精品解析：四川省巴中市南江县实验中学2024-2025学年高一下期3月月考物理试题

南江县实验中学2024-2025学年3月大专题训练 高2024级物理试题 满分100分 时间75分钟 一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求。） 1. 下列关于圆周运动的说法正确的是（　　） A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体的加速度保持不变 C. 物体只受恒力时可能做圆周运动 D. 圆周运动属于变速运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．物体只有做匀速圆周运动时，所受到的合力的方向才一定指向圆心，故A错误； B．做匀速圆周运动的物体的加速度大小保持不变，方向时刻在变，故B错误； C．物体在恒力作用下，加速度恒定，不可能做圆周运动，故C错误； D．做圆周运动的物体速度在改变，故属于变速运动，故D正确。 故选D。 2. 变速箱是汽车的动力传递装置，由一排排大小不一的齿轮组成。如图所示，是某变速箱中的一部分齿轮，A、B、C齿轮的半径分别为2R、3R、4R，其中a点和b点分别位于A、B齿轮边缘，c点位于C齿轮半径的中点（图中未标出），当齿轮匀速转动时（　　） A. A齿轮上的a点与B齿轮上b点的线速度之比为2:3 B. A齿轮上的a点与C齿轮上c点角速度之比为2:1 C. B齿轮上的b点与C齿轮上c点线速度之比为1:2 D. B齿轮上的b点与C齿轮上c点转速之比为1:1 【答案】B 【解析】 【详解】A．A齿轮上的a点与B齿轮上b点分别位于A、B齿轮边缘，齿轮带动，边缘线速度大小相等，则两点线速度大小之比为1:1，故A错误； B．结合上述可知，三个齿轮边缘的线速度大小均相等，令其为，则有 由于同轴转动的各点的角速度相等，可知，A齿轮上的a点与C齿轮上c点角速度之比为2:1，故B正确； C．根据线速度与角速度的关系有 结合上述可知，B齿轮上的b点与C齿轮上c点线速度之比为3:2，故C错误； D．结合上述可知，B齿轮上的b点与C齿轮上c点的角速度之比为4:3，根据角速度与转速的关系有 可知，B齿轮上的b点与C齿轮上c点转速之比为4:3，故D错误。 故选B。 3. 如图所示，某汽车在水平路面上通过一段半径为160m的圆弧形弯道时做匀速圆周运动。汽车可视为质点，不考虑车道的宽度，已知汽车与路面间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ） A. 汽车通过该弯道时驾驶员处于失重状态 B. 汽车安全通过该弯道时的最大角速度为0.2rad/s C. 汽车安全通过该弯道时的最大线速度大小为16m/s D. 汽车安全通过该弯道时的最大向心加速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．汽车通过该弯道时，竖直方向的加速度为0，驾驶员不是处于失重状态，故A错误； BCD．根据 可得汽车安全通过该弯道时的最大角速度为 汽车安全通过该弯道时的最大线速度大小为 汽车安全通过该弯道时的最大向心加速度大小为 故BD错误，C正确。 故选C。 4. “转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为m的发光物体（可看成质点）放在半径为r的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做圆周运动。当角速度比较大的时候，碟子边缘看似一个光环。发光物体与碟子的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让碟子从静止开始加速，以下说法正确的是（　　） A. 加速转动的过程中，发光物体受到的摩擦力指向圆心 B. 当角速度时，发光物体做离心运动 C. 当角速度时，发光物体受到的摩擦力大小等于 D. 当角速度加速到时，发光物体受到的合力大小等于 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速转动的过程中，发光物体的线速度逐渐增大，摩擦力有提供向心力的分力和提供切向方向加速度的分力，所以发光物体受到的摩擦力不指向圆心，故A错误； BC．当最大静摩擦力刚好提供所需向心力时，有 解得 可知当角速度时，发光物体做离心运动；当角速度时，发光物体受到的静摩擦力大小提供向心力，不等于，故B正确，C错误； D．当角速度加速到时，发光物体受到的沿半径方向的合力大小 由于沿切线方向有一定合力，所以发光物体受到的合力大小大于，故D错误。 故选B。 5. 根据德国天文学家开普勒的行星运动三定律，下列说法正确的是（ ） A. 所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心 B. 行星在椭圆轨道上运动时，任意相等的时间内走过的弧长都相等 C. 由开普勒第二定律可知，行星离太阳越近，速度越小 D. 开普勒第三定律公式中的k值，只与中心天体有关 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的焦点位置，选项A错误； B．根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上运动时，任意相等的时间内行星与太阳的连线到过的面积都相等，但是行星走过的弧长不一定相等，选项B错误； C．由开普勒第二定律可知，行星离太阳越近，速度越大，选项C错误； D．开普勒第三定律公式 中的k值，只与中心天体有关，选项D正确。 故选D。 6. 在杂技节目“水流星”的表演中，站在水平地面上的表演者甩动连接杯子的轻质细绳，使得盛水的杯子（视为质点）在竖直平面内做半径为R、线速度大小为v的匀速圆周运动。已知盛水的杯子总质量为m，表演者的质量为M，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 杯子经过最高点时表演者对水平地面的压力不大于 B. 杯子经过最高点时的线速度大小可能小于 C. 杯子经过最高点时细绳上的拉力大小为 D. 杯子经过最低点时细绳上的拉力大小为 【答案】A 【解析】 【详解】A．杯子经过最高点时，受绳子拉力 对表演者受力可知 结合牛顿第三定律可知，杯子经过最高点时表演者对水平地面的压力不大于Mg，故A正确； B．杯子恰能经过最高点时，有 解得最高点的速度最小为 故B错误； C．杯子经过最高点时有 解得细绳上的拉力大小为 故C错误； D．杯子做匀速圆周运动，经过最低点时有 解得细绳上的拉力大小为 故D错误。 故选A。 7. 如图所示，倾角为的转台上有两完全相同的均可视为质点的物体甲和乙，其质量均为，与转台间的动摩擦因数为，现让转台绕中心轴转动，当转台以恒定的角速度转动时，恰好没有物体与转台发生相对滑动，物体甲到转轴的距离为，物体乙到转轴的距离为，重力加速度为．则下列说法正确的是（ ） A. B. 物体甲、乙在最高点时所受的摩擦力之比为1∶2 C. 物体甲、乙在最低点时所受的摩擦力之比为1∶2 D. 物体甲在最低点和最高点所受的摩擦力大小相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．由题图可知，当转台以恒定的角速度转动时，重力和静摩擦力的合力提供向心力，且物体乙的向心力大于物体甲的向心力，且在最低点时的静摩擦力大于最高点的静摩擦力，因此只需保证物体乙在最低点不发生滑动即可，此时有 解得 A正确； BCD．最低点时对物体甲有 解得 物体乙所受的摩擦力为 物体甲乙在最低点时所受的摩擦力之比为 在最高点时，对物体甲有 解得 对物体乙有 解得 则在最高点时物体甲乙所受的摩擦力之比为 物体甲在最低点和最高点所受的摩擦力之比为 选项BCD错误。 故选A。 二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，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。） 8. 如图所示，可视为质点的质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，小球半径略小于管道半径，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 小球能够到达最高点时的最小速度为 B. 小球在最低点时不管速度有多大，都不可能对内壁有压力 C. 如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最低点时对管道外壁的作用力为6mg D. 如果小球在最高点时的速度大小为2 ，则此时小球对管道的外壁的作用力为4mg 【答案】BC 【解析】 【详解】A．由于小球在管道内部运动，到达最高点时的最小速度为0，A错误； B．在最低点合外力指向圆心，重力向下，管道对小球的弹力竖直向上，弹力只能由外壁提供，因此不可能对内壁有压力，B正确； C．根据牛顿第二定律 代入数据可知 F=6mg 根据牛顿第三定律可知，小球通过最低点时对管道外壁的作用力为6mg D．在最高点时，根据牛顿第二定律 可得 根据牛顿第三定律，此时小球对管道的外壁的作用力为3mg，D错误。 故选BC。 9. 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，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球角速度大小不相等 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．火车转弯小于规定速度行驶时，重力和轨道支持力的合力大于所需的向心力，内轨对轮缘会有挤压作用，故A错误； B．同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，设圆锥筒的母线与水平方向的夹角为，水平方向根据牛顿第二定律可得 可得 由于同一小球在A、B位置做匀速圆周运动的半径不同，则角速度大小不相等，故B正确； C．设圆锥高为，根据牛顿第二定律可得 可得 两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等，故C正确； D．汽车通过拱桥的最高点时，加速度方向向下，汽车处于失重状态，汽车受到的支持力小于重力，故D错误。 故选BC。 10. 如图甲所示，在光滑水平转台上放一木块A，用细绳的一端系住木块A，另一端穿过转台中心的光滑小孔O悬挂另一木块B。当转台以角速度匀速转动时，A恰能随转台一起做匀速圆周运动，图乙为其俯视图，则（ ） A. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的a方向运动 B. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动 C. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动 D. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的c方向运动 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．由题意知，当转台以角速度匀速转动时，A恰能随光滑转台一起做匀速圆周运动，绳的拉力等于A所需要的向心力，等于B的重力大小；当转台的角速度变为时，A所需向心力大于B的重力，A将做离心运动，由于绳子拉力不为零，故不可能做匀速直线运动，故轨迹可能为b，A错误，B正确； CD．当转台的角速度变为时，A所需向心力小于B的重力，A将做近心运动，木可能将沿图乙中的c方向运动，C错误，D正确。 故选BD。 三、实验题：（本题共2小题，每空2分，共14分。） 11. 用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的_____。 A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 微小量放大法 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1：1，是探究哪两个物理量之间的关系_____。 A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. 1：2 B. 2：1 C. 1：4 D. 4：1 【答案】（1）C （2）A （3）B 【解析】 【小问1详解】 [1]利用该装置在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的控制变量法，故选C。 【小问2详解】 [1]实验中，两球质量不相同，变速塔轮的半径之比为1：1，则角速度相等，根据 此时可研究向心力的大小F与质量m的关系，故选A。 【小问3详解】 [1]根据 小球质量和圆周运动半径相等，两个小球所受向心力的比值为1：4，可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为2：1，故选B。 12. （1）在探究平抛运动的规律时，可以选用图中所示的各种装置图，以下操作合理的是________。 A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用耳朵听的方法判断A、B两球是否同时落地 B．选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面 C．选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，只要斜槽末端水平即可，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球 D．选用装置3时，因斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验影响，所以应尽量使斜槽光滑。 （2）小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为5cm的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度，则照相机两次闪光的时间间隔________s，小球被抛出时的水平速度________m/s，小球经过B点的速度大小________m/s（结果可保留根式）。 【答案】 ①. AB##BA ②. 0.1 ③. 1 ④. 【解析】 【详解】（1）[1] A．选用装置图1研究平抛物体竖直分运动，应该是听声音的方法（不是用眼睛看）判断小球是否同时落地，故A正确； B．A管内与大气相通，为外界大气压强，A管在水面下保证A管上出口处的压强为大气压强。因而另一出水管的上端口处压强与A管上出口处的压强有恒定的压强差，保证另一出水管出水压强恒定，从而水速度恒定。如果A管上出口在水面上则水面上为恒定大气压强，因而随水面下降，出水管上口压强降低，出水速度减小，故B正确； CD．选用装置图3要获得钢球的平抛轨迹，每次一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球，不需要斜槽光滑，这样才能保证初速度相同，故CD错误。 故选AB。 （2）[2][3][4]根据 得 B的竖直分速度 B的速度 四、计算题：（本题共3小题，共40分。请写出必要的文字说明和运算步骤。） 13. 下图1为游乐场的悬空旋转椅，可抽象为如图2所示模型，已知绳长L =5m，水平横梁L′=3m，小孩质量m=40kg，整个装置可绕竖直轴转动，绳与竖直方向夹角θ=37°，小孩可视为质点，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)绳子的拉力为多少？ (2)该装置转动的角速度多大？ (3)增大转速后，绳子与竖直方向的夹角变为53°，求此时装置转动的角速度。 【答案】（1）500N；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小孩受力情况如图所示 由于竖直方向受力平衡，有 代入数据得 （2）小孩做圆周运动的半径 由 代入数据解得 （3）此时半径为 由 解得 14. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l（结果可用根式表示）； （3）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 【答案】（1）3 m/s；（2） m；（3）6.4 N，方向向上 【解析】 【详解】（1）小球从A到P的高度差 h=R(1+cos53°) 小球做平抛运动有 h=gt2 则小球在P点的竖直分速度 vy=gt 把小球在P点的速度分解可得 tan53°= 联立解得小球平抛运动初速度 v0=3 m/s （2）小球平抛下降高度 h=vyt 水平射程 s=v0t 故A、P间的距离 l== m （3）小球到达Q时，vQ=3m/s 在Q点根据向心力公式得 FN+mg=m 解得FN=6.4N > 0，表明方向向下。 所以由牛顿第三定律知，小球通过管道的最高点Q时对管道的压力FN′=FN=6.4 N，方向向上 15. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处。整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动。开始时，绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大。 （1）当时，物块A受到的摩擦力； （2）绳子刚有弹力时转盘的周期T； （3）物块A和物块B相对于转盘滑动时转盘的角速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）当B的最大静摩擦力刚好提供向心力时，则 解得 由于，故AB间绳子无拉力，此时A受到的摩擦力提供向心力，有 解得 （2）B先到达最大静摩擦力，角速度继续增大，则绳子出现拉力，当绳子刚有弹力时，由最大静摩擦力提供B所需要的向心力，故绳子刚有弹力时转盘的角速度 此时周期 （3）设绳子的拉力为F，对物体A有 对物体B有 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南江县实验中学2024-2025学年3月大专题训练 高2024级物理试题 满分100分 时间75分钟 一、单项选择题：（本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求。） 1. 下列关于圆周运动的说法正确的是（　　） A. 做圆周运动的物体受到的合力方向一定指向圆心 B. 做匀速圆周运动的物体的加速度保持不变 C. 物体只受恒力时可能做圆周运动 D. 圆周运动属于变速运动 2. 变速箱是汽车的动力传递装置，由一排排大小不一的齿轮组成。如图所示，是某变速箱中的一部分齿轮，A、B、C齿轮的半径分别为2R、3R、4R，其中a点和b点分别位于A、B齿轮边缘，c点位于C齿轮半径的中点（图中未标出），当齿轮匀速转动时（　　） A. A齿轮上的a点与B齿轮上b点的线速度之比为2:3 B. A齿轮上的a点与C齿轮上c点角速度之比为2:1 C. B齿轮上的b点与C齿轮上c点线速度之比为1:2 D. B齿轮上的b点与C齿轮上c点转速之比为1:1 3. 如图所示，某汽车在水平路面上通过一段半径为160m的圆弧形弯道时做匀速圆周运动。汽车可视为质点，不考虑车道的宽度，已知汽车与路面间的径向最大静摩擦力为汽车所受重力的，取重力加速度大小，下列说法正确的是（ ） A. 汽车通过该弯道时驾驶员处于失重状态 B. 汽车安全通过该弯道时的最大角速度为0.2rad/s C. 汽车安全通过该弯道时的最大线速度大小为16m/s D. 汽车安全通过该弯道时的最大向心加速度大小为 4. “转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为m的发光物体（可看成质点）放在半径为r的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点做圆周运动。当角速度比较大的时候，碟子边缘看似一个光环。发光物体与碟子的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，现让碟子从静止开始加速，以下说法正确的是（　　） A. 加速转动的过程中，发光物体受到的摩擦力指向圆心 B. 当角速度时，发光物体做离心运动 C. 当角速度时，发光物体受到的摩擦力大小等于 D. 当角速度加速到时，发光物体受到的合力大小等于 5. 根据德国天文学家开普勒的行星运动三定律，下列说法正确的是（ ） A. 所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的中心 B. 行星在椭圆轨道上运动时，任意相等的时间内走过的弧长都相等 C. 由开普勒第二定律可知，行星离太阳越近，速度越小 D. 开普勒第三定律公式中的k值，只与中心天体有关 6. 在杂技节目“水流星”的表演中，站在水平地面上的表演者甩动连接杯子的轻质细绳，使得盛水的杯子（视为质点）在竖直平面内做半径为R、线速度大小为v的匀速圆周运动。已知盛水的杯子总质量为m，表演者的质量为M，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 杯子经过最高点时表演者对水平地面的压力不大于 B. 杯子经过最高点时的线速度大小可能小于 C. 杯子经过最高点时细绳上的拉力大小为 D. 杯子经过最低点时细绳上的拉力大小为 7. 如图所示，倾角为的转台上有两完全相同的均可视为质点的物体甲和乙，其质量均为，与转台间的动摩擦因数为，现让转台绕中心轴转动，当转台以恒定的角速度转动时，恰好没有物体与转台发生相对滑动，物体甲到转轴的距离为，物体乙到转轴的距离为，重力加速度为．则下列说法正确的是（ ） A. B. 物体甲、乙在最高点时所受的摩擦力之比为1∶2 C. 物体甲、乙在最低点时所受的摩擦力之比为1∶2 D. 物体甲在最低点和最高点所受的摩擦力大小相等 二、多项选择题：（本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题给出的四个选项中，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。） 8. 如图所示，可视为质点的质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，小球半径略小于管道半径，重力加速度为g。下列说法中正确的是（　　） A. 小球能够到达最高点时的最小速度为 B. 小球在最低点时不管速度有多大，都不可能对内壁有压力 C. 如果小球在最低点时的速度大小为，则小球通过最低点时对管道外壁的作用力为6mg D. 如果小球在最高点时的速度大小为2 ，则此时小球对管道的外壁的作用力为4mg 9. 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，火车转弯小于规定速度行驶时，外轨对轮缘会有挤压作用 B. 如图丁，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球角速度大小不相等 C. 如图丙，两个圆锥摆摆线与竖直方向夹角θ不同，但圆锥高相同，则两圆锥摆的角速度大小相等 D. 如图乙，汽车通过拱桥的最高点时受到的支持力大于重力 10. 如图甲所示，在光滑水平转台上放一木块A，用细绳的一端系住木块A，另一端穿过转台中心的光滑小孔O悬挂另一木块B。当转台以角速度匀速转动时，A恰能随转台一起做匀速圆周运动，图乙为其俯视图，则（ ） A. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的a方向运动 B. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动 C. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的b方向运动 D. 当转台的角速度变为时，木块A将沿图乙中的c方向运动 三、实验题：（本题共2小题，每空2分，共14分。） 11. 用图甲所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，图乙是变速塔轮的原理示意图。皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。 （1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，我们主要用到了物理学中的_____。 A. 理想模型法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 微小量放大法 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1：1，是探究哪两个物理量之间的关系_____。 A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）某次实验保证小球质量和圆周运动半径相等，若标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，由圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮相对应的半径之比为_____。 A. 1：2 B. 2：1 C. 1：4 D. 4：1 12. （1）在探究平抛运动的规律时，可以选用图中所示的各种装置图，以下操作合理的是________。 A．选用装置1研究平抛物体竖直分运动，应该用耳朵听的方法判断A、B两球是否同时落地 B．选用装置2时，要获得稳定的细水柱所显示的平抛轨迹，竖直管上端A一定要低于水面 C．选用装置3时，要获得钢球的平抛轨迹，只要斜槽末端水平即可，每次不一定要从斜槽上同一位置由静止释放钢球 D．选用装置3时，因斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验影响，所以应尽量使斜槽光滑。 （2）小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动，如图是他将照相机对准每小格边长为5cm的方格背景拍摄的频闪照片，不计空气阻力，取重力加速度，则照相机两次闪光的时间间隔________s，小球被抛出时的水平速度________m/s，小球经过B点的速度大小________m/s（结果可保留根式）。 四、计算题：（本题共3小题，共40分。请写出必要的文字说明和运算步骤。） 13. 下图1为游乐场的悬空旋转椅，可抽象为如图2所示模型，已知绳长L =5m，水平横梁L′=3m，小孩质量m=40kg，整个装置可绕竖直轴转动，绳与竖直方向夹角θ=37°，小孩可视为质点，g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： (1)绳子的拉力为多少？ (2)该装置转动的角速度多大？ (3)增大转速后，绳子与竖直方向的夹角变为53°，求此时装置转动的角速度。 14. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l（结果可用根式表示）； （3）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 15. 如图所示，两个可视为质点的、相同的木块A和B放在转盘上，两者用长为L的细绳连接，木块与转盘的最大静摩擦力均为各自重力的k倍，A放在距离转轴L处。整个装置能绕通过转盘中心的转轴转动。开始时，绳恰好伸直但无弹力。现让该装置从静止开始转动，使角速度缓慢增大。 （1）当时，物块A受到的摩擦力； （2）绳子刚有弹力时转盘的周期T； （3）物块A和物块B相对于转盘滑动时转盘的角速度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $