中小学教育资源及组卷应用平台
2023-2024学年下学期高一期中考试物理试题A卷
检测范围：必修二第五章、第六章
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．在世界各国研发第三代主战坦克的潮流中，中国新一代主战坦克99A式主战坦克（图甲）达到了世界先进水平。坦克前进是使用履带式前进装置，如图乙是坦克内部传动装置的一部分齿轮图，图中和两个齿轮彼此是咬合的，和两个齿轮是共轴的，已知、、三个齿轮的半径比为4∶1∶3，下列说法中正确的是（ ）
A．角速度之比为1∶4∶3
B．边缘点的线速度大小之比为为1∶4∶3
C．边缘点的线速度大小之比为为2∶2∶3
D．边缘点的向心加速度之比为1∶4∶12
2．在机床、汽车等机器或设备中通常会使用一种叫做蜗杆传动的装置，如图所示，这种装置由蜗杆和蜗轮组成，从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很像斜齿圆柱齿轮。工作时，一般以蜗杆为主动件，当蜗杆旋转时，会带动蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面转动，蜗杆每旋转一圈，蜗轮轮齿会转动一格，若螺距为的蜗杆以每秒20圈的转速旋转，则半径为的蜗轮将获得的转速是（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，从斜面底端正上方某高度处的A点，第一个小球以水平速度抛出，经过时间t1恰好垂直打在斜面上；第二个小球由静止释放，经过时间t2落到斜面底端，不计空气阻力，则时间t1和时间t2的比值为（ ）
A． B．
C． D．
4．第十一届全国杂技展演于2023年3月在山东省举办，如图所示，水平固定的细长杆上套有一遥控电动小车P，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接P，另一端悬挂一杂技演员Q。设初始时细线的右边部分与水平方向的夹角为θ，现在遥控作用下使电动小车P开始向左匀速运动，电动小车和演员均可视为质点，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．当时，杂技演员Q速度为零，处于平衡状态
B．当时，P、Q的速度大小之比是2∶1
C．在θ向90°增大的过程中，绳子的拉力始终等于演员的重力
D．在θ向90°增大的过程中，演员Q一直处于失重状态
5．如图，有一倾角为，高为H的斜面，现将两个小球a、b分别以不同的水平速度抛出。小球a在斜面的底端正上方某点抛出，恰好垂直击打在斜面的中点，小球b从斜面顶端抛出，也落在斜面的中点。则）（ ）
A．小球a、b的下落时间之比
B．小球a、b的水平初速度之比
C．小球a、b的竖直位移之比
D．小球a离斜面底端的竖直高度为
6．以大小相同的初速度、不同的抛射角同时从地面抛出3个小球A、B、C，3球从抛出到落地在空中的运动轨迹如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．A、B、C三球在运动过程中，A球的加速度最大
B．B球的射程最远，所以B最后落地
C．A、C两球的射程相等，所以它们的水平分速度相等
D．B球的射程最远，B抛出时速度与水平方向的夹角最接近45°
7．两个质量相等、带有小孔的小球穿在A、B水平直杆上，小孔的内径略大于直杆的直径，两小球之间用不可伸长的轻绳相连，整个装置能绕垂直杆子的轴转动。直杆静止时，轻绳刚好伸直，小球A到轴的距离为，小球B到轴的距离为。已知两小球与直杆之间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，小球视为质点。现整个装置绕轴以较小的角速度做匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．若匀速转动的角速度变大，小球受到的摩擦力会先达到最大静摩擦力
B．当匀速转动的角速度为时，绳子上的拉力为零
C．当匀速转动的角速度为时，小球B受到的摩擦力等于零
D．当匀速转动的角速度等于时，小球受到的摩擦力等于零
8．如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一钉子C，把悬线另一端质量为m的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则（ ）
A．小球的线速度突然增大 B．小球的角速度突然减小
C．小球的线速度瞬间不变 D．小球的向心加速度突然减小
9．2022年7月13日至17日，郑州大学代表中国在第十一届世界运动会荷球项目中表现出色，如图甲的荷球运动是唯一一项男女同场竞技的运动，已被许多学校作为“阳光体育”的运动项目。图乙中A、B、C是某运动员一次荷球投篮命中得分轨迹中的三个点，A为荷球抛出点，B为荷球运动最高点，C为篮框落入点，AB的连线垂直于BC的连线，AB的连线与水平方向的夹角，荷球可视为质点，不计空气阻力，则（ ）
A．荷球从A到B和从B到C的运动过程中速度的变化率相同
B．荷球在B点时速度为零
C．荷球从A到B和从B到C的运动时间之比为3∶1
D．荷球从A到B和从B到C的水平方向的位移之比为
10．如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置一劲度系数k=68N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量m=1.0kg的小物块A，物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.20，开始时弹簧未发生形变，长度l0=0.50m，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘则（ ）
A．圆盘转动的周期为秒时，物块A开始滑动
B．当圆盘角速度缓慢地增加到6.0rad/s时，弹簧的伸长量为0.5m
C．在角速度从零缓慢地增加到2rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力，其静摩擦力大小与角速度成正比
D．当ω＞2rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力，其滑动摩擦力大小与角速度成正比
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动特点”的实验。
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了减少误差，下列选项中必须尽量要保证的是 。（填序号）
A．槽与小球间无摩擦 B．槽末端切线水平 C．小球每次自由滚下的位置必须相同
（2）乙同学采用如图乙所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 。（填序号）
A．平抛运动在水平方向是匀速直线运动 B．平抛运动在竖直方向是自由落体运动
（3）丙同学采用频闪摄影的方法，拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，小球在平抛运动中的几个位置如图中所示，图中每个小方格的边长为，则该小球经过点时的速度大小 。（取）
12．如图甲所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．演绎法
（2）皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的 不同
A．转动半径r B．质量m C．角速度 D．线速度v
（3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮 （选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘
（4）你认为以上实验中产生误差的原因有 （写出一条即可）
（5）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像的横坐标x表示的物理量是
A． T B． C． D．
三、计算题（本题共3小题，共42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．类比法是物理学习中经常用到的一种方法。我们可以尝试用类比法分析以下情景（如图1），质量为的某滑雪运动员以一定初速度由点水平（即）滑到一倾斜平台上，平台与水平面成角，运动员最终在点落地。已知点距水平面的高度为，试分析：
（1）忽略滑板与平台间的摩擦，忽略空气阻力，请在图2中对运动员在平台上的运动进行受力分析并求出加速度的大小和方向。
（2）类比平抛运动的分析方法，可以以方向为轴，方向为轴建立坐标轴（如图1），将运动员的实际运动分解为、两方向的分运动。请说明两分运动的运动性质，并求出运动员的落地时间。
（3）根据你的分析请说明，如果要使该运动员不从平台落地，而从侧面飞出，可以采取哪些措施（至少说两项措施）？
14．如图所示，用一条粗细不计的理想轻绳系一个大小不计的小钢球，绕固定悬点在竖直平面内摆动。在小球向右上方摆动过程中，当轻绳与竖直方向成时，剪断轻绳，小球掉在水平地面上。已知小钢球质量，绳长，角度，悬点距地面的高度，轻绳剪断时小球的速度大小。（不计空气阻力，）求：
（1）轻绳剪断瞬间受到拉力的大小；
（2）小球落地点距点的水平距离。
15．北京冬奥会的成功举办激起了民众对冬季运动的热爱，如图为某滑雪场地的侧视简图。它由助滑雪道和着陆坡构成，着陆坡与水平面的夹角。某次滑雪过程中，运动员在O点以一定速度斜向上离开轨道，经过最高点M后落在斜坡上的B点，落地时速度方向与斜面夹角，M点正好位于水平轨道和斜坡衔接点A的正上方，已知M点与A点的高度差，O点与A点的水平距离，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）运动员在O点时速度的大小；
（2）运动员在空中运动的时间；
（3）A、B两点间距离。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2023-2024学年下学期高一期中考试物理试题A卷
检测范围：必修二第五章、第六章
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题：本题共10小题，共42分。在每小题给出的四个选项中，第1~8小题只有一项符合题目要求，每小题4分；第9~10小题有多项符合题目要求，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的或不选的得0分。
1．在世界各国研发第三代主战坦克的潮流中，中国新一代主战坦克99A式主战坦克（图甲）达到了世界先进水平。坦克前进是使用履带式前进装置，如图乙是坦克内部传动装置的一部分齿轮图，图中和两个齿轮彼此是咬合的，和两个齿轮是共轴的，已知、、三个齿轮的半径比为4∶1∶3，下列说法中正确的是（ ）
A．角速度之比为1∶4∶3
B．边缘点的线速度大小之比为为1∶4∶3
C．边缘点的线速度大小之比为为2∶2∶3
D．边缘点的向心加速度之比为1∶4∶12
【答案】D
【详解】和线速度相同，和的角速度相同，半径比为4∶1∶3，有
由
得
故选D。
2．在机床、汽车等机器或设备中通常会使用一种叫做蜗杆传动的装置，如图所示，这种装置由蜗杆和蜗轮组成，从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很像斜齿圆柱齿轮。工作时，一般以蜗杆为主动件，当蜗杆旋转时，会带动蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面转动，蜗杆每旋转一圈，蜗轮轮齿会转动一格，若螺距为的蜗杆以每秒20圈的转速旋转，则半径为的蜗轮将获得的转速是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【详解】由图可知
解得
故选A。
3．如图所示，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，从斜面底端正上方某高度处的A点，第一个小球以水平速度抛出，经过时间t1恰好垂直打在斜面上；第二个小球由静止释放，经过时间t2落到斜面底端，不计空气阻力，则时间t1和时间t2的比值为（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】第一个小球恰好垂直打在斜面上，有
设第一个小球打在斜面上时水平位移为，竖直方向的位移为，有
则
A点与斜面底端高度差为
根据动力学公式
时间t1和时间t2的比值为
故选D。
4．第十一届全国杂技展演于2023年3月在山东省举办，如图所示，水平固定的细长杆上套有一遥控电动小车P，跨过悬挂于O点的轻小光滑圆环的细线一端连接P，另一端悬挂一杂技演员Q。设初始时细线的右边部分与水平方向的夹角为θ，现在遥控作用下使电动小车P开始向左匀速运动，电动小车和演员均可视为质点，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）
A．当时，杂技演员Q速度为零，处于平衡状态
B．当时，P、Q的速度大小之比是2∶1
C．在θ向90°增大的过程中，绳子的拉力始终等于演员的重力
D．在θ向90°增大的过程中，演员Q一直处于失重状态
【答案】B
【详解】A．当时，即为电动小车P到达O点正下方时，此时演员Q的速度为零，但Q的合外力向上，处于向下减速的末端，此时
故A错误；
B．由题可知，P、Q用同一根细线连接，则电动小车P沿细线方向的速度与演员Q的速度相等，则当时有
解得
故B正确；
CD．演员Q从开始运动到最低点的过程中，向下做减速运动，加速度向上，处于超重状态，绳子的拉力始终大于演员的重力，故CD错误。
故选B。
5．如图，有一倾角为，高为H的斜面，现将两个小球a、b分别以不同的水平速度抛出。小球a在斜面的底端正上方某点抛出，恰好垂直击打在斜面的中点，小球b从斜面顶端抛出，也落在斜面的中点。则）（ ）
A．小球a、b的下落时间之比
B．小球a、b的水平初速度之比
C．小球a、b的竖直位移之比
D．小球a离斜面底端的竖直高度为
【答案】B
【详解】A．由题意可知，两球抛出后都做平抛运动，对小球a，恰好垂直击打在斜面的中点，由平抛运动的规律特点，可得如图所示，设小球a下落的高度为h，由几何关系可知
则有小球a下落的时间
对小球b下落的高度为
可得
解得
A错误；
B．小球a、b在水平方向的位移大小相等，则有
可得
B正确；
C．小球a、b的竖直位移之比
C错误；
D．小球a离斜面底端的竖直高度为
D错误。
故选B。
6．以大小相同的初速度、不同的抛射角同时从地面抛出3个小球A、B、C，3球从抛出到落地在空中的运动轨迹如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．A、B、C三球在运动过程中，A球的加速度最大
B．B球的射程最远，所以B最后落地
C．A、C两球的射程相等，所以它们的水平分速度相等
D．B球的射程最远，B抛出时速度与水平方向的夹角最接近45°
【答案】D
【详解】A．A、B、C三球在运动过程中，只受重力作用，加速度均为g，选项A错误；
B．从最高点到落地可看做平抛运动，根据
可知，最大高度越大，则时间越长，故A运动的时间最长，所以A最后落地，选项B错误；
C．A、C两球的射程相等，但是A球运动时间较长，根据
可知，所以C的水平初速度较大，选项C错误；
D．根据射程
可知当时射程最大，因B球的射程最远，B抛出时速度与水平方向的夹角最接近45°，选项D正确。
故选D。
7．两个质量相等、带有小孔的小球穿在A、B水平直杆上，小孔的内径略大于直杆的直径，两小球之间用不可伸长的轻绳相连，整个装置能绕垂直杆子的轴转动。直杆静止时，轻绳刚好伸直，小球A到轴的距离为，小球B到轴的距离为。已知两小球与直杆之间的动摩擦因数均为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，小球视为质点。现整个装置绕轴以较小的角速度做匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．若匀速转动的角速度变大，小球受到的摩擦力会先达到最大静摩擦力
B．当匀速转动的角速度为时，绳子上的拉力为零
C．当匀速转动的角速度为时，小球B受到的摩擦力等于零
D．当匀速转动的角速度等于时，小球受到的摩擦力等于零
【答案】B
【详解】AB．设A、B间没有拉力，由牛顿第二定律可得
得
由题意可知， B的圆周半径较大，因此受到的摩擦力会先达到最大静摩擦力，B小球先达到临界角速度，临界角速度为
即当转动角速度不超过时，绳子拉力是0，故A错误，B正确；
CD．设受到的摩擦力是零，对B有
对有
得
故CD错误。
故选B。
8．如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一钉子C，把悬线另一端质量为m的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则（ ）
A．小球的线速度突然增大 B．小球的角速度突然减小
C．小球的线速度瞬间不变 D．小球的向心加速度突然减小
【答案】C
【详解】AC．悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球的线速度不变，A错误，C正确；
B．当半径减小时，由公式
可知圆周运动的半径为原来的一半，则角速度是原来的2倍，B错误；
D．在最低点，由公式
碰到钉子后半径变为原来的一半，小球的向心加速度突然增大，D错误。
故选C。
9．2022年7月13日至17日，郑州大学代表中国在第十一届世界运动会荷球项目中表现出色，如图甲的荷球运动是唯一一项男女同场竞技的运动，已被许多学校作为“阳光体育”的运动项目。图乙中A、B、C是某运动员一次荷球投篮命中得分轨迹中的三个点，A为荷球抛出点，B为荷球运动最高点，C为篮框落入点，AB的连线垂直于BC的连线，AB的连线与水平方向的夹角，荷球可视为质点，不计空气阻力，则（ ）
A．荷球从A到B和从B到C的运动过程中速度的变化率相同
B．荷球在B点时速度为零
C．荷球从A到B和从B到C的运动时间之比为3∶1
D．荷球从A到B和从B到C的水平方向的位移之比为
【答案】AC
【详解】A．荷球从A到B和从B到C的运动过程中速度的变化率即加速度相同，均竖直向下，大小为g，故A正确；
B．荷球在B点时，竖直方向上速度为零，仍有水平速度，速度不为零，故B错误；
CD．把AB和BC分别看作两个平抛运动，由平抛运动规律可知，AB过程有
BC过程有
联立可得，荷球从A到B和从B到C的运动时间之比为
由于，则荷球从A到B和从B到C的水平方向的位移之比为
故C正确，D错误。
故选AC。
10．如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置一劲度系数k=68N/m的弹簧，弹簧的一端固定于轴O上，另一端连接质量m=1.0kg的小物块A，物块与圆盘间的动摩擦因数μ=0.20，开始时弹簧未发生形变，长度l0=0.50m，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2，弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆盘则（ ）
A．圆盘转动的周期为秒时，物块A开始滑动
B．当圆盘角速度缓慢地增加到6.0rad/s时，弹簧的伸长量为0.5m
C．在角速度从零缓慢地增加到2rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力，其静摩擦力大小与角速度成正比
D．当ω＞2rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力，其滑动摩擦力大小与角速度成正比
【答案】BC
【详解】A．设圆盘的角速度为ω0时，物块A将开始滑动，此时物块的最大静摩擦力提供向心力，则有
μmg＝mω02l0
解得
可得对应的周期为
故A错误；
B．设弹簧的伸长量为，物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力，则有
μmg＋kΔx＝mω2（l0＋Δx）
代入数据解得
Δx＝0.5m
故B正确；
C．在角速度从零缓慢地增加到2rad/s过程中，物块与盘间摩擦力为静摩擦力
=mω2l0
可得
随着角速度平方的增加而增大，故C正确；
D．当ω＞2rad/s时，物块与盘间摩擦力为滑动摩擦力为定值，为
f=μmg=2N
故D错误。
故选BC。
二、实验题（本题共2小题，共16分。）
11．三个同学根据不同的实验装置，进行了“探究平抛运动特点”的实验。
（1）甲同学采用如图甲所示的装置。为了减少误差，下列选项中必须尽量要保证的是 。（填序号）
A．槽与小球间无摩擦 B．槽末端切线水平 C．小球每次自由滚下的位置必须相同
（2）乙同学采用如图乙所示的装置。用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 。（填序号）
A．平抛运动在水平方向是匀速直线运动 B．平抛运动在竖直方向是自由落体运动
（3）丙同学采用频闪摄影的方法，拍摄到小球做平抛运动的照片如图丙所示，小球在平抛运动中的几个位置如图中所示，图中每个小方格的边长为，则该小球经过点时的速度大小 。（取）
【答案】 BC/CB B 1.25
【详解】（1）[1]槽与小球间有摩擦，对本实验没有直接影响，只要保证槽末端切线水平，小球每次从同一位置由静止释放，小球做平抛运动的初速度都相同，选项A错误，BC正确。
故选BC。.
（2）[2]在同一高度，同一时刻开始做平抛运动的小球与自由落体的小球总是同时落地，说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动。
故选B。
（3）[3]取a、b、c三点分析，水平方向间隔均为2L，所以小球从a点到b点，从b点到c点的时间相同，设均为T，在竖直方向上由
解得
根据水平方向匀速运动有
解得
小球经过b点时竖直方向上的速度
该小球经过b点时的速度大小
12．如图甲所示是“探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系”的实验装置。转动手柄，可使两侧变速塔轮以及长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在左、右两塔轮上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球分别以各自的角速度做匀速圆周运动，其向心力由挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。
（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时主要用到了物理学中的
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．演绎法
（2）皮带与不同半径的塔轮相连是主要为了使两小球的 不同
A．转动半径r B．质量m C．角速度 D．线速度v
（3）为了能探究向心力大小的各种影响因素，左右两侧塔轮 （选填“需要”或“不需要”）设置半径相同的轮盘
（4）你认为以上实验中产生误差的原因有 （写出一条即可）
（5）利用传感器升级实验装置，用力传感器测压力，用光电计时器测周期进行定量探究。某同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像的横坐标x表示的物理量是
A． T B． C． D．
【答案】 B C 需要 小球转动半径引起的误差；弹簧测力筒读数引起的误差；皮带打滑引起的误差 D
【详解】（1）[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时，实验时需控制其中一个物理量改变，其他两个物理量不变，采用了控制变量法。
故选B。
（2）[2]皮带与不同半径的塔轮相连，可知塔轮的线速度相同，根据
可知两小球的角速度不同。
故选C。
（3）[3]为了能探究向心力大小的各种影响因素，需研究角速度一定时，向心力与质量或半径的关系，故左右两侧塔轮需要设置半径相同的轮盘。
（4）[4]以上实验中产生误差的原因有：小球转动半径引起的误差；弹簧测力筒读数引起的误差；皮带打滑引起的误差。
（5）[5]根据
可知纵坐标表示的物理量是向心力，图像的横坐标x表示的物理量是。
故选D。
三、计算题（本题共3小题，共42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．类比法是物理学习中经常用到的一种方法。我们可以尝试用类比法分析以下情景（如图1），质量为的某滑雪运动员以一定初速度由点水平（即）滑到一倾斜平台上，平台与水平面成角，运动员最终在点落地。已知点距水平面的高度为，试分析：
（1）忽略滑板与平台间的摩擦，忽略空气阻力，请在图2中对运动员在平台上的运动进行受力分析并求出加速度的大小和方向。
（2）类比平抛运动的分析方法，可以以方向为轴，方向为轴建立坐标轴（如图1），将运动员的实际运动分解为、两方向的分运动。请说明两分运动的运动性质，并求出运动员的落地时间。
（3）根据你的分析请说明，如果要使该运动员不从平台落地，而从侧面飞出，可以采取哪些措施（至少说两项措施）？
【答案】（1），沿斜面向下；（2）见解析，；（3）增大初速度，减小斜面倾角
【详解】（1）根据题意，对运动员受力分析，如图所示
垂直斜面方向上，由平衡条件有
沿斜面方向上，由牛顿第二定律有
解得
方向沿斜面向下。
（2）根据题意，由力的等效性可知，运动员等效只受沿斜面向下的力，大小为，运动员沿斜面水平方向以滑出，即力的方向与方向垂直，则在方向做匀速直线运动，沿斜面向下做初速度为0，加速度为的匀加速直线运动，根据图1，由几何关系可知，运动员在沿斜面方向上的位移为
又有
解得
（3）根据题意可知，如果要使该运动员不从平台落地，而从侧面飞出，即在方向上的位移变大，由于在方向上，运动员做匀速运动，则有
要使变大，可以增大初速度，也可以增大时间，即减小斜面倾角。
14．如图所示，用一条粗细不计的理想轻绳系一个大小不计的小钢球，绕固定悬点在竖直平面内摆动。在小球向右上方摆动过程中，当轻绳与竖直方向成时，剪断轻绳，小球掉在水平地面上。已知小钢球质量，绳长，角度，悬点距地面的高度，轻绳剪断时小球的速度大小。（不计空气阻力，）求：
（1）轻绳剪断瞬间受到拉力的大小；
（2）小球落地点距点的水平距离。
【答案】（1）6.6N；（2）3.8m
【详解】（1）将重力分解为沿绳子和垂直于绳子方向，在沿绳子方向有
代入数据解得
（2）将初速度分解为水平和竖直方向,竖直分速度
水平分速度
上升到最高点的时间
上升的最大高度
下降的高度
下降的时间
小球落地点离点的水平距离
15．北京冬奥会的成功举办激起了民众对冬季运动的热爱，如图为某滑雪场地的侧视简图。它由助滑雪道和着陆坡构成，着陆坡与水平面的夹角。某次滑雪过程中，运动员在O点以一定速度斜向上离开轨道，经过最高点M后落在斜坡上的B点，落地时速度方向与斜面夹角，M点正好位于水平轨道和斜坡衔接点A的正上方，已知M点与A点的高度差，O点与A点的水平距离，不计空气阻力，重力加速度g取。求：
（1）运动员在O点时速度的大小；
（2）运动员在空中运动的时间；
（3）A、B两点间距离。
【答案】（1）20m/s；（2）；（3）40m
【详解】（1）由O到M过程，根据斜抛运动规律有
联立解得
（2）落地时速度方向与斜面夹角，则此时竖直向下的速度为
由M到B过程，根据平抛运动规律
解得
运动员在空中运动的时间
（3）在空中运动过程，水平方向速度一直不变，由M到B过程，根据平抛运动规律，MB的竖直距离
水平距离
A、B两点间距离
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
