精品解析：广东汕头市金山中学2025-2026学年高一下学期4月阶段考试物理试卷

2025级高一年级第二学期阶段性考试 物理试卷 一、单项选择题：本题包括7小题，每小题3分，共21分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，多选、错选均不得分。 1. 太阳系八大行星按离太阳的距离从近到远依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。将它们绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，且均仅考虑太阳对它们的引力作用。则下列说法正确的是（ ） A. 被称为“笔尖下发现的行星”的是天王星 B. 地球、火星分别与太阳的连线在相等时间内扫过的面积一定相等 C. 八大行星中，海王星绕太阳运行的周期及向心加速度均是最大的 D. 八大行星中，水星绕太阳运行的线速度和角速度均是最大的 2. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 图甲中秋千摆至最低点时，图中女孩处于失重状态 B. 图乙中杂技演员表演“水流星”，当水桶通过最高点时水对桶底的压力可能为零 C. 火车转弯超过规定速度行驶时，火车轮缘对内轨有侧向挤压 D. 图丁为滚筒洗衣机转速越快脱水效果越好，是受到离心力的原因 3. 有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是静止卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在相同时间内，a转过的弧长最长 B. b的向心加速度小于d的向心加速度 C. c在6h内转过的角度是 D. d的运动周期可能是23h 4. 如图所示，当秋千荡到最高点时关于小孩的加速度说法正确的是（　　） A. 小孩的加速度方向可能是1方向 B. 小孩的加速度方向可能是2方向 C. 小孩的加速度方向可能是3方向 D. 小孩的加速度方向可能是4方向 5. 如图所示半径为R、圆心为O的圆弧轨道在竖直平面内绕竖直轴角速度转动，滑块A、B和圆弧轨道一起同向转动，其中OB处于水平方向，OA与方向成37°角，A相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，B相对于圆弧轨道刚好静止。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（　　） A. 滑块A与滑块B的线速度大小相同 B. 当圆弧轨道转动的角速度增大时滑块A受摩擦力沿圆弧切线向上 C. 圆弧轨道转动的角速度 D. 滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数 6. 如图，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动。A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O同一水平线上的点。小滑块运动时，物体M在地面上静止不动，则物体M对地面的压力FN和地面对M的摩擦力有关说法正确的是（　　） A. 小滑块在A点时，FN＞Mg，摩擦力方向向左 B. 小滑块在B点时，FN＝Mg，摩擦力方向向左 C. 小滑块在C点时，FN＞（M＋m）g，M与地面无摩擦 D. 小滑块在D点时，FN＝（M＋m）g，摩擦力方向向左 7. 如图所示，竖直放置的薄圆筒内壁光滑，在内表面距离底面高为的点处，给一个质量为的小滑块沿水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与筒内表面紧密贴合，圆筒内半径，重力加速度取。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过点，且的距离为0.2m。则下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的初速度为 B. 小滑块经过点的速度大小为 C. 小滑块运动过程中受到的筒壁的支持力不变 D. 小滑块最后刚好能从点正对面的点滑离圆筒 二、多项选择题。本题共5小题，每小题6分，共30分。至少有2项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（　　） A. 水流在空中运动时间为 B. 水流在空中运动时间为 C. 水车最大角速度理论上可接近 D. 水车最大角速度理论上可接近 9. 如图所示，在一条玻璃生产线上，宽3m的待切割玻璃板以0.4m/s的速度向前匀速平移。在切割工序处，金刚石切割刀的移动速度为0.5m/s，为使割下的玻璃板呈矩形下列说法正确的是（　　） A. 切割刀的移动方向与玻璃板平移方向夹角为37° B. 切割刀的移动方向与玻璃板平移方向夹角为143° C. 切割一块矩形玻璃需要10s D. 切割一块矩形玻璃需要7.5s 10. 质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），设细线没有断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球的速度突然减小 B. 小球的角速度突然减小 C. 小球处于超重状态 D. 小球对细线的拉力突然增大 11. 如图所示，某飞船沿半径为的圆轨道1绕地球做匀速圆周运动，运行周期为T。为使该飞船返回地面，宇航员在轨道1上A点启动发动机，使飞船速度瞬间改变后关闭发动机，飞船恰好能沿着以地心为焦点的椭圆轨道2运行，该椭圆轨道与地球表面B点相切。已知地球半径为R，，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 地球的密度为 B. 地球的密度为 C. 飞船沿轨道2从A到B的时间为 D. 飞船沿轨道2从A到B的时间为 12. 如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧—端固定在顶部，另一端与小物块P连接。当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点。则（　　） A. 车轮静止且气嘴灯在最低点时，弹簧处于原长状态 B. 要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 C. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 D. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 三、实验题（本题共2小题，共16分） 13. 用图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。 （1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是（　　） A. 探究弹簧弹力与形变量的关系 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为，是探究哪两个物理量之间的关系（　　） A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 为探究向心力大小和质量的关系，可把质量相等的小球放在长槽上位置A和短槽C上位置，皮带套在塔轮上半径不同的凹槽内 B. 为探究向心力大小和半径的关系，可把质量相等的小球放在长槽上B位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 C. 为探究向心力大小和角速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不同的塔轮上 D. 为探究向心力大小和线速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 （4）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第_______层塔轮（选填“一”“二”或“三”） 14. 某实验小组利用以下装置“探究加速度与力的关系”。如图，一根轻绳跨过轻薄小滑轮与质量相等的物体、相连，物块的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为，打点计时器的打点周期为。部分实验步骤如下： （1）在重物的下面挂上重物，并同时释放物块、、，得到一条如图所示的纸带，则打点计时器打下点3时系统的瞬时速度为________，系统的加速度大小________（用，，，和表示）； （2）改变重物的质量，重复步骤（1），获得多组与数据已描点于图中，用平滑的曲线，完成该图像； （3）图线不过坐标原点的原因是________，图线发生弯曲的原因是________；（从下列选项中各选一条，用字母表示） A.电源电压过高，频率波动 B.存在空气阻力与摩擦 C.不满足重物C的质量远小于物体A、B的质量 D.计数点距离测量出现误差 四、解答题（33分） 15. 如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为的赛车（视为质点）从A处出发，以速率驶过半径的凸形桥B的顶端，经CD段直线加速后进入半径为的竖直圆轨道，并以某速度驶过圆轨的最高点E，此时赛车对轨道的作用力恰好为零，重力加速度g取，求： （1）赛车在B点对轨道的压力； （2）赛车经过E点时的速率； （3）若赛车以的速率经过E点，求轨道对赛车的弹力； 16. 如图所示为火车站装载货物的原理示意图，光滑斜面AB段长度，水平段BC使用水平传送带装置，BC长，与货物包的动摩擦因数，皮带轮的半径为，轮下部距车厢底面的高度，质量为m的货物从A点静止下滑，通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度可使货物离开传送带水平段BC，最后货物落在车厢上的不同位置，斜面倾角，取，求： （1）当皮带轮静止时，货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离； （2）当皮带轮以角速度顺时针方向匀速转动时，包在车厢内的落地点到C点的水平距离； （3）若皮带轮顺时针方向转动，试写出货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离s随皮带轮角速度变化关系。（只写结果，不需过程） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025级高一年级第二学期阶段性考试 物理试卷 一、单项选择题：本题包括7小题，每小题3分，共21分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，多选、错选均不得分。 1. 太阳系八大行星按离太阳的距离从近到远依次为：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。将它们绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，且均仅考虑太阳对它们的引力作用。则下列说法正确的是（ ） A. 被称为“笔尖下发现的行星”的是天王星 B. 地球、火星分别与太阳的连线在相等时间内扫过的面积一定相等 C. 八大行星中，海王星绕太阳运行的周期及向心加速度均是最大的 D. 八大行星中，水星绕太阳运行的线速度和角速度均是最大的 【答案】D 【解析】 【详解】A．被称为“笔尖下发现的行星”的是海王星，而非天王星。海王星的存在和位置通过数学计算（基于天王星轨道异常）预测后观测证实。故A错误。 B．开普勒第二定律指出，同一行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，但不同行星的轨道半长轴和速度不同，扫过的面积不相等。地球和火星的轨道半径不同，扫过的面积必然不等。故B错误。 C．根据开普勒第三定律（周期的平方与轨道半径的立方成正比），海王星轨道半径最大，周期最长；但向心加速度由公式决定，轨道半径越大，加速度越小。因此海王星的向心加速度最小，而非最大。故C错误。 D．根据 可得线速度公式和角速度公式均表明，轨道半径越小，线速度和角速度越大。水星是离太阳最近的行星，其线速度和角速度均最大。故D正确。 故选D。 2. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，说法正确的是（　　） A. 图甲中秋千摆至最低点时，图中女孩处于失重状态 B. 图乙中杂技演员表演“水流星”，当水桶通过最高点时水对桶底的压力可能为零 C. 火车转弯超过规定速度行驶时，火车轮缘对内轨有侧向挤压 D. 图丁为滚筒洗衣机转速越快脱水效果越好，是受到离心力的原因 【答案】B 【解析】 【详解】A．图甲中秋千摆至最低点时，加速度向上，图中女孩处于超重状态，故A错误； B．图乙中“水流星”匀速转动过程中，若 在最高处速度等于临界速度 桶底对水的压力为0，则由牛顿第三定律得，在最高处水对桶底的压力大小为0，故B正确； C．火车转弯超过规定速度行驶时，火车要做离心运动，火车轮缘对外轨有侧向挤压，故C错误； D．离心力是效果力，不是“受到”的力，故D错误。 故选B。 3. 有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是静止卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 在相同时间内，a转过的弧长最长 B. b的向心加速度小于d的向心加速度 C. c在6h内转过的角度是 D. d的运动周期可能是23h 【答案】C 【解析】 【详解】A．由 得 卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度比c、d大，而a与c的角速度相等，根据 可知，a的线速度小于c的线速度，则在相同时间内b转过的弧长最长，故A错误； B．对绕地卫星，向心加速度 的轨道半径小于，故的向心加速度大于的向心加速度，故B错误； C．c是地球同步卫星，周期，内转过的角度 故C正确； D．根据开普勒第三定律，轨道半径越大周期越大，轨道半径大于同步卫星，故的周期一定大于，不可能为，故D错误。 故选C。 4. 如图所示，当秋千荡到最高点时关于小孩的加速度说法正确的是（　　） A. 小孩的加速度方向可能是1方向 B. 小孩的加速度方向可能是2方向 C. 小孩的加速度方向可能是3方向 D. 小孩的加速度方向可能是4方向 【答案】B 【解析】 【详解】当秋千荡到最高点时，小孩的速度为零，受重力和拉力，合力不为零，方向沿圆弧的切线方向，加速度方向沿着圆弧的切线方向，即是图中的2方向，故选B。 5. 如图所示半径为R、圆心为O的圆弧轨道在竖直平面内绕竖直轴角速度转动，滑块A、B和圆弧轨道一起同向转动，其中OB处于水平方向，OA与方向成37°角，A相对于圆弧轨道刚好没有相对运动趋势，B相对于圆弧轨道刚好静止。重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列说法中正确的是（　　） A. 滑块A与滑块B的线速度大小相同 B. 当圆弧轨道转动的角速度增大时滑块A受摩擦力沿圆弧切线向上 C. 圆弧轨道转动的角速度 D. 滑块与圆弧轨道间的动摩擦因数 【答案】C 【解析】 【详解】A．滑块A与滑块B的角速度相同，但转动的半径不同，因此线速度大小不相同，A错误； B．当圆弧轨道转动的角速度增大时，滑块A有离心的趋势，因此所受摩擦力沿圆弧切线向下，B错误； C．对滑块A受力分析可知 解得 C正确； D．对滑块B受力分析可知 解得 D错误。 故选C。 6. 如图，质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道在竖直面内做圆周运动。A、C点为圆周的最高点和最低点，B、D点是与圆心O同一水平线上的点。小滑块运动时，物体M在地面上静止不动，则物体M对地面的压力FN和地面对M的摩擦力有关说法正确的是（　　） A. 小滑块在A点时，FN＞Mg，摩擦力方向向左 B. 小滑块在B点时，FN＝Mg，摩擦力方向向左 C. 小滑块在C点时，FN＞（M＋m）g，M与地面无摩擦 D. 小滑块在D点时，FN＝（M＋m）g，摩擦力方向向左 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．小滑块在A点时，滑块对M的作用力在竖直方向上，则 FN<Mg 系统在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，故A错误； B．小滑块在B点时，需要的向心力向右，所以M对滑块有向右的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对M有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力 故B错误； C．小滑块在C点时，滑块对M的作用力竖直向下，M在水平方向不受其他力的作用，所以不受摩擦力。对滑块竖直方向 则滑块对物体M的压力F要大于滑块的重力mg，那么M对地面的压力 故C正确； D．小滑块在D点时，需要的向心力向左，所以M对滑块有向左的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对M有向左的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力 故D错误。 故选C。 7. 如图所示，竖直放置的薄圆筒内壁光滑，在内表面距离底面高为的点处，给一个质量为的小滑块沿水平切线方向的初速度，小滑块将沿筒内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与筒内表面紧密贴合，圆筒内半径，重力加速度取。小滑块第一次滑过点正下方时，恰好经过点，且的距离为0.2m。则下列说法正确的是（　　） A. 小滑块的初速度为 B. 小滑块经过点的速度大小为 C. 小滑块运动过程中受到的筒壁的支持力不变 D. 小滑块最后刚好能从点正对面的点滑离圆筒 【答案】D 【解析】 【详解】A．小滑块水平方向做匀速圆周运动，竖直方向做自由落体运动，则从O点到O1点的时间 则初速度，A错误； B．小滑块经过点的水平速度为2m/s，因有竖直速度，可知经过点的速度大于，B错误； C．小滑块运动过程中，因水平速度不变，则根据，可知受到的筒壁的支持力大小不变，但方向不断变化，C错误； D．小滑块运动的总时间为 则转过的圈数为圈 可知最后刚好能从点正对面的点滑离圆筒，D正确。 故选D。 二、多项选择题。本题共5小题，每小题6分，共30分。至少有2项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。下图为某水车模型，从槽口水平流出的水初速度大小为，垂直落在与水平面成30°角的水轮叶面上，落点到轮轴间的距离为R。在水流不断冲击下，轮叶受冲击点的线速度大小接近冲击前瞬间水流速度大小，忽略空气阻力，有关水车及从槽口流出的水，以下说法正确的是（　　） A. 水流在空中运动时间为 B. 水流在空中运动时间为 C. 水车最大角速度理论上可接近 D. 水车最大角速度理论上可接近 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．水垂直落在倾角为的叶面上，说明水流速度方向垂直于叶面，因此速度方向与水平方向的夹角为 平抛运动水平分速度保持不变，竖直分速度 由速度方向的夹角关系 得 结合 解得 故A正确，B错误。 CD．冲击前水流的合速度大小为 又轮叶冲击点的线速度大小接近冲击前水流速度，即 解得最大角速度 故C正确，D错误。 故选AC。 9. 如图所示，在一条玻璃生产线上，宽3m的待切割玻璃板以0.4m/s的速度向前匀速平移。在切割工序处，金刚石切割刀的移动速度为0.5m/s，为使割下的玻璃板呈矩形下列说法正确的是（　　） A. 切割刀的移动方向与玻璃板平移方向夹角为37° B. 切割刀的移动方向与玻璃板平移方向夹角为143° C. 切割一块矩形玻璃需要10s D. 切割一块矩形玻璃需要7.5s 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设切割刀速度方向与玻璃板平移方向的夹角为，已知玻璃板速度，切割刀速度，沿平移方向分速度满足 代入得 因此，故A正确，B错误。 CD．切割刀垂直于平移方向的分速度为 玻璃板宽度，切割时间 故C正确，D错误。 故选AC。 10. 质量为m的小球用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一光滑小钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间（瞬时速度不变），设细线没有断裂，则下列说法正确的是（　　） A. 小球的速度突然减小 B. 小球的角速度突然减小 C. 小球处于超重状态 D. 小球对细线的拉力突然增大 【答案】CD 【解析】 【详解】AB．根据题意，细线碰到钉子的瞬间，小球的瞬时速度v不变，但其做圆周运动的半径从L突变为，由 可知小球的角速度突然增大，速度v不变，故AB错误； CD．根据牛顿第二定律 可得 可知小球受到的拉力增大，由牛顿第三定律知，小球对细线的拉力增大且大于重力，所以小球处于超重状态，故C D正确。 故选CD。 11. 如图所示，某飞船沿半径为的圆轨道1绕地球做匀速圆周运动，运行周期为T。为使该飞船返回地面，宇航员在轨道1上A点启动发动机，使飞船速度瞬间改变后关闭发动机，飞船恰好能沿着以地心为焦点的椭圆轨道2运行，该椭圆轨道与地球表面B点相切。已知地球半径为R，，引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 地球的密度为 B. 地球的密度为 C. 飞船沿轨道2从A到B的时间为 D. 飞船沿轨道2从A到B的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．飞船在半径为的圆轨道1绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有 地球的体积为 由题意可知 地球的密度 联立解得，故A错误，B正确。 CD．椭圆轨道2的半长轴 根据开普勒第三定律，可得飞船在椭圆轨道2的周期为 飞船沿轨道2从到运动时间为 联立解得，故C错误，D正确。 故选BD。 12. 如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧—端固定在顶部，另一端与小物块P连接。当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点。则（　　） A. 车轮静止且气嘴灯在最低点时，弹簧处于原长状态 B. 要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为 C. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 D. 要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．车轮静止且气嘴灯在最低点时，对m，由平衡条可知重力与弹力等大反向，故弹簧处于拉伸状态，故A错误； B．车轮转动前气嘴灯在最低点时有 气嘴灯在最低点，能发光的角速度满足 解得 故要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为，故B正确； CD．气嘴灯在最高点能发光的角速度满足 解得 故要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为，故C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题（本题共2小题，共16分） 13. 用图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。 （1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是（　　） A. 探究弹簧弹力与形变量的关系 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为，是探究哪两个物理量之间的关系（　　） A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 为探究向心力大小和质量的关系，可把质量相等的小球放在长槽上位置A和短槽C上位置，皮带套在塔轮上半径不同的凹槽内 B. 为探究向心力大小和半径的关系，可把质量相等的小球放在长槽上B位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 C. 为探究向心力大小和角速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不同的塔轮上 D. 为探究向心力大小和线速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 （4）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第_______层塔轮（选填“一”“二”或“三”） 【答案】（1）C （2）A （3）BC （4）一 【解析】 【小问1详解】 A．探究弹簧弹力与形变量的关系没有涉及多个变量的相互影响，没有使用控制变量法，故A错误； B．探究两个互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法，故B错误； C．探究加速度与力、质量的关系采用了控制变量法，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1:1，由于小球质量不同，可见探究的是向心力与质量都关系。 故选A。 【小问3详解】 A．为探究向心力大小和质量的关系，应把质量不相等的小球放在长槽A和短槽C上位置，皮带套在塔轮上半径相同的凹槽内，确保角速度相等，故A错误； B．为探究向心力大小和半径的关系，可把质量相等的小球放在长槽上位置A和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上，故B正确； C．为探究向心力大小和角速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不同的塔轮上，故C正确； D．为探究向心力大小和线速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不相同的塔轮上，故D错误； 故选BC。 【小问4详解】 在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要角速度相等，根据可知，应将传动皮带调至第一层。 14. 某实验小组利用以下装置“探究加速度与力的关系”。如图，一根轻绳跨过轻薄小滑轮与质量相等的物体、相连，物块的下端与穿过打点计时器的纸带相连，已知当地重力加速度大小为，打点计时器的打点周期为。部分实验步骤如下： （1）在重物的下面挂上重物，并同时释放物块、、，得到一条如图所示的纸带，则打点计时器打下点3时系统的瞬时速度为________，系统的加速度大小________（用，，，和表示）； （2）改变重物的质量，重复步骤（1），获得多组与数据已描点于图中，用平滑的曲线，完成该图像； （3）图线不过坐标原点的原因是________，图线发生弯曲的原因是________；（从下列选项中各选一条，用字母表示） A.电源电压过高，频率波动 B.存在空气阻力与摩擦 C.不满足重物C的质量远小于物体A、B的质量 D.计数点距离测量出现误差 【答案】 ①. ②. ③. B ④. C 【解析】 【详解】（1）[1]打点计时器打下点3时系统的瞬时速度为2、4两点之间的平均速度 [2]逐差法可知 （3）[3]图线不过坐标原点，当增大到一定程度时才有加速度，是由于系统受到阻力的原因。（空气阻力、纸带与打点计时器限位孔有摩擦等，均可以），故选B。 [4]对三者组成的整体，设质量为M，由牛顿第二定律有 解得 只有时， 图像是线性关系；反过来，图线弯曲，是因为不满足重物C的质量远小于物体A、B的质量，故选C。 四、解答题（33分） 15. 如图所示为风靡小朋友界的风火轮赛车竞速轨道的部分示意图。一质量为的赛车（视为质点）从A处出发，以速率驶过半径的凸形桥B的顶端，经CD段直线加速后进入半径为的竖直圆轨道，并以某速度驶过圆轨的最高点E，此时赛车对轨道的作用力恰好为零，重力加速度g取，求： （1）赛车在B点对轨道的压力； （2）赛车经过E点时的速率； （3）若赛车以的速率经过E点，求轨道对赛车的弹力； 【答案】（1）4.95N，竖直向下 （2）， （3）15N，竖直向下 【解析】 【小问1详解】 对B点的赛车受力分析，重力与轨道支持力的合力提供向心力（圆心在B点下方，向心力向下），由牛顿第二定律 代入数据 则 根据牛顿第三定律，赛车对轨道的压力大小为，方向竖直向下。 【小问2详解】 E点赛车对轨道作用力为零，说明重力完全提供向心力，由牛顿第二定律 代入数据得 【小问3详解】 速率为​时，重力和轨道向下的弹力共同提供向心力，由牛顿第二定律 代入 得 解得 方向竖直向下。 16. 如图所示为火车站装载货物的原理示意图，光滑斜面AB段长度，水平段BC使用水平传送带装置，BC长，与货物包的动摩擦因数，皮带轮的半径为，轮下部距车厢底面的高度，质量为m的货物从A点静止下滑，通过调整皮带轮（不打滑）的转动角速度可使货物离开传送带水平段BC，最后货物落在车厢上的不同位置，斜面倾角，取，求： （1）当皮带轮静止时，货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离； （2）当皮带轮以角速度顺时针方向匀速转动时，包在车厢内的落地点到C点的水平距离； （3）若皮带轮顺时针方向转动，试写出货物包在车厢内的落地点到C点的水平距离s随皮带轮角速度变化关系。（只写结果，不需过程） 【答案】（1）0.6m （2）1.2m （3）当时，；当时，(单位为m)​；当时， 【解析】 【小问1详解】 货物从A到B光滑下滑，由动能定理 代入数据得货物到达B点的速度 货物在BC段受摩擦力匀减速，由动能定理 代入数据得 货物离开C点后平抛，下落高度，由 得平抛运动时间 水平距离 【小问2详解】 皮带速度 因​，货物减速，故货物到C点速度 减速到时，由动能定理得位移为 代入数据解得 水平距离 【小问3详解】 ①时，皮带速度 货物全程减速，到达C点末速度恒为，落点距离同第（1）问， ②时，皮带速度 则​，落点距离同第（2）问， ③时，皮带速度 由动能定理得物体在传送带减速时的位移为 代入数据解得 则货物最终加速到与传送带同速，故 ④时，由之前计算可得，货物最终会被加速到，故 综上，当时，；当时，(单位为m)​；当时， 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $