精品解析：云南省昭通市镇雄县第五中学2023-2024学年高一下学期4月月考物理试卷

镇雄第五中学2024年春季学期高一年级4月份月考 物理 本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第I卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 第I卷（选择题，共43分） 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，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。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本大题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B. 宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 C. 做曲线运动的物体运动状态一定在改变 D. 开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳的运动 2. 如图所示为橙子简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，橙子沿两杆向下运动，大、中、小橙落入不同区域。橙子可视为球体，假设细杆光滑，不考虑橙子转动带来的影响。某个橙子从静止开始下滑到离开细杆的过程中，则（ ） A. 橙子受到每根杆的弹力不变 B. 橙子在杆上运动时所受合力为零 C. 离开杆后，橙子在空中做匀变速直线运动 D. 离开杆后，大橙的速度变化与小橙的一样快 3. 汽车辅助驾驶具有“主动刹车系统”，利用雷达波监测前方有静止障碍物，汽车可以主动刹车，对于城市拥堵路段和红绿灯路口，主动刹车系统实用性非常高，若汽车正以36km/h的速度在路面上行驶，到达红绿灯路口离前方静止的汽车距离为10m，主动刹车系统开启匀减速运动，能安全停下，下列说法正确的是（　　） A. 若汽车加速度大小为6m/s2，则经过2s钟汽车前进60m B. 若汽车刹车加速度大小为8m/s2，运动1s时间，速度为1m/s C. 汽车刹车加速度大小至少为5m/s2才能安全停下 D. 若汽车刹车加速度大小为10m/s2，停车时离前面汽车的距离为2m 4. 某研究小组在研究“估测甩手时指尖的最大向心加速度”课题研究时，利用摄像机记录甩手动作，A、B、C是甩手动作最后3帧（每秒25帧）照片指尖的位置。根据照片建构A、B之间运动模型：开始阶段，指尖A以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离为26cm，B、N之间的距离为17cm。粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。重力加速度为g。请估测甩手时指尖的最大向心加速度（　　） A. 5g B. 10g C. 25g D. 50g 5. 双星系统中的两颗中子星在引力作用下围绕其连线某点做圆周运动的过程中，它们之间的距离逐渐减小，最终在剧烈的碰撞中合并并释放巨大能量，同时为宇宙产生很多重元素物质。这种天体的演化过程就是宇宙中最为壮观的千新星事件。不考虑双星系统中的两颗中子星在合并前质量、半径的变化。则两颗中子星距离减小的过程中（　　） A. 它们表面的重力加速度变大 B. 它们做圆周运动的半径之比变大 C. 它们做圆周运动的向心加速度大小之和增大 D. 它们做圆周运动的周期增大 6. 当做圆周运动的物体角速度ω变化时，我们可以引用角加速度β来描述角速度ω的变化快慢，即。图甲中某转盘自时由静止开始转动，其前4s内角加速度β随时间t变化如图乙所示。则（ ） A. 第4s末，转盘停止转动 B. 角加速度的变化率的单位为：rad/s C. 0~2s内转盘做匀角加速圆周运动 D. 第2s末，转盘的角速度大小为10rad/s 7. 如图，一滑雪运动员以一定的初速度从一平台上滑出，刚好落在一斜坡上的B点，且与斜坡没有撞击，不计空气阻力，则A、B两点连线与竖直方向所成夹角和斜坡倾角的关系为（ ） A. B. C. D. 8. 第11届亚洲室内田径锦标赛在伊朗首都德黑兰举行，在女子铅球项目中，中国田径队某运动员以17米65的绝对优势夺冠．在某次铅球训练时，运动员将铅球水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在研究运动员扔球姿势时可将运动员视为质点 B. 铅球被抛出后仍能在空中运动一段距离是因为惯性 C. 铅球在空中运动时相同时间内的速度变化量相同 D. 铅球在空中运动时相同时间内的位移相同 9. 2023年11月10日的“木星冲日”是观测木星的一次好机会。木星冲日就是指木星、地球和太阳依次排列大致形成一条直线时的天象。已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星质量约为地球质量的318倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，下列说法正确的是（ ） A. 木星运行的加速度比地球运行的加速度小 B. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小 C. 在木星表面附近发射飞行器的速度至少为7.9km/s D. 上一次“木星冲日”的时间大约在2022年10月份 10. 如图甲是研究小球在长为L的斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧形轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角，获得不同的水平射程x，最后作出了如图乙所示的图像，当时，图像为直线，当时图像为曲线，。则下列判断正确的是（ ） A. 小球在斜面顶端水平抛出时的初速度 B. 超过后，小球可能还会落斜面上 C. 斜面的长度为 D. 斜面的长度为 第Ⅱ卷（非选择题，共57分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共15分） 11. 某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A、B的拉力、的大小，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。 （1）图中弹簧测力计A的示数为______N。 （2）下列做法中正确的是（ ） A. 实验需要测量重物M的重力大小 B. 细线方向应与木板平面平行 C. 改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 D. 只用一个弹簧测力计一定无法完成实验 （3）若保持、的夹角及O点位置不变，从弹簧测力计B水平方向开始，使弹簧测力计A、B均沿顺时针缓慢转动至弹簧测力计A水平，则在整个过程中关于弹簧测力计A、B的读数变化情况是______（填选项前的字母）。 A. A增大，B减小 B. A减小，B增大 C. A增大，B先增大后减小 D. A减小，B先增大后减小 12. 探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的_______。 A. 探究平抛运动的特点 B. 探究弹簧弹力与形变量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 D. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示。 ①图________是探究向心力大小F与质量m的关系（选填“甲”、“乙”或“丙”） ②在甲情境中，若两个钢球所受向心力的比值为9：1，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为________。 （3）通过本实验可以得到的正确结果是________。 A. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比 B. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 D. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 （4）某物理兴趣小组利用传感器进行研究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 小组同学先让一个滑块做半径r为0.14m的圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再将运动的半径r分别调整为0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。 对①中图线的数据进行处理，获得了图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。 三、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 双人滑冰是2022年北京冬奥会比赛项目之一。如图甲所示为某次训练中男运动员以自己为轴拉着女运动员做圆周运动的情形，若女运动员的质量，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径，如图乙所示，忽略女运动员受到的摩擦力，取重力加速度，，，求： （1）当女运动员的角速度为时，女运动员受到的拉力及对冰面的压力的大小； （2）当女运动员刚要离开冰面时，女运动员的角速度的大小及受到的拉力的大小。 14. 2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人一跳，䊨得全场7个10分，并最终夺得冠军（如图）。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度，并在距离水面前完成规定动作并调整好入水姿势竖直入水，其入水深度，跳台距水面高度，运动员质量，重力加速度，空气阻力不计。求： （1）运动员完成规定动作允许的最长时间； （2）运动员即将入水时速度大小和入水至水深处的过程中运动员受到水的平均作用力大小F。 15. 如图所示，BC为圆心角的粗糙圆弧轨道，半径R＝2m，末端C与传送带水平相接，传送带顺时针转动，CD长度l＝5m。一质量m＝2kg的小物块（可视为质点）自A点以速度水平抛出，沿圆弧B端切向滑入轨道做匀速圆周运动，离开圆弧轨道后进入传送带运动到D点，小物块与传送带间的动摩擦因数。不计空气阻力，重力加速度，，。 （1）求A、B间的距离（计算结果可用根式表示）； （2）求小物块在圆弧轨道最低点C处对轨道的压力大小； （3）若传送带的速度可以任意调节，求小物块到达D点的速度范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 镇雄第五中学2024年春季学期高一年级4月份月考 物理 本试卷分第I卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第I卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 第I卷（选择题，共43分） 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．每小题选出答案后，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。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本大题共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8~10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 1. 下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 B. 宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 C. 做曲线运动的物体运动状态一定在改变 D. 开普勒行星运动定律只适用于行星绕太阳的运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．向心加速度方向时刻改变，所以匀速圆周运动是非匀变速曲线运动，故A错误； B．宇宙飞船内的宇宙员处于完全失重状态是由于宇航员所受万有引力全部用来提供宇航员与飞船一起绕地球圆周运动，而非不受万有引力作用，故B错误； C．由于曲线运动的轨迹为曲线，速度大小可以不变，但速度方向一定改变，则它的运动状态一定发生改变，故C正确； D．开普勒定律只适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为橙子简易筛选装置，两根共面但不平行的直杆倾斜放置，橙子沿两杆向下运动，大、中、小橙落入不同区域。橙子可视为球体，假设细杆光滑，不考虑橙子转动带来的影响。某个橙子从静止开始下滑到离开细杆的过程中，则（ ） A. 橙子受到每根杆的弹力不变 B. 橙子在杆上运动时所受合力为零 C. 离开杆后，橙子在空中做匀变速直线运动 D. 离开杆后，大橙的速度变化与小橙的一样快 【答案】D 【解析】 【详解】A．橙子受到每根杆的弹力的方向都与杆垂直，但由于两杆不平行，所以弹力的作用点在变化，杆对橙子的弹力大小、方向都在变化，故A错误； B．两直杆倾斜放置，橙子垂直于杆方向上合力为零，沿两杆向下方向上合力不为零，橙子在杆上运动时所受合力不为零，故B错误； C．离开杆后，不计阻力，仅受重力作用，加速度为重力加速度，橙子在空中做匀变速曲线运动，故C错误； D．加速度是表示速度变化快慢的物理量，离开杆后，橙子的加速度相同，大橙速度变化与小橙的一样快，故D正确。 故选D。 3. 汽车辅助驾驶具有“主动刹车系统”，利用雷达波监测前方有静止障碍物，汽车可以主动刹车，对于城市拥堵路段和红绿灯路口，主动刹车系统实用性非常高，若汽车正以36km/h的速度在路面上行驶，到达红绿灯路口离前方静止的汽车距离为10m，主动刹车系统开启匀减速运动，能安全停下，下列说法正确的是（　　） A. 若汽车加速度大小为6m/s2，则经过2s钟汽车前进60m B. 若汽车刹车加速度大小为8m/s2，运动1s时间，速度为1m/s C. 汽车刹车加速度大小至少为5m/s2才能安全停下 D. 若汽车刹车加速度大小为10m/s2，停车时离前面汽车的距离为2m 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据题意可知汽车刹车时的初速度为 若汽车加速度大小为，则汽车停下来所用时间为 则经过2s钟汽车前进的距离为 故A错误； B．若汽车刹车加速度大小为，运动1s时间，速度为 故B错误； C．汽车前方等待通行暂停的汽车距离为，利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有 解得 即汽车刹车加速度大小至少为才能安全停下，故C正确； D．若汽车刹车加速度大小为，停车时，根据速度与位移的关系式有 解得 可知此时离前面汽车的距离为 故D错误。 故选C。 4. 某研究小组在研究“估测甩手时指尖的最大向心加速度”课题研究时，利用摄像机记录甩手动作，A、B、C是甩手动作最后3帧（每秒25帧）照片指尖的位置。根据照片建构A、B之间运动模型：开始阶段，指尖A以肘关节M为圆心做圆周运动，到接近B的最后时刻，指尖以腕关节N为圆心做圆周运动。测得A、B之间的距离为26cm，B、N之间的距离为17cm。粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度。重力加速度为g。请估测甩手时指尖的最大向心加速度（　　） A. 5g B. 10g C. 25g D. 50g 【答案】C 【解析】 【详解】根据题意甩手动作每秒25帧，得从帧A到帧B的时间间隔为 粗略认为A、B之间平均速度为甩手动作最后阶段指尖做圆周运动的线速度，得 由 解得 向心加速度约为 由 解得 故选C。 5. 双星系统中的两颗中子星在引力作用下围绕其连线某点做圆周运动的过程中，它们之间的距离逐渐减小，最终在剧烈的碰撞中合并并释放巨大能量，同时为宇宙产生很多重元素物质。这种天体的演化过程就是宇宙中最为壮观的千新星事件。不考虑双星系统中的两颗中子星在合并前质量、半径的变化。则两颗中子星距离减小的过程中（　　） A. 它们表面的重力加速度变大 B. 它们做圆周运动的半径之比变大 C. 它们做圆周运动的向心加速度大小之和增大 D. 它们做圆周运动的周期增大 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据万有引力与重力的关系 所以 由于不考虑两颗中子星在合并前质量、半径的变化，所以两颗中子星表面的重力加速度不变，故A错误； B．根据万有引力提供彼此做圆周运动的向心力有 所以 由此可知，它们做圆周运动的半径之比不变，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 所以两颗星做圆周运动的向心加速度大小之和为 由于两颗中子星间的距离L减小，则向心加速度大小之和增大，故C正确； D．两颗星做圆周运动的周期为 随着两颗中子星间的距离L减小，则周期减小，故D错误。 故选C。 6. 当做圆周运动的物体角速度ω变化时，我们可以引用角加速度β来描述角速度ω的变化快慢，即。图甲中某转盘自时由静止开始转动，其前4s内角加速度β随时间t变化如图乙所示。则（ ） A. 第4s末，转盘停止转动 B. 角加速度的变化率的单位为：rad/s C. 0~2s内转盘做匀角加速圆周运动 D. 第2s末，转盘的角速度大小为10rad/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据 可知 可知图线下的面积表示角速度的变化量，第4s末，角速度的变化量最大，转盘未停止转动，故A错误； B．角加速度的变化率的单位为，故B错误； C．由图乙可知，0~2s内转盘的角加速度均匀增加，则转盘做非匀角加速圆周运动，故C错误； D．图线下的面积表示角速度的变化量，可知第2s末，转盘的角速度大小为 故D正确。 故选D。 7. 如图，一滑雪运动员以一定的初速度从一平台上滑出，刚好落在一斜坡上的B点，且与斜坡没有撞击，不计空气阻力，则A、B两点连线与竖直方向所成夹角和斜坡倾角的关系为（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】由题意可知，运动员运动到B点时的速度偏向角为，所以由平抛运动的规律有 同理运动员运动到B点时的位移偏向角为 所以由平抛运动的规律有 联立解得 即 故选B。 8. 第11届亚洲室内田径锦标赛在伊朗首都德黑兰举行，在女子铅球项目中，中国田径队某运动员以17米65的绝对优势夺冠．在某次铅球训练时，运动员将铅球水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在研究运动员扔球姿势时可将运动员视为质点 B. 铅球被抛出后仍能在空中运动一段距离是因为惯性 C. 铅球在空中运动时相同时间内的速度变化量相同 D. 铅球在空中运动时相同时间内的位移相同 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在研究运动员扔球姿势时，不能忽略运动员的形状和大小，不能将运动员视为质点，故A错误； B．铅球被抛出后仍能在空中运动一段距离是因为铅球具有惯性，要保持原来的运动状态，故B正确； C．铅球在空中运动时，不计空气阻力，只受重力作用，加速度相同，根据Δv=at知，相同时间内速度变化量相同，故C正确； D．铅球初速度不同，在空中运动时相同时间内的位移不同，故D错误。 故选BC。 9. 2023年11月10日的“木星冲日”是观测木星的一次好机会。木星冲日就是指木星、地球和太阳依次排列大致形成一条直线时的天象。已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星质量约为地球质量的318倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，下列说法正确的是（ ） A. 木星运行的加速度比地球运行的加速度小 B. 木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小 C. 在木星表面附近发射飞行器的速度至少为7.9km/s D. 上一次“木星冲日”的时间大约在2022年10月份 【答案】AD 【解析】 【详解】A．由 可得 木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍，所以木星运行的加速度比地球运行的加速度小，故A正确。 B．由 可有 木星质量约为地球质量的318倍，木星半径约为地球半径的11倍，木星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大，故B错误。 C．由 可得行星的第一宇宙速度为 则 则木星表面附近发射飞行器的最小速度大于7.9km/s，故C错误。 D．由开普勒第三定律 可得年 则由 可得年 所以上一次“木星冲日”的时间大约在2022年10月份，故D正确。 故选AD。 10. 如图甲是研究小球在长为L的斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧形轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角，获得不同的水平射程x，最后作出了如图乙所示的图像，当时，图像为直线，当时图像为曲线，。则下列判断正确的是（ ） A. 小球在斜面顶端水平抛出时的初速度 B. 超过后，小球可能还会落斜面上 C. 斜面的长度为 D. 斜面的长度为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球做平抛运动落在斜面上，有 解得 则水平位移 由数学知识，图乙的斜率 解得，故A正确。 B．当时，图像为直线，当时，图像为曲线，可知超过45°后小球将不会掉落在斜面上，故B错误。 CD．设板长为L，当时，则水平方向有L 竖直方向有 联立得 解得，故C正确，D错误。 故选AC。 第Ⅱ卷（非选择题，共57分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共15分） 11. 某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端水平向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A、B的拉力、的大小，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。 （1）图中弹簧测力计A的示数为______N。 （2）下列做法中正确的是（ ） A. 实验需要测量重物M的重力大小 B. 细线方向应与木板平面平行 C. 改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 D. 只用一个弹簧测力计一定无法完成实验 （3）若保持、的夹角及O点位置不变，从弹簧测力计B水平方向开始，使弹簧测力计A、B均沿顺时针缓慢转动至弹簧测力计A水平，则在整个过程中关于弹簧测力计A、B的读数变化情况是______（填选项前的字母）。 A. A增大，B减小 B. A减小，B增大 C. A增大，B先增大后减小 D. A减小，B先增大后减小 【答案】（1）2.30 （2）AB （3）B 【解析】 【小问1详解】 弹簧测力计的分度值为0.1N，需要精确到0.01N，所以示数为2.30N。 【小问2详解】 A．OA和OB两段细线对O点拉力的合力与M的重力平衡，实验中需要对比合力的理论值（通过平行四边形定则所作的合力的图示）与实验值（与M重力平衡的力的图示），因此应测量重物M所受的重力，故A正确； B．细线方向应与木板平面平行，使实际力的平行四边形与白纸上所作的力的平行四边形平行，以减小误差，故B正确； C．改变拉力，进行多次实验，无论O点位置如何，MO段细线对O点拉力的作用效果始终不变，所以不需要每次都要使O点静止在同一位置，故C错误； D．只用一个弹簧测力计也可以完成实验，一端用弹簧测力计测，另一端用手固定，将结点拉到固定的O点，然后轮流交换测另一端，这样就可以确定两个方向，故D错误。 故选AB。 【小问3详解】 由题意，根据平衡条件可知，O点所受三个拉力组成首尾相接的矢量三角形，如图所示 根据正弦定理有 使弹簧测力计A、B均沿顺时针缓慢转动至弹簧测力计A水平过程中，保持、的夹角及O点位置不变，故不变，增大，减小，可知减小，增大，故ACD错误，B正确。 故选B。 12. 探究向心力大小F与物体的质量m、角速度和轨道半径r的关系实验。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的_______。 A. 探究平抛运动的特点 B. 探究弹簧弹力与形变量的关系 C. 探究两个互成角度的力的合成规律 D. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示。 ①图________是探究向心力大小F与质量m的关系（选填“甲”、“乙”或“丙”） ②在甲情境中，若两个钢球所受向心力的比值为9：1，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为________。 （3）通过本实验可以得到的正确结果是________。 A. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比 B. 在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比 C. 在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比 D. 在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比 （4）某物理兴趣小组利用传感器进行研究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。 小组同学先让一个滑块做半径r为0.14m的圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再将运动的半径r分别调整为0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。 对①中图线的数据进行处理，获得了图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。 【答案】（1）D （2） ①. 丙 ②. 1:3 （3）AD （4）见解析 【解析】 【小问1详解】 本实验所采用的实验探究方法是控制变量法，与探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验原理是相同的，故选D。 【小问2详解】 ①[1]探究向心力大小F与质量m的关系，要保持角速度和半径不变，两球质量不同，则图丙是探究向心力大小F与质量m的关系； ②[2]在甲情境中，是研究向心力和角速度的关系，若两个钢球所受向心力的比值为9：1，则角速度之比为3:1，根据v=ωr，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为1:3。 【小问3详解】 A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度平方成正比，选项A正确； B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度大小的平方成正比，选项B错误； C．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，选项C错误； D．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，选项D正确。 故选AD。 【小问4详解】 根据 根据F-x图像知，该图像是一条过原点的直线，F与x的图像成正比，则图像横坐标x代表的是ω2（或mω2等含有ω2即可）； 三、计算题（本大题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13. 双人滑冰是2022年北京冬奥会比赛项目之一。如图甲所示为某次训练中男运动员以自己为轴拉着女运动员做圆周运动的情形，若女运动员的质量，伸直的手臂与竖直方向的夹角，转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径，如图乙所示，忽略女运动员受到的摩擦力，取重力加速度，，，求： （1）当女运动员的角速度为时，女运动员受到的拉力及对冰面的压力的大小； （2）当女运动员刚要离开冰面时，女运动员的角速度的大小及受到的拉力的大小。 【答案】（1）400N；260N；（2）； 【解析】 【详解】（1）对女运动员受力分析如图 在水平方向 解得女运动员受到的拉力 F＝400N 竖直方向 Fcosθ+FN=mg 代入数据联立解得 FN=260N 根据牛顿第三定律可得，女运动员对冰面压力的大小为260N。 （2）女运动员刚要离开地面时，受重力和男运动对女运动员的拉力，则 F'cosθ=mg 代入数据解得 14. 2023年10月3日，杭州亚运会女子10米跳台决赛中，中国运动员全红婵的惊人一跳，䊨得全场7个10分，并最终夺得冠军（如图）。在进行10米跳台跳水训练时，运动员必须在距离水面一定高度前完成规定动作并调整好入水姿势。某兴趣小组对10米跳台跳水进行模拟研究，将运动员视为质点，若运动员起跳时获得竖直向上的初速度，并在距离水面前完成规定动作并调整好入水姿势竖直入水，其入水深度，跳台距水面高度，运动员质量，重力加速度，空气阻力不计。求： （1）运动员完成规定动作允许的最长时间； （2）运动员即将入水时速度大小和入水至水深处的过程中运动员受到水的平均作用力大小F。 【答案】（1） （2） ， 【解析】 【小问1详解】 运动员从起跳到最高点所用时间 运动员起跳后做竖直上抛运动 解得 运动员从最高点到距水面1．6m处 解得 运动员完成规定动作允许的最长时间 【小问2详解】 运动员从最高点到入水 解得入水时速度 运动员从入水到水深处 解得 运动员从入水至水深处的过程中 解得平均作用力 15. 如图所示，BC为圆心角的粗糙圆弧轨道，半径R＝2m，末端C与传送带水平相接，传送带顺时针转动，CD长度l＝5m。一质量m＝2kg的小物块（可视为质点）自A点以速度水平抛出，沿圆弧B端切向滑入轨道做匀速圆周运动，离开圆弧轨道后进入传送带运动到D点，小物块与传送带间的动摩擦因数。不计空气阻力，重力加速度，，。 （1）求A、B间的距离（计算结果可用根式表示）； （2）求小物块在圆弧轨道最低点C处对轨道的压力大小； （3）若传送带的速度可以任意调节，求小物块到达D点的速度范围。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据题意可知，物块从A抛出后做平抛运动，恰好从B点滑入，根据几何关系可知其速度的偏向角为，设在B点时竖直方向的分速度为，有 物块从A到B，竖直方向做自由落体运动，有 联立解得 物块在水平方向和竖直方向运动的距离分别为 则A、B间的距离为 （2）物块到达B点时的速度 从B到C做匀速圆周运动，可得 在C点对物块由牛顿第二定律有 联立各式解得 根据牛顿第三定律可得物块在圆弧轨道C端对轨道的压力大小 （3）若传送带的速度足够小，物块从C到D始终减速，根据牛顿第二定律有 根据速度与位移的关系可得 解得 若传送带的速度足够大，物块从C到D始终加速，根据牛顿第二定律有 根据速度与位移的关系可得 解得 故小物块到达D点的速度范围为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $