精品解析：天津市静海区第一中学2025-2026学年高一下学期期中学生学业能力调研物理试卷

静海一中2025-2026第二学期高一物理（期中） 学生学业能力调研试卷 考生注意： 本试卷分第I卷基础题和第II卷提高题两部分，含3分卷面分，满分共100分。 知识与技能 学习能力（学法） 内容 曲线运动 平抛运动 圆周运动 万有引力 易混易错 关键环节 信息筛选 分数 17 30 45 5 6 2 5 第I卷基础题（共82分） 一、单项选择题：每小题5分，共25分。 1. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（　　） A. 第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的数值 C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关 D. “月—地”检验，表明了地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律 【答案】D 【解析】 【详解】A．开普勒提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量的数值，故B错误； C．开普勒第三定律，式中k的值仅与太阳的质量有关，与行星运动的速度无关，故C错误； D．“月—地”检验，表明了地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律，故D正确。 故选D。 2. 物理来源于生活，也可以解释生活。对于如图所示生活中经常出现的情况，分析正确的是（　　） A. 图甲中小球在水平面做匀速圆周运动时，轨道半径为L，重力与拉力合力提供向心力 B. 图乙中物体随水平圆盘一起做圆周运动时，一定受到指向圆盘圆心的摩擦力 C. 图丙中汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越小 D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为受到的离心力大于向心力 【答案】C 【解析】 【详解】A．图甲中小球在水平面做匀速圆周运动时，如图所示 由几何关系可知轨道半径为 小球只在重力和拉力作用下做匀速圆周运动，重力和拉力合力提供向心力，但半径不是L，故A错误； B．图乙中物体随水平圆盘一起做匀速圆周运动时，一定受到指向圆盘圆心的摩擦力。而当物体随水平圆盘做变速圆周时，物体的线速度大小是变化的，即在切线方向存在摩擦力的分力，即此时物体所受摩擦力不指向圆心，故B错误； C．图丙中汽车过拱桥最高点时，满足 因此当汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越小，故C正确； D．图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为汽车做离心运动，即需要的向心力大于提供的向心力，故D错误。 故选C。 3. 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。 4. “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（　　） A. 在最高点，乘客对座舱的压力小于乘客的重力 B. 摩天轮转动过程中，乘客的速度保持不变 C. 摩天轮转动过程中，乘客所受的向心力不变 D. 摩天轮转动过程中，乘客的加速度保持不变 【答案】A 【解析】 【详解】A．在最高点，乘客的重力与座舱对乘客的支持力提供向心力，乘客处于失重状态，结合牛顿第三定律可知，乘客对座舱的压力小于乘客的重力，故A正确； B．摩天轮转动过程中，乘客的速度大小保持不变，速度方向时刻改变，故B错误； C．摩天轮转动过程中，乘客所受的向心力大小不变，方向时刻改变，指向圆心，故C错误； D．摩天轮转动过程中，乘客的加速度大小保持不变，加速度方向时刻改变，指向圆心，故D错误。 故选A。 5. 一根轻直杆一端固定一个质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时的最小速度为 B. 小球过最高点时的速度越大，杆对它的作用力一定越大 C. 小球过最低点时的速度越大，杆对它的作用力一定越大 D. 若小球过最低点时的速度为，则杆对球的作用力大小为9mg 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球通过最高点的最小速度为零，故A错误； B．当小球到达最高点弹力为零时，重力提供向心力，有 解得 小球在最高点，若，则有 杆子的作用力随着速度的增大而减小，故B错误； C．小球过最低点时 杆对它的作用力 杆子的作用力随着速度增大而增大。故C正确； D．若小球过最低点时的速度为，则杆对球的作用力大小为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：每小题5分，共15分。 6. 湖南冬季一般在12月下旬开始下雪，人们赏雪、玩雪的同时冰雪天气也给交通出行带来了挑战。如图所示，一汽车经过水平圆弧路段时做匀速圆周运动，天气晴好时，汽车所受路面的最大静摩擦力等于车重的0.8倍，此时汽车最大拐弯速度为72km/h。假设冰雪天气时，汽车在该路段所受路面的最大静摩擦力等于车重的0.2倍，且该汽车经过该路段时拐弯半径不变，则（　　） A. 冰雪天气时，汽车最大拐弯速度为8m/s B. 冰雪天气时，汽车最大拐弯速度为10m/s C. 适当减小拐弯半径，可以增大最大拐弯速度 D. 适当增大拐弯半径，可以增大最大拐弯速度 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．晴好天气时，根据牛顿第二定律 冰雪天气时，根据牛顿第二定律 可得，故A错误，B正确； CD．根据 可得 可知R增大，v增大，故C错误，D正确。 故选BD。 7. 如图所示，质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端和斜面中点沿水平方向抛出，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抛出时的初速度大小之比为∶1 B. 小球a、b到达斜面底端时的位移之比为∶1 C. 小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1∶1 D. 小球a、b到达斜面底端时的速度大小之比为2∶1 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据 得 则时间之比为∶1，根据可知，初速度之比为∶1，故A正确； B．因为两小球下落的高度之比为2∶1，两球的水平位移之比为2∶1，故小球a、b到达斜面底端时的位移之比为2∶1，故B错误； C．小球落在斜面上，速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移方向与水平方向的夹角的正切值的2倍。因为位移方向与水平方向的夹角相等，则速度方向与水平方向的夹角相等，到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角也相等，故C正确； D．由竖直方向上做自由落体运动，有 合速度 故到达斜面底端时速度大小之比为∶1，故D错误。 故选AC。 8. 水平面上固定一半球形的玻璃器皿，器皿的轴呈竖直状态，在距离轴心不同距离的位置，有两个质量相同的光滑小球在器皿内壁的水平面内做匀速圆周运动。则关于各个物理量的关系，下列说法正确的是（　　） A. a、b两球对玻璃器皿内壁的压力大小相同 B. a、b两球做匀速圆周运动的加速度大小相同 C. a球做匀速圆周运动的线速度较大 D. a球做匀速圆周运动的角速度较大 【答案】CD 【解析】 【详解】小球在半球形容器内做匀速圆周运动，圆心在水平面内，受到自身重力mg和内壁的弹力N，合力方向指向半球形的球心。受力如图 有几何关系可知 设球体半径为 R，则圆周运动的半径为 根据牛顿第二定律有 解得，， 小球a的弹力和竖直方向夹角大，所以a对内壁的压力大； a球做匀速圆周运动的线速度、加速度和角速度都较大。 故选CD。 三、填空题（每空2分，共12分） 9. 如图甲所示为向心力演示仪，可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ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1:2:1。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1，如图乙所示。 （1）在该实验中，主要利用了__________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系； A. 理想实验法 B. 微元法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）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”） （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为（　　） A. 1:2 B. 1:4 C. 2:1 D. 4:1 【答案】（1）C （2）一 （3）B 【解析】 【小问1详解】 本实验中探究向心力与质量的关系时，需要保证半径和角速度不变，即采用控制变量法。 故选C。 【小问2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，应使两球的角速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 【小问3详解】 在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，则两球做圆周运动的半径之比为1:1；传动皮带位于第二层，则两球做圆周运动的角速度之比为 根据可知当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为 故选B。 10. 图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，小球落在挡板上时，小球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。回答下列问题。 （1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有           A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）图乙是正确实验取得的有关数据，其中为抛出点，取重力加速度大小，则此小球做平抛运动的初速度大小为__________结果保留两位有效数字 （3）如图丙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系，在图丙中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差，其产生的原因可能是：该次实验时，球在斜槽上释放的位置与其他几次相比偏__________（选填“高”或“低”）。 【答案】（1）AC （2）1.6 （3）高 【解析】 【小问1详解】 A．小球从斜槽末端飞出后做平抛运动，故需调整斜槽末端切线水平，故A正确； B．小球只要从同一位置由静止释放，无论轨道光滑或粗糙，到达轨道末端的速度大小都相等，故B错误； C．每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次它飞出斜槽末端的速度相同，即小球做平抛运动的初速度相同，故C正确； D．将球的位置标在纸上后，取下纸，用平滑的曲线连成轨迹，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 因为抛出点，则可直接用坐标值求出平抛的初速度，有，，解得； 【小问3详解】 在图乙中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差，其产生的原因可能是该次实验时，小球在斜槽上释放的位置与其他几次相比偏高，导致其做平抛运动的初速度偏大。 四、易混易错辨析题（每小题2分，共6分） 11. 关于下列基本概念，判断是否正确，对的表明√，不对的表明×，不对的加以改正。 （1）匀速圆周运动任意相同时间内速度改变量相同。（ ） （2）圆周运动中，合外力等于向心力。（ ） （3）无论平抛运动还是斜抛运动，都是匀变速曲线运动。（ ） 【答案】（1）错误 （2）错误 （3）正确 【解析】 【小问1详解】 由于匀速圆周运动的加速度变化，所以匀速圆周运动任意相同时间内速度改变量大小相等，方向不同，所以速度改变量不相同，故题目说法错误。 【小问2详解】 只有匀速圆周运动的合外力完全提供向心力，变速圆周运动中，合外力沿切线和径向分解，只有径向分力是向心力，合外力不等于向心力，故题目说法错误。 【小问3详解】 平抛运动和斜抛运动都只受重力，加速度恒为重力加速度g，加速度保持不变，轨迹为曲线，因此都是匀变速曲线运动，故题目说法正确。 五、解答题（共24分，其中12题12分，13题12分） 12. 女排世联赛2023赛季首秀，中国女排与去年世锦赛亚军巴西女排激战5局，惊险取得开门红。中国女排主攻手李盈莹在距离地面高处将排球击出，排球以大小为的初速度水平飞出：巴西队员在离地处将排球垫起，垫起前后的速度大小相等，方向相反。取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x； （2）排球被垫起后瞬间的速度大小及方向。 【答案】（1）4.8m；（2）10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上 【解析】 【详解】（1）设排球被垫起前在空中飞行的时间为t，则 解得 则排球被垫起前在空中飞行的水平距离为 （2）排球被垫起前瞬间在竖直方向速度的大小为 根据速度的合成可得 设v的方向与水平方向夹角为，如图所示，根据几何关系有 被垫起后瞬间速度大小相等，方向相反，所以速度大小为10m/s，方向与水平方向夹角为37°向上。 13. 如图所示，一个可视为质点的质量为2kg的木块从P点以初速度向右运动，木块与水平面间的动摩擦。因数木块运动到M点后水平抛出，恰好沿圆弧轨道AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=0.5m，半径OA与竖直半径OB间的夹角（，木块到达A点时的速度取求： （1）P到M的距离L； （2）M、A间的水平距离x； （3）木块在A点对轨道的压力的大小。 【答案】（1）2m （2）1.2m （3）112N 【解析】 【小问1详解】 由题意可得，M点的速度为 木块在水平面上滑行时的加速度大小 P到M的距离 【小问2详解】 由题图可知，木块运动至A点时竖直方向的分速度为 设M点与A点的水平距离为x，竖直高度为h，有 解得 水平位移为 解得x=1.2m 【小问3详解】 设木块到达A点时，轨道对木块的支持力为，根据牛顿第二定律可得 解得FN=112N 由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小112N。 第II卷　提高题（共15分） 14. 暑假里，某同学去游乐场游玩，坐了一次名叫“旋转秋千”的游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。该同学和椅子的转动可简化为如图乙所示的圆周运动模型，人和座椅可看作质点。在某段时间内，转盘保持在水平面内以恒定的角速度转动，绳子与竖直方向的夹角为，该同学与座椅的总质量m=50kg，转盘的半径为，绳长，重力加速度取。 （1）求座椅受到绳子的拉力T的大小； （2）求该同学运动的角速度的大小； （3）开放题：若转盘离地面的高度为，为了防止乘客携带的物品意外掉落砸到地面上的行人，地面上至少要设置多大面积的区域不能通行？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对该同学和座椅，竖直方向有 解得 【小问2详解】 水平方向上，根据牛顿第二定律有 其中 联立解得 【小问3详解】 物品掉落瞬间的速度 物品掉落后做平抛运动，竖直方向有 解得物品掉落后做平抛运动的时间 则平抛运动的水平位移为 由题意可得，设置禁止通行区域的半径 则设置禁止通行区域的面积 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 静海一中2025-2026第二学期高一物理（期中） 学生学业能力调研试卷 考生注意： 本试卷分第I卷基础题和第II卷提高题两部分，含3分卷面分，满分共100分。 知识与技能 学习能力（学法） 内容 曲线运动 平抛运动 圆周运动 万有引力 易混易错 关键环节 信息筛选 分数 17 30 45 5 6 2 5 第I卷基础题（共82分） 一、单项选择题：每小题5分，共25分。 1. 物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述中正确的是（　　） A. 第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量的数值 C. 开普勒第三定律，式中k的值不仅与太阳的质量有关，还与行星运动的速度有关 D. “月—地”检验，表明了地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，遵从相同的规律 2. 物理来源于生活，也可以解释生活。对于如图所示生活中经常出现的情况，分析正确的是（　　） A. 图甲中小球在水平面做匀速圆周运动时，轨道半径为L，重力与拉力合力提供向心力 B. 图乙中物体随水平圆盘一起做圆周运动时，一定受到指向圆盘圆心的摩擦力 C. 图丙中汽车过拱桥最高点时，速度越大，对桥面的压力越小 D. 图丁中若轿车转弯时速度过大发生侧翻，是因为受到的离心力大于向心力 3. 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. 4. “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一。摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。下列叙述正确的是（　　） A. 在最高点，乘客对座舱的压力小于乘客的重力 B. 摩天轮转动过程中，乘客的速度保持不变 C. 摩天轮转动过程中，乘客所受的向心力不变 D. 摩天轮转动过程中，乘客的加速度保持不变 5. 一根轻直杆一端固定一个质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时的最小速度为 B. 小球过最高点时的速度越大，杆对它的作用力一定越大 C. 小球过最低点时的速度越大，杆对它的作用力一定越大 D. 若小球过最低点时的速度为，则杆对球的作用力大小为9mg 二、多项选择题：每小题5分，共15分。 6. 湖南冬季一般在12月下旬开始下雪，人们赏雪、玩雪的同时冰雪天气也给交通出行带来了挑战。如图所示，一汽车经过水平圆弧路段时做匀速圆周运动，天气晴好时，汽车所受路面的最大静摩擦力等于车重的0.8倍，此时汽车最大拐弯速度为72km/h。假设冰雪天气时，汽车在该路段所受路面的最大静摩擦力等于车重的0.2倍，且该汽车经过该路段时拐弯半径不变，则（　　） A. 冰雪天气时，汽车最大拐弯速度为8m/s B. 冰雪天气时，汽车最大拐弯速度为10m/s C. 适当减小拐弯半径，可以增大最大拐弯速度 D. 适当增大拐弯半径，可以增大最大拐弯速度 7. 如图所示，质量相同的两个小球a、b分别从斜面顶端和斜面中点沿水平方向抛出，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抛出时的初速度大小之比为∶1 B. 小球a、b到达斜面底端时的位移之比为∶1 C. 小球a、b到达斜面底端时速度方向与斜面的夹角之比为1∶1 D. 小球a、b到达斜面底端时的速度大小之比为2∶1 8. 水平面上固定一半球形的玻璃器皿，器皿的轴呈竖直状态，在距离轴心不同距离的位置，有两个质量相同的光滑小球在器皿内壁的水平面内做匀速圆周运动。则关于各个物理量的关系，下列说法正确的是（　　） A. a、b两球对玻璃器皿内壁的压力大小相同 B. a、b两球做匀速圆周运动的加速度大小相同 C. a球做匀速圆周运动的线速度较大 D. a球做匀速圆周运动的角速度较大 三、填空题（每空2分，共12分） 9. 如图甲所示为向心力演示仪，可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ω和半径r之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为1:2:1。变速塔轮自上而下有三种组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1，如图乙所示。 （1）在该实验中，主要利用了__________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系； A. 理想实验法 B. 微元法 C. 控制变量法 D. 等效替代法 （2）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”） （3）在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为（　　） A. 1:2 B. 1:4 C. 2:1 D. 4:1 10. 图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直硬板上小球沿斜槽轨道滑下后从斜槽末端飞出，落在水平挡板上。由于挡板靠近硬板一侧较低，小球落在挡板上时，小球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。回答下列问题。 （1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有           A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平 B. 实验所用斜槽的轨道必须是光滑的 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 将球的位置标在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 （2）图乙是正确实验取得的有关数据，其中为抛出点，取重力加速度大小，则此小球做平抛运动的初速度大小为__________结果保留两位有效数字 （3）如图丙所示的白纸上建立以抛出点为坐标原点、水平方向为轴、竖直方向为轴的坐标系，在图丙中实验记录到的点有一个位置明显发生偏差，其产生的原因可能是：该次实验时，球在斜槽上释放的位置与其他几次相比偏__________（选填“高”或“低”）。 四、易混易错辨析题（每小题2分，共6分） 11. 关于下列基本概念，判断是否正确，对的表明√，不对的表明×，不对的加以改正。 （1）匀速圆周运动任意相同时间内速度改变量相同。（ ） （2）圆周运动中，合外力等于向心力。（ ） （3）无论平抛运动还是斜抛运动，都是匀变速曲线运动。（ ） 五、解答题（共24分，其中12题12分，13题12分） 12. 女排世联赛2023赛季首秀，中国女排与去年世锦赛亚军巴西女排激战5局，惊险取得开门红。中国女排主攻手李盈莹在距离地面高处将排球击出，排球以大小为的初速度水平飞出：巴西队员在离地处将排球垫起，垫起前后的速度大小相等，方向相反。取重力加速度，不计空气阻力。求： （1）排球被垫起前在水平方向飞行的距离x； （2）排球被垫起后瞬间的速度大小及方向。 13. 如图所示，一个可视为质点的质量为2kg的木块从P点以初速度向右运动，木块与水平面间的动摩擦。因数木块运动到M点后水平抛出，恰好沿圆弧轨道AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=0.5m，半径OA与竖直半径OB间的夹角（，木块到达A点时的速度取求： （1）P到M的距离L； （2）M、A间的水平距离x； （3）木块在A点对轨道的压力的大小。 第II卷　提高题（共15分） 14. 暑假里，某同学去游乐场游玩，坐了一次名叫“旋转秋千”的游乐项目，如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边上，绳子下端连接座椅，人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。该同学和椅子的转动可简化为如图乙所示的圆周运动模型，人和座椅可看作质点。在某段时间内，转盘保持在水平面内以恒定的角速度转动，绳子与竖直方向的夹角为，该同学与座椅的总质量m=50kg，转盘的半径为，绳长，重力加速度取。 （1）求座椅受到绳子的拉力T的大小； （2）求该同学运动的角速度的大小； （3）开放题：若转盘离地面的高度为，为了防止乘客携带的物品意外掉落砸到地面上的行人，地面上至少要设置多大面积的区域不能通行？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $