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出，在最高點(diǎn)時(shí)最小速率是m/s；當(dāng)水杯

在最高點(diǎn)速率v=4m/s時(shí)，g取lOm/sz,繩的拉力大小為N。

【答案】①.2②.30

【解析】

【詳解】口］為使小杯經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)水不流出，則在最高點(diǎn)水需要的向心力應(yīng)大于等于重力，即

V2

m—>mg

解得vN2mzs,即最小速率為2m/so

［2］當(dāng)水杯在最高點(diǎn)速率為4m/s時(shí)，有

[3]根據(jù)上述，結(jié)合圖乙可知，在轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度較小時(shí)，力傳感器的示數(shù)為0,即在轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度較小時(shí)，

水平桿的彈力為0,表明在轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度較小時(shí)，由滑塊與桿之間的摩擦力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即圖

線不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是滑塊與桿之間有摩擦。

18.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小尸與質(zhì)量”、角速度s和半徑r之間

的關(guān)系，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨變速輪塔勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng).橫臂的擋板對(duì)球

的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^(guò)橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺

上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值.某次實(shí)驗(yàn)圖片如下，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題：

⑴在研究向心力的大小廠與質(zhì)量m、角速度co和半徑r之間的關(guān)系時(shí)我們主要用到了物理學(xué)中的方

法；

A.理想實(shí)驗(yàn)法B.等效替代法C.控制變量法D.演繹法

(2)圖中是在研究向心力的大小F與的關(guān)系.

A.質(zhì)量機(jī)B.角速度0C.半徑r

(3)若圖中標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：9,運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判

斷與皮帶連接的變速輪塔對(duì)應(yīng)的半徑之比為

A.1：9B.3：1C.1：3D.l：1

【答案】①.C②.B③.B

【解析】

【分析】該實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，圖中抓住質(zhì)量不變、半徑不變，研究向心力與角速度的關(guān)系，根據(jù)向心

力之比求出兩球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比，結(jié)合尸出，根據(jù)線速度大小相等求出與皮帶連接的變速輪塔對(duì)應(yīng)的半

徑之比.

【詳解】(1)在研究向心力的大小廠與質(zhì)量相、角速度。和半徑r之間的關(guān)系時(shí)，需先控制某些量不變，研

究另外兩個(gè)物理量的關(guān)系，該方法為控制變量法.故選C.

(2)圖中兩球的質(zhì)量相同，轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑相同，則研究的是向心力與角速度的關(guān)系.故選B.

(3)根據(jù)凡=加”2,兩球的向心力之比為1：9,半徑和質(zhì)量相等，則轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度之比為1：3,因?yàn)榭科?/p>

帶傳動(dòng)，變速輪塔的線速度大小相等，根據(jù)知與皮帶連接的變速輪塔對(duì)應(yīng)的半徑之比為3：1.故

選B.

【點(diǎn)睛】本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，即要研究一個(gè)量與另外一個(gè)量的關(guān)系，需要控制其它量不變.知道靠皮

帶傳動(dòng)，變速輪塔的線速度大小相等.

19.在光滑水平轉(zhuǎn)臺(tái)上開(kāi)有一小孔0,一根輕繩穿過(guò)小孔，一端拴一質(zhì)量為0.1kg的物體A,另一端連接

質(zhì)量為1kg的物體B,如圖所示，已知O與物體A間的距離為25cln,開(kāi)始時(shí)物體B與水平地面接觸，設(shè)

轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中物體A始終隨它一起運(yùn)動(dòng)g=10m/s2o問(wèn)：

(1)當(dāng)轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度o=4rad/s旋轉(zhuǎn)時(shí)，物體B對(duì)地面的壓力多大？

【解析】

【分析】

【詳解】(1)對(duì)物體A運(yùn)用牛頓第二定律，繩子的拉力

T=m^a)2r=0.1x0.25xl6N=0.4N

對(duì)B受力分析有

〃％g=T+G

解得

F支=7nBg-T=10-0.4N=9.6N

由牛頓第三定律

『『9.6N

(2)當(dāng)B受的支持力為零時(shí)，其將要離開(kāi)地面，則繩子上的拉力為

T'-m^g=10N

對(duì)A有

T'=mAra)'~

代入數(shù)據(jù)解得

o'=20rad/s

20.太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)行到火星和太陽(yáng)之間，

且三者幾乎排成一條直線的時(shí)候，天文學(xué)稱為“火星沖日"。已知火星公轉(zhuǎn)半徑與地球公轉(zhuǎn)半徑的比值為

ct(C為常數(shù))，地球的公轉(zhuǎn)周期為T(mén),求:

(1)火星公轉(zhuǎn)周期以；

(2)相鄰兩次火星沖日的時(shí)間間隔At。

【答案】(1)CT；(2)----

C-1

【解析】

【詳解】(1)由開(kāi)普勒第三定律

T2

解得

(2)由題意

%4二①的+2萬(wàn)

由角速度和周期關(guān)系

—Ar=—Ar+2^-

TT火

解得

人CT

At=------

C-1

21.某人站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為加的小球，使球在豎直平面

內(nèi)以手為圓心做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩恰好受到所能承受的最大拉力被拉斷，球以繩斷

時(shí)的速度水平飛出，通過(guò)水平距離d后落地。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長(zhǎng)為重