精品解析：北京市第五十五中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理（等级考）试卷

北京市第五十五中学2024—2025学年度第二学期 3月阶段调研试卷 高一物理（等级考） 本试卷共4页，共100分，调研时长80分钟 第一部分（选择题共42分） 一、单选题（本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 1. 关于运动的性质，下列说法中正确的是 A. 曲线运动一定是变加速运动 B. 曲线运动一定是变速运动 C. 变速运动一定是曲线运动 D. 变力作用下的物体一定做曲线运动 2. 下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是 A. 由于匀速圆周运动的速度大小不变，所以是匀速运动 B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力恒定 C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等 D. 一个物体做匀速圆周运动，在相等的时间内通过的位移相等 3. 中圆轨道卫星和同步轨道卫星是北斗卫星导航系统的两个主要组成卫星。已知中圆轨道卫星的半径是同步轨道卫星半径的0.55倍。若卫星都在圆轨道上运行，则与静止卫星相比，中圆轨道卫星（ ） A. 线速度较小 B. 角速度较小 C. 周期较小 D. 加速度较小 4. 将一颗质量为的卫星发射到距离地面高度为的圆轨道上，已知地球质量为、半径为，引力常量为，则地球受到该卫星的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球圆周轨迹位置越高，则其（　　） A. 线速度越大 B. 角速度越大 C. 加速度越大 D. 向心力越大 6. 1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上推理得出了万有引力定律，并通过“月-地检验”证明了地球对地面苹果的引力与地球对月球的引力具有相同的性质，遵循同样的规律。那么在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，要完成“月-地检验”，需要验证（　　） A. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 B. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 C. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 D. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 7. 光滑水平面上有一直角坐标系，质量m＝4 kg的质点静止在坐标原点O处．先用沿x轴正方向的力F1＝8 N作用了2 s；然后撤去F1，并立即用沿y轴正方向的力F2＝24 N作用1 s，则质点在这3 s内的轨迹为图中的(　　)． A. B. C. D. 8. 如图所示，牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中说到：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，而是成为人造地球卫星。可认为山的高度远小于地球的半径，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 对于那些抛出后可以落回地面的物体，无论抛出速度是多大，落地时间都一样 B. 图中圆轨道对应的抛出速度近似等于第一宇宙速度 C. 若抛出的速度大于第一宇宙速度，则物体在之后的运动过程中将无法返回山顶 D. 若抛出的速度大于第二宇宙速度，则物体被抛出后可能绕地球做圆周运动 9. 如图所示，平台上的汽车用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮牵引重物上升，平台足够长，汽车始终保持匀速运动，在重物未达到定滑轮高度之前，下列说法正确的是（　　） A. 重物匀速上升 B. 重物减速上升 C. 绳子拉力大于重物重力 D. 绳子拉力小于重物重力 10. 图甲为北京2022年冬奥会的雪如意跳台滑雪场地，其简化示意图如图乙所示，某滑雪运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，测得ab间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，g=10m/s2。则下列说法正确的（　　） A. 运动员在空中飞行的时间为4s B. 运动员从a处飞出的速度大小为 C. 运动员在b处着陆的速度大小为 D. 运动员在b处着陆时的速度方向与水平方向的夹角为30° 11. 如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，O、C的距离为，把悬线另一端的小球A拉到跟悬点在同一水平面处无初速度释放，小球运动到悬点正下方，悬线碰到钉子瞬间（　　） A. 小球的线速度突然增大为原来的2倍 B. 小球的加速度突然增大为原来的2倍 C. 小球受的拉力突然增大为原来的2倍 D. 小球的向心力突然增大为原来的4倍 12. 如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星的质量约为月球质量的9倍、半径约为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布球体，忽略其自转影响，则下列说法正确的是（　　） A. 月球表面重力加速度大于火星表面重力加速度 B. 嫦娥五号绕月球的运行速度大于天问一号绕火星的运行速度 C. 相同时间内，嫦娥五号与月球的连线扫过的面积与天问一号与火星的连线扫过的面积相等 D. 嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值小于天问一号绕火星转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值 13. 一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图（b）示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（　　） A. B. C. D. 14. 如图所示，在与水平地面夹角为的光滑斜面。上有一半径为的光滑圆轨道，一质量为的小球在圆轨道内沿轨道做圆周运动，，下列说法中正确的是（　　） A. 小球在光滑轨道内做匀速圆周运动 B. 小球以2m/s的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为9N C. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为0 D. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为1m/s 第二部分（非选择题共58分） 二、实验题（共18分） 15. 如图甲所示为向心力演示仪，某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，实验中采用的主要实验方法与下列实验相同的是________； A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究平抛运动的特点 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在某次实验中，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）； （3）按（2）中正确选择后，两次以不同的转速匀速转动手柄，左、右测力筒露出等分标记如图丙所示。则向心力大小F与小球做圆周运动半径r的关系是________。 A. F与r2成反比 B. F与r2成正比 C. F与r成反比 D. F与r成正比 16. 某同学利用如图所示的装置研究平抛运动： （1）图甲中用小锤击打弹性金属片，小球P沿水平方向飞出后做平抛运动，与此同时，与球P相同的球Q被松开自由下落。改变实验装置离地高度，多次实验，两球总是同时落地，这说明做平抛运动的球P在竖直方向上做______运动。 （2）下列操作中必要的是（　　） A. 将斜槽轨道的末端调成水平 B. 用天平称出小球的质量 C. 调节纸板使其竖直且与小球下落的竖直平面平行 D. 让小球每次从斜槽上不同位置由静止释放 （3）某次实验，该小组得到物体做平抛运动的轨迹如图乙所示，a、b、c为轨迹上的三个点，以a为坐标原点，以重锤线方向为y轴，建立直角坐标系，测得b、c两点坐标分别为（40cm，40cm）、（80cm，120cm），重力加速度，则由此可计算出物体的初速度大小为______m/s，物体抛出位置的坐标为______。 （4）另一实验小组的同学在其所得的轨迹上选取间距较大的几个点，测出各点到抛出点的水平距离x和竖直高度y，并在直角坐标系内绘出了图像，g取。根据图像可知小球的初速度大小______m/s。 三、计算题（40分） 17. 在距地面高80m的低空有一小型飞机以30m/s的速度水平飞行，假定从飞机上释放一物体（g=10m/s2），不计空气阻力。 求：（1）物体落地时间是？ （2）它在下落过程中发生的水平位移； （3）落地前瞬间的速度大小。 18. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度。 （1）画出小物体在图示位置的受力示意图； （2）求小物体受到的摩擦力大小f； （3）若小物体与圆盘间的动摩擦因数，为使小物体不滑动，圆盘转动的角速度ω不能超过多少？ 19. 2022年冬奥会将在北京举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一、如图所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始匀加速滑下，下滑时受到平均阻力f=120N，滑道AB的长度L=72m，与水平方向的夹角θ=37°。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。运动员到达最低点C的速度vC=25m/s，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求： （1）运动员下滑时加速度a的大小； （2）运动员到达助滑道末端B时速度vB的大小； （3）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。 20. 假设太阳系中各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球公转的轨道半径为r，公转周期为，万有引力常量为G。假设地外行星绕太阳公转的轨道半径为4r。求： （1）太阳的质量M； （2）地外行星绕太阳公转的周期T； （3）经历“行星冲日”后再经过多长时间又会出现“行星冲日”。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京市第五十五中学2024—2025学年度第二学期 3月阶段调研试卷 高一物理（等级考） 本试卷共4页，共100分，调研时长80分钟 第一部分（选择题共42分） 一、单选题（本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。） 1. 关于运动的性质，下列说法中正确的是 A. 曲线运动一定是变加速运动 B. 曲线运动一定是变速运动 C. 变速运动一定是曲线运动 D. 变力作用下的物体一定做曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．曲线运动可以是匀加速运动，例如平抛运动，选项A错误； B．曲线运动的速度方向一定变化，故一定是变速运动，选项B正确； C．变速运动不一定是曲线运动，也可以是直线运动，选项C错误； D．变力作用下的物体不一定做曲线运动，也可以做直线运动，选项D错误； 故选B． 【名师点睛】此题是对曲线运动的考查；要知道物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，但合外力方向、大小不一定变化；既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动．变加速运动是指加速度变化的运动，曲线运动的加速度可以不变． 2. 下列关于匀速圆周运动的说法中正确的是 A. 由于匀速圆周运动的速度大小不变，所以是匀速运动 B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力恒定 C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等 D. 一个物体做匀速圆周运动，在相等的时间内通过的位移相等 【答案】C 【解析】 【详解】A. 匀速圆周运动受指向圆心的向心力，有变化的加速度，故匀速圆周运动一定是变速运动，故A错误； B. 做匀速圆周运动的物体，所受的合外力方向始终指向圆心，是变力，故B错误； C. 做匀速圆周运动的物体在相等的时间内转过的角度相等，故C正确； D. 位移是矢量，一个物体做匀速圆周运动，在相等时间内位移大小相等，但方向不同，故D错误． 故选C 3. 中圆轨道卫星和同步轨道卫星是北斗卫星导航系统的两个主要组成卫星。已知中圆轨道卫星的半径是同步轨道卫星半径的0.55倍。若卫星都在圆轨道上运行，则与静止卫星相比，中圆轨道卫星（ ） A. 线速度较小 B. 角速度较小 C. 周期较小 D. 加速度较小 【答案】C 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力有 解得 中圆轨道卫星半径较小，所以周期较小，角速度、线速度、加速度较大。 故选C。 4. 将一颗质量为的卫星发射到距离地面高度为的圆轨道上，已知地球质量为、半径为，引力常量为，则地球受到该卫星的作用力大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】根据万有引力定律可知地球与卫星之间的引力为 则地球受到该卫星的作用力大小为。 故选D。 5. 如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球在短时间内沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动。小球圆周轨迹位置越高，则其（　　） A. 线速度越大 B. 角速度越大 C. 加速度越大 D. 向心力越大 【答案】A 【解析】 【详解】ABCD．小球做匀速圆周运动受重力和支持力两个力作用，两个力的合力提供向心力。 根据牛顿第二定律得 解得 小球运动的轨道平面越高，轨道半径越大，则线速度越大，角速度越小，加速度不变，向心力不变。 故选A。 6. 1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上推理得出了万有引力定律，并通过“月-地检验”证明了地球对地面苹果的引力与地球对月球的引力具有相同的性质，遵循同样的规律。那么在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，要完成“月-地检验”，需要验证（　　） A. 自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的 B. 苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的 C. 地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的 D. 月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的 【答案】D 【解析】 【详解】“地月检验”是检验地球上的物体受到地球的引力与月球受到地球的引力是否时同一性质的力，在地球表面上 在月球所在位置 可得 因此月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的。 故选D。 7. 光滑水平面上有一直角坐标系，质量m＝4 kg的质点静止在坐标原点O处．先用沿x轴正方向的力F1＝8 N作用了2 s；然后撤去F1，并立即用沿y轴正方向的力F2＝24 N作用1 s，则质点在这3 s内的轨迹为图中的(　　)． A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】质点在F1的作用由静止开始从坐标系的原点O沿+x轴方向做匀加速运动，加速度 速度为 v1=at1=4m/s 对应位移 x1=a1t12=4m 到2s末撤去F1再受到沿+y方向的力F2的作用，物体在+x轴方向匀速运动 x2=v1t2=4m 在+y方向加速运动，+y方向的加速度 方向向上，对应的位移 物体做曲线运动．q再根据曲线运动的加速度方向大致指向轨迹凹的一向，知D正确，ABC错误。 故选D 8. 如图所示，牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中说到：把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，而是成为人造地球卫星。可认为山的高度远小于地球的半径，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 对于那些抛出后可以落回地面的物体，无论抛出速度是多大，落地时间都一样 B. 图中圆轨道对应的抛出速度近似等于第一宇宙速度 C. 若抛出的速度大于第一宇宙速度，则物体在之后的运动过程中将无法返回山顶 D. 若抛出的速度大于第二宇宙速度，则物体被抛出后可能绕地球做圆周运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据题意，抛出的物体做平抛运动，当同一高度抛出落到水平地面时，无论抛出速度是多大，落地时间都一样，由图可知并不是落到水平地面，所以落地时间不一样，故A错误； B．山的高度远小于地球的半径，可忽略山的高度时，图中圆轨道对应的抛出速度近似第一宇宙速度，物体将会不会落到地球，将会绕地球做匀速圆周运动，故B正确； C．若抛出的速度大于第一宇宙速度，且小于第二宇宙速度时，物体将绕地球做椭圆轨道运动，则物体在之后的运动过程中有可能返回山顶，故C错误； D．若抛出的速度大于第二宇宙速度，且小于第三宇宙速度时，物体会脱离地球引力的束缚，将会绕太阳运动，故D错误。 故选B。 9. 如图所示，平台上的汽车用一根不可伸长的轻绳通过定滑轮牵引重物上升，平台足够长，汽车始终保持匀速运动，在重物未达到定滑轮高度之前，下列说法正确的是（　　） A. 重物匀速上升 B. 重物减速上升 C. 绳子拉力大于重物重力 D. 绳子拉力小于重物重力 【答案】C 【解析】 【详解】AB．设与汽车相连的绳子与水平方向的夹角为，将汽车速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向，此时沿绳方向的速度大小等于重物上升的速度大小，有 随着汽车的运动，在减小，可知重物的速度在变大，AB错误； CD．重物的速度在变大，可知物体的加速度方向向上，根据牛顿第二定律有 即 C正确，D错误。 故选C。 10. 图甲为北京2022年冬奥会的雪如意跳台滑雪场地，其简化示意图如图乙所示，某滑雪运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，测得ab间的距离为40m，斜坡与水平方向的夹角为30°，不计空气阻力，g=10m/s2。则下列说法正确的（　　） A. 运动员在空中飞行的时间为4s B. 运动员从a处飞出的速度大小为 C. 运动员在b处着陆的速度大小为 D. 运动员在b处着陆时的速度方向与水平方向的夹角为30° 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知，运动员在空中的竖直位移为 则运动员在空中飞行的时间为 故A错误； B．运动员在空中的水平位移为 运动员从a处飞出的速度大小为 故B错误； CD．运动员在b处着陆的竖直分速度大小为 运动员在b处着陆的速度大小为 设运动员在b处着陆时的速度方向与水平方向的夹角为，则有 故C正确，D错误。 故选C。 11. 如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，O、C的距离为，把悬线另一端的小球A拉到跟悬点在同一水平面处无初速度释放，小球运动到悬点正下方，悬线碰到钉子瞬间（　　） A. 小球的线速度突然增大为原来的2倍 B. 小球的加速度突然增大为原来的2倍 C. 小球受的拉力突然增大为原来的2倍 D. 小球的向心力突然增大为原来的4倍 【答案】B 【解析】 【详解】A．悬线碰到钉子前后，悬线的拉力始终与小球的运动方向垂直，小球的线速度大小不变，故A错误； BD．悬线碰到钉子后，小球的运动半径减小为原来的一半，线速度大小不变，由 知加速度变为原来的2倍，由 Fn= 可知向心力变为原来的2倍，故B正确，D错误； C．由最低点受力分析 mg是定值，故拉力不是原来的2倍，故C错误。 故选B。 12. 如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星的质量约为月球质量的9倍、半径约为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布球体，忽略其自转影响，则下列说法正确的是（　　） A. 月球表面重力加速度大于火星表面重力加速度 B. 嫦娥五号绕月球的运行速度大于天问一号绕火星的运行速度 C. 相同时间内，嫦娥五号与月球的连线扫过的面积与天问一号与火星的连线扫过的面积相等 D. 嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值小于天问一号绕火星转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体环绕中心天体表面做圆周运动时有 可得 由此可得月球表面重力加速度与火星表面重力加速度之比为 则月球表面重力加速度小于火星表面重力加速度，故A错误； B．物体环绕中心天体表面做圆周运动时的速度即为第一宇宙速度，因此有 可得第一宇宙速度为 由于月球的重力加速度和半径都较小，则月球的第一宇宙速度较小，故B错误； C．根据开普勒第二定律可知，环绕同一中心天体且轨道半径相同的物体，相同时间内与中心天体中心的连线扫过的面积相等，而嫦娥五号与天问一号所环绕中心天体以及轨道半径均不同，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 解得 火星的质量大于月球的质量，故D正确。 故选D。 13. 一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图（b）示，则在其轨迹最高点P处的曲率半径是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】物体在其轨迹最高点P处只有水平速度，其水平速度大小为 在最高点，把物体的运动看成圆周运动的一部分，物体的重力作为向心力，由向心力的公式得 所以在其轨迹最高点P处的曲率半径是 故B正确。 故选B。 14. 如图所示，在与水平地面夹角为的光滑斜面。上有一半径为的光滑圆轨道，一质量为的小球在圆轨道内沿轨道做圆周运动，，下列说法中正确的是（　　） A. 小球在光滑轨道内做匀速圆周运动 B. 小球以2m/s的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为9N C. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为0 D. 小球能通过圆轨道最高点的最小速度为1m/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．整个过程重力一直在做功，小球的速度大小一直在变，小球在光滑轨道内做的不是匀速圆周运动，故A错误； B．在最低点，由牛顿第二定律有 代入题中时间，解得轨道对球的弹力 根据牛顿第三定律可知，小球以2m/s的速度通过圆轨道最低点时对轨道的压力为9N，故B正确； CD．小球恰能通过圆轨道最高点时有 解得小球能通过圆轨道最高点的最小速度 故CD错误； 故选B。 第二部分（非选择题共58分） 二、实验题（共18分） 15. 如图甲所示为向心力演示仪，某同学探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1，该同学设计了如图乙所示的三种组合方式，变速塔轮自上而下每层左右半径之比分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，实验中采用的主要实验方法与下列实验相同的是________； A. 探究两个互成角度的力的合成规律 B. 探究平抛运动的特点 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在某次实验中，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）； （3）按（2）中正确选择后，两次以不同的转速匀速转动手柄，左、右测力筒露出等分标记如图丙所示。则向心力大小F与小球做圆周运动半径r的关系是________。 A. F与r2成反比 B. F与r2成正比 C. F与r成反比 D. F与r成正比 【答案】（1）C （2）一 （3）D 【解析】 【小问1详解】 A．本实验的目的是探究向心力的大小F与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。探究两个互成角度的力的合成规律，采用的实验方法是等效替代法，故A错误； B．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 在某次实验中，探究向心力的大小与半径的关系时，应保持两小球质量m、角速度ω相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 【小问3详解】 角速度为时，左、右测力筒露出的格子数之比均为2：1，左右两标尺露出的格子数之比表示向心力的比值，且B处、C处分别到各自转轴中心距离之比为2：1，可知F与成正比。 故选D。 16. 某同学利用如图所示的装置研究平抛运动： （1）图甲中用小锤击打弹性金属片，小球P沿水平方向飞出后做平抛运动，与此同时，与球P相同的球Q被松开自由下落。改变实验装置离地高度，多次实验，两球总是同时落地，这说明做平抛运动的球P在竖直方向上做______运动。 （2）下列操作中必要的是（　　） A. 将斜槽轨道的末端调成水平 B. 用天平称出小球的质量 C. 调节纸板使其竖直且与小球下落的竖直平面平行 D. 让小球每次从斜槽上不同位置由静止释放 （3）某次实验，该小组得到物体做平抛运动的轨迹如图乙所示，a、b、c为轨迹上的三个点，以a为坐标原点，以重锤线方向为y轴，建立直角坐标系，测得b、c两点坐标分别为（40cm，40cm）、（80cm，120cm），重力加速度，则由此可计算出物体的初速度大小为______m/s，物体抛出位置的坐标为______。 （4）另一实验小组的同学在其所得的轨迹上选取间距较大的几个点，测出各点到抛出点的水平距离x和竖直高度y，并在直角坐标系内绘出了图像，g取。根据图像可知小球的初速度大小______m/s。 【答案】（1）自由落体 （2）AC （3） ①. 2m/s ②. -20cm，-5cm （4）1.00m/s 【解析】 【小问1详解】 球 P 做平抛运动，球Q做自由落体运动，改变高度多次实验两球总是同时落地。这表明在竖直方向上，平抛运动的球P和自由落体运动的球Q运动情况相同，即平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 。 【小问2详解】 A．将斜槽轨道的末端调成水平，这样才能保证小球离开斜槽后做平抛运动，故A正确； B．平抛运动的轨迹与小球质量无关，不需要用天平称出小球质量，此操作不必要，故B错误； C．调节纸板使其竖直且与小球下落的竖直平面平行，便于准确记录小球运动轨迹，故C正确； D．为保证小球每次平抛的初速度相同，应让小球每次从斜槽上同一位置由静止释放，而不是不同位置，故D错误。 故选AC。 【小问3详解】 [1]竖直方向有 解得 水平方向有 联立解得初速度 [2]根据匀变速直线运动推论可知 解得 则从抛出点到b的竖直距离 则从抛出点到b的水平距离 故物体抛出位置的横纵坐标分别为 即（-20cm，-5cm） 【小问4详解】 根据平抛规律有 联立解得 结合图像可知 解得 三、计算题（40分） 17. 在距地面高80m的低空有一小型飞机以30m/s的速度水平飞行，假定从飞机上释放一物体（g=10m/s2），不计空气阻力。 求：（1）物体落地时间是？ （2）它在下落过程中发生的水平位移； （3）落地前瞬间的速度大小。 【答案】（1）4s；（2）120m；（3）50m/s 【解析】 【详解】（1）物体离开飞机后，做平抛运动，竖直方向 解得 （2）水平方向 （3）竖直方向的分速度为 由四边形定则 18. 如图所示，一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。可认为最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度。 （1）画出小物体在图示位置的受力示意图； （2）求小物体受到的摩擦力大小f； （3）若小物体与圆盘间的动摩擦因数，为使小物体不滑动，圆盘转动的角速度ω不能超过多少？ 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）略 （2）小物体受到的摩擦力提供所需的向心力，则有 （3）若小物体与圆盘间的动摩擦因数，则有 可得 则为使小物体不滑动，圆盘转动的角速度不能超过。 19. 2022年冬奥会将在北京举行，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一、如图所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始匀加速滑下，下滑时受到平均阻力f=120N，滑道AB的长度L=72m，与水平方向的夹角θ=37°。为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。运动员到达最低点C的速度vC=25m/s，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8求： （1）运动员下滑时加速度a的大小； （2）运动员到达助滑道末端B时速度vB的大小； （3）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。 【答案】（1）4m/s2；（2）24m/s；（3）12.5m 【解析】 【分析】 【详解】(1)运动员在滑道AB上时，由牛顿第二定律可得 解得运动员下滑时加速度的大小为 (2)由位移速度公式可得 解得 (3)在C点由向心力公式可得 由题意可知 联立解得 即C点所在圆弧的半径R至少应为12.5m。 20. 假设太阳系中各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球公转的轨道半径为r，公转周期为，万有引力常量为G。假设地外行星绕太阳公转的轨道半径为4r。求： （1）太阳的质量M； （2）地外行星绕太阳公转的周期T； （3）经历“行星冲日”后再经过多长时间又会出现“行星冲日”。 【答案】（1）；（2）；（3）（，，） 【解析】 【详解】（1）地球绕太阳转动，由万有引力提供向心力得 解得太阳的质量为 （2）地外行星绕太阳公转，由万有引力提供向心力得 联立可得地外行星绕太阳公转的周期为 （3）设经历“行星冲日”后再经过时间又会出现“行星冲日”，则有 （，，） 可得 （，，） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $