精品解析:四川绵阳中学实验学校2025-2026学年高一下学期四月综合训练物理试题
2026-04-22
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 四川省 |
| 地区(市) | 绵阳市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.74 MB |
| 发布时间 | 2026-04-22 |
| 更新时间 | 2026-04-30 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-04-22 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57485796.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
绵阳中学实验学校高2025级高一(下)四月综合训练
物理试题
一、本题8小题,每题4分,共32分。在每题给出的四个选项中,只一项符合题目要求。
1. 下列几种运动中,不属于匀变速运动的是( )
A. 斜下抛运动 B. 斜上抛运动 C. 平抛运动 D. 匀速圆周运动
2. 2025年2月28日前后,在夜空观察时,太阳系中的土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星将大致连成一条直线,上演“七星连珠”天象,则下列说法正确的是( )
A. 金星和火星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相同
B. 火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度
C. 这些行星的轨迹是椭圆,太阳在椭圆中心
D. 七星连成一线时角速度恰好相同
3. 在物理学研究中运用的思想方法有很多,下列关于课本中的几幅插图的说法不正确的是( )
A. 甲图中,证明质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向时运用了极限思想
B. 乙图中,研究红蜡块的运动时,主要运用了合成与分解的方法
C. 丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了等效替代思想
D. 丁图中,卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
4. 如图所示,一物体停在匀速转动圆筒的内壁上,如果圆筒的角速度增大,则( )
A. 物体所受弹力不变
B. 物体所受弹力增大
C. 物体所受摩擦力增大
D. 物体所受摩擦力减小
5. 如图所示,一条小船从码头A过河,小船在静水中的速度为v,船头指向始终与河岸垂直(沿AA'方向),当水流速度为v1时,小船运动到河对岸的码头B靠岸,AB与河岸的夹角为α,当水流速度为v2时,小船运动到河对岸的码头C靠岸,AC与河岸的夹角为β,下列说法正确的是( )
A. v1<v2
B. v1>v2
C. 小船沿AB过河的时间更长
D. 小船沿AC过河的时间更长
6. 如图1所示为农用扬场机分离谷物示意图。某次被抛出的谷粒其中两颗的运动轨迹如图2所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中从O到P的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 谷粒1和谷粒2在竖直方向上都在做自由落体运动
B. 谷粒1的速度变化量等于谷粒2的速度变化量
C. 谷粒1的平均速度小于谷粒2的平均速度
D. 谷粒1的最小速度大于谷粒2的最小速度
7. 无人机表演越来越多地出现在各种节日庆祝活动中。某次无人机表演时,时刻无人机水平方向上的速度为0,根据数据接收端收到的数据绘制出的无人机水平方向上的加速度—时间图像和竖直方向上的位移—时间图像分别如图甲、乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 时间内无人机做曲线运动 B. 时间内无人机处于超重状态
C. 时间内无人机做曲线运动 D. 时间内无人机所受的合力不为0
8. 如图所示,从高H处的A点先后平抛两个小球1和2,球1刚好直接越过竖直挡板MN落在水平地面上的B点,球2与地面碰撞两次后,刚好越过竖直挡板MN,也落在B点。设球2每次与水平地面碰撞后竖直方向分速度大小不变方向相反,水平方向分速度大小方向都不变,空气阻力可忽略。则竖直挡板MN的高度h是( )
A. H B. H
C. H D. H
二、本题共4小题,每题4分,共16分。在每小题给的四个选项中,有多项符合要求。全
部选对得4分,不全得2分,有错选得0分。
9. 中央电视台报道了一起离奇交通事故。家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图所示。交警以下判断,你认为正确的是( )
A. 由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车受到离心力
B. 由图可知事故的原因可能是车速过快
C. 为尽量避免此类事故再次发生,公路在设计上应西(外)高东(内)低
D. 为尽量避免此类事故再次发生,可以减小路面弯道半径
10. 下列有关运动的说法正确的是( )
A. 图甲A球在水平面内做匀速圆周运动,A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越小
B. 图乙质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg,则此时小球的速度大小为
C. 图丙皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度
D. 图丙皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度
11. 如图所示,质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出,恰好都落在斜面底端。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球a、b运动过程中速度变化量的方向相同
B. 小球a、b到达斜面底端时所用时间之比为2:1
C. 小球a、b做平抛的初速度大小之比为2:1
D. 小球a、b到达斜面底端的速度方向相同
12. 如图,固定光滑长斜面倾角为37°,下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上,质量均为m,用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连,右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时,滑轮左侧轻绳与斜面平行,右侧轻绳竖直,长度为L且绳中无弹力。当小车缓慢向右运动的距离时A恰好不离开挡板。已知重力加速度大小为g,,。下列说法正确的是( )
A. 当弹簧恢复原长时,物体B沿斜面向上移动了
B. 弹簧的劲度系数为
C. 当小车缓慢向右运动时,若轻绳突然断开,则此时B的加速度为1.2g,方向沿斜面向上
D. 若小车从图示位置以的速度向右匀速运动,小车位移大小为时B的速率为
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
13. 用斜槽装置做“探究平抛运动的特点”实验。
(1)以下哪些操作可能会引起实验误差________。
A. 安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平 B. 确定轴时,没有用重垂线
C. 斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦 D. 每次从轨道同一位置释放小球
(2)一个同学在“探究平抛运动的特点”实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、、,量得。又量出它们之间的竖直距离分别为,。利用这些数据,可求得:(取)
①物体抛出时的初速度为________;
②抛出点在A点上方的高度为________处。
14. 如图,用向心力演示器探究向心力大小的表达式,已知小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1。
(1)在探究影响向心力大小的因素时,用到的实验方法是________。
(2)在利用该装置做探究向心力与角速度之间的关系时,应让质量相同的小球分别放在________处(填“、”或“、”),同时选择半径________(填“相等”或“不相等”)的两个塔轮。
(3)某同学把两个质量相等的钢球放在、位置,匀速转动手柄时,左边标尺露出9格,右边标尺露出1格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________;其他条件不变,若增大手柄转动的速度,两标尺示数的比值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
四、本大题3小题,共36分,要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案
15. 某火星探测器登陆火星后,在火星表面以速度v竖直向上抛出一小球,经时间t落地,已知火星半径为R,引力常量为G。求:
(1)火星表面的重力加速度;
(2)火星的质量;
16. 如图所示,半径为R=0.9m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环,沿轨道运动到B点飞出,最后落在水平地面上的C点(图上未画),重力加速度g取10m/s。求:
(1)小球经过B点的最小速度;
(2)若A、C两点的距离为3.6m,小球对轨道B点的压力大小。
17. 如图,水平放置的圆盘半径为,在其边缘C点固定一个高度不计的小桶,在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB,滑道与CD平行。滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上,其高度差为。在滑道左端静止放置质量为的物块(可视为质点),物块与滑道间的动摩擦因数为。当用一大小为的水平向右拉力拉动物块的同时,圆盘从图示位置以角速度,绕穿过圆心O的竖直轴匀速转动。拉力作用一段时间后撤掉,物块在滑道上继续滑行,由B点水平抛出,恰好落入小桶内。重力加速度取。
(1)求物块离开滑道边缘B处的速度大小;
(2)物块落入桶中后如果随圆盘一起以匀速转动,求小桶给物块的作用力大小;
(3)若拉力F作用时间最短,求所需滑道的长度;
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绵阳中学实验学校高2025级高一(下)四月综合训练
物理试题
一、本题8小题,每题4分,共32分。在每题给出的四个选项中,只一项符合题目要求。
1. 下列几种运动中,不属于匀变速运动的是( )
A. 斜下抛运动 B. 斜上抛运动 C. 平抛运动 D. 匀速圆周运动
【答案】D
【解析】
【详解】斜下抛运动过程中,只受重力,合力恒定,为匀变速运动,A属于;斜向上抛运动过程中只受重力作用,合力恒定,为匀变速曲线运动,B属于;平抛运动过程中只受重力作用,为匀变速曲线运动,C属于;匀速圆周运动过程中合力时刻指向圆心,是变力,不属于匀变速运动,故选D.
2. 2025年2月28日前后,在夜空观察时,太阳系中的土星、水星、海王星、金星、天王星、木星和火星将大致连成一条直线,上演“七星连珠”天象,则下列说法正确的是( )
A. 金星和火星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相同
B. 火星在近日点的速度大于火星在远日点的速度
C. 这些行星的轨迹是椭圆,太阳在椭圆中心
D. 七星连成一线时角速度恰好相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律,同一行星在相同时间内与太阳连线扫过的面积相等,但金星和火星是不同行星,轨道参数不同,扫过的面积速率不同,A错误;
B.根据开普勒第二定律,行星在近日点速度最大,远日点速度最小,火星在近日点的速度大于远日点的速度,B正确;
C.开普勒第一定律指出行星轨道是椭圆,但太阳位于椭圆的一个焦点上,而非中心,C错误;
D.行星角速度由轨道半径决定,根据开普勒第三定律,轨道半径越大,公转周期越大,角速度越小,七星连珠时各行星角速度不同,D错误。
故选B。
3. 在物理学研究中运用的思想方法有很多,下列关于课本中的几幅插图的说法不正确的是( )
A. 甲图中,证明质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向时运用了极限思想
B. 乙图中,研究红蜡块的运动时,主要运用了合成与分解的方法
C. 丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了等效替代思想
D. 丁图中,卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图中,证明质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向时运用了极限思想,故A正确,不满足题意要求;
B.乙图中,研究红蜡块的运动时,主要运用了合成与分解的方法,故B正确,不满足题意要求;
C.丙图中,探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法,故C错误,满足题意要求;
D.丁图中,卡文迪什测定引力常量的实验运用了放大法测微小量,故D正确,不满足题意要求。
故选C。
4. 如图所示,一物体停在匀速转动圆筒的内壁上,如果圆筒的角速度增大,则( )
A. 物体所受弹力不变
B. 物体所受弹力增大
C. 物体所受摩擦力增大
D. 物体所受摩擦力减小
【答案】B
【解析】
【详解】以物块为对象,竖直方向根据平衡条件可得
水平方向根据牛顿第二定律可得
如果圆筒的角速度增大,物体所受弹力增大,物体所受摩擦力不变。
故选B。
5. 如图所示,一条小船从码头A过河,小船在静水中的速度为v,船头指向始终与河岸垂直(沿AA'方向),当水流速度为v1时,小船运动到河对岸的码头B靠岸,AB与河岸的夹角为α,当水流速度为v2时,小船运动到河对岸的码头C靠岸,AC与河岸的夹角为β,下列说法正确的是( )
A. v1<v2
B. v1>v2
C. 小船沿AB过河的时间更长
D. 小船沿AC过河的时间更长
【答案】A
【解析】
【详解】CD.因船头始终垂直于河岸,可知船过河的时间为
即小船沿AB、AC过河的时间相等,选项CD错误;
AB.沿河岸方向有
可知
v1<v2
故A正确,B错误;
故选A。
6. 如图1所示为农用扬场机分离谷物示意图。某次被抛出的谷粒其中两颗的运动轨迹如图2所示,其轨迹在同一竖直平面内,抛出点均为O,且轨迹交于P点,抛出时谷粒1和谷粒2的初速度分别为和,其中方向水平,方向斜向上。忽略空气阻力,关于两谷粒在空中从O到P的运动过程,下列说法正确的是( )
A. 谷粒1和谷粒2在竖直方向上都在做自由落体运动
B. 谷粒1的速度变化量等于谷粒2的速度变化量
C. 谷粒1的平均速度小于谷粒2的平均速度
D. 谷粒1的最小速度大于谷粒2的最小速度
【答案】D
【解析】
【详解】A.谷粒1做平抛运动,谷粒2做斜抛运动,故谷粒1和谷粒2在水平方向都做匀速直线运动,谷粒1在竖直方向做自由落体运动,谷粒2在竖直方向做竖直上抛运动,A错误;
B.谷粒1在竖直方向做自由落体运动,有
设谷粒2的初速度与水平方向的夹角为,有
可得
又谷粒速度变化量
所以谷粒1的速度变化量小于谷粒2的速度变化量,B错误;
C.在该过程中两谷粒都是从O到P,谷粒1、2的位移相同,,所以该过程中谷粒1的平均速度大于谷粒2的平均速度,C错误;
D.由于谷粒1、2的水平位移相同,,所以从O到P中谷粒1的水平速度大于谷粒2的水平速度,谷粒1、2的最小速度都指的是两者的水平速度, D正确。
故选D。
7. 无人机表演越来越多地出现在各种节日庆祝活动中。某次无人机表演时,时刻无人机水平方向上的速度为0,根据数据接收端收到的数据绘制出的无人机水平方向上的加速度—时间图像和竖直方向上的位移—时间图像分别如图甲、乙所示,则下列说法正确的是( )
A. 时间内无人机做曲线运动 B. 时间内无人机处于超重状态
C. 时间内无人机做曲线运动 D. 时间内无人机所受的合力不为0
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,时间内无人机在水平方向上做匀加速直线运动,在竖直方向上做匀速直线运动,所以时间内无人机做曲线运动,故A正确;
B.时间内无人机在竖直方向上做匀速直线运动,竖直方向上的加速度为零,故B错误;
CD.时间内无人机的水平加速度和竖直加速度都为零,即无人机所受的合力为零,做直线运动,故CD错误。
故选A。
8. 如图所示,从高H处的A点先后平抛两个小球1和2,球1刚好直接越过竖直挡板MN落在水平地面上的B点,球2与地面碰撞两次后,刚好越过竖直挡板MN,也落在B点。设球2每次与水平地面碰撞后竖直方向分速度大小不变方向相反,水平方向分速度大小方向都不变,空气阻力可忽略。则竖直挡板MN的高度h是( )
A. H B. H
C. H D. H
【答案】A
【解析】
【详解】根据题意,两小球从平抛到第一次地,竖直方向
可知,两小球平抛后,同时落地,在水平方向有
,
由图可知
可得
如图所示
将球2运动倒过来看成从运动到点与球1从运动到点时间相同,则有
由几何关系可得,AM间水平距离与AB间水平距离之比为
则小球1由运动到与由运动到的时间之比为
则有
解得
故选A。
二、本题共4小题,每题4分,共16分。在每小题给的四个选项中,有多项符合要求。全
部选对得4分,不全得2分,有错选得0分。
9. 中央电视台报道了一起离奇交通事故。家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,第八次有辆卡车冲进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经公安部门和交通部门协力调查,画出的现场示意图如图所示。交警以下判断,你认为正确的是( )
A. 由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车受到离心力
B. 由图可知事故的原因可能是车速过快
C. 为尽量避免此类事故再次发生,公路在设计上应西(外)高东(内)低
D. 为尽量避免此类事故再次发生,可以减小路面弯道半径
【答案】BC
【解析】
【详解】A.物体的受力只有重力、支持力和摩擦力,离心力是效果力,A错误;
B.据题意,汽车在弯道上做离心运动,显然是速度过快,需要的向心力大于实际可提供的向心力,B正确;
C.为了减少事故,可以使路面倾斜,使重力和支持力的合力指向路面内侧,显然是该外侧(西)高,内侧(东)低,C正确;
D.据摩擦力提供向心力
可知可以增大汽车转弯半径,从而减小过弯道所需向心力,D错误。
故选BC。
10. 下列有关运动的说法正确的是( )
A. 图甲A球在水平面内做匀速圆周运动,A球角速度越大则偏离竖直方向的θ角越小
B. 图乙质量为m的小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg,则此时小球的速度大小为
C. 图丙皮带轮上b点的加速度小于a点的加速度
D. 图丙皮带轮上c点的线速度等于d点的线速度
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.小球在水平面做匀速圆周运动,其向心力由重力和绳子拉力的合力提供,即
mgtanθ=m·Lsinθω2
解得
知角速度越大,偏离竖直方向的夹角θ越大,故A错误;
B.小球到达最高点时对上管壁的压力大小为3mg,根据牛顿第二定律知其向心力为
F=m=mg+FN=mg+3mg=4mg
解得
故B正确;
C.因为b、c两点角速度相等,根据a=rω2知,b、c两点的向心加速度之比为1:2,a、c两点线速度相等,根据知,a、c两点的向心加速度之比为2:1,故a、b两点的向心加速度之比为4:1,故C正确;
D.c、d两点角速度相等,根据v=rω知,c、d两点的线速度之比为1:2,故D错误;
故选BC。
11. 如图所示,质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端A和斜面中点B沿水平方向抛出,恰好都落在斜面底端。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 小球a、b运动过程中速度变化量的方向相同
B. 小球a、b到达斜面底端时所用时间之比为2:1
C. 小球a、b做平抛的初速度大小之比为2:1
D. 小球a、b到达斜面底端的速度方向相同
【答案】AD
【解析】
【详解】A.两球在空中只受重力作用,加速度均为重力加速度,所以小球a、b运动过程中速度变化量的方向相同,均竖直向下,故A正确;
B.两球在空中做平抛运动,竖直方向有
可得
则小球a、b到达斜面底端时所用时间之比为,故B错误;
C.水平方向
由于小球a、b到达斜面底端时所用时间之比为,又它们的水平位移之比为,所以小球a、b做平抛的初速度大小之比为,故C错误;
D.由题图可知,小球a、b到达斜面底端时位移与水平方向的夹角相同,且等于斜面的倾角θ,由平抛运动的推论,速度夹角α的正切等于位移夹角θ的正切的2倍,即
可知小球a、b到达斜面底端的速度方向相同,故D正确。
故选AD。
12. 如图,固定光滑长斜面倾角为37°,下端有一固定挡板。两小物块A、B放在斜面上,质量均为m,用与斜面平行的轻弹簧连接。一跨过轻小定滑轮的轻绳左端与B相连,右端与水平地面上的电动玩具小车相连。系统静止时,滑轮左侧轻绳与斜面平行,右侧轻绳竖直,长度为L且绳中无弹力。当小车缓慢向右运动的距离时A恰好不离开挡板。已知重力加速度大小为g,,。下列说法正确的是( )
A. 当弹簧恢复原长时,物体B沿斜面向上移动了
B. 弹簧的劲度系数为
C. 当小车缓慢向右运动时,若轻绳突然断开,则此时B的加速度为1.2g,方向沿斜面向上
D. 若小车从图示位置以的速度向右匀速运动,小车位移大小为时B的速率为
【答案】BD
【解析】
【详解】B.系统静止时,对分析知,解得
小车向右移动到时,对分析知,解得
分析题意可知
联立可得,故B正确;
A.当物体沿斜面向上移动了时,弹簧恢复原长,此时,故A错误;
D.若小车以的速度向右匀速运动,设小车向右移动到时,轻绳与水平面成θ角,则由几何知识可得,
由运动和合成分解得,故D正确;
C.当小车缓慢向右运动距离时,若轻绳突然断开,绳子拉力减为0,此时对物体B受力分析,得出合力为,且方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律得B的加速度为,故C错误。
故选BD。
三、本大题2小题,每空2分,共16分。
13. 用斜槽装置做“探究平抛运动的特点”实验。
(1)以下哪些操作可能会引起实验误差________。
A. 安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平 B. 确定轴时,没有用重垂线
C. 斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦 D. 每次从轨道同一位置释放小球
(2)一个同学在“探究平抛运动的特点”实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离相等的三点A、、,量得。又量出它们之间的竖直距离分别为,。利用这些数据,可求得:(取)
①物体抛出时的初速度为________;
②抛出点在A点上方的高度为________处。
【答案】(1)AB (2) ①. 4 ②. 0.1125
【解析】
【小问1详解】
A.安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平,小球不能做平抛运动,会引起实验误差,故A正确;
B.确定轴时,没有用重垂线,会引起实验误差,故B正确;
CD.斜槽不光滑对实验没有影响,只要让小球从斜槽的同一位置由静止释放,保证初速度相等即可,故CD错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]在竖直方向由
可得A、B、C时间间隔
物体抛出时的初速度为
[2]物体经过点时竖直分速度为
物体由抛出运动到B点过程下落的高度为
抛出点在A点上方距离A点的高度为
14. 如图,用向心力演示器探究向心力大小的表达式,已知小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1。
(1)在探究影响向心力大小的因素时,用到的实验方法是________。
(2)在利用该装置做探究向心力与角速度之间的关系时,应让质量相同的小球分别放在________处(填“、”或“、”),同时选择半径________(填“相等”或“不相等”)的两个塔轮。
(3)某同学把两个质量相等的钢球放在、位置,匀速转动手柄时,左边标尺露出9格,右边标尺露出1格,则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________;其他条件不变,若增大手柄转动的速度,两标尺示数的比值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)控制变量法
(2) ①. A、C ②. 不相等
(3) ①. 1∶3 ②. 不变
【解析】
【小问1详解】
在探究影响向心力大小的因素时,用到的实验方法是控制变量法。
【小问2详解】
[1][2]在利用该装置做探究向心力与角速度之间的关系时,要保持质量和半径不变,改变角速度,应让质量相同的小球分别放在A、C处,同时选择半径不相等的两个塔轮。
【小问3详解】
[1]某同学把两个质量相等的钢球放在、位置,匀速转动手柄时,左边标尺露出9格,右边标尺露出1格,即向心力之比,根据可知,角速度之比,根据可知,皮带连接的左、右塔轮半径之比为。
[2]其他条件不变,若增大手柄转动的速度,角速度之比不变,则向心力之比不变,即两标尺示数的比值不变。
四、本大题3小题,共36分,要求须写出必要的文字说明、主要的计算步骤和明确的答案
15. 某火星探测器登陆火星后,在火星表面以速度v竖直向上抛出一小球,经时间t落地,已知火星半径为R,引力常量为G。求:
(1)火星表面的重力加速度;
(2)火星的质量;
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
由竖直上抛的对称性可知,小球上升到最高点的时间为,根据竖直上抛公式
解得
【小问2详解】
在星球表面万有引力定律,又已知
解得火星质量
16. 如图所示,半径为R=0.9m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一质量为m=0.1kg的小球从A点冲上竖直半圆环,沿轨道运动到B点飞出,最后落在水平地面上的C点(图上未画),重力加速度g取10m/s。求:
(1)小球经过B点的最小速度;
(2)若A、C两点的距离为3.6m,小球对轨道B点的压力大小。
【答案】(1)3m/s
(2)3N
【解析】
【小问1详解】
设小球恰好以最小速度经过B点,轨道对小球的作用力为零,根据牛顿第二定律得
解得
【小问2详解】
根据平抛运动规律可得
解得
小球在B点时,根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可得,小球对轨道B点的压力大小为。
17. 如图,水平放置的圆盘半径为,在其边缘C点固定一个高度不计的小桶,在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB,滑道与CD平行。滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上,其高度差为。在滑道左端静止放置质量为的物块(可视为质点),物块与滑道间的动摩擦因数为。当用一大小为的水平向右拉力拉动物块的同时,圆盘从图示位置以角速度,绕穿过圆心O的竖直轴匀速转动。拉力作用一段时间后撤掉,物块在滑道上继续滑行,由B点水平抛出,恰好落入小桶内。重力加速度取。
(1)求物块离开滑道边缘B处的速度大小;
(2)物块落入桶中后如果随圆盘一起以匀速转动,求小桶给物块的作用力大小;
(3)若拉力F作用时间最短,求所需滑道的长度;
【答案】(1)2m/s;(2);(3)0.8m
【解析】
【详解】(1)物块由B点抛出后做平抛运动,在竖直方向有
在水平方向有
物块离开滑到的速度
(2)小桶水平方向给物块的作用力提供向心力,有
竖直方向给物块的作用力与重力等大反向,即为
则小桶给物块的作用力
(3)拉动物块时的加速度,由牛顿第二定律
得
圆盘转过一周时落入,拉力作用时间最短;盘转过一圈的时间
物块在滑道导航先加速后减速
物块滑行时间、抛出在空中时间与圆盘周期关系
由上面两式联立得
物块加速阶段的位移
滑块在木板上全过程动能定理
则板长为
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