精品解析：湖北省武汉市华中师范大学第一附属中学2024-2025学年高一下学期期中检测物理试卷

华中师大一附中2024-2025学年度下学期高一年级期中检测 物理试题 本试题卷共4页，15题。全卷满分100分，考试用时75分钟。请将答案填涂在答题卡上。 一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求；第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示为一种叫作“魔盘”的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到…定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，双脚离开底面而不会滑下。则人“贴”在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用 B. 若转速略为变大，重新达到稳定后，人与竖直壁之间的摩擦力变大 C. 若转速略为变大，重新达到稳定后，人与竖直壁之间的弹力变大 D. 若转速略为变小，重新达到稳定后，人一定会沿竖直壁下降 【答案】C 【解析】 【详解】A．人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力的作用，故A错误； BC．若转速略为变大，重新达到稳定后，竖直方向 则人与竖直壁之间的摩擦力不变； 水平方向 可见人与竖直壁之间的弹力变大，故B错误、C正确； D．人恰好贴在魔盘上时，有， 解得转速为 若转速略为变小，重新达到稳定后，人不一定会沿竖直壁下降，故D错误。 故选C。 2. 在地球的周围，有许多卫星在不同的轨道上绕地球转动。若它们均可视为沿地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 卫星可以始终在某一纬度线所在平面（赤道平面除外）运动 B. 卫星可以始终在某一经度线所在平面运动 C. 所有卫星的轨道平面均过地心 D. 与地球自转周期相同的卫星，都是静止卫星 【答案】C 【解析】 【详解】AC．卫星所在平面可以是过地心的任何平面，而静止卫星的轨道所在平面必须是赤道平面，只这一纬度线所在平面运动，故A错误，C正确； B．只有地球不自转时，极地卫星轨道平面可以与所有经度线平面重合，这显然不符合实际，故B错误； D．只要与地球自转周期相同的卫星，设周期为T，则高度满足 即只要高度要满足与静止卫星的高度是一样的，则就与地球自转周期就相同，不一定是静止卫星，故D错误。 故选C。 3. 宇航员登陆月球后预估测月球的质量：已知万有引力常量和月球半径，仅有下列器材可供使用，为了完成实验，不需要的实验器材是（　　） A. 天平 B. 弹簧测力计 C. 秒表 D. 质量约的钩码 【答案】C 【解析】 【详解】根据万有引力与重力的关系有 解得 可利用弹簧测力计、天平、质量约的钩码计算重力加速度，从而得到月球质量，无需秒表。 故选C 4. 人造卫星在发射过程中要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。 ①为了节省能量，在赤道上颠着地球自转方向将卫星发射到圆轨道上。 ②在点点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道。 ③在点（远地点）再次点火加速进入圆轨道。设卫星在圆轨道和上运行时的速度大小分别为、，向心加速度大小为、，在轨道上过点和点时的速度大小分别为、，向心加速度大小为、，在轨道、、上的运行周期分别为、、。下列说法不正确的是（　　） A. B. C. D. 卫星在轨道上从到的过程中，因地球引力作用，机械能减少 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 解得 可知卫星在圆轨道做圆周运动时，轨道半径越大，运行的速度越小，所以，卫星从轨道的A点做离心沿轨道运动，所以，卫星从轨道的B点做近心沿轨道运动，所以，因此，A正确； B．根据 可知轨道半径越大，向心加速度越小，故，B正确； C．根据开普勒第三定律 可知，C正确； D．卫星沿轨道从A点到B点，只有万有引力做功，机械能守恒，D错误。 本题选错误的选项，故D选项符合题意。 故选D。 5. 火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动。火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。如图所示，当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. 在冲日处，火星向心加速度大小大于地球的向心加速度大小 B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行 C. 从图中所示时刻起，经过（T1、T2为地球、火星的公转周期），再次出现火星冲日 D. 火星的公转周期大约是地球的倍 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律得 解得 轨道半径越大，向心加速度越小。在冲日处，火星的向心加速度大小小于地球的向心加速度大小，A错误； B．根据牛顿第二定律得 解得 轨道半径越大，线速度越小。火星的线速度小于地球的线速度，在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行，B错误； C．根据题意得 解得 从图中所示时刻起，经过（T1、T2为地球、火星的公转周期），再次出现火星冲日，C正确； D．根据开普勒第三定律得 解得 火星的公转周期大约是地球的倍，D错误。 故选C。 6. 如图甲所示，将一劲度系数为的轻弹簧压缩后锁定，在弹簧上放置一质量为的小物块，小物块距离地面高度为。将弹簧的锁定解除后，小物块被弹起，其动能E与离地高度的关系如图乙所示，其中到间的图像为直线，其余部分均为曲线，对应图像的最高点，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小物块上升至高度时，弹簧刚好恢复到原长处 B. 小物块上升至高度时，加速度为零 C. 小物块从高度上升到高度，弹簧的弹性势能减少了 D. 小物块从高度上升到高度，弹性势能的减少量在数值上等于重力势能的增加量 【答案】D 【解析】 【详解】A．小物块上升至高度时，动能最大，速度最大，此时小物块加速度为零，弹簧的弹力等于重力，弹簧处于压缩状态，A错误； B．到间的图像为直线，可知小物块上升至高度时，小物块将离开弹簧做竖直上抛运动，加速度为g，B错误； CD．小物块从高度上升到高度，小物体动能的变化量为零，根据小物体和弹簧组成的系统机械能守恒可得，弹簧的弹性势能的减少等于小物体重力势能的增加。小物块上升到时，弹簧恢复原长，小物块的加速度为g，方向竖直向下，由于小物块做简谐运动，根据对称性可知，小物块上升到时，小物块的加速度为g，方向竖直向上，设此时弹簧的压缩量为x，由牛顿第二定律得 解得 故小物块从高度上升到高度，弹簧的弹性势能减少了 C错误，D正确； 故选D。 7. 放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在内其速度与时间的关系图像和该拉力的功率与时间的关系图像分别如图所示，。下列说法正确的是（　　） A. 0~6s内拉力做的功为 B. 物体在0~2s内所受的拉力大小为4N C. 物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.25 D. 合力在0~2s内做的功与2~6s内做的功相等 【答案】C 【解析】 【详解】A．0~6 s内拉力做的功为P－t图线下所围的面积，大小为，故A错误； B．在0~2 s内拉力恒定不变，在2s末，拉力的功率为60W，而运动速度为10m/s，根据 可得拉力大小F＝6 N，故B错误； C．在2s~6 s内物体匀速运动，因此N 物体在0~2s内的加速度为 根据牛顿第二定律有 滑动摩擦力公式 解得动摩擦因数，故C正确； D．由于在2s~6 s内物体匀速运动，合外力做功为0，因此合外力在2~6 s内做的功与0~2 s内做的功不相等，故D错误。 故选C。 8. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 其中A，B两点向心加速度与半径成正比 B. 其中A，B两点向心加速度与半径成反比 C. 其中B，C两点向心加速度与半径成正比 D. 其中B，C两点向心加速度与半径成反比 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．A，B两点通过链条传动，线速度大小相等，由可知，A，B两点向心加速度与半径成反比，A错误，B正确； CD．B，C两点同轴传动，角速度相等，由可知，B，C两点向心加速度与半径成正比，C正确，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，质量为的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，静止时小球位于O点正下方P点处。小球在水平拉力作用下，通过以下两种方式从P点移动到Q点，，重力加速度为g。 方式一：小球在水平拉力的作用下，从P点缓慢地移动到Q点。 方式二：小球在水平恒力的作用下，从P点运动到Q点。下列说法正确的是（　　） A. 两种方式中，小球的机械能变化相同 B. 两种方式中，拉力做功大小之比为 C. 方式一中，到达图中位置时，拉力大小为 D. 方式二中，小球向右运动的角度时，速度为零 【答案】BC 【解析】 【详解】A．两种方式，小球重力势能增加都一样，但方式二小球的动能也增加了，机械能变化不相同，故A错误； B．方式一中，小球缓慢运动，动能变化量为零，由动能定理得 方式一中，小球在水平恒力的作用下，根据恒力做功有 解得 故B正确； C．对小球，受力分析如图，有 故C正确； D．小球从P点运动到Q点，由动能定理得 代入数据解得 故D错误。 故选B。 10. 如图所示，在竖直面内有一个半径为R的四分之三光滑圆轨道，以圆轨道圆心为坐标原点，建立坐标系。将一质量为m的小球从点静止释放，小球从B点进入圆轨道，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 调整大小，可以让小球通过最高点D之后做平抛运动落回B点 B. 小球通过最高点D时，轨道对小球的作用力表达式为，其中 C. 当时，小球脱离圆轨道处与圆心的连线，和轴的夹角余弦值为 D. 当时，小球脱离圆轨道后的运动轨迹和轴的交点坐标为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球通过最高点D之后做平抛运动落回B点，则有， 解得 小球恰通过最高点D时，满足 解得 无论如何调整大小，可以让小球通过最高点D之后都不会落回B点，故A错误； B．小球恰通过最高点D时，根据动能定理有 解得 小球从释放到最高点D时，根据动能定理有 在最高点，根据牛顿第二定律有 解得 且需满足，故B正确； C．当时，设小球脱离圆轨道处与圆心的连线，和轴的夹角为，根据动能定理有 根据牛顿第二定律有 解得，故C错误； D．当时，小球脱离轨道后做斜抛运动，则有， 解得R 则与y轴的交点坐标为 小球脱离圆轨道后的运动轨迹和轴的交点坐标为，故D正确。 故选BD。 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。 11. 如图甲所示为向心力演示仪，可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2:1:1。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1，如图乙所示。 （1）下列实验的方法与本实验相同的是________（填写正确选项前的字母） A. 验证力的平行四边形定则 B. 验证牛顿第二定律 C. 伽利略对自由落体的研究 （2）在某次实验中，把两个质量不相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与质量的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）。 （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。 【答案】（1）B （2）一 （3）l∶4 【解析】 【小问1详解】 A．验证力平行四边形定则的实验方法是等效替代法，与本实验的实验方法不相同，A错误； B．验证牛顿第二定律的实验方法是控制变量法，与本实验的实验方法相同，B正确； C．伽利略对自由落体的研究的实验方法是实验与逻辑推理相结合的方法，与本实验的实验方法不相同，C错误。 故选B。 【小问2详解】 根据，要探究向心力F的大小与质量m的关系，必须控制角速度ω和半径r都保持不变。所以需要将两个质量不相等的钢球放在B、C位置，让两个小球做匀速圆周运动的半径相同；还需要将传动皮带调至第一层塔轮，让两个小球做匀速圆周运动的角速度相同。 【小问3详解】 根据，把两个质量m相等的钢球放在B、C位置，则两个小球的做匀速圆周运动的半径相同；传动皮带位于第二层，根据，角速度之比是1:2；那么小球做匀速圆周运动的向心力之比是1:4，左右两标尺露出的格子数之比约为1:4。 12. 如图甲所示，甲、乙两个小组分别利用重物下落来完成“验证机械能守恒定律”这个实验。 （1）下列做法正确的是________（填选项前的字母）。 A. 实验时应选用质量较大、密度较大、体积较小的重物 B. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源打点 C. 打下某个点时，可以用或计算重物的速度 D. 打下某个点时，利用“匀变速直线运动中，物体某段时间内的平均速度等于中间时刻瞬时速度”计算重物的速度 （2）第1小组实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图乙所示。已知打点的频率为，则打点“12”时，重锤下落的速度大小为________（保留三位小数）。设为重锤质量，已知武汉地区重力加速度，打点“1”时，重锤下落的速度大小为，由此计算得出打点“1”到“12”过程重锤的重力势能减小值为________m（保留两位小数），动能增加值为________m（保留两位小数）。可见在误差允许范围内，该结果能验证机械能守恒。 （3）第2小组实验获得另一条纸带，小组同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离x，根据纸带算出打下各点时重物的速度v，则以为纵坐标、以x为横坐标画出的图像，从理论上分析，合理的是图中的________（填选项字母）。 A. B. C. D. （4）很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，产生这一现象的原因是与出一条即可）。 【答案】（1）AD （2） ①. 3.138 ②. 4.46 ③. 4.43 （3）C （4）纸带与打点计时器之间的摩擦阻力 【解析】 【小问1详解】 A．为了减小阻力的影响,实验时应选用质量较大、密度较大、体积较小的重物，故A正确； B．实验时，先接通打点计时器的电源打点，再放开纸带，故B错误； C．因为是验证机械能守恒，则打下某个点时，不能用或计算重物的速度，故C错误； D．打下某个点时，利用“匀变速直线运动中,物体某段时间内的平均速度等于中间时刻瞬时速度”计算重物的速度，故D正确。 故选AD 【小问2详解】 [1]两相邻两计数点间的时间间隔为 根据匀变速直线运动瞬时速度与平均速度的关系有 [2]打点“1”到“12”过程重锤的重力势能减小值为 [3]动能增加值为 由 代入解得 【小问3详解】 根据机械能守恒定律有 得 相应的图像应是一条过原点的倾斜直线。 故选C。 【小问4详解】 实验中重力势能的减少量略大于动能的增加量，产生这一现象的原因是纸带与打点计时器之间的摩擦阻力或空气阻力。 13. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动而不至因万有引力的作用吸引到一起．设双星的质量分别为m1和m2，两者相距L，求： （1）它们的线速度大小之比． （2）试写出它们角速度的表达式 【答案】（1）；（2） 【解析】 分析】 【详解】（1）设m1和m2的轨道半径分别为r1，r2角速度为ω，由万有引力定律和向心力公式： 得 设m1和m2的线速度分别为v1，v2， v=ωr 有 （2）由 得： 联立解得 14. 如图所示，左侧竖直墙面上固定半径为R的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑水平直杆。质量为m的小球a套在半圆环上，质量也为m的小球b套在直杆上，二者通过铰链用长为的轻杆连接。现将小球a从圆环的最高处由静止释放，不计一切摩擦，a、b均可视为质点，重力加速度为g。求： （1）小球a从圆环的最高处开始，滑至圆心O等高的P点过程中，直杆对小球做a的功W； （2）小球a从P点继续下滑至Q点，，此时小球a的速度大小； （3）在第（2）问中的时刻，小球a对半圆环的压力的大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当a滑到与O同高度P点时，a的速度v1沿圆环切向向下，b的速度为零，由机械能守恒定律可得 解得 对a由动能定理得 解得 【小问2详解】 杆与圆相切时，如图所示 因为，所以 a的速度沿杆方向，设此时b的速度为v3，a的速度为v4，根据杆不可伸长和缩短，有 解得 a、b系统机械能守恒，则有 解得 【小问3详解】 对a由牛顿第二定律得 根据牛顿第三定律得小球a对半圆环的压力的大小 解得 15. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量且可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，弹簧储存的势能，弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，长，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻的粗糙水平面长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与平滑连接，圆弧对应的圆心角为、在圆弧的最高点处有一固定挡板（图中未画出），物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以的速率顺时针转动，将小物块由静止释放，小物块恰能滑到与圆心等高的E点。不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，取。 （1）求右侧圆弧的轨道半径； （2）求小物块从点返回至最终停下的过程中，电动机因传送物块而多消耗的电能； （3）若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块被弹簧弹出，由能量守恒定律有 可知 因为 故物块滑上传送带后先减速。 物块与传送带相对滑动过程中，根据牛顿第二定律有 解得 根据速度—位移公式有 解得 因为 故物块与传送带同速后相对静止，最后物块以的速度滑上水平面，物块滑离传送带后恰到点，由动能定理可知 代入数据整理可以得到 【小问2详解】 设物块从点返回至点的速度为，有 因为，故物块会再次滑上传送带，物块在恒定摩擦力的作用下先减速再反向加速，由运动的对称性可知其以相同的速率离开传送带，设从点下滑后在上滑行的总路程为，由能量守恒定律得 得到 又，故滑块从下滑后在传送带上往返一次，停在之间。 从返回传动带至减速为0，设位移为，时间为，则有 时间为 物块往返过程中传动带移动的距离为 则 解得 【小问3详解】 设传送带速度为时物块恰能到点，在点满足 从到过程中由动能定理可知 解得 设传送带速度为时，物块撞挡板后返回能再次上滑恰到点，由能量守恒定律得： 解得 若物块在传送带上加速运动，有 ，故传送带的最大速度为 综合上述分析可知，传送带速度满足 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 华中师大一附中2024-2025学年度下学期高一年级期中检测 物理试题 本试题卷共4页，15题。全卷满分100分，考试用时75分钟。请将答案填涂在答题卡上。 一、选择题：本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求；第8~10题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 1. 如图所示为一种叫作“魔盘”的娱乐设施，当转盘转动很慢时，人会随着“魔盘”一起转动，当“魔盘”转动到…定速度时，人会“贴”在“魔盘”竖直壁上，双脚离开底面而不会滑下。则人“贴”在“魔盘”竖直壁上随“魔盘”一起运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 人随“魔盘”转动过程中受重力、弹力、摩擦力和向心力作用 B. 若转速略为变大，重新达到稳定后，人与竖直壁之间的摩擦力变大 C. 若转速略为变大，重新达到稳定后，人与竖直壁之间的弹力变大 D. 若转速略为变小，重新达到稳定后，人一定会沿竖直壁下降 2. 在地球的周围，有许多卫星在不同的轨道上绕地球转动。若它们均可视为沿地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 卫星可以始终在某一纬度线所在平面（赤道平面除外）运动 B. 卫星可以始终在某一经度线所在平面运动 C. 所有卫星的轨道平面均过地心 D. 与地球自转周期相同的卫星，都是静止卫星 3. 宇航员登陆月球后预估测月球的质量：已知万有引力常量和月球半径，仅有下列器材可供使用，为了完成实验，不需要的实验器材是（　　） A. 天平 B. 弹簧测力计 C. 秒表 D. 质量约的钩码 4. 人造卫星在发射过程中要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。 ①为了节省能量，在赤道上颠着地球自转方向将卫星发射到圆轨道上。 ②在点点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道。 ③在点（远地点）再次点火加速进入圆轨道。设卫星在圆轨道和上运行时的速度大小分别为、，向心加速度大小为、，在轨道上过点和点时的速度大小分别为、，向心加速度大小为、，在轨道、、上的运行周期分别为、、。下列说法不正确的是（　　） A. B. C. D. 卫星在轨道上从到的过程中，因地球引力作用，机械能减少 5. 火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动。火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。如图所示，当火星、地球、太阳三者在同一直线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日。忽略地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是（　　） A. 在冲日处，火星的向心加速度大小大于地球的向心加速度大小 B. 在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行 C. 从图中所示时刻起，经过（T1、T2为地球、火星的公转周期），再次出现火星冲日 D. 火星的公转周期大约是地球的倍 6. 如图甲所示，将一劲度系数为的轻弹簧压缩后锁定，在弹簧上放置一质量为的小物块，小物块距离地面高度为。将弹簧的锁定解除后，小物块被弹起，其动能E与离地高度的关系如图乙所示，其中到间的图像为直线，其余部分均为曲线，对应图像的最高点，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 小物块上升至高度时，弹簧刚好恢复到原长处 B. 小物块上升至高度时，加速度为零 C. 小物块从高度上升到高度，弹簧的弹性势能减少了 D. 小物块从高度上升到高度，弹性势能的减少量在数值上等于重力势能的增加量 7. 放在粗糙水平地面上物体受到水平拉力的作用，在内其速度与时间的关系图像和该拉力的功率与时间的关系图像分别如图所示，。下列说法正确的是（　　） A. 0~6s内拉力做的功为 B. 物体在0~2s内所受的拉力大小为4N C. 物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.25 D. 合力在0~2s内做的功与2~6s内做的功相等 8. 自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A、B、C，如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 其中A，B两点向心加速度与半径成正比 B. 其中A，B两点向心加速度与半径成反比 C. 其中B，C两点向心加速度与半径成正比 D. 其中B，C两点向心加速度与半径成反比 9. 如图所示，质量为的小球用长为L的轻绳悬挂于O点，静止时小球位于O点正下方P点处。小球在水平拉力作用下，通过以下两种方式从P点移动到Q点，，重力加速度为g。 方式一：小球在水平拉力作用下，从P点缓慢地移动到Q点。 方式二：小球在水平恒力的作用下，从P点运动到Q点。下列说法正确的是（　　） A. 两种方式中，小球的机械能变化相同 B. 两种方式中，拉力做功大小之比为 C. 方式一中，到达图中位置时，拉力大小为 D. 方式二中，小球向右运动角度时，速度为零 10. 如图所示，在竖直面内有一个半径为R的四分之三光滑圆轨道，以圆轨道圆心为坐标原点，建立坐标系。将一质量为m的小球从点静止释放，小球从B点进入圆轨道，重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 调整大小，可以让小球通过最高点D之后做平抛运动落回B点 B. 小球通过最高点D时，轨道对小球的作用力表达式为，其中 C. 当时，小球脱离圆轨道处与圆心的连线，和轴的夹角余弦值为 D. 当时，小球脱离圆轨道后的运动轨迹和轴的交点坐标为 二、非选择题：本大题共5小题，共60分。 11. 如图甲所示为向心力演示仪，可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2:1:1。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1，如图乙所示。 （1）下列实验的方法与本实验相同的是________（填写正确选项前的字母） A. 验证力的平行四边形定则 B. 验证牛顿第二定律 C. 伽利略对自由落体研究 （2）在某次实验中，把两个质量不相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与质量的关系，则需要将传动皮带调至第________层塔轮（选填“一”“二”或“三”）。 （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。 12. 如图甲所示，甲、乙两个小组分别利用重物下落来完成“验证机械能守恒定律”这个实验。 （1）下列做法正确的是________（填选项前的字母）。 A. 实验时应选用质量较大、密度较大、体积较小的重物 B. 实验时，先放开纸带，再接通打点计时器的电源打点 C. 打下某个点时，可以用或计算重物的速度 D. 打下某个点时，利用“匀变速直线运动中，物体某段时间内的平均速度等于中间时刻瞬时速度”计算重物的速度 （2）第1小组实验获得一条纸带，截取点迹清晰的一段并测得数据如图乙所示。已知打点的频率为，则打点“12”时，重锤下落的速度大小为________（保留三位小数）。设为重锤质量，已知武汉地区重力加速度，打点“1”时，重锤下落的速度大小为，由此计算得出打点“1”到“12”过程重锤的重力势能减小值为________m（保留两位小数），动能增加值为________m（保留两位小数）。可见在误差允许范围内，该结果能验证机械能守恒。 （3）第2小组实验获得另一条纸带，小组同学在纸带上选取计数点后，测量它们到初速度为零的起始点的距离x，根据纸带算出打下各点时重物的速度v，则以为纵坐标、以x为横坐标画出的图像，从理论上分析，合理的是图中的________（填选项字母）。 A B. C. D. （4）很多实验结果显示，重力势能的减少量略大于动能的增加量，产生这一现象的原因是与出一条即可）。 13. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动而不至因万有引力的作用吸引到一起．设双星的质量分别为m1和m2，两者相距L，求： （1）它们的线速度大小之比． （2）试写出它们角速度的表达式 14. 如图所示，左侧竖直墙面上固定半径为R的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑水平直杆。质量为m的小球a套在半圆环上，质量也为m的小球b套在直杆上，二者通过铰链用长为的轻杆连接。现将小球a从圆环的最高处由静止释放，不计一切摩擦，a、b均可视为质点，重力加速度为g。求： （1）小球a从圆环的最高处开始，滑至圆心O等高的P点过程中，直杆对小球做a的功W； （2）小球a从P点继续下滑至Q点，，此时小球a的速度大小； （3）在第（2）问中的时刻，小球a对半圆环的压力的大小。 15. 如图所示，一根轻弹簧左端固定于竖直墙上，右端被质量且可视为质点的小物块压缩而处于静止状态，弹簧储存的势能，弹簧与物块不拴接，弹簧原长小于光滑平台的长度。在平台的右端有一传送带，长，物块与传送带间的动摩擦因数，与传送带相邻的粗糙水平面长，它与物块间的动摩擦因数，在C点右侧有一半径为R的光滑竖直圆弧与平滑连接，圆弧对应的圆心角为、在圆弧的最高点处有一固定挡板（图中未画出），物块撞上挡板后会以原速率反弹回来。若传送带以的速率顺时针转动，将小物块由静止释放，小物块恰能滑到与圆心等高的E点。不考虑物块滑上和滑下传送带的机械能损失，取。 （1）求右侧圆弧的轨道半径； （2）求小物块从点返回至最终停下的过程中，电动机因传送物块而多消耗的电能； （3）若传送带的速度大小可调，欲使小物块与挡板只碰一次，且碰后不脱离轨道，求传送带速度的可调节范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $