精品解析：山东省济宁市第二中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

2024~2025学年济宁二中高一年级3月份检测 高一物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在相应位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区城内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，做匀速圆周运动的质点在10s内由A点运动到B点，AB弧所对的圆心角为30°，圆周运动的半径为10cm。关于质点的运动，下列说法正确的是（ ） A. 角速度为 B. 角速度为 C. 线速度为 D. 线速度是不变的 2. 青州市牛角岭盘山公路风景靓丽、环境优美，吸引众多自驾游爱好者前来打卡游玩，被称为“鲁中川藏线”，在垭口有一个鲁中川藏线的观景台。下图是从观景台上拍摄的图片，一辆汽车以恒定的速率通过该盘山公路的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 汽车匀速运动 B. 汽车的加速度始终为0 C. 汽车的加速度不变 D. 汽车的加速度变化 3. 如图所示，自行车的轮盘通过链条带动车轴上的飞轮一起转动。P是轮盘的一个齿，Q是飞轮上的一个齿。转盘的半径大于飞轮的半径，下列说法中正确的是（　　） A. P点周期等于Q点周期 B. P点角速度小于Q点角速度 C. P点线速度大于Q点线速度 D. P点向心加速度大于Q点的向心加速度 4. 洗衣机的甩干桶匀速转动时有一衣物附在筒壁上，下列不正确的是（　　） A. 筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大 B. 筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大 C. 衣服随筒壁做圆周运动的向心力是由所受的合力提供 D. 衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力 5. 如图所示，物块置于水平转盘上随转盘一起运动，图中方向沿半径指向圆心，方向与方向垂直．当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（　　） A. 当转盘匀速转动时，受摩擦力方向为 B. 当转盘匀速转动时，不受转盘的摩擦力 C. 当转盘加速转动时，受摩擦力方向可能为 D. 当转盘减速转动时，受摩擦力方向可能 6. 对下列图分析不正确的是（ ） A. 图1中火车转弯时既不挤压内轨，也不挤压外轨时的行驶速率约为，取决于内、外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r B. 图2中汽车过凹形桥时，速度越大，对桥面的压力越大 C. 图3中洗衣机脱水时利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉，纺织厂也用这样的方法使棉纱、毛线、纺织品干燥 D. 图4中实验不计一切阻力，实验中两个球同时落地说明平抛运动水平方向为匀速运动，竖直方向为自由落体运动 7. 如图所示，为游乐场中的水平大转盘简化图，两个质量m不同的同学坐在转盘中，到转盘中心的距离r不同，两同学与转盘的动摩擦因数不同。转盘绕竖直轴转动，当转盘从静止开始逐渐增大转速的过程中，下列说法正确的是（　　） A. m小的同学先滑动 B. 小的同学先滑动 C. 滑动的先后既与m有关，还与有关 D. 滑动的先后与m无关，与有关 8. 杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速度为3m/s，则下列说法正确的是（）（　　） A “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 B. “水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零 C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用 D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N 9. 如图所示，游乐园的游戏项目——旋转飞椅，飞椅从静止开始缓慢转动，经过一小段时间，坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动．整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为，则 A. 飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用 B. 角越大，小球的向心加速度就越大 C. 只要线速度足够大，角可以达到 D. 飞椅运动的周期随着角的增大而增大 10. 如图所示，为火车在水平路基上拐弯处的截面示意图，弯道的半径为R，轨道的外轨略高于内轨，轨道平面倾角为θ（θ很小）．当火车以大小为的速度通过此弯道时，则火车（ ） A. 所受支持力N的竖直分量大于重力G B. 所受支持力N的水平分量提供向心力 C. 所受重力G在平行于轨道平面方向上的分量提供向心力 D. 所受重力G在垂直于轨道平面方向上的分量提供向心力 11. 如图所示，小球用细线悬于点，在水平面内绕点做匀速圆周运动，保持圆心到悬点的距离不变，改变绳长。下列小球做匀速圆周运动的角速度与绳长的关系图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 12. 如图所示，M、N是水平圆盘上的两点，圆盘绕中心竖直轴做匀速圆周运动．若M点离竖直轴的距离比N点的大，则（　　） A. M、N两点运动周期一样大 B. M点的线速度比N点的线速度大 C. N点的角速度比M点的小 D. N点的向心加速度比M点的小 13. 如图所示，为一全自动机械表，A、B、C三点分别为时针、分针、秒针上离转动圆心等距的三点，有关这三点的线速度v和角速度ω大小关系正确的是（　　） A. vC＜vB＜vA B. ωA＝ωB＝ωC C. ωA:ωB＝1:24 D. vB:vC＝1:60 14. 如图所示，轻绳一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点，钉了一颗钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子的瞬间（ ） A. 小球的瞬时速度变大 B. 小球的加速度变大 C. 小球的角速度变大 D. 悬线所受的拉力变大 15. 如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在垂直于纸面的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点时，杆对小球的作用力大小为F1，在最低点时，杆对小球的作用力大小为F2，当杆转动的角速度为ω0时，F1=0，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 杆对球作用力始终沿杆 B. C. 当杆转动的角速度时， D. 当杆转动的角速度时， 16. 如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A. A、B球受到的支持力之比为∶3 B. A、B球的向心力之比为∶1 C. A、B球运动的角速度之比为3∶1 D. A、B球运动的线速度之比为1∶1 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 17. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆盘上，力传感器测量向心力Fn，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力Fn与线速度v的关系。 改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组Fn、v数据，如表所示。 v/（m·s－1） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Fn/N 0.88 2.00 350 5.50 7.90 该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。 （1）作出Fn－v2图线______； （2）若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的Fn－v2图线可得圆柱体的质量m＝____ kg（保留2位有效数字）。 18. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，A、C到转轴的距离相等，B到转轴的距离是A到转轴距离的2倍。图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为的球1和球2，质量为m的球3。 （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，我们主要用到了物理学中的___________ A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．微小量放大法 （2）为探究向心力与小球质量的关系，实验时应将皮带与轮___________和轮___________相连，同时将球1和球3分别放在C挡板和___________挡板处（选填A、B） （3）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，此时轮②和轮⑤的角速度之比为___________； （4）探究向心力与角速度之间的关系时，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的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为___________﹔ A．1：4 B．3：1 C．1：3 D．1：1 19. 如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。当小球经过最高点时，杆对球产生向下的拉力，拉力大小等于球的重力。求： （1）小球到达最高时速度的大小； （2）当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小。 20. 如图所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m=1kg的小球A，另一端连接质量M=4kg的重物B。（g取10m/s2） （1）当球A沿半径为R=0.1m的圆做匀速圆周运动，角速度为ω=10rad/s时，地面对B的支持力是多大？ （2）要使B物体对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024~2025学年济宁二中高一年级3月份检测 高一物理试题 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在相应位置。认真核对条形码上的姓名、考生号和座号，并将条形码粘贴在指定位置上。 2．选择题答案必须使用2B铅笔（按填涂样例）正确填涂；非选择题答案必须使用0.5mm黑色签字笔书写，字体工整，笔迹清楚。 3．请按照题号在各题目的答题区城内答题，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试卷上答题无效；保持卡面清洁，不折叠、不破损。 一、单项选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，做匀速圆周运动的质点在10s内由A点运动到B点，AB弧所对的圆心角为30°，圆周运动的半径为10cm。关于质点的运动，下列说法正确的是（ ） A. 角速度为 B. 角速度为 C. 线速度为 D. 线速度是不变的 【答案】B 【解析】 【详解】AB．角速度为，故A错误，B正确； CD．线速度大小为 线速度大小不变，方向时刻发生变化，故CD错误。 故选B。 2. 青州市牛角岭盘山公路风景靓丽、环境优美，吸引众多自驾游爱好者前来打卡游玩，被称为“鲁中川藏线”，在垭口有一个鲁中川藏线观景台。下图是从观景台上拍摄的图片，一辆汽车以恒定的速率通过该盘山公路的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 汽车匀速运动 B. 汽车的加速度始终为0 C. 汽车的加速度不变 D. 汽车的加速度变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车以恒定的速率通过该盘山公路的过程中，速度的方向在不断改变，不是匀速运动，A错误； B．该盘山公路的过程中，可把运动过程分为很多小圆周运动，汽车具有向心加速度，加速度不为零，B错误； C D．该盘山公路的过程中，可把运动过程分为很多小圆周运动，汽车的加速度方向在不断变化，C错误；D正确。 故选D。 3. 如图所示，自行车的轮盘通过链条带动车轴上的飞轮一起转动。P是轮盘的一个齿，Q是飞轮上的一个齿。转盘的半径大于飞轮的半径，下列说法中正确的是（　　） A. P点周期等于Q点周期 B. P点角速度小于Q点角速度 C. P点线速度大于Q点线速度 D. P点向心加速度大于Q点的向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】BC．点与点通过链条传动，线速度大小相等，由 可知，点角速度小于点角速度，C错误，B正确； A．由 可知，点周期大于点周期，A错误； D．由 可知，点向心加速度小于点向心加速度，D错误。 故选B。 4. 洗衣机的甩干桶匀速转动时有一衣物附在筒壁上，下列不正确的是（　　） A. 筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大 B. 筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大 C. 衣服随筒壁做圆周运动的向心力是由所受的合力提供 D. 衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】ABD．衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用，靠弹力提供向心力，在竖直方向上，衣服所受的重力和摩擦力平衡，所以摩擦力不变，因弹力提供向心力，由F=mω2r知，当转速增大，向心力增大，则弹力F增大，选项A错误，B、D正确； C．衣服做匀速圆周运动，向心力是由所受的合力提供，选项C正确。 本题选不正确的，故选A。 5. 如图所示，物块置于水平转盘上随转盘一起运动，图中方向沿半径指向圆心，方向与方向垂直．当转盘逆时针转动时，下列说法正确的是（　　） A. 当转盘匀速转动时，受摩擦力方向为 B. 当转盘匀速转动时，不受转盘的摩擦力 C. 当转盘加速转动时，受摩擦力方向可能为 D. 当转盘减速转动时，受摩擦力方向可能为 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】AB．圆盘匀速转动时，重力和支持力平衡，合外力摩擦力提供圆周运动向心力，故摩擦力方向指向圆心点；则AB错误； C．当转盘加速转动时，物块做加速圆周运动，不仅有沿方向指向圆心的向心力，还有指向方向的切向力，使线速度大小增大，两方向的合力即摩擦力可能指向，故C错误； D．当转盘减速转动时，物块做减速圆周运动，不仅有沿方向指向圆心的向心力，还有指向相反方向的切向力，使线速度大小减小，两方向的合力即摩擦力可能指向，故D正确。 故选D。 6. 对下列图分析不正确的是（ ） A. 图1中火车转弯时既不挤压内轨，也不挤压外轨时的行驶速率约为，取决于内、外轨的高度差h、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r B. 图2中汽车过凹形桥时，速度越大，对桥面的压力越大 C. 图3中洗衣机脱水时利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉，纺织厂也用这样的方法使棉纱、毛线、纺织品干燥 D. 图4中实验不计一切阻力，实验中两个球同时落地说明平抛运动水平方向为匀速运动，竖直方向为自由落体运动 【答案】D 【解析】 【详解】A、图1中火车转弯时既不挤压内轨，也不挤压外轨时，由重力和轨道对火车的支持力提供向心力，则有，行驶速率约为，取决于内、外轨的高度差、内外轨间距L及铁路弯道的轨道半径r，故A正确； B、图2中汽车过凹形桥时，则有，所以速度越大，压力越大，故B正确； C、图3中洗衣机脱水时利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉，纺织厂也用这样的方法使棉纱、毛线、纺织品干燥，故C正确； D、图4中实验不计一切阻力，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，不能说明水平方向为匀速运动，故D错误； 不正确的故选D． 7. 如图所示，为游乐场中的水平大转盘简化图，两个质量m不同的同学坐在转盘中，到转盘中心的距离r不同，两同学与转盘的动摩擦因数不同。转盘绕竖直轴转动，当转盘从静止开始逐渐增大转速的过程中，下列说法正确的是（　　） A. m小的同学先滑动 B. 小的同学先滑动 C. 滑动的先后既与m有关，还与有关 D. 滑动的先后与m无关，与有关 【答案】D 【解析】 【详解】转盘从静止开始逐渐增大转速的过程中，学生受到重力、支持力和摩擦力，其中摩擦力提供了向心力，假定当达到最大静摩擦力时对应的角速度为，即有 可知，当越大，则最大临界角速度越大，就越不易滑动，而与其他无关，故ABC错误，D正确。 故选D。 8. 杂技演员表演“水流星”，在长为0.9m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m＝0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速度为3m/s，则下列说法正确的是（）（　　） A. “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 B. “水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零 C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力的作用 D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N 【答案】B 【解析】 【详解】ABD．当水对桶底压力为零时有 解得 由于“水流星”通过最高点的速度为3m/s，则水对桶底的压力为零，水不会从容器中流出。 对水和桶分析，有 解得 T=0 则此时绳子的拉力（张力）为零。 故AD错误，B正确； C．“水流星”通过最高点时，仅受重力，处于完全失重状态。故C错误。 故选B。 9. 如图所示，游乐园的游戏项目——旋转飞椅，飞椅从静止开始缓慢转动，经过一小段时间，坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动．整个装置可以简化为如图所示的模型。忽略转动中的空气阻力。设细绳与竖直方向的夹角为，则 A. 飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用 B. 角越大，小球的向心加速度就越大 C. 只要线速度足够大，角可以达到 D. 飞椅运动的周期随着角的增大而增大 【答案】B 【解析】 【详解】A．飞椅受到重力和绳子的拉力作用，二者的合力提供向心力，故A错误； B．根据牛顿第二定律可得 可得向心加速度为大小为 可知角越大，小球的向心加速度就越大，故B正确； C．竖直方向根据受力平衡可知，绳子拉力一定存在竖直向上的分力，所以无论线速度多大，角都不可能达到，故C错误； D．设绳长为，悬点与转轴的距离为，则根据牛顿第二定律可得 可得 可知当增大时，减小，增大，则周期减小，故D错误。 故选B。 10. 如图所示，为火车在水平路基上拐弯处的截面示意图，弯道的半径为R，轨道的外轨略高于内轨，轨道平面倾角为θ（θ很小）．当火车以大小为的速度通过此弯道时，则火车（ ） A. 所受支持力N的竖直分量大于重力G B. 所受支持力N的水平分量提供向心力 C. 所受重力G在平行于轨道平面方向上的分量提供向心力 D. 所受重力G在垂直于轨道平面方向上的分量提供向心力 【答案】B 【解析】 【详解】火车以某一速度v通过某弯道时，若内、外轨道均不受侧压力作用，其所受的重力和支持力的合力提供向心力为：F合=mgtanθ；合力等于向心力，故得：mgtanθ=m；解得：，即若速度为，火车只受重力，支持力，合力为向心力． 即所受支持力N的竖直分量等于重力G，支持力N的水平分量即为合力提供向心力，则ACD错误，B正确；故选B． 11. 如图所示，小球用细线悬于点，在水平面内绕点做匀速圆周运动，保持圆心到悬点的距离不变，改变绳长。下列小球做匀速圆周运动的角速度与绳长的关系图像，正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】设细线与竖直方向的夹角为，小球在水平面内绕点做匀速圆周运动，竖直方向受力平衡，则有 水平方向根据牛顿第二定律可得 其中 ， 联立可得 由于保持圆心到悬点的距离不变，故小球的角速度保持不变，C正确，ABD错误； 故选C。 二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 12. 如图所示，M、N是水平圆盘上的两点，圆盘绕中心竖直轴做匀速圆周运动．若M点离竖直轴的距离比N点的大，则（　　） A. M、N两点的运动周期一样大 B. M点的线速度比N点的线速度大 C. N点的角速度比M点的小 D. N点向心加速度比M点的小 【答案】ABD 【解析】 【详解】点M与N随圆盘转动，角速度、周期都是相等得．故A正确，C错误；由图可知，M、N两点转动的半径不同，M点的半径大，由v＝ωr可知，M点的线速度比N点的线速度大，故B正确；由图可知，M、N两点转动的半径不同，M点的半径大，由a＝ω2r可知，M点的向心加速度大．故D正确．故选ABD． 13. 如图所示，为一全自动机械表，A、B、C三点分别为时针、分针、秒针上离转动圆心等距的三点，有关这三点的线速度v和角速度ω大小关系正确的是（　　） A. vC＜vB＜vA B. ωA＝ωB＝ωC C. ωA:ωB＝1:24 D. vB:vC＝1:60 【答案】D 【解析】 【详解】已知A是时针、B是分针、C是秒针，三点到圆心转动半径相等，三者周期分别为，， 根据圆周运动公式， 由周期关系得​，相等，因此 相等，，故D正确，ABC错误。 故选D。 14. 如图所示，轻绳一端系一小球，另一端固定于O点，在O点正下方的P点，钉了一颗钉子，使悬线拉紧与竖直方向成一角度θ，然后由静止释放小球，当悬线碰到钉子的瞬间（ ） A. 小球的瞬时速度变大 B. 小球的加速度变大 C. 小球的角速度变大 D. 悬线所受的拉力变大 【答案】BCD 【解析】 【详解】小球到达最低点时，水平方向不受力，则速度不变，故当悬线碰到钉子的瞬间的线速度不变，故A错误；小球的向心加速度a=v2/r，r变小，故小球的向心加速度增大，故B正确；根据ω=v/r可知，v不变，r变小，故ω变大，故C正确；由牛顿第二定律，则F-mg=m，故绳子的拉力F=mg+m，因r变小，故有钉子时，绳子上的拉力变大，故D正确；故选BCD． 15. 如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在垂直于纸面的水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，在最高点时，杆对小球的作用力大小为F1，在最低点时，杆对小球的作用力大小为F2，当杆转动的角速度为ω0时，F1=0，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A. 杆对球的作用力始终沿杆 B. C. 当杆转动的角速度时， D. 当杆转动的角速度时， 【答案】BD 【解析】 【详解】A．轻杆随转轴在竖直平面内做匀速圆周运动，当球在最高点和最低点，杆对球的作用力沿杆的方向，故A错误； B．在最高点时，当杆转动的角速度为时，，此时重力提供向心力，即 解得 故B正确； C．当杆转动的角速度时，设线速度为v，则在最高点，有 最低点，有 所以 故C错误； D．当杆转动的角速度时，设线速度为v，则 最低点 解得 故D正确。 故选BD。 16. 如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　) A. A、B球受到的支持力之比为∶3 B. A、B球的向心力之比为∶1 C. A、B球运动的角速度之比为3∶1 D. A、B球运动线速度之比为1∶1 【答案】CD 【解析】 【详解】A．设小球受到的支持力为FN，向心力为F，根据受力分析，则有 FNsin θ＝mg 可得A、B球受到的支持力之比为 FNA∶FNB＝ 选项A错误； B．根据受力分析，则有 可得A、B球的向心力之比为 FA∶FB＝3∶1 选项B错误； C．小球运动轨道高度相同，根据几何关系，可得半径为 R＝htan θ 则有 RA∶RB＝1∶3 根据 F＝mω2R 解得 ωA∶ωB＝3∶1 选项C正确； D．根据 v＝ωR 可得 vA∶vB＝1∶1 选项D正确。 故选CD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 17. 如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体的质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置，做匀速圆周运动的圆柱体放置在水平光滑圆盘上，力传感器测量向心力Fn，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力Fn与线速度v的关系。 改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组Fn、v数据，如表所示。 v/（m·s－1） 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Fn/N 0.88 2.00 3.50 5.50 7.90 该同学对数据分析后，在图乙坐标纸上描出了五个点。 （1）作出Fn－v2图线______； （2）若圆柱体运动半径r＝0.2 m，由作出的Fn－v2图线可得圆柱体的质量m＝____ kg（保留2位有效数字）。 【答案】 ①. ②. 0.18 【解析】 【详解】（1）[1]作出Fn－v2图线，如图所示。 （2）[2]根据 Fn＝ 知图线的斜率 k＝ 则有 ＝ 代入数据计算得出 m≈0.18 kg 18. 在“探究向心力大小的表达式”实验中，所用向心力演示器如图（a）所示。图（b）是演示器部分原理示意图：其中皮带轮①、④的半径相同，轮②的半径是轮①的2倍，轮④的半径是轮⑤的2倍，两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板，可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压，从而提供向心力，A、C到转轴的距离相等，B到转轴的距离是A到转轴距离的2倍。图（a）中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有：质量均为的球1和球2，质量为m的球3。 （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，我们主要用到了物理学中的___________ A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．微小量放大法 （2）为探究向心力与小球质量的关系，实验时应将皮带与轮___________和轮___________相连，同时将球1和球3分别放在C挡板和___________挡板处（选填A、B） （3）若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，此时轮②和轮⑤的角速度之比为___________； （4）探究向心力与角速度之间的关系时，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的比值为1：9，运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为___________﹔ A．1：4 B．3：1 C．1：3 D．1：1 【答案】 ①. C ②. ① ③. ④ ④. A ⑤. 1∶4 ⑥. B 【解析】 【详解】[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，我们主要用到了物理学中的控制变量法。故选C。 [2] [3] [4] 为探究向心力与小球质量的关系，应控制小球转动的角速度和半径相同，所以实验时应将皮带与轮①和轮④相连，同时将球1和球3分别放在C挡板和A挡板处。 [5] 若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连，轮②和轮⑤边缘的点线速度相等，根据 得此时轮②和轮⑤的角速度之比 [6] 探究向心力与角速度之间关系时，应控制两小球质量和做圆周运动的半径相同，根据 两个小球所受向心力的比值为，可知角速度之比为，由于两个变速轮塔边缘线速度相等，根据 与皮带连接的两个变速轮塔的半径之比为。 故选B。 19. 如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。当小球经过最高点时，杆对球产生向下的拉力，拉力大小等于球的重力。求： （1）小球到达最高时速度的大小； （2）当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力的大小。 【答案】（1）；（2）7mg 【解析】 【详解】（1）小球到达最高时，由牛顿第二定律可知 其中 F=mg 解得 （2）小球在最低点时，由牛顿第二定律可知 解得 F′=7mg 20. 如图所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m=1kg的小球A，另一端连接质量M=4kg的重物B。（g取10m/s2） （1）当球A沿半径为R=0.1m的圆做匀速圆周运动，角速度为ω=10rad/s时，地面对B的支持力是多大？ （2）要使B物体对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？ 【答案】（1）30N；（2） 【解析】 【详解】（1）对小球A 对B （2）B物体处于将要离开、而尚未离开地面时， 根据牛顿第二定律得 解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $