高一物理下学期期末复习精细讲义（人教2019）期中模拟卷01（原卷版+解析）

这是一份高一物理下学期期末复习精细讲义（人教2019）期中模拟卷01（原卷版+解析），共24页。试卷主要包含了请将答案正确填写在答题卡上等内容，欢迎下载使用。

注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求)
1．关于曲线运动，下面说法正确的是（ ）
A．物体运动状态改变着，它一定做曲线运动
B．物体做曲线运动，它的运动状态一直不变
C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和所受到的合外力方向相同
2．“刀削面”是一种广受消费者喜爱的面食，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，厨师将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出，小面圈距锅的高度，与锅沿的最近水平距离，锅可视为半径的半球壳（不计锅的厚度），水面到锅底的距离。不计一切阻力，小面圈的运动可视为平抛运动，则（ ）
A．落入锅中的小面圈速度的变化量均相同
B．落入锅中的小面圈，速度范围为
C．直接落入水中的小面圈，速度范围为
D．直接落入水中的小面圈，速度范围为
3．利用两个大小不同的齿轮来达到改变转速的自行车传动结构的示意图如图所示。已知大齿轮的齿数为45个，小齿轮的齿数为15个，后轮直径约为小齿轮直径的10倍。假设脚踏板在1s内转2圈，下列说法正确的是（ ）
A．小齿轮在1s内也转2圈
B．大齿轮边缘与小齿轮边缘的线速度之比为
C．后轮与小齿轮的角速度之比为
D．后轮边缘与大齿轮边缘的线速度之比为
4．一艘小船在静水中的速度是5m/s，一条河宽为60m，河水流速是4m/s，下列说法正确的是（ ）
A．小船渡过这条河的最短时间是15s
B．小船在这条河中运动的最小速度是3m/s
C．小船渡过这条河的最小位移是60m
D．小船渡过这条河的最小位移是80m
5．在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，其示意图为图乙。假设泼水过程中杯子的运动看成匀速圆周运动，人在内把杯子旋转了。下列说法不正确的是（ ）
A．P位置的小水珠速度方向沿2方向
B．杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向
C．杯子在旋转时的角速度大小为
D．杯子在旋转时的线速度大小约为
6．如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动，那么，从它的分针与时针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为（ ）
A．B．C．D．12h
7．如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，则下列说法正确的是（ ）
A．“嫦娥三号”的线速度不变
B．“嫦娥三号”的向心加速度为
C．若，这段时间内“嫦娥三号”的速度变化量的大小
D．若，这段时间内“嫦娥三号”的为
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道半径为R，小球直径略小于管径（管径远小于R），则下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．小球通过最高点时的最小速度
B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
9．2021年2月10日，“天问一号”探测器成功进入环绕火星椭圆轨道，在椭圆轨道的近火点（接近火星表面）制动后顺利进入近火轨道，点为近火轨道上的另一点，点是椭圆轨道的远地点，椭圆轨道的半长轴等于圆形轨道的直径，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．探测器在点的速度最大
B．探测器在点与椭圆轨道上的点的加速度大小相等
C．探测器在椭圆轨道上点与点的速度之比为
D．探测器在椭圆轨道与圆轨道上的周期之比为
10．木星“冲日”是指地球、木星在各自轨道上运行到太阳、地球和木星排成一条直线或近乎一条直线，地球位于太阳与木星之间，“冲日”时木星距离地球最近，也最明亮。已知木星的公转周期约为12年，质量约为地球质量的320倍，半径约为地球半径的11倍，下列说法正确的是（ ）
A．地球运行的加速度比木星的大
B．木星与地球公转轨道半径之比约为12∶1
C．此次“冲日”现象后，经过约1.09年会再次出现
D．木星与地球密度之比约为1∶4
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题(本大题共2小题，共18分)
11．（12分）某同学探究平抛运动的待点。
（1）用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的待点。用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。
①关于该实验，下列说法正确的是_______（选填选项前的字母）。
A．A、B两球应选用体积小、质量大的小球
B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上
C．比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度
②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此____说明A球竖直方向分运动为自由落体运动，_________说明A球水平方向分运动为匀速直线运动。（选填“能”或“不能”）
（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。
①下列操作中，必要的是_______（选填选项前的字母）。
A．通过调节使斜槽末段保持水平
B．每次需要从不同位置静止释放A球
C．通过调节使硬板保持竖直
D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦
②某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验__________（选填选项前的字母）。
A．A球释放的高度偏高
B．A球释放的高度偏低
C．A球没有被静止释放
D．挡板MN未水平放置
（3）某同学用平滑曲线连接这些痕迹点，得到图4所示A球做平抛运动的轨迹。请利用该轨迹和（1）中得出的平抛运动竖直方向分运动的特点，说明怎样确定平抛运动水平分运动是匀速直线运动。__________
12．（6分）在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图a所示。图b是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮⑤的2倍，轮③的半径是轮⑥的3倍，标尺上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转腾上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图a中的左标尺和右标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为m的球1和球2，质量为的球3.
（1）通过本实验可以得到的结果有_____________
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（2）把球1和球3分别放在挡板A和挡板C处，使它们的运动半径相间，调整塔轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与小球的质量的关系时，皮带应该放在_____________层（填“上”“中间”或“下”）
（3）当皮带放在变速塔轮中间层，小球1和小球3分别放在挡板B和挡板C处时，标尺露出的格子数之比为_____________。
四、解答题(本大题共3小题，共36分)
13．（10分）如图所示，长度为的细绳上端固定在天花板上点，下端拴着质量为的小球。当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为，此时小球静止于光滑的水平桌面上。小球视为质点，重力加速度取，，。求：
（1）当小球以多大的线速度做匀速圆周运动时，小球在桌面上运动但对桌面无压力？
（2）当小球以角速度做匀速圆周运动时，细绳的张力为多大？
14．（12分）如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取，，。）求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；
（2）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力大小；（在A点的速度偏转角为）
（3）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度，此时对轨道的压力大小。
15．（14分）2021年10月16日，我国发射了神舟十三号载人飞船，与空间站组合体完成自主快速交会对接，为我国空间站后续建造任务奠定基础。已知神舟十三号与空间站组合体完成对接后在轨道上运行可视为匀速圆周运动，它们飞行圈所用时间为t。已知它们的总质量为m，距地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）神舟十三号与空间站组合体对接后，地球对它们的万有引力的大小F；
（2）地球的质量M；
（3）地球表面的重力加速度g。
2022-2023学年度高一物理下学期期中考试模拟卷01
考试时间：75分钟
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
一、单选题(本大题共7小题，每小题4分，共28分。在每个小题给出的四个选项中，只有一个符合要求)
1．关于曲线运动，下面说法正确的是（ ）
A．物体运动状态改变着，它一定做曲线运动
B．物体做曲线运动，它的运动状态一直不变
C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和所受到的合外力方向相同
【答案】D
【详解】A．物体运动状态时刻改变着，它可能做直线运动，如匀变速直线运动，故A错误；
B．物体做曲线运动，它的速度方向一定在改变，即运动状态一定在改变，故B错误；
C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向不共线，故C错误；
D．根据牛顿第二定律可知物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和所受到的合外力方向相同，故D正确。
故选D。
2．“刀削面”是一种广受消费者喜爱的面食，传统的操作手法是一手托面一手拿刀，直接将面削到开水锅里。如图所示，厨师将小面圈沿锅的某条半径方向水平削出，小面圈距锅的高度，与锅沿的最近水平距离，锅可视为半径的半球壳（不计锅的厚度），水面到锅底的距离。不计一切阻力，小面圈的运动可视为平抛运动，则（ ）
A．落入锅中的小面圈速度的变化量均相同
B．落入锅中的小面圈，速度范围为
C．直接落入水中的小面圈，速度范围为
D．直接落入水中的小面圈，速度范围为
【答案】D
【详解】A．小面圈做平抛运动，出发点相同，落入锅中的位置不同，即下落时间不一定相同，根据
易知，落入锅中的小面圈速度的变化量不一定相同。故A错误；
B．落入锅中的小面圈，恰好落在锅的左侧边缘处，水平速度最小，有
恰好落在锅的右侧边缘处，水平速度最大，有
又
联立，可得
故B错误；
CD．直接落入水中的小面圈，由几何关系可知最小速度对应的水平分位移为
根据平抛运动规律，有
，
解得
因为
所以直接落入水中的小面圈，最小速度为
同理，直接落入水中的小面圈，由几何关系可知最大速度对应的水平分位移为
又
解得
直接落入水中的小面圈，速度范围为
故C错误；D正确。
故选D。
3．利用两个大小不同的齿轮来达到改变转速的自行车传动结构的示意图如图所示。已知大齿轮的齿数为45个，小齿轮的齿数为15个，后轮直径约为小齿轮直径的10倍。假设脚踏板在1s内转2圈，下列说法正确的是（ ）
A．小齿轮在1s内也转2圈
B．大齿轮边缘与小齿轮边缘的线速度之比为
C．后轮与小齿轮的角速度之比为
D．后轮边缘与大齿轮边缘的线速度之比为
【答案】D
【详解】AB．齿轮的齿数与半径成正比，因此大齿轮的半径是小齿轮半径的3倍，大齿轮与小齿轮是链条传动，边缘点线速度大小相等，由线速度与转速的关系可知，脚踏板在1s内转2圈，小齿轮在1s内转6圈，故AB错误；
CD．后轮与小齿轮为同轴转动，角速度相等，由线速度与角速度关系可知，由于后轮直径约为小齿轮直径的10倍，则后轮边缘与小齿轮边缘的线速度之比为，则后轮边缘与大齿轮边缘的线速度之比为，故C错误，D正确；
故选D。
4．一艘小船在静水中的速度是5m/s，一条河宽为60m，河水流速是4m/s，下列说法正确的是（ ）
A．小船渡过这条河的最短时间是15s
B．小船在这条河中运动的最小速度是3m/s
C．小船渡过这条河的最小位移是60m
D．小船渡过这条河的最小位移是80m
【答案】C
【详解】A．当船速垂直于河岸时，过河时间最短，最短时间为
A错误；
B．当船在河中逆流而上，船速方向与水流方向相反，此时小船在这条河中运动的速度最小
5m/s-4m/s=1m/s
B错误；
CD．由于船速大于水速度，作图如图所示
当图中
即有
时，船的运动轨迹垂直于河岸，可知最小位移为河宽60m，C正确，D错误。
故选C。
5．在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，其示意图为图乙。假设泼水过程中杯子的运动看成匀速圆周运动，人在内把杯子旋转了。下列说法不正确的是（ ）
A．P位置的小水珠速度方向沿2方向
B．杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向
C．杯子在旋转时的角速度大小为
D．杯子在旋转时的线速度大小约为
【答案】D
【详解】A．根据图乙水珠做离心运动的方向可知杯子旋转方向为逆时针，故可知P位置的小水珠速度方向沿2方向，A正确；
B．向心加速度方向指向圆心，故杯子在P位置时的向心加速度方向沿方向，B正确；
C．杯子在旋转时的角速度大小为
C正确；
D．杯子在旋转时的运动半径大约为，故线速度大小约为
D错误。
本题选错误的，故选D。
6．如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动，那么，从它的分针与时针第一次重合至第二次重合，中间经历的时间为（ ）
A．B．C．D．12h
【答案】C
【详解】分针的周期为1h，时针的周期为12h，两者的周期比为
分针与时针从第1次重合到第2次重合有
即
又
所以有
故选C。
7．如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，则下列说法正确的是（ ）
A．“嫦娥三号”的线速度不变
B．“嫦娥三号”的向心加速度为
C．若，这段时间内“嫦娥三号”的速度变化量的大小
D．若，这段时间内“嫦娥三号”的为
【答案】C
【详解】A．“嫦娥三号”的线速度方向在不断改变，A错误；
B．“嫦娥三号”的运转半径为
线速度为
可知向心加速度为
B错误；
C．若
这段时间内“嫦娥三号”的速度变化量、初速度与末速度恰好构成等边三角形，速度变化量的大小为，C正确；
D．若
这段时间内“嫦娥三号”的速度变化量的大小为，
D错误；
故选C。
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，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。
8．如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，管道半径为R，小球直径略小于管径（管径远小于R），则下列说法正确的是（重力加速度为g）（ ）
A．小球通过最高点时的最小速度
B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力
【答案】BC
【详解】AB．小球沿管道上升到最高点时的速度可以为0，故A错误，B正确；
C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，由外侧管壁对小球的作用力FN与小球重力在背离圆心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即
因此，外侧管壁一定对球有作用力，而内侧管壁无作用力，故C正确；
D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，当只有重力提供向心力时，外侧管壁对小球无作用力，故D错误。
故选BC。
9．2021年2月10日，“天问一号”探测器成功进入环绕火星椭圆轨道，在椭圆轨道的近火点（接近火星表面）制动后顺利进入近火轨道，点为近火轨道上的另一点，点是椭圆轨道的远地点，椭圆轨道的半长轴等于圆形轨道的直径，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．探测器在点的速度最大
B．探测器在点与椭圆轨道上的点的加速度大小相等
C．探测器在椭圆轨道上点与点的速度之比为
D．探测器在椭圆轨道与圆轨道上的周期之比为
【答案】BC
【详解】A．根据开普勒第二定律可知探测器在远地点点的速度最小，A错误；
B．由
，
可知，探测器在椭圆轨道上的点与在圆轨道上的点的加速度大小相等，B正确；
C．设火星的半径为，探测器在椭圆轨道上点的速度大小为，在点的速度大小为，根据开普勒第二定律有
解得
C正确；
D．椭圆的半长轴，根据开普勒第三定律有
D错误。
故选BC。
10．木星“冲日”是指地球、木星在各自轨道上运行到太阳、地球和木星排成一条直线或近乎一条直线，地球位于太阳与木星之间，“冲日”时木星距离地球最近，也最明亮。已知木星的公转周期约为12年，质量约为地球质量的320倍，半径约为地球半径的11倍，下列说法正确的是（ ）
A．地球运行的加速度比木星的大
B．木星与地球公转轨道半径之比约为12∶1
C．此次“冲日”现象后，经过约1.09年会再次出现
D．木星与地球密度之比约为1∶4
【答案】ACD
【详解】A．地球和木星都绕太阳运行，太阳对它们的引力提供向心力，则有
，
地球绕太阳的运行半径小于木星绕太阳的运行半径，可知地球运行的加速度比木星的大，故A正确；
B．地球和木星都绕太阳运行，根据开普勒第三定律有
则
故B错误；
C．再次发生“冲日”现象，地球恰好比木星多绕太阳一周，则有
解得
故C正确；
D．根据密度公式有
则
故D正确。
故选ACD。
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
三、实验题(本大题共2小题，共18分)
11．（12分）某同学探究平抛运动的待点。
（1）用如图1所示装置探究平抛运动竖直分运动的待点。用小锤打击弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球被松开并自由下落，比较两球的落地时间。
①关于该实验，下列说法正确的是_______（选填选项前的字母）。
A．A、B两球应选用体积小、质量大的小球
B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上
C．比较两球落地时间必须要测量两球下落的高度
②多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此____说明A球竖直方向分运动为自由落体运动，_________说明A球水平方向分运动为匀速直线运动。（选填“能”或“不能”）
（2）用如图2所示装置研究平抛运动水平分运动的特点。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上。A球沿斜槽轨道PQ滑下后从斜槽末端Q飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，A球会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，依次重复上述操作，白纸上将留下一系列痕迹点。
①下列操作中，必要的是_______（选填选项前的字母）。
A．通过调节使斜槽末段保持水平
B．每次需要从不同位置静止释放A球
C．通过调节使硬板保持竖直
D．尽可能减小A球与斜槽之间的摩擦
②某同学用图2的实验装置得到的痕迹点如图3所示，其中一个偏差较大的点产生的原因，可能是该次实验__________（选填选项前的字母）。
A．A球释放的高度偏高
B．A球释放的高度偏低
C．A球没有被静止释放
D．挡板MN未水平放置
（3）某同学用平滑曲线连接这些痕迹点，得到图4所示A球做平抛运动的轨迹。请利用该轨迹和（1）中得出的平抛运动竖直方向分运动的特点，说明怎样确定平抛运动水平分运动是匀速直线运动。__________
【答案】 AB##BA 能 不能 AC##CA AC##CA 见解析
【详解】（1）[1]A．为了减小空气阻力对实验的影响，应选用体积小，密度大的小球，故A正确；
B．打击弹性金属片后两球需要落在同一水平面上，以确保小落高度相同，故B正确；
C．比较两球落地时间不需要测量两球下落的高度，C错误。
故选AB。
[2]多次改变A、B两球释放的高度和小锤敲击弹性金属片的力度，发现每一次实验时都只会听到一下小球落地的声响，由此可以能A球竖直方向分运动为自由落体运动，不能说明A球水平方向分运动为匀速直线运动。
（2）[3]A．由于“研究平抛物体的运动”斜槽的末端必须保持水平，A正确；
B．由于每次小球运动轨迹相同，因此每次小球必须从同一位置，由静止释放，B错误；
C．平抛运动的轨迹位于竖直方向，因此硬板应保持竖直，C正确；
D．A球每次从同一位置静止释放即可，不需要减小A球与斜槽之间的摩擦，D错误。
故选AC。
[4]通过图像可知，这个偏差较大的点处水平的速度相比其他的点较大，故产生的原因，可能是该次实验A球释放的高度偏高或A球没有被静止释放，故AC正确，BD错误。
故选AC。
（3）[5]如图所示，在曲线OP上取A、B、C、D四点，这四个点对应的坐标分别，、、，使
若
则说明钢球在x方向的分运动为匀速直线运动。
12．（6分）在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图a所示。图b是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮⑤的2倍，轮③的半径是轮⑥的3倍，标尺上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转腾上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，图a中的左标尺和右标尺可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为m的球1和球2，质量为的球3.
（1）通过本实验可以得到的结果有_____________
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成反比
C．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
（2）把球1和球3分别放在挡板A和挡板C处，使它们的运动半径相间，调整塔轮上的皮带的位置，探究向心力的大小与小球的质量的关系时，皮带应该放在_____________层（填“上”“中间”或“下”）
（3）当皮带放在变速塔轮中间层，小球1和小球3分别放在挡板B和挡板C处时，标尺露出的格子数之比为_____________。
【答案】 A 上
【详解】（1）[1]根据向心力公式可知
A．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故A正确；
BC．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故BC错误；
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故D错误。
故选A。
（2）[2]根据题意可知，要探究向心力的大小与小球的质量的关系时，需保持半径和角速度相等，则皮带轮半径应相同，故放在上层。
（3）[3]当皮带放在变速塔轮中间层，由公式可知
小球1和小球3分别放在挡板B和挡板C处时，则有
小球1和小球3质量之比为，则由可得
四、解答题(本大题共3小题，共36分)
13．（10分）如图所示，长度为的细绳上端固定在天花板上点，下端拴着质量为的小球。当把细绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为，此时小球静止于光滑的水平桌面上。小球视为质点，重力加速度取，，。求：
（1）当小球以多大的线速度做匀速圆周运动时，小球在桌面上运动但对桌面无压力？
（2）当小球以角速度做匀速圆周运动时，细绳的张力为多大？
【答案】（1）；（2）
【详解】（1）小球在桌面上运动但对桌面无压力，绳的拉力和重力的合力提供了向心力
解得
（2）当小球以角速度做匀速圆周运动时
解得
14．（12分）如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高顶部水平高台，接着以水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为，人和车的总质量为，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取，，。）求：
（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s；
（2）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力大小；（在A点的速度偏转角为）
（3）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度，此时对轨道的压力大小。
【答案】（1）1.2m（2）5580N（3）7740N
【详解】（1）离开平台做平抛运动，则
，
得
（2）在A点时
又
得
根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小为5580N。
（3）根据牛顿第二定律
得
根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小为7740N。
15．（14分）2021年10月16日，我国发射了神舟十三号载人飞船，与空间站组合体完成自主快速交会对接，为我国空间站后续建造任务奠定基础。已知神舟十三号与空间站组合体完成对接后在轨道上运行可视为匀速圆周运动，它们飞行圈所用时间为t。已知它们的总质量为m，距地面的高度为h，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）神舟十三号与空间站组合体对接后，地球对它们的万有引力的大小F；
（2）地球的质量M；
（3）地球表面的重力加速度g。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）组合体绕地球运动的周期
则所受的万有引力大小为
（2）根据万有引力等于向心力
解得地球的质量
（3）根据
解得