2016-2017山西省朔州市应县一中高一下学期期中物理试卷考试试卷

2016-2017学年山西省朔州市应县一中高一下学期期中物理试卷
一、单项选择题
1．（2017高一下·应县期中）如图，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B．这时，如突然使它所受力反向，大小不变，即由F变为﹣F．在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法正确的是（　　）
A．物体可能沿曲线Ba运动 B．物体可能沿曲线Bb运动
C．物体可能沿曲线Bc运动 D．物体可能沿B返回A
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】解：物体从A到B运动，因为运动轨迹是在速度与力的夹角之中，所以物体所受恒力方向应是向下的． 到达B点后，力的大小不变方向相反，变成向上．
A、由于力的方向发生了改变，曲线Ba不在力与速度的夹角内，故物体不可能沿曲线Ba运动，故A错误．
B、因为物体在B点的速度方向为切线方向，即直线Bb，而力与速度方向不同，所以物体不可能做直线运动，故B错误．
C、BC在力与速度的夹角内，物体有可能沿Bb运动，故C正确．
D、很明显，物体不可能由B返回A，故D错误．
故选：C．
【分析】物体做曲线运动时，运动轨迹是在速度与力的夹角之中，根据这一点可以判断原来的恒力F的方向是向下的，当F变成向上时，运动轨迹仍然要处于速度与合力的夹角之间．
2．（2017高一下·应县期中）如图所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么（　　）
A．加速度为零
B．加速度恒定
C．加速度大小不变，方向时刻改变，但不一定指向圆心
D．加速度大小不变，方向时刻指向圆心
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动
【解析】【解答】解：A、木块做匀速圆周运动，速度方向时刻在变化，速度在改变，加速度一定不为零．故A错误．
B、木块做匀速圆周运动，加速度方向始终指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故BC错误，D正确；
故选：D
【分析】木块下滑过程中速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，具有向心加速度，据此分析即可．
3．（2017高一下·应县期中）假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（　　）
A． 倍 B．倍 C．倍 D．2倍
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】解：地球的第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，即轨道半径为地球半径的环绕速度，则由 =m 得：v=
所以第一宇宙速度是 ，R为地球半径．地球半径增大到原来的2倍，所以第一宇宙速度（环绕速度）大小应为：v'= ，即为原来的 倍．故B正确，ACD错误．
故选：B．
【分析】明确第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据引力提供向心力，从而列式联立求解即可得出正确结果．
4．（2017高一下·应县期中）如图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4m/s，则船从A点开出相对静水的最小速度为（　　）
A．2 m/s B．2.4 m/s C．3 m/s D．3.5 m/s
【答案】B
【知识点】速度的合成与分解；小船渡河问题分析
【解析】【解答】解：船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，其中，合速度v合方向已知，大小未知，顺水流而下的分运动v水速度的大小和方向都已知，沿船头指向的分运动的速度v船大小和方向都未知，合速度与分速度遵循平行四边形定则（或三角形定则），如图
当v合与v船垂直时，v船最小，由几何关系得到v船的最小值为
v船=v水sin37°=2.4m/s，故B正确，ACD错误；
故选：B．
【分析】本题中船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，合速度方向已知，顺水流而下的分运动速度的大小和方向都已知，根据平行四边形定则可以求出船相对水的速度的最小值．
5．（2017高一下·应县期中）在水平路面上安全转弯的汽车，提供向心力是（　　）
A．重力和支持力的合力 B．重力、支持力和牵引力的合力
C．汽车与路面间的静摩擦力 D．汽车与路面间的滑动摩擦力
【答案】C
【知识点】圆周运动实例分析；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】解：在水平路面上拐弯，向心力来源于静摩擦力，静摩擦力方向指向圆心．故C正确，ABD错误．
故选C．
【分析】在水平面拐弯，汽车受重力、支持力、静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力．
6．（2017高一下·应县期中）壁球是一种对墙击球的室内运动，如图，一同学分别在同一直线上的A、B、C三个位置击打壁球，结果都垂直击中墙壁同一位置．球飞出的速度分别为v1、v2、v3，到达墙壁的速度分别为v1′、v2′、v3′，飞行的时间分别为t1、t2、t3．球飞出的方向与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3，则下列说法正确的是（　　）
A．v1＜v2＜v3 B．t1＞t2＞t3
C．v1′＜v2′＜v3′ D．θ1＜θ2＜θ3
【答案】D
【知识点】速度的合成与分解；平抛运动
【解析】【解答】解：A、采用逆向思维，壁球做平抛运动，根据h= 知，高度相等，则运动的时间相等，即t1=t2=t3，
水平位移x1＞x2＞x3，根据 知，到达墙壁的速度v1′＞v2′＞v3′．
根据速度时间公式得，vy=gt，可知壁球抛出时的竖直分速度相等，根据v= 知，v1＞v2＞v3，故A、B、C错误．
D、根据tanθ= 知，v1′＞v2′＞v3′，则θ1＜θ2＜θ3，故D正确．
故选：D．
【分析】采用逆向思维，壁球做平抛运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较到达墙壁的速度大小，根据竖直分速度，结合平行四边形定则比较抛出的速度大小．
7．（2015高一下·南通期中）月球与地球质量之比约为1：80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕地球与月球连线上某点O做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为（　　）
A．1：6400 B．1：80 C．80：1 D．6400：1
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】解：月球和地球绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等．且月球和地球和O始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期．因此有
mω2r=Mω2R
又由于
v=ωr
所以
即线速度和质量成反比；
故选C．
【分析】两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星．双星问题是万有引力定律在天文学上的应用的一个重要内容．一、要明确双星中两颗子星做匀速圆周运动的向心力来源
双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动，其向心力由两恒星间的万有引力提供．由于力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，利用万有引力定律可以求得其大小．二、要明确双星中两颗子星匀速圆周运动的运动参量的关系
两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等的，所以线速度与两子星的轨道半径成正比．三、要明确两子星圆周运动的动力学关系．
要特别注意的是在求两子星间的万有引力时两子星间的距离不能代成了两子星做圆周运动的轨道半径．
本题中地月系统构成双星模型，向心力相等，根据万有引力提供向心力，可以列式求解．
8．（2017高一下·应县期中）某同学设想驾驶一辆“陆地﹣太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大．当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”．不计空气阻力，已知地球的半径R=6400km．下列正确的是（　　）
A．汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力减小
B．当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动
C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h
D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
【答案】B
【知识点】向心力；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】解：A、汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得
mg﹣F=m F=mg﹣m
当汽车速度v减小时，支持力F增大，则汽车对对地面的压力增大．故A错误．
B、7.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度v=7.9km/s时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星．故B正确．
C、“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小．
最小周期T= ，v=7.9km/s，R=6400km，代入解得T=5087s=1.4h，“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h．故C错误．
D、在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力．故D错误．
故选B
【分析】汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律分析速度减小时，支持力的变化，再由牛顿第三定律确定压力的变化．当速度增大时支持力为零，汽车将离开地面绕地球圆周运动．根据第一宇宙速度和地球半径求出“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力．
9．（2017高一下·应县期中）图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球 做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1：4．若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（　　）
A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9km/s
B．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
C．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h与同步卫星的距离最近
D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】解：A、图示轨道略高于近地轨道，由 可得v= ，r越大，v越小，故“轨道康复者”的速度小于近地卫星的速度，即小于7.9km/s；故A错误；
B、由 ，在图示轨道上，“轨道康复者”与地球同步卫星加速度之比为 ；故B错误；
C、“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h，“轨道康复者”转半圈，而同步卫星转 圈，此时并不在最近点，故C错误；
D、“轨道康复者”应从图示轨道上加速后，轨道半径增大，与同步卫星轨道相交，则可进行对接，故D正确；
故选：D
【分析】利用第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，以及卫星速度近大远小规律分析A项；利用加速度和周期公式分析BC两项物理量大小关系；利用卫星最近时角度及圈数关系分析二者远近；卫星对接则使用卫星变轨的原理分析
10．（2017高三上·濠江期末）如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是（　　）
A．a2＞a3＞a1 B．a2＞a1＞a3 C．a3＞a1＞a2 D．a3＞a2＞a1
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】解：在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，
根据向心加速度an= r，
由于拉格朗日点L1的轨道半径小于月球轨道半径，所以a2＞a1，
同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L1的轨道半径，
根据a= 得a3＞a2＞a1，
故选：D．
【分析】由题意知，空间站在L1点能与月球同步绕地球运动，其绕地球运行的周期、角速度等于月球绕地球运行的周期、角速度，
由an= r，分析向心加速度a1、a2的大小关系．根据a= 分析a3与a1、a2的关系．
二、不定项选择题
11．（2017高二上·新津开学考）如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　）
A．a点与b点的线速度大小相等 B．a点与b点的角速度大小相等
C．a点与c点的线速度大小相等 D．a点与d点的向心加速度大小相等
【答案】C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】解：A、C、由图可知，a、c两点的线速度大小相等，所以：Va：Vc=1：1；
由图可知，b、c、d三点是同轴转动，角速度相等；
根据v=rω，得：ωa：ωc=rc：ra=2：1；
根据v=rω，c的半径为2r，b点半径为r，所以c的线速度大于b的线速度，所以a的线速度大于b的线速度．A不符合题意，C符合题意；
B、以a的线速度大于b的线速度，它们的半径是相等的，根据v=rω，所以角速度不同．B不符合题意；
D、根据v=rω，大轮半径为4r，小轮半径为r，所以：Vc：Vd=2r：4r=1：2，所以：Va：Vd=Vc：Vd=1：2；
根据向心加速度的公式：a=ωv，则a点与d点的向心加速度关系： ．D符合题意．
故答案为：CD
【分析】通过齿轮或皮带、链条传动的物体线速度线等，共轴转动的物体角速度相同。
12．（2017高一下·应县期中）如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速运动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）
A．b一定比a先开始滑动
B．a，b所受的摩擦力始终相等
C．当ω= 时，b开始滑动的临界角速度
D．当ω= 时，a所受摩擦力的大小为kmg
【答案】A,C
【知识点】圆周运动实例分析；匀速圆周运动；向心力；离心运动和向心运动
【解析】【解答】解：A、B、两个木块的最大静摩擦力相等．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，m、ω相等，f∝r，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故A正确，B错误；
C、当b刚要滑动时，有kmg=mω2 2l，解得：ω= ，故C正确；
D、以a为研究对象，当ω= 时，由牛顿第二定律得：
f=mω2l，可解得：f= ，故D错误．
故选：AC．
【分析】木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定．当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大．当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动．因此是否滑动与质量无关，是由半径大小决定．
13．（2017高一下·应县期中）2013年6月20日上午10时，中国首位“太空教师”王亚平在太空一号太空舱内做了如下两个实验：实验一，将两个细线悬挂的小球由静止释放，小球呈悬浮状．实验二，拉紧细线给小球一个垂直于线的速度，小球以选点为圆做匀速圆周运动．设线长为L，小球的质量为m，小球做圆周运动的速度为v．已知地球对小球的引力约是地面重力mg的0.9倍，则在两次实验中，绳对球拉力的大小是（　　）
A．实验一中拉力为0 B．实验一中拉力为0.9mg
C．实验二中拉力为0.9+ D．实验二中拉力为
【答案】A,D
【知识点】圆周运动实例分析；超重与失重；向心力
【解析】【解答】解：A、太空舱内物体处于完全失重状态，小球相对太空舱呈悬浮状，小球受到的引力提供绕地球飞行的向心力，绳子拉力为零，故A正确，B错误；
C、实验二中拉力提供做圆周运动的向心力，根据向心力公式得：T= ，故C错误，D正确．
故选：AD
【分析】太空舱内物体处于完全失重状态，小球呈悬浮状，小球受力平衡，绳子拉力为零，小球做圆周运动时，合外力提供向心力．
14．（2017高一下·应县期中）为了探测x星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（　　）
A．x星球的质量为M=
B．x星球表面的重力加速度为gx=
C．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为 =
D．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用；向心力；卫星问题
【解析】【解答】解：A、研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
G =m1r1 ，解得：M= ，故A错误．
B、根据圆周运动知识，a= 只能表示在半径为r1的圆轨道上向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，故B错误．
C、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，在半径为r的圆轨道上运动：
G =m ，解得：v= ，表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径；
所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为： = ，故C错误．
D、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
在半径为r的圆轨道上运动：G =m R，得出：T=2π ；
表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径．所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的周期大小之比为： = ，所以T2=T1 ，故D正确；
故选：D．
【分析】研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量；研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度和周期；再通过不同的轨道半径进行比较．
三、实验题
15．（2017高一下·应县期中）用实验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的实验装置，小槽末端水平．每次都使钢球在斜槽上从同一位置由静止滚下，钢球在空中做平抛运动，设法用铅笔描出小球经过的位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹．
（1）某同学在安装实验装置和进行其余的实验操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示．他的错误之处是　 　．
（2）该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点（x，y），运用公式v0=x，求小球的初速度v0，这样测得的平抛初速度值与真实值相比　 　（选填“偏大”“偏小”或“相等”）．
（3）该同学在自己建立的坐标系中描绘出钢球做平抛运动的轨迹及数据如图丙所示，据图象可求得钢球做平抛运动的初速度为　 　 m/s，钢球的半径为　 　 cm．
【答案】（1）坐标原点O的位置不该选在斜槽末端，而应上移至小球圆心在白纸上的投影处
（2）偏大
（3）2.0；2.0
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】解：（1）坐标原点O的位置不该选在斜槽末端，应该选在小球离开斜槽末端时的球心位置处，即在题图乙中上移小球半径r处．（2）该同学根据自己所建立的坐标系，y的测量值偏小，所以用公式v0=x 求出小球的初速度v0将偏大．（3）竖直方向：在连续相等的时间T内的位移分别为y2=（18﹣3）cm=15 cm，y3=（43﹣18）cm=25 cm，则由△y=gT2得，T= =0.1 s．再根据水平方向的位移x=v0t，解得v0= =2.0 m/s．又由于y2=15 cm，y3=25 cm，根据y1：y2：y3=1：3：5．解得y1=5cm，所以钢球的半径为r=y1﹣3 cm=2 cm．
故答案为：（1）坐标原点O的位置不该选在斜槽末端，而应上移至小球圆心在白纸上的投影处，（2）偏大，（3）2.0，2.0．
【分析】（1）根据实验的原理和操作中的注意事项确定实验中的错误之处．（2）根据飞行时间的测量误差确定初速度的测量误差．（3）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度．
四、计算题
16．（2017高一下·应县期中）某同学在某砖墙前的高处水平抛出一石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图所示．从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37°的斜坡上的A点．已知每块砖的平均厚度为10cm，抛出点到A点竖直方向刚好相距200块砖，取g=10m/s2．（Sin37°=0.6 cos37°=0.8 ）求：
（1）石子在空中运动的时间t；
（2）石子水平抛出的速度v0．
【答案】（1）由题意可知，石子落到A点的竖直位移为：y=200×10×10﹣2=20m
根据y= 得：t=
（2）解：竖直分速度为：vy=gt=10×2m/s=20m/s，
根据平行四边形定则得：
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】根据石子下落的高度，结合位移时间公式求出石子运动的时间，抓住石子速度与斜面垂直，通过竖直分速度，结合平行四边形定则求出石子水平抛出的速度．
17．（2017高一下·应县期中）如图所示，A是地球的同步卫星．另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h．已知地球半径为R，地球自转角速度为ωo，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．
（1）求卫星B的运行周期．
（2）如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？
【答案】（1）解：设地球质量为M，卫星质量为m，根据万有引力和牛顿运动定律，有：
在地球表面有：
联立得： ．
（2）解：它们再一次相距最近时，一定是B比A多转了一圈，有：
ωBt﹣ω0t=2π
其中 得：
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【分析】研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期．
卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，当卫星B转过的角度与卫星A转过的角度之差等于2π时，卫星再一次相距最近．
18．（2017高一下·应县期中）某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差H．选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动．起动后2s悬挂器脱落．设人的质量为m（看作质点），人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g．
（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围；
（2）若H=3.2 m，R=0.9 m，取g=10m/s2，当a=2m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上，求L；
（3）若H=2.45 m，R=0.8 m，L=6m，取g=10m/s2，选手要想成功落在转盘上，求加速度a的范围．
【答案】（1）解：设人落在圆盘边缘处不至被甩下，临界情况下，最大静摩擦力提供向心力
则有：μmg=mω2R
解得ω= ，
所以转盘的角速度ω≤
（2）解：匀加速过程x1= a = m=4 m
vc=at=4 m/s
平抛过程H= g
得t2=0.8 s
x2=vct2=4×0.8 m=3.2 m
故 L=x1+x2=7.2 m
（3）解：分析知a最小时落在转盘左端，a最大时落在转盘右端；人落地的时间： s
据L﹣R= a1×22+2a1×0.7
解得a1= ≈1.53 m/s2
据L+R= a2×22+2a2×0.7
解得a2=2 m/s2
所以1.53 m/s2≤a≤2 m/s2
【知识点】圆周运动实例分析；匀变速直线运动基本公式应用；平抛运动；向心力
【解析】【分析】（1）根据静摩擦力提供向心力，结合牛顿第二定律求出转盘角速度的范围．（2）（3）抓住平抛运动的水平位移和匀加速直线运动的位移等于L，结合位移公式和速度公式求出匀加速运动的时间；根据平抛运动的分位移公式列式求解．
19．（2017高一下·应县期中）我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某个星球表面．宇航员手持小球从高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出，测的小球运动的水平距离为L．已知该行星的半径为R，万有引力常量为G．求：
（1）行星表面的重力加速度；
（2）行星的平均密度．
【答案】（1）解：小球平抛运动的水平位移x=L．
则平抛运动的时间t= = ．
根据h= gt2得，星球表面的重力加速度g= =
（2）解：根据G =mg得，
星球的质量M= = ．
则星球的密度ρ= = =
【知识点】万有引力定律及其应用；平抛运动
【解析】【分析】（1）小球在星球表面做平抛运动，其加速度等于该星球表面的重力加速度g，根据平抛运动的规律列式求g．（2）根据物体的重力等于万有引力，列式求该星球的质量，即可求解密度．
2016-2017学年山西省朔州市应县一中高一下学期期中物理试卷
一、单项选择题
1．（2017高一下·应县期中）如图，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B．这时，如突然使它所受力反向，大小不变，即由F变为﹣F．在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法正确的是（　　）
A．物体可能沿曲线Ba运动 B．物体可能沿曲线Bb运动
C．物体可能沿曲线Bc运动 D．物体可能沿B返回A
2．（2017高一下·应县期中）如图所示，质量为m的木块从半径为R的半球形碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的作用使木块的速率不变，那么（　　）
A．加速度为零
B．加速度恒定
C．加速度大小不变，方向时刻改变，但不一定指向圆心
D．加速度大小不变，方向时刻指向圆心
3．（2017高一下·应县期中）假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（　　）
A． 倍 B．倍 C．倍 D．2倍
4．（2017高一下·应县期中）如图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4m/s，则船从A点开出相对静水的最小速度为（　　）
A．2 m/s B．2.4 m/s C．3 m/s D．3.5 m/s
5．（2017高一下·应县期中）在水平路面上安全转弯的汽车，提供向心力是（　　）
A．重力和支持力的合力 B．重力、支持力和牵引力的合力
C．汽车与路面间的静摩擦力 D．汽车与路面间的滑动摩擦力
6．（2017高一下·应县期中）壁球是一种对墙击球的室内运动，如图，一同学分别在同一直线上的A、B、C三个位置击打壁球，结果都垂直击中墙壁同一位置．球飞出的速度分别为v1、v2、v3，到达墙壁的速度分别为v1′、v2′、v3′，飞行的时间分别为t1、t2、t3．球飞出的方向与水平方向夹角分别为θ1、θ2、θ3，则下列说法正确的是（　　）
A．v1＜v2＜v3 B．t1＞t2＞t3
C．v1′＜v2′＜v3′ D．θ1＜θ2＜θ3
7．（2015高一下·南通期中）月球与地球质量之比约为1：80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕地球与月球连线上某点O做匀速圆周运动．据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为（　　）
A．1：6400 B．1：80 C．80：1 D．6400：1
8．（2017高一下·应县期中）某同学设想驾驶一辆“陆地﹣太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大．当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”．不计空气阻力，已知地球的半径R=6400km．下列正确的是（　　）
A．汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力减小
B．当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动
C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h
D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
9．（2017高一下·应县期中）图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球 做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1：4．若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（　　）
A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9km/s
B．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
C．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h与同步卫星的距离最近
D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接
10．（2017高三上·濠江期末）如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是（　　）
A．a2＞a3＞a1 B．a2＞a1＞a3 C．a3＞a1＞a2 D．a3＞a2＞a1
二、不定项选择题
11．（2017高二上·新津开学考）如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径是4r，小轮的半径为2r，b点在小轮上，到小轮中心的距离为r，c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上，若在传动过程中，皮带不打滑，则（　　）
A．a点与b点的线速度大小相等 B．a点与b点的角速度大小相等
C．a点与c点的线速度大小相等 D．a点与d点的向心加速度大小相等
12．（2017高一下·应县期中）如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速运动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（　　）
A．b一定比a先开始滑动
B．a，b所受的摩擦力始终相等
C．当ω= 时，b开始滑动的临界角速度
D．当ω= 时，a所受摩擦力的大小为kmg
13．（2017高一下·应县期中）2013年6月20日上午10时，中国首位“太空教师”王亚平在太空一号太空舱内做了如下两个实验：实验一，将两个细线悬挂的小球由静止释放，小球呈悬浮状．实验二，拉紧细线给小球一个垂直于线的速度，小球以选点为圆做匀速圆周运动．设线长为L，小球的质量为m，小球做圆周运动的速度为v．已知地球对小球的引力约是地面重力mg的0.9倍，则在两次实验中，绳对球拉力的大小是（　　）
A．实验一中拉力为0 B．实验一中拉力为0.9mg
C．实验二中拉力为0.9+ D．实验二中拉力为
14．（2017高一下·应县期中）为了探测x星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（　　）
A．x星球的质量为M=
B．x星球表面的重力加速度为gx=
C．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为 =
D．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
三、实验题
15．（2017高一下·应县期中）用实验室的斜面小槽等器材装配如图甲所示的实验装置，小槽末端水平．每次都使钢球在斜槽上从同一位置由静止滚下，钢球在空中做平抛运动，设法用铅笔描出小球经过的位置，连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹．
（1）某同学在安装实验装置和进行其余的实验操作时都准确无误，他在分析数据时所建立的坐标系如图乙所示．他的错误之处是　 　．
（2）该同学根据自己所建立的坐标系，在描出的平抛运动轨迹图上任取一点（x，y），运用公式v0=x，求小球的初速度v0，这样测得的平抛初速度值与真实值相比　 　（选填“偏大”“偏小”或“相等”）．
（3）该同学在自己建立的坐标系中描绘出钢球做平抛运动的轨迹及数据如图丙所示，据图象可求得钢球做平抛运动的初速度为　 　 m/s，钢球的半径为　 　 cm．
四、计算题
16．（2017高一下·应县期中）某同学在某砖墙前的高处水平抛出一石子，石子在空中运动的部分轨迹照片如图所示．从照片可看出石子恰好垂直打在一倾角为37°的斜坡上的A点．已知每块砖的平均厚度为10cm，抛出点到A点竖直方向刚好相距200块砖，取g=10m/s2．（Sin37°=0.6 cos37°=0.8 ）求：
（1）石子在空中运动的时间t；
（2）石子水平抛出的速度v0．
17．（2017高一下·应县期中）如图所示，A是地球的同步卫星．另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h．已知地球半径为R，地球自转角速度为ωo，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．
（1）求卫星B的运行周期．
（2）如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？
18．（2017高一下·应县期中）某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差H．选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点沿轨道做初速为零、加速度为a的匀加速直线运动．起动后2s悬挂器脱落．设人的质量为m（看作质点），人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g．
（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围；
（2）若H=3.2 m，R=0.9 m，取g=10m/s2，当a=2m/s2时选手恰好落到转盘的圆心上，求L；
（3）若H=2.45 m，R=0.8 m，L=6m，取g=10m/s2，选手要想成功落在转盘上，求加速度a的范围．
19．（2017高一下·应县期中）我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某个星球表面．宇航员手持小球从高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出，测的小球运动的水平距离为L．已知该行星的半径为R，万有引力常量为G．求：
（1）行星表面的重力加速度；
（2）行星的平均密度．
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】曲线运动的条件
【解析】【解答】解：物体从A到B运动，因为运动轨迹是在速度与力的夹角之中，所以物体所受恒力方向应是向下的． 到达B点后，力的大小不变方向相反，变成向上．
A、由于力的方向发生了改变，曲线Ba不在力与速度的夹角内，故物体不可能沿曲线Ba运动，故A错误．
B、因为物体在B点的速度方向为切线方向，即直线Bb，而力与速度方向不同，所以物体不可能做直线运动，故B错误．
C、BC在力与速度的夹角内，物体有可能沿Bb运动，故C正确．
D、很明显，物体不可能由B返回A，故D错误．
故选：C．
【分析】物体做曲线运动时，运动轨迹是在速度与力的夹角之中，根据这一点可以判断原来的恒力F的方向是向下的，当F变成向上时，运动轨迹仍然要处于速度与合力的夹角之间．
2．【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；匀速圆周运动
【解析】【解答】解：A、木块做匀速圆周运动，速度方向时刻在变化，速度在改变，加速度一定不为零．故A错误．
B、木块做匀速圆周运动，加速度方向始终指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故BC错误，D正确；
故选：D
【分析】木块下滑过程中速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，具有向心加速度，据此分析即可．
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用；第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】解：地球的第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，即轨道半径为地球半径的环绕速度，则由 =m 得：v=
所以第一宇宙速度是 ，R为地球半径．地球半径增大到原来的2倍，所以第一宇宙速度（环绕速度）大小应为：v'= ，即为原来的 倍．故B正确，ACD错误．
故选：B．
【分析】明确第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据引力提供向心力，从而列式联立求解即可得出正确结果．
4．【答案】B
【知识点】速度的合成与分解；小船渡河问题分析
【解析】【解答】解：船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，其中，合速度v合方向已知，大小未知，顺水流而下的分运动v水速度的大小和方向都已知，沿船头指向的分运动的速度v船大小和方向都未知，合速度与分速度遵循平行四边形定则（或三角形定则），如图
当v合与v船垂直时，v船最小，由几何关系得到v船的最小值为
v船=v水sin37°=2.4m/s，故B正确，ACD错误；
故选：B．
【分析】本题中船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，合速度方向已知，顺水流而下的分运动速度的大小和方向都已知，根据平行四边形定则可以求出船相对水的速度的最小值．
5．【答案】C
【知识点】圆周运动实例分析；匀速圆周运动；向心力
【解析】【解答】解：在水平路面上拐弯，向心力来源于静摩擦力，静摩擦力方向指向圆心．故C正确，ABD错误．
故选C．
【分析】在水平面拐弯，汽车受重力、支持力、静摩擦力，重力和支持力平衡，静摩擦力提供圆周运动的向心力．
6．【答案】D
【知识点】速度的合成与分解；平抛运动
【解析】【解答】解：A、采用逆向思维，壁球做平抛运动，根据h= 知，高度相等，则运动的时间相等，即t1=t2=t3，
水平位移x1＞x2＞x3，根据 知，到达墙壁的速度v1′＞v2′＞v3′．
根据速度时间公式得，vy=gt，可知壁球抛出时的竖直分速度相等，根据v= 知，v1＞v2＞v3，故A、B、C错误．
D、根据tanθ= 知，v1′＞v2′＞v3′，则θ1＜θ2＜θ3，故D正确．
故选：D．
【分析】采用逆向思维，壁球做平抛运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较到达墙壁的速度大小，根据竖直分速度，结合平行四边形定则比较抛出的速度大小．
7．【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】解：月球和地球绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等．且月球和地球和O始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期．因此有
mω2r=Mω2R
又由于
v=ωr
所以
即线速度和质量成反比；
故选C．
【分析】两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星．双星问题是万有引力定律在天文学上的应用的一个重要内容．一、要明确双星中两颗子星做匀速圆周运动的向心力来源
双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动，其向心力由两恒星间的万有引力提供．由于力的作用是相互的，所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的，利用万有引力定律可以求得其大小．二、要明确双星中两颗子星匀速圆周运动的运动参量的关系
两子星绕着连线上的一点做圆周运动，所以它们的运动周期是相等的，角速度也是相等的，所以线速度与两子星的轨道半径成正比．三、要明确两子星圆周运动的动力学关系．
要特别注意的是在求两子星间的万有引力时两子星间的距离不能代成了两子星做圆周运动的轨道半径．
本题中地月系统构成双星模型，向心力相等，根据万有引力提供向心力，可以列式求解．
8．【答案】B
【知识点】向心力；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】解：A、汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力．设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得
mg﹣F=m F=mg﹣m
当汽车速度v减小时，支持力F增大，则汽车对对地面的压力增大．故A错误．
B、7.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度v=7.9km/s时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星．故B正确．
C、“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小．
最小周期T= ，v=7.9km/s，R=6400km，代入解得T=5087s=1.4h，“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h．故C错误．
D、在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力．故D错误．
故选B
【分析】汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律分析速度减小时，支持力的变化，再由牛顿第三定律确定压力的变化．当速度增大时支持力为零，汽车将离开地面绕地球圆周运动．根据第一宇宙速度和地球半径求出“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力．
9．【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用；万有引力定律的应用；第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】解：A、图示轨道略高于近地轨道，由 可得v= ，r越大，v越小，故“轨道康复者”的速度小于近地卫星的速度，即小于7.9km/s；故A错误；
B、由 ，在图示轨道上，“轨道康复者”与地球同步卫星加速度之比为 ；故B错误；
C、“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h，“轨道康复者”转半圈，而同步卫星转 圈，此时并不在最近点，故C错误；
D、“轨道康复者”应从图示轨道上加速后，轨道半径增大，与同步卫星轨道相交，则可进行对接，故D正确；
故选：D
【分析】利用第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，以及卫星速度近大远小规律分析A项；利用加速度和周期公式分析BC两项物理量大小关系；利用卫星最近时角度及圈数关系分析二者远近；卫星对接则使用卫星变轨的原理分析
10．【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】解：在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，
根据向心加速度an= r，
由于拉格朗日点L1的轨道半径小于月球轨道半径，所以a2＞a1，
同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L1的轨道半径，
根据a= 得a3＞a2＞a1，
故选：D．
【分析】由题意知，空间站在L1点能与月球同步绕地球运动，其绕地球运行的周期、角速度等于月球绕地球运行的周期、角速度，
由an= r，分析向心加速度a1、a2的大小关系．根据a= 分析a3与a1、a2的关系．
11．【答案】C,D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】解：A、C、由图可知，a、c两点的线速度大小相等，所以：Va：Vc=1：1；
由图可知，b、c、d三点是同轴转动，角速度相等；
根据v=rω，得：ωa：ωc=rc：ra=2：1；
根据v=rω，c的半径为2r，b点半径为r，所以c的线速度大于b的线速度，所以a的线速度大于b的线速度．A不符合题意，C符合题意；
B、以a的线速度大于b的线速度，它们的半径是相等的，根据v=rω，所以角速度不同．B不符合题意；
D、根据v=rω，大轮半径为4r，小轮半径为r，所以：Vc：Vd=2r：4r=1：2，所以：Va：Vd=Vc：Vd=1：2；
根据向心加速度的公式：a=ωv，则a点与d点的向心加速度关系： ．D符合题意．
故答案为：CD
【分析】通过齿轮或皮带、链条传动的物体线速度线等，共轴转动的物体角速度相同。
12．【答案】A,C
【知识点】圆周运动实例分析；匀速圆周运动；向心力；离心运动和向心运动
【解析】【解答】解：A、B、两个木块的最大静摩擦力相等．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律得：木块所受的静摩擦力f=mω2r，m、ω相等，f∝r，所以b所受的静摩擦力大于a的静摩擦力，当圆盘的角速度增大时b的静摩擦力先达到最大值，所以b一定比a先开始滑动，故A正确，B错误；
C、当b刚要滑动时，有kmg=mω2 2l，解得：ω= ，故C正确；
D、以a为研究对象，当ω= 时，由牛顿第二定律得：
f=mω2l，可解得：f= ，故D错误．
故选：AC．
【分析】木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定．当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大．当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动．因此是否滑动与质量无关，是由半径大小决定．
13．【答案】A,D
【知识点】圆周运动实例分析；超重与失重；向心力
【解析】【解答】解：A、太空舱内物体处于完全失重状态，小球相对太空舱呈悬浮状，小球受到的引力提供绕地球飞行的向心力，绳子拉力为零，故A正确，B错误；
C、实验二中拉力提供做圆周运动的向心力，根据向心力公式得：T= ，故C错误，D正确．
故选：AD
【分析】太空舱内物体处于完全失重状态，小球呈悬浮状，小球受力平衡，绳子拉力为零，小球做圆周运动时，合外力提供向心力．
14．【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用；向心力；卫星问题
【解析】【解答】解：A、研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
G =m1r1 ，解得：M= ，故A错误．
B、根据圆周运动知识，a= 只能表示在半径为r1的圆轨道上向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，故B错误．
C、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，在半径为r的圆轨道上运动：
G =m ，解得：v= ，表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径；
所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为： = ，故C错误．
D、研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
在半径为r的圆轨道上运动：G =m R，得出：T=2π ；
表达式里M为中心体星球的质量，R为运动的轨道半径．所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的周期大小之比为： = ，所以T2=T1 ，故D正确；
故选：D．
【分析】研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出中心体的质量；研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出线速度和周期；再通过不同的轨道半径进行比较．
15．【答案】（1）坐标原点O的位置不该选在斜槽末端，而应上移至小球圆心在白纸上的投影处
（2）偏大
（3）2.0；2.0
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】解：（1）坐标原点O的位置不该选在斜槽末端，应该选在小球离开斜槽末端时的球心位置处，即在题图乙中上移小球半径r处．（2）该同学根据自己所建立的坐标系，y的测量值偏小，所以用公式v0=x 求出小球的初速度v0将偏大．（3）竖直方向：在连续相等的时间T内的位移分别为y2=（18﹣3）cm=15 cm，y3=（43﹣18）cm=25 cm，则由△y=gT2得，T= =0.1 s．再根据水平方向的位移x=v0t，解得v0= =2.0 m/s．又由于y2=15 cm，y3=25 cm，根据y1：y2：y3=1：3：5．解得y1=5cm，所以钢球的半径为r=y1﹣3 cm=2 cm．
故答案为：（1）坐标原点O的位置不该选在斜槽末端，而应上移至小球圆心在白纸上的投影处，（2）偏大，（3）2.0，2.0．
【分析】（1）根据实验的原理和操作中的注意事项确定实验中的错误之处．（2）根据飞行时间的测量误差确定初速度的测量误差．（3）根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度．
16．【答案】（1）由题意可知，石子落到A点的竖直位移为：y=200×10×10﹣2=20m
根据y= 得：t=
（2）解：竖直分速度为：vy=gt=10×2m/s=20m/s，
根据平行四边形定则得：
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】根据石子下落的高度，结合位移时间公式求出石子运动的时间，抓住石子速度与斜面垂直，通过竖直分速度，结合平行四边形定则求出石子水平抛出的速度．
17．【答案】（1）解：设地球质量为M，卫星质量为m，根据万有引力和牛顿运动定律，有：
在地球表面有：
联立得： ．
（2）解：它们再一次相距最近时，一定是B比A多转了一圈，有：
ωBt﹣ω0t=2π
其中 得：
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【分析】研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出周期．
卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，当卫星B转过的角度与卫星A转过的角度之差等于2π时，卫星再一次相距最近．
18．【答案】（1）解：设人落在圆盘边缘处不至被甩下，临界情况下，最大静摩擦力提供向心力
则有：μmg=mω2R
解得ω= ，
所以转盘的角速度ω≤
（2）解：匀加速过程x1= a = m=4 m
vc=at=4 m/s
平抛过程H= g
得t2=0.8 s
x2=vct2=4×0.8 m=3.2 m
故 L=x1+x2=7.2 m
（3）解：分析知a最小时落在转盘左端，a最大时落在转盘右端；人落地的时间： s
据L﹣R= a1×22+2a1×0.7
解得a1= ≈1.53 m/s2
据L+R= a2×22+2a2×0.7
解得a2=2 m/s2
所以1.53 m/s2≤a≤2 m/s2
【知识点】圆周运动实例分析；匀变速直线运动基本公式应用；平抛运动；向心力
【解析】【分析】（1）根据静摩擦力提供向心力，结合牛顿第二定律求出转盘角速度的范围．（2）（3）抓住平抛运动的水平位移和匀加速直线运动的位移等于L，结合位移公式和速度公式求出匀加速运动的时间；根据平抛运动的分位移公式列式求解．
19．【答案】（1）解：小球平抛运动的水平位移x=L．
则平抛运动的时间t= = ．
根据h= gt2得，星球表面的重力加速度g= =
（2）解：根据G =mg得，
星球的质量M= = ．
则星球的密度ρ= = =
【知识点】万有引力定律及其应用；平抛运动
【解析】【分析】（1）小球在星球表面做平抛运动，其加速度等于该星球表面的重力加速度g，根据平抛运动的规律列式求g．（2）根据物体的重力等于万有引力，列式求该星球的质量，即可求解密度．