精品解析：云南玉溪第一中学2025-2026学年下学期高一期中考试物理试题

玉溪一中2025—2026学年下学期高一期中考 物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，用黑色碳素笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图（a）是一款手机支架，其支撑面采用的特殊材料可与手机表面相互吸引。如图（b），若手机倾斜静置在支架上，则（　　） A. 手机受到三个力作用 B. 支撑面对手机的支持力竖直向上 C. 支撑面对手机的摩擦力与支持力的合力竖直向上 D. 支撑面对手机的作用力大小等于手机的重力大小 2. 图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 3. 如图所示，A、B两物体通过一根跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳相连并被放在水平面上，现A物体以的速度向右匀速运动，当与A物体连接的轻绳与水平方向的夹角为时，与B物体连接的轻绳与水平方向的夹角刚好为，则此时B物体的速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 明代出版的《天工开物》一书中，有牛力齿轮（牛转翻车）的图画。如图，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田，A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，A、B、C三齿轮半径的大小关系为 rA>rB>rC。下列说法正确的是（ ） A. 齿轮A的角速度比齿轮B的角速度大 B. 齿轮B的角速度比齿轮C的角速度小 C. 齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小 D. 齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度小 5. 如图甲所示为某机场行李物品传送装置实物图，图乙为行李传送装置简化图，该装置由传送带ABCD及相对地面不动的固定挡板CDEF组成，挡板与传送带上表面垂直，传送带上表面与水平台面的夹角θ=26°。传送带以速度v=2m/s匀速转动时，将质量为1kg的长方体行李箱从D点由静止释放，在运动L=10m后取下行李箱，行李箱运动时的截面图如图丙所示。已知行李箱大小相对传送带长度可忽略不计，行李箱底部与传送带上表面间的动摩擦因数为，其侧面与挡板的动摩擦因数为。不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，sin26°=0.44，cos26°=0.90。则行李箱在传送带上运动的时间为（　　） A. 5.2s B. 5.4s C. 5.8s D. 6.0s 6. 位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离。当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍。若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（　　） A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 7. 已知质量均匀分布的球壳对球壳内物体的引力为零．现在质量为M，半径为R，球心在O点的地球内部挖一个半径为，球心在的球形洞．现将一质量为m的小球从洞内P点由静止释放．其中地球可视为质量均匀分布．关于小球的运动，以下说法正确的是（　　） A. 小球做变加速运动，最终撞到O点 B. 小球在P点时的加速度方向为 C. 小球在P点时的加速度大小为 D. 小球在P点时所受万有引力的大小为 8. 质量为2 kg的质点在xOy平面内做曲线运动，质点在x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点的初速度大小为3m/s B. 质点所受的合外力为3N C. 2 s末质点速度大小为6m/s D. 0~2 s内质点的位移大小约为12m 9. 如图所示，2026年春晚节目《武BOT》中，某机器人的右臂以肩关节O点为圆心做匀速圆周运动，转动过程中上臂与前臂始终垂直，P、Q两点分别位于肘关节、腕关节上，已知，，，则P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 角速度大小相同 B. 线速度方向相同 C. 