2024-2025学年广东广州七中高一下学期期中物理试题含答案

高中2024-2025学年度下学期高一物理期中考试卷（物理班）第I卷（选择题）一、单选题（共8题，每题3分。）1.关于曲线运动，下列说法中正确的是（）A.曲线运动速度大小一定变化B.曲线运动的加速度一定变化C.曲线运动的速度方向一定变化D.做曲线运动的物体所受的外力一定变化2.投壶，源于射礼，是中国古代宴饮时做的一种投掷游戏。如图所示，游戏者先后从同一高度的A、B两点以速率v1、v2水平投出两支相同的箭，两支箭都落入壶中，且落到壶中时的速度方向与水平方向的夹角分别为45°、30°，A点离壶口较近。不计空气阻力，忽略箭长、壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是（）A.B.C.从B点投出箭在空中运动的时间更长D.从A、B两点投出的箭落入壶中时的速度大小之比为3.如图，竖直面内两个完全相同的光滑“凹形”圆弧轨道和“凸形”圆弧轨道平滑对接，P、Q是等高的两端。让一可视为质点的小球以沿切线的初速度从P端进入轨道，则（）A.小球在轨道最低点的机械能最大B.小球在轨道最低点对轨道的压力最大C.改变初速度大小，小球可能中途脱离“凹形”轨道D.无论怎样改变初速度大小，小球都不能通过Q点4.如图所示，两物块质量分别为，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦。开始时，两物块距离地面高度相同，用手托住物块，然后由静止释放，直至物块间高度差为。在此过程中，下列说法正确的是（）A.物块的机械能守恒B.物块的机械能减小了C.物块机械能的变化量等于细绳拉力对它所做的功D.物块重力势能的增加量小于其动能增加量5.2025年2月3日《观点网》消息，小米汽车官方微博宣布，2025年1月，小米SU7交付量再次超过两万辆。时刻，一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动，时功率达到之后功率保持不变，其图像如图所示。设汽车在运动过程中阻力不变，下列说法正确的是（）A.汽车受到的阻力大小为15000NB.匀加速运动阶段汽车牵引力做的功为C.汽车质量为2000kgD.汽车在做变加速运动过程中的位移大小约为640m6.如图，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和小物块B，跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O（不计滑轮的摩擦），A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A.物块B受到的摩擦力方向一直沿着斜面向上B.物块B受到的摩擦力大小可能始终不变C.小球所受重力的功率一直增大D.地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右7.A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，如图甲所示。两卫星之间的距离随时间周期性变化，如图乙所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（）A.A、B的轨道半径之比为B.A、B的线速度之比为C.A的运动周期大于B的运动周期D.A、B的向心加速度之比为8.海底世界里的“海豹顶球”表演深受小朋友们的喜欢。在某次表演中，球被海豹以一定的初速度顶起后沿竖直方向向上运动，到达最高点后又落回原处被海豹接住，球上升和下落过程中的动能与位移x的关系如图所示。假设整个过程中球所受的空气阻力大小不变，则球所受重力和阻力大小分别为（）A.， B.，C.， D.，二、多选题（共4顾，每题6分，选得3分，错选不得分。）9.如图所示，电动小船从A码头出发渡河，船自身相对于静水的速度不变。已知河宽为d，河水流速不变，且，下列判断正确的是（）A若船头垂直河岸方向渡河，则渡河时间最短B.若船头垂直河岸方向渡河，渡河位移也是最短C.若船头与上游河岸夹角合适，则船有可能到达正对岸的B点D.无论船头指向何方，渡河的最短位移都不可能为河宽d10.如图所示，绕过定滑轮A、B的轻质细线一端吊着物块甲，另一端连接可视为质点的物块乙，物块乙放在光滑水平面上，此时细线处于伸直状态。现将物块甲由静止释放，在物块乙沿水平面运动到定滑轮A正下方的过程中（不计滑轮的大小、质量和摩擦，物块乙运动到滑轮A正下方时，物块甲还未落地），下列说法正确的是（）A.物块甲和物块乙的速率始终相等B.物块乙沿细线方向的分速度大小与物块甲的速度大小始终相等C.物块甲先超重后失重D.物块甲先失重后超重11.我国在深空探测方面将继续实施月球探测工程，为完成月球极区高精度着陆和阴影坑飞跃探测，将发射嫦娥七号探测器，已知嫦娥七号进入的环月轨道周期为T、轨道高度为h，已知引力常量为G，忽略月球自转，结合下列哪组数据能够求出月球的质量（）A.嫦娥七号受到月球对它的引力大小FB.嫦娥七号运行的角速度ωC.嫦娥七号运行的线速度D.月球表面的重力加速度g12.如图甲所示为一种叫”魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的质量为m（视为质点），陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向（指向圆心或背离圆心），大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.陀螺沿轨道可能做匀速圆周运动B.陀螺在轨道外侧运动，由A到B的过程中，轨道对其的支持力逐渐变小C.陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，此时的最大速度为D.陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，其对轨道的压力大小为第II卷（非选择题）三、实验题（2题，共13分）13.某实验小组的同学用如图甲、乙所示的装置来探究平抛运动的特点，请回答下列问题。（1）图甲中选用两个相同的弧形轨道、，的末端切线水平，的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁、，调节电磁铁、的高度，使。现将小铁球、分别吸在电磁铁、上，切断电源，使两小铁球由静止释放后分别从轨道、的下端滑出。实验选用的弧形轨道、________（填“需要”或“不需要”）确保表面光滑。实验中观察到小铁球、相碰，保持，仅改变弧形轨道在竖直方向的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明________。（2）用图乙装置做实验时，________（填“需要”或“不需要”）确保每次都从同一位置由静止释放小铁球。（3）利用图乙装置完成实验后记录平抛运动的部分点如图丙所示，图中小方格的边长均为，取重力加速度大小，则小铁球从点运动到点的时间为________，小铁球经过点时的速度大小为________。14.在一根细绳的下端拴一个可视为质点的小物体，绳子上端固定，使小物体在水平圆周上以大小恒定的速度旋转，细绳所掠过的路径为圆锥表面，这就是圆锥摆。某同学设计了一个用圆锥摆验证向心力的表达式的实验，如图甲所示，细绳的固定悬点P刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线对齐，细绳的下端系一个小钢球Q（视为质点），将画着同心圆的白纸固定在水平桌面上，并使同心圆的圆心O刚好位于固定悬点的正下方。用手带动钢球，并使小钢球刚好沿纸上某个半径为r的匀速圆周运动，小钢球的质量为m，重力加速度为g。(1)测量小钢球刚好完成n个圆周的总时间t，由此可以得到小钢球做匀速圆周运动时需要的向心力为F需=________；(2)利用竖直的刻度尺求出小钢球做水平面内的匀速圆周运动时球心所在的水平面与悬点所在的水平面之间的高度差为h，那么小钢球做匀速圆周运动时由外力提供的向心力表达式为F供=________；(3)改变小钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，该图线的斜率表达式为________。四、解答题（3题，共39分）15.如图所示，AB是倾角θ为45°直轨道，CD是半径R=0.4m的圆弧轨道，它们通过一段曲面BC平滑相接，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑。一个质量m=1kg的物体（可以看作质点）从高H的地方由静止释放，结果它从圆弧最高点D点飞出，垂直斜面击中P点。已知P点与圆弧的圆心O等高。g取10m/s2，求：（1）物体击中P点前瞬间的速度；（2）在C点轨道对物体的压力大小；（3）物体静止释放时的高度H。16.如图，固定在竖直平面内的倾斜轨道AB，与水平固定光滑轨道BC相连，竖直墙壁CD高H=0.2m，在地面上紧靠墙壁固定一个和CD等高，底边长L1=0.3m的固定斜面。一质量m=0.1kg可视为质点的小物块在轨道AB上从距离B点L2=4m处由静止释放，从C点水平抛出。已知小物块与AB段轨道间的动摩擦因数μ=0.5，通过B点时无能量损失；AB段与水平面的夹角为37°空气阻力不计，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：（1）小物块运动到B点时的速度大小；（2）小物块从C点抛出到击中斜面的时间。17.如图所示，水平转台上A点放有一个小物体，转台中心O有一个立杆，长度为L的细线一端系住小物体，小物体可看作质点，另一端系在立杆上的B点，细线AB与立杆成角，转台不旋转时细线上没有拉力。小物体与转台之间的动摩擦因数为0.3，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。，，求：（1）细线上刚好产生拉力时，小物体随转台转动的角速度；（2）转台对小物体支持力刚好为零时，小物体转动的角速度；（3）当小物体转动的角速度为时烧断细线，小物体落在转台上的C点，求O、C之间的距离。

2024-2025学年度下学期高一物理期中考试卷（物理班）第I卷（选择题）一、单选题（共8题，每题3分。）1.关于曲线运动，下列说法中正确的是（）A.曲线运动速度大小一定变化B.曲线运动的加速度一定变化C.曲线运动的速度方向一定变化D.做曲线运动的物体所受的外力一定变化【答案】C【解析】【详解】A．曲线运动的速度大小可能不变，如匀速圆周运动，故A错误；B．曲线运动的加速度不一定变化，如平抛运动，故B错误；C．曲线运动的速度方向与过该点的曲线的切线方向相同，即速度方向时刻改变，故C正确；D．做曲线运动的物体所受的外力不一定变化，如平抛运动，故D错误。故选C。2.投壶，源于射礼，是中国古代宴饮时做的一种投掷游戏。如图所示，游戏者先后从同一高度的A、B两点以速率v1、v2水平投出两支相同的箭，两支箭都落入壶中，且落到壶中时的速度方向与水平方向的夹角分别为45°、30°，A点离壶口较近。不计空气阻力，忽略箭长、壶口大小等因素的影响，下列说法正确的是（）A.B.C.从B点投出的箭在空中运动的时间更长D.从A、B两点投出的箭落入壶中时的速度大小之比为【答案】A【解析】【详解】ABC．由于A、B两点处于同一高度，因此两支箭在空中运动的时间相等，两支箭都落入壶中时竖直方向上的分速度大小相等，有，解得故A正确，BC错误；D．从A、B两点投出的箭落入壶中时的速度大小分别满足、因此从A、B两点投出的箭落入壶中时的速度大小之比为，故D错误。故选A。3.如图，竖直面内两个完全相同的光滑“凹形”圆弧轨道和“凸形”圆弧轨道平滑对接，P、Q是等高的两端。让一可视为质点的小球以沿切线的初速度从P端进入轨道，则（）A.小球在轨道最低点的机械能最大B.小球在轨道最低点对轨道的压力最大C.改变初速度大小，小球可能中途脱离“凹形”轨道D.无论怎样改变初速度大小，小球都不能通过Q点【答案】B【解析】【详解】A．小球在光滑圆弧轨道上运动，只有重力做功，机械能守恒，故A错误；B．小球在轨道最低点有根据机械能守恒则小球在轨道最低点速度最大，则球在轨道最低点轨道对球的支持力最大，根据牛顿第三定律球对轨道的压力最大，故B正确；C．设小球与竖直方向的夹角为，在“凹形”轨道运动，根据牛顿第二定律有球的重力与轨道对球的支持力的合力提供向心力，初速度足够大时，小球不可能飞离“凹形”轨道，故C错误；D．在“凸形”轨道运动，根据牛顿第二定律有存在初速度取一定值时，球的重力与轨道对球的支持力的合力提供向心力，小球能通过“凸形”轨道最高点，小球能通过Q点，故D错误。故选B。4.如图所示，两物块质量分别为，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦。开始时，两物块距离地面高度相同，用手托住物块，然后由静止释放，直至物块间高度差为。在此过程中，下列说法正确的是（）A.物块的机械能守恒B.物块的机械能减小了C.物块机械能的变化量等于细绳拉力对它所做的功D.物块重力势能的增加量小于其动能增加量【答案】C【解析】【详解】A．物块a上升的过程中，动能增加，重力势能也增加，因此物块a的机械能增加，故A错误；B．a、b物块间高度差为h，说明a上升了，b下降了，系统减少的重力势能等于系统增加的动能，则有解得所以物块b机械能减少了故B错误；C．根据功能原理可知物块b机械能的改变量等于细绳拉力对它所做的功，故C正确；D．物块a重力势能的增加量为，动能增加量为可知物块a的重力势能增加量大于其动能增加量，故D错误。故选C。5.2025年2月3日《观点网》消息，小米汽车官方微博宣布，2025年1月，小米SU7交付量再次超过两万辆。时刻，一辆小米汽车在一段试车专用的平直的公路上由静止启动，时功率达到之后功率保持不变，其图像如图所示。设汽车在运动过程中阻力不变，下列说法正确的是（）A.汽车受到的阻力大小为15000NB.匀加速运动阶段汽车牵引力做的功为C.汽车的质量为2000kgD.汽车在做变加速运动过程中的位移大小约为640m【答案】C【解析】【详解】A．当牵引力等于阻力时，速度达到最大值，则有故A错误；C．由图可知，汽车在做匀加速直线运动，加速度大小为时，牵引力大小为由牛顿第二定律有解得故C正确；B．由图像与时间轴围成的面积表示位移可得，内汽车的位移大小为则在内牵引力做的功为故B错误；D．内牵引力做的功为由动能定理有解得汽车在做变加速运动过程中的位移大小故D错误。故选C。6.如图，倾角为30°的斜面体固定在水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和小物块B，跨过固定于斜面体顶端的定滑轮O（不计滑轮的摩擦），A的质量为m，B的质量为4m。开始时，用手托住A，使OA段绳恰好处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动，将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止。则在绳子到达竖直位置之前，下列说法正确的是（）A.物块B受到的摩擦力方向一直沿着斜面向上B.物块B受到的摩擦力大小可能始终不变C.小球所受重力的功率一直增大D.地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右【答案】D【解析】【详解】AB．下摆到竖直位置之前，机械能守恒，有在最低点，根据牛顿第二定律有解得F＝3mg对B受力分析，未释放A时，由平衡条件得B所受的静摩擦力方向沿斜面向上，在A到达最低点的瞬间，有方向沿斜面向下，物块B受到的摩擦力先减小后增大，故A，B错误；C．小球在最高点速度为0，重力功率为0，运动过程中竖直方向的分速度不为0，重力功率不为0，在最低点竖直方向的分速度为0，重力功率为0，因此小球所受重力的功率先增大后减小。故C错；D．将A由静止释放，在其下摆过程中B始终保持静止，在绳子到达竖直位置之前，把斜面与物块B看做整体，绳子始终有拉力，此拉力水平向左有个分力，而整体保持静止，水平方向受力平衡，因此，地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右，故D正确。故选D。7.A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，如图甲所示。两卫星之间的距离随时间周期性变化，如图乙所示。仅考虑地球对卫星的引力，下列说法正确的是（）A.A、B的轨道半径之比为B.A、B的线速度之比为C.A的运动周期大于B的运动周期D.A、B的向心加速度之比为【答案】A【解析】【详解】A．由题意及题图可知，解得，所以故A正确；B．对于卫星其受到的万有引力提供圆周运动的向心力，有解得结合之前的分析，整理有故B错误；C．对于卫星其受到的万有引力提供圆周运动的向心力，有解得有上述结果分析可知，卫星运行的轨道越大，其运行的周期越大，由于A卫星的轨道半径小于B卫星的轨道半径，所以A的运动周期小于B的运动周期，故C错误；D．对于卫星其受到的万有引力提供圆周运动的向心力，有解得结合之前的分析有，整理有故D错误。故选A。8.海底世界里的“海豹顶球”表演深受小朋友们的喜欢。在某次表演中，球被海豹以一定的初速度顶起后沿竖直方向向上运动，到达最高点后又落回原处被海豹接住，球上升和下落过程中的动能与位移x的关系如图所示。假设整个过程中球所受的空气阻力大小不变，则球所受重力和阻力大小分别为（）A.， B.，C.， D.，【答案】B【解析】【详解】令球所受空气阻力大小为f，根据图像可知，球上升的初动能球上升的最大位移球上升过程中，根据动能定理有解得球在下落过程中，根据动能定理有解得则球上升和下降过程中，图像斜率的绝对值分别为，联立解得，故选B。二、多选题（共4顾，每题6分，选得3分，错选不得分。）9.如图所示，电动小船从A码头出发渡河，船自身相对于静水的速度不变。已知河宽为d，河水流速不变，且，下列判断正确的是（）A.若船头垂直河岸方向渡河，则渡河时间最短B.若船头垂直河岸方向渡河，渡河位移也是最短C.若船头与上游河岸夹角合适，则船有可能到达正对岸的B点D.无论船头指向何方，渡河的最短位移都不可能为河宽d【答案】AC【解析】【详解】A．若船头垂直河岸方向渡河，则船速沿垂直河岸方向的分速度最大，此时渡河时间最短，故A正确；B．若船头垂直河岸方向渡河，则船沿河岸方向有位移，此时渡河位移不是最短，故B错误；CD．船速大于河水流速，若船头与上游河岸夹角合适，使得船速和河水速度的合速度方向垂直河岸方向，则船能到达正对岸的B点，此时渡河的最短位移为d，故C正确，D错误。故选AC。10.如图所示，绕过定滑轮A、B的轻质细线一端吊着物块甲，另一端连接可视为质点的物块乙，物块乙放在光滑水平面上，此时细线处于伸直状态。现将物块甲由静止释放，在物块乙沿水平面运动到定滑轮A正下方的过程中（不计滑轮的大小、质量和摩擦，物块乙运动到滑轮A正下方时，物块甲还未落地），下列说法正确的是（）A.物块甲和物块乙速率始终相等B.物块乙沿细线方向的分速度大小与物块甲的速度大小始终相等C.物块甲先超重后失重D.物块甲先失重后超重【答案】BD【解析】【详解】AB．物块乙沿细线方向的分速度大小与物块甲的速度大小始终相等，故A错误；B正确；CD．当物块乙运动到滑轮A的正下方时，物块甲的速度为零，因此物块甲向下先加速后减速到速度为零，先失重后超重，故C错误；D正确。故选BD。11.我国在深空探测方面将继续实施月球探测工程，为完成月球极区高精度着陆和阴影坑飞跃探测，将发射嫦娥七号探测器，已知嫦娥七号进入的环月轨道周期为T、轨道高度为h，已知引力常量为G，忽略月球自转，结合下列哪组数据能够求出月球的质量（）A.嫦娥七号受到月球对它的引力大小FB.嫦娥七号运行的角速度ωC.嫦娥七号运行的线速度D.月球表面的重力加速度g【答案】CD【解析】【详解】A．设月球质量为M，月球半径为R，嫦娥七号运行的轨道半径为r，根据万有引力公式有，嫦娥七号质量m、轨道半径r未知，则无法求出M，故A错误；B．根据万有引力提供向心力有由于轨道半径r未知，则无法求出M，故B错误；C．根据，解得故C正确；D．在月球表面万有引力等于重力，则有根据万有引力提供向心力有其中三式联立得可解得M，故D正确。故选CD。12.如图甲所示为一种叫”魔力陀螺”的玩具，其结构可简化为图乙所示。半径为R的铁质圆轨道用支架固定在竖直平面内，陀螺在轨道内、外两侧均可以旋转。陀螺的质量为m（视为质点），陀螺磁芯对轨道的吸引力始终沿轨道的半径方向（指向圆心或背离圆心），大小恒为。不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A.陀螺沿轨道可能做匀速圆周运动B.陀螺在轨道外侧运动，由A到B的过程中，轨道对其的支持力逐渐变小C.陀螺在轨道外侧运动到最低点时不脱离轨道，此时的最大速度为D.陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，其对轨道的压力大小为【答案】BC【解析】【详解】A．陀螺沿轨道运动过程，轨道弹力和轨道的吸引力总是沿着径向方向，陀螺的重力总是竖直向下，由于重力存在沿切向方向的分力，所以陀螺在切向方向的合力不可能一直为0，陀螺沿轨道不可能做匀速圆周运动，故A错误；B．陀螺在轨道外侧运动，由A运动到与圆心等高点处过程，设陀螺与圆心连线与竖直方向的夹角为，根据牛顿第二定律可得由于逐渐增大，逐渐增大，则轨道对其的支持力逐渐变小；由与圆心等高点处运动到B过程，根据牛顿第二定律可得由于逐渐减小，逐渐增大，则轨道对其的支持力继续逐渐变小；故B正确；C．设陀螺在轨道外侧运动到最低点时，根据牛顿第二定律可得当时，可得此时的最大速度为故C正确；D．陀螺在轨道内侧运动到最高点时的速度为，根据牛顿第二定律可得解得根据牛顿第三定律可知，其对轨道的压力大小为9mg，故D错误。故选BC。第II卷（非选择题）三、实验题（2题，共13分）13.某实验小组的同学用如图甲、乙所示的装置来探究平抛运动的特点，请回答下列问题。（1）图甲中选用两个相同的弧形轨道、，的末端切线水平，的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁、，调节电磁铁、的高度，使。现将小铁球、分别吸在电磁铁、上，切断电源，使两小铁球由静止释放后分别从轨道、的下端滑出。实验选用的弧形轨道、________（填“需要”或“不需要”）确保表面光滑。实验中观察到小铁球、相碰，保持，仅改变弧形轨道在竖直方向的高度，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明________。（2）用图乙装置做实验时，________（填“需要”或“不需要”）确保每次都从同一位置由静止释放小铁球。（3）利用图乙装置完成实验后记录平抛运动的部分点如图丙所示，图中小方格的边长均为，取重力加速度大小，则小铁球从点运动到点的时间为________，小铁球经过点时的速度大小为________。【答案】（1）①.不需要②.平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动（2）需要（3）①.0.2②.2.5【解析】小问1详解】[1]实验时只需要确保小铁球、从轨道、下端滑出时的速度相同，不需要确保轨道表面光滑。[2]小铁球在光滑水平面上做匀速直线运动，小铁球在空中做平抛运动，两球相碰，说明平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动。【小问2详解】实验时需要确保每次都从同一位置由静止释放小铁球，才能使小铁球从斜槽末端以相同大小的初速度水平抛出。【小问3详解】[1]由平抛运动的特点可知，小铁球从点到点的时间与从点到点的时间相等，因此有解得小铁球从点运动到点的时间小铁球经过点时水平方向上的分速度大小竖直方向上的分速度大小因此小球经过点时的速度大小14.在一根细绳的下端拴一个可视为质点的小物体，绳子上端固定，使小物体在水平圆周上以大小恒定的速度旋转，细绳所掠过的路径为圆锥表面，这就是圆锥摆。某同学设计了一个用圆锥摆验证向心力的表达式的实验，如图甲所示，细绳的固定悬点P刚好与一个竖直的刻度尺的零刻度线对齐，细绳的下端系一个小钢球Q（视为质点），将画着同心圆的白纸固定在水平桌面上，并使同心圆的圆心O刚好位于固定悬点的正下方。用手带动钢球，并使小钢球刚好沿纸上某个半径为r的匀速圆周运动，小钢球的质量为m，重力加速度为g。(1)测量小钢球刚好完成n个圆周的总时间t，由此可以得到小钢球做匀速圆周运动时需要的向心力为F需=________；(2)利用竖直的刻度尺求出小钢球做水平面内的匀速圆周运动时球心所在的水平面与悬点所在的水平面之间的高度差为h，那么小钢球做匀速圆周运动时由外力提供的向心力表达式为F供=________；(3)改变小钢球做圆周运动的半径，多次实验，得到如图乙所示的关系图像，该图线的斜率表达式为________。【答案】①.②.③.【解析】【分析】本题考查根据圆周运动性质设计实验和计算向心力。【详解】[1]小球周期，所需向心力F需=[2]对小球受力分析，记绳与竖直方向夹角为，其中F供=[3]物体做圆周运动时F需=F供图像斜率表达式为。四、解答题（3题，共39分）15.如图所示，AB是倾角θ为45°的直轨道，CD是半径R=0.4m的圆弧轨道，它们通过一段曲面BC平滑相接，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑。一个质量m=1kg的物体（可以看作质点）从高H的地方由静止释放，结果它从圆弧最高点D点飞出，垂直斜面击中P点。已知P点与圆弧的圆心O