精品解析：内蒙古自治区乌兰察布市集宁区第四中学2024-2025学年高一下学期7月期末物理试题

2024-2025学年高一下学期期末考试 物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题（共7小题，每题4分） 1. 如图，玩具小车在轨道上做匀速圆周运动，测得小车1s绕轨道运动一周，圆轨道半径为0.3m，玩具小车的质量为0.5kg，AC为过圆心竖直线，BD为过圆心水平线，重力加速度g大小取，小车看作质点，下列说法正确的是（ ） A. 小车在BD下方运动时处于失重状态 B. 小车在B点不受摩擦力作用 C. 小车在C点时对轨道的压力恰好为零 D. 小车在A点时对轨道的压力比在C点时大10N 2. 2023年8月13日，我国将陆地探测四号01星（以下简称“01星”）送入地球静止卫星轨道，该星是世界首颗高轨SAR卫星，具备中等空间分辨率、快速莺访观测、大范围覆盖的观测能力。如图所示，“01星”、卫星A均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，其中卫星A运动的周期约为1.5h。某时刻“01星”与地心连线和卫星A与地心连线的夹角为60°，则从该时刻至卫星A与“01星”第一次相距最近所需的时间约为（　　） A. B. C. 2h D. 3. 如图，轻弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与放在水平面上的小木块接触（不栓接），开始时弹簧处于原长位置O。现使木块以初动能向左运动，弹簧的最大压缩量为x，最终小木块停在O点右侧距离O点为s的P点。小木块可视为质点，根据上述条件不能求出的是（　　） A. 弹簧的最大弹性势能 B. 小木块离开弹簧时的动能 C. 小木块离开弹簧后的加速度 D. 小木块运动过程中克服摩擦力做的总功 4. 如图甲所示为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，简化模型如图乙，魔盘侧面与水平面的夹角为。质量为m的游客随魔盘以角速度一起匀速转动，半径为r，已知重力加速度大小为g，则（　　） A. 魔盘对游客的作用力沿水平方向指向转轴 B. 游客受到的支持力可能等于 C. 若魔盘角速度缓慢增加，游客受到魔盘的支持力会缓慢减小 D. 若魔盘角速度缓慢增加，质量较小的游客先发生滑动 5. 已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示，关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两个星球质量之比为1∶2 B. Q星球的密度大于P星球的密度 C. 第一宇宙速度大小之比为2∶1 D. 同步卫星距星球表面的高度之比为1∶2 6. 一个小球从光滑的斜面上由O点静止释放，在斜面上的水平虚线ab和cd之间受到水平向右的恒力作用，如图所示。下面哪个图像能正确表示小球的运动轨迹（ ） A. B. C. D. 7. 如图甲所示，水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下，由静止开始运动，运动过程中，力F的功率恒为P。物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示（图中v0、a0为已知量）。则下列说法正确的是（ ） A. 物体所受阻力大小为 B. 物体的质量为 C. 运动过程中的拉力F逐渐变大 D. 物体加速运动的时间为 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 某悬臂吊车在运送货物，货物在水平方向的图像和竖直方向运动的图象如图所示甲、乙所示。以下判断正确的是（　　） A. 在内，物体做直线运动 B. 在内，物体受到的合外力沿轴方向 C. 在第末，物体的瞬时速度为 D. 在第末物体离出发点的距离为 9. 胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故。一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线下列说法正确的是（　　） A. 若汽车速率不变，经过图中A处最容易超压报警 B. 若汽车速率不变，经过图中B处最容易超压报警 C. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，应增大汽车的速度 D. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，应减小汽车的速度 10. 物块B套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物块A的速率先变大后变小 B. 物块A的速率先变小后变大 C. 物块A始终处于超重状态 D. 物块A先处于失重状态，后处于超重状态 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA = 300 g，mB = 100 g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T = 0.02 s，则： （1）在打点0 ~ 5过程中系统势能的减小量ΔEp = ___________J，系统动能的增加量ΔEk = ___________ J。（重力加速度g = 9.8 m/s2，结果均保留三位有效数字） （2）实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是 ___________。 A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 先释放重物，后接通电源打出纸带 D. 利用公式计算重物速度 （3）用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g = ___________m/s2（结果保留三位有效数字）。 12. 图甲是研究向心力的一种实验装置，转轴和挡光片固定在底座上，悬臂能绕转轴转动。悬臂上的小物块通过轻杆与力传感器相连，以测量小物块转动时向心力的大小。拨动悬臂使之做圆周运动，安装在悬臂末端的光电门每次通过挡光片时，仪器会记录挡光片的遮光时间，同时力传感器记录物块此刻受到轻杆拉力（向心力）的大小。 （1）已知做圆周运动物体受到的向心力大小与物体质量、角速度和圆周运动的半径均有关系，为了研究向心力大小与角速度大小的关系，需要保持___________不变； （2）已知挡光片到转轴的距离为d、挡光片宽度为Δs、某次实验测得挡光片的遮光时间为Δt，则此时小物块圆周运动的角速度_______；要研究物体圆周运动向心力与线速度的关系，_______（填“需要”或“不需要”）保持物体圆周运动的线速度不变； （3）使转臂能在水平面上转动，测量不同角速度下拉力的大小，从采样数据中选取了几组数据并记录在表格中。请把表格中的数据4和5描在图丙上，并绘出的图像________。 （4）下面利用该装置研究竖直方向圆周运动的向心力。如图乙所示，竖直放置转动盘，调节转动轴，使转轴能够在竖直平面上转动。把物块置于最低点时调零，转动物块，记录并绘制出作用力随时间变化的图像，如图丁所示，则：A点表示物体在圆周运动的_________（填“最高点”或“最低点”），选取的物块质量m约为_______kg（保留1位有效数字），在B点物体圆周运动的向心加速度约为重力加速度的_________倍。（结果取整数，g取） 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 如图所示的装置绕竖直轴匀速转动，细线与竖直方向夹角。已知小球质量，细线长（g取， ）。求： （1）绳上的拉力大小； （2）装置转动的角速度大小； （3）小球离地高度为0.45m，某瞬间细线断开，则小球飞行的水平位移大小x。 14. 如图所示，半径的圆弧轨道AB 与水平轨道 BC 相切于B 点，CD为r2 = 0．40m 的半圆轨道，另一半径R=1．00m 的圆弧轨道EF 与CD 靠近，E 点略低于D 点。一质量m=1kg的小物块（可视为质点）从 A 点以初速度v0=2m/s 沿轨道下滑，在AB 段运动过程中始终受到竖直向上F＝10N 的力作用，进入BC 段后撤去。已知AB 高度为h，BC 长L=1．00m，小物块与 BC间动摩擦因数μ=0.2，其余光滑，EF 轨道对应的圆心角θ＝60°，所有轨道均固定在同一竖直平面内，不考虑小物块在各轨道相接处的能量损失，忽略空气阻力，g 取10m/s2，求： （1）当小物块在圆弧轨道AB运动到B 点时，轨道对小物块的作用力大小； （2）若小物块在B点的速度为5m/s，且在刚进入BC 段时撤去力F，请通过计算判断小物块能否通过D 点； （3）若小物块能进入EF轨道，且不越过F点，小物块在D点的速度范围是多少？ 15. 如图所示，一个可视为质点，质量m=1kg的木块从P点以初速度v0=8m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数为0.2，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=1m，半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=53°，木块到达A点时的速度大小vA=10m/s。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2（结果可带根号），求： （1）P到M的距离L； （2）M、A间的距离s； （3）木块到达圆弧轨道A点时对轨道的压力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年高一下学期期末考试 物理试卷 时间：75分钟 满分：100分 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上，并将自己的姓名、准考证号、座位号填写在本试卷上。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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。涂写在本试卷上无效。 3、作答非选择题时，将答案书写在答题卡上，书写在本试卷上无效。 4、考试结束后，将答题卡交回。 一、单选题（共7小题，每题4分） 1. 如图，玩具小车在轨道上做匀速圆周运动，测得小车1s绕轨道运动一周，圆轨道半径为0.3m，玩具小车的质量为0.5kg，AC为过圆心竖直线，BD为过圆心水平线，重力加速度g大小取，小车看作质点，下列说法正确的是（ ） A. 小车在BD下方运动时处于失重状态 B. 小车在B点不受摩擦力作用 C. 小车在C点时对轨道的压力恰好为零 D. 小车在A点时对轨道的压力比在C点时大10N 【答案】D 【解析】 【详解】A．小球在BD下方运动时，向心加速度指向圆心，均有竖直向上的分量，故处于超重状态，故A错误； B．由于玩具小车在轨道上做匀速圆周运动，切向分量上合力为零，故在B点受到竖直向上的摩擦力，故B错误； C．设玩具小车在C点时受到向下的压力，则 又 得 故C错误； D．设玩具小车在A点时受到向上的压力，则 由牛顿第三定律知 得 故D正确。 故选D。 2. 2023年8月13日，我国将陆地探测四号01星（以下简称“01星”）送入地球静止卫星轨道，该星是世界首颗高轨SAR卫星，具备中等空间分辨率、快速莺访观测、大范围覆盖的观测能力。如图所示，“01星”、卫星A均绕地心在同一平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，其中卫星A运动的周期约为1.5h。某时刻“01星”与地心连线和卫星A与地心连线的夹角为60°，则从该时刻至卫星A与“01星”第一次相距最近所需的时间约为（　　） A. B. C. 2h D. 【答案】B 【解析】 【详解】设，，两者经时间相距最近，则 解得 故选B。 3. 如图，轻弹簧一端固定在竖直墙壁上，另一端与放在水平面上的小木块接触（不栓接），开始时弹簧处于原长位置O。现使木块以初动能向左运动，弹簧的最大压缩量为x，最终小木块停在O点右侧距离O点为s的P点。小木块可视为质点，根据上述条件不能求出的是（　　） A. 弹簧的最大弹性势能 B. 小木块离开弹簧时的动能 C. 小木块离开弹簧后的加速度 D. 小木块运动过程中克服摩擦力做的总功 【答案】C 【解析】 【详解】A．木块运动至最左端时根据能量守恒有 小木块停在P点根据能量守恒有 解得弹簧的最大弹性势能为 故A不符合题意要求； B．小木块离开弹簧时的动能为 故B不符合题意要求； C．小木块离开弹簧后的加速度为 由于动摩擦系数未知，小木块离开弹簧后的加速度不能求出，故C符合题意要求； D．根据能量守恒可知小木块运动过程中克服摩擦力做的总功为，故D不符合题意要求。 故选C。 4. 如图甲所示为游乐场中一种叫“魔盘”的娱乐设施，简化模型如图乙，魔盘侧面与水平面的夹角为。质量为m的游客随魔盘以角速度一起匀速转动，半径为r，已知重力加速度大小为g，则（　　） A. 魔盘对游客的作用力沿水平方向指向转轴 B. 游客受到的支持力可能等于 C. 若魔盘角速度缓慢增加，游客受到魔盘的支持力会缓慢减小 D. 若魔盘角速度缓慢增加，质量较小的游客先发生滑动 【答案】C 【解析】 【详解】A．游客受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，其中支持力和摩擦力的合力的方向不是水平方向，故A错误； BC．对游客受力分析，如图所示 根据牛顿第二定律可得 可得 由于游客的重力保持不变，魔盘的倾斜角度不变，魔盘角速度缓慢增大，游客所需向心力增大，因此摩擦力f增大，N减小，故B错误，C正确； D．由上分析可知在魔盘运动的规律与人的质量无关，故D错误。 故选C。 5. 已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同，它们的重力加速度大小随物体到星球中心的距离r变化的图像如图所示，关于P、Q星球，下列说法正确的是（　　） A. P、Q两个星球质量之比为1∶2 B. Q星球的密度大于P星球的密度 C. 第一宇宙速度大小之比为2∶1 D. 同步卫星距星球表面的高度之比为1∶2 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题图可知，两星球表面的重力加速度大小和半径之比都是1∶2，由 可得 则两星球的质量之比 故A错误； B．由 可得 故两星球密度相同，故B错误； C．由 可得 则两星球的第一宇宙速度大小之比 故C错误； D．由 可得 则两星球静止卫星的轨道半径之比 又因为两星球的半径之比为1：2，故静止卫星距星球表面的高度之比也为1：2，故D正确。 故选D。 6. 一个小球从光滑的斜面上由O点静止释放，在斜面上的水平虚线ab和cd之间受到水平向右的恒力作用，如图所示。下面哪个图像能正确表示小球的运动轨迹（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】小球从光滑的斜面上由O点静止释放，在进入水平虚线ab前沿斜面向下做匀加速直线运动；小球在水平虚线ab和cd之间受到水平向右的恒力作用，则小球所受合力与速度方向不在同一直线上，所以小球做曲线运动，且轨迹向右弯曲；小球离开水平虚线cd时具有水平向右的分速度，小球离开水平虚线cd后，受到的合力沿斜面向下，，所以小球做曲线运动，且小球受到沿斜面向下的合力位于轨迹的凹侧。 故选D。 7. 如图甲所示，水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下，由静止开始运动，运动过程中，力F的功率恒为P。物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示（图中v0、a0为已知量）。则下列说法正确的是（ ） A. 物体所受阻力大小为 B. 物体的质量为 C. 运动过程中的拉力F逐渐变大 D. 物体加速运动的时间为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．根据功率公式有P=Fv 研究物体的受力情况，根据牛顿第二定律得F-f=ma 联立解得 当物体做匀速运动时，加速度为零，有 解得阻力大小 图像的斜率 解得物体的质量m=，故A错误，B正确； C．运动过程中，速度增大，由P=Fv知，拉力逐渐变小，故C错误； D．拉力F减小，合力减小，物体先做加速度减小的变加速运动，当加速度为零时做匀速运动，根据条件不能求出加速运动的时间，故D错误。 故选B。 二、多选题（共3小题，每题6分） 8. 某悬臂吊车在运送货物，货物在水平方向的图像和竖直方向运动的图象如图所示甲、乙所示。以下判断正确的是（　　） A. 在内，物体做直线运动 B. 在内，物体受到的合外力沿轴方向 C. 在第末，物体的瞬时速度为 D. 在第末物体离出发点的距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】A.由图甲可知，货物在水平方向做匀速直线运动，竖直方向在做初速度为零的匀加速直线运动，因此在内，物体做曲线运动，A错误； B.由图甲可知，货物在水平方向做匀速直线运动，水平方向合外力为零，竖直方向在做初速度为零的匀加速直线运动，竖直方向合外力不为零，因此物体受到的合外力沿轴方向，B正确； C.由图甲可知，货物在水平方向的速度为 由图乙可知，在第末，货物在竖直方向的速度为 因此在第末，物体的瞬时速度为 C错误； D. 由图甲可知， 内货物在水平方向的位移为，由乙甲可知， 内货物在竖直方向的位移为 内货物的位移为 因此在第末物体离出发点的距离为，D正确。 故选BD。 9. 胎压监测器可以实时监测汽车轮胎内部的气压，在汽车上安装胎压监测报警器，可以预防因汽车轮胎胎压异常而引发的事故。一辆装有胎压报警器的载重汽车在高低不平的路面上行驶，其中一段路面的水平观察视图如图所示，图中虚线是水平线下列说法正确的是（　　） A. 若汽车速率不变，经过图中A处最容易超压报警 B. 若汽车速率不变，经过图中B处最容易超压报警 C. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，应增大汽车的速度 D. 若要尽量使胎压报警器不会超压报警，应减小汽车的速度 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．在A点和B点，小车的向心加速度分别是向上和向下，所以在A点和B点小车分别处于超重状态和失重状态，所以若汽车速率不变，经过图中A处最容易超压报警，故A正确，B错误； CD．在A点，根据牛顿第二定律有 得 可知若要尽量使胎压报警器不会超压报警，应减小汽车的速度，故D正确，C错误。 故选AD。 10. 物块B套在倾斜杆上，并用轻绳绕过定滑轮与物块A相连（定滑轮体积大小可忽略），今使物块B沿杆由点M匀速下滑到N点，运动中连接A、B的轻绳始终保持绷紧状态，在下滑过程中，下列说法正确的是（ ） A. 物块A的速率先变大后变小 B. 物块A的速率先变小后变大 C. 物块A始终处于超重状态 D. 物块A先处于失重状态，后处于超重状态 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．将B的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图， 根据平行四边形定则，沿绳子方向的速度为 可知θ在增大到90°的过程中，A的速度方向向下，且逐渐减小；由图可知，当B到达P点时，B与滑轮之间的距离最短，θ=90°，A的速度等于0，随后A向上运动，且速度增大；所以在B沿杆由点M匀速下滑到N点的过程中，A的速度先向下减小，然后向上增大，故A错误，B正确； CD．物体A向下做减速运动和向上做加速运动的过程中，加速度的方向都向上，所以A始终处于超重状态．故C正确，D错误； 故选BC． 【点睛】解决本题的关键知道A沿绳子方向上的分速度等于B的速度，以及知道除超重状态时物体的加速度的方向向上，失重状态时加速度的方向向下即可． 三、实验题（共2小题，共16分） 11. 某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，他将两物块A和B用轻质细绳连接并跨过轻质定滑轮，B下端连接纸带，纸带穿过固定的打点计时器，用天平测出A、B两物块的质量mA = 300 g，mB = 100 g，A从高处由静止开始下落，B拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示，已知打点计时器计时周期为T = 0.02 s，则： （1）在打点0 ~ 5过程中系统势能的减小量ΔEp = ___________J，系统动能的增加量ΔEk = ___________ J。（重力加速度g = 9.8 m/s2，结果均保留三位有效数字） （2）实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，主要原因可能是 ___________。 A. 工作电压偏高 B. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 C. 先释放重物，后接通电源打出纸带 D. 利用公式计算重物速度 （3）用v表示物块A的速度，h表示物块A下落的高度。若某同学作出的图像如图丙所示，则可求出当地的重力加速度g = ___________m/s2（结果保留三位有效数字）。 【答案】（1） ①. 1.18 ②. 1.15 （2）B （3）9.70 【解析】 【小问1详解】 [1]系统势能的减小量 [2]每相邻两计数点间还有4个点，可知T = 0.1 s，则打B点时的速度 在打点0 ~ 5过程中系统动能的增加量 【小问2详解】 实验结果显示，动能的增加量小于重力势能的减少量，说明运动过程中能量有损失，存在空气阻力和摩擦阻力的影响。 故B正确。 【小问3详解】 由系统机械能守恒得 可得 则图像的斜率 解得 12. 图甲是研究向心力的一种实验装置，转轴和挡光片固定在底座上，悬臂能绕转轴转动。悬臂上的小物块通过轻杆与力传感器相连，以测量小物块转动时向心力的大小。拨动悬臂使之做圆周运动，安装在悬臂末端的光电门每次通过挡光片时，仪器会记录挡光片的遮光时间，同时力传感器记录物块此刻受到轻杆拉力（向心力）的大小。 （1）已知做圆周运动物体受到的向心力大小与物体质量、角速度和圆周运动的半径均有关系，为了研究向心力大小与角速度大小的关系，需要保持___________不变； （2）已知挡光片到转轴的距离为d、挡光片宽度为Δs、某次实验测得挡光片的遮光时间为Δt，则此时小物块圆周运动的角速度_______；要研究物体圆周运动向心力与线速度的关系，_______（填“需要”或“不需要”）保持物体圆周运动的线速度不变； （3）使转臂能在水平面上转动，测量不同角速度下拉力的大小，从采样数据中选取了几组数据并记录在表格中。请把表格中的数据4和5描在图丙上，并绘出的图像________。 （4）下面利用该装置研究竖直方向圆周运动的向心力。如图乙所示，竖直放置转动盘，调节转动轴，使转轴能够在竖直平面上转动。把物块置于最低点时调零，转动物块，记录并绘制出作用力随时间变化的图像，如图丁所示，则：A点表示物体在圆周运动的_________（填“最高点”或“最低点”），选取的物块质量m约为_______kg（保留1位有效数字），在B点物体圆周运动的向心加速度约为重力加速度的_________倍。（结果取整数，g取） 【答案】（1）圆周运动的半径和物体质量 （2） ①. ②. 不需要 （3） （4） ①. 最高点 ②. 0.04 ③. 10 【解析】 【小问1详解】 做圆周运动物体受到的向心力大小与物体质量、角速度和圆周运动的半径均有关系，为了研究向心力大小与角速度大小的关系，实验采用控制变量法，需要保持圆周运动的半径和物体质量不变。 【小问2详解】 [1]由角速度公式可知 [2]要研究物体圆周运动向心力与线速度的关系，要改变物体圆周运动的线速度，故选填不需要。 【小问3详解】 绘出的图像如图所示 【小问4详解】 [5][6]因为物体调零时力传感器是拉伸状态的，其拉力等于重力。而在最高点时力传感器受到压力，大小等于重力。此时跟调零状态比较，力传感器的示数变化了2mg，其示数为0.8N，即 物体质量为m=0.04kg [7]B点物体在最低点，此时力传感器的作用力为4N，即重力的10倍，调零时拉力为mg，所以此时真实拉力为11mg，即11mg-mg=ma 所以加速度为a=10g 四、计算题（共3小题，共38分） 13. 如图所示的装置绕竖直轴匀速转动，细线与竖直方向夹角。已知小球质量，细线长（g取， ）。求： （1）绳上的拉力大小； （2）装置转动的角速度大小； （3）小球离地高度为0.45m，某瞬间细线断开，则小球飞行的水平位移大小x。 【答案】（1） （2）5rad/s （3）0.45m 【解析】 【小问1详解】 小球做水平面内的匀速圆周运动，竖直方向平衡，有 可得绳上的拉力大小为 【小问2详解】 对小球受力分析，根据牛顿第二定律可知 解得 【小问3详解】 细线断开后小球做平抛运动，则落地时运动的时间 水平位移 解得 x=0.45m 14. 如图所示，半径的圆弧轨道AB 与水平轨道 BC 相切于B 点，CD为r2 = 0．40m 的半圆轨道，另一半径R=1．00m 的圆弧轨道EF 与CD 靠近，E 点略低于D 点。一质量m=1kg的小物块（可视为质点）从 A 点以初速度v0=2m/s 沿轨道下滑，在AB 段运动过程中始终受到竖直向上F＝10N 的力作用，进入BC 段后撤去。已知AB 高度为h，BC 长L=1．00m，小物块与 BC间动摩擦因数μ=0.2，其余光滑，EF 轨道对应的圆心角θ＝60°，所有轨道均固定在同一竖直平面内，不考虑小物块在各轨道相接处的能量损失，忽略空气阻力，g 取10m/s2，求： （1）当小物块在圆弧轨道AB运动到B 点时，轨道对小物块的作用力大小； （2）若小物块在B点的速度为5m/s，且在刚进入BC 段时撤去力F，请通过计算判断小物块能否通过D 点； （3）若小物块能进入EF轨道，且不越过F点，小物块在D点的速度范围是多少？ 【答案】（1）；（2）能通过D 点；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）由于F竖直向上，大小等于重力，所以AB段合外力作功为零，则，设在B点轨道对小物块作用力为FB 解得 （2）如能通过D点，根据动能定理 解得 所以小物块能通过D点。 （3）通过D 点的最小速度 则 如刚好到达F点，则在D点的速度vD， 解得 所以小物块在D点的速度范围 15. 如图所示，一个可视为质点，质量m=1kg的木块从P点以初速度v0=8m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数为0.2，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力）。已知圆弧的半径R=1m，半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=53°，木块到达A点时的速度大小vA=10m/s。已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2（结果可带根号），求： （1）P到M的距离L； （2）M、A间的距离s； （3）木块到达圆弧轨道A点时对轨道的压力。 【答案】（1）7m；（2）；（3）106N，与竖直方向成53°斜向左下方 【解析】 【详解】（1）根据题意木块从P点运动到M点做匀减速直线运动，有 木块从M点运动到A点做平抛运动，且在A点有 联立解得 （2）根据平抛运动的规律有 联立解得M、A间的距离 （3）根据牛顿第二定律得 解得 根据牛顿第三定律可知，此时木块对轨道的压力大小为106N，与竖直方向成53°斜向左下方。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $