精品解析：海南省海口市某校2024-2025学年高一下学期第二次段考物理试题

高一年级第二学期段考 物理试卷 考试时间：90分钟满分：100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 第I卷 一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把答案写在答题卷中） 1. 科技赋能奥运，在2024年巴黎奥运会田径比赛场，跑道外侧安装有高速轨道摄像机系统，如图所示，当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频，关于摄像机下列说法正确的是（　　） A. 摄像机所受合外力的大致方向可能为 B. 摄像机在弯道上运动的速度不变 C. 摄像机角速度比运动员的更大 D. 摄像机向心加速度与运动员的相等 2. 2025年1月11日，国际冬泳世界挑战赛在济南大明湖风景名胜区开赛。比赛前某运动员练习时要匀速横渡一条宽的河，运动员在静水中的速度为，水流速度为，则（　　） A. 该运动员可能垂直河岸到达正对岸 B. 该运动员渡河的时间可能小于180s C. 该运动员以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为360m D. 该运动员以最短位移渡河时，位移大小为320m 3. 陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（　　） A. P的周期比Q的大 B. 相同时间内，P通过的路程比Q的大 C. 任意相等时间内P通过的位移大小比Q的大 D. 同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同 4. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时，表演者B在空中升起，当绳与水平方向之间的夹角为时，A与B的速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 5. 2024年10月30日，我国成功发射的“神舟十九号”载人飞船与空间站“天和核心舱”完成交会对接。对接过程简化如图所示，“神舟十九号”在点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，在点从椭圆轨道II进入圆形轨道Ⅲ，最终在轨道III与“天和核心舱”完成对接。已知“神舟十九号”在圆形轨道I运行时轨道半径为、周期为，在轨道III稳定运行时的轨道半径为，则“神舟十九号”飞船（　　） A. 在点从轨道I进入轨道II时需点火制动 B. 在轨道II上点的加速度小于在轨道III上点的加速度 C. 在轨道II上运行的周期 D. 在轨道I上运行的线速度小于在轨道III上运行的线速度 6. 质量为2kg的物体静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F=10N的作用，如图所示，下列判断正确的是（　　） A. 第1s内的平均功率为15W B. 前2s内平均功率为45W C. 第2s末的瞬时功率为100W D. 第1s末与第3s末外力的瞬时功率之比为5：9 7. 如图7所示，斜面的倾角为，斜面的长度为L。在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以和的速度沿同一方向水平抛出，甲球经时间恰落在斜面的底端，此时甲球速度与水平方向夹角为。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 乙球将落在斜面的中点 B. 乙球经时间落在斜面上 C. 乙球落在斜面上时速度与水平方向夹角为 D. 乙球落在斜面上时速度大小为 8. 如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止运动，那么摩擦力在AB段对物体做的功为（　　） A. B. C. mgR D. 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分，请把答案写在答题卷中） 9. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等 B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用 C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨 10. “水流星”是中国传统民间杂技艺术，如图所示，杂技演员手拿绳子的中点让两水桶在竖直平面内做圆周运动，绳子长度为，水桶可看作质点，则下列说法正确的是（　　） A. 水桶通过最高点时的速度可以为0 B. 水桶刚好通过最高点时的速度是 C. 水桶通过最高点时，水对桶底的压力可以为0 D. 水桶通过最低点时，绳子对水桶的拉力可以与水和桶所受总重力相等 11. 2022年9月1日“神舟十四”乘组进行首次出舱开展舱外作业。若把“天和核心舱”的运动看作是绕地球运行的匀速圆周运动，一航天爱好者研究发现，陈冬从打开舱门到完成出舱活动的时间内，“天和核心舱”组合体绕地心转过的角度为。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度大小为，引力常量为，不考虑地球自转，由此可得到（　　） A. “天和核心舱”绕地球转动的周期是 B. “天和核心舱”距地球表面的高度是 C. 地球质量可表示为或 D. 地球的密度可表示为 12. 一电动公交车从静止开始以恒定加速度启动在平直公路上做直线运动，输出功率达到额定功率后保持不变，其图像如图所示，时发动机因故障熄火，此后公交车滑行至停止。已知公交车的总质量为10t，且整个过程中公交车受到的阻力恒定不变，则下列说法正确的是（　　） A. 公交车受到的阻力大小为 B. 在前5s内，发动机提供的牵引力大小为 C. 在第30s末，发动机的输出功率为 D. 公交车匀加速阶段运动的时间为10s 13. 如图所示，一半径为R的半球形坑，其中坑边缘两点与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别将、两个小球以、的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑中同一点Q，已知，，，重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之和不变 D. 若仅从M点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球不可能垂直坑壁落入坑中 第II卷 三、实验题（本题共2小题，共20分，14小题8分，15小题12分。把答案写在答题卡中指定的答题处不要求写出演算过程） 14. 用如图所示的实验装置探究小球做匀速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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的小球就随槽做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的大小关系。 （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的主要实验方法是______。 A 理想实验法 B. 演绎推理法 C. 等效替代法 D. 控制变量法 （2）通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，需要的向心力就越______（填“大”或“小”）； （3）由更精确实验可得向心力的表达式为，在某次探究实验中，当a、b两个完全相同小球转动的半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为4:9，由此表达式可求得与皮带连接的变速塔轮1与塔轮2对应的半径之比为______。 15. 某实验小组用图1所示装置进行“研究平抛运动”实验。 （1）关于该实验的一些做法，合理的是___________ A. 使用密度大、体积小的球进行实验 B. 斜槽末端切线应当保持水平 C. 斜槽轨道必须光滑 D. 小球运动时不应与木板上的白纸相接触 （2）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球抛出点O的位置，取点A为坐标原点，建立如图2所示坐标系，点A为小球运动一段时间后的位置，取。根据图像可知小球的初速度大小__________，小球在C点的速度大小__________。（计算结果均保留三位有效数字） （3）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和竖直高度，并在直角坐标系内绘出了图像，取10m/s²，根据图像3可知小球的初速度大小___________m/s。 四、解答题（本题共3小题，共36分。第16题10分，第17题12分，第18题14分。把解答写在答题卷中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 16. 如图所示，冰车静止在冰面上，小孩与冰车总质量kg，大人用恒定拉力，使冰车开始沿水平冰面移动，拉力方向与水平面的夹角为，已知冰车与冰面间的动摩擦因数，重力加速度，，。求。 （1）小孩与冰车在前2s内发生的位移x及2s末的速度v。 （2）拉力F在前2s内所做的功和拉力F在2s末做功的功率P。 （3）拉力作用s时间内，合外力对小孩与冰车做的功W。 17. 如图所示，水平转台上有一个质量为的物块，用长为的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为，则∶ （1）当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，求的值； （2）当水平转盘以角速度匀速转动时，求物块所受的摩擦力大小； （3）转盘角速度多大时，物体刚好离开转台上表面。 18. 如图所示，水平面BC与固定的光滑半圆形轨道在C点相连，轨道位于竖直面内，水平传送带AB左端与水平面BC相连，质量的物块（可视为质点）以的初速度从静止的传送带A点向左运动，物块到达半圆轨道最低点C时，轨道对它支持力的大小。已知传送带AB长度，BC长度，物块与传送带及水平面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取，不计空气阻力，求： （1）半圆形轨道的半径； （2）若物块恰好能到达最高点E，传送带逆时针转动的速度大小； （3）物块恰好到达最高点E抛出后，落在水平面上的位置。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 高一年级第二学期段考 物理试卷 考试时间：90分钟满分：100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 第I卷 一、单项选择题（本题包括8小题，每小题3分，共24分。每小题四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请把答案写在答题卷中） 1. 科技赋能奥运，在2024年巴黎奥运会田径比赛场，跑道外侧安装有高速轨道摄像机系统，如图所示，当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频，关于摄像机下列说法正确的是（　　） A. 摄像机所受合外力大致方向可能为 B. 摄像机在弯道上运动的速度不变 C. 摄像机角速度比运动员的更大 D. 摄像机向心加速度与运动员的相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动，则摄像机也要加速转弯，摄像机所受合外力方向与速度方向夹角为锐角，可知合外力的大致方向可能为，选项A正确； B．摄像机在弯道上运动的速度大小不断增加，方向不断变化，则速度不断变化，选项B错误； C．摄像机与运动员保持同步运动，则摄像机角速度与运动员的角速度相等，选项C错误； D．根据 摄像机的转动半径大于运动员，可知摄像机向心加速度大于运动员的向心加速度，选项D错误。 故选A。 2. 2025年1月11日，国际冬泳世界挑战赛在济南大明湖风景名胜区开赛。比赛前某运动员练习时要匀速横渡一条宽的河，运动员在静水中的速度为，水流速度为，则（　　） A. 该运动员可能垂直河岸到达正对岸 B. 该运动员渡河的时间可能小于180s C. 该运动员以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为360m D. 该运动员以最短位移渡河时，位移大小为320m 【答案】C 【解析】 【详解】A．因为运动员在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形定则求合速度不可能垂直河岸，运动员不可能垂直河岸到达正对岸，A错误； B．当运动员在静水中的速度垂直河岸渡河时时间最短，最短时间 最短时间为180s，所以渡河时间不可能小于180s，B错误； C．运动员以最短时间180s渡河时沿水流方向的位移大小 ，C正确； D．如图所示 由三角形的相似得，则最短位移大小为，D错误。 故选C。 3. 陶瓷是中华瑰宝，是中华文明的重要名片。在陶瓷制作过程中有一道工序叫利坯，如图（a）所示。将陶瓷粗坯固定在绕竖直轴转动的水平转台上，用刀旋削，使坯体厚度适当，表里光洁。对应的简化模型如图（b）所示，粗坯的对称轴与转台转轴重合。当转台转速恒定时，关于粗坯上P、Q两质点，下列说法正确的是（　　） A. P的周期比Q的大 B. 相同时间内，P通过的路程比Q的大 C. 任意相等时间内P通过的位移大小比Q的大 D. 同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题意可知，粗坯上P、Q两质点属于同轴转动，故P、Q两质点的角速度相等，P、Q两质点的周期相等，故A错误； B．根据，由于P质点的半径大于Q质点的半径，则P质点的线速度大于Q质点的线速度，所以相同时间内，P通过的路程比Q的大，故B正确； C．由于P、Q两质点的周期相等，在一个周期内P、Q两质点通过的位移均为0，故C错误； D．向心加速度的方向指向圆心，所以同一时刻P的向心加速度的方向与Q的相反，故D错误。 故选B。 4. 2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场，展现出别样的东方美，寓意鱼跃龙门好运连连，如图甲所示。图乙为简化示意图，工作人员A沿水平地面向左运动拉绳时，表演者B在空中升起，当绳与水平方向之间的夹角为时，A与B的速度大小之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设此时A与B的速度分别为、，将A的速度分解为沿绳子分速度和垂直绳子分速度，则有 可得 故选C 5. 2024年10月30日，我国成功发射的“神舟十九号”载人飞船与空间站“天和核心舱”完成交会对接。对接过程简化如图所示，“神舟十九号”在点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，在点从椭圆轨道II进入圆形轨道Ⅲ，最终在轨道III与“天和核心舱”完成对接。已知“神舟十九号”在圆形轨道I运行时轨道半径为、周期为，在轨道III稳定运行时的轨道半径为，则“神舟十九号”飞船（　　） A. 在点从轨道I进入轨道II时需点火制动 B. 在轨道II上点的加速度小于在轨道III上点的加速度 C. 在轨道II上运行的周期 D. 在轨道I上运行的线速度小于在轨道III上运行的线速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．飞船在A点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ做离心运动，需点火加速，故A错误； B．根据牛顿第二定律，可知飞船在B点的向心加速度始终保持不变，故B错误； C．根据开普勒第三定律 可得飞船在轨道Ⅱ上运行的周期为 故C正确； D．根据万有引力提供向心力 可得，可知飞船在轨道Ⅰ上运行的线速度大于在轨道Ⅲ上运行的线速度，故D错误。 故选C。 6. 质量为2kg的物体静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F=10N的作用，如图所示，下列判断正确的是（　　） A. 第1s内的平均功率为15W B. 前2s内的平均功率为45W C. 第2s末的瞬时功率为100W D. 第1s末与第3s末外力的瞬时功率之比为5：9 【答案】C 【解析】 【详解】A．物体运动的加速度为 第1s内的平均速度为 平均功率为W，故A错误； B．前2s内的平均速度为 平均功率为W，故B错误； C．第2s末的瞬时功率为W，故C正确； D．第1s末与第3s末外力的瞬时功率之比为，故D错误； 故选C。 7. 如图7所示，斜面的倾角为，斜面的长度为L。在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以和的速度沿同一方向水平抛出，甲球经时间恰落在斜面的底端，此时甲球速度与水平方向夹角为。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 乙球将落在斜面的中点 B. 乙球经时间落在斜面上 C. 乙球落在斜面上时速度与水平方向夹角为 D. 乙球落在斜面上时速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】C．甲、乙两小球均落在斜面上，位移方向相同，即位移与水平方向的夹角相同，根据平抛运动推论可知，小球落在斜面上时速度方向一定相同，故C正确； B．由平抛运动规律可得， 设斜面倾角为，则有 联立解得 乙球初速度为，所以乙球运动时间是甲球运动的时间的一半，则乙球运动时间为，故B错误； A．小球落在斜面上的位移为 乙小球运动时间为，位移为甲小球的四分之一，即乙小球不落在斜面的中点，故A错误； D．小球落在斜面上的速度为 乙小球的初速度为，所以乙球落在斜面上的速度是甲球落在斜面上速度的一半，则乙小球落在斜面上的速度为，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，AB为圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止运动，那么摩擦力在AB段对物体做的功为（　　） A. B. C. mgR D. 【答案】D 【解析】 【详解】物体从A到C的过程中，由动能定理得 解得 故选D。 二、多项选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分，请把答案写在答题卷中） 9. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等 B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用 C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中，自行车行驶时大齿轮与小齿轮通过链条传动，则大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等，故A正确； B．图乙中，做圆锥摆运动物体，受重力、绳的拉力作用，重力和绳的拉力合力提供向心力，故B错误； C．图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供所需的向心力，故C错误； D．图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，则火车有离心运动的趋势，轮缘会挤压外轨，故D错误。 故选A。 10. “水流星”是中国传统民间杂技艺术，如图所示，杂技演员手拿绳子的中点让两水桶在竖直平面内做圆周运动，绳子长度为，水桶可看作质点，则下列说法正确的是（　　） A. 水桶通过最高点时的速度可以为0 B. 水桶刚好通过最高点时的速度是 C. 水桶通过最高点时，水对桶底的压力可以为0 D. 水桶通过最低点时，绳子对水桶的拉力可以与水和桶所受总重力相等 【答案】BC 【解析】 【详解】ABC．水桶刚好通过最高点时的速度具有最小值，此时水对桶底的压力为0，重力刚好提供向心力，则有 解得 故A错误，BC正确； D．水桶通过最低点时，加速度方向向上，则绳子对水桶的拉力一定大于水和桶所受总重力，故D错误。 故选BC。 11. 2022年9月1日“神舟十四”乘组进行首次出舱开展舱外作业。若把“天和核心舱”的运动看作是绕地球运行的匀速圆周运动，一航天爱好者研究发现，陈冬从打开舱门到完成出舱活动的时间内，“天和核心舱”组合体绕地心转过的角度为。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度大小为，引力常量为，不考虑地球自转，由此可得到（　　） A. “天和核心舱”绕地球转动的周期是 B. “天和核心舱”距地球表面的高度是 C. 地球质量可表示为或 D. 地球的密度可表示为 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．“天和核心舱”角速度为 周期为，故A正确； B．根据万有引力提供向心力得 地球表面有 联立解得“天和核心舱”距地球表面的高度为，故B正确； C．根据，， 可得地球质量为，故C错误； D．根据， 可得球的密度为，故D正确。 故选ABD。 12. 一电动公交车从静止开始以恒定加速度启动在平直公路上做直线运动，输出功率达到额定功率后保持不变，其图像如图所示，时发动机因故障熄火，此后公交车滑行至停止。已知公交车的总质量为10t，且整个过程中公交车受到的阻力恒定不变，则下列说法正确的是（　　） A. 公交车受到的阻力大小为 B. 在前5s内，发动机提供的牵引力大小为 C. 在第30s末，发动机的输出功率为 D. 公交车匀加速阶段运动的时间为10s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．发动机熄火后公交车滑行至停止，根据图像有 根据牛顿第二定律有 解得N，故A错误； B．车做匀加速直线运动过程，根据牛顿第二定律有 根据图像有 结合上述解得，故B正确； C．根据图像可知，20s~30s内车做匀速直线运动，功率为额定功率，牵引力与阻力大小相等，则在第30s末，发动机的输出功率为W，故C错误； D．匀加速过程的末状态，功率达到额定功率，则有 结合上述解得 根据 解得s，故D正确。 故选BD。 13. 如图所示，一半径为R的半球形坑，其中坑边缘两点与圆心等高且在同一竖直面内。现甲、乙两位同学分别将、两个小球以、的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑中同一点Q，已知，，，重力加速度为g，忽略空气阻力。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之和不变 D. 若仅从M点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球不可能垂直坑壁落入坑中 【答案】AD 【解析】 【详解】A．从Ｍ点抛出的小球， 解得，故Ａ正确； B．从N点抛出的小球， 解得，故B错误； C．两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，则运动时间相同均为 根据 两球抛出的速率之和 随着落点的竖直高度的变化而变化，故C错误； D．根据平抛运动的推论：速度的反向延长线交水平位移的中点，假设小球垂直落在半球型坑中，速度反向延长线过球心O并不是水平位移的中点，两者矛盾，所以假设错误，不可能使小球垂直坑壁落在圆弧轨道内，故D正确。 故选AD。 第II卷 三、实验题（本题共2小题，共20分，14小题8分，15小题12分。把答案写在答题卡中指定的答题处不要求写出演算过程） 14. 用如图所示的实验装置探究小球做匀速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，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮1和变速塔轮2匀速转动，槽内的小球就随槽做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的大小关系。 （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的主要实验方法是______。 A. 理想实验法 B. 演绎推理法 C. 等效替代法 D. 控制变量法 （2）通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，需要的向心力就越______（填“大”或“小”）； （3）由更精确的实验可得向心力的表达式为，在某次探究实验中，当a、b两个完全相同小球转动的半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为4:9，由此表达式可求得与皮带连接的变速塔轮1与塔轮2对应的半径之比为______。 【答案】（1）D （2）大 （3）3:2 【解析】 【小问1详解】 在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的主要实验方法是控制变量法，故选D； 【小问2详解】 通过本实验的定性分析可以得到：在小球质量和运动半径一定的情况下，小球做圆周运动的角速度越大，需要的向心力就越大； 【小问3详解】 当a、b两个完全相同小球转动半径相等时，图中标尺上黑白相间的等分格显示出a、b两个小球所受向心力的比值为4:9，由表达式可求得角速度之比为2:3；因两塔轮边缘的线速度相等，根据可得与皮带连接的变速塔轮1与塔轮2对应的半径之比为3:2。 15. 某实验小组用图1所示装置进行“研究平抛运动”实验。 （1）关于该实验的一些做法，合理的是___________ A. 使用密度大、体积小的球进行实验 B. 斜槽末端切线应当保持水平 C. 斜槽轨道必须光滑 D. 小球运动时不应与木板上的白纸相接触 （2）某同学在做“研究平抛运动”的实验中，忘记记下小球抛出点O的位置，取点A为坐标原点，建立如图2所示坐标系，点A为小球运动一段时间后的位置，取。根据图像可知小球的初速度大小__________，小球在C点的速度大小__________。（计算结果均保留三位有效数字） （3）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和竖直高度，并在直角坐标系内绘出了图像，取10m/s²，根据图像3可知小球的初速度大小___________m/s。 【答案】（1）ABD （2） ①. 1.00 ②. 2.24 （3）1##1.0 【解析】 【小问1详解】 A．使用密度大、体积小的球进行实验可减小阻力的影响，选项A正确； B．斜槽末端切线应当保持水平，以保证小球能做平抛运动，选项B正确； C．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，选项C错误； D．小球运动时不应与木板上的白纸相接触，以防止小球改变运动方向，选项D正确。 故选ABD。 【小问2详解】 [1][2]对ACE三点因水平间距相等，可知时间相等，竖直方向 解得T=0.1s 则初速度 小球在C点的竖直速度 则C点的速度大小 【小问3详解】 根据x=v0t， 可得 由图可知 可得v0=1m/s 四、解答题（本题共3小题，共36分。第16题10分，第17题12分，第18题14分。把解答写在答题卷中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 16. 如图所示，冰车静止在冰面上，小孩与冰车的总质量kg，大人用恒定拉力，使冰车开始沿水平冰面移动，拉力方向与水平面的夹角为，已知冰车与冰面间的动摩擦因数，重力加速度，，。求。 （1）小孩与冰车在前2s内发生的位移x及2s末的速度v。 （2）拉力F在前2s内所做的功和拉力F在2s末做功的功率P。 （3）拉力作用s时间内，合外力对小孩与冰车做的功W。 【答案】（1）4m，4m/s （2）960J，960W （3）360J 【解析】 【小问1详解】 根据牛顿第二定律可知加速度 小孩与冰车在前2s内发生的位移 2s末的速度v=at=4m/s 【小问2详解】 拉力F在前2s内所做的功 拉力F在2s末做功的功率 【小问3详解】 根据动能定理，拉力作用s时间内，合外力对小孩与冰车做的功 17. 如图所示，水平转台上有一个质量为的物块，用长为的轻质细绳将物块连接在转轴上，细绳与竖直转轴的夹角，此时细绳伸直但无张力，物块与转台间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为，则∶ （1）当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，求的值； （2）当水平转盘以角速度匀速转动时，求物块所受的摩擦力大小； （3）转盘的角速度多大时，物体刚好离开转台上表面。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当水平转盘以角速度匀速转动时，绳上恰好有张力，则由牛顿第二定律 解得 【小问2详解】 当水平转盘以角速度匀速转动时，则细绳无张力，此时物块所受的摩擦力大小 【小问3详解】 物体刚好离开转台上表面时，则由牛顿第二定律 解得 18. 如图所示，水平面BC与固定的光滑半圆形轨道在C点相连，轨道位于竖直面内，水平传送带AB左端与水平面BC相连，质量的物块（可视为质点）以的初速度从静止的传送带A点向左运动，物块到达半圆轨道最低点C时，轨道对它支持力的大小。已知传送带AB长度，BC长度，物块与传送带及水平面之间的动摩擦因数均为，重力加速度取，不计空气阻力，求： （1）半圆形轨道的半径； （2）若物块恰好能到达最高点E，传送带逆时针转动的速度大小； （3）物块恰好到达最高点E抛出后，落在水平面上的位置。 【答案】（1） （2） （3）落在水平面上的点 【解析】 【小问1详解】 物块到的过程，由动能定理得 可得 物块在点时，根据牛顿第二定律得 解得半圆形轨道的半径 【小问2详解】 物块到达点时，最小速度需要满足 所以 物块恰好到达点，根据动能定理得，物块离开传送带的速度满足 得 如果传送带静止，则物块从到的过程中，由动能定理得 可得： 物块由减速到的过程中移动的距离为 要使物块恰好到达最高点，物块在传送带上先匀减速后匀速运动，所以传送带逆时针转动的速度大小为 【小问3详解】 物块恰好到达最高点抛出后做平抛运动，设从最高点下落到水平地面的时间为，则 水平位移大小 故物块恰好到达最高点抛出后，落在水平面上的点。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$