（全卷滿分100分，考試用時(shí)75分鐘）
一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選的得0分。）
1. 下列對(duì)物理必修2教材中出現(xiàn)的四幅圖分析正確的是（ ）
A. 圖1：小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力、向心力、細(xì)線拉力的作用
B. 圖2：物體隨水平圓盤一起做加速圓周運(yùn)動(dòng)過程中，所受摩擦力的方向指向圓心
C. 圖3：汽車過拱橋最高點(diǎn)時(shí)，處于超重狀態(tài)，速度越大，對(duì)橋面的壓力越大
D. 圖4：若轎車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大，可能因離心運(yùn)動(dòng)造成交通事故
2. 如圖所示，有五片荷葉伸出荷塘水面，一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上。設(shè)低處荷葉、和青蛙在同一豎直平面內(nèi)，a、b高度相同，高度相同，a、b分別在正上方。將青蛙跳躍視為平拋運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（ ）
A. 青蛙跳到荷葉上和荷葉上的初速度相等
B. 青蛙跳到荷葉上和荷葉上的初速度相等
C. 青蛙跳到荷葉上的初速度最小
D. 青蛙跳到荷葉上初速度最大
3. 在雜技節(jié)目“水流星”表演中，站在水平地面上的表演者甩動(dòng)連接杯子的輕質(zhì)細(xì)繩，使得盛水的杯子（視為質(zhì)點(diǎn)）在豎直平面內(nèi)做半徑為R、線速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知盛水的杯子總質(zhì)量為m，表演者的質(zhì)量為M，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（ ）
A. 杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)表演者對(duì)水平地面的壓力不大于
B. 杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的線速度大小可能小于
C. 杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)細(xì)繩上的拉力大小為
D. 杯子經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩上的拉力大小為
4. 如圖所示，在水平力F作用下，物體B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體A恰勻速上升，那么以下說法正確的是（ ）
A. 物體B正向右做勻減速運(yùn)動(dòng)
B. 物體B正向右做加速運(yùn)動(dòng)
C. 物體B正向右做勻速運(yùn)動(dòng)
D. 斜繩與水平成時(shí)，
5. 如圖所示，小球以初速度水平拋出后落在傾角為的斜面上，小球從拋出點(diǎn)到達(dá)斜面的位移最小，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，小球的飛行時(shí)間為（ ）
A. B. C. D.
6. 如圖所示，質(zhì)量為1.6kg，半徑為0.5m的光滑細(xì)圓管用輕桿固定在豎直平面內(nèi)，小球A和B的直徑略小于細(xì)圓管的內(nèi)徑。它們的質(zhì)量分別為、。某時(shí)刻，小球A、B分別位于圓管最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，A的速度大小為，B球的速度大小，則此時(shí)桿對(duì)圓管的彈力為（?。? ）
A. 36NB. 70NC. 26ND. 54N
7. 如圖，半徑為的半球形陶罐隨水平轉(zhuǎn)臺(tái)一起繞過球心的豎直軸水平旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角速度為時(shí)，一質(zhì)量為m的小物塊恰好能隨陶罐一起與陶罐保持相對(duì)靜止做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知小物塊與陶罐的球心O的連線跟豎直方向的夾角θ為37°，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。（重力加速度g取，取0.6，取0.8）。則小物塊與陶罐內(nèi)壁的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為（ ）
A. B. C. D.
8. 一小球以初速度從A點(diǎn)開始在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使一水平力作用在小球上，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，圖中B為軌跡上一點(diǎn)，虛線是過A、B兩點(diǎn)并與運(yùn)動(dòng)軌跡相切的直線，虛線和實(shí)線將水平面劃分為圖示的5個(gè)區(qū)域。則關(guān)于該施力物體位置的判斷，下列說法中正確的是（ ）
A. 如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在④區(qū)域
B. 如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在②區(qū)域
C. 如果這個(gè)力是斥力，則施力物體一定在②區(qū)域
D. 如果這個(gè)力斥力，則施力物體可能在①或③區(qū)域
9. 如圖所示，水平放置的圓筒繞其中心對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，筒壁上P處有一小圓孔，筒壁很薄，筒的半徑，當(dāng)圓孔正上方處有一小球由靜止開始下落，已知圓孔的半徑略大于小球的半徑。已知小球剛好能從孔中進(jìn)入圓筒，并且與圓筒不發(fā)生碰撞離開圓筒?？諝庾枇Σ挥?jì)，取，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度可能是（ ）
A. B. C. D.
10. 如圖甲所示，兩個(gè)完全一樣的小木塊a和b（可視為質(zhì)點(diǎn)）用輕繩連接置于水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l。圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸極緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，木塊和圓盤保持相對(duì)靜止。ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，a、b與圓盤保持相對(duì)靜止的過程中所受摩擦力與ω2滿足如圖乙所示關(guān)系，圖中。下列判斷正確的是（ ）
A. 圖線（1）對(duì)應(yīng)物體a
B. 繩長(zhǎng)為2l
C.
D. 時(shí)繩上張力大小為
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，11題8分，12題8分，共16分。）
11. 用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，圖乙是變速塔輪的原理示意圖。皮帶連接著左塔輪和右塔輪，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值，其中A和C的半徑相同，B的半徑是A的半徑的兩倍。
（1）下列實(shí)驗(yàn)中的主要探究方法與本實(shí)驗(yàn)相同的是_____。
A. 探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
B. 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
C. 探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律
（2）某次實(shí)驗(yàn)保證小球質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等，若標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：4，由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判斷與皮帶連接的變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比為_____。
A. B. C. D. 4：1
（3）其他條件不變，若增大手柄的轉(zhuǎn)速，則左、右兩標(biāo)尺的格數(shù)_____（選填“變多”“變少”或“不變”），兩標(biāo)尺格數(shù)的比值_____。（選填“變大”“變小”或“不變”）
12. 某學(xué)習(xí)小組做“探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為。若取，不計(jì)空氣阻力。則：
（1）相機(jī)閃光頻率是_____Hz；
（2）小球運(yùn)動(dòng)的水平速度大小是_____
（3）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大小是_____；
（4）若以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為軸正方向，豎直向下為軸正方向建立平面直角坐標(biāo)系，則拋出點(diǎn)位置坐標(biāo)為（_____cm，_____cm）
三、計(jì)算題（本題共3題，13題12分，14題16分，15題16分）
13. 長(zhǎng)為的輕桿，其下端固定于水平轉(zhuǎn)軸上，上端連接一個(gè)可視作質(zhì)點(diǎn)的小球，小球的質(zhì)量為，輕桿隨轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速率為。如圖所示，求：（取）。
（1）當(dāng)小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿作用力；
（2）當(dāng)小球在圓心等高處時(shí)對(duì)桿作用力。
14. 如圖所示，傾角為的固定斜面體，頂端放置均可視為質(zhì)點(diǎn)的小球和滑塊，某時(shí)刻給小球沿水平方向的初速度，使其做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)給滑塊沿斜面體向下的速度，滑塊剛好沿斜面體勻速下滑，經(jīng)的時(shí)間，小球和滑塊同時(shí)到達(dá)斜面體的底端。重力加速度，，空氣阻力忽略不計(jì)。求：
（1）滑塊與斜面體間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）和的大??；
（3）上述過程中，小球和滑塊的最大間距。
15. 如圖所示的離心裝置中，光滑水平輕桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸的點(diǎn)，小圓環(huán)和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上，長(zhǎng)為的細(xì)線和彈簧兩端分別固定于和，質(zhì)量為的小球固定在細(xì)線的中點(diǎn)，裝置靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為，現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角增大到時(shí)，細(xì)線的拉力恰好減小到零，此時(shí)彈簧彈力的大小是靜止時(shí)的兩倍，重力加速度為，取，求：
（1）裝置靜止時(shí)，細(xì)線的張力大?。?br>（2）當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為時(shí)，該裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；
（3）小圓環(huán)A的質(zhì)量。
荊州中學(xué)2024~2025學(xué)年高一下學(xué)期2月月考
物理試題
（全卷滿分100分，考試用時(shí)75分鐘）
一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1~7題只有一項(xiàng)符合題目要求，第題有多項(xiàng)符合題目要求。每小題全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有錯(cuò)選的得0分。）
1. 下列對(duì)物理必修2教材中出現(xiàn)的四幅圖分析正確的是（ ）
A. 圖1：小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力、向心力、細(xì)線拉力的作用
B. 圖2：物體隨水平圓盤一起做加速圓周運(yùn)動(dòng)過程中，所受摩擦力的方向指向圓心
C. 圖3：汽車過拱橋最高點(diǎn)時(shí)，處于超重狀態(tài)，速度越大，對(duì)橋面的壓力越大
D. 圖4：若轎車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大，可能因離心運(yùn)動(dòng)造成交通事故
【答案】D
【解析】
【詳解】A．小球受重力和細(xì)線的拉力作用，細(xì)線拉力豎直向上的分力與重力平衡，水平分力提供向心力，故A錯(cuò)誤；
B．物體隨水平圓盤一起做加速圓周運(yùn)動(dòng)過程中，摩擦力指向圓心的分力提供向心力，摩擦力沿著速度方向的分力提供加速度，根據(jù)力的合成可知摩擦力的方向不是指向圓心，故B錯(cuò)誤；
C．汽車過凸形橋最高點(diǎn)時(shí)，加速度向下，處于失重狀態(tài)，根據(jù)
可得
可知速度越大，橋面對(duì)汽車的支持力越小，根據(jù)牛頓第三定律可知汽車對(duì)橋面的壓力越小，故C錯(cuò)誤；
D．汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時(shí)，受到重力、支持力、摩擦力三個(gè)力的作用，摩擦力提供向心力，速度過大，可能導(dǎo)致汽車做離心運(yùn)動(dòng)，容易造成交通事故，故D正確。
故選D。
2. 如圖所示，有五片荷葉伸出荷塘水面，一只青蛙要從高處荷葉跳到低處荷葉上。設(shè)低處荷葉、和青蛙在同一豎直平面內(nèi)，a、b高度相同，高度相同，a、b分別在正上方。將青蛙的跳躍視為平拋運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（ ）
A. 青蛙跳到荷葉上和荷葉上初速度相等
B. 青蛙跳到荷葉上和荷葉上的初速度相等
C. 青蛙跳到荷葉上的初速度最小
D. 青蛙跳到荷葉上的初速度最大
【答案】D
【解析】
【詳解】A．根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，
聯(lián)立解得
青蛙跳到荷葉a上和荷葉b上的下落高度相同，荷葉b的水平位移大，所以青蛙跳到荷葉a上的初速度小于跳到荷葉b上的初速度，故A錯(cuò)誤；
B．青蛙跳到荷葉上和荷葉上水平位移相等，跳到荷葉c的下落高度大，所以青蛙跳到荷葉a上的初速度大于跳到荷葉c上的初速度，故B錯(cuò)誤；
C．青蛙跳到荷葉c的下落高度最大，水平位移最小，所以青蛙跳到荷葉c上的初速度最小，故C錯(cuò)誤；
D．青蛙跳到荷葉b的下落高度最小，水平位移最大，所以青蛙跳到荷葉b上的初速度最大，故D正確。
故選D。
3. 在雜技節(jié)目“水流星”的表演中，站在水平地面上的表演者甩動(dòng)連接杯子的輕質(zhì)細(xì)繩，使得盛水的杯子（視為質(zhì)點(diǎn)）在豎直平面內(nèi)做半徑為R、線速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知盛水的杯子總質(zhì)量為m，表演者的質(zhì)量為M，重力加速度大小為g。下列說法正確的是（ ）
A. 杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)表演者對(duì)水平地面的壓力不大于
B. 杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)的線速度大小可能小于
C. 杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)細(xì)繩上的拉力大小為
D. 杯子經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩上的拉力大小為
【答案】A
【解析】
【詳解】A．杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，受繩子拉力
對(duì)表演者受力可知
結(jié)合牛頓第三定律可知，杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)表演者對(duì)水平地面的壓力不大于Mg，故A正確；
B．杯子恰能經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)，有
解得最高點(diǎn)的速度最小為
故B錯(cuò)誤；
C．杯子經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)有
解得細(xì)繩上的拉力大小為
故C錯(cuò)誤；
D．杯子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)有
解得細(xì)繩上的拉力大小為
故D錯(cuò)誤。
故選A。
4. 如圖所示，在水平力F作用下，物體B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)，物體A恰勻速上升，那么以下說法正確的是（ ）
A. 物體B正向右做勻減速運(yùn)動(dòng)
B. 物體B正向右做加速運(yùn)動(dòng)
C. 物體B正向右做勻速運(yùn)動(dòng)
D 斜繩與水平成時(shí)，
【答案】D
【解析】
【分析】
【詳解】ABC．將B的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向上的分速度等于A的速度，如圖
根據(jù)平行四邊形定則有
所以
物體B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，α減小，所以B的速度減小，但不是勻減速運(yùn)動(dòng)，故A B錯(cuò)誤；
D． 根據(jù)
斜繩與水平成30°時(shí)
故D正確。
故選D。
5. 如圖所示，小球以初速度水平拋出后落在傾角為的斜面上，小球從拋出點(diǎn)到達(dá)斜面的位移最小，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，小球的飛行時(shí)間為（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【詳解】小球從拋出點(diǎn)到達(dá)斜面的位移最小，此時(shí)位移方向與斜面方向垂直，則有
解得小球的飛行時(shí)間為
故選B。
6. 如圖所示，質(zhì)量為1.6kg，半徑為0.5m的光滑細(xì)圓管用輕桿固定在豎直平面內(nèi)，小球A和B的直徑略小于細(xì)圓管的內(nèi)徑。它們的質(zhì)量分別為、。某時(shí)刻，小球A、B分別位于圓管最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，A的速度大小為，B球的速度大小，則此時(shí)桿對(duì)圓管的彈力為（?。? ）
A. 36NB. 70NC. 26ND. 54N
【答案】A
【解析】
【詳解】設(shè)圓管對(duì)A的支持力為，對(duì)A球由牛頓第二定律有
設(shè)圓管對(duì)B的壓力為，對(duì)B球由牛頓第二定律有
解得
，
故圓管受到A球向下的壓力為
圓管受到B球向上的支持力
設(shè)桿對(duì)圓管的彈力方向向下，對(duì)圓管由平衡條件可得
解得
F=36N
故選A。
7. 如圖，半徑為的半球形陶罐隨水平轉(zhuǎn)臺(tái)一起繞過球心的豎直軸水平旋轉(zhuǎn)，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角速度為時(shí)，一質(zhì)量為m的小物塊恰好能隨陶罐一起與陶罐保持相對(duì)靜止做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知小物塊與陶罐的球心O的連線跟豎直方向的夾角θ為37°，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。（重力加速度g取，取0.6，取0.8）。則小物塊與陶罐內(nèi)壁的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為（ ）
A B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】小物塊恰好保持相對(duì)靜止做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，物塊受重力、支持力和摩擦力，合外力為向心力，故摩擦力斜向上。
指向圓心方向有
切線方向有
聯(lián)立解得
故選A。
8. 一小球以初速度從A點(diǎn)開始在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)使一水平力作用在小球上，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中實(shí)線所示，圖中B為軌跡上一點(diǎn)，虛線是過A、B兩點(diǎn)并與運(yùn)動(dòng)軌跡相切的直線，虛線和實(shí)線將水平面劃分為圖示的5個(gè)區(qū)域。則關(guān)于該施力物體位置的判斷，下列說法中正確的是（ ）
A. 如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在④區(qū)域
B. 如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在②區(qū)域
C. 如果這個(gè)力是斥力，則施力物體一定在②區(qū)域
D. 如果這個(gè)力是斥力，則施力物體可能在①或③區(qū)域
【答案】AC
【解析】
【詳解】AB．小球受力沿弧線由A運(yùn)動(dòng)到B，小球所受合外力應(yīng)指向軌跡的內(nèi)側(cè)；如果這個(gè)力是引力，則施力物體一定在④區(qū)域，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；
CD．小球受力沿弧線由A運(yùn)動(dòng)到B，小球所受合外力應(yīng)指向軌跡的內(nèi)側(cè)；如果這個(gè)力是斥力，在①③⑤區(qū)域內(nèi)任取一點(diǎn)分別與A、B兩點(diǎn)相連并延長(zhǎng)，①③⑤區(qū)域的點(diǎn)與A、B兩點(diǎn)的連線表示斥力的方向，會(huì)發(fā)現(xiàn)斥力的方向有時(shí)不指向軌跡的內(nèi)側(cè)，則施力物體不可能在①③⑤區(qū)域；而②區(qū)域的點(diǎn)，點(diǎn)與A、B兩點(diǎn)的連線表示斥力的方向，斥力的方向總指向軌跡的內(nèi)側(cè)，則施力物體一定在②區(qū)域；因此選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。
故選AC。
9. 如圖所示，水平放置的圓筒繞其中心對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，筒壁上P處有一小圓孔，筒壁很薄，筒的半徑，當(dāng)圓孔正上方處有一小球由靜止開始下落，已知圓孔的半徑略大于小球的半徑。已知小球剛好能從孔中進(jìn)入圓筒，并且與圓筒不發(fā)生碰撞離開圓筒?？諝庾枇Σ挥?jì)，取，圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度可能是（ ）
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【詳解】小球剛落入圓筒時(shí)的速度
設(shè)小球在圓筒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，則
解得t=0.4s
則
當(dāng)n=0時(shí)
當(dāng)時(shí)
故選AC。
10. 如圖甲所示，兩個(gè)完全一樣的小木塊a和b（可視為質(zhì)點(diǎn)）用輕繩連接置于水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l。圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸極緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)，木塊和圓盤保持相對(duì)靜止。ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，a、b與圓盤保持相對(duì)靜止的過程中所受摩擦力與ω2滿足如圖乙所示關(guān)系，圖中。下列判斷正確的是（ ）
A. 圖線（1）對(duì)應(yīng)物體a
B. 繩長(zhǎng)為2l
C
D. 時(shí)繩上張力大小為
【答案】BD
【解析】
【詳解】A．由圖可知，當(dāng)時(shí)，繩上無拉力，木塊a和b都由各自的靜摩擦力提供向心力
因?yàn)?br>所以
故圖線（1）對(duì)應(yīng)物體b，A錯(cuò)誤；
B．又因當(dāng)時(shí)，木塊b恰好達(dá)到最大靜摩擦力且
，，
即
得
所以繩長(zhǎng)為
B正確；
C D．
當(dāng)時(shí)，對(duì)木塊b有
得
當(dāng)時(shí)，對(duì)木塊a有
聯(lián)立可得
所以
C錯(cuò)誤；D正確。
故選BD。
二、實(shí)驗(yàn)題（本題共2小題，11題8分，12題8分，共16分。）
11. 用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，圖乙是變速塔輪的原理示意圖。皮帶連接著左塔輪和右塔輪，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使長(zhǎng)槽和短槽分別隨塔輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，槽內(nèi)的球就做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。橫臂的擋板對(duì)球的壓力提供了向心力，球?qū)醢宓姆醋饔昧νㄟ^橫臂的杠桿作用使彈簧測(cè)力套筒下降，從而露出標(biāo)尺，標(biāo)尺上的紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值，其中A和C的半徑相同，B的半徑是A的半徑的兩倍。
（1）下列實(shí)驗(yàn)中的主要探究方法與本實(shí)驗(yàn)相同的是_____。
A. 探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
B. 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系
C. 探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律
（2）某次實(shí)驗(yàn)保證小球質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等，若標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：4，由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判斷與皮帶連接的變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比為_____。
A. B. C. D. 4：1
（3）其他條件不變，若增大手柄的轉(zhuǎn)速，則左、右兩標(biāo)尺的格數(shù)_____（選填“變多”“變少”或“不變”），兩標(biāo)尺格數(shù)的比值_____。（選填“變大”“變小”或“不變”）
【答案】（1）B （2）B
（3） ①. 變多 ②. 不變
【解析】
【小問1詳解】
探究小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間的關(guān)系，采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。
A．探究平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，采用等效思想，故A錯(cuò)誤；
B．探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，故B正確；
C．探究?jī)蓚€(gè)互成角度的力的合成規(guī)律采用的實(shí)驗(yàn)方法是等效替代法，故C錯(cuò)誤。
故選B。
【小問2詳解】
某次實(shí)驗(yàn)保證小球質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等，若標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力的比值為1：4，根據(jù)可知，變速塔輪相對(duì)應(yīng)的角速度之比為；根據(jù)，由于變速塔輪邊緣處的線速度大小相等，則與皮帶連接的變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比為。
故選B。
【小問3詳解】
[1]其他條件不變，若增大手柄的轉(zhuǎn)速，則角速度增大，根據(jù)可知，左、右兩標(biāo)尺的格數(shù)變多；
[2]增大手柄的轉(zhuǎn)速，由于與皮帶連接的變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比不變，角速度之比不變，則向心力之比不變，所以兩標(biāo)尺格數(shù)的比值不變。
12. 某學(xué)習(xí)小組做“探究平拋運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)”的實(shí)驗(yàn)。如圖所示，為一小球做平拋運(yùn)動(dòng)的頻閃照片的一部分，圖中背景方格的邊長(zhǎng)均為。若取，不計(jì)空氣阻力。則：
（1）相機(jī)的閃光頻率是_____Hz；
（2）小球運(yùn)動(dòng)的水平速度大小是_____
（3）小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度大小是_____；
（4）若以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為軸正方向，豎直向下為軸正方向建立平面直角坐標(biāo)系，則拋出點(diǎn)位置坐標(biāo)為（_____cm，_____cm）
【答案】（1）10 （2）1.5
（3）2.5 （4） ①. －15 ②. －5
【解析】
【小問1詳解】
根據(jù)
解得T=0.1s
則閃光頻率
【小問2詳解】
小球運(yùn)動(dòng)的水平速度大小
【小問3詳解】
小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的豎直速度大小是
則B點(diǎn)速度
【小問4詳解】
[1][2]到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間
則從拋出到到達(dá)A點(diǎn)的時(shí)間為tA=0.1s
拋出點(diǎn)的橫坐標(biāo)
縱坐標(biāo)
三、計(jì)算題（本題共3題，13題12分，14題16分，15題16分）
13. 長(zhǎng)為的輕桿，其下端固定于水平轉(zhuǎn)軸上，上端連接一個(gè)可視作質(zhì)點(diǎn)的小球，小球的質(zhì)量為，輕桿隨轉(zhuǎn)軸在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速率為。如圖所示，求：（?。?br>（1）當(dāng)小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿作用力；
（2）當(dāng)小球在圓心等高處時(shí)對(duì)桿作用力。
【答案】（1）15N，方向豎直向下
（2），與水平方向夾角
【解析】
【小問1詳解】
當(dāng)小球在最高點(diǎn)時(shí)，設(shè)桿對(duì)小球的支持力方向豎直向上，根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
根據(jù)牛頓第三定律可知，小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)桿作用力大小為15N，方向豎直向下。
【小問2詳解】
當(dāng)小球在圓心等高處時(shí)，以小球?yàn)閷?duì)象，豎直方向有
水平方向有
則有
根據(jù)牛頓第三定律可知，小球在圓心等高處時(shí)對(duì)桿作用力大小為；與水平方向夾角正切值為
14. 如圖所示，傾角為的固定斜面體，頂端放置均可視為質(zhì)點(diǎn)的小球和滑塊，某時(shí)刻給小球沿水平方向的初速度，使其做平拋運(yùn)動(dòng)，同時(shí)給滑塊沿斜面體向下的速度，滑塊剛好沿斜面體勻速下滑，經(jīng)的時(shí)間，小球和滑塊同時(shí)到達(dá)斜面體的底端。重力加速度，，空氣阻力忽略不計(jì)。求：
（1）滑塊與斜面體間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）和的大小；
（3）上述過程中，小球和滑塊的最大間距。
【答案】（1）0.75
（2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
對(duì)滑塊
解得
【小問2詳解】
設(shè)斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，則對(duì)滑塊
對(duì)小球，
解得L=3m，
【小問3詳解】
因滑塊的水平分速度為
則滑塊和小球水平方向速度相等，兩者位置總在同一豎直線上；當(dāng)兩者豎直速度相等時(shí)距離最遠(yuǎn)，即
解得t=0.3s
兩者最大距離
15. 如圖所示的離心裝置中，光滑水平輕桿固定在豎直轉(zhuǎn)軸的點(diǎn)，小圓環(huán)和輕質(zhì)彈簧套在輕桿上，長(zhǎng)為的細(xì)線和彈簧兩端分別固定于和，質(zhì)量為的小球固定在細(xì)線的中點(diǎn)，裝置靜止時(shí)，細(xì)線與豎直方向的夾角為，現(xiàn)將裝置由靜止緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角增大到時(shí)，細(xì)線的拉力恰好減小到零，此時(shí)彈簧彈力的大小是靜止時(shí)的兩倍，重力加速度為，取，求：
（1）裝置靜止時(shí)，細(xì)線的張力大小；
（2）當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為時(shí)，該裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度；
（3）小圓環(huán)A的質(zhì)量。
【答案】（1）
（2）
（3）
【解析】
【小問1詳解】
裝置靜止時(shí)，
解得細(xì)線的張力大小
【小問2詳解】
根據(jù)牛頓第二定律
解得
【小問3詳解】
開始靜止時(shí)彈簧的彈力
當(dāng)AB拉力恰好減小到零時(shí)
其中
解得

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