精品解析：吉林省吉林市第一中学2025-2026学年高一下学期期中考试物理试题

吉林市第一中学2025-2026学年度高一下学期 期中考试物理试题 一、选择题（共10题，合计46分。其中1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题，每题6分，全部全对得6分，选对但不全得3分，有错误选项的得0分） 1. 了解物理规律的发现过程，学会像物理学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更加重要，下列说法中正确的是（　　） A. 第谷根据开普勒的天文观测数据发现了行星运动的三个定律 B. 牛顿通过思想实验与数学推导，证明月球受的引力与地面上的重力是同一性质的力 C. 卡文迪什发现了万有引力定律，并巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量G的值 D. 天王星是先计算其位置后被观测到的，被称为“笔尖下发现的行星” 2. 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C. 丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，绳子拉力分别对A和B做功，所以A、B组成的系统机械能不守恒 D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 3. 如图所示，下列关于圆周运动的分析正确的是（　　） A. 图甲汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. 图乙“水流星”转动过程中，水在最高点对碗底的压力一定等于零 C. 图丙铁路转弯处，若火车转弯时的速率小于规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 D. 图丁右轮边缘上a点的向心加速度与左轮边缘上c点的向心加速度大小之比为 4. 人从高处跳下，为更好地保护身体，双脚触地，膝盖弯曲让身体重心继续下降。着地过程这样做，可以减小（ ） A. 人受到的冲量 B. 人的动量变化率 C. 人的动量变化量 D. 人的动量变化的时间 5. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为W=F（AB+BC） B. 乙图中，全过程中F做的总功为108J C. 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功= D. 图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是 6. 2023年12月26日，华为问界M9新车发布，问界M9采用前后双电机布局，综合最大功率405kW，纯电（100度电池容量）续航630km，被称为“遥遥领先”。如图为问界M9汽车某次测试行驶时的加速度a和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，汽车静止开始沿平直公路行驶，假设行驶中阻力恒定，则（　　） A. 汽车匀加速的时间为5s B. 测试中汽车从30m/s加速到40m/s用时为4s，该段过程中汽车行驶的距离约为43.3m C. 汽车所受阻力为 D. 汽车发动机的额定功率为 7. 在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vm后，立即关闭发动机直到停止，运动过程的图像如图所示，设汽车的牵引力恒为F，摩擦力恒为f，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则（　　） A. B. C. D. 8. 2024年11月中旬，“天舟八号”货运飞船由“长征七号”遥九运载火箭发射入轨。“天舟八号”多次变轨简化示意图如图所示。从近地轨道1的P点变轨到椭圆轨道2，在远地点Q再次变轨转移到距地面330km的圆轨道3，在天宫一号目标飞行器后下方，飞船采用快速交会对接模式对接于中国空间站“天和”核心舱后向端口。已知“天舟八号”在轨道3上的周期为T，天宫一号的周期为，同步卫星距地面36000km，下列说法中正确的是（　　） A. “天舟八号”在轨道2上经过P点的速度为第一宇宙速度 B. “天舟八号”在椭圆轨道2的周期一定小于同步卫星的周期 C. “天舟八号”在轨道3上经过Q点的加速度小于轨道2上经过Q点的加速度 D. “天舟八号”在轨道3上与天宫一号连续两次相距最近的时间为 9. 如图（a）所示，光滑平台上，物体A以初速度滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的摩擦不计；（b）图为物体A与小车B的图像，由此可计算出（ ） A. 小车上表面长度 B. 物体A与小车B的质量之比 C. 物体A与小车B上表面之间的动摩擦因数 D. 小车B获得的动能 10. 半径为R的光滑半球固定在水平地面上。有一质量为m的可视为质点的小球静止在半球的最高点，受到微小扰动后由静止开始沿球面下滑，一段时间后小球与半球分离，重力加速度大小为g，不计一切阻力，从小球开始下滑到落地前的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球与半球分离前沿半球面匀速率下滑 B. 小球落地时的速率为 C. 小球与半球分离时，小球离地的竖直高度为 D. 小球落地前瞬间重力的瞬时功率为 二、实验题（合计14分） 11. 如图所示，某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”。打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为。 （1）下面是他实验时的操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的直流输出端上； C．用天平测量出重锤的质量； D．先接通电源，然后再释放纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能； G．改换纸带，重做几次。 其中不必要以及不恰当的步骤有___________。 （2）本实验已知重物的质量为1.0 kg，按实验要求正确地选出纸带，用毫米刻度尺测量连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示，那么：从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量___________J（保留2位有效数字）；而动能的增加量___________J（保留2位有效数字）。 （3）若实验中经过计算发现增加的动能小于减少的重力势能，则可能的原因是（　　） A. 用公式算各点瞬时速度（设t为纸带上打下O点到打下其它记录点的时间） B. 由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力 C. 先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度 D. 重锤下落过程中受到空气阻力 12. 用如图甲所示的向心力演示仪探究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的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，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，他们所受向心力大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是 . A. 探究弹力和弹簧伸长的关系 B. 探究合力和分力的关系 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）若要探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带调至第______（填“一”、“二”“三”）层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板____和挡板______（填“A”、“B”、“C”） 处： （3）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，AC两处的角速度之比为_____； （4）若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_______。 三、解答题（13题10分，14题12分，15题18分，合计40分） 13. 2020年11月29日，“嫦娥五号”进入绕月圆轨道，距月球表面高度为h，绕月球运行的周期为T，如图所示，已知月球的半径为R，万有引力常量为G，求： （1）月球的质量M； （2）月球表面的重力加速度g； （3）月球的第一宇宙速度速度。 14. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为R=0.8m。轨道的B点与水平地面相切，质量为m=0.2kg的小球由A点静止释放，g取10m/s2。求： (1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小； (2)小球通过LBC=1m的水平面BC滑上光滑固定曲面CD，恰能到达最高点D，D到地面的高度为h=0.6m，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功Wf； (3)小球最终所停位置距B点的距离。 15. 如图所示，质量M=4kg、长度L=2m的木板A静止在光滑水平面上，其左端上表面与半径R=0.5m的四分之一竖直圆轨道相切，A的右侧某位置竖直固定一挡板P。将质量m=2kg的物块B从轨道最高点由静止释放，A、B共速后A与P发生碰撞，碰后A以某一速度反弹，B最终恰好没有从A上滑离。已知B经轨道最低点时对轨道的压力FN=56N，A、B间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。求： （1）B在圆轨道运动过程中克服阻力做的功； （2）从B滑上A至A、B第一次共速，系统产生的热量； （3）A与P碰撞损失的机械能。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 吉林市第一中学2025-2026学年度高一下学期 期中考试物理试题 一、选择题（共10题，合计46分。其中1-7为单选题，每题4分，8-10为多选题，每题6分，全部全对得6分，选对但不全得3分，有错误选项的得0分） 1. 了解物理规律的发现过程，学会像物理学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更加重要，下列说法中正确的是（　　） A. 第谷根据开普勒的天文观测数据发现了行星运动的三个定律 B. 牛顿通过思想实验与数学推导，证明月球受的引力与地面上的重力是同一性质的力 C. 卡文迪什发现了万有引力定律，并巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量G的值 D. 天王星是先计算其位置后被观测到的，被称为“笔尖下发现的行星” 【答案】B 【解析】 【详解】A．开普勒根据第谷的观测数据总结出行星运动定律，故A错误； B．牛顿通过“月地检验”的数学推导，证实月球所受引力与地面物体重力同源，故B正确； C．万有引力定律由牛顿提出，卡文迪什仅测定了引力常量G，故C错误； D．海王星是通过计算预测后观测到的，被称为“笔尖下的行星”，天王星是直接观测发现的，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（　　） A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B. 乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒 C. 丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，绳子拉力分别对A和B做功，所以A、B组成的系统机械能不守恒 D. 丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 【答案】D 【解析】 【详解】A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，弹簧的弹性势能增加，故A机械能减少，故A错误； B．乙图中，A置于光滑水平面，物体B沿光滑斜面下滑，物体A将向右运动，故物体B对物体A的弹力对物体A做功，物体A的动能增加，物体B机械能减少，故B错误； C．丙图中，不计任何阻力时A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统只有重力做功，所以A、B组成的系统机械能守恒，故C错误； D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的动能和重力势能均不变，小球的机械能守恒，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，下列关于圆周运动的分析正确的是（　　） A. 图甲汽车通过凹形桥的最低点时，汽车处于失重状态 B. 图乙“水流星”转动过程中，水在最高点对碗底的压力一定等于零 C. 图丙铁路转弯处，若火车转弯时的速率小于规定速率，轮缘对外轨道有挤压作用 D. 图丁右轮边缘上a点的向心加速度与左轮边缘上c点的向心加速度大小之比为 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲汽车通过凹形桥的最低点时，加速度方向向上，汽车处于超重状态，故A错误； B．图乙“水流星”转动过程中，在最高点处，根据牛顿第二定律可得 可得，当时，根据牛顿第三定律可知，在最高点处水对碗底压力不一定等于零，故B错误； C．图丙铁路转弯处，若火车转弯速率小于规定速率行驶，此时重力和轨道的支持力的合力大于火车所需的向心力，此时火车有做近心运动的趋势，轮缘对内侧轨道有挤压作用，故C错误； D．图丁中，由皮带传动可知，a点与b点线速度大小相等，根据 可知 又b点和c点角速度相等，则，根据可得a点的向心加速度与c点的向心加速度大小之比为，故D正确。 故选D。 4. 人从高处跳下，为更好地保护身体，双脚触地，膝盖弯曲让身体重心继续下降。着地过程这样做，可以减小（ ） A. 人受到的冲量 B. 人的动量变化率 C. 人的动量变化量 D. 人的动量变化的时间 【答案】B 【解析】 【详解】A．人着地过程中，触地前的速度由下落高度决定，末速度为0，初末速度固定： 根据动量定理，合外力冲量等于动量变化量，可知动量变化量固定，因此人受到的合冲量不变，故A错误； B．动量变化率为，膝盖弯曲延长了动量变化的时间，而动量变化量固定，因此动量变化率减小。根据动量定理，动量变化率等于人受到的平均合外力，因此可以减小地面对人体的冲击力，保护身体，故B正确。 C．人的初末动量固定，动量变化量 则人的动量变化量大小恒定，故C错误； D．膝盖弯曲让身体重心继续下降，延长了动量变化的时间，故D错误。 故选B。 5. 力F对物体所做的功可由公式求得。但用这个公式求功是有条件的，即力F必须是恒力。而实际问题中，有很多情况是变力在对物体做功。那么，用这个公式不能直接求变力的功，我们就需要通过其他的一些方法来求解力F所做的功。如图，对于甲、乙、丙、丁四种情况下求解某个力所做的功，下列说法正确的是（　　） A. 甲图中若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的为W=F（AB+BC） B. 乙图中，全过程中F做的总功为108J C. 丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功= D. 图丁中，F始终保持水平，无论是F缓慢将小球从P拉到Q，还是F为恒力将小球从P拉到Q，F做的功都是 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲图中，若F大小不变，物块从A到C过程中力F做的功为W=F（OA-OC），A错误； B．乙图中，图像的面积等于功，则全过程中F做的总功为W=15×6J-3×6J=72J，B错误； C．丙图中，绳长为R，若空气阻力f大小不变，小球从A运动到B过程中克服空气阻力做的功，C正确； D．图丁中，F始终保持水平，若F缓慢将小球从P拉到Q，则F做功为 若F为恒力，将小球从P拉到Q，F做的功为，D错误。 故选C。 6. 2023年12月26日，华为问界M9新车发布，问界M9采用前后双电机布局，综合最大功率405kW，纯电（100度电池容量）续航630km，被称为“遥遥领先”。如图为问界M9汽车某次测试行驶时的加速度a和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，汽车静止开始沿平直公路行驶，假设行驶中阻力恒定，则（　　） A. 汽车匀加速的时间为5s B. 测试中汽车从30m/s加速到40m/s用时为4s，该段过程中汽车行驶的距离约为43.3m C. 汽车所受阻力为 D. 汽车发动机的额定功率为 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知，汽车在速度等于前，加速度不变，大小为，汽车是匀加速启动的，根据匀变速直线运动规律可得 解得汽车匀加速的时间为 故A错误； CD．由图可知，速度由到，加速度逐渐减小，汽车以额定功率行驶；汽车的最大速度为，之后汽车做匀速直线运动，此时有 ， 当时，汽车的加速度，根据牛顿第二定律可得 联立解得 ， 故CD错误； B．测试中汽车从30m/s加速到40m/s用时为4s，该段过程根据动能定理可得 代入数据解得 故B正确。 故选B。 7. 在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速直线运动，当速度达到vm后，立即关闭发动机直到停止，运动过程的图像如图所示，设汽车的牵引力恒为F，摩擦力恒为f，全过程中牵引力做功W1，克服摩擦力做功W2，则（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】AB．根据恒力做功公式的 由图可知 s∶s′=1∶4 所以 F∶f=4∶1 故AB错误； CD．对全过程由动能定理可知 则 W1：W2=1：1 故C正确，D错误； 故选C。 8. 2024年11月中旬，“天舟八号”货运飞船由“长征七号”遥九运载火箭发射入轨。“天舟八号”多次变轨简化示意图如图所示。从近地轨道1的P点变轨到椭圆轨道2，在远地点Q再次变轨转移到距地面330km的圆轨道3，在天宫一号目标飞行器后下方，飞船采用快速交会对接模式对接于中国空间站“天和”核心舱后向端口。已知“天舟八号”在轨道3上的周期为T，天宫一号的周期为，同步卫星距地面36000km，下列说法中正确的是（　　） A. “天舟八号”在轨道2上经过P点的速度为第一宇宙速度 B. “天舟八号”在椭圆轨道2的周期一定小于同步卫星的周期 C. “天舟八号”在轨道3上经过Q点的加速度小于轨道2上经过Q点的加速度 D. “天舟八号”在轨道3上与天宫一号连续两次相距最近的时间为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．“天舟八号”在近地轨道1需要加速才能变轨到轨道2，故“天舟八号”在近地轨道1的速度小于轨道2在P点的速度，“天舟八号”在近地轨道的线速度为7.9km/s，故“天舟八号”在椭圆轨道2上经过P点的速度大于7.9km/s，故A错误； B．同步卫星轨道半径大于轨道2的半长轴，由开普勒第三定律可知，“天舟八号”在椭圆轨道2的周期一定小于同步卫星的周期，故B正确； C．由牛顿第二定律可知，“天舟八号”在轨道3上经过Q点的加速度等于于轨道2上经过Q点的加速度，故C错误； D．当二者再次相距最近时，“天舟八号”比天宫一号多运动一圈，设经过时间t二者再次相距最近，有 解得，故D正确。 故选BD。 9. 如图（a）所示，光滑平台上，物体A以初速度滑到上表面粗糙的水平小车上，车与水平面间的摩擦不计；（b）图为物体A与小车B的图像，由此可计算出（ ） A. 小车上表面长度 B. 物体A与小车B的质量之比 C. 物体A与小车B上表面之间的动摩擦因数 D. 小车B获得的动能 【答案】BC 【解析】 【详解】A.由图像可知，物体A与小车B最终以共同速度匀速运动，但由于题给条件不足，不能确定小车上表面的长度，故A错误； B.由动量守恒定律得 解得 可以确定物体A与小车B的质量之比，故B正确； C.由图像可以知道，物体A相对小车B的位移 根据能量守恒定律得 根据求得的物体A与小车B的质量关系，可以解出物体A与小车B上表面之间的动摩擦因数，故C正确； D.由于小车B的质量未知，故不能确定小车B获得的动能，故D错误。 故选BC。 10. 半径为R的光滑半球固定在水平地面上。有一质量为m的可视为质点的小球静止在半球的最高点，受到微小扰动后由静止开始沿球面下滑，一段时间后小球与半球分离，重力加速度大小为g，不计一切阻力，从小球开始下滑到落地前的过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球与半球分离前沿半球面匀速率下滑 B. 小球落地时的速率为 C. 小球与半球分离时，小球离地的竖直高度为 D. 小球落地前瞬间重力的瞬时功率为 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．小球运动过程中只有重力做正功，动能增加，加速下滑，故A错误； B．小球下落过程中只有重力做功有 落地时的速度为，故B正确； C．小球与半球面分离时，小球与球面间弹力为0，重力沿半径方向的分力充当向心力，设此时半径与竖直方向的夹角为，则 由几何关系和动能定理有 解得 此时小球离地面高度，故C正确； D．小球静止释放到与半球面分离的过程，根据动能定理有 此后在竖直方向有 小球落地时重力的功率为 解得，故D正确。 故选BCD。 二、实验题（合计14分） 11. 如图所示，某同学采用重物自由下落的方法“验证机械能守恒定律”。打点计时器所用电源频率为50 Hz，当地重力加速度的值为。 （1）下面是他实验时的操作步骤： A．按照图示的装置安装器件； B．将打点计时器接到电源的直流输出端上； C．用天平测量出重锤的质量； D．先接通电源，然后再释放纸带； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离； F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能； G．改换纸带，重做几次。 其中不必要以及不恰当的步骤有___________。 （2）本实验已知重物的质量为1.0 kg，按实验要求正确地选出纸带，用毫米刻度尺测量连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示，那么：从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量___________J（保留2位有效数字）；而动能的增加量___________J（保留2位有效数字）。 （3）若实验中经过计算发现增加的动能小于减少的重力势能，则可能的原因是（　　） A. 用公式算各点瞬时速度（设t为纸带上打下O点到打下其它记录点的时间） B. 由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力 C. 先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度 D. 重锤下落过程中受到空气阻力 【答案】（1）BC##CB （2） ①. 0.49 ②. 0.48 （3）BD 【解析】 【小问1详解】 A．按照图示的装置安装器件，该步骤有必要； B．将打点计时器接到电源的交流输出端上，该步骤不恰当； C．要验证的关系式中两边都有质量，可以消掉，则没必要用天平测量出重锤的质量，该步骤没必要； D．先接通电源，然后再释放纸带，该步骤有必要； E．测量打出的纸带上某些点之间的距离，该步骤有必要； F．计算重锤下落过程中减少的重力势能和增加的动能，该步骤有必要； G．改换纸带，重做几次，该步骤有必要。 故选BCD。 【小问2详解】 [1]从打下O点到打下计数点B的过程中重力势能的减少量 [2]打下计数点B时的速度大小为 动能的增加量为 【小问3详解】 A．重锤和纸带下落过程中除重力外还受到阻力作用，使得加速度小于重力加速度，所以通过计算出瞬时速度v大于物体的实际速度，则造成动能增加量偏大，故A错误； BD．由于纸带和打点计时器的限位孔之间存在摩擦阻力、重锤下落过程中受到空气阻力，则由于能量损失，造成动能增加量偏小，故BD正确； C．先释放纸带后接通电源，导致打第一个O点时便有了初速度先释放纸带，后接通电源，导致打第一个O点时的速度已经不是零，而计算时视为初动能为零，则计算动能增加量时会造成偏大，故C错误。 故选BD。 12. 用如图甲所示的向心力演示仪探究向心力的大小Fn与质量m、角速度ω和半径r之间的关系，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之转动，塔轮自上而下有三层，每层左右半径之比由上至下分别是1：1，2：1和3：1（如图乙所示）。左右塔轮通过不打滑的传动皮带连接，并可通过改变传动皮带所处的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，两个小球随塔轮做匀速圆周运动，他们所受向心力大小之比可由两塔轮中心标尺露出的等分格数计算出。 （1）本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度ω和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是 . A. 探究弹力和弹簧伸长的关系 B. 探究合力和分力的关系 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）若要探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带调至第______（填“一”、“二”“三”）层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板____和挡板______（填“A”、“B”、“C”） 处： （3）若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，AC两处的角速度之比为_____； （4）若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺的露出的格子数之比为_______。 【答案】（1）C （2） ①. 一 ②. B ③. C （3）1：2 （4）2：9 【解析】 【小问1详解】 本实验探究是向心力与质量、角速度以及半径的关系，采用的实验方法是控制变量法； A．探究弹力和弹簧伸长的关系采用的实验方法是归纳法，与本实验方法不同，故A错误； B．探究合力和分力的关系采用的实验方法是等效法，与本实验的探究方法不同，故B错误； C．探究加速度与物体受力、物体质量的关系采用的是控制变量法，分别探究质量一定时，加速度与力、以及合力一定时，加速度与质量的关系，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 [1][2][3]若要探究向心力和半径的关系时，需要保持质量和角速度相同，应将传动皮带调至第一层塔轮，然后将质量相等的两个小球分别放置挡板B处和挡板C处； 【小问3详解】 若传动皮带套在塔轮第二层，则塔轮转动时，两塔轮边缘的线速度相等，根据线速度和角速度以及半径的关系，可知AC两处的角速度之比为1：2； 【小问4详解】 若质量相等的两小球分别放在挡板B和挡板C处，则半径之比为2：1，传动皮带位于第三层，则当塔轮匀速转动时，角速度之比为1：3，根据向心力表达式 小球所需向心力之比等于左右两标尺的露出的格子数之比，所以露出的格子数之比为2：9。 三、解答题（13题10分，14题12分，15题18分，合计40分） 13. 2020年11月29日，“嫦娥五号”进入绕月圆轨道，距月球表面高度为h，绕月球运行的周期为T，如图所示，已知月球的半径为R，万有引力常量为G，求： （1）月球的质量M； （2）月球表面的重力加速度g； （3）月球的第一宇宙速度速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由万有引力提供向心力可得 月球的质量 （2）由公式 可得月球表面的重力加速度 （3）由公式 可得月球的第一宇宙速度 14. 如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，其半径为R=0.8m。轨道的B点与水平地面相切，质量为m=0.2kg的小球由A点静止释放，g取10m/s2。求： (1)小球滑到最低点B时，小球速度v的大小； (2)小球通过LBC=1m的水平面BC滑上光滑固定曲面CD，恰能到达最高点D，D到地面的高度为h=0.6m，小球在水平面BC上克服摩擦力所做的功Wf； (3)小球最终所停位置距B点的距离。 【答案】(1)4m/s；(2)0.4J；(3)小球最后停在B点，距离为0 【解析】 【详解】(1)初由机械能守恒 mgR=mv2 得： v=4m/s (2)由动能定理 Wf+mgh=mv2 得： Wf=0.4J (3)摩擦力做功 Wf=μmgL mgR=μmgs 得： s=4L 可知小球最后停在B点。 15. 如图所示，质量M=4kg、长度L=2m的木板A静止在光滑水平面上，其左端上表面与半径R=0.5m的四分之一竖直圆轨道相切，A的右侧某位置竖直固定一挡板P。将质量m=2kg的物块B从轨道最高点由静止释放，A、B共速后A与P发生碰撞，碰后A以某一速度反弹，B最终恰好没有从A上滑离。已知B经轨道最低点时对轨道的压力FN=56N，A、B间的动摩擦因数μ=0.2，重力加速度g=10m/s2。求： （1）B在圆轨道运动过程中克服阻力做的功； （2）从B滑上A至A、B第一次共速，系统产生的热量； （3）A与P碰撞损失的机械能。 【答案】（1）1J （2）6J （3） 【解析】 【小问1详解】 在轨道最低点，由牛顿第二定律得 B从轨道最高点下滑到最低点的过程中，由动能定理得 联立以上两式，代入已知数据，可得 【小问2详解】 对A，根据牛顿第二定律 对B，根据牛顿第二定律 A、B第一次共速 共速时二者速度为 由能量守恒定律得 联立可得 【小问3详解】 如图分析可知 因为 设碰撞后A的速度大小为v2，从碰撞后到第二次共速的时间为t2，则共速时 A向左运动位移大小 B向右运动位移大小 另有 联立可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $