1．（5分）一物體在豎直面內某段運動的軌跡如圖所示，該物體經過B點時速度方向豎直向上，則該物體在B點所受的合力可能（ ）
A．向左B．向右C．向上D．向下
2．（5分）了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要。下列說法不符合史實的是（ ）
A．開普勒利用自己觀察的行星運動數(shù)據(jù)，通過數(shù)學方法建立了開普勒三定律
B．海王星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的正確性，顯示了理論對實踐的巨大指導作用
C．卡文迪什的扭秤實驗和庫侖扭秤實驗的相似性，體現(xiàn)了“類比”是一種重要的思維方式
D．物理學公認：卡文迪什是第一個在實驗室“稱量地球質量”的人
3．（5分）如圖所示，水平路面上有一輛汽車以加速度a向前加速行駛，車廂中有一個質量為m的人正用恒力F向前推車廂，人始終相對于車靜止，在車行駛距離L的過程中，下列說法正確的是（ ）
A．人對車做的功為FL
B．人對車做的功為maL
C．人對車做的功為﹣maL
D．人對車做的功為（F+ma）L
4．（5分）如圖所示，在水平地面上M點的正上方h高度處，將S1球以初速度v1水平向右拋出，同時在地面上N點處將S2球以初速度v2豎直向上拋出，在S2球上升到最高點時恰與S1球相遇，不計空氣阻力，則兩球在這段過程中（ ）
A．做的都是變加速運動
B．速度變化量的大小不相等
C．速度變化量的方向不相同
D．相遇點在N點上方處
5．（5分）如圖所示，固定斜面的傾角為α，高為h，一小球從斜面頂端水平拋出，落至斜面底端，重力加速度為g，不計空氣阻力，則小球從拋出到離斜面距離最大所用的時間為（ ）
A．B．C．D．
二、多項選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分；每小題都有多個選項正確，少選得3分，不選或錯選得零分）
（多選）6．（6分）如圖所示，小球a、b分別在細繩和輕質細桿作用下在豎直面內做圓周運動，兩小球運動的半徑均為R，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A．小球a經過最高點時的速度可能小于
B．小球b經過最高點時的速度可能小于
C．小球a經過最高點時，細繩對小球a一定有拉力作用
D．小球b經過最高點時，細桿對小球b可能有支持力作用
（多選）7．（6分）我國新能源汽車發(fā)展迅猛，已成為全球最大的新能源汽車產銷國。質量為m的某新能源汽車在水平路面上以恒定加速度a啟動，其v﹣t圖像如圖所示，其中OA段和BC段為直線。已知汽車動力系統(tǒng)的額定功率為P，汽車所受阻力大小恒為f，則下列說法正確的是（ ）
A．汽車做勻加速運動的最大速度
B．汽車能達到的最大行駛速度
C．汽車速度為時的功率為
D．汽車速度為時的加速度大小為
（多選）8．（6分）地球同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運行速率為v1，向心加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為a2，地球的第一宇宙速度為v2，半徑為R，則下列比例關系中正確的是（ ）
A．B．（）2
C．D．
（多選）9．（6分）如圖甲所示為建筑行業(yè)使用的一種小型打夯機，其原理可簡化為一個質量為M的支架（含電動機）上由一根長為l的輕桿帶動一個質量為m的鐵球（鐵球可視為質點），如圖乙所示，重力加速度為g。若在某次打夯過程中，鐵球以角速度ω勻速轉動，則（ ）
A．鐵球轉動過程輕桿受力不變
B．鐵球做圓周運動的向心加速度始終不變
C．鐵球轉動到最低點時，處于超重狀態(tài)
D．若鐵球轉動到最高點時，支架對地面的壓力剛好為零，則
三、填空實驗題（每空2分，共12分）
10．（6分）在探究平拋運動的規(guī)律時，選用下列裝置進行實驗。
（1）用裝置1做實驗，用小錘擊打彈性金屬片，可以發(fā)現(xiàn)兩小球 。
A.同時落地
B.A球先落地
C.B球先落地
（2）由（1）的實驗結果可以得出小球A在豎直方向做 。
A.勻速直線運動
B.自由落體運動
C.變加速直線運動
（3）要想用裝置2做實驗得到鋼球做平拋運動的軌跡，下列做法正確的是 。
A.每次都應以不同的初速度釋放小球
B.在斜槽上每次由靜止釋放小球的位置必須相同
C.在斜槽上每次由靜止釋放小球的位置可以任意選擇
11．（6分）（1）如圖甲所示為“感受向心力”的實驗，通過該實驗可以對影響向心力大小的因素做出猜測。用一根無彈性細繩，一端拴著一個小沙袋，在水平面內掄動細繩，使小沙袋在水平面內做勻速圓周運動。此時沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。通過換用不同質量的沙袋，改變沙袋旋轉的角速度和旋轉半徑，感受向心力的變化。下列說法正確的是 。
A.只減小沙袋旋轉的角速度，拉力增大
B.只增大沙袋的旋轉半徑，拉力減小
C.只更換一個質量較大的沙袋，拉力增大
D.突然放開繩子，沙袋沿半徑方向飛出
（2）某同學想進一步探究“向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”，他使用的實驗儀器是圖乙中的向心力演示器。勻速轉動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動，槽內的小球也隨著做勻速圓周運動。使小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8。根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分格子，可以粗略計算出兩個小球所受向心力的比值。
①用該裝置探究“向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”時，最主要采用的實驗方法是 法（填選項前的字母）。
A.等效替代
B.控制變量
C.理想實驗
D.微元
②用該裝置研究圓周運動的向心力大小與角速度的關系時，應該 。（填選項前的字母）
A.把質量不同的小球分別放在兩邊半徑相同的槽內
B.把質量不同的小球分別放在兩邊半徑不同的槽內
C.把質量相同的小球分別放在兩邊半徑相同的槽內
D.把質量相同的小球分別放在兩邊半徑不同的槽內
四、計算題（共39分）
12．（13分）山區(qū)公路會有連續(xù)較長的下坡，有時會造成剎車失靈，可以在長下坡公路邊修建表面是粗糙的碎石沙子的“避險車道”，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險。質量m＝2.0×103kg的汽車沿下坡行駛，當駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力，此時速度表的示數(shù)v1＝36km/h，汽車繼續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)＝300m、下降高度h＝30m時到達“避險車道”，此時速度表的示數(shù)v2＝72km/h，然后沖上上坡的“避險車道”避險。（g＝10m/s2）
（1）求汽車在下坡過程中所受的阻力；
（2）若“避險車道”是與水平面間的夾角為17°的上坡，汽車在“避險車道”受到的阻力是在下坡公路上的2倍，求汽車在“避險車道”上運動的最大位移（sin17°≈0.3）。
13．（13分）如圖所示，A和B兩物塊（可視為質點）放在轉盤上，A的質量為m。B的質量為2m。兩者用長為l的細繩連接，A距轉軸距離為l。兩物塊與轉盤間的動摩擦因數(shù)均為μ，整個裝置能繞通過轉盤中心的轉軸O1O2轉動，開始時，細繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉動，重力加速度為g，求：
（1）角速度ω為何值時，繩上剛好出現(xiàn)拉力；
（2）角速度ω為何值時，A、B開始與轉盤發(fā)生相對滑動。
14．（13分）如圖所示，半徑為R＝0.9m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內，半圓環(huán)與水平地面相切于圓環(huán)的端點A。一質量為m＝0.1kg的小球從A點沖上豎直半圓環(huán)，沿軌道運動到B點飛出，最后落在水平地面上的C點（圖上未畫），g取10m/s2。求：
（1）小球經過B點的最小速度；
（2）若A、C兩點的距離為3.6m，小球落地時的速度大??；
（3）若A、C兩點的距離為3.6m，小球對軌道B點的壓力大小。
2024-2025學年天津市高一（下）期中物理模擬練習試卷（二）
參考答案與試題解析
一．選擇題（共5小題）
二．多選題（共4小題）
一、單項選擇題（每小題5分，共25分。每小題給出的四個選項中，只有一個選項是正確的）
1．（5分）一物體在豎直面內某段運動的軌跡如圖所示，該物體經過B點時速度方向豎直向上，則該物體在B點所受的合力可能（ ）
A．向左B．向右C．向上D．向下
【分析】根據(jù)曲線運動中合力與軌跡的關系即可解題。
【解答】解：根據(jù)合力、速度、軌跡三者之間的關系可知，合力方向指向軌跡的凹側，故該物體在B點所受的合力可能向右。
故B正確，ACD錯誤。
故選：B。
【點評】該題的考點主要是物體做曲線運動時合力與軌跡的關系。
2．（5分）了解物理規(guī)律的發(fā)現(xiàn)過程，學會像科學家那樣觀察和思考，往往比掌握知識本身更重要。下列說法不符合史實的是（ ）
A．開普勒利用自己觀察的行星運動數(shù)據(jù)，通過數(shù)學方法建立了開普勒三定律
B．海王星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的正確性，顯示了理論對實踐的巨大指導作用
C．卡文迪什的扭秤實驗和庫侖扭秤實驗的相似性，體現(xiàn)了“類比”是一種重要的思維方式
D．物理學公認：卡文迪什是第一個在實驗室“稱量地球質量”的人
【分析】根據(jù)對物理學家及其成就的了解作答。
【解答】解：A、開普勒通過對第谷的天文觀測數(shù)據(jù)的分析研究，發(fā)現(xiàn)了行星的運動規(guī)律，故A錯誤；
B、海王星是先根據(jù)萬有引力定律算出軌道，然后在計算的軌道上發(fā)現(xiàn)的，海王星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的正確性，顯示了理論對實踐的巨大指導作用，故B正確；
C、卡文迪什的扭秤實驗和庫侖扭秤實驗的相似性，體現(xiàn)了“類比”是一種重要的思維方式，故C正確；
D、卡文迪什的扭秤實驗測量出了萬有引力常量，被稱為第一個在實驗室“稱量地球質量”的人，故D正確。
本題選不符合史實的，
故選：A。
【點評】對于物理學史的學習要注意平時加強積累和記憶，不可忽視，這也是高考的重要內容之一。
3．（5分）如圖所示，水平路面上有一輛汽車以加速度a向前加速行駛，車廂中有一個質量為m的人正用恒力F向前推車廂，人始終相對于車靜止，在車行駛距離L的過程中，下列說法正確的是（ ）
A．人對車做的功為FL
B．人對車做的功為maL
C．人對車做的功為﹣maL
D．人對車做的功為（F+ma）L
【分析】人和車相對靜止，具有相同的加速度，根據(jù)牛頓運動定律求人受車的合力，車對人的合力，代入功的定義式求解。
【解答】解：車和人的加速度相同，都是水平向左，根據(jù)牛頓第二定律可知，車對人的合力大小為F1＝ma，方向水平向左
根據(jù)牛頓第三定律，則人對車的合力大小為F′1＝F1＝ma，方向水平向右，車的位移大小為L，方向水平向左，故人對車做負功，代入功的公式，有
W＝F′1Lcs180°＝﹣maL，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
【點評】題中給的人正用恒力F推車是誤導條件，因為還受車的摩擦力，故根據(jù)加速度和牛頓第二定律求解人受到的合力。
4．（5分）如圖所示，在水平地面上M點的正上方h高度處，將S1球以初速度v1水平向右拋出，同時在地面上N點處將S2球以初速度v2豎直向上拋出，在S2球上升到最高點時恰與S1球相遇，不計空氣阻力，則兩球在這段過程中（ ）
A．做的都是變加速運動
B．速度變化量的大小不相等
C．速度變化量的方向不相同
D．相遇點在N點上方處
【分析】S1球做的是平拋運動，解決平拋運動的方法是把平拋運動分解到水平方向和豎直方向去研究，水平方向做勻速直線運動，豎直方向做自由落體運動。S2球做的是豎直上拋運動，都只受重力，加速度均為g，根據(jù)Δv＝at分析速度變化量的關系。由相遇時位移關系列式求得相遇的時間，再求相遇時S2球的位移。
【解答】解：A、由于兩個球都只受到重力的作用，加速度都是g，加速度恒定不變，都是勻變速運動，故A錯誤。
BC、兩個球的加速度都是重力加速度g，由Δv＝at＝gt，知它們速度的變化量相同，即速度變化量的大小相等，方向相同，方向都豎直向下，故BC錯誤。
D、相遇時豎直方向有：（v2t）＝h
得：t
由于相遇點在S2球上升的最高點，所以有：t
聯(lián)立得：v2
相遇時S2球的位移為：x，即相遇點在N點上方處，故D正確。
故選：D。
【點評】平拋運動在水平方向是勻速直線運動，在豎直方向上做自由落體運動。豎直上拋運動是一種勻減速直線運動，兩者的加速度是一樣的，都是重力加速度g，要掌握它們的運動規(guī)律，并能熟練運用。
5．（5分）如圖所示，固定斜面的傾角為α，高為h，一小球從斜面頂端水平拋出，落至斜面底端，重力加速度為g，不計空氣阻力，則小球從拋出到離斜面距離最大所用的時間為（ ）
A．B．C．D．
【分析】當小球的速度方向與斜面平行時，距離斜面最遠，根據(jù)高度和水平位移求出初速度，結合初速度，根據(jù)平行四邊形定則求出速度與斜面平行時豎直分速度，從而根據(jù)速度—時間公式求出運動的時間．
【解答】解：對于整個平拋運動過程，根據(jù)hgt2得：t
則平拋運動的初速度為：v0ctα；
當速度方向與斜面平行時，距離斜面最遠，此時豎直分速度為：vy＝v0tanα。
則經歷的時間為：t′。
故選：B。
【點評】解決本題的關鍵知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，知道當速度與斜面平行時，距離斜面最遠．
二、多項選擇題（本題共4小題，每小題6分，共24分；每小題都有多個選項正確，少選得3分，不選或錯選得零分）
（多選）6．（6分）如圖所示，小球a、b分別在細繩和輕質細桿作用下在豎直面內做圓周運動，兩小球運動的半徑均為R，重力加速度為g，下列說法正確的是（ ）
A．小球a經過最高點時的速度可能小于
B．小球b經過最高點時的速度可能小于
C．小球a經過最高點時，細繩對小球a一定有拉力作用
D．小球b經過最高點時，細桿對小球b可能有支持力作用
【分析】對小球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求得，明確繩子對小球只能是拉力，桿對小球可以是支持力，也可以是拉力。
【解答】解：AC．當繩子拉力為零時，小球通過最高點的速度最小，重力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律可得：

解得

小球a經過最高點時的速度不得小于，故AC錯誤；
BD．桿可以對物體支持力，當支持力等于重力時，速度最小為0，則小球b經過最高點時的速度可能小于，故BD正確。
故選：BD。
【點評】解決本題的關鍵知道小球做圓周運動向心力的來源，知道“桿模型”與“繩模型”的區(qū)別，知道桿子在最高點可以表現(xiàn)為拉力，也可以表現(xiàn)為支持力。
（多選）7．（6分）我國新能源汽車發(fā)展迅猛，已成為全球最大的新能源汽車產銷國。質量為m的某新能源汽車在水平路面上以恒定加速度a啟動，其v﹣t圖像如圖所示，其中OA段和BC段為直線。已知汽車動力系統(tǒng)的額定功率為P，汽車所受阻力大小恒為f，則下列說法正確的是（ ）
A．汽車做勻加速運動的最大速度
B．汽車能達到的最大行駛速度
C．汽車速度為時的功率為
D．汽車速度為時的加速度大小為
【分析】根據(jù)牛頓第二定律和功率公式求勻加速階段的最大速度；
當汽車受到的合力為零時，速度最大，結合平衡條件和功率公式求最大速度；
根據(jù)功率公式求速度減半時汽車的功率或加速度。
【解答】解：A、在勻加速階段，據(jù)牛頓第二定律有：F﹣f＝ma
解得牽引力大?。篎＝f+ma
則汽車做勻加速運動的最大速度：，故A錯誤；
B、當牽引力與阻力平衡時，汽車達到最大行駛速度，由功率公式可得最大速度：，故B錯誤；
C、汽車速度為時，功率為為，故C正確；
D、汽車速度為時，根據(jù)功率公式可得牽引力大小為：
根據(jù)牛頓第二定律有：F′﹣f＝ma′
聯(lián)立以上幾式解得：，故D正確。
故選：CD。
【點評】這是一道綜合應用牛頓第二定律，動能定理和機車啟動問題的題，知識點繁多，需要熟練掌握基礎知識，靈活運用。
（多選）8．（6分）地球同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運行速率為v1，向心加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為a2，地球的第一宇宙速度為v2，半徑為R，則下列比例關系中正確的是（ ）
A．B．（）2
C．D．
【分析】AB.根據(jù)向心加速度和角速度的關系，分別求解同步衛(wèi)星與地球赤道物體的向心加速度與半徑的關系，然后求比值；
CD.根據(jù)衛(wèi)星做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力求解線速度與軌道半徑的關系，然后再求線速度之比。
【解答】解：AB．根據(jù)向心加速度和角速度的關系，地球同步衛(wèi)星的向心加速度
地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為
由于ω1＝ω2，因此，故A正確，B錯誤；
CD．衛(wèi)星做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力
解得衛(wèi)星的速度
因此同步衛(wèi)星的運行速度與第一宇宙速度之比，故C錯誤，D正確。
故選：AD。
【點評】本題考查了同步衛(wèi)星與地球赤道上物體的向心加速度、同步衛(wèi)星與近地衛(wèi)星的線速度；關鍵在于抓住它們遵循的規(guī)律及相同的物理量。
（多選）9．（6分）如圖甲所示為建筑行業(yè)使用的一種小型打夯機，其原理可簡化為一個質量為M的支架（含電動機）上由一根長為l的輕桿帶動一個質量為m的鐵球（鐵球可視為質點），如圖乙所示，重力加速度為g。若在某次打夯過程中，鐵球以角速度ω勻速轉動，則（ ）
A．鐵球轉動過程輕桿受力不變
B．鐵球做圓周運動的向心加速度始終不變
C．鐵球轉動到最低點時，處于超重狀態(tài)
D．若鐵球轉動到最高點時，支架對地面的壓力剛好為零，則
【分析】A.根據(jù)小球的受力情況結合合力的變化情況，利用牛頓第三定律進行分析解答；
B.根據(jù)向心加速度的矢量性進行分析解答；
C.根據(jù)小球在最低點的受力情況判斷超失重問題；
D.根據(jù)支架對地面作用力為0滿足的條件列式解答角速度。
【解答】解：A．由于鐵球轉動過程中向心力方向在發(fā)生變化，則輕桿和小球重力的合力方向發(fā)生變化，說明輕桿對小球的作用力變化，根據(jù)牛頓第三定律可知，輕桿的受力情況發(fā)生變化，故A錯誤。
B．根據(jù)鐵球做圓周運動的向心加速度a＝lω2可知，大小始終不變，方向改變，故B錯誤；
C．鐵球轉動到最低點時，由F﹣mg＝mlω2，得F＝mg+mlω2，處于超重狀態(tài)，故C正確；
D．若鐵球轉動到最高點時，支架對地面的壓力剛好為零，則有（M+m）g＝mlω2，解得ω，故D正確。
故選：CD。
【點評】考查圓周運動物體的受力和牛頓第二定律的應用，會根據(jù)題意進行準確分析解答。
三、填空實驗題（每空2分，共12分）
10．（6分）在探究平拋運動的規(guī)律時，選用下列裝置進行實驗。
（1）用裝置1做實驗，用小錘擊打彈性金屬片，可以發(fā)現(xiàn)兩小球 A 。
A.同時落地
B.A球先落地
C.B球先落地
（2）由（1）的實驗結果可以得出小球A在豎直方向做 B 。
A.勻速直線運動
B.自由落體運動
C.變加速直線運動
（3）要想用裝置2做實驗得到鋼球做平拋運動的軌跡，下列做法正確的是 B 。
A.每次都應以不同的初速度釋放小球
B.在斜槽上每次由靜止釋放小球的位置必須相同
C.在斜槽上每次由靜止釋放小球的位置可以任意選擇
【分析】（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象判斷；
（2）根據(jù)實驗現(xiàn)象和自由落體運動的特點判斷；
（3）根據(jù)做平拋運動的條件判斷。
【解答】解：（1）用裝置1做實驗，用小錘擊打彈性金屬片，可以發(fā)現(xiàn)兩小球同時落地。故A正確，BC錯誤。
故選：A。
（2）由（1）的實驗結果可以得出小球A在豎直方向做自由落體運動。故B正確，AC錯誤。
故選：B。
（3）在斜槽上每次由靜止釋放小球的位置必須相同，保證小球的初速度相等。故B正確，AC錯誤。
故選：B。
故答案為：（1）A；（2）B；（3）B。
【點評】本題關鍵掌握探究平拋運動規(guī)律的實驗原理和平拋運動規(guī)律。
11．（6分）（1）如圖甲所示為“感受向心力”的實驗，通過該實驗可以對影響向心力大小的因素做出猜測。用一根無彈性細繩，一端拴著一個小沙袋，在水平面內掄動細繩，使小沙袋在水平面內做勻速圓周運動。此時沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力。通過換用不同質量的沙袋，改變沙袋旋轉的角速度和旋轉半徑，感受向心力的變化。下列說法正確的是 C 。
A.只減小沙袋旋轉的角速度，拉力增大
B.只增大沙袋的旋轉半徑，拉力減小
C.只更換一個質量較大的沙袋，拉力增大
D.突然放開繩子，沙袋沿半徑方向飛出
（2）某同學想進一步探究“向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”，他使用的實驗儀器是圖乙中的向心力演示器。勻速轉動手柄1，可使變速塔輪2和3以及長槽4和短槽5隨之勻速轉動，槽內的小球也隨著做勻速圓周運動。使小球做圓周運動的向心力由橫臂6的擋板對小球的壓力提供，球對擋板的反作用力通過橫臂的杠桿作用使彈簧測力套筒7下降，從而露出標尺8。根據(jù)標尺8上露出的紅白相間等分格子，可以粗略計算出兩個小球所受向心力的比值。
①用該裝置探究“向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”時，最主要采用的實驗方法是 B 法（填選項前的字母）。
A.等效替代
B.控制變量
C.理想實驗
D.微元
②用該裝置研究圓周運動的向心力大小與角速度的關系時，應該 C 。（填選項前的字母）
A.把質量不同的小球分別放在兩邊半徑相同的槽內
B.把質量不同的小球分別放在兩邊半徑不同的槽內
C.把質量相同的小球分別放在兩邊半徑相同的槽內
D.把質量相同的小球分別放在兩邊半徑不同的槽內
【分析】（1）對沙袋的受力分析，得出沙袋的向心力根據(jù)向心力公式和離心運動的原理分來分析；
（2）①根據(jù)實驗原理得出正確的實驗方法；
②根據(jù)實驗現(xiàn)象得出正確的實驗結論。
【解答】解：（1）A、由于沙袋所受的向心力近似等于手通過繩對沙袋的拉力，則有F＝mω2r，可知，若只減小沙袋旋轉的角速度，則拉力減小，故A錯誤；
B、根據(jù)上述，可知，若只增大沙袋的旋轉半徑，則拉力增大，故B錯誤；
C、根據(jù)上述，可知，若只更換一個質量較大的沙袋，拉力增大，故C正確；
D、突然放開繩子，由于慣性，沙袋沿切線方向飛出，故D錯誤。
故選：C。
（2）①用該裝置探究“向心力大小與半徑、角速度、質量的關系”時，每次只能研究兩個物理量的關系，此時需要確保其它物理量不變即主要采用的實驗方法是控制變量法，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
②根據(jù)上述，用該裝置研究圓周運動的向心力大小與角速度的關系時，需要控制半徑與小球的質量不變，即需要把質量相同的小球分別放在兩邊半徑相同的槽內，故C正確，ABD錯誤。
故選：C。
故答案為：（1）C；
（2）①B；②C。
【點評】本題主要考查了圓周運動的相關應用，根據(jù)實驗原理掌握正確的實驗方法，結合實驗現(xiàn)象得出正確的實驗結論。
四、計算題（共39分）
12．（13分）山區(qū)公路會有連續(xù)較長的下坡，有時會造成剎車失靈，可以在長下坡公路邊修建表面是粗糙的碎石沙子的“避險車道”，其作用是供下坡的汽車在剎車失靈的情況下避險。質量m＝2.0×103kg的汽車沿下坡行駛，當駕駛員發(fā)現(xiàn)剎車失靈的同時發(fā)動機失去動力，此時速度表的示數(shù)v1＝36km/h，汽車繼續(xù)沿下坡勻加速直行l(wèi)＝300m、下降高度h＝30m時到達“避險車道”，此時速度表的示數(shù)v2＝72km/h，然后沖上上坡的“避險車道”避險。（g＝10m/s2）
（1）求汽車在下坡過程中所受的阻力；
（2）若“避險車道”是與水平面間的夾角為17°的上坡，汽車在“避險車道”受到的阻力是在下坡公路上的2倍，求汽車在“避險車道”上運動的最大位移（sin17°≈0.3）。
【分析】（1）汽車在下坡過程中，只有重力和阻力做功，根據(jù)動能定理求汽車所受的阻力；
（2）汽車在“避險車道”上運動過程，根據(jù)動能定理求汽車在“避險車道”上運動的最大位移。
【解答】解：（1）汽車在下坡過程中，根據(jù)動能定理有

解得：f＝1000N
（2）汽車在“避險車道”上運動過程，由動能定理有

解得：x＝50m
答：（1）汽車在下坡過程中所受的阻力為1000N；
（2）汽車在“避險車道”上運動的最大位移為50m。
【點評】涉及力在空間的積累效果要優(yōu)先考慮動能定理。運用動能定理時，要確定研究過程，明確各力做功情況。
13．（13分）如圖所示，A和B兩物塊（可視為質點）放在轉盤上，A的質量為m。B的質量為2m。兩者用長為l的細繩連接，A距轉軸距離為l。兩物塊與轉盤間的動摩擦因數(shù)均為μ，整個裝置能繞通過轉盤中心的轉軸O1O2轉動，開始時，細繩恰好伸直但無彈力，現(xiàn)讓該裝置從靜止開始轉動，重力加速度為g，求：
（1）角速度ω為何值時，繩上剛好出現(xiàn)拉力；
（2）角速度ω為何值時，A、B開始與轉盤發(fā)生相對滑動。
【分析】（1）兩木塊都靠靜摩擦力提供向心力，B先到達最大靜摩擦力，角速度繼續(xù)增大，則繩子出現(xiàn)拉力。
（2）角速度繼續(xù)增大，A的靜摩擦力增大，當增大到最大靜摩擦力時，開始發(fā)生相對滑動。
【解答】解：（1）兩木塊都靠靜摩擦力提供向心力，B先到達最大靜摩擦力，當B達到最大靜摩擦力時，繩子開始出現(xiàn)彈力，則：
μ2mg＝2m?2Lω2
解得：ω
知ω時，繩子出現(xiàn)拉力。
（2）當A所受的摩擦力達到最大靜摩擦力時，A、B相對于轉盤會滑動，
對A有：μmg﹣T＝mlω2
對B有：T+μ2mg＝2m?2lω2
解得：ω
故當ω時，A、B相對于轉盤會滑動。
答：（1）角速度ω為時，繩上剛好出現(xiàn)拉力；
（2）角速度ω為時，A、B開始與轉盤發(fā)生相對滑動。
【點評】此題關鍵要知道這樣的物理過程：開始角速度較小，兩木塊都靠靜摩擦力提供向心力，B先到達最大靜摩擦力，角速度繼續(xù)增大，則繩子出現(xiàn)拉力，角速度繼續(xù)增大，A的靜摩擦力增大，當增大到最大靜摩擦力時，開始發(fā)生相對滑動。
14．（13分）如圖所示，半徑為R＝0.9m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內，半圓環(huán)與水平地面相切于圓環(huán)的端點A。一質量為m＝0.1kg的小球從A點沖上豎直半圓環(huán)，沿軌道運動到B點飛出，最后落在水平地面上的C點（圖上未畫），g取10m/s2。求：
（1）小球經過B點的最小速度；
（2）若A、C兩點的距離為3.6m，小球落地時的速度大??；
（3）若A、C兩點的距離為3.6m，小球對軌道B點的壓力大小。
【分析】（1）小球經過B點速度最小時，由重力完全提供向心力，由牛頓第二定律求小球在B點的最小速度v；
（2）小球從B點運動到C點做平拋運動，豎直方向自由落體運動，水平方向勻速運動，根據(jù)速度的合成求解小球落地時的速度大??；
（3）小球在B點，由牛頓運動定律求解小球對軌道B點的壓力大小。
【解答】解：（1）小球經過B點的速度最小時有

解得
v＝3m/s
（2）小球從B點運動到C點做平拋運動，豎直方向有

水平方向x＝vBt
解得vB＝6m/s
小球落地時的速度大小為

解得
m/s
（3）小球在B點，由牛頓第二定律可得

解得F＝3N
根據(jù)牛頓第三定律可知，小球在B點對軌道的壓力大小為3N，方向豎直向上。
答：（1）小球經過B點的最小速度3m/s；
（2）小球落地時的速度大小等于 m/s；
（3）小球對軌道B點的壓力大小等于3N。
【點評】本題是圓周運動與平拋運動的綜合應用，能熟練運用運動的分解法研究平拋運動，對于圓周運動，要確定向心力來源，結合牛頓第二定律和牛頓第三定律即可完成分析。
聲明：試題解析著作權屬菁優(yōu)網所有，未經書面同意，不得復制發(fā)布日期：2025/4/21 10:14:23；用戶：秦子政；郵箱：13669037329；學號：41037197題號
1
2
3
4
5
答案
B
A
C
D
B
題號
6
7
8
9
答案
BD
CD
AD
CD

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