精品解析：广东实验中学2025-2026学年高一下学期中段模块考试物理试题

广东实验中学2025—2026学年（下）高一级中段模块考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。 2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 第一部分选择题（共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 做抛体运动的物体所受合力可能为零 B. 在平抛运动中，任意相同的时间内物体速度的变化量一定相同 C. 斜上抛运动的物体上升到最高点时速度为零 D. 卡文迪许利用扭秤实验发现了万有引力定律 【答案】B 【解析】 【详解】A．抛体运动的定义是物体以一定初速度抛出后，仅受重力作用的运动，合力为重力，不可能为零，故A错误； B．平抛运动是匀变速曲线运动，加速度恒为重力加速度，由速度变化量公式 可知任意相同时间内，速度变化量的大小、方向均相同，故B正确； C．斜上抛运动水平方向做匀速直线运动，上升到最高点时竖直分速度为零，但水平分速度不为零，因此合速度不为零，故C错误； D．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤实验仅测出了引力常量，故D错误。 故选B。 2. 由于“神舟二十号”飞船的舷窗出现贯穿性裂纹，2025年11月14日傍晚，神舟二十号的航天员搭乘“神舟二十一号”安全返回。如图所示是空间站和“神舟二十一号”飞船绕地球运动的轨道示意图，二者均沿顺时针方向运动。下列说法正确的是（ ） A. “神舟二十一号”的向心加速度比空间站的向心加速度大 B. “神舟二十一号”的运行周期比空间站大 C. “神舟二十一号”的运行速度比空间站小 D. “神舟二十一号”和空间站均处于完全失重，所以不受重力 【答案】A 【解析】 【详解】A．由向心加速度公式化简得，所以轨道半径越小向心加速度越大，故“神舟二十一号”的向心加速度比空间站的大，A正确； B．由周期公式化简得 ，所以轨道半径越小运行周期越小，故“神舟二十一号”的运行周期比空间站小，B错误； C．由线速度公式化简得，所以轨道半径越小运行线速度越大，故“神舟二十一号”的运行速度比空间站大，C错误； D．“神舟二十一号”和空间站均处于完全失重状态，本质是重力全部提供做圆周运动的向心力，并非不受重力，D错误。 故选 A。 3. 有一个质量为的质点在平面内运动，在方向的位移图像和方向的速度图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 质点做匀变速直线运动 B. 质点所受的合外力大小为 C. 0时刻质点的速度大小为 D. 前2 s内质点的位移大小为8 m 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．从题图甲知质点在方向上做匀速直线运动，速度 从题图乙知质点在方向上做匀加速直线运动，初速度为 加速度大小 则可知0时刻，即质点初速度大小 设初速度方向与正方向成，则 可得 合力大小 方向为正方向，由力与运动的关系知质点做匀变速曲线运动，故AB错误，C正确； D．前2s内，方向位移大小 方向位移大小 则2s内质点的位移大小为。故D错误。 故选C。 4. 如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为某火星探测器的两个轨道，相切于P点，图中两阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积。设该探测器在Ⅰ、Ⅱ轨道近火点P的速度分别为、，加速度分别为、。近火点P到火星中心的距离为，火星质量为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 两阴影部分的面积一定相等 B. C. D. ， 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，对于同一轨道，探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积相等。但轨道I和轨道II是不同的轨道，故两阴影部分的面积不一定相等，故A错误； B．根据牛顿第二定律和万有引力定律有 解得 在P点，探测器与火星的距离相同，故加速度大小相等，故B错误； C．过P点的圆周轨道满足 解得 根据变轨原理可知，故C错误； D．探测器从Ⅰ轨道变轨到Ⅱ轨道，需过P点减速，探测器从Ⅱ轨道变轨到过P点的圆周轨道，同样在P点减速，则，，故D正确； 故选D。 5. 滑板运动员由高台上水平滑出，在P点接触斜面时速度方向恰好沿斜面方向，忽略空气阻力，如图a所示，然后沿斜面无摩擦滑下，图中的图像是描述运动员沿x方向和y方向运动的图像，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】运动员在到达P点前做平抛运动，方向做匀速直线运动，方向做自由落体运动。当运动员滑上斜面后，做匀加速直线运动，加速度，水平方向的加速度，竖直方向上的加速度，则、方向都做匀加速直线运动，但加速度小于重力加速度。所以在方向上先做自由落体运动，然后做匀加速直线运动，匀加速直线运动的加速度小于，则图线斜率小于自由落体运动的图线斜率。方向上先做匀速直线运动，然后做匀加速直线运动。 故选D。 6. 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，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. 若小球过最低点时的速度大小变为原来的2倍则杆对球的作用力小于原来的4倍 D. 若小球过最低点时的速度为则杆对球的作用力大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球与轻杆连接，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 若小球过最低点时的速度大小变为原来的2倍则杆对球的作用力，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。 7. 智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，将带有滑轮的短杆一端穿入腰带外侧轨道，另一端悬挂一根带有配重的轻绳，将腰带水平系在腰间，通过人体扭动，配重会随短杆做水平匀速圆周运动。其简化模型如图乙所示，悬挂点到腰带中心点O的距离，绳子与竖直方向夹角为，绳长，可视为质点的配重质量，重力加速度，，，下列说法正确的是（ ） A. 匀速转动时，配重受到的合力恒定不变 B. 缓慢增大转速，则身体对腰带的摩擦力变大 C. 若增加配重的质量而转速保持不变，则增大 D. 当使用者掌握好锻炼节奏后能够使稳定在，此时配重的角速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．匀速转动时，配重受到的合力提供向心力，其大小不变，方向变化，故A错误； B．竖直方向分析有， 缓慢增大转速，f不变，即身体对腰带的摩擦力不变，故B错误； C．由B项表达式解得 若增加配重的质量而转速保持不变，则不变，故C错误； D．对配重，根据牛顿第二定律可得 解得，故D正确。 故选D。 二、多项选择题（共3小题，每小题6分，共18分。选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 如图甲，火车转弯速度小于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的线速度大小不相等 D. 如图丁，衣服在洗衣机滚筒内壁做匀速圆周运动时，衣服上的水受离心力的作用做离心运动 【答案】AC 【解析】 【详解】A．火车转弯时，若以规定速度行驶，重力与轨道支持力的合力恰好提供向心力 当行驶速度小于规定速度时，所需向心力小于重力与支持力的合力，内轨会对轮缘产生向外的挤压作用来抵消多余的合力，故A正确； B．汽车通过拱桥最高点时，向心力竖直向下，由牛顿第二定律有 解得支持力，可知支持力小于重力，故B错误； C．对圆锥摆受力分析，重力与摆线拉力的合力提供向心力 设圆锥高为，圆周运动半径 由，代入的表达式得 两圆锥摆高相同、夹角不同，故线速度大小不相等，C正确； D．衣服上的水做离心运动是因为所受的力不足以提供做圆周运动的向心力，离心是一种效果，而不是一种力，故D错误。 故选 AC。 9. “古有司南，今有北斗”，如图甲所示的北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”，组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径越大，线速度越小，卫星运行状态视为匀速圆周运动，图像如图乙所示，图中R为地球半径，为北斗星座卫星的运行轨道半径，图中物理量单位均为国际单位，引力常量为G，忽略地球自转。则（ ） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 地球表面的重力加速度为 D. 北斗星座卫星的加速度为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．根据万有引力提供向心力有 当r=R时，可得，故A错误，B正确； C．根据 解得，故C正确； D．对北斗星座GEO卫星根据 可得GEO卫星的加速度大小为，故D错误； 故选BC。 10. 我国跳台滑雪运动员正在积极备战2022年北京冬奥会，比赛中的跳台由助滑道、起跳区、着陆坡和停止区组成。运动员以水平初速度v从起跳区边缘A点飞出直至落在着陆坡上B点的过程中，相关数据可由传感器实时测量记录，运动员的水平位移x随时间t变化的图像如图乙所示，下落高度h随时间t变化的图像如图丙所示，两图中的虚线为模拟运动员不受空气阻力时的情形，实线为运动员受到空气阻力时的情形，两类情形下运动员在空中飞行的时间相同，均为t0=3s，斜坡足够长，重力加速度大小g=10m/s2，则（　　） A. 因两类情况下运动员位移的方向相同，所以 B. 两类情况下滑雪运动员着陆时速度方向一定相同 C. 滑雪运动员水平初速度v=20m/s D. 两类情况下滑雪运动员在着陆坡上落点间的距离为3m 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】A．因为两类情况都是落在斜坡上，即位移方向与斜坡夹角相同，所以 A正确； B．在有阻力的情况下，水平、竖直方向的速度会减小，因位移−时间图像的斜率表示速度，由图乙、丙可知，两种情况落在斜坡上时，水平方向和竖直方向速度减小的情况不同，所以两类情况下滑雪运动员着陆时速度方向不一定相同，B错误； C．运动员在不受阻力时，水平方向的位移 x0=vt0 竖直方向的位移 又 解得 v=20m/s x0=60m h0=45m C正确； D．设运动员不受空气阻力和受空气阻力时的位移分别为s0和s，落在着陆坡上落点间的距离为Δs，由位移合成可得没有空气阻力时 有空气阻力时 所以 Δs=75m−72m=3m D正确。 故选ACD。 第二部分非选择题（54分） 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某实验小组用频闪照相的方法研究平抛运动。该组同学得到小球运动过程中O、a、b、c四个点，以O为原点，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴，其他点的坐标位置如图所示，不计空气阻力。根据图像中的数据可知（）（以下计算结果均保留两位有效数字）： （1）小球做平抛运动的初速度大小为________； （2）小球过b点的速度大小为________； （3）小球从开始抛出到运动到b点所用的时间________s。 【答案】（1）2.5 （2）3.5 （3）0.25 【解析】 【小问1详解】 由图可知a、b、c三点相邻两点间水平距离相同，则相邻两点间的时间间隔相同，均设为T，根据运动学规律有 解得 所以小球平抛的初速度为 【小问2详解】 小球在b点的竖直分速度为 小球过b点的速度为 【小问3详解】 小球从抛出点到b点所经历的时间为 12. 如图光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力的大小；宽为d的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为L的另一端，砝码做圆周运动的半径为r，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度。 （1）本实验主要采用的方法为_____。 （2）调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，则此时挡光杆的线速度大小为____，砝码做圆周运动的角速度大小为__（用题目给定的符号表示）。 （3）小组同学先让一个砝码做半径r为0.14 m的水平面内的匀速圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变，再将运动的半径r分别调整为0.12 m、0.10 m、0.08 m、0.06 m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。 （4）对①图线的数据进行处理，获得了图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标代表的是______。（选填“”，“”，“”，“”） （5）对5条图线进行比较分析，可以得出一定时，的结论。请你简要说明得到结论的方法________。 【答案】 ①. 控制变量法 ②. ③. ④. ⑤. 在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力与半径的数据，在坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明与成正比 【解析】 【详解】（1）[1]探究一个物理量与多个物理量之间的关系时，需要用控制变量法。 （2）[2]根据题意可知，经过光电门时的速度为 [3] 由公式可知，砝码做圆周运动的角速度大小为 （4）[4]根据题意，由向心力公式可得，图像横坐标代表的是 （5）[5]在图像中找到同一个对应的向心力，根据5组向心力与半径的数据，在坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明与成正比。 四、计算题（共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面处自由下落，经过时间落到星球表面，无空气阻力。已知这个行星的半径为，，万有引力常量为，不考虑行星的自转，求： （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的平均密度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球自由下落，由自由落体公式 解得行星表面重力加速度 【小问2详解】 在行星表面有，解得 行星体积为 平均密度为 解得 14. 游乐场中的圆锥体形“魔盘”，正视纵截面可简化为图乙的等腰三角形。质量的小孩（可视为质点）坐在魔盘斜面上的某一位置，当魔盘绕其中心竖直轴转动时，随着角速度的缓慢增大，小孩受到的静摩擦力f与的关系如图丙所示，取重力加速度。求： （1）魔盘斜面与水平面间的夹角； （2）小孩做圆周运动的半径R； （3）已知小孩与魔盘问的动摩擦因数，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩能随魔盘一起转动而不相对滑动的最大角速度。 【答案】（1）30° （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由图丙可知：魔盘不转时，小孩受到的静摩擦力大小为 根据 解得 【小问2详解】 小孩做圆周运动的半径为R，出图丙可知，魔盘转动时，小孩受到的摩擦力大小为，则， 解得 【小问3详解】 小孩刚好不相对魔盘滑动时，则，， 解得 15. 我国“深海勇士”号母船在执行海底热液区科考任务时，采用一种“无扰动样本回收装置”，如图所示，下潜器在深海中将A点沿水平方向抛出一个质量为的样本舱，样本舱恰好无碰撞地沿圆弧切线从C点进入竖直光滑圆弧轨道CB，轨道最低点为B，样本舱到达B点的速度大，圆弧对应的圆心，圆弧半径，A、C间的竖直高度，样本舱离开B点后进入缓冲水平直轨道BD和斜面DE（样本舱经过各段轨道衔接处的速度大小不变），最终自动锁定在海底实验平台上。已知直线轨道BD段长度为，斜面DE的倾角，斜面足够长，样本舱与BD、DE接触面的动摩擦因数均为，样本舱受海水浮力，忽略海水阻力，，，，求：（计算结果可以用根号表示） （1）样本舱到达C点时的速度大小； （2）样本舱在圆弧轨道B点受到的弹力N的大小； （3）样本舱在斜面DE上运动的时间t。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对于样本舱，由到做类平抛运动，根据牛顿第二定律得 竖直方向上有 在点时有 解得 【小问2详解】 根据牛顿第二定律有 所以 【小问3详解】 在上运动的过程中，根据牛顿第二定律有 解得 根据速度—位移公式有 代入数据解得 样本舱沿斜面上滑时，根据牛顿第二定律得 解得 根据匀变速直线运动规律有， 解得， 由于 样本舱会沿着斜面向下滑行，下滑过程，有 解得 根据位移公式有 解得 样本舱回到点时的速度 样本舱继续向左滑行的加速度大小为，设样本舱再经过停止运动，则 解得 所以样本舱不会再返回斜面，故样本舱在斜面上滑行的时间 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广东实验中学2025—2026学年（下）高一级中段模块考试 物理 注意事项： 1．答卷前，考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、考号填写在答题卷上。 2．选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卷上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；不能答在试卷上。 3．非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 第一部分选择题（共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1. 下列说法正确的是（ ） A. 做抛体运动的物体所受合力可能为零 B. 在平抛运动中，任意相同的时间内物体速度的变化量一定相同 C. 斜上抛运动的物体上升到最高点时速度为零 D. 卡文迪许利用扭秤实验发现了万有引力定律 2. 由于“神舟二十号”飞船的舷窗出现贯穿性裂纹，2025年11月14日傍晚，神舟二十号的航天员搭乘“神舟二十一号”安全返回。如图所示是空间站和“神舟二十一号”飞船绕地球运动的轨道示意图，二者均沿顺时针方向运动。下列说法正确的是（ ） A. “神舟二十一号”的向心加速度比空间站的向心加速度大 B. “神舟二十一号”的运行周期比空间站大 C. “神舟二十一号”的运行速度比空间站小 D. “神舟二十一号”和空间站均处于完全失重，所以不受重力 3. 有一个质量为的质点在平面内运动，在方向的位移图像和方向的速度图像分别如图甲、乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 质点做匀变速直线运动 B. 质点所受的合外力大小为 C. 0时刻质点的速度大小为 D. 前2 s内质点的位移大小为8 m 4. 如图所示，Ⅰ轨道和Ⅱ轨道为某火星探测器的两个轨道，相切于P点，图中两阴影部分为探测器与火星的连线在相等时间内扫过的面积。设该探测器在Ⅰ、Ⅱ轨道近火点P的速度分别为、，加速度分别为、。近火点P到火星中心的距离为，火星质量为，引力常量为。下列说法正确的是（ ） A. 两阴影部分的面积一定相等 B. C. D. ， 5. 滑板运动员由高台上水平滑出，在P点接触斜面时速度方向恰好沿斜面方向，忽略空气阻力，如图a所示，然后沿斜面无摩擦滑下，图中的图像是描述运动员沿x方向和y方向运动的图像，其中正确的是（ ） A. B. C. D. 6. 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，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. 若小球过最低点时的速度大小变为原来的2倍则杆对球的作用力小于原来的4倍 D. 若小球过最低点时的速度为则杆对球的作用力大小为 7. 智能呼啦圈轻便美观，深受大众喜爱。如图甲，将带有滑轮的短杆一端穿入腰带外侧轨道，另一端悬挂一根带有配重的轻绳，将腰带水平系在腰间，通过人体扭动，配重会随短杆做水平匀速圆周运动。其简化模型如图乙所示，悬挂点到腰带中心点O的距离，绳子与竖直方向夹角为，绳长，可视为质点的配重质量，重力加速度，，，下列说法正确的是（ ） A. 匀速转动时，配重受到的合力恒定不变 B. 缓慢增大转速，则身体对腰带的摩擦力变大 C. 若增加配重的质量而转速保持不变，则增大 D. 当使用者掌握好锻炼节奏后能够使稳定在，此时配重的角速度 二、多项选择题（共3小题，每小题6分，共18分。选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分） 8. 以下是我们所研究的有关圆周运动的基本模型，如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 如图甲，火车转弯速度小于规定速度行驶时，内轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的线速度大小不相等 D. 如图丁，衣服在洗衣机滚筒内壁做匀速圆周运动时，衣服上的水受离心力的作用做离心运动 9. “古有司南，今有北斗”，如图甲所示的北斗卫星导航系统入选“2022全球十大工程成就”，组成北斗卫星导航系统的卫星运行轨道半径越大，线速度越小，卫星运行状态视为匀速圆周运动，图像如图乙所示，图中R为地球半径，为北斗星座卫星的运行轨道半径，图中物理量单位均为国际单位，引力常量为G，忽略地球自转。则（ ） A. 地球的质量为 B. 地球的质量为 C. 地球表面的重力加速度为 D. 北斗星座卫星的加速度为 10. 我国跳台滑雪运动员正在积极备战2022年北京冬奥会，比赛中的跳台由助滑道、起跳区、着陆坡和停止区组成。运动员以水平初速度v从起跳区边缘A点飞出直至落在着陆坡上B点的过程中，相关数据可由传感器实时测量记录，运动员的水平位移x随时间t变化的图像如图乙所示，下落高度h随时间t变化的图像如图丙所示，两图中的虚线为模拟运动员不受空气阻力时的情形，实线为运动员受到空气阻力时的情形，两类情形下运动员在空中飞行的时间相同，均为t0=3s，斜坡足够长，重力加速度大小g=10m/s2，则（　　） A. 因两类情况下运动员位移的方向相同，所以 B. 两类情况下滑雪运动员着陆时速度方向一定相同 C. 滑雪运动员水平初速度v=20m/s D. 两类情况下滑雪运动员在着陆坡上落点间的距离为3m 第二部分非选择题（54分） 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某实验小组用频闪照相的方法研究平抛运动。该组同学得到小球运动过程中O、a、b、c四个点，以O为原点，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴，其他点的坐标位置如图所示，不计空气阻力。根据图像中的数据可知（）（以下计算结果均保留两位有效数字）： （1）小球做平抛运动的初速度大小为________； （2）小球过b点的速度大小为________； （3）小球从开始抛出到运动到b点所用的时间________s。 12. 如图光电门传感器和力传感器固定在向心力实验器上，并与数据采集器连接；旋臂上的砝码通过轻质杆与力传感器相连，以测量砝码所受向心力的大小；宽为d的挡光杆固定在距旋臂转轴水平距离为L的另一端，砝码做圆周运动的半径为r，挡光杆通过光电门传感器时，计算机可算出旋臂的角速度。 （1）本实验主要采用的方法为_____。 （2）调节砝码到旋臂转轴的水平距离，拨动旋臂使之转动。挡光杆某次经过光电门的挡光时间为，则此时挡光杆的线速度大小为____，砝码做圆周运动的角速度大小为__（用题目给定的符号表示）。 （3）小组同学先让一个砝码做半径r为0.14 m的水平面内的匀速圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变，再将运动的半径r分别调整为0.12 m、0.10 m、0.08 m、0.06 m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。 （4）对①图线的数据进行处理，获得了图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标代表的是______。（选填“”，“”，“”，“”） （5）对5条图线进行比较分析，可以得出一定时，的结论。请你简要说明得到结论的方法________。 四、计算题（共3小题，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面处自由下落，经过时间落到星球表面，无空气阻力。已知这个行星的半径为，，万有引力常量为，不考虑行星的自转，求： （1）该行星表面的重力加速度大小； （2）该行星的平均密度。 14. 游乐场中的圆锥体形“魔盘”，正视纵截面可简化为图乙的等腰三角形。质量的小孩（可视为质点）坐在魔盘斜面上的某一位置，当魔盘绕其中心竖直轴转动时，随着角速度的缓慢增大，小孩受到的静摩擦力f与的关系如图丙所示，取重力加速度。求： （1）魔盘斜面与水平面间的夹角； （2）小孩做圆周运动的半径R； （3）已知小孩与魔盘问的动摩擦因数，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则小孩能随魔盘一起转动而不相对滑动的最大角速度。 15. 我国“深海勇士”号母船在执行海底热液区科考任务时，采用一种“无扰动样本回收装置”，如图所示，下潜器在深海中将A点沿水平方向抛出一个质量为的样本舱，样本舱恰好无碰撞地沿圆弧切线从C点进入竖直光滑圆弧轨道CB，轨道最低点为B，样本舱到达B点的速度大，圆弧对应的圆心，圆弧半径，A、C间的竖直高度，样本舱离开B点后进入缓冲水平直轨道BD和斜面DE（样本舱经过各段轨道衔接处的速度大小不变），最终自动锁定在海底实验平台上。已知直线轨道BD段长度为，斜面DE的倾角，斜面足够长，样本舱与BD、DE接触面的动摩擦因数均为，样本舱受海水浮力，忽略海水阻力，，，，求：（计算结果可以用根号表示） （1）样本舱到达C点时的速度大小； （2）样本舱在圆弧轨道B点受到的弹力N的大小； （3）样本舱在斜面DE上运动的时间t。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $