2022-2023學年安徽省宣城市高一下期末物理試卷

一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1?

7題只有一項符合題目要求，第8?11題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但

不全的得2分，有選錯的得0分。

1.（4分）對于做曲線運動的物體，下列說法不正確的是（）

A.做曲線運動的物體，一定做變速運動

B.做曲線運動的物體，一定受變力作用

C.做曲線運動的物體，所受合力的方向一定指向曲線的凹側

D.做勻變速曲線運動的物體，速度方向時刻改變，但永遠不可能與所受合力的方向相同

2.（4分）下列四幅圖是有關生活中的圓周運動的實例分析，其中說法正確的是（）

碼車輪

針衣內軌

1nmm

A.汽車通過凹形橋的最低點時，速度越快越容易爆胎

B.鐵路的轉彎處，外軌比內軌高是為了利用輪緣與內軌的側壓力來幫助火車轉彎

C.“水流星”表演中，在最高點處水對桶底一定有壓力

D.洗衣機的脫水是利用了失重現象

3.（4分）2023年1月14日，中國探月航天IP形象太空兔正式對外公布了名稱：中文名“兔

星星”，英文名"Tostar”。“嫦娥五號”從地球發射飛向月球的軌道變化的示意圖如圖所

示，“嫦娥五號”發射后先在軌道I上運行，當回到近地點A（A點到地心的距離可以認

為等于地球的半徑）時使其加速進入軌道H,再次回到近地點A時，第二次加速進入軌

道III,B點為軌道III的遠地點，關于“嫦娥五號”的發射和變軌過程，下列說法正確的

是（）

地月轉移軌道

A.“嫦娥五號”在軌道I上經過A點時的速度大于在軌道II上經過A點時的速度

B.發射后進入軌道I時，“嫦娥五號”在A點的速度大于第一宇宙速度

C.“嫦娥五號”在軌道I上經過A點時的加速度小于在軌道III上經過B點時的加速度

D.“嫦娥五號”在軌道I上運行的周期大于在軌道III上運行的周期

4.（4分）如圖，天花板上有一可自由轉動光滑小環Q,一輕繩穿過Q,兩端分別連接質量

為mi、m2的A、B小球，且mi=2m2。兩小球分別在各自的水平面內做圓周運動，它們

周期相等。則A、B小球到Q的距離h、12的比值?為（）

A.1：2B.2：1C.1：4D.4：1

5.（4分）如圖1,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。監測到推力F、

圖1圖2圖3

A.第1s內推力做的功為1J

B.第2s內摩擦力對物體做的功為2J

C.第1.5s時推力F做功的功率為3W

D.第2s內推力F做功的平均功率A=1.5W

6.（4分）如圖，a、b兩小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度vo同時

水平拋出，已知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等且在同一豎直面內，斜面底邊長是

其豎直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列說法正確的是（）

A.a、b兩球不可能同時落在半圓軌道和斜面上

B.改變初速度的大小，b球可能垂直撞在斜面上

C.改變初速度的大小，a球可能垂直撞在半圓軌道上

D.改變初速度的大小，b球速度方向和斜面的夾角保持不變

7.（4分）一起重機用鋼繩提起靜止在地面上的重物，開始在豎直方向上做勻加速運動，然

后做勻速運動。重物上升高度為h,運動時間為t,加速度為a,動能為Ek,起重機功率

（多選）8.（4分）如圖，在豎直平面內有一半徑為R的圓弧軌道，半徑0A水平、0B豎

直，一個質量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高

點B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運動

過程中，下列說法正確的是（）

1

A.重力做功2mgRB.機械能減少萬小。/?

1

C.合外力做功D.克服摩擦力做功mgR

（多選）9.（4分）如圖所示為旋轉脫水拖把結構圖。把拖把頭放置于脫水桶中，手握固定

套桿向下運動，固定套桿就會給旋轉桿施加驅動力，驅動旋轉桿、拖把頭和脫水桶一起

轉動，把拖把上的水甩出去。旋轉桿上有長度為35cm的螺桿，螺桿的螺距（相鄰螺紋之

間的距離）為d=5cm,拖把頭的托盤半徑為10cm,拖布條的長度為6cm,脫水桶的半

徑為12cm。某次脫水時，固定套桿在1s內勻速下壓了35cm,該過程中拖把頭勻速轉動，

則下列說法正確的是（

A.拖把頭的周期為7s

B.拖把頭轉動的角速度為14irrad/s

C.緊貼脫水桶內壁的拖布條上附著的水最不容易甩出

D.旋轉時脫水桶內壁接觸的點與托盤邊緣處的點向心加速度之比為6：5

（多選）10.（4分）兩個天體組成雙星系統，它們在相互之間的萬有引力作用下，繞連線

上某點做周期同勻速圓周運動。科學家在地球上用望遠鏡觀測由兩個小行星構成的雙星

系統，看到一個亮度周期性變化的光點，這是因為當其中一個天體擋住另一個天體時，

光點亮度會減弱。科學家用航天器以某速度撞擊該雙星系統中較小的小行星，撞擊后，

科學家觀測到光點明暗變化的時間間隔變短。不考慮撞擊后雙星系統的質量變化。根據

上述材料，下列說法正確的是（）

A.被航天器撞擊后，雙星系統的運動周期變大

B.小行星質量越大，其運動的軌道越容易被改變

C.被航天器撞擊后，兩個小行星中心連線的距離減小

D.被航天器撞擊后，雙星系統的引力勢能減小

（多選）11.（4分）如圖，一輕繩通過光滑的輕質定滑輪與套在光滑水平桿上的小物塊A

連接，另一端與小球B連接。系統由靜止釋放后，物塊A經過圖示位置時向右運動的速

度大小為VA,小球B的速度大小為VB,輕繩與桿的夾角為a（0°<a<90°）。則（）

OB

A.VACOSCX=VB

B.圖示時刻，小球B處于失重狀態

C.圖示時刻，輕繩對物塊A和小球B做功的功率大小相等

D.由靜止釋放到圖示時刻的過程中，繩中拉力一直對A做正功

二、實驗題：本題共2小題，每空3分，共21分。

12.（9分）向心力演示器如圖所示。

（1）本實驗采用的實驗方法是。

A.控制變量法

B.等效法

C.模擬法

（2）若將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的圓盤上，質量相同的兩鋼球分別放在不同位置

的擋板處，轉動手柄，可探究小球做圓周運動所需向心力F的大小與（選填“m”、

“3”或“r”）的關系。

（3）若將皮帶套在兩輪塔最下面圓盤上（兩圓盤半徑之比為3：1）,質量相同的兩鋼球

放在圖示位置的擋板處，轉動手柄，穩定后，觀察到左側標尺露出1格，右側標尺露出9

格，則可以得出的實驗結論為：。

13.（12分）“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖1所示。

（1）甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中。點為打點計

時器打下的第一個點。從紙帶上A點開始每隔一個點取一個計數點，取得兩個計數點B

和C.該同學用刻度尺，測得OA=9.62cm,OB=15.89cm,OC=23.64cm。已知打點計

時器每0.02s打一個點，重物的質量為1.00kg,取g=9.80m/s2.在OB段運動過程中，

重物重力勢能的減少量△EP=J；重物的動能增加量△Ek=J（結

果均保留三位有效數字）；

計時器牡

[]\、紙帶

圖1圖2圖3

（2）乙同學利用該實驗裝置測定當地的重力加速度。他打出了一條紙帶后，利用紙帶測

量出了各計數點到打點

1

計時器打下的第一個點的距離h,算出了各計數點對應的速度V,以h為橫軸，以-v2為

2

縱軸畫出了如圖3所示的

圖線。由于圖線明顯偏離原點，若測量和計算都沒有問題，其原因可能

是0乙同學測出該圖線的斜率為k,如果阻力不可忽略，則當地

的重力加速度gk（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

三、計算題：本題共3小題，共35分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演

算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。

14.（10分）如圖，裝置BOO'可繞豎直軸OO'轉動，可視為質點的小球A與兩細線連接

后分別系于B、C兩點，裝置靜止時細線AB水平，細線AC與豎直方向的夾角為6=37°。

己知小球的質量為m=lkg,細線AC長為L=lm,B點距C點的水平和豎直距離相等,

取重力加速度g=10m/s2。（sin37°=0.6,cos37°=0.8）求：

（1）當細線AB水平且拉力為零時，該裝置繞00'軸轉動的角速度31（結果可用根號

表示）；

（2）當裝置勻速轉動的角速度為32=2rad/s時，細線AB和AC上的拉力大小。

0

C

37。

B2

m

0)

0'

15.（12分）如圖甲所示，假設某星球表面上有一傾角為9=30°的固定斜面，一質量為m

的小物塊從斜面底端沿斜面向上運動，其速度一時間圖像如圖乙所示。已知小物塊與斜

面間的動摩擦因數為四=0.5,該星球半徑為R=6Xl（）4km,引力常量G=6.67X10一

m2/kg2,求：

（1）該星球的表面重力加速度；

（2）該星球的第一宇宙速度；

（3）該星球的質量。

16.（13分）如圖，一根輕繩繞過光滑的輕質定滑輪，兩端分別連接物塊A和B,B的下面

3

通過輕繩連接物塊C,A鎖定在地面上.已知B和C的質量均為m,A的質量為-m,B

2

和C之間的輕繩長度為L,初始時C離地的高度也為L.現解除對A的鎖定，物塊開始

運動.設物塊可視為質點，落地后不反彈.重力加速度大小為g.求：

（1）A剛上升時的加速度大小a；

（2）A上升過程的最大速度大小Vm;

（3）A離地的最大高度H.

2022-2023學年安徽省宣城市高一下期末物理試卷

參考答案與試題解析

一、選擇題：本題共11小題，每小題4分，共44分。在每小題給出的四個選項中，第1?

7題只有一項符合題目要求，第8?11題有多項符合題目要求，全部選對的得4分，選對但

不全的得2分，有選錯的得0分。

1.（4分）對于做曲線運動的物體，下列說法不正確的是（）

A.做曲線運動的物體，一定做變速運動

B.做曲線運動的物體，一定受變力作用

C.做曲線運動的物體，所受合力的方向一定指向曲線的凹側

D.做勻變速曲線運動的物體，速度方向時刻改變，但永遠不可能與所受合力的方向相同

【解答】解：A.曲線運動的速度方向不斷變化，一定做變速運動，故A正確；

B.根據物體做曲線運動的條件，力與速度方向不共線，則做曲線運動，與變力或恒力無

關，故B錯誤；

C.根據曲線運動的特點，軌跡彎向合力的方向，則所受合力的方向一定指向曲線的凹側，

故C正確；

D.做勻變速曲線運動的物體受到的合力不變，速度沿垂直于力方向的分速度不變，說明

速度不可能與所受合力的方向相同，故D正確。

本題選擇不正確的，

故選：Bo

2.（4分）下列四幅圖是有關生活中的圓周運動的實例分析，其中說法正確的是（）

A.汽車通過凹形橋的最低點時，速度越快越容易爆胎

B.鐵路的轉彎處，外軌比內軌高是為了利用輪緣與內軌的側壓力來幫助火車轉彎

C.“水流星”表演中，在最高點處水對桶底一定有壓力

D.洗衣機的脫水是利用了失重現象

【解答】解：A、汽車通過凹形橋的最低點時，對汽車受力分析，根據牛頓第二定律得:

FN-mg=m^-

整理得：FN=mg+m—

速度越大，汽車輪胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A正確；

B、在鐵路的轉彎處，通常要求外軌比內軌高，目的是使火車自身重力與所受支持力的合

力來提供轉彎所需的向心力，減輕輪緣與軌道的擠壓，故B錯誤；

C、表演“水流星”時，當“水流星”通過最高點時，若滿足水的速度為v=VF

2

即mg=m—v

則此時水對桶底的作用力為零，故C錯誤；

D、洗衣機脫水筒的脫水原理是利用了離心現象，故D錯誤。

故選：Ao

3.（4分）2023年1月14日，中國探月航天IP形象太空兔正式對外公布了名稱：中文名“兔

星星”，英文名"Tostar”。“嫦娥五號”從地球發射飛向月球的軌道變化的示意圖如圖所

示，“嫦娥五號”發射后先在軌道I上運行，當回到近地點A（A點到地心的距離可以認

為等于地球的半徑）時使其加速進入軌道II,再次回到近地點A時，第二次加速進入軌

道III,B點為軌道III的遠地點，關于“嫦娥五號”的發射和變軌過程，下列說法正確的

是（）

A.“嫦娥五號”在軌道I上經過A點時的速度大于在軌道H上經過A點時的速度

B.發射后進入軌道I時，“嫦娥五號”在A點的速度大于第一宇宙速度

C.“嫦娥五號”在軌道I上經過A點時的加速度小于在軌道III上經過B點時的加速度

D.“嫦娥五號”在軌道I上運行的周期大于在軌道III上運行的周期

【解答】解：A、“嫦娥五號”在軌道I上經過A點時需要點火加速進入軌道II,所以在

軌道I上經過A點時的速度小于在軌道II上經過A點時的速度，故A錯誤；

B、近地圓軌道上的運行速度為第一宇宙速度，在近地圓軌道上的A點處加速做離心運

動才能進入軌道I,因此進入軌道I時，“嫦娥五號”在A點的速度大于第一宇宙速度,

故B正確；

C、“嫦娥五號”在軌道I上經過A點時的加速度與軌道III上經過B點時的加速度均由萬

有引力產生，由牛頓第二定律得：G—=ma,得a=&

又因為rB>rA,所以“嫦娥五號”在軌道I上經過A點時的加速度大于在軌道III上經過

B點時的加速度，故C錯誤；

D、軌道I的半長軸小于軌道III,根據開普勒第三定律^=k可知，“嫦娥五號”在軌道

T2

I上運行的周期小于在軌道III上運行的周期，故D錯誤。

故選：Bo

4.（4分）如圖，天花板上有一可自由轉動光滑小環Q,一輕繩穿過Q,兩端分別連接質量

為mi、m2的A、B小球，且mi=2m2。兩小球分別在各自的水平面內做圓周運動，它們

周期相等。則A、B小球到Q的距離11、12的比值三為（）

,2

A.1：2B.2：1C.1：4D.4：1

【解答】解：設繩與豎直方向的夾角為①繩拉力為F,則合力提供向心力

47r2

FsinQ=m^2-r

又根據幾何關系

sinO=

得

F47T2

一=m——

IT2

說明繩長與質量成反比，則

Zdtrio1

—=—=-，故A正確，BCD錯誤。

“巾12

故選：Ao

5.（4分）如圖1,物體受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直線運動。監測到推力F、

物體速度V隨時間t變化的規律如圖2、3所示，g=10m/s2,貝|（）

v/(m-s-1)

/〃////////〃//////////〃///〃23t/s23t/s

A.第Is內推力做的功為1J

B.第2s內摩擦力對物體做的功為2J

C.第1.5s時推力F做功的功率為3W

D.第2s內推力F做功的平均功率A=1.5W

【解答】解：A、第1s內物體未動，所以推力對物體做的功為0J,故A錯誤；

B、物體第3s內做勻速直線運動，物體受到的摩擦力等于推力大小：f=F=2N

物體第2s內做勻加速直線運動，根據速度圖像的面積可知第2秒內物體的位移式=^x

1x2m=Im

故第2s內摩擦力對物體做的功為：Wf=-fx=-2NXlm=-2J,故B錯誤；

C、根據圖3可知第1.5s時物體的速度為Im/s,推力F做功的瞬時功率為P=Fv=3NX

lm/s=3W,故C正確；

D、第2s內推力F做功為WF=Fx=3NXlm=3J

則第2s內推力F做功的平均功率A=苧=瑞=3W,故D錯誤；

故選：Co

6.（4分）如圖，a、b兩小球分別從半圓軌道頂端和斜面頂端以大小相等的初速度vo同時

水平拋出，己知半圓軌道的半徑與斜面豎直高度相等且在同一豎直面內，斜面底邊長是

其豎直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列說法正確的是（）

v0abv0

a、b兩球不可能同時落在半圓軌道和斜面上

改變初速度的大小，b球可能垂直撞在斜面上

改變初速度的大小，a球可能垂直撞在半圓軌道上

改變初速度的大小，b球速度方向和斜面的夾角保持不變

【解答】解：A.將半圓軌道和斜面重合在一起，如圖所示

設交點為A,如果初速度合適，可使小球做平拋運動落在A點，即兩球可能同時落在半

圓軌道和斜面上，故A錯誤；

BD.改變初速度的大小，b球位移偏向角tcma=￡等于斜面傾角不變，則速度偏向角

tcm。=也=答=22也不變，即b球的速度方向和斜面的夾角不變，b球的速度方向斜

向右下方，不可能垂直撞在斜面上，故B錯誤，D正確；

C.若a球垂直撞在半圓軌道上，如圖所示

則此時a球的速度方向的反向延長線過半圓軌道的圓心，且有

tanq）=tan20>2tan0

與平拋運動規律矛盾，a球不可能垂直撞在半圓軌道上，故C錯誤。

故選：D。

7.（4分）一起重機用鋼繩提起靜止在地面上的重物，開始在豎直方向上做勻加速運動，然

后做勻速運動。重物上升高度為h,運動時間為t,加速度為a,動能為Ek,起重機功率

為P,下列圖像能描述上述過程的是（）

C.0D.0

【解答】解：A、重物開始在豎直方向上做初速度為零的勻加速運動，則有八=】就2,

所以h-t圖像開始階段是開口向上的拋物線，故A錯誤；

B、重物開始在豎直方向上做勻加速運動，然后做勻速運動，加速度先不變（不為零），

后為零，a-t圖像先是與時間軸平行且不為零的直線，然后加速度為零，故B錯誤；

C、重物開始在豎直方向上做勻加速運動時，由牛頓第二定律得：

Fi-mg=ma

解得起重機的拉力為：Fi=mg+ma

起重機的功率為：Pi=Fivi=（mg+ma）at,P-t圖像是過原點的傾斜直線；

重物勻速運動時，起重機的拉力為F2=mg

起重機的功率為P2=F2V2=mgv,則起重機的功率為定值，故C正確；

2

D、重物開始在豎直方向上做初速度為零的勻加速運動時的動能為：Ek=^mv=

|ma2t2=mah,則Ek-h圖像開始階段是過原點的傾斜的直線，故D錯誤。

故選：Co

（多選）8.（4分）如圖，在豎直平面內有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎

直，一個質量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高

點B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運動

過程中，下列說法正確的是（）

1

A.重力做功2mgRB.機械能減少鼻爪”

1

C.合外力做功5mgRD.克服摩擦力做功mgR

【解答】解：A、從P到B的過程中，小球下降的高度為R,重力做功為mgR,故A錯

誤；

BD、小球到達B點時恰好對軌道沒有壓力，軌道對小球沒有作用力，由重力提供向心力，

由牛頓第二定律有mg=m§

R

可得VB=yfgR

設克服摩擦力做的功為Wf,從P到B的過程，由動能定理得

1

mgR-Wf=7

解得：Wf=2mgR

1

由功能關系可知機械能減少5mgR,故B正確，D錯誤；

C、根據動能定理得

W—0=CyfgR）2=^mgR,故C正確。

故選：BCo

（多選）9.（4分）如圖所示為旋轉脫水拖把結構圖。把拖把頭放置于脫水桶中，手握固定

套桿向下運動，固定套桿就會給旋轉桿施加驅動力，驅動旋轉桿、拖把頭和脫水桶一起

轉動，把拖把上的水甩出去。旋轉桿上有長度為35cm的螺桿，螺桿的螺距（相鄰螺紋之

間的距離）為d=5cm,拖把頭的托盤半徑為10cm,拖布條的長度為6cm,脫水桶的半

徑為12cm。某次脫水時，固定套桿在1s內勻速下壓了35cm,該過程中拖把頭勻速轉動，

則下列說法正確的是（）

A.拖把頭的周期為7s

B.拖把頭轉動的角速度為14mad/s

C.緊貼脫水桶內壁的拖布條上附著的水最不容易甩出

D.旋轉時脫水桶內壁接觸的點與托盤邊緣處的點向心加速度之比為6：5

【解答】解：A.旋轉桿上有長度為35cm的螺桿，相鄰螺紋之間的距離為d=5cm,共7

圈螺紋，固定套桿在1s內勻速下壓了35cm,則Is轉了7個周期，因此周期為7=Js,

故A錯誤;

B.根據周期和角速度的關系式，角速度3=7=f-rad/s=1477rad/s,故B正確;

7

C.緊貼脫水筒內壁的拖布條半徑最大，根據a=3?r

易知半徑越大，向心加速度越大，需要的向心力越大，越容易甩出，故C錯誤；

D.脫水筒內壁半徑為12cm,托盤邊緣半徑為10cm,根據a=32r

向心加速度之比為‘■=故D正確。

a2r25

故選：BDo

（多選）10.（4分）兩個天體組成雙星系統，它們在相互之間的萬有引力作用下，繞連線

上某點做周期同勻速圓周運動。科學家在地球上用望遠鏡觀測由兩個小行星構成的雙星

系統，看到一個亮度周期性變化的光點，這是因為當其中一個天體擋住另一個天體時，

光點亮度會減弱。科學家用航天器以某速度撞擊該雙星系統中較小的小行星，撞擊后，

科學家觀測到光點明暗變化的時間間隔變短。不考慮撞擊后雙星系統的質量變化。根據

上述材料，下列說法正確的是（）

A.被航天器撞擊后，雙星系統的運動周期變大

B.小行星質量越大，其運動的軌道越容易被改變

C.被航天器撞擊后，兩個小行星中心連線的距離減小

D.被航天器撞擊后，雙星系統的引力勢能減小

【解答】解：A、撞擊后由題意可知，觀測到光點明暗變化的時間間隔變短，可知雙星系

統的運動周期變小，故A錯誤；

B、小行星質量變大，其慣性越大，運動的軌道越不容易被改變，故B錯誤；

CD、設雙星之間的距離為L,星靠相互間的萬有引力提供向心力，所以對兩星：華二

47r247T2

MR-=mr-

聯立解得：T2=匿）,由于周期變小，則兩個小行星中心連線的距離L減小，萬有

引力對雙星做正功，雙星的引力勢能減小，故CD正確；

故選：CDo

（多選）11.（4分）如圖，一輕繩通過光滑的輕質定滑輪與套在光滑水平桿上的小物塊A

連接，另一端與小球B連接。系統由靜止釋放后，物塊A經過圖示位置時向右運動的速

度大小為VA,小球B的速度大小為VB,輕繩與桿的夾角為a（0°<a<90°）。則（）

A.VACOSOC=VB

B.圖示時刻，小球B處于失重狀態

C.圖示時刻，輕繩對物塊A和小球B做功的功率大小相等

D.由靜止釋放到圖示時刻的過程中，繩中拉力一直對A做正功

【解答】解：A、將物塊A的速度沿繩子方向和垂直于繩子的方向分解，如圖所示，物

塊A與小球沿繩方向的分速度相等，則VACOS(X=VB,故A正確；

B、當a=90°時，B球的速度為零，從靜止開始到a=90°時，小球B先向下加速后向

下減速，加速度先向下后向上，先失重后超重，無法判斷圖示時刻B球的狀態，故B錯

誤；

C、由于物塊與小球組成的系統機械能守恒，輕繩對物塊A和小球B的拉力大小相等，

A、B沿繩子方向的速度大小相等，則輕繩對兩者拉力做功的功率大小相等，故C正確；

D、A始終做加速運動，則繩中拉力一直對A做正功，故D正確。

故選：ACDo

二、實驗題：本題共2小題，每空3分，共21分。

12.(9分)向心力演示器如圖所示。

(1)本實驗采用的實驗方法是Ao

A.控制變量法

B.等效法

C.模擬法

(2)若將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的圓盤上，質量相同的兩鋼球分別放在不同位置

的擋板處，轉動手柄，可探究小球做圓周運動所需向心力F的大小與r(選填“m”、

“3”或“r”)的關系。

（3）若將皮帶套在兩輪塔最下面圓盤上（兩圓盤半徑之比為3：1）,質量相同的兩鋼球

放在圖示位置的擋板處，轉動手柄，穩定后，觀察到左側標尺露出1格，右側標尺露出9

格，則可以得出的實驗結論為：質量和半徑一定的條件下，物體做圓周運動需要的向

心力與角速度的平方成正比。

【解答】解：（1）在研究向心力的大小F與質量m、角速度3和半徑r之間的關系時，

應保持兩個物理量不變，研究向心力與第三個物理量的關系，所以本實驗采用的實驗方

法是控制變量法，故A正確，BC錯誤。

故選：Ao

（2）若將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的圓盤上，由v=r3知，角速度3相同，質量

m相同的兩鋼球分別放在不同位置的擋板處，則轉動半徑r不同，轉動手柄，可探究小

球做圓周運動所需向心力F的大小與半徑r的關系。

（3）若將皮帶套在兩輪塔最下面圓盤上（兩圓盤半徑之比為3：1）,由v=r3知，則角

速度之比為1：3；質量相同的兩鋼球放在圖示位置的擋板處，轉動半徑相同；轉動手柄，

穩定后，觀察到左側標尺露出1格，右側標尺露出9格，則向心力之比為1：9；可以得

出的實驗結論為質量和半徑一定的條件下，物體做圓周運動需要的向心力與角速度的平

方成正比。

故答案為：（1）A；（2）r；（3）質量和半徑一定的條件下，物體做圓周運動需要的向心

力與角速度的平方成正比。

13.（12分）“驗證機械能守恒定律”的實驗裝置如圖1所示。

（1）甲同學按照正確的實驗步驟操作后，選出一條紙帶如圖2所示，其中。點為打點計

時器打下的第一個點。從紙帶上A點開始每隔一個點取一個計數點，取得兩個計數點B

和C.該同學用刻度尺，測得OA=9.62cm,OB=15.89cm,OC=23.64cm。已知打點計

時器每0.02s打一個點，重物的質量為1.00kg,取g=9.80m/s2.在OB段運動過程中，

重物重力勢能的減少量AED=1.56J；重物的動能增加量AEk=1.53J（結果均保

留三位有效數字）;

（2）乙同學利用該實驗裝置測定當地的重力加速度。他打出了一條紙帶后，利用紙帶測

量出了各計數點到打點

1

計時器打下的第一個點的距離h,算出了各計數點對應的速度V,以h為橫軸，以5V2為

縱軸畫出了如圖3所示的

圖線。由于圖線明顯偏離原點，若測量和計算都沒有問題，其原因可能是先釋放重物，

再接通打點計時器。乙同學測出該圖線的斜率為k,如果阻力不可忽略，則當地的重力

加速度g大于k（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

【解答】解：（1）在0B段運動過程中，重物重力勢能的減少量為：AEP=mgh0B=lX

9.8X0.1589J^1.56J,

B點的速度為：VB=春=2需薩*IO-m/s=1.75m/s,

則動能的增加量為：AEk=1mvi=1xlX1.752J^1.53Jo

（2）從圖象中可以看出，當物體下落的高度為0時，物體的速度不為0,說明了操作中

先釋放重物，再接通（打點計時器）電源。

11

若阻力忽略，根據機械能守恒知，mgh=^mv2,貝（J：v2=gh,斜率k=g。

/2

11

若阻力不能忽略，則有：mgh-fh=^mv2,貝k丫2=（g-f）h,斜率k<g,即當地的重

力加速度g大于k?

故答案為：（1）1.56,1.53；（2）先釋放重物，再接通打點計時器，大于。

三、計算題：本題共3小題，共35分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演

算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位。

14.（10分）如圖，裝置BOO'可繞豎直軸00,轉動，可視為質點的小球A與兩細線連接

后分別系于B、C兩點，裝置靜止時細線AB水平，細線AC與豎直方向的夾角為。=37°。

已知小球的質量為m=lkg,細線AC長為L=lm,B點距C點的水平和豎直距離相等,

取重力加速度g=10m/s2。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)求：

(1)當細線AB水平且拉力為零時，該裝置繞00'軸轉動的角速度31(結果可用根號

表示)；

(2)當裝置勻速轉動的角速度為32=2rad/s時，細線AB和AC上的拉力大小。

【解答】解：(1)由題意，當細線AB水平且張力為。時，小球的重力和細線AC的張

力的合力提供小球做圓周運動的向心力，有

mgtan37°=ma)lLsin37°

代入數據解得3]=^y[2rad/s

(2)當如=2rad/s<a)1=|岳ad/s時，細線AB水平，對小球受力分析，設AB和

AC的拉力為Fi、F2,則水平方向：F2cos37°=mg

2

豎直方向：F2s譏37°—a=ma)2Lsin37°

代入數據解得Fi=5.1N,F2=12.5N

答：(1)當細線AB水平且拉力為零時，該裝置繞00'軸轉動的角速度為#rad/s；

(2)當裝置勻速轉動的角速度為32=2rad/s時，細線AB和AC上的拉力大小分別為5.1N

和12.5N。

15.(12分)如圖甲所示，假設某星球