精品解析：内蒙古赤峰二中2025-2026学年高一下学期第一次阶段检测物理试卷

赤峰二中2025级高一下学期第一次月考 物理试卷 一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8-10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1. 2026年3月，运营了20多年的赤峰海贝尔游乐城，因为一些设施老旧，开始拆除。一代人的童年记忆落幕。如图所示是海贝尔游乐园中的“摩天轮”，它高98m，匀速转动一圈用时18min，游客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动。下列说法中正确的是（ ） A. 游客在乘坐过程中速度始终保持不变 B. 每名游客都在做加速度为零的匀速运动 C. 每时每刻游客受到的合力都不等于零 D. 游客在乘坐过程中对座位的压力始终不变 2. 如图所示，关于生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（ ） A. 火车转弯的速度超过规定速度时，火车轮缘会挤压内侧轨道 B. 飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力大于重力 C. 汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力 D. 衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时，在最高点的向心加速度最小 3. “二十四节气”起源于黄河流域，是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆，将地球绕太阳一年转360度分为24份，每15度为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。如图所示为地球公转位置与节气的对照图，设地球公转轨道的半长轴为a，公转周期为T，下列说法中正确的是（　　） A. 从节气划分来看，冬天的时间最短 B. 太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力 C. 地球的质量为 D. 地球每转过相同的角度，地球与太阳的连线扫过的面积相等 4. 如图所示，水平地面上放一质量为M的落地电风扇，一质量为m的小球固定在叶片的边缘，启动电风扇小球随叶片在竖直平面内做半径为r的圆周运动。已知小球运动到最低点时速度大小为v，重力加速度大小为g，则小球在最低点时地面受到的压力大小为（ ） A. B. C. Mg D. 5. 我国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点，如图是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，Q点是轨道的切点。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（ ） A. 发射速度必须大于第二宇宙速度 B. 轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ时，需在Q点处点火加速 C. 轨道Ⅲ上Q点的加速度大于轨道Ⅱ上Q点的加速度 D. 16h轨道与24h轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等 6. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（ ） A. c的向心加速度小于d的向心加速度 B. c在4小时内转过的圆心角是，a在1小时内转过的圆心角是 C. b的周期一定小于d的周期，d的周期一定小于24小时 D. 在相同时间内b转过的弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等 7. 公园中常有小朋友用发光转转球进行健身娱乐活动，如图（a）所示。情境可简化如下：不可伸长的轻绳一端系着质量的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与地面平行，拉力大小，如图（b）所示。适当调整小球系在轴上的位置O，使绳与竖直方向的夹角为，也可以使小球做匀速圆周运动，如图（c）。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，，，重力加速度g取。则下列说法正确的是（ ） A. 这段轻绳的长度 B. 若小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，则此时地面的支持力 C. 当轻绳与轴的夹角，小球刚好脱离地面，此时绕轴转动的角速度 D. 当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，此时绳子拉力 8. 人类一直对浩瀚的宇宙充满兴趣。假设人类对一颗类地行星进行探索，测得该行星的半径为R，用同一测力计测得质量为m的钩码在“赤道”和“北极”的重力大小分别为和，该行星可视为均质球体，已知万有引力常量为G。则下列说法正确的有（ ） A. B. 该行星的质量为 C. 该行星的自转周期为 D. 该行星的第一宇宙速度为 9. 电动方程式（FormulaE）是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事。赛车在专业赛道水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率，之后保持额定功率继续运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，取，下列说法正确的是（ ） A. 赛车在2s时的瞬时功率 B. 赛车在加速过程中牵引力保持不变 C. 该赛车的最大速度是288km/h D. 当速度时，其加速度为 10. 如图所示，水平转盘上放有A、B两物块，它们到转轴的距离分别为和，质量分别为m、2m。两物块通过轻绳连接，与转盘间的动摩擦因数均为，轻绳可以承受足够大的拉力。已知重力加速度为g，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ） A. 如图甲，，，当缓慢增加至时，A、B即将相对于圆盘滑动 B. 如图乙，，当缓慢增加至时，A、B即将相对于圆盘滑动 C. 如图丙，，当缓慢增加至时，A、B即将相对于圆盘滑动 D. 甲乙丙三种情况下，丙中A、B两物块最容易发生滑动 二、实验题。本题共2小题，共14分。 11. 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所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度之间的关系。左右塔轮每层半径之比自上而下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如图2所示）。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A或B处。A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，请回答下列问题： （1）在该实验中，主要利用了__________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系； A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 微元法 D. 等效替代法 （2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第__________层（填“一”、“二”或“三”）。 （3）某次实验时，小明同学将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为2∶3，由此可知__________。 12. 某实验小组的同学为了探究向心力大小与角速度的关系，设计了如图甲所示的实验装置：电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽，端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，端固定一宽度为的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，忽略小球所受的摩擦力，作出了如图乙所示的图像。 具体实验步骤如下： ①测出挡光片与转轴的距离为； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为； ③启动电动机，使凹槽绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器的示数和光电门的挡光时间； ⑤多次改变转速后，利用记录的数据作出了如图乙所示的图像。 （1）小钢球转动的角速度___________（用表示）； （2）乙图中坐标系的横轴应为___________（选填A、B或C）； A. B. C. （3）本实验中所使用的小钢球的质量___________kg（结果保留2位有效数字）。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。 13. 王老师骑一辆电动自行车上下班。王老师和电动自行车的总质量为100kg，电动自行车的最大速率为8m/s。图1为王老师上下班必经的十字路口，路径1为上班时右转路径，路径2为下班左转路径。路径1、2均可看作圆的一部分，路径1的半径为4m，电动自行车与地面之间的动摩擦因数为0.4，重力加速度，忽略空气阻力。 （1）若王老师通过路径1时保持匀速率行驶，求王老师在路径1安全行驶的最大速度； （2）若王老师以电动自行车的最大速率安全匀速通过路径2，求路径2的最小半径； （3）周末王老师骑电动自行车前往家附近的公园游玩。在通过如图2半径为16m的拱桥最高点时车速为4m/s，求在最高点处桥面对王老师和车整体的支持力大小。 14. 如图所示，质量均为的、、三个小球分别套在光滑的“T”型离心装置的水平杆两侧和竖直杆上，为水平杆的中点，两球与之间用原长为的两个完全相同的轻质弹簧连接，、两球分别用长度都为的轻绳与球连接。最初系统处于静止，轻绳与竖直杆间的夹角为。该装置绕竖直杆所在轴加速转动，直至弹簧恢复到原长，弹簧恢复原长后整个装置绕竖直杆匀速转动，已知，，重力加速度为。求： （1）系统静止时，绳上弹力的大小和弹簧的劲度系数； （2）当弹簧恢复原长后，小球的线速度的大小； 15. 如图所示，为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径，端切线水平。水平轨道与圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道对应的圆心角。一质量的物块（可视为质点）在弹射器的作用下从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，到点时速度大小为，点用一小段光滑圆弧连接与水平方向夹角的倾斜传送带。物块从点无能量损失地冲上传送带。传送带以的恒定速率顺时针转动。传送带的总长度，物块与传送带间的动摩擦因数。，。重力加速度 求： （1）物块到达点时的速度大小； （2）物块在点受到轨道作用力的大小（结果保留1位小数）； （3）物块从到的过程中摩擦力对物块做的功。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 赤峰二中2025级高一下学期第一次月考 物理试卷 一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8-10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1. 2026年3月，运营了20多年的赤峰海贝尔游乐城，因为一些设施老旧，开始拆除。一代人的童年记忆落幕。如图所示是海贝尔游乐园中的“摩天轮”，它高98m，匀速转动一圈用时18min，游客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动。下列说法中正确的是（ ） A. 游客在乘坐过程中速度始终保持不变 B. 每名游客都在做加速度为零的匀速运动 C. 每时每刻游客受到的合力都不等于零 D. 游客在乘坐过程中对座位的压力始终不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．转轮始终不停地匀速转动，游客在乘坐过程中做匀速圆周运动，速度方向不断变化，故A错误； BC．游客在乘坐过程中做匀速圆周运动，具有相同大小的向心加速度，每时每刻游客受到的合力都不等于零，故B错误，C正确； D．游客在乘坐过程中位于最低点时，竖直向上方向的加速度最大，超重最多，对座位的压力最大，故D错误。 故选C。 2. 如图所示，关于生活中圆周运动的实例分析，下列说法正确的是（ ） A. 火车转弯的速度超过规定速度时，火车轮缘会挤压内侧轨道 B. 飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力大于重力 C. 汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力 D. 衣服随着洗衣机滚筒一起匀速转动时，在最高点的向心加速度最小 【答案】B 【解析】 【详解】A．火车以规定速度转弯时，重力与支持力的合力恰好提供对应的向心力；当速度超过规定速度时，所需向心力增大，重力和支持力的合力不足，火车轮缘会挤压外轨，由外轨弹力补充向心力，故A错误； B．飞机在水平面内做匀速圆周运动时，空气对飞机的作用力竖直向上的分力等于重力，水平方向分量提供向心力，因此空气对飞机的作用力合力大小为，故B正确； C．汽车通过拱桥最高点时，由汽车受到桥面的支持力和重力的合力提供向心力，向心力方向指向圆心，即竖直向下，所以汽车受到的合力竖直向下，可知；根据牛顿第三定律可知汽车对桥的压力与汽车受到桥面的支持力大小相等，因此汽车通过拱桥最高点时对桥的压力小于重力，故C错误； D．衣服随洗衣机滚筒匀速转动时，角速度相同，各点的相等，根据向心加速度的表达式 可知衣服在任意位置的向心加速度大小均相等，故D错误。 故选B。 3. “二十四节气”起源于黄河流域，是上古农耕文明的产物。地球围绕太阳公转的轨道是一个椭圆，将地球绕太阳一年转360度分为24份，每15度为一个节气。立春、立夏、立秋、立冬分别作为春、夏、秋、冬四季的起始。如图所示为地球公转位置与节气的对照图，设地球公转轨道的半长轴为a，公转周期为T，下列说法中正确的是（　　） A. 从节气划分来看，冬天的时间最短 B. 太阳对地球的万有引力大于地球对太阳的万有引力 C. 地球的质量为 D. 地球每转过相同的角度，地球与太阳的连线扫过的面积相等 【答案】A 【解析】 【详解】A．由于地球公转轨道近似椭圆，地球在近日点运动速度较大，在远日点运动速度较小，冬天更靠近近日点，时间最短，故A正确； B．由牛顿第三定律，太阳对地球的万有引力等于地球对太阳的万有引力，故B错误； C．根据开普勒第三定律得 解得中心天体太阳的质量为，故C错误； D．地球每转过相同的角度，所需的时间不同，根据开普勒第二定律可知，地球与太阳的连线扫过的面积不相等，故D错误。 故选A。 4. 如图所示，水平地面上放一质量为M的落地电风扇，一质量为m的小球固定在叶片的边缘，启动电风扇小球随叶片在竖直平面内做半径为r的圆周运动。已知小球运动到最低点时速度大小为v，重力加速度大小为g，则小球在最低点时地面受到的压力大小为（ ） A. B. C. Mg D. 【答案】B 【解析】 【详解】在最低点，由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可得，小球对电风扇的压力为 对电风扇受力分析，由平衡条件有 解得 由牛顿第三定律可得，小球在最低点时地面受到的压力大小为 故选B。 5. 我国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点，如图是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，Q点是轨道的切点。关于“嫦娥一号”，以下说法正确的是（ ） A. 发射速度必须大于第二宇宙速度 B. 轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ时，需在Q点处点火加速 C. 轨道Ⅲ上Q点的加速度大于轨道Ⅱ上Q点的加速度 D. 16h轨道与24h轨道半长轴的立方与公转周期的平方之比相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．“嫦娥一号”绕月球运行时，仍未脱离地球引力的约束，所以其发射速度应大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，故A错误； B．从大轨道Ⅲ变轨到更小的轨道Ⅱ需要做近心运动，因此需要在切点Q点火减速，使万有引力大于所需的向心力，从而进入内层轨道，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 解得 可知，轨道Ⅲ上Q点的加速度等于轨道Ⅱ上Q点的加速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律，绕同一中心天体运动的天体，轨道半长轴的立方与公转周期平方的比值为定值，因此两个轨道的该比值相等，故D正确。 故选D。 6. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（ ） A. c的向心加速度小于d的向心加速度 B. c在4小时内转过的圆心角是，a在1小时内转过的圆心角是 C. b的周期一定小于d的周期，d的周期一定小于24小时 D. 在相同时间内b转过的弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力提供向心力有 解得 由于c的轨道半径小于d的轨道半径，则c的向心加速度大于d的向心加速度，故A错误； B．c在4小时内转过的圆心角是，a在1小时内转过的圆心角是，故B错误； C．根据万有引力提供向心力有 解得 又有 则b的周期一定小于d的周期，d的周期一定大于c的周期，大于24小时，故C错误； D．根据题意可知，a、c的角速度相同，则在相同时间内a、c转过的弧长对应的角度相等；由可知， 根据万有引力提供向心力有 解得 则有 则在相同时间内b转过的弧长最长，故D正确。 故选D。 7. 公园中常有小朋友用发光转转球进行健身娱乐活动，如图（a）所示。情境可简化如下：不可伸长的轻绳一端系着质量的小球，另一端系在固定竖直轴上。某次锻炼时，小球绕轴做角速度的匀速圆周运动，此时轻绳与地面平行，拉力大小，如图（b）所示。适当调整小球系在轴上的位置O，使绳与竖直方向的夹角为，也可以使小球做匀速圆周运动，如图（c）。不计小球的一切阻力，小球可视为质点，，，重力加速度g取。则下列说法正确的是（ ） A. 这段轻绳的长度 B. 若小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，则此时地面的支持力 C. 当轻绳与轴的夹角，小球刚好脱离地面，此时绕轴转动的角速度 D. 当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，此时绳子拉力 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据题意，水平方向上，由牛顿第二定律有 代入数据解得这段轻绳的长度，故A错误； B．若小球绕轴转动的角速度，轻绳与轴的夹角，设此时绳子的拉力为，水平方向上，由牛顿第二定律有 竖直方向上有 联立解得，故B错误； C．当轻绳与轴的夹角，小球刚好脱离地面，竖直方向上有 水平方向上，由牛顿第二定律有 联立解得，故C错误； D．当小球脱离地面后，小球绕轴转动的角速度，水平方向上，由牛顿第二定律有 代入数据解得，故D正确。 故选D。 8. 人类一直对浩瀚的宇宙充满兴趣。假设人类对一颗类地行星进行探索，测得该行星的半径为R，用同一测力计测得质量为m的钩码在“赤道”和“北极”的重力大小分别为和，该行星可视为均质球体，已知万有引力常量为G。则下列说法正确的有（ ） A. B. 该行星的质量为 C. 该行星的自转周期为 D. 该行星的第一宇宙速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．设行星自转的角速度为。在赤道处，钩码随行星自转做圆周运动，由牛顿第二定律得 在北极处钩码不需要向心力，故有。联立得 由周期定义及上式得 所以，且行星自转周期为，故AC正确； BD．设行星质量为，由万有引力定律，在北极处有。整理得 近地圆周运动时，万有引力提供向心力，有。结合上式得 选项B、D分别用代替了应使用的，故BD错误。 故选AC。 9. 电动方程式（FormulaE）是目前世界上新能源汽车运动中级别最高的赛事。赛车在专业赛道水平路面上由静止启动，在前2s内做匀加速直线运动，2s末达到额定功率，之后保持额定功率继续运动，其图像如图所示。已知汽车的质量为，汽车受到地面的阻力为车重的，取，下列说法正确的是（ ） A. 赛车在2s时的瞬时功率 B. 赛车在加速过程中牵引力保持不变 C. 该赛车的最大速度是288km/h D. 当速度时，其加速度为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．赛车在2s内的加速度 则牵引力 2s时牵引力的瞬时功率，故A错误； B．2s后功率不变，则根据可知，随速度的增加，牵引力减小，则赛车在加速过程中牵引力不是保持不变，故B错误； C．当牵引力等于阻力时加速度为零，此时赛车的速度最大，则该赛车的最大速度是，故C正确； D．当速度时，其加速度为，故D正确。 故选CD。 10. 如图所示，水平转盘上放有A、B两物块，它们到转轴的距离分别为和，质量分别为m、2m。两物块通过轻绳连接，与转盘间的动摩擦因数均为，轻绳可以承受足够大的拉力。已知重力加速度为g，设物块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ） A. 如图甲，，，当缓慢增加至时，A、B即将相对于圆盘滑动 B. 如图乙，，当缓慢增加至时，A、B即将相对于圆盘滑动 C. 如图丙，，当缓慢增加至时，A、B即将相对于圆盘滑动 D. 甲乙丙三种情况下，丙中A、B两物块最容易发生滑动 【答案】BC 【解析】 【详解】A．对甲乙丙图物体受力分析如图 图甲中，即将相对于圆盘滑动时，对B受力分析有 对A受力分析有 解得，故A错误； B．图乙中，即将相对于圆盘滑动时，对B受力分析有 对A受力分析有 解得，故B正确； C．图丙中B先达到最大静摩擦力后绳子开始出现拉力， A受到的摩擦力将逐渐减小为0后反向增大，直到 A的摩擦力增加为反向最大静摩擦力后，二者即将相对滑动，即， 解得，故C正确； D．综合以上情况，乙图中即将滑动时角速度最小，最容易发生滑动，故D错误。 故选BC。 二、实验题。本题共2小题，共14分。 11. 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所需的向心力F与小球质量m、运动半径r和角速度之间的关系。左右塔轮每层半径之比自上而下分别是1∶1，2∶1和3∶1（如图2所示）。实验时，将两个小球分别放在短槽的C处和长槽的A或B处。A、C分别到左右塔轮中心的距离相等，B到左塔轮中心的距离是A到左塔轮中心距离的2倍，请回答下列问题： （1）在该实验中，主要利用了__________来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系； A. 理想实验法 B. 控制变量法 C. 微元法 D. 等效替代法 （2）若要探究向心力的大小F与半径r的关系，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第__________层（填“一”、“二”或“三”）。 （3）某次实验时，小明同学将质量为和的小球分别放在B、C位置，传动皮带位于第三层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比为2∶3，由此可知__________。 【答案】（1）B （2）一 （3） 【解析】 【小问1详解】 探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系，先探究向心力与其中一个物理量关系，控制其他物理量不变，采用的实验方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 若要探究向心力的大小与半径的关系，需要控制质量和角速度一定，可以将相同的钢球分别放在挡板C和挡板B处，将传动皮带置于第一层。 【小问3详解】 小明同学将质量为和的小球分别放在B、C位置，则小球做圆周运动半径之比为 传动皮带位于第三层，由于左右塔轮边缘的线速度大小相等，可知小球的角速度之比为 当塔轮匀速转动时，通过左右两标尺露出的格子数得到左右两小球所受向心力的大小之比为2∶3，则有 又有 可得 12. 某实验小组的同学为了探究向心力大小与角速度的关系，设计了如图甲所示的实验装置：电动机带动转轴匀速转动，改变电动机的电压可以改变转轴的转速；其中是固定在竖直转轴上的水平凹槽，端固定的压力传感器可测出小球对其压力的大小，端固定一宽度为的挡光片，光电门可测量挡光片每一次的挡光时间。该同学多次改变转速后，记录了一系列力与对应角速度的数据，忽略小球所受的摩擦力，作出了如图乙所示的图像。 具体实验步骤如下： ①测出挡光片与转轴的距离为； ②将小钢球紧靠传感器放置在凹槽上，测出此时小钢球球心与转轴的距离为； ③启动电动机，使凹槽绕转轴匀速转动； ④记录下此时压力传感器的示数和光电门的挡光时间； ⑤多次改变转速后，利用记录的数据作出了如图乙所示的图像。 （1）小钢球转动的角速度___________（用表示）； （2）乙图中坐标系的横轴应为___________（选填A、B或C）； A. B. C. （3）本实验中所使用的小钢球的质量___________kg（结果保留2位有效数字）。 【答案】（1） （2）C （3）#### 【解析】 【小问1详解】 小钢球转动的角速度与挡光片角速度相同，挡光片的线速度为 解得 【小问2详解】 小钢球做圆周运动所需的向心力由传感器的弹力提供，满足 压力传感器的示数与成正比。 故选C。 【小问3详解】 图乙的斜率 结合向心力的表达式可知小钢球的质量 考虑斜率测量误差，小钢球的质量取、、均正确。 三、计算题：本题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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。 13. 王老师骑一辆电动自行车上下班。王老师和电动自行车的总质量为100kg，电动自行车的最大速率为8m/s。图1为王老师上下班必经的十字路口，路径1为上班时右转路径，路径2为下班左转路径。路径1、2均可看作圆的一部分，路径1的半径为4m，电动自行车与地面之间的动摩擦因数为0.4，重力加速度，忽略空气阻力。 （1）若王老师通过路径1时保持匀速率行驶，求王老师在路径1安全行驶的最大速度； （2）若王老师以电动自行车的最大速率安全匀速通过路径2，求路径2的最小半径； （3）周末王老师骑电动自行车前往家附近的公园游玩。在通过如图2半径为16m的拱桥最高点时车速为4m/s，求在最高点处桥面对王老师和车整体的支持力大小。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据题意，由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 根据题意，由牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 根据合外力提供向心力有 解得 14. 如图所示，质量均为的、、三个小球分别套在光滑的“T”型离心装置的水平杆两侧和竖直杆上，为水平杆的中点，两球与之间用原长为的两个完全相同的轻质弹簧连接，、两球分别用长度都为的轻绳与球连接。最初系统处于静止，轻绳与竖直杆间的夹角为。该装置绕竖直杆所在轴加速转动，直至弹簧恢复到原长，弹簧恢复原长后整个装置绕竖直杆匀速转动，已知，，重力加速度为。求： （1）系统静止时，绳上弹力的大小和弹簧的劲度系数； （2）当弹簧恢复原长后，小球的线速度的大小； 【答案】（1）， （2） 【解析】 【小问1详解】 对小球、受力分析如图所示 对球，根据平衡条件有 解得 对A球受力分析，根据平衡条件可得 解得 【小问2详解】 当弹簧恢复原长时，设此时绳子拉力为，设绳子与竖直方向夹角为，则有 可得 对球，根据平衡条件，有 对球由牛顿第二定律得 联立解得 15. 如图所示，为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径，端切线水平。水平轨道与圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道对应的圆心角。一质量的物块（可视为质点）在弹射器的作用下从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，到点时速度大小为，点用一小段光滑圆弧连接与水平方向夹角的倾斜传送带。物块从点无能量损失地冲上传送带。传送带以的恒定速率顺时针转动。传送带的总长度，物块与传送带间的动摩擦因数。，。重力加速度 求： （1）物块到达点时的速度大小； （2）物块在点受到轨道作用力的大小（结果保留1位小数）； （3）物块从到的过程中摩擦力对物块做的功。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 物块在处的速度分解如图所示 在竖直方向有 在水平方向有 故物块到达点时的速度大小 【小问2详解】 物块从点飞出后在水平方向做匀速直线运动，故物块到达点时的瞬时速度为 设物块在点时受到轨道作用力方向向下，根据牛顿第二定律有 代入数据解得 故物块在点受到轨道作用力的大小为。 【小问3详解】 物块到达点时速度大小为，接着冲上传送带，传送带顺时针转动速度，故物块相对传送带上滑，受到的摩擦力方向沿传送带斜向下，物块做减速运动，根据牛顿第二定律有 解得 物块减速至与传送带速度相同时，位移大小满足 解得 故剩余位移 之后物块受到的摩擦力沿传送带斜向上，由于，故物块在剩余的位移中受静摩擦力作用，且静摩擦力与重力沿传送带向下的分量相等，即 因此物块从到的过程中先减速，后做匀速运动。摩擦力对物块做的功 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $