精品解析：山东省潍坊市诸城繁华中学2025-2026学年高一下学期第二次月考物理试题

2025级高一下学期第2次月考 物理试题 （时间：90分钟满分：100分） 一、选择题（本题共12小题，共40分。其中1~8题为单项选择题，每小题3分，9~12题为多项选择题，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选和不选的得0分） 1. 如图所示是拖拉机拉着人群在水平冰面上的游戏画面。若人群在经过圆弧弯道的过程中，速度逐渐增大。则此过程中，人群受到的水平作用力符合实际的是（　　） A. B. C. D. 2. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A. 安装时A端比B端更远离圆心 B. 高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光 C. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 3. 如图所示，曲面上a、b两点离水平地面的高度分别为和，且，O点为曲面的最低点，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块由O运动到a的过程，增大曲面的粗糙程度时重力做功变大 B. 小滑块由O运动到a比由a运动到b的过程，重力势能的变化量大 C. 若取b点为零势能面，则小滑块在a点的重力势能大于在b点的重力势能 D. 无论选取何处作为零势能面，小滑块在b的重力势能均比在a点时的重力势能大 4. 2024年3月，我国获得国际电信联盟批准，取得了卫星通信的用户拨号码号和网络识别码号。卫星通信是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信，其特点是：通信范围大；可靠性高；能实现多址通信和多址联接。我国已经研发出全球首款支持卫星电话功能的手机，该功能直接将手机的电话信号发送至地球静止卫星，再由该卫星将信号转发到接收站。如图，E处为赤道附近的空旷地带，我维和人员在E处利用该款手机拨打卫星电话。已知地球自转的角速度为，地球的半径为R，地球的质量为M，万有引力常量为G。如果地球静止卫星F能接收到在E处所拨打的卫星电话，则EF间的最远距离为（　　） A. B. C. D. 5. 一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零 B. 小球过最高点的最小速度是 C. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小 6. 摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中、分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心、的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（　　） A. 在A、B没有发生相对滑动以前角速度之比为 B. 在A、B没有发生相对滑动以前线速度之比为 C. 在A、B没有发生相对滑动以前加速度之比为 D. 随着转速越来越大，先发生相对滑动 7. 如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为1.0×103m2的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速无关 B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为25kJ C. 此风力发电机发电的功率约为2.5kW D. 此风力发电机每小时发电量约为7.5kWh 8. 如图，水平轨道AD足够长，BC段部分粗糙且长度为，其余部分光滑。质量为1kg、长度为2L的均匀木板以的初速度穿过BC部分，木板与粗糙部分的动摩擦因数为，重力加速度g取，木板穿过粗糙段后的速度大小为（　　） A. 1m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 4m/s 9. 2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（ ） A. 鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B. 鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81：1 C. 鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 10. 如图，某次体能训练中，运动员拖着轮胎从静止开始沿笔直跑道匀加速奔跑，末轮胎速度大小为。已知轻绳与地面夹角，轻绳对轮胎的拉力大小为，，。下列说法正确的是（　　） A. 前内轻绳拉力对轮胎所做的功为 B. 第内运动员克服轻绳拉力所做的功为 C. 第末轻绳拉力对轮胎做功的功率为 D. 前内轻绳拉力对轮胎做功的功率为 11. 如图所示，水平地面上有一光滑弧形轨道与半径为r的光滑圆轨道平滑连接，且固定在同一个竖直面内。将一只质量为m的小球由圆弧轨道上某一高度处无初速度释放。为使小球在沿圆轨道运动时始终不脱离轨道，这个高度h的取值可为（　　） A. 2.7r B. 1.2r C. 1.6r D. 0.8r 12. 如图所示，DO是水平面，AB是斜面，滑块（可视为质点）从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小为v0。若已知该滑块与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（ ） A. 若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则恰好能滑到顶点A B. 若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则一定不能滑到顶点A C. 如果斜面改为AC，让滑块从A点由静止出发沿ACD下滑到D点的速度，大小一定为v0 D. 如果斜面改为圆弧轨道AEB，让滑块从A点由静止出发沿AEB滑动到D点的速度大小一定为v0 二、实验题（本题共2小题，共14分） 13. 图甲所示为向心力演示仪，长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心的距离之比为，图乙为三层塔轮的大小关系。使用该装置探究小球做圆周运动时所需向心力的大小F与它的质量m、角速度ω、半径r之间的关系。 （1）下列实验与本实验所采用的实验方法相同的是（ ） A. 探究两个互成角度力的合成规律 B. 探究弹簧弹力与弹簧形变量关系 C. 探究加速度与物体受力、物体质量关系 （2）在探究向心力的大小F与半径r的关系时，该同学需要把两个相同的小钢球分别放在B和C位置处，同时还需要将传动皮带调至________塔轮。 A. 第一层 B. 第二层 C. 第三层 （3）两个相同的小钢球分别放在A和C位置处，若此时传动皮带位于第二层塔轮，则两钢球的向心力大小之比________。 14. 如图甲所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。 （1）关于本实验，下列说法正确的有（　　） A. 为减小实验误差，应选用质量和密度较大的金属重锤作为重物 B. 为减小实验误差，可将“释放纸带前用手拉住纸带上端”改为“用固定的夹子夹住纸带上端” C. 必须用天平准确测量出重物的质量，否则无法进行验证 D. 应先释放重物，再立即接通打点计时器的电源 （2）某同学对打出的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个连续打出的点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重物的速度为____________m/s，若重物的质量为0.2kg，从O点下落到B点的过程中重力势能的减少量为____________J。（g=9.8m/s2，交流电源频率为50Hz，计算结果均保留3位有效数字） （3）某同学在纸带上选取了多个计数点，测量它们到初速度为零的起始点的距离h，并计算出打相应计数点时重物的速度v，描点并绘出v2-h的图像．若实验中重物所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图像是下列选项图中的（　　） A. B. C. D. 三、计算题（本题共4小题，共46分） 15. 波轮洗衣机中的脱水筒（图）在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动。求桶壁对它的静摩擦力和弹力的大小。在解答本题时可以选择表格中有用的数据。重力加速度g取10。 型号 ×× 额定电压、频率 ～220V、50 额定脱水功率 225W 质量 31 脱水转速 600 脱水筒尺寸 直径300，高370 外形尺寸 长555，宽510，高870 16. 如图所示，三颗质量均为的星球位于边长为的等边三角形的三个顶点上。如果它们中的每一颗都在相互的引力作用下沿外接于等边三角形的圆轨道运行而保持等边三角形不变，已知引力常量为，求： （1）其中一个星球受到另外两个星球的万有引力的合力大小 （2）它们运行的速度大小 17. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.20m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.5，B与转盘间的动摩擦因数为0.18，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）。 （1）当B与地面之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度； （3）试通过计算写出关系式。 18. 如图所示，在光滑水平地面上，右端有一竖直半圆轨道与地面平滑连接，半径；左端有一倾角的传送带，以的速度逆时针匀速转动，传送带与地面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接。可视为质点的A、B两滑块的质量均为，两滑块间夹着被压缩的轻质弹簧，弹簧的弹性势能。现同时释放滑块，两滑块与弹簧分离时速率相等，B恰好能通过轨道的最高点P。已知A与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，，传送带足够长。求： （1）两滑块与弹簧分离时的速率； （2）B在半圆轨道运动过程中克服阻力做的功； （3）A距离地面的最大高度； （4）A与传送带接触过程中产生的热量。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025级高一下学期第2次月考 物理试题 （时间：90分钟满分：100分） 一、选择题（本题共12小题，共40分。其中1~8题为单项选择题，每小题3分，9~12题为多项选择题，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选和不选的得0分） 1. 如图所示是拖拉机拉着人群在水平冰面上的游戏画面。若人群在经过圆弧弯道的过程中，速度逐渐增大。则此过程中，人群受到的水平作用力符合实际的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】人群受到的摩擦阻力与运动方向（切线方向）相反，人群做曲线运动，合力（图中与的合力）方向位于轨迹的凹侧，由于速度逐渐增大，所以合力的方向与速度方向的夹角应小于。 故选D。 2. 如图为自行车气嘴灯及其结构图，弹簧一端固定在A端，另一端拴接重物，当车轮高速旋转时，LED灯就会发光。下列说法正确的是（　　） A. 安装时A端比B端更远离圆心 B. 高速旋转时，重物由于受到离心力的作用拉伸弹簧从而使触点接触，电路导通，LED灯发光 C. 增大重物质量可使LED灯在较低转速下也能发光 D. 匀速行驶时，若LED灯转到最低点时能发光，则在最高点时也一定能发光 【答案】C 【解析】 【详解】A．要使物体做离心运动，MN接触，则，应该A端靠近圆心，故A错误； B．转速越大，所需要的向心力越大，弹簧拉伸越长，MN接触就会发光，不能说物体受到离心力，故B错误； C．在最低点时 解得 增大质量，可以使LED灯在较低转速下也能发光，故C正确； D．在最高点时 匀速行驶时，最低点弹簧弹力大于最高点弹簧弹力，因此最高点不一定发光，故D错误。 故选C。 3. 如图所示，曲面上a、b两点离水平地面的高度分别为和，且，O点为曲面的最低点，下列说法正确的是（　　） A. 小滑块由O运动到a的过程，增大曲面的粗糙程度时重力做功变大 B. 小滑块由O运动到a比由a运动到b的过程，重力势能的变化量大 C. 若取b点为零势能面，则小滑块在a点的重力势能大于在b点的重力势能 D. 无论选取何处作为零势能面，小滑块在b的重力势能均比在a点时的重力势能大 【答案】D 【解析】 【详解】A．小滑块由O运动到a的过程，重力做功为 与曲线的粗糙程度无关，故A错误； B．小滑块由O运动到a重力势能减少 小滑块由a运动到b重力势能减少 所以小滑块由O运动到a比由a运动到b的过程，重力势能的变化量小，故B错误； C．若以b点为零势能平面，根据 Ep=mgh 知，a点的重力势能为 b点的重力势能为0，所以小滑块在a点的重力势能小于在b点的重力势能，故C错误； D．因为b点比a点离地面的高度高，无论以何处为参考平面，小球在b点的重力势能均比a点大，故D正确。 故选D。 4. 2024年3月，我国获得国际电信联盟批准，取得了卫星通信的用户拨号码号和网络识别码号。卫星通信是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信，其特点是：通信范围大；可靠性高；能实现多址通信和多址联接。我国已经研发出全球首款支持卫星电话功能的手机，该功能直接将手机的电话信号发送至地球静止卫星，再由该卫星将信号转发到接收站。如图，E处为赤道附近的空旷地带，我维和人员在E处利用该款手机拨打卫星电话。已知地球自转的角速度为，地球的半径为R，地球的质量为M，万有引力常量为G。如果地球静止卫星F能接收到在E处所拨打的卫星电话，则EF间的最远距离为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】设地球静止卫星F的轨道半径为，由万有引力提供向心力可得 解得 如果静止卫星F能接收到此人在E处所拨打的卫星电话，则EF的连线不被地球遮挡，故EF最远时，EF的连线与地球相切，由几何关系得EF间的最远距离为 联立可得 故选A。 5. 一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是（　　） A. 小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零 B. 小球过最高点的最小速度是 C. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小 【答案】A 【解析】 【详解】AB．轻杆可对小球产生向上的支持力，小球经过最高点的速度可以为零，当小球过最高点的速度v＝时，杆所受的弹力等于零，A正确，B错误； CD．若v＜，则杆在最高点对小球的弹力竖直向上 mg－F＝m 随v增大，F减小； 若v＞，则杆在最高点对小球的弹力竖直向下 mg＋F＝m 随v增大，F增大，故CD均错误。 故选A。 6. 摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示的两个水平放置的轮盘靠摩擦力传动，其中、分别为两轮盘的轴心，已知两个轮盘的半径比，且在正常工作时两轮盘不打滑。今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块A、B，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相同，两滑块距离轴心、的间距。若轮盘乙由静止开始缓慢地转动起来，且转速逐渐增加，则下列叙述正确的是（　　） A. 在A、B没有发生相对滑动以前角速度之比为 B. 在A、B没有发生相对滑动以前线速度之比为 C. 在A、B没有发生相对滑动以前加速度之比为 D. 随着转速越来越大，先发生相对滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题意可知，两轮盘边缘的线速度大小相等，则根据可知，两个轮盘的角速度之比为 所以在A、B没有发生相对滑动以前角速度之比为，故A错误； B．根据可知，在A、B没有发生相对滑动以前线速度之比为，故B错误； C．根据可知，在A、B没有发生相对滑动以前加速度之比为，故C正确； D．当滑块B即将发生相对滑动时，有 解得 此时滑块A的向心力为 即此时滑块A还没有产生滑动，所以随着转速越来越大，B先发生相对滑动，故D错误。 故选C。 7. 如图，某地有一风力发电机，它的叶片转动时可形成面积为1.0×103m2的圆面。某时间内该地区的风速是5.0m/s，风向恰好跟叶片转动的圆面垂直，已知空气的密度为1.2kg/m3，假如这个风力发电机能将此圆内10%的空气动能转化为电能。下列说法正确的是（　　） A. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速无关 B. 单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为25kJ C. 此风力发电机发电的功率约为2.5kW D. 此风力发电机每小时发电量约为7.5kWh 【答案】D 【解析】 【详解】A．单位时间内风力发电机叶片圆面的气流的体积为V0=vS 可知单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的体积与风速有关，故A错误； B．单位时间内冲击风力发电机叶片圆面的气流的动能为 其中单位时间内气流的质量为m=ρV0 联立解得Ek=75kJ，故B错误； C．此风力发电机发电的功率约为 其中单位时间内Δt=1s，解得，故C错误； D．此风力发电机每小时发电量约为，故D正确。 故选D。 8. 如图，水平轨道AD足够长，BC段部分粗糙且长度为，其余部分光滑。质量为1kg、长度为2L的均匀木板以的初速度穿过BC部分，木板与粗糙部分的动摩擦因数为，重力加速度g取，木板穿过粗糙段后的速度大小为（　　） A. 1m/s B. 2m/s C. 3m/s D. 4m/s 【答案】C 【解析】 【详解】木板穿过段所受摩擦力随位移变化如图所示 图像与坐标轴围成的面积表示物体克服摩擦力做的功，根据动能定理有 解得 故选C。 9. 2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（ ） A. 鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B. 鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81：1 C. 鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D. 鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 【答案】BD 【解析】 【详解】A．鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→C→B做减速运动，从B→D→A做加速运动，则从C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于12h，故A错误； B．鹊桥二号在A点根据牛顿第二定律有 同理在B点有 带入题中数据联立解得 aA：aB = 81：1 故B正确； C．由于鹊桥二号做曲线运动，则可知鹊桥二号速度方向应为轨迹的切线方向，则可知鹊桥二号在C、D两点的速度方向不可能垂直于其与月心的连线，故C错误； D．由于鹊桥二号环绕月球运动，而月球为地球的“卫星”，则鹊桥二号未脱离地球的束缚，故鹊桥二号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故D正确。 故选BD。 10. 如图，某次体能训练中，运动员拖着轮胎从静止开始沿笔直跑道匀加速奔跑，末轮胎速度大小为。已知轻绳与地面夹角，轻绳对轮胎的拉力大小为，，。下列说法正确的是（　　） A. 前内轻绳拉力对轮胎所做的功为 B. 第内运动员克服轻绳拉力所做的功为 C. 第末轻绳拉力对轮胎做功的功率为 D. 前内轻绳拉力对轮胎做功的功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】AD．前内的位移为 前内轻绳拉力对轮胎所做的功为 前内轻绳拉力对轮胎做功的功率为 故AD正确； B．加速度大小为 则第2s末的速度大小为 则第3s内的位移为 可知第内运动员克服轻绳拉力所做的功为 故B错误； C．第末轻绳拉力对轮胎做功的功率为 故C错误。 故选AD。 11. 如图所示，水平地面上有一光滑弧形轨道与半径为r的光滑圆轨道平滑连接，且固定在同一个竖直面内。将一只质量为m的小球由圆弧轨道上某一高度处无初速度释放。为使小球在沿圆轨道运动时始终不脱离轨道，这个高度h的取值可为（　　） A. 2.7r B. 1.2r C. 1.6r D. 0.8r 【答案】AD 【解析】 【详解】小球可能做完整的圆周运动，刚好不脱离圆轨时，在圆轨道最高点重力提供向心力 由机械能守恒得 解得 也可能不超过与圆心等高处，由机械能守恒得 解得 综上得为使小球在沿圆轨道运动时始终不离开轨道，高度h的取值范围为或，故选AD。 12. 如图所示，DO是水平面，AB是斜面，滑块（可视为质点）从A点由静止出发沿ABD滑动到D点的速度大小为v0。若已知该滑块与斜面、水平面和圆弧轨道之间的动摩擦因数处处相同且不为零，轨道转折处平滑相接。下列说法正确的是（ ） A. 若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则恰好能滑到顶点A B. 若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则一定不能滑到顶点A C. 如果斜面改为AC，让滑块从A点由静止出发沿ACD下滑到D点的速度，大小一定为v0 D. 如果斜面改为圆弧轨道AEB，让滑块从A点由静止出发沿AEB滑动到D点的速度大小一定为v0 【答案】BC 【解析】 【详解】C．如图 题中滑块（可视为质点）从A点由静止出发沿ABD滑动到D点，有 即有 可见与α无关，假设同样条件沿ACD，则有 即有 说明从A到D，其他条件不变情况下，与路径无关，C正确； AB．若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，由功能关系可得 可得，若让滑块从D点以速度v0出发，沿DBA滑动，则一定不能滑到顶点A，A错误、B正确； D．该让滑块从A点由静止出发沿AEB滑动到D点，沿DEA滑动，由于物体在圆弧轨道时，压力大于在斜面上的压力，所以摩擦力做的功更多，故该物体到D点速度要比v0小，D错误。 故选BC。 二、实验题（本题共2小题，共14分） 13. 图甲所示为向心力演示仪，长槽的A、B处和短槽的C处到各自转轴中心的距离之比为，图乙为三层塔轮的大小关系。使用该装置探究小球做圆周运动时所需向心力的大小F与它的质量m、角速度ω、半径r之间的关系。 （1）下列实验与本实验所采用的实验方法相同的是（ ） A. 探究两个互成角度力的合成规律 B. 探究弹簧弹力与弹簧形变量关系 C. 探究加速度与物体受力、物体质量关系 （2）在探究向心力的大小F与半径r的关系时，该同学需要把两个相同的小钢球分别放在B和C位置处，同时还需要将传动皮带调至________塔轮。 A. 第一层 B. 第二层 C. 第三层 （3）两个相同的小钢球分别放在A和C位置处，若此时传动皮带位于第二层塔轮，则两钢球的向心力大小之比________。 【答案】（1）C （2）A （3） 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系，采用的实验方法是控制变量法。 A．探究两个互成角度的力的合成规律，采用的是等效替代的实验方法，故A错误； B．探究弹簧弹力与弹簧形变量关系，并没有采用控制变量法，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系，采用的实验方法是控制变量法，故C正确。 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，此时探究的是向心力大小与半径的关系，将控制两小球做圆周运动的角速度相等，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。 故选A。 【小问3详解】 两个相同的小钢球分别放在A和C位置处，此时传动皮带位于第二层塔轮，则塔轮半径之比为2:1，根据可知，角速度之比为1:2，根据向心力公式 可知向心力之比为1:4。 14. 如图甲所示为“验证机械能守恒定律”的实验装置。 （1）关于本实验，下列说法正确的有（　　） A. 为减小实验误差，应选用质量和密度较大的金属重锤作为重物 B. 为减小实验误差，可将“释放纸带前用手拉住纸带上端”改为“用固定的夹子夹住纸带上端” C. 必须用天平准确测量出重物的质量，否则无法进行验证 D. 应先释放重物，再立即接通打点计时器的电源 （2）某同学对打出的纸带进行测量分析，如图乙所示，其中O点为起始点，A、B、C、D、E、F为六个连续打出的点，根据纸带上的测量数据，可得出打B点时重物的速度为____________m/s，若重物的质量为0.2kg，从O点下落到B点的过程中重力势能的减少量为____________J。（g=9.8m/s2，交流电源频率为50Hz，计算结果均保留3位有效数字） （3）某同学在纸带上选取了多个计数点，测量它们到初速度为零的起始点的距离h，并计算出打相应计数点时重物的速度v，描点并绘出v2-h的图像．若实验中重物所受阻力不可忽略，且阻力大小保持不变，从理论上分析，合理的v2-h图像是下列选项图中的（　　） A. B. C. D. 【答案】（1）AB （2） ①. 1.84 ②. 0.349 （3）A 【解析】 【小问1详解】 A．选用质量和密度较大的金属重锤作为重物能够减小实验误差，故A正确； B．为减小实验误差，可将“释放纸带前用手拉住纸带上端”改为“用固定的夹子夹住纸带上端”，故B正确； C．本实验是验证单个物体的机械能守恒，在守恒方程两侧质量可以消去，不需要测量，故C错误； D．为充分利用纸带，做实验时，先接通打点计时器的电源，再释放重物，故D错误。 故选AB。 【小问2详解】 [1]由题知，频率为50Hz，则相邻计数点的时间间隔为 根据匀变速直线运动规律可得打B点时重物的速度为 [2]从O点下落到B的过程中重力势能的减少量为 【小问3详解】 根据动能定理有 变形得 故选A。 三、计算题（本题共4小题，共46分） 15. 波轮洗衣机中的脱水筒（图）在脱水时，衣服紧贴在筒壁上做匀速圆周运动。某洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，有一质量的硬币被甩到桶壁上，随桶壁一起做匀速圆周运动。求桶壁对它的静摩擦力和弹力的大小。在解答本题时可以选择表格中有用的数据。重力加速度g取10。 型号 ×× 额定电压、频率 ～220V、50 额定脱水功率 225W 质量 31 脱水转速 600 脱水筒尺寸 直径300，高370 外形尺寸 长555，宽510，高870 【答案】0.06N，3.55N 【解析】 【详解】脱水筒的转速 角速度 由题意知，脱水筒的直径d=300mm，半径r=150mm=0.15m，筒壁对硬币的弹力提供硬币做圆周运动的向心力，所以 硬币在竖直方向上静摩擦力和硬币的重力平衡，筒壁对它的静摩擦力 16. 如图所示，三颗质量均为的星球位于边长为的等边三角形的三个顶点上。如果它们中的每一颗都在相互的引力作用下沿外接于等边三角形的圆轨道运行而保持等边三角形不变，已知引力常量为，求： （1）其中一个星球受到另外两个星球的万有引力的合力大小 （2）它们运行的速度大小 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 根据万有引力定律，任意两颗星球之间的万有引力，方向沿着它们的连线 则一个星球受到另外两个星球的万有引力的合力大小 【小问2详解】 设它们运行的轨道半径为r，根据几何关系有 解得 根据万有引力提供向心力有 解得 17. 如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.20m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.5，B与转盘间的动摩擦因数为0.18，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s2）。 （1）当B与地面之间的静摩擦力达到最大值时，求转盘的角速度； （2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度； （3）试通过计算写出关系式。 【答案】(1)； (2)6.4N，； (3)见详解 【解析】 【详解】（1）当B物体将要发生滑动时，对AB物体 有 解得 ω1=3rad/s （2） 当A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时，A将要脱离B物体，此时角速度由 有 解得 ω2=5rad/s 此时对AB整体有 解得 F=6.4N （3）如（1）（2）问所求 当0≤ω≤ω1 时 F=0 当ω1＜ω≤ω2 时 =0.4ω2-3.6 (N) 当ω2＜ω时，A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力，A脱离B物体，此时只有B物体做匀速圆周运动，有牛顿第二定律有 F+μ1mg=mω2r 当绳子拉力达到最大值时 =7rad/s 所以，当ω2＜ω≤ω3时 F=mω2r－μ1mg=0.2ω2-1.8 (N) 18. 如图所示，在光滑水平地面上，右端有一竖直半圆轨道与地面平滑连接，半径；左端有一倾角的传送带，以的速度逆时针匀速转动，传送带与地面通过半径可忽略的光滑小圆弧平滑连接。可视为质点的A、B两滑块的质量均为，两滑块间夹着被压缩的轻质弹簧，弹簧的弹性势能。现同时释放滑块，两滑块与弹簧分离时速率相等，B恰好能通过轨道的最高点P。已知A与传送带间的动摩擦因数，重力加速度，，，传送带足够长。求： （1）两滑块与弹簧分离时的速率； （2）B在半圆轨道运动过程中克服阻力做的功； （3）A距离地面的最大高度； （4）A与传送带接触过程中产生的热量。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 由两物体质量相同，所受合力等大反向（合力均为弹簧弹力），即二者与弹簧作用过程运动规律相同，故两物体与弹簧分离时速度大小相同且速度大小设为v，由能量守恒有 解得 【小问2详解】 题意知B恰好能通过轨道的最高点P，则在P点有 由动能定理有 解得 【小问3详解】 A在传送带上有 A从滑上传送带到与传送带共速用时 该段时间A的位移 由于 则共速后A做减速运动，则有 则A减速到0的时间 该段时间A的位移 则A距离地面的最大高度 联立解得 【小问4详解】 时间内传送带位移 时间内物块与传送带的相对位移 时间内传送带位移 时间内物块与传送带的相对位移 物块从减速到0反向加速到传送带低端时有 时间内传送带位移 时间内物块与传送带的相对位移 故整个过程产生的热量 联立以上解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $