精品解析：山东泰安市新泰市汶城中学东校2026-2027学年高三上学期第一次质量检测物理试题

新泰一中东校2024级高三上学期第一次质量检测 物理试题 班级：_________ 姓名：_________ 座号： 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合要求。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 在力学中，牛（N），米（m），秒（s）都是基本单位 B. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法 C. 牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度，而不是维持其运动 D. 做曲线运动的物体，速度变化率一定改变 2. 如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直。在质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 质点经过C点的速率比经过D点的小 B. 质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于 C. 质点从B到E的过程中速度先减小后增大 D. 质点经过D点时的加速度比经过B点的大 3. 有关生活中的圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，脱水桶转动角速度越大，附着在其内壁上一起转动的衣服所受摩擦力越大 B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，此时汽车处于超重状态 C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越近，所需向心力越大，越容易做离心运动 D. 图丁两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的角速度相同 4. 如图所示，在竖直平面内有ac、abc、adc三个细管道，ac沿竖直方向，abcd是一个矩形，将三个小球同时从a点静止释放，忽略一切摩擦，不计拐弯时的速度损失，当竖直下落的小球运动到c点时，另两个小球的位置关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，则此时下列说法正确的是（已知重力加速度为g）（ 　） A. 货车的速度等于 B. 货车对地面的压力等于货车的重力 C. 缆绳中的拉力小于 D. 货物处于超重状态 6. 某智能物流系统中，质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力F随时间t的变化如图所示，则下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 7. 向飞机上装运货物行李时，通常用到可移动式皮带输送机。倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动。t=0时在传送带底端无初速轻放一小物块，如图所示。t0时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到v0。不计空气阻力，则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，关于物块所受摩擦力的大小f、摩擦力功率的大小P、重力势能Ep、机械能E的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 8. 如图所示，倾角为的光滑固定斜面上有两个质量均为的物块A、B，A通过劲度系数为的轻弹簧拴接在斜面底端的固定挡板上，B通过一根跨过定滑轮的轻绳与物块C相连，C的质量也为，弹簧、轻绳均与斜面平行。初始时，用手托住物块C，使轻绳恰好伸直但无拉力。释放物块C，直到A、B分离时，C恰好落地。已知弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为，不计滑轮质量及摩擦，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 初始时弹簧的形变量为 B. 释放C的瞬间，物块B的加速度大小为 C. 释放C的瞬间，A对B的作用力大小为 D. 开始时C距离地面的高度为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，已知重力加速度为g，下落的加速度为，在运动员打开伞之前下落h的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动员的重力势能减少了 B. 运动员的动能增加了 C. 恒定阻力做功 D. 运动员的机械能减少了 10. 2025年“天问二号”探测器将踏上前往近地小行星2016HO3的征程。“天问二号”从地球发射后进入绕太阳运行的椭圆轨道，其近日点到太阳的距离为，远日点到太阳的距离为，太阳的质量为，引力常量为。关于“天问二号”，下列说法正确的是（　　） A. 在近日点的速度为 B. 在椭圆轨道上运行的周期为 C. 在近日点和远日点的速度之比为 D. 在近日点和远日点的加速度之比为 11. 如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图。跳楼机由静止开始从a位置自由下落到b位置，再从b开始以恒力制动竖直下落到c位置停下。已知跳楼机和游客的总质量为m，高度差为2h，高度差为h，重力加速度为g。忽略空气阻力，则（　　） A. 从a到b与从b到c的运动时间之比为2∶1 B. 从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等 C. 从b到c，跳楼机受到制动力的大小等于 D. 从b到c，跳楼机和游客的加速度大小等于2g 12. 如图所示，质量为m的物块A和质量为M的重物B由跨过定滑轮O的轻绳连接，A可在竖直杆上自由滑动。当A从与定滑轮O等高的位置无初速释放，下落至最低点时，轻绳与杆夹角为，已知，，不计一切摩擦，轻绳足够长，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. M=2m B. A下落过程中，A重力势能的减小量等于B动能的增加量 C. 物块A下落过程中，轻绳与杆夹角为时，B速率是A速率的两倍 D. A下落至最低点时，轻绳上的拉力小于Mg 三、实验题 13. 如图甲所示，实验小组用向心力演示仪探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的半径之比为。 （1）本实验采取的主要研究方法是________ A. 微元法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （2）某次实验时，选择两个质量相等的球分别放置于甲图中A、C位置，选用的变速塔轮如图中所示，该实验是探究哪两个物理量之间的关系________ A. 探究向心力与角速度之间的关系 B. 探究向心力与质量之间的关系 C. 探究向心力与半径之间的关系 D. 探究向心力与半径的倒数之间的关系 （3）某次实验时，将两个球分别放置于甲图中B、C位置，所用两个球的质量之比为，左右变速塔轮的半径之比为，则左右两球做圆周运动的角速度之比为________，向心力之比为________。 14. 物理实验小组用如图（a）所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 。 A. 必须平衡摩擦力 B. 必须控制槽码质量不变 C. 必须控制小车质量不变 D. 必须保证槽码的质量远小于小车的质量 （2）某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留三位有效数字）。 （3）按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为________（用k表示）。 四、解答题（共46分）要有必要的文字叙述和解答过程，只有结果不给分） 15. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）该星球的质量； （3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。 16. 如图所示，滑雪场的工作人员借助卷扬机将物资沿雪道从点运送到点，雪道与水平地面间的夹角为。质量为的物资，在卷扬机的牵引下从点由静止开始运动，牵引物资的轻绳始终与雪道平行，物资到达点前速度已达到最大。已知卷扬机的输出功率恒为，物资从点运动到点的时间为，物资与雪道之间的动摩擦因数为，取，，重力加速度。物资可视为质点，不计空气阻力。求： （1）物资能达到的最大速度； （2）之间的距离。 17. 《考工记 轮人》篇中记载“轮人为盖”“上欲尊而宇欲卑，上尊而宇卑，则吐水，疾而溜远”。如图甲所示是古代马车示意图，车盖呈伞状，支撑轴竖直向上，车盖底面为圆面且水平。如图乙所示是过支撑轴的车盖截面简化图，底面半径，车盖底面与水平地面距离。车辆保持静止，一质量的水滴（可视为质点）从车盖顶端点以初速度沿车盖表面滑下，经车盖底端点后落到地面点（未画出）。已知、间竖直高度差，水滴经过时的速度方向与竖直方向夹角为，水滴在从到过程中克服曲面阻力做功，不计空气阻力，重力加速度取。求该水滴： （1）经过时重力的功率； （2）落地点与支撑轴在地面投影的距离； （3）若水滴与车盖之间无阻力（），假设车盖曲面在B处曲率半径，请通过计算判断：水滴到达点时是否会脱离车盖曲面。 18. 如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m＝1.0 kg的小滑块．当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC.已知AB段斜面倾角为53°，BC段斜面倾角为37°，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，A点离B点所在水平面的高度h＝1.2 m．滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8. （1）若圆盘半径R＝0.2 m，当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落？ （2）若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达B点时的机械能． （3）从滑块到达B点时起，经0.6 s正好通过C点，求BC之间的距离． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 新泰一中东校2024级高三上学期第一次质量检测 物理试题 班级：_________ 姓名：_________ 座号： 注意事项： 1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息。 2．请将答案正确填写在答题卡上。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合要求。 1. 下列说法正确的是（ ） A. 在力学中，牛（N），米（m），秒（s）都是基本单位 B. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法 C. 牛顿认为力的真正效应是改变物体的速度，而不是维持其运动 D. 做曲线运动的物体，速度变化率一定改变 【答案】C 【解析】 【详解】A．在力学中，基本单位是千克（kg）、米（m）、秒（s），而牛（N）是导出单位，故A错误； B．质点模型是通过忽略物体大小和形状的理想化方法建立的，属于理想模型法，故B错误； C．牛顿第一定律指出，力是改变物体运动状态的原因，不是维持运动状态的原因，故C正确； D．速度变化率是加速度，做曲线运动的物体若加速度恒定（如平抛运动），则速度变化率不变，故D错误。 故选C。 2. 如图所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直。在质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是（　　） A. 质点经过C点的速率比经过D点的小 B. 质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于 C. 质点从B到E的过程中速度先减小后增大 D. 质点经过D点时的加速度比经过B点的大 【答案】C 【解析】 【详解】AD．由题意，质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿D点轨迹的切线方向，则知加速度方向斜向左上，合外力也斜向左上，质点做匀变速曲线运动，加速度恒定不变，质点经过D点时的加速度与经过B点的加速度一样大，合外力恒定不变，质点由C到D过程中，合外力做负功，由动能定理可得，C点的速度比D点速度大，故AD错误； B．质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则A、B、C三点速度与加速度方向夹角大于90°，故B错误； C．质点从B到E的过程中，合外力先做负功，再做正功，根据动能定理可知，速度先减小后增大，故C正确。 故选C。 3. 有关生活中的圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ） A. 图甲中，脱水桶转动角速度越大，附着在其内壁上一起转动的衣服所受摩擦力越大 B. 图乙为汽车通过拱桥最高点时的情形，此时汽车处于超重状态 C. 图丙为水平圆盘转动时的示意图，物体离转盘中心越近，所需向心力越大，越容易做离心运动 D. 图丁两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的角速度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．图甲中，衣服在竖直方向上受重力和静摩擦力平衡，由平衡条件可知，即摩擦力大小等于重力，与脱水桶转动的角速度无关，故A错误； B．图乙中，汽车通过拱桥最高点时，加速度方向竖直向下，由牛顿第二定律可知，加速度向下，汽车处于失重状态，故B错误； C．图丙中，物体随圆盘转动，静摩擦力提供向心力，即 当角速度 一定时，物体离转盘中心越近（ 越小），所需向心力越小，越不容易达到最大静摩擦力，越不容易做离心运动，故C错误； D．图丁中，设细线与竖直方向夹角为 ，悬点到圆周运动平面的高度为 ，小球受重力和拉力作用，合力提供向心力，由牛顿第二定律 由几何关系 解得 因为两球在同一水平面内运动时相同，所以它们的角速度相同，故D正确。 故选D。 4. 如图所示，在竖直平面内有ac、abc、adc三个细管道，ac沿竖直方向，abcd是一个矩形，将三个小球同时从a点静止释放，忽略一切摩擦，不计拐弯时的速度损失，当竖直下落的小球运动到c点时，另两个小球的位置关系可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】设ac=d，∠acb=α，则沿ac运动的球到达c点的时间 沿abc运动的球在ab斜面上运动的加速度 到达b点的时间 沿adc运动的球在ad斜面上运动的加速度 到达d点的时间 因t1=t2=t3，可知当竖直下落的小球运动到c点时，另两个小球分别到达b点和d点。 故选B。 5. 如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质不可伸长的缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为，货物的质量为m，货车向左做匀速直线运动，在将货物提升到图示的位置时，货箱速度为，连接货车的缆绳与水平方向夹角为，不计一切摩擦，则此时下列说法正确的是（已知重力加速度为g）（ 　） A. 货车的速度等于 B. 货车对地面的压力等于货车的重力 C. 缆绳中的拉力小于 D. 货物处于超重状态 【答案】D 【解析】 【详解】A．将货车的速度进行正交分解，其分解成沿着缆绳方向与垂直缆绳方向，如图所示： 由于缆绳不可伸长，货箱向上运动的速度和货车的速度沿着缆绳方向的分量相等，故 则货车运动的速度 故A错误； B．由于货车受到缆绳的拉力，货车的对地面的压力小于货车的重力，故B错误； CD．因不变，减小，由上式知，货箱向上运动的速度增大，货箱和货物整体向上做加速运动，处于超重状态，由牛顿第二定律知缆绳中的拉力大于，故C 错误，D正确。 故选D。 6. 某智能物流系统中，质量为20kg的分拣机器人沿水平直线轨道运动，受到的合力沿轨道方向，合力F随时间t的变化如图所示，则下列图像可能正确的是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律和题图的F—t图画出如图所示的a—t图像 可知机器人在0 ~ 1s和2 ~ 3s内加速度大小均为1m/s2，方向相反，由v—t图线的斜率表示加速度可知A正确。 故选A。 7. 向飞机上装运货物行李时，通常用到可移动式皮带输送机。倾角为θ的传送带以恒定速率v0顺时针转动。t=0时在传送带底端无初速轻放一小物块，如图所示。t0时刻物块运动到传送带中间某位置，速度达到v0。不计空气阻力，则物块从传送带底端运动到顶端的过程中，关于物块所受摩擦力的大小f、摩擦力功率的大小P、重力势能Ep、机械能E的图像可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】C．时间内，小物块沿传送带向上做匀加速直线运动，此过程其受到沿传送带向上滑动摩擦力作用，且滑动摩擦力；时刻之后物块与传送带相对静止，物块以速度v0做匀速直线运动到达传送带顶端，此过程其受到沿传送带向上静摩擦力作用，且静摩擦力，故C错误； D．设时间内，小物块的加速度为a，此过程滑动摩擦力的功率为 图像为过原点的倾斜直线；时刻之后，静摩擦力的功率为 为恒定值。滑动摩擦力的功率最大值 可知 故D正确； B．上述两阶段中，滑动摩擦力和静摩擦力均对物块做正功，由功能关系可知物块的机械能均是增加的，故B错误； A．设时间内，小物块的位移大小为，则有 此过程物块的重力势能为 可知此过程的图像为曲线，故A错误。 故选D。 8. 如图所示，倾角为的光滑固定斜面上有两个质量均为的物块A、B，A通过劲度系数为的轻弹簧拴接在斜面底端的固定挡板上，B通过一根跨过定滑轮的轻绳与物块C相连，C的质量也为，弹簧、轻绳均与斜面平行。初始时，用手托住物块C，使轻绳恰好伸直但无拉力。释放物块C，直到A、B分离时，C恰好落地。已知弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小为，不计滑轮质量及摩擦，忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 初始时弹簧的形变量为 B. 释放C的瞬间，物块B的加速度大小为 C. 释放C的瞬间，A对B的作用力大小为 D. 开始时C距离地面的高度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．初始时轻绳无拉力，A、B静止。设此时弹簧压缩量为，沿斜面方向由平衡条件得 解得，故A错误； BC．释放C的瞬间，各物块的受力如图所示 此时弹簧压缩量仍为，对三物块由牛顿第二定律得 解得 对A物块由牛顿第二定律得 解得 所以由牛顿第三定律有A对B的作用力大小为，故B错误，C正确； D．设A、B分离瞬间弹簧的压缩量为，分离前A、B速度相同，加速度相同，分离时A、B间弹力刚好为零。对B和C应用牛顿第二定律得 解得 对A应用牛顿第二定律得 解得 从释放到分离，A和C的位移大小相等，C下降的距离等于A沿斜面上升的距离，故开始时C离地高度为，故D错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 质量为m的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，已知重力加速度为g，下落的加速度为，在运动员打开伞之前下落h的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 运动员的重力势能减少了 B. 运动员的动能增加了 C. 恒定阻力做功 D. 运动员的机械能减少了 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据重力做功与重力势能变化的关系有ΔEp＝－WG＝－mgh 即运动员的重力势能减少了mgh，故A错误； B．由牛顿第二定律可知，运动员受到的合外力大小为 根据动能定理可得 即运动员的动能增加了，故B正确； CD．机械能变化量等于重力势能变化量与动能变化量之和，所以运动员的机械能变化量为 即运动员的机械能减少了，根据功能关系，可知恒定阻力做功，故C错误，D正确。 故选BD。 10. 2025年“天问二号”探测器将踏上前往近地小行星2016HO3的征程。“天问二号”从地球发射后进入绕太阳运行的椭圆轨道，其近日点到太阳的距离为，远日点到太阳的距离为，太阳的质量为，引力常量为。关于“天问二号”，下列说法正确的是（　　） A. 在近日点的速度为 B. 在椭圆轨道上运行的周期为 C. 在近日点和远日点的速度之比为 D. 在近日点和远日点的加速度之比为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．若探测器在过近日点的圆轨道绕太阳做匀速圆周运动，则有 解得 由于探测器从低轨道变轨到高轨道需要在变轨处点火加速，则“天问二号”在近日点的速度大于，故A错误； B．椭圆轨道的半长轴为 假设一圆轨道半径等于椭圆轨道的半长轴，即有 则有 可得该圆轨道的周期为 根据开普勒第三定律可知，“天问二号”在椭圆轨道上运行的周期为，故B正确； C．根据开普勒第二定律可得 可得“天问二号”在近日点和远日点的速度之比为 故C错误； D．根据牛顿第二定律可得 可得“天问二号” 在近日点和远日点的加速度之比为 故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，左图为大型游乐设施跳楼机，右图为其结构简图。跳楼机由静止开始从a位置自由下落到b位置，再从b开始以恒力制动竖直下落到c位置停下。已知跳楼机和游客的总质量为m，高度差为2h，高度差为h，重力加速度为g。忽略空气阻力，则（　　） A. 从a到b与从b到c的运动时间之比为2∶1 B. 从a到b，跳楼机座椅对游客的作用力与游客的重力大小相等 C. 从b到c，跳楼机受到制动力的大小等于 D. 从b到c，跳楼机和游客的加速度大小等于2g 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．加速与减速过程平均速度相等，由 可得运动时间之比为2：1，A正确； B．由a到b为自由落体运动，加速度为g，完全失重 ，游客对座椅的压力为0，座椅对游客的作用力0，B错误； CD．由a到b的加速度为g，有 由b到c加速度为a，有 可得 方向向上，从b到c 解得 CD正确。 故选ACD。 12. 如图所示，质量为m的物块A和质量为M的重物B由跨过定滑轮O的轻绳连接，A可在竖直杆上自由滑动。当A从与定滑轮O等高的位置无初速释放，下落至最低点时，轻绳与杆夹角为，已知，，不计一切摩擦，轻绳足够长，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. M=2m B. A下落过程中，A重力势能的减小量等于B动能的增加量 C. 物块A下落过程中，轻绳与杆夹角为时，B速率是A速率的两倍 D. A下落至最低点时，轻绳上的拉力小于Mg 【答案】AD 【解析】 【详解】A．设之间的距离为，A到达最低点的过程中，根据系统机械能守恒得 解得，故A正确； B．A、B组成的系统只有重力做功，系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得知A减小的重力势能等于B增加的重力势能与两物体增加的动能之和，故B错误； C．物块A下落过程中，轻绳与杆夹角为时，将物块A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于B的速度，即有，故C错误； D．物块A下落至最低点后，物块A开始向上做加速运动，物块B向下加速运动，则有 解得 所以绳子的拉力小于，故D正确； 故选AD。 三、实验题 13. 如图甲所示，实验小组用向心力演示仪探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的半径之比为。 （1）本实验采取的主要研究方法是________ A. 微元法 B. 控制变量法 C. 等效替代法 D. 理想实验法 （2）某次实验时，选择两个质量相等的球分别放置于甲图中A、C位置，选用的变速塔轮如图中所示，该实验是探究哪两个物理量之间的关系________ A. 探究向心力与角速度之间的关系 B. 探究向心力与质量之间的关系 C. 探究向心力与半径之间的关系 D. 探究向心力与半径的倒数之间的关系 （3）某次实验时，将两个球分别放置于甲图中B、C位置，所用两个球的质量之比为，左右变速塔轮的半径之比为，则左右两球做圆周运动的角速度之比为________，向心力之比为________。 【答案】（1）B （2）A （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 探究影响向心力大小的因素，采取的主要研究方法是控制变量法。 故选B。 【小问2详解】 某次实验时，选择两个质量相等的球分别放置于甲图中A、C位置，选用的变速塔轮如图中所示，可知两球做圆周运动的半径相同，该实验是探究向心力与角速度之间的关系。 故选A。 【小问3详解】 [1][2]某次实验时，将两个球分别放置于甲图中B、C位置，则两球做圆周运动的半径之比为 所用两个球的质量之比为，左右变速塔轮的半径之比为，根据，可知左右两球做圆周运动的角速度之比为 根据，可知左右两球做圆周运动的向心力之比为 14. 物理实验小组用如图（a）所示的装置，探究加速度与力、质量的关系。现研究质量不变的情况下，加速度与力的关系。 （1）关于本实验，下列说法正确的是 。 A. 必须平衡摩擦力 B. 必须控制槽码质量不变 C. 必须控制小车质量不变 D. 必须保证槽码的质量远小于小车的质量 （2）某同学在实验中得到如图（b）所示的一条纸带（两计数点间还有四个计时点没有画出），已知打点频率为50Hz，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________m/s2（结果保留三位有效数字）。 （3）按正确操作完成实验，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a−F图像是一条过原点的直线，如图（c）所示，若直线斜率为k，则小车（包含定滑轮）的质量为________（用k表示）。 【答案】（1）AC （2）2.00 （3） 【解析】 【小问1详解】 A．实验中必须平衡摩擦力，选项A正确； BC．研究质量不变的情况下，加速度与力的关系时，必须控制小车质量不变，选项B错误，C正确； D．因为有弹簧测力计测量小车受的拉力，则不需要保证槽码的质量远小于小车的质量，选项D错误。 故选AC。 【小问2详解】 小车的加速度大小为 【小问3详解】 由牛顿第二定律 即 由图像可知 解得 四、解答题（共46分）要有必要的文字叙述和解答过程，只有结果不给分） 15. 如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）该星球的质量； （3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 由平抛运动可知 解得 【小问2详解】 根据 可得星球的质量 【小问3详解】 人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动，则 解得 16. 如图所示，滑雪场的工作人员借助卷扬机将物资沿雪道从点运送到点，雪道与水平地面间的夹角为。质量为的物资，在卷扬机的牵引下从点由静止开始运动，牵引物资的轻绳始终与雪道平行，物资到达点前速度已达到最大。已知卷扬机的输出功率恒为，物资从点运动到点的时间为，物资与雪道之间的动摩擦因数为，取，，重力加速度。物资可视为质点，不计空气阻力。求： （1）物资能达到的最大速度； （2）之间的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 物资速度达到最大时，受到轻绳的拉力大小为 根据功率的公式，则有 解得 【小问2详解】 设之间的距离为，对物资由动能定理得 解得 17. 《考工记 轮人》篇中记载“轮人为盖”“上欲尊而宇欲卑，上尊而宇卑，则吐水，疾而溜远”。如图甲所示是古代马车示意图，车盖呈伞状，支撑轴竖直向上，车盖底面为圆面且水平。如图乙所示是过支撑轴的车盖截面简化图，底面半径，车盖底面与水平地面距离。车辆保持静止，一质量的水滴（可视为质点）从车盖顶端点以初速度沿车盖表面滑下，经车盖底端点后落到地面点（未画出）。已知、间竖直高度差，水滴经过时的速度方向与竖直方向夹角为，水滴在从到过程中克服曲面阻力做功，不计空气阻力，重力加速度取。求该水滴： （1）经过时重力的功率； （2）落地点与支撑轴在地面投影的距离； （3）若水滴与车盖之间无阻力（），假设车盖曲面在B处曲率半径，请通过计算判断：水滴到达点时是否会脱离车盖曲面。 【答案】（1） （2）1.25m （3）水滴到达B点时会脱离车盖曲面 【解析】 【小问1详解】 根据动能定理得，有 代入数值解得 经过B点时，重力的功率 代入数值解得 【小问2详解】 在B点时根据速度的分解，有， 解得 从B到C过程，竖直方向 代入数值解得 水平方向 代入数值解得 【小问3详解】 设在B点的速度为，根据机械能守恒定律得 代入数值解得 根据牛顿第二定律得 代入数值解得 故水滴到达B点时会脱离车盖曲面 18. 如图所示，一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动，圆盘边缘有一质量m＝1.0 kg的小滑块．当圆盘转动的角速度达到某一数值时，滑块从圆盘边缘滑落，经光滑的过渡圆管进入轨道ABC.已知AB段斜面倾角为53°，BC段斜面倾角为37°，滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，A点离B点所在水平面的高度h＝1.2 m．滑块在运动过程中始终未脱离轨道，不计在过渡圆管处和B点的机械能损失，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，取g＝10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8. （1）若圆盘半径R＝0.2 m，当圆盘的角速度多大时，滑块从圆盘上滑落？ （2）若取圆盘所在平面为零势能面，求滑块到达B点时的机械能． （3）从滑块到达B点时起，经0.6 s正好通过C点，求BC之间的距离． 【答案】（1）5 rad/s （2）－4 J（3）0.76 m 【解析】 【详解】(1)滑块在圆盘上做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，所以有： μmg＝mω2R 解得： ω＝＝5 rad/s. (2)滑块在A点时速度: vA＝ωR＝1 m/s 从A→B由动能定理得: mgh－μmgcos53°· 在B点时的机械能： EB＝＝－4 J (3)滑块在B点时的速度vB＝4 m/s 沿BC段向上运动时加速度大小： a1＝g(sin37°＋μcos37°)＝10 m/s2 返回时的加速度大小： a2＝g(sin37°－μcos37°)＝2 m/s2 BC间的距离： sBC＝＝0.76 m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $