精品解析：山东省济南第一中学2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题（等级考）

高一年级期中学情检测 物理等级考试题 说明：本试题分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷为第1页至第6页，共12题，第Ⅱ卷为第7页至第10页，共6题。请将答案按要求填写在答题纸相应位置，答在其它位置无效，考试结束后将答题卡上交。试题满分100分，考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（共40分） 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 关于下列对配图的说法中正确的是（　　） A. 图1中过山车从轨道高处冲下来的过程中机械能守恒 B. 图2中橡皮条弹力对模型飞机做功，飞机机械能守恒 C. 图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了 D. 图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒 2. 滑滑梯是非常受小朋友们喜爱的游乐设施，如图所示，一小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，在此过程中，小孩受到的重力、支持力、摩擦力以及合力做功情况正确的是（　　） A. 重力做正功、合力做负功 B. 支持力做正功、摩擦力做负功 C. 支持力不做功、合力不做功 D. 摩擦力做负功、合力做正功 3. 如图所示，有一条宽为的河道，一小船从岸边的某点渡河，渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直。已知小船在静水中的速度大小为，水流速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 小船渡河过程中的位移大小为 B. 小船渡河的时间是 C. 小船在河水中航行的轨迹是曲线 D. 小船在河水中的速度是 4. 如图当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点各自做圆周运动，P、Q到轴的距离分别为、，已知篮球半径为R，则P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 半径之比为1∶1 B. 角速度之比为 C. 线速度大小之比为 D. 向心加速度大小之比为 5. 在篮球比赛中，篮球投出的初速度大小和方向都会影响投篮的命中率。如图甲所示为某运动员在投篮训练。两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球运动的轨迹如图乙中1、2所示，则（　　） A. 轨迹1运动的时间长 B. 轨迹1最高点时速度大 C. 轨迹2抛出的初速度一定大 D. 轨迹2速度变化小 6. 如图所示，半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动，圆盘中心O点正上方H处有一小球被水平抛出，此时半径OB恰好与小球初速度方向垂直，从上向下看圆盘沿顺时针方向转动，小球恰好落在B点，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A. 圆盘的角速度大小可能为 B. 小球的初速度大小为 C. 圆盘的角速度大小可能为 D. 小球的运动时间为 7. 如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为60°，跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（　　） A. 细线和细线所受的拉力之比为 B. 小球和的角速度大小之比为 C. 小球和的向心力大小之比为 D. 小球和的线速度大小之比为 8. 如图甲所示，原长为的轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球从弹簧上端某高度（对应图像P点）自由下落，其速度v和离地高度h之间的关系图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，B是曲线和直线的连接点，空气阻力忽略不计，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g取，则下列说法正确的是（　　） A. P点的离地高度为2.15m，弹簧的原长 B. 小球运动的过程中，加速度的最大值为 C. 从小球开始运动到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 D. 从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分） 9. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态 B. 乙所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变；则圆锥摆的角速度变大 C. 如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 D. 如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度大小不同，但所受筒壁的支持力大小相等 10. 摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O′分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比r甲：r乙=3：1，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O′的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（　　） A. 在A、B没有发生相对滑动以前角速度之比为2∶1 B. 在A、B没有发生相对滑动以前线速度之比为1∶6 C. 在A、B没有发生相对滑动以前加速度之比为2∶9 D. 随着转速越来越大，B先发生相对滑动 11. 山西运城生产的“大运”电动出租车空间大、性价比高，某次该汽车在平直公路上试车的图像如下。已知汽车质量为，限定最大功率为匀加速阶段的加速度为时刻汽车达到限定的最大功率并保持功率不变，运动过程中阻力恒定。下列选项正确的是（  ） A. 汽车受到的阻力为 B. 图像中 C. 汽车在0 ~11s内，牵引力做的功为 D. 汽车在内，牵引力先不变后变大 12. 如图，将质量为2.5m的重物系在轻绳的一端，放在倾角为α=53°的固定光滑斜面上，轻绳的另一端系一质量为m的环，轻绳绕过光滑轻小定滑轮，环套在竖直固定的光滑直杆上，定滑轮与直杆的距离为d。杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为处。轻绳绷直，系重物段轻绳与斜面平行，不计一切摩擦阻力，轻绳、杆、斜面足够长，sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度为g。现将环从A处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 环下降到最低点时，环下降的高度为 B. 环到达B处时，环的速度大小为 C. 环从A点释放时，环的加速度小于g D. 环下降到最低点前，重物的机械能先增加后减小 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2个小题，每空2分共14分） 13. 如图所示为探究向心力大小的表达式的实验装置—向心力演示器，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由挡板对小球的压力提供球对挡板的反作用力，通过与挡板相连的横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺露出的等分格，可以计算出两小球所受向心力大小的比值。左、右变速塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左、右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，已知A、C分别到塔轮中心的距离相等，B到塔轮中心的距离是A到塔轮中心的距离的2倍。 （1）在该实验中，主要利用了_________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系 A. 理想实验法 B. 微元法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）在某次实验中，一组同学把两个完全相同的小球分别放在A、C位置，将皮带处于塔轮的某一层上，匀速转动手柄时，左边标尺露出1个分格，右边标尺露出4个分格，则A、C位置处的小球转动所需的向心力之比为_________，皮带连接的左、右塔轮半径之比为_________。 14. 如图1所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。某同学正确操作得到的一条纸带如图2所示，O为第一个点，A、B、C为三个连续点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，实验中夹子和重物的质量m=200g，当地的重力加速度取g=9.8m/s2。 （1）现有的器材：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。为完成此实验，除了所给的器材，还需要______。（填选项前的字母） A. 刻度尺 B. 秒表 C. 220V交流电源 D. 低压交流电源 （2）根据图2中纸带可以判断，实验时纸带的______（填“左”或“右”）端和重物相连接。 （3）若选取图2中B点来验证机械能守恒定律，则夹子和重物重力势能减少量ΔEp=______J，动能增加量ΔEk=______J（以上均要求保留2位有效数字）。 四、解答题（本题共4个小题，共46分） 15. 杂技演员在做“水流星”表演时，用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动。如图所示，杯内水的质量m＝0.5 kg，绳长l＝60 cm，g＝10 m/s2，求： （1）在最高点水不流出的最小速率； （2）水在最高点速率v＝3m/s时，水对杯底的压力大小。 16. 在一些影视剧中经常能看到一些特技表演．如图所示，有一高台离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求： （1）摩托车水平飞出高台时的速度大小； （2）摩托车飞出后落到地面的动能是多大； （3）摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。 17. 第十四届全国冬季运动会于2月17日在内蒙古开幕。跳台滑雪是其中的项目之一，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图甲所示，图乙为简化后的跳台滑雪赛道示意图，段为助滑道，为起跳区，与水平面的夹角段为倾角的着陆坡。一运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达起跳点D时，借助设备和技巧，以与水平方向成角（起跳角）从B点起跳，最后落在着陆坡面的C点。已知该运动员在B点的起跳速度为，不计空气阻力，重力加速度。求： （1）运动员离开着陆坡面的最大距离是多少？ （2）运动员落到C点的速度大小。 18. 如图所示，物块质量，紧靠压缩的轻质弹簧静止在A点，弹簧处于锁定状态，且AB间光滑，BC、CD与物块间的动摩擦因数为光滑圆弧半径为，在D点与斜面相切，E为圆弧最高点，与圆心O连线处于竖直方向，与圆心O等高，与圆心O位于同一水平线上。传送带与倾斜轨道平滑相接，处于静止状态。今解除锁定，物块向上运动到B点速度大小，已知到B点前已经离开弹簧，物块在滑行过程中传送带保持静止状态。重力加速度，斜面倾角为，物块运动过程中可视为质点。求： （1）初始状态弹簧储存的弹性势能及物块运动到C点的速度大小。 （2）若传送带顺时针转动且转动速度大小为时，物块能否到达点，若能，求出点速度大小，若不能，请说明理由。 （3）若传送带顺时针转动，为了使物块可以进入圆弧轨道即，又不会中途脱离圆轨道，求传送带转动速度大小满足的条件。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一年级期中学情检测 物理等级考试题 说明：本试题分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，第Ⅰ卷为第1页至第6页，共12题，第Ⅱ卷为第7页至第10页，共6题。请将答案按要求填写在答题纸相应位置，答在其它位置无效，考试结束后将答题卡上交。试题满分100分，考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（共40分） 一、单选题（本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。） 1. 关于下列对配图的说法中正确的是（　　） A. 图1中过山车从轨道高处冲下来的过程中机械能守恒 B. 图2中橡皮条弹力对模型飞机做功，飞机机械能守恒 C. 图3中握力器在手的压力下弹性势能增加了 D. 图4中撑杆跳高运动员在上升过程中机械能守恒 【答案】C 【解析】 【详解】A．过山车从轨道高处冲下来的过程中，由于空气阻力做功负功，机械能减小，减小的机械能转化为内能，机械能不守恒，A错误； B．橡皮条弹力对模型飞机做功，弹性势能转化为飞机的动能，飞机的机械能增大，飞机机械能不守恒，B错误； C．握力器在手的压力下，握力计的形变量增大，弹性势能增大，C正确； D．撑杆跳高运动员在上升过程中，由于受到空气阻力做负功，机械能减小，减小的机械能转化为内能，机械能不守恒，D错误。 故选C。 2. 滑滑梯是非常受小朋友们喜爱的游乐设施，如图所示，一小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，在此过程中，小孩受到的重力、支持力、摩擦力以及合力做功情况正确的是（　　） A. 重力做正功、合力做负功 B. 支持力做正功、摩擦力做负功 C. 支持力不做功、合力不做功 D. 摩擦力做负功、合力做正功 【答案】D 【解析】 【详解】小孩从滑梯的上端加速下滑至底端，此过程中重力与位移方向的夹角为锐角，则重力做正功；支持力和位移方向垂直，则支持力不做功；摩擦力方向与位移方向相反，可知摩擦力做负功；物体的动能逐渐增加，可知合外力做正功。 故选D。 3. 如图所示，有一条宽为的河道，一小船从岸边的某点渡河，渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直。已知小船在静水中的速度大小为，水流速度大小为。下列说法正确的是（　　） A. 小船渡河过程中的位移大小为 B. 小船渡河的时间是 C. 小船在河水中航行的轨迹是曲线 D. 小船在河水中的速度是 【答案】B 【解析】 【详解】A．小船参与了两个方向的运动，一个是垂直于河岸的运动，一个是沿着河岸的运动，小船到达河对岸时，垂直于河岸的位移为，总位移大于，A错误； B．由于渡河过程中保持船头指向与河岸始终垂直，故 解得 选项B正确； C．小船垂直于河岸方向做匀速直线运动，沿河岸方向也做匀速直线运动，所以小船的实际运动为匀速直线运动，C错误； D．小船在河水中的速度为 D错误。 故选B。 4. 如图当篮球在指尖上绕轴转动时，球面上P、Q两点各自做圆周运动，P、Q到轴的距离分别为、，已知篮球半径为R，则P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 半径之比为1∶1 B. 角速度之比为 C. 线速度大小之比为 D. 向心加速度大小之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知，球面上P、Q两点做圆周运动的半径分别为与，，A错误； B．由题意可知，球面上P、Q两点转动时属于同轴转动，角速度大小相等，B错误； C．由v=ωr可知，球面上P、Q两点做圆周运动的线速度大小之比为：，C正确； D．由可知，球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度大小之比为：，D错误。 故选C。 5. 在篮球比赛中，篮球投出的初速度大小和方向都会影响投篮的命中率。如图甲所示为某运动员在投篮训练。两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球运动的轨迹如图乙中1、2所示，则（　　） A. 轨迹1运动的时间长 B. 轨迹1最高点时速度大 C. 轨迹2抛出的初速度一定大 D. 轨迹2速度变化小 【答案】B 【解析】 【详解】A．斜抛运动到最高点过程，逆向思维法可知，该过程可看成反向的平抛运动，根据 可知高度h越大，时间t越长，图乙可知1高度小，对称性可知轨迹1在空中的运动时间短，故A错误； B．以上分析可知轨迹1斜抛运动到最高点时间短，采用逆向思维法，由平抛规律有 图中可知1的水平位移大，由于时间短，故平抛初速度大，即轨迹1最高点时速度大，故B正确； C．结合B选项分析可知，轨迹2最高点水平速度 比轨迹1的小，但由于轨迹2的高度大，则落地时竖直方向速度比轨迹1的大，则轨迹2抛出的初速度 可知轨迹2抛出的初速度不一定大，故C错误； D．篮球只受重力，加速度，速度变化量 因为轨迹 2 运动时间长，加速度g不变，所以轨迹2的速度变化量大，故D错误。 故选B。 6. 如图所示，半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动，圆盘中心O点正上方H处有一小球被水平抛出，此时半径OB恰好与小球初速度方向垂直，从上向下看圆盘沿顺时针方向转动，小球恰好落在B点，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法不正确的是（　　） A. 圆盘的角速度大小可能为 B. 小球的初速度大小为 C. 圆盘的角速度大小可能为 D. 小球的运动时间为 【答案】A 【解析】 【详解】由题可知，小球做平抛运动，下落高度为H，水平位移为R，则根据平抛运动的规律有， 联立可得，小球的初速度大小为 小球运动的时间为 根据题意可知，在该时间内圆盘转过的角度为， 则圆盘的角速度为， 可知，当时，圆盘的角速度为 当时，圆盘的角速度为 此题选择不正确的，故选A。 7. 如图所示，两根长度相同的细线分别系有两个完全相同的小球，细线的上端都系于点，设法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动。已知跟竖直方向的夹角为60°，跟竖直方向的夹角为30°，下列说法正确的是（　　） A. 细线和细线所受的拉力之比为 B. 小球和的角速度大小之比为 C. 小球和的向心力大小之比为 D. 小球和的线速度大小之比为 【答案】A 【解析】 【详解】A．对任一小球研究。设细线与竖直方向的夹角为θ，竖直方向受力平衡，有 Tcosθ=mg 解得 所以细线L1和细线L2所受的拉力大小之比 选项A正确； B．小球所受合力的大小为mgtanθ，根据牛顿第二定律得 mgtanθ=mLsinθω2 得 所以 选项B错误； C．小球所受合力提供向心力，则向心力为 F=mgtanθ 小球m1和m2的向心力大小之比为 选项C错误； D．小球所受合力的大小为mgtanθ，根据牛顿第二定律得 解得 所以 选项D错误。 故选A。 8. 如图甲所示，原长为的轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为m=0.2kg的小球从弹簧上端某高度（对应图像P点）自由下落，其速度v和离地高度h之间的关系图像如图乙所示，其中A为曲线的最高点，B是曲线和直线的连接点，空气阻力忽略不计，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，g取，则下列说法正确的是（　　） A. P点的离地高度为2.15m，弹簧的原长 B. 小球运动的过程中，加速度的最大值为 C. 从小球开始运动到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的机械能守恒 D. 从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 【答案】B 【解析】 【详解】A．BP段，小球做自由落体运动，则 解得 则下降高度 故P点的离地高度为 由图可知，当小球下落到时，小球刚好开始接触弹簧，所以弹簧原长为，故A错误； B．在A点时，小球的重力和弹簧弹力大小相等，此时 所以弹簧的劲度系数 当弹簧被压缩至最短时，此时弹力最大 此时，小球的加速度最大 故B正确； C．从小球开始运动到将弹簧压缩至最短的过程中，整个系统只有重力和弹力做功，故小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故C 错误； D．从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，小球的重力势能减小，动能减小，弹簧的弹性势能增大，而系统的机械能不变，故小球重力势能的减少量和动能减少量之和等于弹簧弹性势能的增加量，故D错误。 故选B。 二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但选不全的得2分，有错选或不答的得0分） 9. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥的最高点处于失重状态 B. 乙所示是圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变；则圆锥摆的角速度变大 C. 如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 D. 如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度大小不同，但所受筒壁的支持力大小相等 【答案】AD 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥的最高点时，汽车的加速度方向向下，处于失重状态，故A正确； B．如图乙所示是一圆锥摆，减小，但保持圆锥的高不变，设高度为，根据牛顿第二定律可得 可得 可知减小，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变，故B错误； C．如图丁，火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不足以提供所需的向心力，外轨对轮缘会有挤压作用，故C错误； D．如图丙，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与水平方向的夹角为，竖直方向根据受力平衡可得 可得 可知小球在A、B位置所受筒壁的支持力大小相等，水平方向根据牛顿第二定律可得 可得 由于同一小球在A、B位置做匀速圆周运动的半径不同，则角速度大小不相等，故D正确。 故选AD。 10. 摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中O、O′分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比r甲：r乙=3：1，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心O、O′的间距RA=2RB。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（　　） A. 在A、B没有发生相对滑动以前角速度之比为2∶1 B. 在A、B没有发生相对滑动以前线速度之比为1∶6 C. 在A、B没有发生相对滑动以前加速度之比为2∶9 D. 随着转速越来越大，B先发生相对滑动 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．假设轮盘乙的半径为R，由题意可知两轮盘边缘的线速度大小相等，有 得 所以在A、B没有发生相对滑动以前角速度之比为 根据 可知线速度之比为 故AB错误； C．滑块相对轮盘滑动前，根据 得A、B的向心加速度之比为 故C正确； D．据题意可得滑块A、B的最大静摩擦力之比为 滑块相对轮盘滑动前所受的静摩擦力之比为 综上分析可得滑块B先达到最大静摩擦力，先开始滑动，故D正确。 故选CD。 11. 山西运城生产的“大运”电动出租车空间大、性价比高，某次该汽车在平直公路上试车的图像如下。已知汽车质量为，限定最大功率为匀加速阶段的加速度为时刻汽车达到限定的最大功率并保持功率不变，运动过程中阻力恒定。下列选项正确的是（  ） A. 汽车受到的阻力为 B. 图像中 C. 汽车在0 ~11s内，牵引力做的功为 D. 汽车在内，牵引力先不变后变大 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当阻力等于牵引力时，速度最大，阻力 故A错误； B．时间内有 因为， 代入数据联立得 故B正确； C．时间内速度增大，功率不变，根据 可知牵引力减小，加速度减小，时间内牵引力做的功为 其中 时间内位移 设这段时间内牵引力做功，则 以上各式联立，代入数据得 故C正确； D．图斜率表示加速度，图像可知斜率先不变后减小，根据 可知牵引力先不变后减小，故D错误。 故选BC。 12. 如图，将质量为2.5m的重物系在轻绳的一端，放在倾角为α=53°的固定光滑斜面上，轻绳的另一端系一质量为m的环，轻绳绕过光滑轻小定滑轮，环套在竖直固定的光滑直杆上，定滑轮与直杆的距离为d。杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点正下方距离为处。轻绳绷直，系重物段轻绳与斜面平行，不计一切摩擦阻力，轻绳、杆、斜面足够长，sin53°=0.8，cos53°=0.6，重力加速度为g。现将环从A处由静止释放，下列说法正确的是（　　） A. 环下降到最低点时，环下降的高度为 B. 环到达B处时，环的速度大小为 C. 环从A点释放时，环的加速度小于g D. 环下降到最低点前，重物的机械能先增加后减小 【答案】AB 【解析】 【详解】A．环下降到最低点时，设此时滑轮到环的距离为L，根据环与重物系统机械能守恒，有 解得 则环下降的高度为 故A正确； B．设到B时环的速度为v，则重物的速度为 则根据环和重物组成的系统机械能守恒有 解得 故B正确； C．环从A点释放时，环在竖直方向上只受到重力mg，则环的加速度大小为 故C错误； D．环下降到最低点的过程中，环和滑轮之间的绳子长度一直在增加，则滑轮和重物之间的绳子长度一直在减小，即绳子对重物一直做正功，机械能增加，故D错误。 故选AB。 第Ⅱ卷（共60分） 三、实验题（本题共2个小题，每空2分共14分） 13. 如图所示为探究向心力大小的表达式的实验装置—向心力演示器，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动，使小球做匀速圆周运动的向心力由挡板对小球的压力提供球对挡板的反作用力，通过与挡板相连的横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，根据标尺露出的等分格，可以计算出两小球所受向心力大小的比值。左、右变速塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处的层来改变左、右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在短槽C处和长槽的A（或B）处，已知A、C分别到塔轮中心的距离相等，B到塔轮中心的距离是A到塔轮中心的距离的2倍。 （1）在该实验中，主要利用了_________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系 A. 理想实验法 B. 微元法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）在某次实验中，一组同学把两个完全相同的小球分别放在A、C位置，将皮带处于塔轮的某一层上，匀速转动手柄时，左边标尺露出1个分格，右边标尺露出4个分格，则A、C位置处的小球转动所需的向心力之比为_________，皮带连接的左、右塔轮半径之比为_________。 【答案】（1）C （2） ①. 1∶4 ②. 2∶1 【解析】 【小问1详解】 在该实验中，实验时采用了控制其他两个量不变，研究另一个量与向心力的关系，故主要利用了控制变量法来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系。 故选C。 【小问2详解】 [1]由题意可知，左右两侧的向心力大小之比等于标尺露出的格数之比，所以 [2]由于A、C做圆周运动的半径相等，根据 可得 由于皮带传动处线速度相等，根据 可知 14. 如图1所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。某同学正确操作得到的一条纸带如图2所示，O为第一个点，A、B、C为三个连续点，已知打点计时器每隔0.02s打一个点，实验中夹子和重物的质量m=200g，当地的重力加速度取g=9.8m/s2。 （1）现有的器材：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带夹子的重物、导线若干。为完成此实验，除了所给的器材，还需要______。（填选项前的字母） A. 刻度尺 B. 秒表 C. 220V交流电源 D. 低压交流电源 （2）根据图2中纸带可以判断，实验时纸带的______（填“左”或“右”）端和重物相连接。 （3）若选取图2中B点来验证机械能守恒定律，则夹子和重物重力势能减少量ΔEp=______J，动能增加量ΔEk=______J（以上均要求保留2位有效数字）。 【答案】（1）AD （2）左 （3） ①. 0.35 ②. 0.34 【解析】 【小问1详解】 AB．打点计时器可以测量时间，不需要秒表，在实验中需要测量速度和下落的距离，所以需要刻度尺，故A正确，B错误； CD．电磁打点计时器需接到4−6V低压交流电源上，故C错误，D正确。 故选AD。 【小问2详解】 重物下落时做加速运动，故纸带上相邻点的间距应越来越大，故应该是左端连接重物。 【小问3详解】 [1][2]夹子和重物重力势能减少量 打下B点时速度 因为T=0.02s 动能增加量 代入数据得，解得动能增加量ΔEk=0.34225J≈0.34J 四、解答题（本题共4个小题，共46分） 15. 杂技演员在做“水流星”表演时，用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动。如图所示，杯内水的质量m＝0.5 kg，绳长l＝60 cm，g＝10 m/s2，求： （1）在最高点水不流出的最小速率； （2）水在最高点速率v＝3m/s时，水对杯底的压力大小。 【答案】（1） （2）10 N 【解析】 【小问1详解】 在最高点水不流出的临界条件是重力大小等于水做圆周运动的向心力大小，即 其中 解得vmin＝ 【小问2详解】 因为3 m/s>m/s，所以重力不足以提供水做圆周运动的向心力，所以对于水有 解得FN＝10 N 由牛顿第三定律可知，水对杯底的压力大小为10 N。 16. 在一些影视剧中经常能看到一些特技表演．如图所示，有一高台离地面的高度，一特技演员骑摩托车从坡底由静止出发，冲上高台后以某一速度水平飞出，在水平地面上的落点到高台边沿的水平距离。已知摩托车从坡底冲上高台的过程历时，人和车的总质量，发动机的功率恒为，不计空气阻力，取重力加速度大小。求： （1）摩托车水平飞出高台时的速度大小； （2）摩托车飞出后落到地面的动能是多大； （3）摩托车在冲上高台的过程中克服摩擦阻力所做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 摩托车从高台飞出时做平抛运动，有， 代入数据求得摩托车水平飞出高台时的速度大小 【小问2详解】 摩托车飞出后落到地面的过程，根据动能定理，有 求得摩托车飞出后落到地面的动能为 【小问3详解】 摩托车在冲上高台的过程中，根据动能定理有 代入数据求得克服摩擦阻力所做的功 17. 第十四届全国冬季运动会于2月17日在内蒙古开幕。跳台滑雪是其中的项目之一，滑雪大跳台的赛道主要由助滑道、起跳区、着陆坡、停止区组成，如图甲所示，图乙为简化后的跳台滑雪赛道示意图，段为助滑道，为起跳区，与水平面的夹角段为倾角的着陆坡。一运动员从助滑道的起点A由静止开始下滑，到达起跳点D时，借助设备和技巧，以与水平方向成角（起跳角）从B点起跳，最后落在着陆坡面的C点。已知该运动员在B点的起跳速度为，不计空气阻力，重力加速度。求： （1）运动员离开着陆坡面的最大距离是多少？ （2）运动员落到C点的速度大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 运动员起跳时沿垂直斜面方向的初速度 重力加速度在垂直斜面方向的分加速度大小为 离斜面最远时，垂直斜面方向的速度为零，则离斜面的最远距离 【小问2详解】 离斜面最远时，运动的时间 由于运动时间的对称性，则运动员落到C点的时间 运动员落到C点的水平方向速度大小为 运动员落到C点的竖直方向速度大小为 运动员落到C点的速度大小 18. 如图所示，物块质量，紧靠压缩的轻质弹簧静止在A点，弹簧处于锁定状态，且AB间光滑，BC、CD与物块间的动摩擦因数为光滑圆弧半径为，在D点与斜面相切，E为圆弧最高点，与圆心O连线处于竖直方向，与圆心O等高，与圆心O位于同一水平线上。传送带与倾斜轨道平滑相接，处于静止状态。今解除锁定，物块向上运动到B点速度大小，已知到B点前已经离开弹簧，物块在滑行过程中传送带保持静止状态。重力加速度，斜面倾角为，物块运动过程中可视为质点。求： （1）初始状态弹簧储存的弹性势能及物块运动到C点的速度大小。 （2）若传送带顺时针转动且转动速度大小为时，物块能否到达点，若能，求出点速度大小，若不能，请说明理由。 （3）若传送带顺时针转动，为了使物块可以进入圆弧轨道即，又不会中途脱离圆轨道，求传送带转动速度大小满足的条件。 【答案】（1）56J， （2）能，0 （3）或 【解析】 【小问1详解】 A到B由能量守恒定律可得 解得 A到C整个过程由能量守恒定律可得 联立解得 【小问2详解】 传送带的速度 根据物块在传送带上受力情况可得 解得 物块先做做匀减速直线运动，由于 共速后不能一起运动，再对物块受力分析可得 解得 做匀减速直线运动，根据匀变速直线运动规律则有，， 联立解得 设物块到的速度为，C到过程，由动能定理有 解得 即恰好到达，到达的速度为0； 【小问3详解】 第一种情况：最高点刚好可以到点，由第问有传送带速度，恰好到达，越小，加速度为的时间越长，到达C点的速度越小，所以 由第问有，物块一直减速，到D点速度，不符合题意，所以，故传送带转动速度大小范围为； 第二种情况：物块恰好运动到E点，在E点：由牛顿第二定律有 从C到E用动能定理 解得 先以做匀减速，和传送带共速后再以做匀减速到C点，设传送带的速度大小为，根据运动学规律，则有，， 联立解得 所以 综上：传送带转动速度大小满足或。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $