精品解析：陕西西安市西咸新区秦汉中学2025-2026学年高一第二学期第一次素质调研物理试题

高一第二学期第一次素质调研 物 理 考试时间∶75分钟试卷满分∶100分 注意事项∶ 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。 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 一、选择题∶本题共12小题，共48分。（在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得分） 1. 某质点在一段时间内做曲线运动，则在此段时间内（　　） A. 速度可以不变，加速度一定在不断变化 B. 做曲线运动的物体，加速度一定不为零 C. 物体做曲线运动时，合力一定是变力 D. 曲线运动不可能是一种匀变速运动 2. 公交车是人们出行的重要交通工具，如图是公交车内部座位示意图，其中座位A和B的连线和车前进的方向垂直，当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时，一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2 m/s的速度匀速运动到B，则站在站台上的人看到该乘客（　　） A. 运动轨迹为直线 B. 运动轨迹为抛物线 C. 因该乘客在车上做匀速运动，所以乘客处于平衡状态 D. 当车的速度为2 m/s时，该乘客对地的速度为m/s 3. 如图甲是家用的人字梯，结构简图如图乙所示，该人字梯由两个完全相同的梯子AM、AN通过顶端的铰链（大小不计）连接而成。某次使用完人字梯后需要将其收拢起来，让梯子的底端M、N两点均以恒定的速率v贴着地面向中间滑动，某时刻，梯子AM、AN和竖直方向的夹角均为30°，则此时梯子顶部铰链速度大小为（　　） A. B. C. D. 4. 如图所示为某同学拼装的乐高齿轮传动装置，图中五个齿轮自左向右编号分别为1、2、3、4、5.它们的半径之比为，其中齿轮1是主动轮，正在逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） A. 齿轮5顺时针转动 B. 齿轮1与齿轮3的转速之比为 C. 齿轮2边缘的向心加速度与齿轮5边缘的向心加速度之比为 D. 齿轮2的周期与齿轮4的周期之比为 5. 如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时调整发球机出球口距地面的高度，然后向竖直墙面发射网球。如图乙所示，先后两次从同一位置水平发射网球A、B，网球A、B分别碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为45°和60°，若不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. A球的发射速度小于B球的发射速度 B. A球的速度变化率小于B球的速度变化率 C. A球在空中的飞行时间大于B球在空中的飞行时间 D. A、B两球竖直位移之比 6. 如图，在某闯关娱乐节目中，小红从轨道上的不同位置由静止自由滑下，从c处水平飞出，都能落到直径为l的圆形浮板上，轨道、直径在同一竖直面内。c点离水面的高度为h，浮板左端离c点的水平距离为l。运动过程中，小红视为质点并忽略空气阻力，重力加速度为g，则小红离开c时速度v的范围为（　　） A. B. C. D. 7. 洗衣机脱水桶的原理示意图如图所示。衣服（视为质点）在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时，刚好不沿着筒壁向下滑动，筒壁到转轴之间的距离为r，衣服与筒壁之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 衣服的角速度大小为 B. 衣服所需的向心力大小为mg C. 衣服受到的摩擦力大小为0.2mg D. 若脱水桶的转速增大，则衣服受到的摩擦力不变 8. 如图甲所示，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行播种。先后抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度大小分别为和，其中谷粒1的速度方向水平，谷粒2的速度方向斜向上，与水平方向成角。忽略空气阻力，已知重力加速度为，，，则（　　） A. 谷粒2从点运动到最高点所用时间为 B. 谷粒1、2从到的运动时间之比为 C. 、两点间的水平距离为 D. 、两点间的竖直距离为 9. 如下图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( ) A. 小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 B. 小球在最高点时绳子的拉力不可能为零 C. 若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为 D. 小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力 10. 如图甲是某花样滑冰运动员在赛场上的情形，假设在比赛的某段时间他单脚着地，以速度做匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而受与冰面夹角为的支持力，如图乙冰刀与冰面的夹角为，该运动员的质量为，重力加速度为，，，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 该运动员受重力、冰面的支持力、向心力的作用 B. 冰面对该运动员的支持力大小为 C. 该运动员做匀速圆周运动的半径为 D. 该运动员做匀速圆周运动的向心加速度大小为 11. 如图所示，半径为R的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。子弹（可视为质点）以大小为的水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，不计空气阻力及圆筒对子弹运动的影响，重力加速度大小为g，圆筒足够长，下列说法正确的是（ ） A. 子弹在圆筒中的运动时间为 B. 两弹孔的高度差为 C. 圆筒转动的周期可能为 D. 若仅改变圆筒的转速，则子弹可能在圆筒上只打出一个弹孔 12. 如图甲所示，铺设铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。现有一列火车以恒定速率v通过一弯道视为水平圆周运动，火车的轮缘恰好不对内、外轨道挤压。如图乙所示，为转弯时一节车厢内，放在桌面上的水杯与火车保持相对静止，且杯内的水面与轨道所在平面平行，已知火车轨道所在平面与水平面间的夹角为，弯道的转弯半径为R，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 水杯对桌面的静摩擦力沿桌面向上 D. 水杯对车厢侧壁无压力 二、填空题∶本题共2小题，每空1分，共11分 13. 某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。 （1）如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明__________。 A. 平抛运动竖直方向是自由落体运动 B. 平抛运动水平方向是匀速直线运动 （2）图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置__________（选填“较低”或“较高”）。 （3）如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，g取，则该小球做平抛运动的初速度大小________m/s；小球的抛出点是否在点__________（选填“是”或“不是”）。 14. 某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。 （1）下列实验与本实验采用的研究方法相同的是 _____ 。 A.探究平抛运动的特点 B.探究小车速度随时间变化的规律 C.探究加速度与力、质量的关系 D.探究两个互成角度的力的合成规律 （2）探究向心力和质量的关系时，将传动皮带套在半径相同的两塔轮轮盘上，应将质量不同的小球分别放在挡板 ________ 处（选填“A和B”、“A和C”、“B和C”）。 （3）实验中若将传动皮带套在半径不同的两塔轮轮盘上，是为了探究向心力大小与 ________ （选填“角速度”、“半径”、“质量”）的关系。 （4）器材说明书上说第二层塔轮半径之比为2：1，如图2所示.在进行实验探究前，如果仅使用向心力演示仪来验证这个半径关系，你打算怎么做？____________________ 。 （5）某兴趣小组用如图3所示的传感器装置定量验证向心力的表达式。图4中①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，可知曲线①对应的金属块质量 _______ （选填“大于”、“小于”、“等于”）曲线②对应的金属块质量。 三、计算题∶本题共3小题，共41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。） 15. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）水从槽口落到水轮叶面的时间t； （2）槽口处水流的初速度大小； （3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小F。 16. 跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，运动员在滑雪道上获得一定的速度后从跳台上飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得a、b间竖直的高度差，运动员着陆时的速度与水平方向成53°角，已知重力加速度，，，空气阻力不计。求： （1）运动员在空中的飞行时间； （2）运动员离开跳台的初速度大小； （3）运动员从跳台a处沿水平方向飞出，经过多长时间与斜坡间的距离最大，最大距离为多少？（结果可用分数和根式表示） 17. 在光滑水平面内建立一个直角坐标系如图所示，一质量为的小球静置于第二象限的点。某时刻给小球一个大小为沿着轴正方向的初速度，同时对小球施加沿轴负方向的恒力作用，当小球运动到原点时，速度方向与轴正方向的夹角为，此时突然将方向变为沿着轴负方向，大小不变，一段时间后小球经过轴上的点。（，）求： （1）点的坐标； （2）点的坐标。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高一第二学期第一次素质调研 物 理 考试时间∶75分钟试卷满分∶100分 注意事项∶ 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡上。 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 一、选择题∶本题共12小题，共48分。（在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9-12题有多项符合题目要求，每小题4分，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得分） 1. 某质点在一段时间内做曲线运动，则在此段时间内（　　） A. 速度可以不变，加速度一定在不断变化 B. 做曲线运动的物体，加速度一定不为零 C. 物体做曲线运动时，合力一定是变力 D. 曲线运动不可能是一种匀变速运动 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】AB．做曲线运动的物体速度一定变化，加速度一定不为零，但是加速度不一定变化，例如平抛运动，选项A错误，B正确； C．物体做曲线运动时，合力不一定是变力，例如平抛运动，选项C错误； D．曲线运动也可能是一种匀变速运动，例如平抛运动，选项D错误。 故选B。 2. 公交车是人们出行的重要交通工具，如图是公交车内部座位示意图，其中座位A和B的连线和车前进的方向垂直，当车在某一站台由静止开始匀加速启动的同时，一个乘客从A座位沿AB连线相对车以2 m/s的速度匀速运动到B，则站在站台上的人看到该乘客（　　） A. 运动轨迹为直线 B. 运动轨迹为抛物线 C. 因该乘客在车上做匀速运动，所以乘客处于平衡状态 D. 当车的速度为2 m/s时，该乘客对地的速度为m/s 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．乘客沿着车前进方向做初速度为零的匀加速直线运动，而沿AB方向做匀速直线运动，根据运动的合成可知，站在站台上的人看到该乘客的运动轨迹为抛物线，因为加速度不为零，所以乘客处于非平衡状态，故A、C错误，B正确； D．根据速度的合成与分解可知，当车的速度为2 m/s时，该乘客对地速度为 m/s＝2 m/s D错误。 故选B。 3. 如图甲是家用的人字梯，结构简图如图乙所示，该人字梯由两个完全相同的梯子AM、AN通过顶端的铰链（大小不计）连接而成。某次使用完人字梯后需要将其收拢起来，让梯子的底端M、N两点均以恒定的速率v贴着地面向中间滑动，某时刻，梯子AM、AN和竖直方向的夹角均为30°，则此时梯子顶部铰链速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】将M、A两点的速度分解，如图，则 解得 故选A。 4. 如图所示为某同学拼装的乐高齿轮传动装置，图中五个齿轮自左向右编号分别为1、2、3、4、5.它们的半径之比为，其中齿轮1是主动轮，正在逆时针匀速转动。下列说法正确的是（　　） A. 齿轮5顺时针转动 B. 齿轮1与齿轮3的转速之比为 C. 齿轮2边缘的向心加速度与齿轮5边缘的向心加速度之比为 D. 齿轮2的周期与齿轮4的周期之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当齿轮1逆时针匀速转动时，齿轮2顺时针转动，齿轮3逆时针转动，齿轮4顺时针转动，齿轮5也逆时针转动，选项A错误； B．所有齿轮边缘的线速度相同，齿轮1与齿轮3边缘具有相同的线速度，因为齿轮1与齿轮3半径相等，所以转速之比为，选项B错误； C．根据 所以 选项C错误； D．同理可得 所以 选项D正确。 故选D。 5. 如图甲所示是网球发球机，某次室内训练时调整发球机出球口距地面的高度，然后向竖直墙面发射网球。如图乙所示，先后两次从同一位置水平发射网球A、B，网球A、B分别碰到墙面时速度与水平方向夹角分别为45°和60°，若不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（ ） A. A球的发射速度小于B球的发射速度 B. A球的速度变化率小于B球的速度变化率 C. A球在空中的飞行时间大于B球在空中的飞行时间 D. A、B两球竖直位移之比 【答案】D 【解析】 【详解】C．发出的网球在竖直方向做自由落体运动，根据可得，网球在空中运动的时间为 由图可知 所以A球在空中的运动时间小于B球在空中的运动时间，故C错误； A．网球在水平方向上做匀速直线运动，两网球在水平方向的位移相等，根据可知，A球的发射速度大于B球的发射速度，故A错误； B．速度的变化率是指加速度，两个网球的加速度都是重力加速度，所以A球的速度变化率等于B球的速度变化率，故B错误； D．根据平抛运动，设水平位移为，竖直位移分别为，，根据平抛运动速度的反向延长线经过水平位移的中点，则， 所以，故D正确。 故选D。 6. 如图，在某闯关娱乐节目中，小红从轨道上的不同位置由静止自由滑下，从c处水平飞出，都能落到直径为l的圆形浮板上，轨道、直径在同一竖直面内。c点离水面的高度为h，浮板左端离c点的水平距离为l。运动过程中，小红视为质点并忽略空气阻力，重力加速度为g，则小红离开c时速度v的范围为（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】根据 运动时间 当落到浮板左端时，速度 当落到浮板右端时，速度 所以小红离开c时速度v的范围为 故选B。 7. 洗衣机脱水桶的原理示意图如图所示。衣服（视为质点）在竖直圆筒的内壁上随圆筒做匀速圆周运动时，刚好不沿着筒壁向下滑动，筒壁到转轴之间的距离为r，衣服与筒壁之间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 衣服的角速度大小为 B. 衣服所需的向心力大小为mg C. 衣服受到的摩擦力大小为0.2mg D. 若脱水桶的转速增大，则衣服受到的摩擦力不变 【答案】D 【解析】 【详解】C．对衣服进行分析，在竖直方向上有，故C错误； B．衣服刚好不沿着筒壁向下滑动，则摩擦力达到最大静摩擦力，则有 结合上述解得 对衣服进行分析可知，由筒壁对衣服的弹力提供向心力，即衣服所需的向心力大小为，故B错误； A．结合上述有 解得，故A错误； D．若脱水桶的转速增大，所需向心力增大，则筒壁对衣服的弹力增大，最大静摩擦力增大，但衣服受到的摩擦力大小仍然等于衣服的重力，即衣服受到的摩擦力不变，故D正确。 故选D。 8. 如图甲所示，我国某些农村地区人们用手抛撒谷粒进行播种。先后抛出的谷粒中有两颗的运动轨迹如图乙所示，其轨迹在同一竖直平面内，抛出点均为，且轨迹交于点，抛出时谷粒1和谷粒2的初速度大小分别为和，其中谷粒1的速度方向水平，谷粒2的速度方向斜向上，与水平方向成角。忽略空气阻力，已知重力加速度为，，，则（　　） A. 谷粒2从点运动到最高点所用时间为 B. 谷粒1、2从到的运动时间之比为 C. 、两点间的水平距离为 D. 、两点间的竖直距离为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．谷粒2从点运动到最高点做斜抛运动，根据速度时间公式可得所用时间，故A错误； B．谷粒1、2从点运动到点，水平方向有 解得，故B正确； CD．谷粒1、2从点运动到点，竖直方向有 联立解得 、两点间的水平距离为 竖直距离为，故C正确，D错误。 故选BC。 9. 如下图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( ) A. 小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 B. 小球在最高点时绳子的拉力不可能为零 C. 若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为 D. 小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力 【答案】CD 【解析】 【详解】A.在最高点若速度比较大，则有 所以向心力不一定由重力提供，故A项与题意不相符； BC.当在最高点速度，此时F=0，重力提供向心力，此时的速度是物体做圆周运动在最高点的最小速度，故B与题意不相符，C项与题意相符； D.在最低点有： 拉力一定大于重力，故D项与题意相符． 10. 如图甲是某花样滑冰运动员在赛场上的情形，假设在比赛的某段时间他单脚着地，以速度做匀速圆周运动，转弯时冰刀嵌入冰内从而受与冰面夹角为的支持力，如图乙冰刀与冰面的夹角为，该运动员的质量为，重力加速度为，，，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　） A. 该运动员受重力、冰面的支持力、向心力的作用 B. 冰面对该运动员的支持力大小为 C. 该运动员做匀速圆周运动的半径为 D. 该运动员做匀速圆周运动的向心加速度大小为 【答案】BC 【解析】 【详解】A．运动员此时只受到重力和冰面的支持力的作用，两个力的合力充当做圆周运动的向心力，故A错误； BCD．运动员受到的力，水平方向有 竖直方向有 联立解得，，，故BC正确，D错误。 故选BC。 11. 如图所示，半径为R的竖直圆筒绕中心轴线以恒定的转速匀速转动。子弹（可视为质点）以大小为的水平速度沿圆筒直径方向从左侧射入圆筒，从右侧射穿圆筒后发现两弹孔在同一竖直线上，不计空气阻力及圆筒对子弹运动的影响，重力加速度大小为g，圆筒足够长，下列说法正确的是（ ） A. 子弹在圆筒中的运动时间为 B. 两弹孔的高度差为 C. 圆筒转动的周期可能为 D. 若仅改变圆筒的转速，则子弹可能在圆筒上只打出一个弹孔 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．子弹做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，子弹在圆筒中的运动时间为 竖直方向有 可得两弹孔的高度差为 故A错误，B正确； C．根据题意可知子弹在圆筒中的运动时间内，圆筒转动的角度满足 （，，） 则有 可得圆筒转动的周期满足 （，，） 当，可得 故C正确； D．若仅改变圆筒的转速，由于子弹一定有向下运动的位移，所以子弹不可能在圆筒上只打出一个弹孔，故D错误。 故选BC。 12. 如图甲所示，铺设铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。现有一列火车以恒定速率v通过一弯道视为水平圆周运动，火车的轮缘恰好不对内、外轨道挤压。如图乙所示，为转弯时一节车厢内，放在桌面上的水杯与火车保持相对静止，且杯内的水面与轨道所在平面平行，已知火车轨道所在平面与水平面间的夹角为，弯道的转弯半径为R，重力加速度为g。则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 水杯对桌面的静摩擦力沿桌面向上 D. 水杯对车厢侧壁无压力 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．根据火车转弯时的向心力由重力和支持力的合力提供，有，解得，故A正确，B错误； CD．火车的向心加速度大小为，水杯的向心加速度大小与其相等，由此可知水杯重力与桌面对其的支持力的合力提供向心力，故水杯对桌面的静摩擦力大小为0，水杯对车厢侧壁的压力大小为0，故C错误，D正确。 故选AD。 二、填空题∶本题共2小题，每空1分，共11分 13. 某小组在“研究平抛运动特点”的实验中，分别使用了图甲和图乙的实验装置。 （1）如图甲所示，小锤水平打击弹性金属片，A球水平抛出的同时B球自由下落。在不同的高度和打击力度时都发现两小球同时落地，则实验表明__________。 A. 平抛运动竖直方向是自由落体运动 B. 平抛运动水平方向是匀速直线运动 （2）图丙是图乙实验中小球从斜槽上不同位置由静止释放获得的两条轨迹，图线①所对应的小球在斜槽上释放的位置__________（选填“较低”或“较高”）。 （3）如图丁所示，实验小组记录了小球在运动过程中经过A、B、C三个位置，每个正方形小格的边长为5.00cm，g取，则该小球做平抛运动的初速度大小________m/s；小球的抛出点是否在点__________（选填“是”或“不是”）。 【答案】（1）A （2）较高 （3） ①. 1.5 ②. 不是 【解析】 【小问1详解】 在甲图所示的实验中，A球平抛，B球自由下落，同时落地，说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。 故选A。 【小问2详解】 两条平抛的轨迹，取相同的竖直高度，根据 可知平抛的时间相同，在水平方向上有 图线①的水平位移长，其初速度较大，需要从较高的位置滚下，才能获得较大初速度。 【小问3详解】 [1]由题知，每个正方形小格的边长为L=5.00cm，由图丁，可知A、B的竖直位移为3L，B、C的竖直位移为5L，在竖直方向有 解得 又A、B与B、C的水平位移都为，则有 解得 [2]根据平抛运动规律，可得小球从抛出点到B点的时间为 小球从抛出点到B点的水平位移为 而由图丁可知点到B点的水平距离为，可知小球并没有经过点，则点不是小球做平抛运动的抛出点。 14. 某同学利用如图1所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度ω之间的关系。 （1）下列实验与本实验采用的研究方法相同的是 _____ 。 A.探究平抛运动的特点 B.探究小车速度随时间变化的规律 C.探究加速度与力、质量的关系 D.探究两个互成角度的力的合成规律 （2）探究向心力和质量的关系时，将传动皮带套在半径相同的两塔轮轮盘上，应将质量不同的小球分别放在挡板 ________ 处（选填“A和B”、“A和C”、“B和C”）。 （3）实验中若将传动皮带套在半径不同的两塔轮轮盘上，是为了探究向心力大小与 ________ （选填“角速度”、“半径”、“质量”）的关系。 （4）器材说明书上说第二层塔轮半径之比为2：1，如图2所示.在进行实验探究前，如果仅使用向心力演示仪来验证这个半径关系，你打算怎么做？____________________ 。 （5）某兴趣小组用如图3所示的传感器装置定量验证向心力的表达式。图4中①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，可知曲线①对应的金属块质量 _______ （选填“大于”、“小于”、“等于”）曲线②对应的金属块质量。 【答案】（1）C （2）A和C （3）角速度； （4）长槽转一圈时短槽转两圈； （5）小于 【解析】 【小问1详解】 A．探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度之间的关系时，在研究其中两个物理量关系时，需要保持其他物理量一定，实验采用了控制变量法，探究平抛运动的特点实验中将曲线运动转化为直线运动，即采用了“化曲为直”的方法，实验中并没有采用控制变量法，故A错误； B．探究小车速度与时间的关系仅仅研究速度与时间两个物理量的关系，并没有采用控制变量法，故B错误； C．探究加速度与力和质量的关系，研究多个物理量之间的关系，在研究其中两个物理量关系时，需要保持其他物理量一定，实验采用了控制变量法，故C正确； D．探究两个互成角度的力的合成规律采用了等效替代法，并没有采用控制变量法，故D错误。 故选C。 【小问2详解】 探究向心力和质量的关系时，将传动皮带套在半径相同的两塔轮轮盘上，是控制角速度相同，还应控制小球做圆周运动的半径相同，故应将质量不同的小球分别放在挡板的A和C处。 【小问3详解】 若将传动皮带套在半径不同的两塔轮轮盘上，则小球的角速度不同，故是为了探究向心力大小与角速度的关系。 【小问4详解】 第二层塔轮半径之比为2：1，则两塔轮的角速度之比1:2；在进行实验探究前，如果仅使用向心力演示仪来验证这个半径关系，用向心力演示仪来验证这个塔轮半径关系，则只需要验证长槽转一圈时短槽转两圈即可。 【小问5详解】 图4中①②两条曲线为相同半径、不同质量下向心力与角速度的关系图线，当角速度相同时由图4可知，曲线①对应的向心力小于曲线②对应的向心力，根据F＝mω2r 可知曲线①对应的金属块质量小于曲线②对应的金属块质量。 三、计算题∶本题共3小题，共41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。） 15. 水车是我国劳动人民利用水能的一项重要发明。如图为某景观水车模型，从槽口水平流出的水，垂直落在与水平面成角的水轮叶面上，轮叶在水流不断冲击下转动，稳定时轮叶边缘线速度与水流冲击的速度大小近似相等。已知槽口到冲击点A所在的水平面距离，水车轮轴到轮叶边缘的距离为R。忽略空气阻力，重力加速度为g。求： （1）水从槽口落到水轮叶面的时间t； （2）槽口处水流的初速度大小； （3）轮叶边缘上质量为m的钉子，随水车匀速转动时的向心力大小F。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由平抛运动规律知，竖直方向 解得 （2）竖直方向的分速度 由平抛运动得 解得水流的初速度大小 （3）由平抛运动得 向心力大小为 解得 16. 跳台滑雪是一种雪上竞技类的运动项目，运动员在滑雪道上获得一定的速度后从跳台上飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现某运动员从跳台a处沿水平方向飞出，在斜坡b处着陆，如图所示。测得a、b间竖直的高度差，运动员着陆时的速度与水平方向成53°角，已知重力加速度，，，空气阻力不计。求： （1）运动员在空中的飞行时间； （2）运动员离开跳台的初速度大小； （3）运动员从跳台a处沿水平方向飞出，经过多长时间与斜坡间的距离最大，最大距离为多少？（结果可用分数和根式表示） 【答案】（1）2s （2）15m/s （3）1s； 【解析】 【小问1详解】 运动员在竖直方向做自由落体运动，有 解得运动员在空中运动时间为 【小问2详解】 运动员着陆时，竖直方向的速度为     根据速度的分解可得运动员水平方向的速度为 【小问3详解】 运动员的水平位移为 设斜坡与水平面的夹角为，则 解得 当运动员的速度方向与斜坡平行，距离斜坡最远，根据 代入数据，解得经历的时间 将运动员的速度和加速度分解为沿斜坡方向和垂直斜面方向，则有， 则最大距离 17. 在光滑水平面内建立一个直角坐标系如图所示，一质量为的小球静置于第二象限的点。某时刻给小球一个大小为沿着轴正方向的初速度，同时对小球施加沿轴负方向的恒力作用，当小球运动到原点时，速度方向与轴正方向的夹角为，此时突然将方向变为沿着轴负方向，大小不变，一段时间后小球经过轴上的点。（，）求： （1）点的坐标； （2）点的坐标。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）从点到点 小球的加速度 则 解得 点坐标为。 （2）从点到点 解得 点坐标为。‍ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $