精品解析：天津市西青区杨柳青第一中学2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

2024-2025学年度第二学期高一年级期中考试 物理试卷 一、单选题（每小题4分，共36分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 如图所示“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（　　） A. 在最高点，乘客对座舱的压力等于乘客的重力 B. 摩天轮转动过程中，乘客的速度保持不变 C. 摩天轮转动过程中，乘客所受的向心力大小不变 D. 摩天轮转动过程中，乘客的加速度保持不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．在最高点，乘客的重力与座舱对乘客的支持力提供向心力，乘客处于失重状态，乘客对座舱的压力不等于乘客的重力，故A错误； B．摩天轮转动过程中，乘客的速度大小保持不变，速度方向时刻改变，故B错误； C．摩天轮转动过程中，乘客所受的向心力大小 可知摩天轮转动过程中，乘客所受的向心力大小不变，故C正确； D．摩天轮转动过程中，乘客的加速度大小保持不变，加速度方向时刻改变，指向圆心，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，质量相等的小物块P和Q在水平圆盘上与轴距离不同，都随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动，小物块与圆盘间的动摩擦因数相同。下列说法中正确的是（　　） A. 小物块P和Q所受摩擦力一样大 B. 小物块P所受摩擦力更大些 C. 小物块P对圆盘的压力更大些 D. 小物块P受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 【答案】B 【解析】 【详解】AB．小物块水平方向受到摩擦力提供匀速圆周运动的向心力，由于质量相等的小物块P和Q在同一圆盘上做匀速圆周运动，故P和Q的角速度相等，做圆周运动的半径小物块P大于小物块Q，由公式可知 可知，小物块P受到的摩擦力大于小物块Q，故A错误，B正确； C．重力与支持力是平衡力，小物块P和Q质量相等，故两物块重力相等，所受圆盘的支持力相等，根据牛顿第三定律，两物块对圆盘的压力相等，C错误； D．小物块P受到重力、支持力、摩擦力的作用，向心力为效果力，由摩擦力提供，D错误； 故选B。 3. 2025年2月16日，在泰国举办的公路自行车亚洲锦标赛上，中国选手吕先景成功夺冠，成为该赛事历史上首位同时拥有公路及山地双料亚洲冠军的运动员。自行车主要构成部件有前后轮、链条、大小齿轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】大齿轮转动的角速度为 大齿轮边缘点转动的线速度为 小齿轮边缘点转动的线速度与大齿轮边缘点转动的线速度相等，即 小齿轮和车轮的角速度相等，则 所以自行车前进的速度大小 故选D。 4. 月球探测是中国迈出航天深空探测的重大举措。2024年6月，我国发射的嫦娥六号探测器完成世界首次月球背面的采样和起飞，预计2030年前我国将实现载人登月。若将来我国宇航员在月球（视为质量分布均匀的球体）表面以大小为的初速度竖直上抛一物体（视为质点），已知万有引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R。则物体从刚被抛出到落回抛出点的时间为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设月球表面重力加速度为，根据 解得 根据运动学公式可知，物体从刚被抛出到落回抛出点的时间为 联立解得 故选B。 5. 如图所示，某同学到超市购物后由于赶时间，用大小为、方向与水平面成角斜向上的拉力拉购物篮，以的加速度在水平地面上从静止开始匀加速前进（加速时间大于），则（ ） A. 前内拉力所做的功为 B. 前内拉力的平均功率为 C. 末拉力做功的瞬时功率为 D. 由于阻力大小未知，拉力的功率不能确定 【答案】C 【解析】 【详解】A．前内前进的距离为 拉力所做的功为 故A错误； B．前内拉力的平均功率为 故B错误； C．末购物篮的速度为 则末拉力做功的瞬时功率为 故C正确； D．虽阻力大小未知，但拉力大小与拉力与运动方向夹角已知，且运动速度和位移可算出，故拉力的功率可算出，故 D错误。 故选C。 6. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3（如图所示）。则卫星分别在1、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道3上P点加速度大于它在轨道2上P点的加速度 D. 卫星在轨道3上速度大于它在轨道2上P点的速度 【答案】D 【解析】 【详解】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得 可得 ， 可知卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故AB错误； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知卫星在轨道3上P点加速度等于它在轨道2上P点的加速度，故C错误； D．卫星从低轨道变轨到高轨道，需要在变轨处点火加速，则卫星在轨道3上速度大于它在轨道2上P点的速度，故D正确。 故选D。 7. 手拿球拍托着乒乓球跑是校运动会的一项常见的趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右做匀速直线运动，若不计空气阻力，则此过程中（　　） A. 乒乓球受到的重力对乒乓球做负功 B. 乒乓球所受合力对乒乓球做正功 C. 球拍对乒乓球的摩擦力做负功 D. 球拍对乒乓球的支持力对乒乓球不做功 【答案】C 【解析】 【详解】A．乒乓球受到的重力方向与运动方向垂直，可知重力对乒乓球不做功，故A错误； B．乒乓球在水平向右做匀速直线运动，所以乒乓球所受合力为零，可知所受合力对乒乓球不做功，故B错误； C．球拍对乒乓球的摩擦力沿球拍斜面向上，摩擦力与速度方向的夹角为钝角，由 为钝角，则摩擦力对乒乓球做负功，故C正确； D．球拍对乒乓球的支持力垂直球拍斜面向上，支持力与速度方向的夹角为锐角，所以支持力对乒乓球做正功，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，A、B两个天体可视为双星系统，质量比，A、B同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，A天体绕O点运动的（　　） A. 向心力大小为B的3倍 B. 角速度大小为B的 C. 线速度大小为B的3倍 D. 轨道半径为B的 【答案】D 【解析】 【详解】AB．在该双星系统中，两个天体绕O点运动的周期相同，角速度大小相同，且两者之间的万有引力提供各自的向心力，所以二者向心力大小相同，故AB错误； CD．根据牛顿第二定律有 解得 根据可知 故C错误，D正确 故选D。 9. 质量为m的汽车在水平路面上启动过程中，速度—时间图像如图所示，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段与t轴平行，下述说法正确的是（　　） A. 时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B 时间内汽车牵引力不断减小 C. 时间内汽车牵引力做功为 D. 时间内汽车牵引力大于其所受阻力 【答案】B 【解析】 【详解】A．由速度—时间图像可知时间内汽车做匀加速运动，再根据动力学方程 和功率的定义 可知加速度恒定，则牵引力一定，所以功率随速度增大而增大，故A错误； B．由题意可知时间内汽车以额定功率行驶，根据功率的定义 当功率一定，则牵引力随速度增大而减小，故B正确； C．时间内，根据动能定理可得 可得 故C错误； D．由图像可知时间内，汽车做匀速直线运动阶段，牵引力等于阻力，故D错误。 故选B。 二、多选题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 10. “跳台滑雪”被称为“勇者的游戏”，其滑道可近似简化为由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成。如图所示为某滑雪爱好者从助滑道上滑下，在起跳区末端A点，第一次以速度水平飞出，经过时间t，落在着陆坡AB的中点处。已知AB长为2L，若第二次该滑雪者在起跳区末端A点以的速度水平飞出（不计空气阻力），则滑雪者（ ） A. 在空中飞行时间变为 B. 着陆点离A点的距离等于 C. 着陆时的速度方向与第一次相同 D. 第二次着陆时的速度大小是第一次的 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．设着陆坡与水平方向的夹角为，则第一次以速度水平飞出，经过时间t，落在着陆坡AB的中点处，有 第二次该滑雪者在起跳区末端A点以的速度水平飞出，位移偏向角仍然是，故 即 A正确； B．设着陆点离A点的距离为，则 解得 B错误； C．由题可知，两次运动的位移偏向角相同，故两次的速度偏向角也相同，C正确； D．由动能定理可知 解得 D正确。 故选ACD。 11. 运动员从水平地面上把质量为400g的足球踢出后，某人观察它在空中的运动情况，估计足球上升的最大高度是3m，在最高点的速度大小为10m/s。不考虑空气阻力，以水平地面为参考平面，取重力加速度大小。下列选项正确的是（　　） A. 足球在最高点时的重力势能为6J B. 足球在最高点时的重力势能为12J C. 运动员踢球时对足球做的功为32J D. 运动员踢球时对足球做的功为12J 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．以水平地面为参考平面，足球在最高点时的重力势能 故A错误，B正确； CD．根据功能关系可得运动员踢球时对足球做的功为 故C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。重力加速度g取，由图2可知（　　） A. 小球的角速度为时，小球刚离开锥面 B. 母线与轴线之间夹角 C. 小球质量为 D. 绳长为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，当小球的角速度满足 小球恰好要离开锥面，此时角速度为 可知小球的角速度为时，小球刚离开锥面，故A正确； BCD．当小球将要离开锥面时，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有 即 当小球离开锥面后，设绳子与竖直方向的夹角为，绳子拉力与小球重力的合力提供向心力，有 即 则根据图乙，结合所得绳子拉力与的函数关系可知，当小球离开锥面后 当小球未离开锥面时，分析小球受力情况，水平方向，根据牛顿第二定律有 竖直方向根据平衡条件有 联立可得 根据图乙，结合所得函数关系可得 ， 联立解得 ，， 故D正确，BC错误。 故选AD 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某同学做用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，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，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列说法中正确的是________ A．该实验轨道必须尽量光滑，以减小摩擦 B．每次都要将小球从轨道同一位置无初速释放 C．小球应贴紧白纸运动以减小误差 D．挡板高度必须等间距变化 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。在确定y轴时________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。 （3）在正确操作的实验中，用光滑曲线拟合了平抛轨迹如图乙所示，A、B、C、D为轨迹中的四个位置，则从A到B与从B到C过程所用的时间应满足________（填“”、“”或“”）。 【答案】 ①. B ②. 需要 ③. > 【解析】 【详解】（1）[1]AB．该实验是通过多次释放小球在白纸上留下痕迹描绘平抛运动的轨迹，故只要将小球每次从同一位置无初速静止释放，离开斜槽末端的速度就相同，轨迹就为同一轨迹，所以轨道无需光滑。故A错误；B正确； C．小球应贴紧白纸运动会增大误差。故C错误； D．挡板高度无需等间距变化。故D错误。 故选B。 （2）[2]小球在竖直方向做自由落体运动，所以y轴需要与重垂线平行。 （3）[3]小球在水平方向做匀速运动，A到B的水平距离大于B到C的水平距离，则从A到B与B到C过程所用的时间关系为tAB> tBC。 14. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中______的方法。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）在探究向心力F与角速度的关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装置，电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。 实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r； ③启动电动机，使凹槽AB绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间。 （a）小钢球转动的角速度______（用L、d、表示）； （b）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______kg。（结果保留2位有效数字） 【答案】（1）C （2）B （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中控制变量法的方法，故选C。 【小问2详解】 在探究向心力F与角速度的关系时，两个小球所受向心力之比为，根据 可知角速度之比为1:3；与皮带连接的两个变速塔轮边缘的线速度相等，根据 v=ωR 可知两个变速塔轮边缘的半径之比为3:1，故选B。 【小问3详解】 （a）[1]小钢球转动的角速度 （b）[2]根据 由图像可知 解得 m=0.30kg 四、计算题（请写出必要的公式和文字说明。共35分） 15. “玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想，“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G．求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球质量和月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）， 【解析】 【详解】（1）物体从静止自由下落h高度的时间为t，则有 解得月球表面的重力加速度为 （2）在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，则有 解得月球的质量 月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据重力提供向心力可得 解得 16. 游乐场的过山车运动可以简化为如图所示：固定在竖直面内的粗糙弧形轨道AB和半径为R的光滑圆形轨道BC在B点平滑连接，过山车质量为m（可视为质点）在高度为4.5R的A点由静止释放沿弧形轨道滑下，经过B点进入圆轨道后恰能运动到最高点C，已知重力加速度为g，求： （1）求过山车运动到圆轨道的最高点C时速度的大小vc； （2）求在AB弧形轨道上运动时阻力所做的功Wf； （3）若弧形轨道AB光滑，计算过山车通过C点时对轨道的压力Fc的大小。 【答案】（1）；（2）；（3）4mg 【解析】 【详解】（1）过山车在C点，重力提供向心力，有 mg＝m 解得 （2）过山车从A点运动到C点过程中，根据动能定理可得 mg(4.5R-2R)＋Wf＝ 解得 （3）若弧形轨道AB光滑，过山车从A点运动到C点过程中，根据动能定理可得 mg(4.5R-2R)＝ 解得 过山车在C点合力提供向心力，有 mg＋N＝m 解得 N＝4mg 由牛顿第三定律，可得 Fc＝N＝4mg 17. 如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点，不计空气阻力），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的半径光滑圆弧轨道BC，其中轨道C端切线水平，随后小物块滑上静止在粗糙水平面的长木板上。已知长木板的质量，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，半径OB与竖直半径OC间的夹角。取，，，求： （1）小物块运动至B点时的速度大小； （2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小； （3）若长木板长为，则自小物块滑上长木板起，到它们最终都停下来的过程中，小物块与长木板间产生的热量及地面与长木板间产生的热量各为多少？ 【答案】（1）；（2）；（3）， 【解析】 【详解】（1）设小物块运动至B点时的速度大小为，由题意，根据速度的合成与分解有 （2）小物块从B点滑至C点的过程，根据动能定理有 解得 在C点根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小物块对圆弧轨道C点的压力大小为。 （3）小物块在长木板上滑动过程中，设小物块和长木板的加速度大小分别为、，根据牛顿第二定律可得 解得 ， 设小物块与长木板可以达到共速时，且所用时间为，由运动学公式有 解得 ， 时间内小物块和长木板的位移大小分别为 ， 则有 假设成立；由于，所以共速之后二者将共同做匀减速运动，加速度大小为 从共速到停下来通过的位移为 自小物块滑上长木板起，到它们最终都停下来的过程中，小物块与长木板间产生的热量为 地面与长木板间产生的热量为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度第二学期高一年级期中考试 物理试卷 一、单选题（每小题4分，共36分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 如图所示“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（　　） A. 在最高点，乘客对座舱的压力等于乘客的重力 B. 摩天轮转动过程中，乘客的速度保持不变 C. 摩天轮转动过程中，乘客所受向心力大小不变 D. 摩天轮转动过程中，乘客的加速度保持不变 2. 如图所示，质量相等的小物块P和Q在水平圆盘上与轴距离不同，都随圆盘一起在水平面内做匀速圆周运动，小物块与圆盘间的动摩擦因数相同。下列说法中正确的是（　　） A. 小物块P和Q所受摩擦力一样大 B. 小物块P所受摩擦力更大些 C. 小物块P对圆盘的压力更大些 D. 小物块P受到重力、支持力、摩擦力和向心力作用 3. 2025年2月16日，在泰国举办的公路自行车亚洲锦标赛上，中国选手吕先景成功夺冠，成为该赛事历史上首位同时拥有公路及山地双料亚洲冠军的运动员。自行车主要构成部件有前后轮、链条、大小齿轮等，其部分示意图如图所示，其中大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为、和，假设脚踏板的转速为，则该自行车前进的速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 月球探测是中国迈出航天深空探测的重大举措。2024年6月，我国发射的嫦娥六号探测器完成世界首次月球背面的采样和起飞，预计2030年前我国将实现载人登月。若将来我国宇航员在月球（视为质量分布均匀的球体）表面以大小为的初速度竖直上抛一物体（视为质点），已知万有引力常量为G，月球的质量为M，月球的半径为R。则物体从刚被抛出到落回抛出点的时间为（ ） A. B. C. D. 5. 如图所示，某同学到超市购物后由于赶时间，用大小为、方向与水平面成角斜向上的拉力拉购物篮，以的加速度在水平地面上从静止开始匀加速前进（加速时间大于），则（ ） A. 前内拉力所做的功为 B. 前内拉力的平均功率为 C. 末拉力做功的瞬时功率为 D. 由于阻力大小未知，拉力的功率不能确定 6. 发射地球静止卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3（如图所示）。则卫星分别在1、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度 C. 卫星在轨道3上P点加速度大于它在轨道2上P点的加速度 D. 卫星在轨道3上速度大于它在轨道2上P点的速度 7. 手拿球拍托着乒乓球跑是校运动会的一项常见的趣味项目，如图所示，某段时间内乒乓球相对球拍静止一起水平向右做匀速直线运动，若不计空气阻力，则此过程中（　　） A. 乒乓球受到的重力对乒乓球做负功 B. 乒乓球所受合力对乒乓球做正功 C. 球拍对乒乓球的摩擦力做负功 D. 球拍对乒乓球的支持力对乒乓球不做功 8. 如图所示，A、B两个天体可视为双星系统，质量比，A、B同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，A天体绕O点运动的（　　） A. 向心力大小为B的3倍 B. 角速度大小为B的 C. 线速度大小为B的3倍 D. 轨道半径为B的 9. 质量为m的汽车在水平路面上启动过程中，速度—时间图像如图所示，Oa段为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段与t轴平行，下述说法正确的是（　　） A. 时间内汽车做匀加速运动且功率恒定 B. 时间内汽车牵引力不断减小 C. 时间内汽车牵引力做功为 D. 时间内汽车牵引力大于其所受阻力 二、多选题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 10. “跳台滑雪”被称为“勇者的游戏”，其滑道可近似简化为由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成。如图所示为某滑雪爱好者从助滑道上滑下，在起跳区末端A点，第一次以速度水平飞出，经过时间t，落在着陆坡AB的中点处。已知AB长为2L，若第二次该滑雪者在起跳区末端A点以的速度水平飞出（不计空气阻力），则滑雪者（ ） A. 在空中飞行时间变为 B. 着陆点离A点的距离等于 C. 着陆时的速度方向与第一次相同 D. 第二次着陆时的速度大小是第一次的 11. 运动员从水平地面上把质量为400g的足球踢出后，某人观察它在空中的运动情况，估计足球上升的最大高度是3m，在最高点的速度大小为10m/s。不考虑空气阻力，以水平地面为参考平面，取重力加速度大小。下列选项正确的是（　　） A. 足球在最高点时的重力势能为6J B. 足球在最高点时的重力势能为12J C. 运动员踢球时对足球做的功为32J D. 运动员踢球时对足球做的功为12J 12. 如图1所示一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线竖直，母线与轴线之间夹角为，一条长度为l的轻绳，一端固定在圆锥体的顶点O处，另一端拴着一个质量为m的小球（可看作质点），小球以角速度绕圆锥体的轴线做匀速圆周运动，细线拉力F随变化关系如图2所示。重力加速度g取，由图2可知（　　） A. 小球的角速度为时，小球刚离开锥面 B. 母线与轴线之间夹角 C. 小球质量为 D. 绳长为 三、实验题（每空2分，共14分） 13. 某同学做用如图甲所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出，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，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）下列说法中正确的是________ A．该实验轨道必须尽量光滑，以减小摩擦 B．每次都要将小球从轨道同一位置无初速释放 C．小球应贴紧白纸运动以减小误差 D．挡板高度必须等间距变化 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。在确定y轴时________（选填“需要”或者“不需要”）y轴与重垂线平行。 （3）在正确操作的实验中，用光滑曲线拟合了平抛轨迹如图乙所示，A、B、C、D为轨迹中的四个位置，则从A到B与从B到C过程所用的时间应满足________（填“”、“”或“”）。 14. 某实验小组用如图甲所示的装置来探究小球做匀速圆周运动时所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中______的方法。 A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎法 （2）在探究向心力F与角速度关系时，若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力之比为，则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______（填选项前的字母）。 A. B. C. D. （3）为验证做匀速圆周运动物体的向心力的定量表达式，实验组内某同学设计了如图乙所示的实验装置，电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中AB是固定在竖直转轴上的水平凹槽，A端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，B端固定一宽度为d的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。 实验步骤： ①测出挡光片与转轴的距离为L； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为r； ③启动电动机，使凹槽AB绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器示数F和挡光时间 （a）小钢球转动的角速度______（用L、d、表示）； （b）该同学为了探究向心力大小F与角速度的关系，多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，作出图像如图丙所示，若忽略小钢球所受摩擦且小钢球球心与转轴的距离为，则小钢球的质量______kg。（结果保留2位有效数字） 四、计算题（请写出必要的公式和文字说明。共35分） 15. “玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想，“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G．求： （1）月球表面重力加速度； （2）月球的质量和月球的第一宇宙速度。 16. 游乐场的过山车运动可以简化为如图所示：固定在竖直面内的粗糙弧形轨道AB和半径为R的光滑圆形轨道BC在B点平滑连接，过山车质量为m（可视为质点）在高度为4.5R的A点由静止释放沿弧形轨道滑下，经过B点进入圆轨道后恰能运动到最高点C，已知重力加速度为g，求： （1）求过山车运动到圆轨道的最高点C时速度的大小vc； （2）求在AB弧形轨道上运动时阻力所做的功Wf； （3）若弧形轨道AB光滑，计算过山车通过C点时对轨道的压力Fc的大小。 17. 如图所示，从A点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点，不计空气阻力），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的半径光滑圆弧轨道BC，其中轨道C端切线水平，随后小物块滑上静止在粗糙水平面的长木板上。已知长木板的质量，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数，半径OB与竖直半径OC间的夹角。取，，，求： （1）小物块运动至B点时的速度大小； （2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力大小； （3）若长木板长为，则自小物块滑上长木板起，到它们最终都停下来的过程中，小物块与长木板间产生的热量及地面与长木板间产生的热量各为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$