线速度大小之比为 D. 向心加速度大小之比为 10. 乒乓球发球机是一个很好的辅助练习者练球的工具。甲图是乒乓球发球机的实物图，乙图是简化示意图。设乒乓球桌面ABCD的AB边长为L1，BC边长为L2，球网JK位于桌面的正中间，网高为h；发球机简化为EF，其中E点固定在AB边的中点，F点为乒乓球发射点，EF始终保持竖直，高度为H（可调）。乒乓球看成质点，每次均从F点水平发射，发射方向可以在水平面内任意调整，不计空气阻力和周围环境对乒乓球运动的影响，若球擦网而过时不计球和网之间的相互作用，不考虑乒乓球的旋转，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（　　） A. 要让乒乓球能越过球网，最小发射速率一定为 B. 若乒乓球的发射速率超过，则乒乓球一定会落在边界CD之外 C. 只要H大于h，就一定能设置合适的发球速率，使球落在JKCD区域 D. 调整H和h的高度，若球以垂直于AB边的方向发射能够擦网而过后直接落到CD边上，则适当调整发射方向后，只要是落在CD边界上的球一定是擦网而过的 二、非选择题：本题共5小题，共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 在“探究平抛运动的规律”实验中，某小组先利用如图1所示装置进行实验，并用频闪照相机记录下两小球在空中运动过程如图2所示。 （1）该小组先利用小锤击打图1所示装置中弹性金属片，使B球沿水平方向抛出的同时A球由静止自由下落，此实验应该选择密度__________（填“较大”或“较小”）的小球，观察到图2中同一时刻A、B两球在同一高度，通过此现象可以得到，平抛运动在竖直方向做______________（填“匀速直线”或“自由落体”）运动。 （2）实验中，用一张印有小方格的透明纸覆盖在照片上，小方格的边长对应的实际长度为。若小球B在平抛运动过程中的几个位置如图3中的a、b、c、d所示，则小球B平抛的初速度大小是_________m/s（g取10m/s2，计算结果保留二位有效数字），小球在b点的速率是_________m/s。 12. 某同学用如图所示的向心力演示仪探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的挡板A、B处和短槽的挡板C处分别到各自转轴中心的距离之比为，变速轮塔自上而下有三层，每层左、右圆盘半径之比分别为、和。 （1）若将传动皮带置于变速轮塔的中间层圆盘，皮带不打滑，则左右两侧变速轮塔圆盘边缘的线速度之比为________，长槽与短槽的角速度之比为________。 （2）若要探究向心力的大小与小球运动半径的关系，将传动皮带置于变速轮塔的最上层圆盘，两质量相同的小球分别放在挡板________（填“A”或“B”）与挡板C处，匀速转动手柄观察到左、右标尺露出的红白相间的等分格数之比为________。 （3）某同学想利用该装置探究质量和线速度一定时，向心力的大小与小球运动半径的关系。他将两质量相同的小球分别放在挡板________（填“A”或“B”）与挡板C处，传动皮带置于变速轮塔的________（填“最上层”“中间层”或“最下层”）圆盘。 13. 已知月球与地球中心的距离约为地球半径的60倍，若要验证太阳与行星间的吸引力，地球与月球间的吸引力，地球对其表面苹果的吸引力是同一种力，月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度a与地球上苹果做自由落体运动的加速度g之比约为多少。 14. 如图所示，半径为R=0.5m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台静止不转动时，将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′成θ=37°角。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则： （1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？ （2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？ （3）若转台转动的角速度为3rad/s，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？ 15. 如图所示为某物理兴趣小组所设计的游戏装置示意图。质量为kg的小钢珠（可视为质点）用长度为m的轻绳拴着在竖直面内绕O点做圆周运动。小钢珠到达最低点A处时轻绳恰好被拉断，之后小钢珠以m/s的速度水平抛出，小钢珠飞出后恰好从B处无碰撞地切入一倾角为的斜面上，然后从圆弧末端C点处以m/s的速度水平抛出。已知抛出点C距水平地面的高度为m，小钢珠落地时将与地面发生碰撞，碰撞前后速度的水平分量不变，竖直分量大小变为碰撞前速度竖直分量的、方向相反。若小钢珠在第一次碰撞前恰好掠过高为m的挡板D，与地面碰撞一次后又恰好掠过高为m的挡板E，第二次落地时刚好打中位于F处的电灯开关（开关大小不计）。重力加速度g取10m/s，不计空气阻力。求： （1）小钢珠在A处时对轻绳的拉力； （2）A、B间的竖直距离； （3）开关F以及挡板D、E距抛出点C的水平距离、、。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 玉溪一中2025—2026学年下学期高一期中考 物理试题 注意事项： 1.答卷前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，用黑色碳素笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46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，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 如图（a）是一款手机支架，其支撑面采用的特殊材料可与手机表面相互吸引。如图（b），若手机倾斜静置在支架上，则（　　） A. 手机受到三个力作用 B. 支撑面对手机的支持力竖直向上 C. 支撑面对手机的摩擦力与支持力的合力竖直向上 D. 支撑面对手机的作用力大小等于手机的重力大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．手机受到重力、支持力、吸附力和摩擦力四个力的作用，故A错误； B．支撑面对手机的支持力垂直支撑面向上，故B错误； C．根据平衡条件可知，支撑面对手机的摩擦力、支持力与吸附力的合力与重力等大反向，由于吸附力方向垂直支撑面，所以支撑面对手机的摩擦力与支持力的合力不是竖直向上，故C错误； D．根据平衡条件可知，支撑面对手机的作用力与手机的重力大小相等，方向相反，故D正确。 故选D。 2. 图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，拨板与碓杆尾部接触点A在垂直于碓杆方向速度相等，有 代入题中数据，解得A的角速度 则此时碓头的线速度 故选D。 3. 如图所示，A、B两物体通过一根跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳相连并被放在水平面上，现A物体以的速度向右匀速运动，当与A物体连接的轻绳与水平方向的夹角为时，与B物体连接的轻绳与水平方向的夹角刚好为，则此时B物体的速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】将A物体的速度沿轻绳方向和垂直轻绳方向进行分解，根据几何关系可得沿轻绳方向的分速度 将B物体的速度沿轻绳方向和垂直轻绳方向进行分解，同理有 解得 故选C。 4. 明代出版的《天工开物》一书中，有牛力齿轮（牛转翻车）的图画。如图，翻车通过齿轮传动，将湖水翻入农田，A、B齿轮啮合且齿轮之间不打滑，B、C齿轮同轴，A、B、C三齿轮半径的大小关系为 rA>rB>rC。下列说法正确的是（ ） A. 齿轮A的角速度比齿轮B的角速度大 B. 齿轮B的角速度比齿轮C的角速度小 C. 齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小 D. 齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度小 【答案】C 【解析】 【详解】A．、线速度相同，，根据，齿轮A的角速度比齿轮B的角速度小，故A错误； B．、角速度相同，故B错误； C．根据，可知齿轮A边缘的向心加速度比齿轮B边缘的向心加速度小，故C正确； D．根据，齿轮B边缘的向心加速度比齿轮C边缘的向心加速度大，故D错误。 故选 C。 5. 如图甲所示为某机场行李物品传送装置实物图，图乙为行李传送装置简化图，该装置由传送带ABCD及相对地面不动的固定挡板CDEF组成，挡板与传送带上表面垂直，传送带上表面与水平台面的夹角θ=26°。传送带以速度v=2m/s匀速转动时，将质量为1kg的长方体行李箱从D点由静止释放，在运动L=10m后取下行李箱，行李箱运动时的截面图如图丙所示。已知行李箱大小相对传送带长度可忽略不计，行李箱底部与传送带上表面间的动摩擦因数为，其侧面与挡板的动摩擦因数为。不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2，sin26°=0.44，cos26°=0.90。则行李箱在传送带上运动的时间为（　　） A. 5.2s B. 5.4s C. 5.8s D. 6.0s 【答案】B 【解析】 【详解】上表面对行李箱的摩擦力 挡板对行李箱的摩擦力 对行李箱在传送带上由牛顿第二定律有 解得 加速时间 加速位移 接着行李箱做匀速直线运动，所用时间 总时间 故选B。 6. 位于贵州的“中国天眼”（FAST）是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离。当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍。若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为（　　） A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 【答案】A 【解析】 【详解】设地球与太阳距离为r，根据题述可知木星与太阳的距离为 R= 设木星的公转周期为T年，根据开普勒定律，则有 解得 年 选项A正确；BCD错误； 故选A。 7. 已知质量均匀分布的球壳对球壳内物体的引力为零．现在质量为M，半径为R，球心在O点的地球内部挖一个半径为，球心在的球形洞．现将一质量为m的小球从洞内P点由静止释放．其中地球可视为质量均匀分布．关于小球的运动，以下说法正确的是（　　） A. 小球做变加速运动，最终撞到O点 B. 小球在P点时的加速度方向为 C. 小球在P点时的加速度大小为 D. 小球在P点时所受万有引力的大小为 【答案】D 【解析】 【详解】BCD．根据割补法可知，小球所受万有引力等于大球对其万有引力与挖去部分对其万有引力的矢量差值，如图所示，， 又质量均匀分布的球壳对球壳内物体的引力为零，则大球对小球的万有引力等于以OP为半径的球体对其的引力，挖去部分对其的万有引力等于以为半径的球体对其的引力，设地球密度为，则，方向为 ，方向 由于 所以根据矢量合成原则，球对其万有引力与挖去部分对其万有引力的矢量差值，即剩余部分对其产生的引力方向必平行于，即 可得小球在P点时所受万有引力的合力 可知小球在P点时的加速度大小为，故BC错误，D正确； A．小球运动中的加速度方向是不变的，不会撞到O点，故A错误。 故选D。 8. 质量为2 kg的质点在xOy平面内做曲线运动，质点在x方向的速度-时间图像和y方向的位移-时间图像如图所示，下列说法正确的是（　　） A. 质点的初速度大小为3m/s B. 质点所受的合外力为3N C. 2 s末质点速度大小为6m/s D. 0~2 s内质点的位移大小约为12m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由题图方向的速度—时间图像可知，质点在方向初速度为 由题图方向的位移—时间图像可知，质点在方向做匀速直线运动，速度为 因此质点的初速度为大小，故A错误； B．由题图方向的速度—时间图像可知，轴上的加速度为 轴方向受力为， 质点在方向做匀速直线运动，轴方向受力为 质点所受的合外力为，故B正确； C．末质点轴方向的速度为 末质点速度大小为，故C错误； D．内，质点轴、轴方向的位移分别为 合位移为，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，2026年春晚节目《武BOT》中，某机器人的右臂以肩关节O点为圆心做匀速圆周运动，转动过程中上臂与前臂始终垂直，P、Q两点分别位于肘关节、腕关节上，已知，，，则P、Q两点做圆周运动的（　　） A. 角速度大小相同 B. 线速度方向相同 C. 线速度大小之比为 D. 向心加速度大小之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．右臂上的P、Q两点分别位于肘关节、腕关节上，转动过程中上臂与前臂始终垂直，P、Q两点的运动属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度大小相同，A正确； BCD．右臂上P、Q两点做匀速圆周运动的半径分别为、，且、不在同一直线上。 又知P、Q两点做匀速圆周运动的线速度方向与半径垂直，故P、Q两点的线速度方向不相同。 由几何关系可得 所以，，故B错误，C错误，D正确。 故选AD。 10. 乒乓球发球机是一个很好的辅助练习者练球的工具。甲图是乒乓球发球机的实物图，乙图是简化示意图。设乒乓球桌面ABCD的AB边长为L1，BC边长为L2，球网JK位于桌面的正中间，网高为h；发球机简化为EF，其中E点固定在AB边的中点，F点为乒乓球发射点，EF始终保持竖直，高度为H（可调）。乒乓球看成质点，每次均从F点水平发射，发射方向可以在水平面内任意调整，不计空气阻力和周围环境对乒乓球运动的影响，若球擦网而过时不计球和网之间的相互作用，不考虑乒乓球的旋转，重力加速度为g，则下列说法不正确的是（　　） A. 要让乒乓球能越过球网，最小发射速率一定为 B. 若乒乓球的发射速率超过，则乒乓球一定会落在边界CD之外 C. 只要H大于h，就一定能设置合适的发球速率，使球落在JKCD区域 D. 调整H和h的高度，若球以垂直于AB边的方向发射能够擦网而过后直接落到CD边上，则适当调整发射方向后，只要是落在CD边界上的球一定是擦网而过的 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．要让乒乓球能越过球网，则在乒乓球到达球网前下落的高度为 水平方向的位移 解得最小发射速率为，故A错误，符合题意； B．从抛出点到角C、D时水平位移最大，故最大水平位移为 当发射的速率等于时，有 可知发射的速率超过时，如果发球高度满足 则，即乒乓球有可能落在界内，故B错误，符合题意； C．设置好H后，存在乒乓球刚好过网和球刚好不出界的临界条件，由A分析可知，乒乓球刚好过网的速度为 球刚好不出界的速度为 设，解得 则当时，球落在JKCD区域，故C错误，符合题意； D．结合高度求出平抛运动的时间，可以发现调整H和h的高度，若球以垂直于AB边的方向发射擦网而过后直接落到CD边上，球从发射到球网的时间和球从球网到CD边的时间相等，设为T，则H的高度满足 适当调整发射方向后，只要是落在CD边界上的球，通过球网的位置仍然是水平方向的位移的中点，即仍然是T时刻通过球网，则只要是落在CD边界上的球一定是擦网而过的，故D正确，不符合题意。 本题选择错误选项，故选ABC。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。其中13~15题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤；有数值计算时，答案中必须明确写出数值和单位。 11. 在“探究平抛运动的规律”实验中，某小组先利用如图1所示装置进行实验，并用频闪照相机记录下两小球在空中运动过程如图2所示。 （1）该小组先利用小锤击打图1所示装置中弹性金属片，使B球沿水平方向抛出的同时A球由静止自由下落，此实验应该选择密度__________（填“较大”或“较小”）的小球，观察到图2中同一时刻A、B两球在同一高度，通过此现象可以得到，平抛运动在竖直方向做______________（填“匀速直线”或“自由落体”）运动。 （2）实验中，用一张印有小方格的透明纸覆盖在照片上，小方格的边长对应的实际长度为。若小球B在平抛运动过程中的几个位置如图3中的a、b、c、d所示，则小球B平抛的初速度大小是_________m/s（g取10m/s2，计算结果保留二位有效数字），小球在b点的速率是_________m/s。 【答案】（1） ①. 较大 ②. 自由落体 （2） ①. 1.0 ②. 1.25 【解析】 【小问1详解】 [1]为了减小小球下落时所受空气的阻力，应选密度较大，体积较小的小球 [2]平抛运动在竖直方向的运动情况跟自由落体运动相同，故平抛运动在竖直方向做自由落体运动 【小问2详解】 [1] 因a、b、c、d各点相邻点间水平间距相同（水平分位移相同），又平抛运动水平方向的分运动为匀速直线运动，水平分速度恒定，故相邻点间运动时间t相等 竖直方向由 水平方向， 联立解得 [2]竖直方向 故 12. 某同学用如图所示的向心力演示仪探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度和半径r之间的关系。长槽的挡板A、B处和短槽的挡板C处分别到各自转轴中心的距离之比为，变速轮塔自上而下有三层，每层左、右圆盘半径之比分别为、和。 （1）若将传动皮带置于变速轮塔的中间层圆盘，皮带不打滑，则左右两侧变速轮塔圆盘边缘的线速度之比为________，长槽与短槽的角速度之比为________。 （2）若要探究向心力的大小与小球运动半径的关系，将传动皮带置于变速轮塔的最上层圆盘，两质量相同的小球分别放在挡板________（填“A”或“B”）与挡板C处，匀速转动手柄观察到左、右标尺露出的红白相间的等分格数之比为________。 （3）某同学想利用该装置探究质量和线速度一定时，向心力的大小与小球运动半径的关系。他将两质量相同的小球分别放在挡板________（填“A”或“B”）与挡板C处，传动皮带置于变速轮塔的________（填“最上层”“中间层”或“最下层”）圆盘。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. B ②. （3） ①. B ②. 中间层 【解析】 【小问1详解】 [1]皮带不打滑，左右变速轮塔边缘线速度相等，故线速度之比为。 [2]中间层左、右圆盘半径比 由，得 【小问2详解】 [1]探究向心力与半径的关系，根据控制变量法，需要控制质量、角速度相同，改变。皮带在最上层时，左、右圆盘半径比，故长槽和短槽角速度相等；要让半径不同，因此选和挡板C半径不同的挡板B。 [2]由，得 标尺格数之比等于向心力之比，故格数比为。 【小问3详解】 [1]探究质量、线速度一定时，与的关系，需要控制相同、相同，改变，因此选和挡板C半径不同的挡板B。 [2]由线速度和角速度的关系，得， 要求小球线速度相等，即，可得 代入，得 结合皮带传动，有 可得 对应中间层变速轮塔。 13. 已知月球与地球中心的距离约为地球半径的60倍，若要验证太阳与行星间的吸引力，地球与月球间的吸引力，地球对其表面苹果的吸引力是同一种力，月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度a与地球上苹果做自由落体运动的加速度g之比约为多少。 【答案】 【解析】 【详解】设地球质量为M，月球质量为，苹果质量为，地球半径为R，则月球与地球中心距离 对月球，由万有引力提供向心力 对苹果，由万有引力等于重力 可得 14. 如图所示，半径为R=0.5m的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合。转台静止不转动时，将一质量为m=2kg、可视为质点的小物块放入陶罐内，小物块恰能静止于陶罐内壁的A点，且A点与陶罐球心O的连线与对称轴OO′成θ=37°角。重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则： （1）物块与陶罐内壁之间的动摩擦因数为多少？ （2）当转台绕转轴匀速转动时，若物块在陶罐中的A点与陶罐一起转动且所受的摩擦力恰好为0，则转台转动的角速度为多少？ （3）若转台转动的角速度为3rad/s，物块仍在陶罐中的A点随陶罐一起转动，则陶罐给物块的弹力和摩擦力大小为多少？ 【答案】（1）0.75；（2）；（3）， 【解析】 【分析】 【详解】（1）物块受力如图甲所示 由平衡条件得 、 且得 （2）物块受力如图乙所示 由圆周运动的条件得 圆周运动半径 得 （3）当转台的角速度为时，物块有向内滑的趋势，摩擦力向外，其受力并建立坐标系如图丙 x方向 y方向 得 、 15. 如图所示为某物理兴趣小组所设计的游戏装置示意图。质量为kg的小钢珠（可视为质点）用长度为m的轻绳拴着在竖直面内绕O点做圆周运动。小钢珠到达最低点A处时轻绳恰好被拉断，之后小钢珠以m/s的速度水平抛出，小钢珠飞出后恰好从B处无碰撞地切入一倾角为的斜面上，然后从圆弧末端C点处以m/s的速度水平抛出。已知抛出点C距水平地面的高度为m，小钢珠落地时将与地面发生碰撞，碰撞前后速度的水平分量不变，竖直分量大小变为碰撞前速度竖直分量的、方向相反。若小钢珠在第一次碰撞前恰好掠过高为m的挡板D，与地面碰撞一次后又恰好掠过高为m的挡板E，第二次落地时刚好打中位于F处的电灯开关（开关大小不计）。重力加速度g取10m/s，不计空气阻力。求： （1）小钢珠在A处时对轻绳的拉力； （2）A、B间的竖直距离； （3）开关F以及挡板D、E距抛出点C的水平距离、、。 【答案】（1）0.75N，方向竖直向下；（2）0.05m；（3）1.56m，0.4m，0.88m或1.28m 【解析】 【详解】（1）小钢珠经过A点时，由牛顿第二定律有 解得 N 根据牛顿第三定律，小钢珠在A处时对轻绳的拉力 N 方向竖直向下。 （2）小钢珠从A到B做平抛运动，因为在B处恰好切入斜面，所以该点的速度方向沿斜面向下，可知 解得小钢珠在B处速度的竖直分量 m/s 则A、B间的竖直距离 m （3）小钢珠自C到掠过挡板D所用的时间为 s 所以D距C的水平距离 m 小钢珠从飞出至第一次落地所需的时间 s 此时竖直方向的分速度 m/s 第一次碰地反弹后竖直方向的分速度 m/s 第一次碰地后到最高点所需的时间 s 最高点的高度 m 落到F点用时 s 所以F距C的水平距离 m 挡板E有两种情况： ①如图甲所示情况，小钢珠从挡板E上升到最高点的时间 s 此种情况小钢珠所经历的时间 s 所以此时E距C的水平距离 m ②如图乙所示情况，小钢珠所经历的时间 s 所以此时E距C的水平距离 m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $