精品解析：山东青岛第六十七中2025-2026学年度第二学期期中学业水平检测高一物理试题

2025-2026学年度第二学期期中学业水平检测 高一物理 2026.05 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，只需要上交答题卡。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示为足球被踢出后的频闪照片，足球在空中运动时不旋转，轨迹在竖直平面内。足球在最高点所受合力F的方向可能正确的是（ ） A. B. C. D. 2. 如图是秋收时的劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠皮落到地面不同位置。下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，米粒和糠皮重力做功相等 B. 从释放到落地的过程中，风力对米粒和糠皮做功相等 C. 下落过程中米粒和糠皮重力的平均功率相等 D. 落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠皮重力的瞬时功率 3. 如图所示，在某军事演习区正上方距离地面4000m处悬停着装载有炸弹的无人机，无人机可以向水平及以下方向无死角的以初速度抛出炸弹，在无人机正下方距离地面2000m处设置圆形拦截炸弹区，不计空气阻力，重力加速度大小，则拦截炸弹区的最小半径为（ ） A. 200m B. C. 100m D. 4. 如图所示为“飞车走壁”杂技表演的简化模型：锥形桶内壁倾角固定，同一演员驾驶同一车辆先后在轨道a、b内沿桶壁做匀速圆周运动，且轨道a的半径大于b，不计车轮受到的侧向摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 车辆在轨道a运动时受到的支持力较大 B. 车辆在轨道b运动时受到的支持力较大 C. 车辆在轨道a运动时的角速度较大 D. 车辆在轨道b运动时的角速度较大 5. 如图所示为压缩机的简化模型：光滑活塞可在汽缸内往复运动，活塞中心A与转轮共面，O为转轮圆心，B为转轮边缘上一点，A、B通过铰链与轻杆两端相连。已知转轮绕O点做匀速圆周运动。当活塞速度与转轮边缘速度大小相等时，则A、B、O三点的位置关系满足（ ） A. OB垂直于AO B. OB垂直于AB C. A、B、O三点共线 D. 无法确定 6. 某河流两岸平行，水流速度恒定，甲船以船速从河岸某点由静止出发，以最短时间渡河；乙船以船速从同一点出发，以最短航程渡河。若两船轨迹恰好重合，且与河岸夹角为θ，则两船速度之比为（ ） A. B. C. D. 7. 如图所示为某环月卫星的椭圆轨道，近月点A距月心约为R，远月点B距月心约为9R，CD为椭圆轨道的短轴，环月卫星的运行周期为T，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在地球表面附近的发射速度大于11.2km/s B. 卫星从C经B到D的运动时间小于 C. 卫星在A、B两点的速度大小之比约为 D. 卫星在A、B两点的加速度大小之比约为 8. 如图所示，在高度为H的平台边缘先后水平抛出两个完全相同的小球1和2，球1刚好越过高度为h的竖直挡板，最终落在地面的A处；球2与水平地面发生一次碰撞，碰撞后水平速度保持不变，竖直速度大小不变、方向相反，反弹后恰好越过挡板，也落在地面的A处。忽略空气阻力，则H和h的比值为（　　） A. B. C. D. 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 在一场户外射箭活动中，弓箭手将箭斜向上射出，速度方向与水平方向的夹角为37°，弓箭在空中离射出点的最大高度，已知重力加速度大小，不计空气阻力，弓箭可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 弓箭射出的速度大小为12m/s B. 弓箭射出的速度大小为20m/s C. 弓箭从射出到等高处的水平射程 D. 弓箭从射出到等高处的水平射程 10. 如图所示，北斗三号全球卫星导航系统的地球静止轨道卫星位于轨道Ⅰ上，其对地张角为2θ；近地轨道实验卫星位于轨道Ⅱ上。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 近地卫星的周期为 B. 近地卫星的周期为 C. 地球的平均密度为 D. 地球的平均密度为 11. 如图甲所示，倾角足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立平面直角坐标系Oxy，x轴平行于斜面底边水平向右，y轴沿斜面向下。时，将一小物块从O点由静止释放，同时对物块施加沿x轴正方向的力F，F与水平位移x的变化关系如图乙所示。已知物块的质量为2kg，重力加速度大小，，下列说法正确的是（　　） A. 物块做匀变速曲线运动 B. 物块沿x轴方向的速度一直减小 C. 时刻，物块的加速度大小为 D. 物块水平位移为4m时其水平速度为4m/s 12. 如图所示，轻质弹簧上端固定在O点，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在水平粗糙的固定细杆上。将圆环从A点由静止释放，当圆环运动到B点时弹簧竖直且处于原长，到达C点时速度减为零，此时在C点给圆环一个沿杆向左的速度v，圆环恰好能回到A点。弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ） A. 从A到B圆环的速度一直在增加 B. A到B的距离大于B到C的距离 C. 从A到C克服摩擦力做功为 D. 返回经过B点的速度小于第一次经过B点的速度 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 实验小组通过如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验，斜槽轨道末端水平，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，钢球飞出后，落到挡板上。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的木板上。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录小球某次平抛运动所经过的多个位置如图乙所示，已知坐标纸中每个小方格边长，重力加速度大小。 （1）为完成该实验，下列做法必要的是______ A. 斜槽轨道必须光滑 B. 挡板必须等间距下降 C. 选用密度大体积小的小球 D. 小球每次从斜槽上同一位置由静止开始释放 （2）由图乙可知小球平抛初速度的表达式为______（用l，g表示）； （3）小球在b点的速度大小______m/s。 14. 图甲为向心力演示仪，其示意图如图乙所示，挡板A、B、C到转轴的距离分别为R、2R、R，塔轮①③半径相同，①②半径之比为，③④半径之比为2:1。用该装置探究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径的关系： （1）该实验用到的方法是______。 A. 控制变量法 B. 极限法 C. 等效替代法 D. 转换法 （2）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮______相连（选填“②”“③”“④”），同时将质量相同的两球分别放在挡板______处和C处（选填“A”“B”）； （3）若将质量为2m和m的两球分别放在挡板B、C位置，转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为，则可判断与皮带连接的变速塔轮为（　　） A. ①和③ B. ②和④ C. ①和④ D. ②和③ 15. 如图所示，水平放置的薄圆盘可绕其中心轴转动，放置在圆盘上的小滑块A用穿过圆盘中心光滑小孔的细线与小球B连接，当圆盘以角速度匀速转动时，A恰好与圆盘相对静止、已知OA段线长为1m，A的质量，B的质量，重力加速度大小，滑块与小球均可视为质点。 （1）求小滑块A与圆盘间的动摩擦因数； （2）若增大圆盘匀速转动的角速度，要保证小滑块A与圆盘仍能相对静止，求角速度的最大值。 16. 青少年田径比赛中，运动员将铅球沿某一方向以初速度抛出。已知铅球运动过程中的最小速度大小为，抛出点距地面的高度重力加速度大小，求 （1）铅球上升到最高点所用的时间及离地最大高度； （2）铅球从抛出点到落地点的水平距离。 17. 如图所示，长的薄木板Q静止在水平面上，可看作质点的滑块P静置于木板最左端。现对滑块施加一水平向右的恒力F，使P开始运动。已知，滑块与木板间动摩擦因数，木板与水平面间动摩擦因数，滑块与水平面间动摩擦因数，重力加速度大小。 （1）若P、Q一起运动，求F的取值范围； （2）若，求滑块P滑出木板Q前F对P做的功； （3）若未施加力，给滑块P以初速度，求水平面的摩擦力对P做的功。（保留分数） 18. 一游戏装置的简化示意图如图所示，在同一竖直平面的轨道ABCDEFG由光滑斜面AB、光滑圆弧轨道BC、粗糙水平轨道CD、光滑圆弧轨道DEF、粗糙斜轨道FG组成，G处固定一弹性挡板，圆弧轨道BC分别与AB和CD相切，圆弧轨道DEF分别与CD和FG相切。某次游戏时，一质量的滑块从斜面上的A点无初速释放，滑块恰能通过圆弧的最高点E，并能运动到G点且被等速弹回。在C处有一单向阀，滑块从左向右能自由通过且无能量损失，从右向左经过阀门时将被捕获，滑块运动终止。已知滑块与水平轨道CD和斜轨道FG间的动摩擦因数均为，两圆弧轨道的半径均为，水平轨道CD的长度，光滑斜面AB的倾角，斜轨道FG的倾角，重力加速度大小，。 （1）求滑块经过D点时，圆弧轨道对滑块的弹力大小； （2）求滑块释放时A、B间的高度差H； （3）若要求滑块始终不脱离轨道，求滑块释放时的高度H的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年度第二学期期中学业水平检测 高一物理 2026.05 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，只需要上交答题卡。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示为足球被踢出后的频闪照片，足球在空中运动时不旋转，轨迹在竖直平面内。足球在最高点所受合力F的方向可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由频闪照片可知，相邻两次闪光的时间间隔相等。观察图片，足球在最高点左侧相邻位置间的水平距离大于右侧相邻位置间的水平距离，说明足球在水平方向做减速运动，即足球受到水平向左的空气阻力。足球运动过程受两个力：竖直向下的重力和与运动方向相反的空气阻力。在最高点，足球竖直分速度为零，合速度方向沿轨迹切线方向，即水平向右。因此，空气阻力方向水平向左。重力竖直向下，根据平行四边形定则，两个力的合力方向斜向左下方。 故选B。 2. 如图是秋收时的劳动情景，在恒定水平风力作用下，从同一高度由静止释放的米粒和糠皮落到地面不同位置。下列说法正确的是（　　） A. 从释放到落地的过程中，米粒和糠皮重力做功相等 B. 从释放到落地的过程中，风力对米粒和糠皮做功相等 C. 下落过程中米粒和糠皮重力的平均功率相等 D. 落地时，米粒重力的瞬时功率大于糠皮重力的瞬时功率 【答案】D 【解析】 【详解】AC．落地过程平均功率为 米粒和糠皮竖直方向均做自由落体运动，下落高度相同，则下落时间相同，由于米粒的质量较大，米粒所受重力做功较大，所以米粒重力的平均功率大于糠皮重力的平均功率，故AC错误； B．水平方向，有， 所以从释放到落地的过程中，风力做的功为 由于水平风力恒定，糠皮的质量较小，运动时间相等，则从释放到落地的过程中，风力对糠皮做的功较大，故B错误； D．由于米粒的质量较大，根据可知，米粒落地时重力的瞬时功率较大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，在某军事演习区正上方距离地面4000m处悬停着装载有炸弹的无人机，无人机可以向水平及以下方向无死角的以初速度抛出炸弹，在无人机正下方距离地面2000m处设置圆形拦截炸弹区，不计空气阻力，重力加速度大小，则拦截炸弹区的最小半径为（ ） A. 200m B. C. 100m D. 【答案】A 【解析】 【详解】炸弹距拦截区的竖直下落高度 水平抛出的炸弹，竖直方向的分速度最小，运动的时间最长，且水平方向的分速度最大，则水平位移最大。最大水平位移就是拦截区的最小半径，根据平抛运动规律可知， 联立解得，故选A。 4. 如图所示为“飞车走壁”杂技表演的简化模型：锥形桶内壁倾角固定，同一演员驾驶同一车辆先后在轨道a、b内沿桶壁做匀速圆周运动，且轨道a的半径大于b，不计车轮受到的侧向摩擦力。下列说法正确的是（　　） A. 车辆在轨道a运动时受到的支持力较大 B. 车辆在轨道b运动时受到的支持力较大 C. 车辆在轨道a运动时的角速度较大 D. 车辆在轨道b运动时的角速度较大 【答案】D 【解析】 【详解】AB．对小车受力分析，小车只受重力与平面的支持力，如图所示 竖直方向，有 由于桶壁的倾角相同，所以桶壁对车的支持力大小相等，故AB错误； CD．水平方向，有 所以 由于车辆在轨道a运动时轨道半径较大，则车辆在轨道a运动时的角速度较小，在轨道b运动时的角速度较大，故C错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示为压缩机的简化模型：光滑活塞可在汽缸内往复运动，活塞中心A与转轮共面，O为转轮圆心，B为转轮边缘上一点，A、B通过铰链与轻杆两端相连。已知转轮绕O点做匀速圆周运动。当活塞速度与转轮边缘速度大小相等时，则A、B、O三点的位置关系满足（ ） A. OB垂直于AO B. OB垂直于AB C. A、B、O三点共线 D. 无法确定 【答案】A 【解析】 【详解】设活塞A点的速度为，方向沿水平轴线方向，转轮边缘B点线速度大小为，方向垂直于方向，与的夹角为，与夹角为。由、两点沿杆方向的分速度大小相等，结合几何关系可得 当活塞速度与转轮边缘速度大小相等时，即，有 解得 因此OB垂直于AO，故选A。 6. 某河流两岸平行，水流速度恒定，甲船以船速从河岸某点由静止出发，以最短时间渡河；乙船以船速从同一点出发，以最短航程渡河。若两船轨迹恰好重合，且与河岸夹角为θ，则两船速度之比为（ ） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】甲船以最短时间渡河，因此船头垂直河岸，船速沿垂直河岸方向。合速度与河岸夹角为θ，如图所示 则有 乙船以最短航程渡河且轨迹与甲重合，说明 此时航程最短的条件是船速与合速度方向垂直，如图所示 则有 两式作商得 故选C。 7. 如图所示为某环月卫星的椭圆轨道，近月点A距月心约为R，远月点B距月心约为9R，CD为椭圆轨道的短轴，环月卫星的运行周期为T，下列说法正确的是（ ） A. 卫星在地球表面附近的发射速度大于11.2km/s B. 卫星从C经B到D的运动时间小于 C. 卫星在A、B两点的速度大小之比约为 D. 卫星在A、B两点的加速度大小之比约为 【答案】C 【解析】 【详解】A．是地球的第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力的最小发射速度。环月卫星仍在地月系内，受地球引力束缚，因此发射速度小于，故A错误； B．根据开普勒第二定律，卫星与月心连线单位时间扫过面积相等，卫星离月心越远，运行速率越小。过程经过远月侧，平均速率更小，半椭圆路程相同，因此运动时间大于​，故B错误； C．对近月点、远月点，由开普勒第二定律，在极短的时间内扫过面积相等，有 化简得，故C正确； D．加速度由万有引力提供，有 解得 因此，故D错误。 故选C。 8. 如图所示，在高度为H的平台边缘先后水平抛出两个完全相同的小球1和2，球1刚好越过高度为h的竖直挡板，最终落在地面的A处；球2与水平地面发生一次碰撞，碰撞后水平速度保持不变，竖直速度大小不变、方向相反，反弹后恰好越过挡板，也落在地面的A处。忽略空气阻力，则H和h的比值为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设球1、球2的平抛初速度分别为v1、v2，设平台边缘到A点的水平距离为L，根据平抛运动规律可知，对球1，有， 球2与地面碰撞前后竖直方向分速度大小不变、方向相反，根据对称性可知，球2与地面碰撞后到达的最高点与初始高度相同，均为H，球2在水平方向一直做匀速运动，设球2从抛出到落地时间为t1，则有， 联立解得 设球1从边缘抛出到挡板处所用时间为t2，根据几何关系可得， 联立解得 故选B。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 在一场户外射箭活动中，弓箭手将箭斜向上射出，速度方向与水平方向的夹角为37°，弓箭在空中离射出点的最大高度，已知重力加速度大小，不计空气阻力，弓箭可视为质点，下列说法正确的是（ ） A. 弓箭射出的速度大小为12m/s B. 弓箭射出的速度大小为20m/s C. 弓箭从射出到等高处的水平射程 D. 弓箭从射出到等高处的水平射程 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．斜抛运动可分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向竖直上抛运动，初速度在竖直方向的分量为 弓箭到达最大高度时竖直速度减为0，由竖直上抛运动规律得 解得 因此初速度，故A错误，B正确； CD．水平方向分速度 由匀变速直线运动速度与时间的关系，弓箭上升到最高点的时间 从射出到回到等高处总时间为上升时间和下落时间之和，由运动的对称性，可得 水平方向做匀速直线运动，则射程为，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 如图所示，北斗三号全球卫星导航系统的地球静止轨道卫星位于轨道Ⅰ上，其对地张角为2θ；近地轨道实验卫星位于轨道Ⅱ上。已知地球的自转周期为，万有引力常量为G，下列说法正确的是（ ） A. 近地卫星的周期为 B. 近地卫星的周期为 C. 地球的平均密度为 D. 地球的平均密度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．地球静止轨道卫星周期等于地球自转周期，设地球静止轨道卫星轨道半径为，地球半径为，对地张角为，由几何关系，在直角三角形中可得 解得 近地卫星轨道半径等于地球半径，根据开普勒第三定律，对两个卫星有 解得，故A正确，B错误； CD．对地球静止轨道卫星，万有引力提供向心力，有 解得 地球体积 地球平均密度，故C正确，D错误。 故选AC。 11. 如图甲所示，倾角足够大的光滑斜面固定于水平地面上，在斜面上建立平面直角坐标系Oxy，x轴平行于斜面底边水平向右，y轴沿斜面向下。时，将一小物块从O点由静止释放，同时对物块施加沿x轴正方向的力F，F与水平位移x的变化关系如图乙所示。已知物块的质量为2kg，重力加速度大小，，下列说法正确的是（　　） A. 物块做匀变速曲线运动 B. 物块沿x轴方向的速度一直减小 C. 时刻，物块的加速度大小为 D. 物块水平位移为4m时其水平速度为4m/s 【答案】CD 【解析】 【详解】A．将物块运动沿x、y两个方向正交分解，斜面光滑，垂直斜面方向合力为0，平行斜面内，y方向合力恒为 因此y方向加速度恒定，由牛顿第二定律得 x方向合力为变力，加速度随变化。物块合加速度随x变化，不是恒定加速度，因此不是匀变速运动，故A错误； B．始终沿x正方向，x方向加速度始终沿x正方向，因此x方向速度一直增大，时加速度减为0，x方向速度达到最大，故B错误； C．时刻，，在x方向，由牛顿第二定律得 解得加速度 合加速度，故C正确； D．图像的面积表示F做的功，x从0到4m过程中，F做功 对x方向由动能定理得 解得，故D正确。 故选CD。 12. 如图所示，轻质弹簧上端固定在O点，下端与质量为m的圆环相连，圆环套在水平粗糙的固定细杆上。将圆环从A点由静止释放，当圆环运动到B点时弹簧竖直且处于原长，到达C点时速度减为零，此时在C点给圆环一个沿杆向左的速度v，圆环恰好能回到A点。弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ） A. 从A到B圆环的速度一直在增加 B. A到B的距离大于B到C的距离 C. 从A到C克服摩擦力做功为 D. 返回经过B点的速度小于第一次经过B点的速度 【答案】BC 【解析】 【详解】A．从A到B过程，水平方向圆环受弹簧弹力的水平分力和摩擦力。随着圆环靠近B，弹簧弹力的水平分力逐渐减小，一开始弹力分力大于摩擦力，圆环加速，当弹力分力小于摩擦力后，圆环减速。因此速度先增加后减小，故A错误； C．设A到C过程克服摩擦力做功为，A点弹簧弹性势能为，C点弹性势能为，A到C过程，初末动能均为0，根据动能定理得 C到A过程，初动能，末动能为0，克服摩擦力做功仍为，根据动能定理得 联立解得，故C正确； B．由，可得 弹簧的弹性势能与形变量正相关，说明A点弹簧伸长量大于C点，结合几何关系可知，A到B的距离大于B到C的距离，故B正确； D．设AB段克服摩擦力做功为，BC段克服摩擦力做功为​，圆环第一次经过B速度为，返回经过B速度为，从B到C，由动能定理得​ 从C到B，由动能定理得 将代入上式，可得 则有 即返回经过B点的速度大于第一次经过B点的速度，故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 实验小组通过如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验，斜槽轨道末端水平，钢球在斜槽中从某一高度滚下，从末端飞出后做平抛运动。在装置中有一个水平放置的可上下调节的倾斜挡板，钢球飞出后，落到挡板上。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的木板上。钢球落到倾斜的挡板上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板，通过多次实验，在白纸上记录小球某次平抛运动所经过的多个位置如图乙所示，已知坐标纸中每个小方格边长，重力加速度大小。 （1）为完成该实验，下列做法必要的是______ A. 斜槽轨道必须光滑 B. 挡板必须等间距下降 C. 选用密度大体积小的小球 D. 小球每次从斜槽上同一位置由静止开始释放 （2）由图乙可知小球平抛初速度的表达式为______（用l，g表示）； （3）小球在b点的速度大小______m/s。 【答案】（1）CD （2） （3）1.75 【解析】 【小问1详解】 A．只要保证小球每次从斜槽同一位置静止释放，即使斜槽不光滑，小球抛出的初速度也相同，因此不需要斜槽光滑，故A错误； B．实验只需要多次改变挡板位置得到多个轨迹点，不需要挡板等间距下降，故B错误； C．选用密度大体积小的小球，可以减小空气阻力对实验的影响，减小误差，故C正确； D．小球每次从斜槽同一位置静止释放，才能保证每次平抛的初速度相同，得到同一轨迹的多个点，故D正确。 故选CD。 【小问2详解】 平抛运动水平方向匀速，由图可知相邻两点水平位移，设相邻两点时间间隔为，则 竖直方向做匀变速运动，相邻相等时间内位移差满足 解得 联立解得 【小问3详解】 匀变速直线运动中，某段时间平均速度等于中间时刻瞬时速度，因此点竖直分速度 平抛运动的初速度为 点的合速度 14. 图甲为向心力演示仪，其示意图如图乙所示，挡板A、B、C到转轴的距离分别为R、2R、R，塔轮①③半径相同，①②半径之比为，③④半径之比为2:1。用该装置探究向心力大小与物体的质量、速度和轨道半径的关系： （1）该实验用到的方法是______。 A. 控制变量法 B. 极限法 C. 等效替代法 D. 转换法 （2）为探究向心力与圆周运动轨道半径的关系，实验时应将皮带与轮①和轮______相连（选填“②”“③”“④”），同时将质量相同的两球分别放在挡板______处和C处（选填“A”“B”）； （3）若将质量为2m和m的两球分别放在挡板B、C位置，转动手柄时标尺1和标尺2示数的比值为，则可判断与皮带连接的变速塔轮为（　　） A. ①和③ B. ②和④ C. ①和④ D. ②和③ 【答案】（1）A （2） ①. ③ ②. B （3）B 【解析】 【小问1详解】 本实验探究向心力大小与物体质量、轨道半径、角速度三个变量的关系，需要控制两个变量不变，研究第三个变量对向心力的影响，核心方法是控制变量法。故选A。 【小问2详解】 [1]根据控制变量法，探究向心力与半径的关系，需要控制两球质量相同、角速度相同，改变转动半径。皮带连接的塔轮边缘线速度相等，由​，要让左右转轴角速度相等，需要塔轮半径相等，已知①③半径相同，因此皮带与轮①和轮③相连。 [2]C处挡板的转动半径为，需要另一处挡板的转动半径不同，A半径为、B半径为，因此另一小球放在B处。 【小问3详解】 在左侧B处，，，向心力 在右侧C处，，，向心力 已知，解得 皮带连接的塔轮边缘线速度相等，有 解得 设①半径为，则只有左塔为②（半径）、右塔为④（半径）时，满足，故选B。 15. 如图所示，水平放置的薄圆盘可绕其中心轴转动，放置在圆盘上的小滑块A用穿过圆盘中心光滑小孔的细线与小球B连接，当圆盘以角速度匀速转动时，A恰好与圆盘相对静止、已知OA段线长为1m，A的质量，B的质量，重力加速度大小，滑块与小球均可视为质点。 （1）求小滑块A与圆盘间的动摩擦因数； （2）若增大圆盘匀速转动的角速度，要保证小滑块A与圆盘仍能相对静止，求角速度的最大值。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 小球B处于平衡状态，由平衡条件，可得细线拉力 小滑块A做圆周运动需要的向心力 小滑块A恰好与圆盘相对静止，则A所受摩擦力 由于​，A有向圆心滑动的趋势，因此最大静摩擦力方向背离圆心，由拉力和摩擦力的合力提供向心力，有 联立解得 【小问2详解】 增大角速度后，A需要的向心力增大，A有向外滑动的趋势，最大静摩擦力方向变为指向圆心，当静摩擦力达到最大值时，角速度最大。根据牛顿第二定律得 解得 16. 青少年田径比赛中，运动员将铅球沿某一方向以初速度抛出。已知铅球运动过程中的最小速度大小为，抛出点距地面的高度重力加速度大小，求 （1）铅球上升到最高点所用的时间及离地最大高度； （2）铅球从抛出点到落地点的水平距离。 【答案】（1）； （2） 【解析】 【小问1详解】 斜抛运动可分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动，铅球速度最小时，竖直分速度为0，对应铅球在最高点，因此最小速度就是水平分速度。已知初速度，最小速度即水平分速度，由速度的分解得初速度的竖直分量 竖直方向做匀减速运动，到最高点时竖直速度减为0，由匀变速直线运动速度与时间的关系 解得上升时间 由匀变速直线运动速度与位移的关系，解得铅球上升的高度 因此离地最大高度 【小问2详解】 铅球从最高点下落，在竖直方向上做自由落体运动，有 解得下落时间 总运动时间 水平方向匀速运动，因此水平距离 17. 如图所示，长的薄木板Q静止在水平面上，可看作质点的滑块P静置于木板最左端。现对滑块施加一水平向右的恒力F，使P开始运动。已知，滑块与木板间动摩擦因数，木板与水平面间动摩擦因数，滑块与水平面间动摩擦因数，重力加速度大小。 （1）若P、Q一起运动，求F的取值范围； （2）若，求滑块P滑出木板Q前F对P做的功； （3）若未施加力，给滑块P以初速度，求水平面的摩擦力对P做的功。（保留分数） 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 若P、Q一起运动，整体需要克服地面摩擦力才能运动，整体受到地面滑动摩擦力 因此 当P、Q刚好发生相对滑动时，静摩擦力达到最大值，对Q由牛顿第二定律得 解得 对整体由牛顿第二定律 解得最大 因此 因此的取值范围为 【小问2详解】 ，P、Q相对滑动，对P由牛顿第二定律得 解得 对Q由牛顿第二定律得 解得 P滑出时，位移差 由匀变速直线运动位移与时间的关系得 解得 P的位移 因此做功 【小问3详解】 P以滑动时，由牛顿第二定律得 解得P加速度大小 Q加速度大小仍为 设P滑出Q的时间为，位移差为，由匀变速直线运动位移与时间的关系得 解得（舍去） 由匀变速直线运动速度与时间的关系，得滑出时P的速度 P滑出后在水平面运动直到静止，由动能定理，水平面摩擦力对P做功等于动能变化，有 18. 一游戏装置的简化示意图如图所示，在同一竖直平面的轨道ABCDEFG由光滑斜面AB、光滑圆弧轨道BC、粗糙水平轨道CD、光滑圆弧轨道DEF、粗糙斜轨道FG组成，G处固定一弹性挡板，圆弧轨道BC分别与AB和CD相切，圆弧轨道DEF分别与CD和FG相切。某次游戏时，一质量的滑块从斜面上的A点无初速释放，滑块恰能通过圆弧的最高点E，并能运动到G点且被等速弹回。在C处有一单向阀，滑块从左向右能自由通过且无能量损失，从右向左经过阀门时将被捕获，滑块运动终止。已知滑块与水平轨道CD和斜轨道FG间的动摩擦因数均为，两圆弧轨道的半径均为，水平轨道CD的长度，光滑斜面AB的倾角，斜轨道FG的倾角，重力加速度大小，。 （1）求滑块经过D点时，圆弧轨道对滑块的弹力大小； （2）求滑块释放时A、B间的高度差H； （3）若要求滑块始终不脱离轨道，求滑块释放时的高度H的范围。 【答案】（1） （2） （3），， 【解析】 【小问1详解】 滑块恰能通过最高点，重力提供向心力，则有 解得 为光滑圆弧，滑块在从D点运动到E点的过程中，由动能定理可得 解得 在点，由滑块重力和轨道弹力的合力提供向心力，有 解得 【小问2详解】 滑块在从A点运动到D点的过程中，由动能定理可得 解得m 【小问3详解】 若滑块恰能滑到圆心等高处，由动能定理得 解得 则当时，滑块不会超过圆心等高处，在向左经过阀门时被捕获，滑块始终不脱离轨道。若滑块恰能经过最高点E，在（2）中已经讨论过，得m，若滑块经过E滑到斜轨道FG上，经过弹性挡板反弹后恰能到达F点，由动能定理得 解得m 则当时，滑块会在粗糙斜轨道FG做往复运动，在摩擦力作用下动能耗尽，最终停止在G处，滑块始终不脱离轨道。若滑块经过E滑到斜轨道FG上，经过弹性挡板反弹后恰能经过圆弧最高点E点，由动能定理得 解得 则当时，滑块会返回光滑圆弧轨道DEF，在向左经过阀门时被捕获，滑块始终不脱离轨道。综上所述，H的范围是，，。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $