精品解析：广西南宁市第三中学2025-2026学年高一下学期3月阶段检测物理试卷

物理试题 一、选择题（共10小题，共46分。第1-7题，每小题4分，只有一项符合题目要求；第8-10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 探索宇宙奥秘，奔向广阔而遥远的太空，这是人类自古以来的梦想。对于宇宙速度的理解，下列说法正确的是（　　） A. 月球探测器的发射速度一定大于第一宇宙速度 B. 火星探测器的发射速度必须大于 C. 地球的第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最小速度 D. “天和号”空间站的运行速度介于与之间 2. 如图所示，光滑水平面上的物体受五个沿水平面的恒力F1、F2、F3、F4、F5作用，以速率v0（方向与F4方向相反）沿水平面做匀速直线运动，若撤去其中某个力（其他力不变），则在以后的运动中，下列说法正确的是（　　） A. 若撤去的是F1，则物体将做圆周运动 B. 若撤去的是F2，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为v0 C. 若撤去的是F3，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为v0 D. 无论撤去这五个力中的哪一个，物体在相同时间内的速度改变量一定都相同 3. 小红同学在体验糕点制作“裱花”环节时，她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块半径4英寸（10cm）的蛋糕，蛋糕转动一周需要1分钟，正好均匀“点”上奶油，下列说法正确的是（　　） A. 圆盘转动的转速约为2r/min B. 圆盘转动的角速度大小为rad/s C. 蛋糕边缘的线速度大小约为m/s D. 蛋糕边缘的向心加速度约为90m/s2 4. 如图所示为一条宽为的河，水流的速度向右恒为，甲船的速度垂直河岸由A点开始渡河，经过一段时间到达河对岸的C点，乙船的速度从河岸的B点斜向上游，且船速与河岸的夹角为时，经过一段时间也刚好到达河正对岸的C点。已知甲、乙两船在静水中的速度大小相等，，。则下列说法正确的是（　　） A. 船在静水中速度的大小为 B. 甲船渡河的时间为15s C. 乙船渡河的时间为12s D. AB两点间的距离为144m 5. 如图所示，半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动，圆盘中心O点正上方H处有一小球被水平抛出，此时半径OB恰好与小球初速度方向垂直，从上向下看圆盘沿顺时针转动，小球恰好落在B点，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球的初速度大小为 B. 小球的初速度大小为 C. 圆盘的角速度大小可能为 D. 圆盘的角速度大小可能为 6. 2025年3月26日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将天链二号04星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。若天链二号04星发射过程示意图如图所示，它先进入近地圆形轨道Ⅰ（可认为轨道半径等于地球半径）上做圆周运动，到点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，沿轨道Ⅱ运动到点时再次实施变轨，进入轨道Ⅲ绕地球做圆周运动。已知地球的半径为，轨道Ⅲ的半径为，卫星在轨道Ⅰ上时的运行周期为，下列说法正确的是（　　） A. 卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需在处点火减速 B. 卫星在轨道Ⅱ上经过点的向心加速度大于在轨道Ⅰ上经过点的向心加速度 C. 卫星在轨道Ⅱ上运行时的周期为 D. 卫星在轨道Ⅱ上经过点的线速度小于在轨道Ⅰ上经过点的线速度 7. 在“精密力学与圆周运动”前沿探究课题中，科研团队搭建了一套高精度桌面力学实验系统：在超光滑水平实验台面上，固定有A、B两枚定位铁钉，将质量均匀的小球C通过高强度细绳拴接于铁钉B上（细绳抗拉强度无上限），并通过光学定位系统确保A、B、C三点严格共线。实验启动时刻（），通过电磁弹射装置赋予小球一个垂直于细绳的恒定初速度，使其在水平面上绕两枚铁钉交替做无损耗圆周运动，每当细绳与铁钉发生缠绕碰撞，圆周运动半径将发生阶跃变化。高速力传感器实时采集内细绳拉力数据，得到如图（b）所示的拉力-时间曲线。结合经典力学与圆周运动理论，分析下列说法中不正确的选项是（　　） A. 两钉子间的距离为绳长的 B. 时细绳拉力的大小为6N C. 时细绳拉力的大小为10N D. 细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s 8. 将一质量为m的物体放在月球“赤道上”，受到的“重力”为mg0；而将该物体放在月球的“北极点”，物体受到的“重力”为mg。月球可视为质量分布均匀的球体，其半径为R，引力常量为G。则月球的（　　） A. 质量为 B. 质量为 C. 自转周期为 D. 自转周期为 9. 在校园科技节的“精准抛投挑战”活动中，选手们需要完成一组抛体配合任务：选手将物体甲从高度为H的发射台，以水平初速度水平抛出；同时，另一位选手在甲的水平前方s处地面，将物体乙以初速度竖直向上弹射，全程忽略空气阻力。三位参赛同学小谭、小何、小黄围绕“甲、乙两物体在空中成功相遇”的条件展开分析，结合平抛与竖直上抛的运动规律，他们提出了以下几种判断，请你选出其中正确的选项是（　　） A. 从抛出到相遇的时间为 B. 若要在物体乙上升中遇甲，必须， C. 若要在物体乙下降中遇甲，必须， D. 若相遇点离地高度为，则 10. 在学校的物理创新实验课上，占老师带领同学们开展了“转盘圆周运动”的探究实践。实验装置为一个水平圆形转盘，两个外形相同、质量均为m的小物块A、B被放置在转盘上，转盘中心O到物块A的距离为3L，到物块B的距离为5L，A、B之间用一根轻质细线相连，细线恰好处于伸直状态但无拉力。经测量，物块A与转盘接触面的动摩擦因数为，物块B与转盘接触面的动摩擦因数为，实验规定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小记为g。实验开始后，占老师让转盘绕竖直轴从静止状态开始缓慢加速转动，同学们针对这一过程展开了讨论，提出了以下几种说法，请你结合所学知识判断其中正确的选项是（　　） A. 随着角速度增大，B先达到最大静摩擦力 B. 当时，B达到最大静摩擦力 C. 当时，A的摩擦力大小为 D. 当时，两物体即将滑动 二、非选择题（共5小题，共54分） 11. 如图甲所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。 （1）下列实验与本实验方法相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力和质量的关系 （2）皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同。 A. 转动半径r B. 质量m C. 角速度 D. 线速度v （3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径为短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为，则左、右两边塔轮的半径之比为______。 （4）利用传感器升级实验装置，用力传感器测小球对挡板的压力，用光电计时器测小球运动的周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请分析图像横坐标x表示的物理量是______。 A. T B. C. D. 12. 某同学用图甲所示的装置研究“平抛运动竖直方向的运动特点”，斜槽末端口与小球离地面的高度均为，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地（两球下落过程不发生碰撞），改变大小，重复实验，、Q仍同时落地。 （1）下列关于实验条件和结论的说法中，正确的有_____ A. 球的质量必须大于球的质量 B. 斜槽轨道必须是光滑的 C. 本实验说明做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动 （2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，重力加速度取，则频闪相机的闪光周期_____，该小球平抛时的初速度大小为_____，到达点的速度大小为_____。 13. 在一场专业山地越野挑战赛中，选手驾驶一辆蓝色山地越野车，在一段水平平直山道上展开竞速与飞跃挑战。比赛规则要求：车辆先以20m/s的恒定速度冲刺至山道O点，随后必须立即关闭发动机，依靠惯性在水平山道上滑行至起跳点P，再从P点水平飞出，精准落在倾角的斜坡顶端Q点，且落地时需恰好沿山坡切线方向，才能获得满分。已知：车辆与水平山道间的动摩擦因数，从O点滑行至P点的时间为2s；重力加速度，，，不计空气阻力，求： （1）求越野车在O到P这段水平直道上滑行的距离； （2）求P、Q两点间的水平距离L。 14. 中国天眼FAST的灵敏度极高，已发现一颗自转周期为的毫秒脉冲星PSR J1928+1815。脉冲星自转高频且能持续辐射，其自转轴、高能的辐射束会随自转扫过宇宙，类似灯塔效应。经观测，该脉冲星与另一伴星在相距为L的距离内相互绕转，且绕转周期为，简化模型如图所示。进一步观测证实，伴星的质量为，脉冲星和伴星均可视为均匀球体。已知万有引力常量为G，求： （1）该脉冲星高频自转但并未解体的最小密度； （2）脉冲星的质量； 15. 滚筒洗衣机是我们生活中常用的家用电器，其内筒的工作原理可以简化为竖直平面内的圆周运动模型。如图所示，一滚筒洗衣机的内筒半径为，在电动机带动下绕竖直轴以恒定角速度匀速转动。滚筒内壁上有一质量为的衣物（可视为质点），随滚筒一起在竖直平面内做匀速圆周运动。重力加速度g取，求： （1）为防止衣物脱离筒壁，求滚筒转动的最小角速度； （2）若滚筒转动的角速度为，求衣物转动到与竖直方向夹角为60°的B点时，衣物对筒壁的压力大小F； （3）在实际工作中发现，若衣物与筒壁间的动摩擦因数较小，衣物在转动过程中可能与筒壁发生相对滑动。已知衣物与筒壁间的动摩擦因数为，且滚筒转动的角速度从不会脱落的速度开始缓慢增大。衣物刚开始发生相对滑动时，滚筒的角速度大小与此时衣物所在位置（用其与圆心连线和竖直向上方向的夹角表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 物理试题 一、选择题（共10小题，共46分。第1-7题，每小题4分，只有一项符合题目要求；第8-10题，每小题6分，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 探索宇宙奥秘，奔向广阔而遥远的太空，这是人类自古以来的梦想。对于宇宙速度的理解，下列说法正确的是（　　） A. 月球探测器的发射速度一定大于第一宇宙速度 B. 火星探测器的发射速度必须大于 C. 地球的第一宇宙速度是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最小速度 D. “天和号”空间站的运行速度介于与之间 【答案】A 【解析】 【详解】A．月球探测器没有脱离地球的引力，故发射速度一定大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正确； B．火星探测器要挣脱地球的引力束缚，则发射速度必须大于，故错误； C．第一宇宙速度是最大的环绕速度，也是最小的发射速度，故C错误； D．若卫星绕地球做匀速圆周运动，则卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故D错误。 故选A。 2. 如图所示，光滑水平面上的物体受五个沿水平面的恒力F1、F2、F3、F4、F5作用，以速率v0（方向与F4方向相反）沿水平面做匀速直线运动，若撤去其中某个力（其他力不变），则在以后的运动中，下列说法正确的是（　　） A. 若撤去的是F1，则物体将做圆周运动 B. 若撤去的是F2，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为v0 C. 若撤去的是F3，则经过一段时间后物体的速率可能再次变为v0 D. 无论撤去这五个力中的哪一个，物体在相同时间内的速度改变量一定都相同 【答案】B 【解析】 【详解】A．撤去F1后，其他力的合力与F1等大反向，即合力方向与初速度方向垂直，因为受到的是恒力，则物体做匀变速曲线运动，不会做圆周运动，故A错误； B．撤去F2后，其他力的合力方向与F2的方向相反，则物体在水平方向先减速到零，再反向加速，而竖直方向一直在加速，所以经过一段时间后有可能在某时刻速率再次变为v0，故B正确； C．撤去F3后，其他力的合力方向与F3等大反向，可知初速度方向成锐角，速度一直增大，则经过一段时间后，速率比v0大，经过一段时间后物体的速率不可能再次变为v0，故C错误； D．因为这五个力大小不完全相同，撤去其中一个力后，其他四个力的合力也不完全相同，根据牛顿第二定律可知加速度也不完全相同，根据 所以物体在相同时间内的速度改变量不一定都相同，故D错误。 故选B。 3. 小红同学在体验糕点制作“裱花”环节时，她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块半径4英寸（10cm）的蛋糕，蛋糕转动一周需要1分钟，正好均匀“点”上奶油，下列说法正确的是（　　） A. 圆盘转动的转速约为2r/min B. 圆盘转动的角速度大小为rad/s C. 蛋糕边缘的线速度大小约为m/s D. 蛋糕边缘的向心加速度约为90m/s2 【答案】B 【解析】 【详解】A．圆盘每60s转一圈，故转速为 故A错误； B．由角速度与周期的关系可得 故B正确： C．蛋糕边缘的奶油线速度大小为 故C错误； D．向心加速度为 故D错误。 故选B。 4. 如图所示为一条宽为的河，水流的速度向右恒为，甲船的速度垂直河岸由A点开始渡河，经过一段时间到达河对岸的C点，乙船的速度从河岸的B点斜向上游，且船速与河岸的夹角为时，经过一段时间也刚好到达河正对岸的C点。已知甲、乙两船在静水中的速度大小相等，，。则下列说法正确的是（　　） A. 船在静水中速度的大小为 B. 甲船渡河的时间为15s C. 乙船渡河的时间为12s D. AB两点间的距离为144m 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于乙船的合位移垂直河岸，则乙船的合速度垂直河岸，即沿河岸方向的合速度为0，所以有 解得，故A错误； C．乙船的合速度为 则乙船渡河的时间为，故C错误； B．甲船的渡河时间为，故B错误； D．AB两点间的距离为 解得，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，半径为R的水平圆盘绕中心O点做匀速圆周运动，圆盘中心O点正上方H处有一小球被水平抛出，此时半径OB恰好与小球初速度方向垂直，从上向下看圆盘沿顺时针转动，小球恰好落在B点，重力加速度大小为g，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 小球的初速度大小为 B. 小球的初速度大小为 C. 圆盘的角速度大小可能为 D. 圆盘的角速度大小可能为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由可得小球下落的时间为 小球的初速度大小为 故AB错误； CD．在小球下落的这段时间内，圆盘转过的角度为 n=0，1，2，3… 所以圆盘的角速度大小为 n=0，1，2，3… 当n=0时 当n=1时 故C错误，D正确。 故选D。 6. 2025年3月26日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭，成功将天链二号04星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。若天链二号04星发射过程示意图如图所示，它先进入近地圆形轨道Ⅰ（可认为轨道半径等于地球半径）上做圆周运动，到点时变轨进入椭圆轨道Ⅱ，沿轨道Ⅱ运动到点时再次实施变轨，进入轨道Ⅲ绕地球做圆周运动。已知地球的半径为，轨道Ⅲ的半径为，卫星在轨道Ⅰ上时的运行周期为，下列说法正确的是（　　） A. 卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，需在处点火减速 B. 卫星在轨道Ⅱ上经过点的向心加速度大于在轨道Ⅰ上经过点的向心加速度 C. 卫星在轨道Ⅱ上运行时的周期为 D. 卫星在轨道Ⅱ上经过点的线速度小于在轨道Ⅰ上经过点的线速度 【答案】C 【解析】 【详解】A．卫星从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ，由低轨到高轨需在处点火加速，故A错误； B．由，得 卫星在轨道Ⅱ上经过点的向心加速度等于在轨道Ⅰ上经过点的向心加速度，故B错误； C．轨道Ⅱ半长轴 设卫星在轨道Ⅱ上运行时的周期为,由半长轴开普勒第三定律可知， 解得，故C正确； D．卫星在点由轨道I变到轨道Ⅱ需要加速，故卫星在轨道Ⅱ上经过点的线速度大于在轨道I上经过点的线速度，故D错误。 故选C。 7. 在“精密力学与圆周运动”前沿探究课题中，科研团队搭建了一套高精度桌面力学实验系统：在超光滑水平实验台面上，固定有A、B两枚定位铁钉，将质量均匀的小球C通过高强度细绳拴接于铁钉B上（细绳抗拉强度无上限），并通过光学定位系统确保A、B、C三点严格共线。实验启动时刻（），通过电磁弹射装置赋予小球一个垂直于细绳的恒定初速度，使其在水平面上绕两枚铁钉交替做无损耗圆周运动，每当细绳与铁钉发生缠绕碰撞，圆周运动半径将发生阶跃变化。高速力传感器实时采集内细绳拉力数据，得到如图（b）所示的拉力-时间曲线。结合经典力学与圆周运动理论，分析下列说法中不正确的选项是（　　） A. 两钉子间的距离为绳长的 B. 时细绳拉力的大小为6N C. 时细绳拉力的大小为10N D. 细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为3s 【答案】C 【解析】 【详解】A．设绳长为l，内拉力不变，知，在6s时线速度大小不能突变，拉力发生突变。内拉力大小保持不变，有，代入图中拉力大小，解得，两钉子之间的间距，故A正确； B．第一个半圈经历的时间为6s，则；第二个半圈的时间为，则在时小球在转第二个半圈，则绳子的拉力为6N，故B正确； C．小球转第三个半圈的长度，对应时间，时，小球在第三个半圈运动过程中，有。故C错误； D．细绳第三次碰钉子到第四次碰钉子的时间间隔为转第四个半圈对应的时间，则有，，故D正确。 此题选择不正确，故选C。 8. 将一质量为m的物体放在月球“赤道上”，受到的“重力”为mg0；而将该物体放在月球的“北极点”，物体受到的“重力”为mg。月球可视为质量分布均匀的球体，其半径为R，引力常量为G。则月球的（　　） A. 质量为 B. 质量为 C. 自转周期为 D. 自转周期为 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．在月球北极点时，物体受到的“重力”与万有引力大小相等 解得，故A正确，B错误； CD．由于在月球赤道上该物体的“重力”为mg0，则有 解得月球自转的周期，故C错误，D正确。 故选AD。 9. 在校园科技节的“精准抛投挑战”活动中，选手们需要完成一组抛体配合任务：选手将物体甲从高度为H的发射台，以水平初速度水平抛出；同时，另一位选手在甲的水平前方s处地面，将物体乙以初速度竖直向上弹射，全程忽略空气阻力。三位参赛同学小谭、小何、小黄围绕“甲、乙两物体在空中成功相遇”的条件展开分析，结合平抛与竖直上抛的运动规律，他们提出了以下几种判断，请你选出其中正确的选项是（　　） A. 从抛出到相遇的时间为 B. 若要在物体乙上升中遇甲，必须， C. 若要在物体乙下降中遇甲，必须， D. 若相遇点离地高度为，则 【答案】ABD 【解析】 【详解】A．由题意可知，若两物体在空中能够相遇，则在竖直方向应满足 代入数据解得，故A正确； BC．由于物体甲、乙的加速度相同，可知甲、乙相对匀速，相遇时间为或 则有 若要在物体乙上升中遇甲，则有 解得； 若要在物体乙下降中遇甲，则有 解得，故B正确，C错误； D．若相遇点离地高度为，则有 又 联立解得，故D正确。 故选ABD。 10. 在学校的物理创新实验课上，占老师带领同学们开展了“转盘圆周运动”的探究实践。实验装置为一个水平圆形转盘，两个外形相同、质量均为m的小物块A、B被放置在转盘上，转盘中心O到物块A的距离为3L，到物块B的距离为5L，A、B之间用一根轻质细线相连，细线恰好处于伸直状态但无拉力。经测量，物块A与转盘接触面的动摩擦因数为，物块B与转盘接触面的动摩擦因数为，实验规定最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小记为g。实验开始后，占老师让转盘绕竖直轴从静止状态开始缓慢加速转动，同学们针对这一过程展开了讨论，提出了以下几种说法，请你结合所学知识判断其中正确的选项是（　　） A. 随着角速度增大，B先达到最大静摩擦力 B. 当时，B达到最大静摩擦力 C. 当时，A的摩擦力大小为 D. 当时，两物体即将滑动 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对A、B分别受力分析，加速转动过程中，若A先达到最大静摩擦力，则有 解得 若B先达到最大静摩擦力，则有 解得，由，可知A先达到最大静摩擦力，故A错误； B．根据静摩擦力的临界条件，可知当角速度达到时，A达到最大静摩擦力。当B达到最大静摩擦力时，对A、B分别受力分析，可得， 解得， 即角速度达到时，B达到最大静摩擦力，故B正确； C．当时，A所需向心力大小为 B所需向心力大小为 对B受力分析，可得 解得，因，故A的摩擦力大小为零，故C错误； D．两物体即将滑动时，A所受最大静摩擦力方向背离圆心，B所受最大静摩擦力方向指向圆心，则有， 解得： 可知当时，两物体即将滑动，故D正确。 故选BD。 二、非选择题（共5小题，共54分） 11. 如图甲所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。 （1）下列实验与本实验方法相同的是（　　） A. 探究平抛运动的特点 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力和质量的关系 （2）皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的______不同。 A. 转动半径r B. 质量m C. 角速度 D. 线速度v （3）当用两个质量相等的小球做实验，调整长槽中小球的轨道半径为短槽中小球半径的2倍，转动时发现左、右标尺上露出的红白相间的等分格数之比为，则左、右两边塔轮的半径之比为______。 （4）利用传感器升级实验装置，用力传感器测小球对挡板的压力，用光电计时器测小球运动的周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请分析图像横坐标x表示的物理量是______。 A. T B. C. D. 【答案】（1）C （2）C （3） （4）D 【解析】 【小问1详解】 A．探究平抛运动的特点是用两个分运动来代替合运动，是等效替代法，不是控制变量法，故A错误； B．探究两个互成角度的力的合成规律是等效替代法，不是控制变量法，故B错误； C．探究向心力大小的表达式与探究加速度与力和质量的关系采用的都是控制变量法，故C正确； 故选C。 【小问2详解】 皮带与不同半径的塔轮相连，可知塔轮的边缘线速度相同，根据（R为塔轮半径），可知两小球的角速度不同。 故选C。 【小问3详解】 由题可知， 结合题意可知， 联立解得 又因为边缘线速度 由可得左右两塔轮的半径之比为 【小问4详解】 根据，，联立可得，则 故选D。 12. 某同学用图甲所示的装置研究“平抛运动竖直方向的运动特点”，斜槽末端口与小球离地面的高度均为，实验时，当P小球从斜槽末端与挡片相碰后水平飞出，同时由于电路断开使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地（两球下落过程不发生碰撞），改变大小，重复实验，、Q仍同时落地。 （1）下列关于实验条件和结论的说法中，正确的有_____ A. 球的质量必须大于球的质量 B. 斜槽轨道必须是光滑的 C. 本实验说明做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动 （2）在某次实验过程中，将背景换成方格纸，通过频闪摄影的方法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动的照片，小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，图中每个小方格的边长为，重力加速度取，则频闪相机的闪光周期_____，该小球平抛时的初速度大小为_____，到达点的速度大小为_____。 【答案】（1）C （2） ①. 0.02 ②. 0.4 ③. 0.5 【解析】 【小问1详解】 A．P球不与Q球直接发生碰撞，P球从斜槽上无初速度释放后在斜槽末端只需与挡片相碰就可使电路断开使电磁铁释放Q小球，这个对照实验验证了做平抛运动的小球在竖直方向做自由落体运动，与P、Q之间的质量无关，故A错误； B．在本实验中，斜槽轨道只要保证小球做平抛运动即可，斜槽是否光滑对实验没有影响，故B错误； C．对照实验说明平抛运动的竖直方向分运动是自由落体运动，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1]由于平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据匀变速直线运动规律可得 解得 [2]平抛运动在水平方向做匀速直线运动，则有 解得小球平抛运动的初速度大小为 [3]根据匀变速直线运动规律可知，小球到达b点时竖直方向的受到大小为 则小球经过b点的速度大小为 13. 在一场专业山地越野挑战赛中，选手驾驶一辆蓝色山地越野车，在一段水平平直山道上展开竞速与飞跃挑战。比赛规则要求：车辆先以20m/s的恒定速度冲刺至山道O点，随后必须立即关闭发动机，依靠惯性在水平山道上滑行至起跳点P，再从P点水平飞出，精准落在倾角的斜坡顶端Q点，且落地时需恰好沿山坡切线方向，才能获得满分。已知：车辆与水平山道间的动摩擦因数，从O点滑行至P点的时间为2s；重力加速度，，，不计空气阻力，求： （1）求越野车在O到P这段水平直道上滑行的距离； （2）求P、Q两点间的水平距离L。 【答案】（1）30m （2）7.5m 【解析】 【小问1详解】 根据题意，在水平直道上，由牛顿第二定律有 解得 在水平直道上滑行的距离 【小问2详解】 越野车滑行到P点的速度为 落到Q点上时，， 从P点水平飞出做平抛运动，竖直方向上有，解得 水平方向上 14. 中国天眼FAST的灵敏度极高，已发现一颗自转周期为的毫秒脉冲星PSR J1928+1815。脉冲星自转高频且能持续辐射，其自转轴、高能的辐射束会随自转扫过宇宙，类似灯塔效应。经观测，该脉冲星与另一伴星在相距为L的距离内相互绕转，且绕转周期为，简化模型如图所示。进一步观测证实，伴星的质量为，脉冲星和伴星均可视为均匀球体。已知万有引力常量为G，求： （1）该脉冲星高频自转但并未解体的最小密度； （2）脉冲星的质量； 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设脉冲星半径为，在脉冲星表面有 则密度 联立解得 【小问2详解】 对脉冲星、伴星构成的双星系统，设脉冲星、伴星轨迹圆半径分别为、，则有， 因为 联立解得 15. 滚筒洗衣机是我们生活中常用的家用电器，其内筒的工作原理可以简化为竖直平面内的圆周运动模型。如图所示，一滚筒洗衣机的内筒半径为，在电动机带动下绕竖直轴以恒定角速度匀速转动。滚筒内壁上有一质量为的衣物（可视为质点），随滚筒一起在竖直平面内做匀速圆周运动。重力加速度g取，求： （1）为防止衣物脱离筒壁，求滚筒转动的最小角速度； （2）若滚筒转动的角速度为，求衣物转动到与竖直方向夹角为60°的B点时，衣物对筒壁的压力大小F； （3）在实际工作中发现，若衣物与筒壁间的动摩擦因数较小，衣物在转动过程中可能与筒壁发生相对滑动。已知衣物与筒壁间的动摩擦因数为，且滚筒转动的角速度从不会脱落的速度开始缓慢增大。衣物刚开始发生相对滑动时，滚筒的角速度大小与此时衣物所在位置（用其与圆心连线和竖直向上方向的夹角表示）。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 当衣物刚好不脱离筒壁时，最高点筒壁对衣物的支持力为0，重力提供向心力 【小问2详解】 在B点处，筒壁的支持力、摩擦力与重力的合力提供向心力： 沿半径方向 解得 根据牛顿第三定律，衣物对筒壁的压力大小等于筒壁对衣物的支持力大小，即 【小问3详解】 设衣物位置与竖直向上方向的夹角为， 当衣物刚要滑动的条件为，静摩擦力。 整理得 利用辅助角公式可求得，最大值为 对应角度满足： 则 此时 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $