精品解析：湖南长沙市一中广雅中学2025-2026学年高一下学期7月期末物理试题

2026年上学期高一期末教学质量检测 物理 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。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。 3、考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中正确的是（　　） A. 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆 B. 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识 2. 一质量的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动，一段时间内的速度随时间变化的关系图像如图所示，内为直线，3s末功率达到额定功率，10s末电动汽车的速度达到最大值，14s末关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力大小恒为60N，下列说法正确的是（　　） A. 内，牵引力的大小为900N B. 电动汽车的额定功率为180W C. 电动汽车的最大速度为 D. 整个过程中，电动汽车所受阻力做的功为3750J 3. 如图，甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端点水平抛出，分别落到斜面上的两点，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为 B. 甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度的方向相同 C. 甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为 D. 甲、乙两球运动过程中速度变化量的方向不相同 4. 如图所示为我国空间站利用机械臂转运飞船的示意图，机械臂可近似视为由两根长度分别为和的轻杆AB和BC以及三个含内置电机的关节组成，机械臂控制飞船空间站对接的过程中，飞船的中心始终沿空间站的轴线并以恒定的速度靠近空间站。当两杆与轴线方向的夹角分别为和时，AB杆绕A处关节转动的角速度为（　　） A. B. C. D. 5. 如图是货物输送装置示意图，载物平台M架在两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上，平台重心与两圆柱等距，货物m放在平台正中间。两圆柱以角速度绕轴线做相反方向转动。现沿平行于轴线的方向给平台施加的恒力，使平台从静止开始沿轴线运动。已知平台质量，平台与两圆柱间的动摩擦因数均为，货物质量，与平台间的动摩擦因数，圆柱半径，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 货物与平台一起做匀加速直线运动 B. 当平台速度时，货物加速度为 C. 当平台速度时，货物加速度为 D. 若施加的恒力，平台将保持静止 6. 某游戏转盘装置如图所示，游戏转盘水平放置且可绕转盘中心的转轴O1O2转动。转盘上放置两个物块A、B，物块A、B通过轻绳相连。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使其角速度ω缓慢增大。整个过程中，物块A、B都相对于盘面静止，物块A、B到转轴的距离分别为r、2r，物块A的质量为3m，物块B的质量为m，与转盘间的动摩擦因数均为μ，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 当时，物块B受到的摩擦力大小为μmg B. 当时，物块B受到的摩擦力逐渐减小 C. 当时，物块B不受摩擦力 D. 为了确保物块A、B都相对于转盘静止，转盘的角速度不能超过 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 二十四节气的命名反映了季节、物候现象和气候变化，节气早在《淮南子》中就有记载。沿椭圆轨道绕太阳运行时，假设地球所处不同位置对应的中国节气如图所示（2025年），下列说法正确的是（　　） A. 太阳对地球的万有引力在夏至时达到最小值 B. 地球绕太阳公转运行到冬至时线速度达到最大值 C. 地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，加速度逐渐增大 D. 根据地球的公转周期和太阳与地球的距离可估算出地球的质量 8. 如图，半径为R的圆形光滑管道竖直放置（管径远小于R），小球a，b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动。两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A. 速度v应满足，才能使两球在管内做圆周运动 B. 当时，小球b在轨道最高点对轨道无压力 C. 当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大 D. 只要 ，小球α对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大 9. 北京冬奥会的举办让越来越多的运动爱好者被吸引到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一。如图甲所示，两名跳雪爱好者a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比va:vb=1:4，沿水平方向向左飞出，示意图如图乙。不计空气阻力，则两名跳雪爱好者从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（ ） A. 他们飞行时间之比为1：4 B. 他们飞行的水平位移之比为1：8 C. 他们在空中离雪坡面的最大距离之比为1：16 D. 他们落到雪坡上的瞬时速度方向可能不同 10. 有一质量m=2kg的物块在水平外力F作用下，从A点由静止开始向右运动，物块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，A右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道，圆弧轨道的最低点为B，圆心为O，C为圆弧轨道最高点且OC与水平方向夹角30°。物块在到达B点之前已撤去外力F。经过B点时物块对圆弧轨道的压力是物块重力的5倍，已知AB间距离x=4m，圆弧的半径R=0.4m，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 物块在B点时的速度大小为3m/s B. 外力F对物块做的功为40J C. 物块在C点受到的弹力大小为20N D. 物块落回水平地面时与B点的水平距离为 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 小萌同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，她的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落． （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明平抛运动竖直方向的运动是________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）然后该同学用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点，丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取，则小球平抛初速度的大小为________m/s。 12. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径，角速度、质量的关系”实验，转动手柄，可使塔轮，长槽和短槽随之匀速转动，塔轮自上而下有三层，每层左、右半径之比分别是1：1、2：1和3：1。左，右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在长槽A处和短槽的C处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。 （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. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 转化放大法 （2）如图所示，实验中某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置，将皮带处于左、右两边半径不等的塔轮上，转动手柄，观察左、右标尺的刻度，这是在探究向心力大小F与________（填选项前的字母）。 A. 质量m的关系 B. 半径r的关系 C. 角速度的关系 （3）若两个质量相等的小球放在A、C位置，与皮带连接的左、右两个变速塔轮半径之比为2：1，发现标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为1：4；再改变两个变速塔轮半径之比为3：1，则标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为________，则说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时，物体所受向心力大小与________（选填“”“”或“”）成正比。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 如图所示，质量分别为3m、m的小球A、B（可视为质点）用长为L的轻杆连接，置于光滑水平桌面上。现使两球绕杆中心O处的竖直固定轴匀速转动，角速度为求： （1）A球的线速度大小v； （2）固定轴受两侧杆弹力的合力大小 14. 投掷垒球是一种常见的体育活动，投掷成绩以落点到投掷点的水平距离为准。某同学在练习投掷垒球时，想比较一下垒球平抛和以倾角为斜抛两种情况下的成绩。已知在这两种情况下垒球离手时距离地面的高度均为，初速度大小均为。垒球离手处即为投掷点，其中以斜抛时的投掷成绩为，不计空气阻力，重力加速度取，取。求： （1）垒球离手时距离地面的高度； （2）斜抛情况下垒球落地时速度与水平方向夹角的正切值结果保留两位小数 （3）平抛情况下垒球的投掷成绩（结果保留两位小数。 15. 一游戏装置由水平弹射装置、传送带、水平直轨道BC、足够长的凹槽CHID、水平直轨道DE、螺旋圆形轨道EFP、水平直轨道PQ和放在Q处的竖直挡板组成，除传送带和 PQ段外各段表面均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道 DE、PQ相切于处，螺旋圆形轨道半径。传送带的水平部分AB长，沿顺时针运行的速率。PQ间距离。凹槽CHID内有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁 CH处，摆渡车质量，上表面与 A、B、C、D、E、Q点在同一水平面，若摆渡车碰到凹槽的 DI侧壁时将立刻被锁定。现将一个质量的滑块（可视作质点）向左压缩弹簧至O点由静止释放，弹簧的弹力F与滑块在OA段运动的位移x的关系如图乙所示。已知滑块与传送带、摆渡车上表面间的动摩擦因数均为，滑块与轨道 PQ间的动摩擦因数为，重力加速度取。求： （1）滑块滑上传送带的初速度； （2）滑块在传送带上运行过程中因摩擦产生的热量Q； （3）为了使滑块能碰到Q处的挡板，求摆渡车长度 x的范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年上学期高一期末教学质量检测 物理 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。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡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，写在试卷上无效。 3、考试结束后，本试卷和答题卡一并交回。 一、单选题：本大题共6小题，共24分。 1. 第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中正确的是（　　） A. 开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆 B. 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星 C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值 D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中没有利用牛顿第三定律的知识 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆，故A正确； B．太阳与行星间的引力就是万有引力，万有引力适用于一切天体之间，故B错误； C．万有引力常量G是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的，故C错误； D．在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律的规律，故D错误。 故选A。 2. 一质量的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动，一段时间内的速度随时间变化的关系图像如图所示，内为直线，3s末功率达到额定功率，10s末电动汽车的速度达到最大值，14s末关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力大小恒为60N，下列说法正确的是（　　） A. 内，牵引力的大小为900N B. 电动汽车的额定功率为180W C. 电动汽车的最大速度为 D. 整个过程中，电动汽车所受阻力做的功为3750J 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．由图可知，内，电动汽车的加速度大小 由牛顿第二定律有 解得 3s末功率达到额定功率，则电动汽车的额定功率 由 解得电动汽车的最大速度为 故AB错误，C正确； D．全程由动能定理有 其中 解得 故D错误。 故选C。 3. 如图，甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端点水平抛出，分别落到斜面上的两点，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为 B. 甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度的方向相同 C. 甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为 D. 甲、乙两球运动过程中速度变化量的方向不相同 【答案】B 【解析】 【详解】AC．设斜面倾角为，由于两次均落至斜面，位移偏角相同，可得 可得 落至斜面的位移为 由题意可知两次的位移之比为，故所用时间之比为，初速度之比为，故AC错误； B．甲、乙两球接触斜面的瞬间，速度的方向与水平方向夹角满足 故落至斜面时速度方向相同。故B正确； D．运动过程中速度变化量 可知甲、乙两球速度变化量的方向始终竖直向下，均与重力加速度方向相同。故D错误。 故选B。 4. 如图所示为我国空间站利用机械臂转运飞船的示意图，机械臂可近似视为由两根长度分别为和的轻杆AB和BC以及三个含内置电机的关节组成，机械臂控制飞船空间站对接的过程中，飞船的中心始终沿空间站的轴线并以恒定的速度靠近空间站。当两杆与轴线方向的夹角分别为和时，AB杆绕A处关节转动的角速度为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】由几何关系可得 代入数据可得 故选C。 5. 如图是货物输送装置示意图，载物平台M架在两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上，平台重心与两圆柱等距，货物m放在平台正中间。两圆柱以角速度绕轴线做相反方向转动。现沿平行于轴线的方向给平台施加的恒力，使平台从静止开始沿轴线运动。已知平台质量，平台与两圆柱间的动摩擦因数均为，货物质量，与平台间的动摩擦因数，圆柱半径，重力加速度。下列说法正确的是（　　） A. 货物与平台一起做匀加速直线运动 B. 当平台速度时，货物加速度为 C. 当平台速度时，货物加速度为 D. 若施加的恒力，平台将保持静止 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据对称性可知平台与两个圆柱表面的摩擦力相等，大小均为 沿平行于轴线的方向给平台施加的恒力，使平台从静止开始沿轴线运动，初始时刻，平台受到两圆柱的摩擦力刚好平衡，以平台和货物为整体，加速度大小为 圆柱表面的点转动的线速度大小为 设平台运动的速度大小为，如图所示 可知平台受到两个圆柱表面对平台沿平行于轴线的方向的摩擦力大小均为 根据牛顿第二定律可得 可知随着平台速度的逐渐增大，逐渐减小，逐渐增大，加速度逐渐减小，所以货物与平台不是一起匀加速直线运动，故A错误； BC．当平台速度时，则有 又 可得加速度大小为 故B错误，C正确； D．若施加的恒力，由于初始时刻，两圆柱对表面对平台沿平行于轴线的方向的摩擦力大小为0，所以平台一定沿轴线的方向运动，故D错误。 故选C。 6. 某游戏转盘装置如图所示，游戏转盘水平放置且可绕转盘中心的转轴O1O2转动。转盘上放置两个物块A、B，物块A、B通过轻绳相连。开始时，绳恰好伸直但无弹力，现让该装置从静止开始转动，使其角速度ω缓慢增大。整个过程中，物块A、B都相对于盘面静止，物块A、B到转轴的距离分别为r、2r，物块A的质量为3m，物块B的质量为m，与转盘间的动摩擦因数均为μ，接触面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。下列说法正确的是（　　） A. 当时，物块B受到的摩擦力大小为μmg B. 当时，物块B受到的摩擦力逐渐减小 C. 当时，物块B不受摩擦力 D. 为了确保物块A、B都相对于转盘静止，转盘的角速度不能超过 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意，当时，由匀速圆周运动的向心力公式得 物块A所需要的向心力为 物块B所需要的向心力为 可见，此时物块B受到的静摩擦力大小为，故A错误。 B．当物块B达到最大静摩擦力时，则有 解得临界角速度 此时物块A所受静摩擦力，小于最大静摩擦力 随着角速度进一步增大，A所受摩擦力增大到最大值，此时对A、B分别有 ， 联立解得临界角速度 故当，即时，物块B受到的摩擦力不变，故B错误。 C．当物块B所受摩擦力减为0时，此时对A、B分别有 ， 解得 即当时，物块B不受摩擦力，故C正确。 D．结合上述分析可知，当角速度时，随角速度的增大物块B所受摩擦力反向，大小也逐渐增大，随后达到最大静摩擦力，此时对A、B分别有 ， 联立解得 显见，若角速度，两物块将滑离圆盘 为确保物块A、B都相对于转盘静止，转盘的角速度不能超过，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共4小题，共16分。 7. 二十四节气的命名反映了季节、物候现象和气候变化，节气早在《淮南子》中就有记载。沿椭圆轨道绕太阳运行时，假设地球所处不同位置对应的中国节气如图所示（2025年），下列说法正确的是（　　） A. 太阳对地球的万有引力在夏至时达到最小值 B. 地球绕太阳公转运行到冬至时线速度达到最大值 C. 地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，加速度逐渐增大 D. 根据地球的公转周期和太阳与地球的距离可估算出地球的质量 【答案】AB 【解析】 【详解】A．夏至时地球距离太阳最远，则太阳对地球的万有引力在夏至时达到最小值，选项A正确； B．根据开普勒第二定律，地球绕太阳公转运行到冬至时距离最近，可知此时地球的线速度达到最大值，选项B正确； C．地球绕太阳公转由春分到秋分的过程中，距离太阳的距离先变大后变小，则所受太阳的引力先变小后变大，可知加速度先变小后变大，选项C错误； D．根据 根据地球的公转周期T和太阳与地球的距离r可估算出太阳的质量M，选项D错误。 故选AB。 8. 如图，半径为R的圆形光滑管道竖直放置（管径远小于R），小球a，b大小相同，质量均为m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动。两球先后以相同速度v通过轨道最低点，且当小球a在最低点时，小球b在最高点，重力加速度为g，以下说法正确的是（　　） A. 速度v应满足，才能使两球在管内做圆周运动 B. 当时，小球b在轨道最高点对轨道无压力 C. 当小球b在最高点对轨道无压力时，小球a比小球b所需向心力大 D. 只要 ，小球α对轨道最低点的压力比小球b对轨道最高点的压力大 【答案】BD 【解析】 【详解】A．当小球经过最高点的速度为0时，根据动能定理可得 解得小球在最低点的速度为 则速度应满足，才能使两球在管内做圆周运动，故A错误； B．当时，从最低点到最高点过程，根据动能定理可得 解得小球在轨道最高点的速度大小为 此时重力刚好提供向心力 可知小球在轨道最高点对轨道无压力，故B正确； C．当小球在最高点对轨道无压力时，此时小球在最高点的速度为，小球在最低点的速度为，则有 故C错误； D．只要，可知两球在管内可以做完整的圆周运动，设小球在轨道最低点的速度为，根据牛顿第二定律可得 小球在轨道最高点的速度为，根据牛顿第二定律可得 根据动能定理可得 联立可得 可知小球对轨道最低点的压力比小球对轨道最高点的压力大6mg，故D正确。 故选BD。 9. 北京冬奥会的举办让越来越多的运动爱好者被吸引到冰雪运动中来，其中高台跳雪是北京冬奥会的比赛项目之一。如图甲所示，两名跳雪爱好者a，b（可视为质点）从雪道末端先后以初速度之比va:vb=1:4，沿水平方向向左飞出，示意图如图乙。不计空气阻力，则两名跳雪爱好者从飞出至落到雪坡（可视为斜面）上的整个过程中，下列说法正确的是（ ） A. 他们飞行时间之比为1：4 B. 他们飞行的水平位移之比为1：8 C. 他们在空中离雪坡面的最大距离之比为1：16 D. 他们落到雪坡上的瞬时速度方向可能不同 【答案】AC 【解析】 【详解】A．设运动员的初速度为v0时，飞行时间为t，水平方向的位移大小为x、竖直方向的位移大小为y，如图所示。运动员在水平方向上做匀速直线运动，有x=v0t，在竖直方向上做自由落体运动，有 运动员落在斜面上时，有 联立解得 则知运动员飞行的时间t与v0成正比，则他们飞行时间之比为，故A正确； B．水平位移 运动员飞行的水平位移x与初速度的平方成正比，则他们飞行的水平位移之比为1:16，故B错误； C．将运动员的运动分解为沿坡面和垂直于坡面的两个方向上，建立直角坐标系，在沿坡面方向做匀加速直线运动，垂直于坡面方向做匀减速直线运动，则运动员在空中离雪道坡面的最大高度为 所以他们在空中离雪道坡面的最大高度之比为1:16，故C正确； D．落到雪坡上时，设运动员的速度方向与竖直方向夹角为α，则有 则他们落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同，故 D错误。 故选AC。 【点睛】两名运动员在空中做平抛运动，落到雪坡上时，利用竖直位移和水平位移的比值等于斜面倾角的正切值，可表示出平抛运动的时间，从而求得时间之比；根据水平方向的匀速直线运动求解水平位移之比；根据运动的合成与分解结合几何关系分析他们落到雪坡上的瞬时速度方向；在垂直于斜面方向上，根据速度位移关系求解离开斜面的最大距离之比。 本题考查平抛运动规律的应用，知道平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，能够根据平抛运动的规律结合运动学公式进行解答。 10. 有一质量m=2kg的物块在水平外力F作用下，从A点由静止开始向右运动，物块与水平面之间的动摩擦因数μ=0.3，A右侧有一竖直放置的光滑圆弧轨道，圆弧轨道的最低点为B，圆心为O，C为圆弧轨道最高点且OC与水平方向夹角30°。物块在到达B点之前已撤去外力F。经过B点时物块对圆弧轨道的压力是物块重力的5倍，已知AB间距离x=4m，圆弧的半径R=0.4m，重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 物块在B点时的速度大小为3m/s B. 外力F对物块做的功为40J C. 物块在C点受到的弹力大小为20N D. 物块落回水平地面时与B点的水平距离为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．对物块在B点时进行受力分析，根据牛顿第二定律有 其中，解得物块在B点时的速度大小为，故A错误； B．物块由A点运动至B点过程中，根据动能定理有 代入数据解得外力F对物块做的功为，故B正确； C．物块由B点到C点过程，根据动能定理有 代入数据解得物块在C点的速度大小为 在C点根据牛顿第二定律有 代入数据解得物块在C点受到的弹力大小为，故C错误； D．物块在C点斜向上抛出，之后将做斜抛运动。水平方向分速度为 竖直方向分速度为 由分析可知竖直方向物块以做竖直上抛运动，设落到地面的时间为，则有 代入数据解得（舍掉）， 故水平方向物块匀速直线运动的位移为 所以物块落回水平面时与B点的水平距离为，故D正确。 故选BD。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 11. 小萌同学用如图甲所示的装置研究平抛运动及其特点，她的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开下落． （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明平抛运动竖直方向的运动是________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）然后该同学用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点，丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取，则小球平抛初速度的大小为________m/s。 【答案】（1）小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动 （2）不变 （3）不需要 （4）3 【解析】 【小问1详解】 甲实验时，小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动，则实验现象是小球A、B同时落地，说明小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动。 【小问2详解】 将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，可下落的高度不变， 由自由落体运动下落时间为可知，则在空中运动的时间不变。 【小问3详解】 安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动，由于小球每次都是从斜槽上同一位置开始释放，小球在轨道上运动时克服阻力做功都相同，因此斜槽不需要光滑。 【小问4详解】 由题图丙可知，小球在两计数点间水平方向的位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论可得 s=0.2s 则小球平抛初速度的大小为 12. 某实验小组利用如图所示的装置进行“探究向心力大小与半径，角速度、质量的关系”实验，转动手柄，可使塔轮，长槽和短槽随之匀速转动，塔轮自上而下有三层，每层左、右半径之比分别是1：1、2：1和3：1。左，右塔轮通过皮带连接，并可通过改变皮带所处层来改变左、右塔轮的角速度之比，实验时，将两个小球分别放在长槽A处和短槽的C处，A、C到左、右塔轮中心的距离相等，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，向心力大小关系可由标尺露出的等分格的格数判断。 （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. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 转化放大法 （2）如图所示，实验中某同学把两个质量相等的小球放在A、C位置，将皮带处于左、右两边半径不等的塔轮上，转动手柄，观察左、右标尺的刻度，这是在探究向心力大小F与________（填选项前的字母）。 A. 质量m的关系 B. 半径r的关系 C. 角速度的关系 （3）若两个质量相等的小球放在A、C位置，与皮带连接的左、右两个变速塔轮半径之比为2：1，发现标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为1：4；再改变两个变速塔轮半径之比为3：1，则标尺上的等分格显示出两个小球所受向心力大小之比为________，则说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时，物体所受向心力大小与________（选填“”“”或“”）成正比。 【答案】（1）C （2）C （3） ①. 1：9 ②. 【解析】 【详解】（1）本实验探究一个物理量跟几个物理量的关系，应使用了控制变量法。 故选C。 （2）两个变速塔轮的线速度大小相等，小球质量相等，做圆周运动的半径相等，塔轮半径不同，导致塔轮转动角速度不同，故在探究向心力大小与角速度的关系。 故选C。 （3）[1][2]质量相等，线速度相等，塔轮半径比为2:1，则角速度比为1:2，之比为1:4，向心力之比为1:4；同理塔轮半径之比为3:1，则之比为1:9，向心力之比为1:9；重复实验仍得到此结论，说明当做圆周运动的物体的质量、半径不变时，物体所受向心力大小与成正比。 四、计算题：本大题共3小题，共44分。 13. 如图所示，质量分别为3m、m的小球A、B（可视为质点）用长为L的轻杆连接，置于光滑水平桌面上。现使两球绕杆中心O处的竖直固定轴匀速转动，角速度为求： （1）A球的线速度大小v； （2）固定轴受两侧杆弹力的合力大小 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 A球的线速度大小 【小问2详解】 以A为研究对象，根据向心力公式有 以B为研究对象，根据向心力公式有 当轻杆以角速度绕轴在水平桌面上转动时，转轴受杆拉力的大小 14. 投掷垒球是一种常见的体育活动，投掷成绩以落点到投掷点的水平距离为准。某同学在练习投掷垒球时，想比较一下垒球平抛和以倾角为斜抛两种情况下的成绩。已知在这两种情况下垒球离手时距离地面的高度均为，初速度大小均为。垒球离手处即为投掷点，其中以斜抛时的投掷成绩为，不计空气阻力，重力加速度取，取。求： （1）垒球离手时距离地面的高度； （2）斜抛情况下垒球落地时速度与水平方向夹角的正切值结果保留两位小数 （3）平抛情况下垒球的投掷成绩（结果保留两位小数。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 以斜抛时的初速度大小为，则水平初速度和竖直初速度分别为， 水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动，则水平方向有 解得垒球运动时间为 以竖直向下为正方向，竖直方向有 解得垒球离手时距离地面的高度 【小问2详解】 斜抛情况下垒球落地时速度的竖直分量为 落地时速度与水平方向夹角的正切值为 【小问3详解】 平抛情况下，竖直方向有 可知平抛的运动时间为 则 15. 一游戏装置由水平弹射装置、传送带、水平直轨道BC、足够长的凹槽CHID、水平直轨道DE、螺旋圆形轨道EFP、水平直轨道PQ和放在Q处的竖直挡板组成，除传送带和 PQ段外各段表面均光滑，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道 DE、PQ相切于处，螺旋圆形轨道半径。传送带的水平部分AB长，沿顺时针运行的速率。PQ间距离。凹槽CHID内有一无动力摆渡车，并紧靠在竖直侧壁 CH处，摆渡车质量，上表面与 A、B、C、D、E、Q点在同一水平面，若摆渡车碰到凹槽的 DI侧壁时将立刻被锁定。现将一个质量的滑块（可视作质点）向左压缩弹簧至O点由静止释放，弹簧的弹力F与滑块在OA段运动的位移x的关系如图乙所示。已知滑块与传送带、摆渡车上表面间的动摩擦因数均为，滑块与轨道 PQ间的动摩擦因数为，重力加速度取。求： （1）滑块滑上传送带的初速度； （2）滑块在传送带上运行过程中因摩擦产生的热量Q； （3）为了使滑块能碰到Q处的挡板，求摆渡车长度 x的范围。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由图像得弹簧弹力做功 根据功的计算公式有 解得 （2）若滑块在传送带上一直加速，根据牛顿第二定律得 根据运动学公式有 解得，故假设合理。 此过程中皮带位移 滑块与皮带的相对位移 滑块在传送带上运行过程中因摩擦产生的热量 （3）若滑块刚好过F点 根据动能定理有 解得 若刚好能到Q点 解得 所以，若使滑块即能过F点又能到达Q点，则， 所以 滑块在摆渡车上时，根据牛顿第二定律有 解得，滑块加速度 关于摆渡车的运动，根据牛顿第二定律有 解得，摆渡车加速度 两者共速时， 联立解得， 在相对滑动过程中，滑块的位移 解得 在相对滑动过程中，摆渡车的位移 解得 相对位移 所以，车长，故 设摆渡车停止后，滑块继续在摆渡车上减速运动，根据动能定理有 又知 联立解得 所以，车长 所以，车长的取值范围 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $