江苏省泰州市兴化市2023-2024学年高一下学期4月期中考试物理试题

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1.B 2.D 3.A 4.C 5.C 6.A 7.D 8.B 9.A 10.B 11.D
12. (1)B (2)1.2 0.72 (3)0.73
(4)重锤下落过程中机械能守恒 (5)开始打点时重锤有一定的速度
13. (1)eq \f(8kQ,r2) 方向由A→B （4分）
(2)eq \f(kQ,r2) 方向平行于AB向右 （4分）
14. (1)eq \r(gh1－sin θ) （5分） (2)eq \f(1,2)h(1＋sin θ) （5分）
15.(1) 设该星球表面的重力加速度为g，
小球做平抛运动，则有h＝ eq \f(1,2)gt2，解得g＝ eq \f(2h,t2)，
根据物体在星球受到的万有引力等于重力，则有G eq \f(Mm,R2)＝mg，
解得星球的质量为M＝ eq \f(2hR2,Gt2)，
故该星球的平均密度为ρ＝ eq \f(M,\f(4,3)πR3)＝ eq \f(3h,2πGt2R). （4分）
(2) 星球的第一宇宙速度等于卫星在该星球表面轨道绕星球做匀速运动时的线速度，
由万有引力提供向心力得G eq \f(Mm′,R2)＝m′ eq \f(v2,R)，
解得v＝ eq \r(\f(GM,R))＝ eq \f(\r(2hR),t). （4分）
(3) 同步卫星的周期与该行星自转周期相同，均为T，设同步卫星的质量为m0，
由万有引力提供向心力得G eq \f(Mm0,(R＋H)2)＝m0 eq \f(4π2,T2)(R＋H)，
联立解得同步卫星距行星表面的高度为H＝ eq \r(3,\f(hT2R2,2π2t2))－R. （4分）
16. (1) 摆球由C到D过程WG＝mg(L－L cs θ)，解得WG＝4 J. （ 3分）
(2) 当摆球由C到D运动，根据动能定理有mg(L－L cs θ)＝ eq \f(1,2)mv eq \\al(2,D)，在D点，由牛顿第二定律可得Fm－mg＝m eq \f(v eq \\al(2,D),L)，
解得Fm＝1.8mg＝9 N. （4分）
(3) 若摆球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道，当摆球恰好到达最高点时，在圆周的最高点，由牛顿第二定律可得mg＝m eq \f(v2,R)，
由动能定理可得－μ3mgs－2mgR＝ eq \f(1,2)mv2－ eq \f(1,2)mv eq \\al(2,D)，
解得μ3＝0.025， （4分）
若摆球运到到最右侧，且速度为0，则不会脱离轨道
由动能定理可得－μ3mgs－mgR＝0－ eq \f(1,2)mv eq \\al(2,D)，
解得μ＝0.25， （3分）
综上所述，动摩擦因数μ的范围为0<μ≤0.025.或μ>=0.25