精品解析：浙江省台州市山海协作体2024-2025学年高一下学期4月期中物理试题

绝密★考试结束前 2024学年第二学期台州市山海协作体期中联考 高一年级物理学科试题 考生须知： 1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4．考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 雷诺数Re是流体力学中的一个物理量，其表达式为，式中为流体密度、v为流体流速、d为一特征长度、为黏性系数。已知黏性系数的单位为。则下列关于雷诺数Re的单位说法正确的是（　　） A. 是基本单位 B. 雷诺数Re没有单位 C. 雷诺数Re单位与力的单位相同 D. 雷诺数Re的单位与加速度的单位相同 2. 2024年8月，运动员潘展乐在长为50米的泳池中，以46秒40的成绩获得巴黎奥运会男子100米自由泳冠军，并打破世界纪录，下列说法正确的是（　　） A. “100米”指的是位移大小 B. “46秒40”指的是时间间隔 C. 运动员比赛的平均速度大小约为 D. 研究运动员在加速冲刺过程中技术特点可将其看成质点 3. 如图为修正带的内部结构，由大小两个相互咬合的齿轮组成，修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时，齿轮转动，从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1，A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点，C为大齿轮上转轴半径的中点，则（　　） A. A与B的角速度大小之比为1∶2 B. B与C的线速度大小之比为1∶1 C. A与C的向心加速度大小之比为4∶1 D. 大小齿轮的转动方向相同 4. 如图1，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，比赛前A、B两个运动员背夹皮球处于静止状态，可以简化为图2。假设两运动员背部给皮球的弹力均在同一竖直面内，运动员怕球落下，用力缓慢靠近，在此过程中（　　） A. 运动员A、B对皮球的合力增大 B. 皮球受到的摩擦力增大 C. 运动员A对球的弹力和运动员B对球的弹力是一对相互作用力 D. 运动员对球的摩擦力和球受到的重力是一对平衡力 5. 2024年6月，内蒙古乌兰察布阿木古郎草原迎回了携带月背“土特产”的嫦娥六号返回器，这是人类历史上首次实现月球背面采样返回。返回器在返回地球前绕地球运行的某段可视为匀速圆周运动，在该段运动过程中，返回器转过圆心角所用时间为t、速度大小为v。已知引力常量为G，则地球质量可表示为（　　） A. B. C. D. 6. 下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带负电 B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，左侧A点的电势高于右侧B点的电势 C. 图丙中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附 D. 图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电屏蔽原理 7. 如图所示，在某一点电荷Q产生的电场中，有a、b两点。其中a点的场强大小为，方向与ab连线成120°角；b点的场强大小为，方向与ab连线成150°角。则关于a、b两点场强大小，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，一个小球分别沿三条轨道由静止从同一点出发到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道其次，A轨道最长，B轨道轨迹称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，比较沿三条轨道下滑情况，下列说法正确的是（　　） A. 沿A轨道滑下，小球重力做功最多 B. 沿C轨道滑下，轨道对小球的支持力做功最多 C. 到达终点前瞬间，沿B轨道下滑的小球速度最大 D. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球重力功率最大 9. 酒店送餐机器人，能够进行室内自主导航将物品配送到指定位置。该配送机器人机身净质量为，最大承载质量为，在正常行驶中，该配送机器人受到的阻力约为总重力的，满载时最大速度可达，已知重力加速度，关于该机器人的说法正确的是（　　） A. 该配送机器人的额定功率为 B. 该配送机器人以额定功率启动时，先做匀加速 C. 该配送机器人空载时，能达到的最大速度为 D. 满载情况下以额定功率启动，当速度为时，该配送机器人的加速度大小为 10. 公园游乐场里的海盗船是许多同学儿时美好的回忆。小华同学坐在船体A处用手机物理工坊（phyphox）对正在摆动的海盗船进行了向心加速度大小和角速度大小的测量，在海盗船自由摆动阶段，测得如图数据。下列说法正确的是（　　） A. 此阶段海盗船摆动的周期大约为 B 小华末已通过最低点，速度开始减小 C. 海盗船摆动时，座位上B点的角速度大于A点的角速度 D. 通过峰值平均数据可估算手机距离海盗船转轴约为 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中，有一个或一个以上是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 物理学是集科学知识、科学方法和科学思维为一体的学科。下列有关物理学史实和科学思维方法的叙述正确的有（　　） A. 图甲英国物理学家卡文迪什用油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量 B. 图乙伽利略斜面实验是一个“理想实验” C. 图丙海王星的发现证明了万有引力定律的正确性 D. 图丁把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，把各小段的位移相加代表物体在t内总位移，采用了“等效替代法” 12. 中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星一500”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度 B. 飞船在轨道I上运动到P点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的速度 C. 飞船在轨道I上运动到P点时的加速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度 D. 飞船在轨道Ⅲ上与轨道I上运动时，相同时间里飞船与火星的连线扫过的面积相等 13. 粮食安全是国家安全的重要方面之一。如图是某粮仓利用可升降传动装置在水平地面由高处向下堆砌而成的稳定的锥形粮堆。为了知道粮堆的具体信息，测出粮堆高度为h，查资料测得粮食间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（　　） A. 此粮堆体积为 B. 越远离锥型轴心，地面对谷物的摩擦力越大 C. 粮堆底面半径r与粮堆高度h的比值为 D. 若提高锥形粮堆高度h，粮堆底面积应该变大 非选择题部分 三、实验题（本题共3小题，共16分） 14. 小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后、小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。 （1）现有以下材质小球，实验中应当选用______。 A．钢球 B.乒乓球 C.橡胶球 （2）用分度值为1mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示，则______cm。 （3）作出图线，如图3所示，则可得到重力加速度______。 15. 为了“探究向心力大小与角速度的关系”，某班级同学分成两个实验小组： 第一小组采用甲图所示的装置进行探究。第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在光滑水平杆上，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片遮光的时间，测得滑块的旋转半径为r。 （1）第一小组实验时，加速转动手柄，标尺上显示的格数将__________（填“增加”或“减少”），若皮带连接的两个塔轮1和2的半径之比，则塔轮1、2的角速度之比__________； （2）第二小组实验时，测得遮光时间为，则滑块运动的角速度__________（用、r、d表示）。 16. 某学习小组利用图甲所示装置，研究小球做抛体运动过程是否满足机械能守恒定律。实验时每隔拍一幅照片，某次拍摄处理后得到的照片如图乙所示。图中背景是画有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，方格线横平竖直，每个方格的边长为。实验中测得的小球影像的高度差在图乙中标出。已知小球质量，当地重力加速度。 （1）小球运动到图中a位置时的动能为__________ ，小球从a到b过程动能增加了__________ ，小球从a到b过程重力势能减少了__________ 。（结果均保留2位有效数字） （2）根据以上计算，在误差允许的范围内，说明小球做平抛运动的过程__________机械能守恒定律。（填“满足”或“不满足”） （3）若实验前斜槽末端未调节水平，__________本实验的结论。（填“影响”或“不影响”） 四、解答题（本题共4小题，共42分） 17. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好无碰撞地落在邻近平台的一倾角为的斜面顶端，并沿斜面下滑。已知斜面高度H=6m，斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，小球与斜面的动摩擦因数，重力加速度g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）小球水平抛出的初速度的大小，以及斜面顶端与平台边缘的水平距离x； （2）小球沿斜面运动的时间。 18. 如图甲所示的“魔力陀螺”可在圆轨道外侧或内侧旋转而不脱落。竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径，圆轨道对陀螺的磁力大小恒为F。将陀螺置于轨道外侧A点静止释放，陀螺可做完整的圆周运动，且恰好不脱轨。在研究陀螺的运动时，可将陀螺简化为质点处理。不计摩擦和空气阻力，陀螺质量，重力加速度，求： （1）陀螺在外侧轨道运动到B点时的速度大小； （2）轨道对陀螺的磁力F的大小； （3）若陀螺在轨道内侧运动，过A点时受到轨道对质点的弹力为，求陀螺的速度大小。 19. 如图所示，电荷量分别为、的两带电小球A、B，分别用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上。已知O点到A球的距离，，，静电力常量为k，带电小球均可视为点电荷，重力加速度为g。 （1）求A、B两球间的库仑力大小； （2）求A球的质量； （3）若移去小球B，同时在空间中加上一匀强电场，若要使小球A仍能静止在原来位置，求电场强度的最小值及其方向。 20. 如图所示，表面光滑的水平轨道左端与长的水平传送带平滑相接，传送带以的恒定速率逆时针匀速运动。水平轨道右侧的竖直墙上固定一轻弹簧，现用质量的小物块（可视为质点）将弹簧向右压缩到某一位置（弹簧处于弹性限度范围内），由静止开始释放小物块，小物块到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入固定的竖直光滑半圆轨道最高点，并恰好沿半径的半圆轨道做圆周运动，最后经圆周最低点C，滑上质量为的长木板上，若物块与传送带间动摩擦因数，物块与木板间动摩擦因数。求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）小物块刚滑上水平传送带A点时的动能； （3）要使小物块恰好不会从长木板上掉下，则木板长度s与木板和地面之间动摩擦因数应满足什么关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 绝密★考试结束前 2024学年第二学期台州市山海协作体期中联考 高一年级物理学科试题 考生须知： 1．本卷共8页满分100分，考试时间90分钟。 2．答题前，在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。 3．所有答案必须写在答题纸上，写在试卷上无效。 4．考试结束后，只需上交答题纸。 选择题部分 一、选择题I（本题共10小题，每小题3分，共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1. 雷诺数Re是流体力学中的一个物理量，其表达式为，式中为流体密度、v为流体流速、d为一特征长度、为黏性系数。已知黏性系数的单位为。则下列关于雷诺数Re的单位说法正确的是（　　） A. 是基本单位 B. 雷诺数Re没有单位 C. 雷诺数Re的单位与力的单位相同 D. 雷诺数Re的单位与加速度的单位相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．导出单位，故A错误； BCD．雷诺数的表达式为，则雷诺数的单位为 故雷诺数Re没有单位。 故选B。 2. 2024年8月，运动员潘展乐在长为50米的泳池中，以46秒40的成绩获得巴黎奥运会男子100米自由泳冠军，并打破世界纪录，下列说法正确的是（　　） A. “100米”指的是位移大小 B. “46秒40”指的是时间间隔 C. 运动员比赛的平均速度大小约为 D. 研究运动员在加速冲刺过程中技术特点可将其看成质点 【答案】B 【解析】 【详解】A．位移指的是从起始位置指向终止位置有向线段的长度，这里的 “100米”指的是路程，不是位移，故A错误； B．“46秒40”指的是时间间隔，故B正确； C．100米刚好是在泳池内一个往返，位移为0，平均速度为0，故C错误； D．研究运动员在加速冲刺过程中技术特点时，运动员的形状大小不能忽略不计，不可以将其看成质点，故D错误。 故选B。 3. 如图为修正带的内部结构，由大小两个相互咬合的齿轮组成，修正带芯固定在大齿轮的转轴上。当按压并拖动其头部时，齿轮转动，从而将遮盖物质均匀地涂抹在需要修改的字迹上。若图中大小齿轮的半径之比为2∶1，A、B分别为大齿轮和小齿轮边缘上的一点，C为大齿轮上转轴半径的中点，则（　　） A. A与B的角速度大小之比为1∶2 B. B与C的线速度大小之比为1∶1 C. A与C的向心加速度大小之比为4∶1 D. 大小齿轮的转动方向相同 【答案】A 【解析】 【详解】AD．同缘传动时，边缘点的线速度大小相等，方向相反，根据 可知线速度一定时，与r成反比，由于大小齿轮的半径之比为2∶1，所以A与B的角速度大小之比为1∶2，故A正确，D错误； B．AC同轴转动，角速度相同，线速度与半径成正比，题意知AC半径比为2：1，则AC线速度之比为2：1，即B与C的线速度大小之比为2：1，故B错误； C．A与C的向心加速度大小之比 故C错误 故选A。 4. 如图1，趣味运动会上有一种“背夹球”游戏，比赛前A、B两个运动员背夹皮球处于静止状态，可以简化为图2。假设两运动员背部给皮球的弹力均在同一竖直面内，运动员怕球落下，用力缓慢靠近，在此过程中（　　） A. 运动员A、B对皮球的合力增大 B. 皮球受到摩擦力增大 C. 运动员A对球的弹力和运动员B对球的弹力是一对相互作用力 D. 运动员对球的摩擦力和球受到的重力是一对平衡力 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员A、B对皮球的合力与皮球重力平衡，大小不变，故A错误； B．皮球受到的摩擦力与重力平衡，摩擦力大小等于球的重力大小，故B错误； C．运动员A对球的弹力和运动员B对球的弹力是一对平衡力，故C错误； D．运动员对球的摩擦力和球受到的重力是一对平衡力，故D正确。 故选D。 5. 2024年6月，内蒙古乌兰察布阿木古郎草原迎回了携带月背“土特产”的嫦娥六号返回器，这是人类历史上首次实现月球背面采样返回。返回器在返回地球前绕地球运行的某段可视为匀速圆周运动，在该段运动过程中，返回器转过圆心角所用时间为t、速度大小为v。已知引力常量为G，则地球质量可表示为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】返回器的角速度 则返回器的轨道半径 根据万有引力提供向心力 联立解得地球的质量 故选A。 6. 下列关于四幅图的说法正确的是（　　） A. 图甲中，用毛皮摩擦橡胶棒，橡胶棒上的部分电子会转移到毛皮上，从而使橡胶棒带负电 B. 图乙中，处于静电平衡状态的导体腔，左侧A点的电势高于右侧B点的电势 C. 图丙中，摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附 D. 图丁中，燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了静电屏蔽原理 【答案】C 【解析】 【详解】A．用毛皮摩擦橡胶棒，毛皮上的部分电子会转移到橡胶棒上，从而使橡胶棒带负电，故A错误； B．处于静电平衡状态的导体腔是等势体，各点电势均相等，故B错误； C．摇动起电机，烟雾缭绕的塑料瓶顿时清澈透明，其工作原理为静电吸附，故C正确； D．燃气灶中安装了电子点火器，点火应用了尖端放电原理，故D错误。 故选C。 7. 如图所示，在某一点电荷Q产生的电场中，有a、b两点。其中a点的场强大小为，方向与ab连线成120°角；b点的场强大小为，方向与ab连线成150°角。则关于a、b两点场强大小，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】将两条电场线反向延长后相交于一点，即为点电荷Q的位置，如图 设a、b两点到Q的距离分别为ra和rb，由几何知识得到 根据公式可得 故选A。 8. 如图所示，一个小球分别沿三条轨道由静止从同一点出发到达相同的终点，发现小球从B轨道滑下用时最短，C轨道其次，A轨道最长，B轨道轨迹称为最速降线，设计师在设计过山车时大多采用B轨道。若忽略各种阻力，比较沿三条轨道下滑情况，下列说法正确的是（　　） A. 沿A轨道滑下，小球重力做功最多 B. 沿C轨道滑下，轨道对小球的支持力做功最多 C. 到达终点前瞬间，沿B轨道下滑的小球速度最大 D. 到达终点前瞬间，沿A轨道下滑的小球重力功率最大 【答案】D 【解析】 【详解】A．重力做功与路径无关，小球沿三条轨道下滑到底端时下降高度相同，所以重力做功相同，故A错误； B．小球沿着三条轨道下滑，支持力都始终与速度方向垂直，支持力都不做功，故B错误； C．根据机械能守恒定律， 得 小球在三条轨道的终点处速度大小相同，故C错误； D．重力的瞬时功率为 到达终点前瞬间，沿三轨道滑到最低点速度大小相同，沿A轨道下滑的小球速度与竖直方向的夹角θ最小，cosθ最大，重力的瞬时功率最大，故D正确。 故选D 9. 酒店送餐机器人，能够进行室内自主导航将物品配送到指定位置。该配送机器人机身净质量为，最大承载质量为，在正常行驶中，该配送机器人受到的阻力约为总重力的，满载时最大速度可达，已知重力加速度，关于该机器人的说法正确的是（　　） A. 该配送机器人的额定功率为 B. 该配送机器人以额定功率启动时，先做匀加速 C. 该配送机器人空载时，能达到的最大速度为 D. 满载情况下以额定功率启动，当速度为时，该配送机器人的加速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．设该配送机器人机身净质量为，最大承载质量为，由题意可知满载时阻力为70N 满载时最大速度可达，速度最大时，牵引力与阻力大小相等，则额定功率为 故A错误； B．该配送机器人以额定功率启动时，有P=Fv 根据牛顿第二定律有 分析两式，可知配送机器人做加速度减小的变加速运动直至速度达到最大速度，故B错误； C．该配送机器人空载达到最大速度时，牵引力等于阻力，设所受阻力为f1，最大速度为vm1，则有， 联立两式，代入数据得，故C错误； D．满载情况下以额定功率启动，当速度为时，牵引力为，加速度为，则有， 联立两式代入数据得 故D正确。 故选D 10. 公园游乐场里的海盗船是许多同学儿时美好的回忆。小华同学坐在船体A处用手机物理工坊（phyphox）对正在摆动的海盗船进行了向心加速度大小和角速度大小的测量，在海盗船自由摆动阶段，测得如图数据。下列说法正确的是（　　） A. 此阶段海盗船摆动的周期大约为 B. 小华末已通过最低点，速度开始减小 C. 海盗船摆动时，座位上的B点的角速度大于A点的角速度 D. 通过峰值平均数据可估算手机距离海盗船转轴约为 【答案】B 【解析】 【详解】A．海盗船摆动过程每次经过最低点时的向心力最大，由图可知，此阶段海盗船摆动的周期大约为，故A错误； B．由图可知，在最低点速度最大，加速度最大，故小华末已通过最低点，速度开始减小，故B正确； C．由于A、两点在摆动的过程中属于同轴转动，故同一时刻座位上A、两点的角速度大小相等，故C错误； D．由图可知，加速度的峰值为，角速度的峰值为；根据可得，手机距离海盗船转轴约为 故D错误。 故选B。 二、选择题Ⅱ（本题共3小题，每小题4分，共12分。每小题列出的四个备选项中，有一个或一个以上是符合题目要求的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 物理学是集科学知识、科学方法和科学思维为一体的学科。下列有关物理学史实和科学思维方法的叙述正确的有（　　） A. 图甲英国物理学家卡文迪什用油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量 B. 图乙伽利略斜面实验是一个“理想实验” C. 图丙海王星的发现证明了万有引力定律的正确性 D. 图丁把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，把各小段的位移相加代表物体在t内总位移，采用了“等效替代法” 【答案】BC 【解析】 【详解】A．图甲美国物理学家密立根用油滴实验比较准确地测定了电子的电荷量，故A错误； B．图乙伽利略斜面实验是一个“理想实验”，“理想实验”是研究物理规律的一种重要的思想方法，它以大量事实为基础，以真实的实验为原形，通过合理的推理得出物理规律，故B正确； C．图丙海王星的发现证明了万有引力定律的正确性，故C正确； D．图丁把匀变速直线运动的图像分成很多小段，每小段近似看作匀速直线运动，把各小段的位移相加代表物体在t内总位移，采用了“微元法”，故D错误。 故选BC。 12. 中国志愿者王跃参与人类历史上第一次全过程模拟从地球往返火星的试验“火星一500”。假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度 B. 飞船在轨道I上运动到P点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的速度 C. 飞船在轨道I上运动到P点时的加速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度 D. 飞船在轨道Ⅲ上与轨道I上运动时，相同时间里飞船与火星的连线扫过的面积相等 【答案】AB 【解析】 【详解】A．由开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点的速度大于在Q点的速度，故A正确； B．飞船在轨道I上运动到P点时需加速做离心运动进入轨道Ⅱ上运动，则飞船在轨道I上运动到P点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的速度，故B正确； C．由万有引力提供向心力有 解得 可知，飞船在轨道I上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度，故C错误； D．时间内飞船与火星的连线扫过的面积 由万有引力提供向心力有 整理可得 飞船在轨道Ⅲ上与轨道I上运动时，半径不等，则相同时间里飞船与火星的连线扫过的面积不相等，故D错误。 故选AB。 13. 粮食安全是国家安全的重要方面之一。如图是某粮仓利用可升降传动装置在水平地面由高处向下堆砌而成的稳定的锥形粮堆。为了知道粮堆的具体信息，测出粮堆高度为h，查资料测得粮食间的动摩擦因数为，下列说法正确的是（　　） A. 此粮堆的体积为 B. 越远离锥型轴心，地面对谷物的摩擦力越大 C. 粮堆底面半径r与粮堆高度h的比值为 D. 若提高锥形粮堆高度h，粮堆底面积应该变大 【答案】AD 【解析】 【详解】AC．设粮堆倾角为，其底面积的半径为r，取粮堆锥面上的一粒粮粒为研究对象，根据平衡条件得 结合数学知识可得 联立解得 此粮堆的体积为 A正确，C错误； B．对粮堆整体分析，水平方向不受外力，因此地面对粮堆没有摩擦力，B错误； D．根据上述分析可知 若提高锥形粮堆高度h，动摩擦因数保持不变，因此粮堆的底面圆周半径增大，粮堆的底面积增大，D正确。 故选AD。 非选择题部分 三、实验题（本题共3小题，共16分） 14. 小明利用手机测量当地的重力加速度，实验场景如图1所示，他将一根木条平放在楼梯台阶边缘，小球放置在木条上，打开手机的“声学秒表”软件，用钢尺水平击打木条使其转开后、小球下落撞击地面，手机接收到钢尺的击打声开始计时，接收到小球落地的撞击声停止计时，记录下击打声与撞击声的时间间隔t，多次测量不同台阶距离地面的高度h及对应的时间间隔t。 （1）现有以下材质的小球，实验中应当选用______。 A．钢球 B.乒乓球 C.橡胶球 （2）用分度值为1mm的刻度尺测量某级台阶高度h的示数如图2所示，则______cm。 （3）作出图线，如图3所示，则可得到重力加速度______。 【答案】 ①. ②. ③. 【解析】 【详解】（1）[1]为了减小空气阻力等误差影响，应该选用材质密度较大的小钢球。 故选A。 （2）[2]刻度尺的分度值为1mm，估读到分度值的下一位，由图2可知 （3）[3]根据题意，由公式可得 则图像中斜率表示重力加速度，则根据图3图线有 15. 为了“探究向心力大小与角速度的关系”，某班级同学分成两个实验小组： 第一小组采用甲图所示的装置进行探究。第二小组采用乙图所示的装置进行探究，滑块套在光滑水平杆上，力传感器通过细绳连接滑块，可测绳上拉力F的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d，光电门可以记录遮光片遮光的时间，测得滑块的旋转半径为r。 （1）第一小组实验时，加速转动手柄，标尺上显示的格数将__________（填“增加”或“减少”），若皮带连接的两个塔轮1和2的半径之比，则塔轮1、2的角速度之比__________； （2）第二小组实验时，测得遮光时间为，则滑块运动的角速度__________（用、r、d表示）。 【答案】（1） ①. 增加 ②. （2） 【解析】 【小问1详解】 [1]标尺上显示的格数越多表示向心力越大，第一小组在某次实验时，加速转动手柄，根据可知向心力增大，标尺上显示的格数将增加； [2]皮带连接的两个塔轮1和2的半径之比，皮带连接的两个塔轮边缘部分线速度大小相等，由可知，塔轮1、2的角速度之比 【小问2详解】 遮光片通过光电门时线速度大小 根据 解得其角速度 16. 某学习小组利用图甲所示装置，研究小球做抛体运动过程是否满足机械能守恒定律。实验时每隔拍一幅照片，某次拍摄处理后得到的照片如图乙所示。图中背景是画有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，方格线横平竖直，每个方格的边长为。实验中测得的小球影像的高度差在图乙中标出。已知小球质量，当地重力加速度。 （1）小球运动到图中a位置时的动能为__________ ，小球从a到b过程动能增加了__________ ，小球从a到b过程重力势能减少了__________ 。（结果均保留2位有效数字） （2）根据以上计算，在误差允许的范围内，说明小球做平抛运动的过程__________机械能守恒定律。（填“满足”或“不满足”） （3）若实验前斜槽末端未调节水平，__________本实验的结论。（填“影响”或“不影响”） 【答案】（1） ①. ## ②. ## ③. ## （2）满足 （3）不影响 【解析】 【小问1详解】 [1] 小球运动到图乙中a位置时的水平分速度 竖直分速度 故小球在位置a的动能为 [2] 小球运动到图乙中b位置时的水平分速度 竖直分速度 故小球在位置b的动能为 所以小球从a到b的过程中，其动能增加了 [3] 小球从a到b过程中，其重力势能减小了 【小问2详解】 由以上分析可知在误差允许的范围内，小球做平抛运动的过程 故满足机械能守恒定律。 【小问3详解】 若实验前斜槽末端未调节水平，小球做斜抛运动，不影响小球水平分速度、竖直分速度的计算，不影响小球动能增加量及重力势能减少量的计算，所以不影响本实验的结论。 四、解答题（本题共4小题，共42分） 17. 如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好无碰撞地落在邻近平台的一倾角为的斜面顶端，并沿斜面下滑。已知斜面高度H=6m，斜面顶端与平台的高度差h=0.8m，小球与斜面的动摩擦因数，重力加速度g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）小球水平抛出的初速度的大小，以及斜面顶端与平台边缘的水平距离x； （2）小球沿斜面运动的时间。 【答案】（1） （2）1s 【解析】 【小问1详解】 题意知小球恰好无碰撞地落在邻近平台并沿斜面下滑，可知小球的速度偏转角为，由平抛运动规律有 解得 因为 联立解得 则斜面顶端与平台边缘的水平距离 【小问2详解】 结合以上分析可知，小球落在斜面顶端时速度 在斜面，对小球有 解得加速度 由运动学公式有 代入题中数据，联立解得 18. 如图甲所示的“魔力陀螺”可在圆轨道外侧或内侧旋转而不脱落。竖直平面内固定的强磁性圆轨道半径，圆轨道对陀螺的磁力大小恒为F。将陀螺置于轨道外侧A点静止释放，陀螺可做完整的圆周运动，且恰好不脱轨。在研究陀螺的运动时，可将陀螺简化为质点处理。不计摩擦和空气阻力，陀螺质量，重力加速度，求： （1）陀螺在外侧轨道运动到B点时的速度大小； （2）轨道对陀螺的磁力F的大小； （3）若陀螺在轨道内侧运动，过A点时受到轨道对质点的弹力为，求陀螺的速度大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在轨道外侧，从A到B过程中，由动能定理，知： 解得 【小问2详解】 在B点，轨道弹力为0，即恰能做圆周运动，根据牛顿第二定律可得 解得 【小问3详解】 轨道内侧在A点，根据牛顿第二定律： 解得 19. 如图所示，电荷量分别为、的两带电小球A、B，分别用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点，静止时A、B两球处于同一水平线上。已知O点到A球的距离，，，静电力常量为k，带电小球均可视为点电荷，重力加速度为g。 （1）求A、B两球间的库仑力大小； （2）求A球的质量； （3）若移去小球B，同时在空间中加上一匀强电场，若要使小球A仍能静止在原来位置，求电场强度的最小值及其方向。 【答案】（1）（2）（3），方向垂直于OA并指向左上方 【解析】 【详解】（1）根据库仑定律可得A、B间的库仑力为 又 联立解得 （2）对A受力分析，如图所示 依据矢量的合成法则，结合三角知识，则有 解得 （3）由几何关系可知，当电场方向与OA连线垂直时，所需电场强度最小，有 解得 方向垂直于OA并指向左上方。 20. 如图所示，表面光滑的水平轨道左端与长的水平传送带平滑相接，传送带以的恒定速率逆时针匀速运动。水平轨道右侧的竖直墙上固定一轻弹簧，现用质量的小物块（可视为质点）将弹簧向右压缩到某一位置（弹簧处于弹性限度范围内），由静止开始释放小物块，小物块到达水平传送带左端B点后，立即沿切线进入固定的竖直光滑半圆轨道最高点，并恰好沿半径的半圆轨道做圆周运动，最后经圆周最低点C，滑上质量为的长木板上，若物块与传送带间动摩擦因数，物块与木板间动摩擦因数。求： （1）小物块到达B点时速度的大小； （2）小物块刚滑上水平传送带A点时的动能； （3）要使小物块恰好不会从长木板上掉下，则木板长度s与木板和地面之间动摩擦因数应满足什么关系（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。 【答案】（1） （2）1.2J （3）或 【解析】 【小问1详解】 题意知物体在光滑半圆轨道最高点恰好做圆周运动，在B点，由牛顿第二定律得 解得B点速度 【小问2详解】 设物块到达A点时的速度为，有 因为，故物块一直做匀减速直线运动 由动能定理得 联立解得 【小问3详解】 根据题意，从B到C过程中，由机械能守恒定律有 解得 分类讨论 ①若 即，则木板不动，对物块有 解得 ②，对物块有 对木板有 共速时有 木板的长度为 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$