2022-2023学年安徽省宣城市高一年级下册期末物理试卷附答案解析

2022-2023学年安徽省宣城市高一下期末物理试卷

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1〜

7题只有一项符合题目要求，第8〜11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但

不全的得2分，有选错的得0分。

1.（4分）对于做曲线运动的物体，下列说法不正确的是（）

A.做曲线运动的物体，一定做变速运动

B.做曲线运动的物体，一定受变力作用

C.做曲线运动的物体，所受合力的方向一定指向曲线的凹侧

D.做匀变速曲线运动的物体，速度方向时刻改变，但永远不可能与所受合力的方向相同

2.（4分）下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（）

码车轮

针衣内轨

1nmm

A.汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎

B.铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯

C.“水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力

D.洗衣机的脱水是利用了失重现象

3.（4分）2023年1月14日，中国探月航天IP形象太空兔正式对外公布了名称：中文名“兔

星星”，英文名"Tostar”。“嫦娥五号”从地球发射飞向月球的轨道变化的示意图如图所

示，“嫦娥五号”发射后先在轨道I上运行，当回到近地点A（A点到地心的距离可以认

为等于地球的半径）时使其加速进入轨道H,再次回到近地点A时，第二次加速进入轨

道III,B点为轨道III的远地点，关于“嫦娥五号”的发射和变轨过程，下列说法正确的

是（）

地月转移轨道

A.“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的速度大于在轨道II上经过A点时的速度

B.发射后进入轨道I时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度

C.“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度小于在轨道III上经过B点时的加速度

D.“嫦娥五号”在轨道I上运行的周期大于在轨道III上运行的周期

4.（4分）如图，天花板上有一可自由转动光滑小环Q,一轻绳穿过Q,两端分别连接质量

为mi、m2的A、B小球，且mi=2m2。两小球分别在各自的水平面内做圆周运动，它们

周期相等。则A、B小球到Q的距离h、12的比值?为（）

A.1：2B.2：1C.1：4D.4：1

5.（4分）如图1,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、

图1图2图3

A.第1s内推力做的功为1J

B.第2s内摩擦力对物体做的功为2J

C.第1.5s时推力F做功的功率为3W

D.第2s内推力F做功的平均功率A=1.5W

6.（4分）如图，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度vo同时

水平抛出，已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内，斜面底边长是

其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列说法正确的是（）

A.a、b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上

B.改变初速度的大小，b球可能垂直撞在斜面上

C.改变初速度的大小，a球可能垂直撞在半圆轨道上

D.改变初速度的大小，b球速度方向和斜面的夹角保持不变

7.（4分）一起重机用钢绳提起静止在地面上的重物，开始在竖直方向上做匀加速运动，然

后做匀速运动。重物上升高度为h,运动时间为t,加速度为a,动能为Ek,起重机功率

（多选）8.（4分）如图，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径0A水平、0B竖

直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高

点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动

过程中，下列说法正确的是（）

1

A.重力做功2mgRB.机械能减少万小。/?

1

C.合外力做功D.克服摩擦力做功mgR

（多选）9.（4分）如图所示为旋转脱水拖把结构图。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定

套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头和脱水桶一起

转动，把拖把上的水甩出去。旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之

间的距离）为d=5cm,拖把头的托盘半径为10cm,拖布条的长度为6cm,脱水桶的半

径为12cm。某次脱水时，固定套杆在1s内匀速下压了35cm,该过程中拖把头匀速转动，

则下列说法正确的是（

A.拖把头的周期为7s

B.拖把头转动的角速度为14irrad/s

C.紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出

D.旋转时脱水桶内壁接触的点与托盘边缘处的点向心加速度之比为6：5

（多选）10.（4分）两个天体组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线

上某点做周期同匀速圆周运动。科学家在地球上用望远镜观测由两个小行星构成的双星

系统，看到一个亮度周期性变化的光点，这是因为当其中一个天体挡住另一个天体时，

光点亮度会减弱。科学家用航天器以某速度撞击该双星系统中较小的小行星，撞击后，

科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。不考虑撞击后双星系统的质量变化。根据

上述材料，下列说法正确的是（）

A.被航天器撞击后，双星系统的运动周期变大

B.小行星质量越大，其运动的轨道越容易被改变

C.被航天器撞击后，两个小行星中心连线的距离减小

D.被航天器撞击后，双星系统的引力势能减小

（多选）11.（4分）如图，一轻绳通过光滑的轻质定滑轮与套在光滑水平杆上的小物块A

连接，另一端与小球B连接。系统由静止释放后，物块A经过图示位置时向右运动的速

度大小为VA,小球B的速度大小为VB,轻绳与杆的夹角为a（0°<a<90°）。则（）

OB

A.VACOSCX=VB

B.图示时刻，小球B处于失重状态

C.图示时刻，轻绳对物块A和小球B做功的功率大小相等

D.由静止释放到图示时刻的过程中，绳中拉力一直对A做正功

二、实验题：本题共2小题，每空3分，共21分。

12.（9分）向心力演示器如图所示。

（1）本实验采用的实验方法是。

A.控制变量法

B.等效法

C.模拟法

（2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置

的挡板处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与（选填“m”、

“3”或“r”）的关系。

（3）若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为3：1）,质量相同的两钢球

放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9

格，则可以得出的实验结论为：。

13.（12分）“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示。

（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中。点为打点计

时器打下的第一个点。从纸带上A点开始每隔一个点取一个计数点，取得两个计数点B

和C.该同学用刻度尺，测得OA=9.62cm,OB=15.89cm,OC=23.64cm。已知打点计

时器每0.02s打一个点，重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2.在OB段运动过程中，

重物重力势能的减少量△EP=J；重物的动能增加量△Ek=J（结

果均保留三位有效数字）；

计时器牡

[]\、纸带

图1图2图3

（2）乙同学利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测

量出了各计数点到打点

1

计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度V,以h为横轴，以-v2为

2

纵轴画出了如图3所示的

图线。由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能

是0乙同学测出该图线的斜率为k,如果阻力不可忽略，则当地

的重力加速度gk（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

三、计算题：本题共3小题，共35分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演

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。

14.（10分）如图，装置BOO'可绕竖直轴OO'转动，可视为质点的小球A与两细线连接

后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角为6=37°。

己知小球的质量为m=lkg,细线AC长为L=lm,B点距C点的水平和竖直距离相等,

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

（1）当细线AB水平且拉力为零时，该装置绕00'轴转动的角速度31（结果可用根号

表示）；

（2）当装置匀速转动的角速度为32=2rad/s时，细线AB和AC上的拉力大小。

0

C

37。

B2

m

0)

0'

15.（12分）如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角为9=30°的固定斜面，一质量为m

的小物块从斜面底端沿斜面向上运动，其速度一时间图像如图乙所示。已知小物块与斜

面间的动摩擦因数为四=0.5,该星球半径为R=6Xl（）4km,引力常量G=6.67X10一

m2/kg2,求：

（1）该星球的表面重力加速度；

（2）该星球的第一宇宙速度；

（3）该星球的质量。

16.（13分）如图，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮，两端分别连接物块A和B,B的下面

3

通过轻绳连接物块C,A锁定在地面上.已知B和C的质量均为m,A的质量为-m,B

2

和C之间的轻绳长度为L,初始时C离地的高度也为L.现解除对A的锁定，物块开始

运动.设物块可视为质点，落地后不反弹.重力加速度大小为g.求：

（1）A刚上升时的加速度大小a；

（2）A上升过程的最大速度大小Vm;

（3）A离地的最大高度H.

2022-2023学年安徽省宣城市高一下期末物理试卷

参考答案与试题解析

一、选择题：本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1〜

7题只有一项符合题目要求，第8〜11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但

不全的得2分，有选错的得0分。

1.（4分）对于做曲线运动的物体，下列说法不正确的是（）

A.做曲线运动的物体，一定做变速运动

B.做曲线运动的物体，一定受变力作用

C.做曲线运动的物体，所受合力的方向一定指向曲线的凹侧

D.做匀变速曲线运动的物体，速度方向时刻改变，但永远不可能与所受合力的方向相同

【解答】解：A.曲线运动的速度方向不断变化，一定做变速运动，故A正确；

B.根据物体做曲线运动的条件，力与速度方向不共线，则做曲线运动，与变力或恒力无

关，故B错误；

C.根据曲线运动的特点，轨迹弯向合力的方向，则所受合力的方向一定指向曲线的凹侧，

故C正确；

D.做匀变速曲线运动的物体受到的合力不变，速度沿垂直于力方向的分速度不变，说明

速度不可能与所受合力的方向相同，故D正确。

本题选择不正确的，

故选：Bo

2.（4分）下列四幅图是有关生活中的圆周运动的实例分析，其中说法正确的是（）

A.汽车通过凹形桥的最低点时，速度越快越容易爆胎

B.铁路的转弯处，外轨比内轨高是为了利用轮缘与内轨的侧压力来帮助火车转弯

C.“水流星”表演中，在最高点处水对桶底一定有压力

D.洗衣机的脱水是利用了失重现象

【解答】解：A、汽车通过凹形桥的最低点时，对汽车受力分析，根据牛顿第二定律得:

FN-mg=m^-

整理得：FN=mg+m—

速度越大，汽车轮胎所受地面支持力越大，越容易爆胎，故A正确；

B、在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是使火车自身重力与所受支持力的合

力来提供转弯所需的向心力，减轻轮缘与轨道的挤压，故B错误；

C、表演“水流星”时，当“水流星”通过最高点时，若满足水的速度为v=VF

2

即mg=m—v

则此时水对桶底的作用力为零，故C错误；

D、洗衣机脱水筒的脱水原理是利用了离心现象，故D错误。

故选：Ao

3.（4分）2023年1月14日，中国探月航天IP形象太空兔正式对外公布了名称：中文名“兔

星星”，英文名"Tostar”。“嫦娥五号”从地球发射飞向月球的轨道变化的示意图如图所

示，“嫦娥五号”发射后先在轨道I上运行，当回到近地点A（A点到地心的距离可以认

为等于地球的半径）时使其加速进入轨道II,再次回到近地点A时，第二次加速进入轨

道III,B点为轨道III的远地点，关于“嫦娥五号”的发射和变轨过程，下列说法正确的

是（）

A.“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的速度大于在轨道H上经过A点时的速度

B.发射后进入轨道I时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度

C.“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度小于在轨道III上经过B点时的加速度

D.“嫦娥五号”在轨道I上运行的周期大于在轨道III上运行的周期

【解答】解：A、“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时需要点火加速进入轨道II,所以在

轨道I上经过A点时的速度小于在轨道II上经过A点时的速度，故A错误；

B、近地圆轨道上的运行速度为第一宇宙速度，在近地圆轨道上的A点处加速做离心运

动才能进入轨道I,因此进入轨道I时，“嫦娥五号”在A点的速度大于第一宇宙速度,

故B正确；

C、“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度与轨道III上经过B点时的加速度均由万

有引力产生，由牛顿第二定律得：G—=ma,得a=&

又因为rB>rA,所以“嫦娥五号”在轨道I上经过A点时的加速度大于在轨道III上经过

B点时的加速度，故C错误；

D、轨道I的半长轴小于轨道III,根据开普勒第三定律^=k可知，“嫦娥五号”在轨道

T2

I上运行的周期小于在轨道III上运行的周期，故D错误。

故选：Bo

4.（4分）如图，天花板上有一可自由转动光滑小环Q,一轻绳穿过Q,两端分别连接质量

为mi、m2的A、B小球，且mi=2m2。两小球分别在各自的水平面内做圆周运动，它们

周期相等。则A、B小球到Q的距离11、12的比值三为（）

,2

A.1：2B.2：1C.1：4D.4：1

【解答】解：设绳与竖直方向的夹角为①绳拉力为F,则合力提供向心力

47r2

FsinQ=m^2-r

又根据几何关系

sinO=

得

F47T2

一=m——

IT2

说明绳长与质量成反比，则

Zdtrio1

—=—=-，故A正确，BCD错误。

“巾12

故选：Ao

5.（4分）如图1,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、

物体速度V随时间t变化的规律如图2、3所示，g=10m/s2,贝|（）

v/(m-s-1)

/〃////////〃//////////〃///〃23t/s23t/s

A.第Is内推力做的功为1J

B.第2s内摩擦力对物体做的功为2J

C.第1.5s时推力F做功的功率为3W

D.第2s内推力F做功的平均功率A=1.5W

【解答】解：A、第1s内物体未动，所以推力对物体做的功为0J,故A错误；

B、物体第3s内做匀速直线运动，物体受到的摩擦力等于推力大小：f=F=2N

物体第2s内做匀加速直线运动，根据速度图像的面积可知第2秒内物体的位移式=^x

1x2m=Im

故第2s内摩擦力对物体做的功为：Wf=-fx=-2NXlm=-2J,故B错误；

C、根据图3可知第1.5s时物体的速度为Im/s,推力F做功的瞬时功率为P=Fv=3NX

lm/s=3W,故C正确；

D、第2s内推力F做功为WF=Fx=3NXlm=3J

则第2s内推力F做功的平均功率A=苧=瑞=3W,故D错误；

故选：Co

6.（4分）如图，a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度vo同时

水平抛出，己知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等且在同一竖直面内，斜面底边长是

其竖直高度的2倍，若小球b能落到斜面上，下列说法正确的是（）

v0abv0

a、b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上

改变初速度的大小，b球可能垂直撞在斜面上

改变初速度的大小，a球可能垂直撞在半圆轨道上

改变初速度的大小，b球速度方向和斜面的夹角保持不变

【解答】解：A.将半圆轨道和斜面重合在一起，如图所示

设交点为A,如果初速度合适，可使小球做平抛运动落在A点，即两球可能同时落在半

圆轨道和斜面上，故A错误；

BD.改变初速度的大小，b球位移偏向角tcma=£等于斜面倾角不变，则速度偏向角

tcm。=也=答=22也不变，即b球的速度方向和斜面的夹角不变，b球的速度方向斜

向右下方，不可能垂直撞在斜面上，故B错误，D正确；

C.若a球垂直撞在半圆轨道上，如图所示

则此时a球的速度方向的反向延长线过半圆轨道的圆心，且有

tanq）=tan20>2tan0

与平抛运动规律矛盾，a球不可能垂直撞在半圆轨道上，故C错误。

故选：D。

7.（4分）一起重机用钢绳提起静止在地面上的重物，开始在竖直方向上做匀加速运动，然

后做匀速运动。重物上升高度为h,运动时间为t,加速度为a,动能为Ek,起重机功率

为P,下列图像能描述上述过程的是（）

C.0D.0

【解答】解：A、重物开始在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动，则有八=】就2,

所以h-t图像开始阶段是开口向上的抛物线，故A错误；

B、重物开始在竖直方向上做匀加速运动，然后做匀速运动，加速度先不变（不为零），

后为零，a-t图像先是与时间轴平行且不为零的直线，然后加速度为零，故B错误；

C、重物开始在竖直方向上做匀加速运动时，由牛顿第二定律得：

Fi-mg=ma

解得起重机的拉力为：Fi=mg+ma

起重机的功率为：Pi=Fivi=（mg+ma）at,P-t图像是过原点的倾斜直线；

重物匀速运动时，起重机的拉力为F2=mg

起重机的功率为P2=F2V2=mgv,则起重机的功率为定值，故C正确；

2

D、重物开始在竖直方向上做初速度为零的匀加速运动时的动能为：Ek=^mv=

|ma2t2=mah,则Ek-h图像开始阶段是过原点的倾斜的直线，故D错误。

故选：Co

（多选）8.（4分）如图，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖

直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高

点B时恰好对轨道没有压力。已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动

过程中，下列说法正确的是（）

1

A.重力做功2mgRB.机械能减少鼻爪”

1

C.合外力做功5mgRD.克服摩擦力做功mgR

【解答】解：A、从P到B的过程中，小球下降的高度为R,重力做功为mgR,故A错

误；

BD、小球到达B点时恰好对轨道没有压力，轨道对小球没有作用力，由重力提供向心力，

由牛顿第二定律有mg=m§

R

可得VB=yfgR

设克服摩擦力做的功为Wf,从P到B的过程，由动能定理得

1

mgR-Wf=7

解得：Wf=2mgR

1

由功能关系可知机械能减少5mgR,故B正确，D错误；

C、根据动能定理得

W—0=CyfgR）2=^mgR,故C正确。

故选：BCo

（多选）9.（4分）如图所示为旋转脱水拖把结构图。把拖把头放置于脱水桶中，手握固定

套杆向下运动，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头和脱水桶一起

转动，把拖把上的水甩出去。旋转杆上有长度为35cm的螺杆，螺杆的螺距（相邻螺纹之

间的距离）为d=5cm,拖把头的托盘半径为10cm,拖布条的长度为6cm,脱水桶的半

径为12cm。某次脱水时，固定套杆在1s内匀速下压了35cm,该过程中拖把头匀速转动，

则下列说法正确的是（）

A.拖把头的周期为7s

B.拖把头转动的角速度为14mad/s

C.紧贴脱水桶内壁的拖布条上附着的水最不容易甩出

D.旋转时脱水桶内壁接触的点与托盘边缘处的点向心加速度之比为6：5

【解答】解：A.旋转杆上有长度为35cm的螺杆，相邻螺纹之间的距离为d=5cm,共7

圈螺纹，固定套杆在1s内匀速下压了35cm,则Is转了7个周期，因此周期为7=Js,

故A错误;

B.根据周期和角速度的关系式，角速度3=7=f-rad/s=1477rad/s,故B正确;

7

C.紧贴脱水筒内壁的拖布条半径最大，根据a=3?r

易知半径越大，向心加速度越大，需要的向心力越大，越容易甩出，故C错误；

D.脱水筒内壁半径为12cm,托盘边缘半径为10cm,根据a=32r

向心加速度之比为‘■=故D正确。

a2r25

故选：BDo

（多选）10.（4分）两个天体组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线

上某点做周期同匀速圆周运动。科学家在地球上用望远镜观测由两个小行星构成的双星

系统，看到一个亮度周期性变化的光点，这是因为当其中一个天体挡住另一个天体时，

光点亮度会减弱。科学家用航天器以某速度撞击该双星系统中较小的小行星，撞击后，

科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。不考虑撞击后双星系统的质量变化。根据

上述材料，下列说法正确的是（）

A.被航天器撞击后，双星系统的运动周期变大

B.小行星质量越大，其运动的轨道越容易被改变

C.被航天器撞击后，两个小行星中心连线的距离减小

D.被航天器撞击后，双星系统的引力势能减小

【解答】解：A、撞击后由题意可知，观测到光点明暗变化的时间间隔变短，可知双星系

统的运动周期变小，故A错误；

B、小行星质量变大，其惯性越大，运动的轨道越不容易被改变，故B错误；

CD、设双星之间的距离为L,星靠相互间的万有引力提供向心力，所以对两星：华二

47r247T2

MR-=mr-

联立解得：T2=匿）,由于周期变小，则两个小行星中心连线的距离L减小，万有

引力对双星做正功，双星的引力势能减小，故CD正确；

故选：CDo

（多选）11.（4分）如图，一轻绳通过光滑的轻质定滑轮与套在光滑水平杆上的小物块A

连接，另一端与小球B连接。系统由静止释放后，物块A经过图示位置时向右运动的速

度大小为VA,小球B的速度大小为VB,轻绳与杆的夹角为a（0°<a<90°）。则（）

A.VACOSOC=VB

B.图示时刻，小球B处于失重状态

C.图示时刻，轻绳对物块A和小球B做功的功率大小相等

D.由静止释放到图示时刻的过程中，绳中拉力一直对A做正功

【解答】解：A、将物块A的速度沿绳子方向和垂直于绳子的方向分解，如图所示，物

块A与小球沿绳方向的分速度相等，则VACOS(X=VB,故A正确；

B、当a=90°时，B球的速度为零，从静止开始到a=90°时，小球B先向下加速后向

下减速，加速度先向下后向上，先失重后超重，无法判断图示时刻B球的状态，故B错

误；

C、由于物块与小球组成的系统机械能守恒，轻绳对物块A和小球B的拉力大小相等，

A、B沿绳子方向的速度大小相等，则轻绳对两者拉力做功的功率大小相等，故C正确；

D、A始终做加速运动，则绳中拉力一直对A做正功，故D正确。

故选：ACDo

二、实验题：本题共2小题，每空3分，共21分。

12.(9分)向心力演示器如图所示。

(1)本实验采用的实验方法是Ao

A.控制变量法

B.等效法

C.模拟法

(2)若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，质量相同的两钢球分别放在不同位置

的挡板处，转动手柄，可探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与r(选填“m”、

“3”或“r”)的关系。

（3）若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为3：1）,质量相同的两钢球

放在图示位置的挡板处，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9

格，则可以得出的实验结论为：质量和半径一定的条件下，物体做圆周运动需要的向

心力与角速度的平方成正比。

【解答】解：（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度3和半径r之间的关系时，

应保持两个物理量不变，研究向心力与第三个物理量的关系，所以本实验采用的实验方

法是控制变量法，故A正确，BC错误。

故选：Ao

（2）若将传动皮带套在两塔轮半径相同的圆盘上，由v=r3知，角速度3相同，质量

m相同的两钢球分别放在不同位置的挡板处，则转动半径r不同，转动手柄，可探究小

球做圆周运动所需向心力F的大小与半径r的关系。

（3）若将皮带套在两轮塔最下面圆盘上（两圆盘半径之比为3：1）,由v=r3知，则角

速度之比为1：3；质量相同的两钢球放在图示位置的挡板处，转动半径相同；转动手柄，

稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则向心力之比为1：9；可以得

出的实验结论为质量和半径一定的条件下，物体做圆周运动需要的向心力与角速度的平

方成正比。

故答案为：（1）A；（2）r；（3）质量和半径一定的条件下，物体做圆周运动需要的向心

力与角速度的平方成正比。

13.（12分）“验证机械能守恒定律”的实验装置如图1所示。

（1）甲同学按照正确的实验步骤操作后，选出一条纸带如图2所示，其中。点为打点计

时器打下的第一个点。从纸带上A点开始每隔一个点取一个计数点，取得两个计数点B

和C.该同学用刻度尺，测得OA=9.62cm,OB=15.89cm,OC=23.64cm。已知打点计

时器每0.02s打一个点，重物的质量为1.00kg,取g=9.80m/s2.在OB段运动过程中，

重物重力势能的减少量AED=1.56J；重物的动能增加量AEk=1.53J（结果均保

留三位有效数字）;

（2）乙同学利用该实验装置测定当地的重力加速度。他打出了一条纸带后，利用纸带测

量出了各计数点到打点

1

计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度V,以h为横轴，以5V2为

纵轴画出了如图3所示的

图线。由于图线明显偏离原点，若测量和计算都没有问题，其原因可能是先释放重物，

再接通打点计时器。乙同学测出该图线的斜率为k,如果阻力不可忽略，则当地的重力

加速度g大于k（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

【解答】解：（1）在0B段运动过程中，重物重力势能的减少量为：AEP=mgh0B=lX

9.8X0.1589J^1.56J,

B点的速度为：VB=春=2需萨*IO-m/s=1.75m/s,

则动能的增加量为：AEk=1mvi=1xlX1.752J^1.53Jo

（2）从图象中可以看出，当物体下落的高度为0时，物体的速度不为0,说明了操作中

先释放重物，再接通（打点计时器）电源。

11

若阻力忽略，根据机械能守恒知，mgh=^mv2,贝（J：v2=gh,斜率k=g。

/2

11

若阻力不能忽略，则有：mgh-fh=^mv2,贝k丫2=（g-f）h,斜率k<g,即当地的重

力加速度g大于k„

故答案为：（1）1.56,1.53；（2）先释放重物，再接通打点计时器，大于。

三、计算题：本题共3小题，共35分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演

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。

14.（10分）如图，装置BOO'可绕竖直轴00,转动，可视为质点的小球A与两细线连接

后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角为。=37°。

已知小球的质量为m=lkg,细线AC长为L=lm,B点距C点的水平和竖直距离相等,

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

(1)当细线AB水平且拉力为零时，该装置绕00'轴转动的角速度31(结果可用根号

表示)；

(2)当装置匀速转动的角速度为32=2rad/s时，细线AB和AC上的拉力大小。

【解答】解：(1)由题意，当细线AB水平且张力为。时，小球的重力和细线AC的张

力的合力提供小球做圆周运动的向心力，有

mgtan37°=ma)lLsin37°

代入数据解得3]=^y[2rad/s

(2)当如=2rad/s<a)1=|岳ad/s时，细线AB水平，对小球受力分析，设AB和

AC的拉力为Fi、F2,则水平方向：F2cos37°=mg

2

竖直方向：F2s讥37°—a=ma)2Lsin37°

代入数据解得Fi=5.1N,F2=12.5N

答：(1)当细线AB水平且拉力为零时，该装置绕00'轴转动的角速度为#rad/s；

(2)当装置匀速转动的角速度为32=2rad/s时，细线AB和AC上的拉力大小分别为5.1N

和12.5N。

15.(12分)如图甲所示，假设某星球