广东省深圳某中学2022-2023学年高三年级上册第一次阶段测试物理试题含解析

2022-2023学年深圳中学高三年级第一次阶段测试物理

一、单选题

1.安徽宿松籍科学家吴宜灿获2018年欧洲聚变核能创新奖.物理学史上许多物理学家的科学研究推动了

人类文明的进程.关于科学家的贡献，下列说法正确的是（）

A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B.胡克用逻辑推理的方法得出了弹簧的伸长与外力的关系

C.牛顿做了著名的斜面实验，得出轻重物体自由下落一样快的结论

D.伽利略通过“理想实验”得出结论：运动物体必具有一定速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动

下去

2.如图所示，在一端封闭的的光滑细玻璃管管中注满清水，水中放一个蜡块块，蜡块块在匀速上浮的的同

时，玻璃管沿水平方向做匀加速直线运动，以初始位置为坐标坐标原点，蜡块的运动轨迹可能为（）

A.直线OaB.曲线伪C.曲线QcD.曲线Qd

3.如图所示，一小球从A点以初速度%水平抛出，在平抛运动过程中与竖直挡板在5点发生碰撞，最终落

在C点。已知碰撞的瞬间竖直方向速度的大小和方向都不变，水平方向速度的大小不变而方向反向，若仅

)

A.小球与挡板碰撞的点将在8点的下方

B.小球的落地点将在。点的左边

C.在整个运动过程中重力对小球做功增多

D.小球落地时重力做功的瞬时功率增大

4.如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为机的煤块（可视为质点），煤块与传送带之间的动摩

擦因数为必初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速度。开始运动，当其速度达到v

后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送带上留了一段黑色痕迹后，相对于传送带不再滑

动，关于上述过程，以下判断正确的是（重力加速度大小为g）（）

一a

A.与a之间一定满足关系〃〉一

g

B.煤块从开始运动到相对传送带静止通过的位移为匕

4g

C.煤块从开始运动到相对传送带静止经历的时间为——

D.黑色痕迹的长度为（"一〃g）lL

2a2

5.汽车A和汽车B（均可视为质点）在平直的公路上沿两平行车道同向行驶，A车在后（如图甲所示），以某

时刻作为计时起点，此时两车相距xo=12m,汽车A运动的光图象如图乙所示，汽车B运动的V-/图象

如图丙所示。则下列说法正确的是（）

B.在0~6s内，B车的位移为16m

C.f=8s时，两车相遇

D.若Uis时，A车紧急制动（视为匀减速直线运动），要使A车追不上B车，则A车的加速度大小应大于

—m/s2

4

6.如图所示，一质量为"的人站在台秤上，台秤的示数表示人对秤盘的压力；一根长为R的细线一端系

一个质量为机的小球，手拿细线另一端，小球绕细线另一端点在竖直平面内做圆周运动，且小球恰好能通

过圆轨道最高点，则下列说法正确的是（）

A.小球运动到最高点时，小球的速度为零

B.当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为Mg

C.小球在a、6、c三个位置时，台秤的示数相同

D.小球从c点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态

7.如图所示，固定在水平面上一个光滑半圆弧轨道，。点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨过半圆弧的4点

（。、A等高，不计A处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的8点，另一端连接质量为机的小球P。现将另一

个小球。用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的48之间，已知整个装置处于静止状态时，a=3Q°,尸=45。，

B.半圆弧轨道对小球P的支持力为二E冽g

3

C.B点缓慢向上移动微小距离，绳子拉力减小

D.静止时剪断A处轻绳的瞬间，小球P的加速度为二二g

2

二、多选题

8.2020年11月24日，中国长征五号遥五运载火箭在文昌卫星发射中心起飞，把嫦娥五号探测器送入地月

转移轨道。“嫦娥五号”飞船经过地月转移轨道的尸点时实施一次近月调控后进入圆形轨道I,再经过系

列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道H,最终实现首次月面自动采样封装。若绕月运行时只考虑月球

引力作用，下列关于“嫦娥五号”探测器的说法正确的是（）

A.经过轨道H近月点的速度大于H.2km/s

B.从轨道I经过P点时必须进行减速才能进入轨道II

C,沿轨道I和II运行到P点的加速度相等

D,沿轨道I和n运行的周期相同

9.如图甲所示，A、B两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为町,=1kg,

mB=3kg,现用水平力外推A,用水平力瑞拉B,"和"随时间/变化关系如图乙所示，贝M）

A.A、B脱离之前，A物体所受的合外力逐渐减小

B.f=2s时，A、B脱离

C.A、B脱离前，它们一起运动的位移为6m

D.A、B脱离后，A做减速运动，B做加速运动

10.如图所示，在水平地面上固定一个半径为R的四分之一圆形轨道AB，轨道右侧固定一个倾角为30。的

斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与在同一水平高度。一轻绳跨过定滑轮，左端与

套在圆形轨道上质量为，"的小圆环相连，右端与斜面上质量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止

释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻绳与轨道相切，OP与夹角为60。；小圆环运动到8点时速

度恰好为零。忽略一切摩擦力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为

A.小圆环到达B点时的加速度为g

B.小圆环到达8点后还能再次回到A点

C.小圆环到达尸点时，小圆环和物块的速度之比为2:石

D.小圆环和物块的质量之比满足2=三走

M2

三、实验题

11.为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进行实验。滑块套

在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细绳连接滑块，用来测量向心力产

的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d,光电门可以记录遮光片通过的时间，测得旋转半径为厂。滑块

随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力产和角速度。的数

据。

(1)为了探究向心力与角速度的关系，需要控制和保持不变，某次旋转过程中遮光

片经过光电门时的遮光时间为A/,则角速度①=，

1

(2)以尸为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线，图线斜率为左,

则滑块的质量为(用左、,、d表示)；图线不过坐标原点的原因是

F/N

/1

---->A?

乙

12.某同学利用图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

打点计时器小车

/

细线

n滑轮

纸带一

长木板

水平实验台

小沙桶

图甲

（1）备有器材:

一端带有滑轮的长木板，电火花打点计时器，流电源，纸带，细绳，小车，钩码，小桶和细沙，垫木，天

平（含祛码）。

还缺少一件器材是；

（2）图乙是实验中得到的一条纸带，图中的数字为相邻两个计数点间的距离（每两个计数点间还有4个点没

有画出来），打点计时器所用电源频率为50Hz。

①该小车匀变速直线运动的加速度a=m/s2（保留3位有效数字）；

②若当时电网中交变电流的频率略微偏大，但该同学并不知道，则加速度的测量值与实际值相比

（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）；

（3）在“探究质量一定，加速度与外力关系”实验中该同学经过多次实验，以测得的加速度。为纵轴、小

车的合力产（沙和沙桶的总重力）为横轴，作出的图象如图丙所示，该图象不过坐标原点的原因可能是

⑷在“探究外力一定，加速度与质量的关系”实验中在保证小车的合力厂(沙和沙桶的总重力)不变的情况

下，改变小车中的钩码质量优，多次实验，求出不同的加对应的加速度°,以机为横坐标，1为纵坐标，

a

作出工如关系图线如图丁所示，已知图线的斜率为鼠纵轴截距为b,则小车的质量M为o

a

四、解答题

13.图a是我国传统农具一一风鼓车，图b是其工作原理示意图，转动摇柄，联动风箱内的风叶，向车斗

内送风，入料仓漏口”漏出的谷物经过车斗，质量大于2.0xl0-5kg的谷粒为饱粒，落入第一出料口

质量为llxlO^kg〜2.0xl()Tkg的谷粒为瘪粒，落入第二出料口43；质量小于L2xl0-5kg的

草屑被吹出出风口。已知4、B、4三点在同一水平线上，45的宽度为0.12m；A在〃正下方，AH

的高度为0.4m；质量为2.0xl0.5kg的谷粒从8漏出，恰好经B点落入设谷物从X漏出时速度竖

直向下，大小为lm/s；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作用，取

重力加速度g为lOm/s?。

⑴求谷粒从反落到出料口所经历的时间；

(2)求谷粒所受水平风力的大小；

⑶若瘪粒恰好能全部落入,求的宽度。

出风口

图(b)

14.如图，光滑的水平杆OM和竖直轴ON上分别套着环P和Q,环P的质量Q的质量〃及=2根，用

轻绳连接，一根弹簧左端固定于。点，右端与环P栓接，两环静止时，轻绳与竖直方向的夹角0=37°,

sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=lOm/s?。

⑴弹簧的弹力和水平杆对P的支持力分别是多少；

(2)绳长仍为/,弹簧的劲度系数为鼠要6=53°,角速度。的取值。

3

15.如图所示，有一倾角为0=37o(sin37o=g),下端固定一挡板，挡板与斜面垂直，一长木板上表面的上

部分粗糙，下部分光滑，上端放有一质量机的小物块。现让长木板和小物块同时由静止释放，此时刻为计

时起点，在第2s末，小物块刚好到达长木板的光滑部分，又经过一段时间，长木板停在挡板处，小物块刚

3

好到达长木板的下端边缘。已知小物块与长木板的上部分的动摩擦因数4=§,长木板与斜面间的动摩擦

因数〃2=0.5,长木板的质量设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度大小g=10m/sZ求：

⑴在0~2s时间内长木板和小物块的加速度的大小；

(2)长木板距离挡板多远；

⑶长木板长度。

Zs加

e

2022-2023学年深圳中学高三年级第一次阶段测试物理

一、单选题

1.安徽宿松籍科学家吴宜灿获2018年欧洲聚变核能创新奖.物理学史上许多物理学家的

科学研究推动了人类文明的进程.关于科学家的贡献，下列说法正确的是（）

A.亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体的运动状态才会改变

B.胡克用逻辑推理的方法得出了弹簧的伸长与外力的关系

C.牛顿做了著名的斜面实验，得出轻重物体自由下落一样快的结论

D.伽利略通过“理想实验”得出结论：运动物体必具有一定速度，如果它不受力，它将以这

一速度永远运动下去

【答案】D

【解析】

【分析】根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可.

【详解】亚里士多德认为，必须有力作用在物体上物体才能运动，故A错误；胡克用实验的

方法得出了弹簧的伸长与外力的关系，故B错误；伽利略做了著名的斜面实验，得出轻重物

体自由下落一样快的结论，故C错误；伽利略通过“理想实验”得出结论：一旦物体具有某

一速度，如果它不受力它将以这一速度永远运动下去，故D正确.所以D正确，ABC错误.

【点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加

强记忆.

2.如图所示，在一端封闭的的光滑细玻璃管管中注满清水，水中放一个蜡块块，蜡块块在

匀速上浮的的同时，玻璃管沿水平方向做匀加速直线运动，以初始位置为坐标坐标原点，

蜡块的运动轨迹可能为（）

Od

【答案】B

【解析】

【详解】小圆柱在竖直方向为匀速运动，水平方向为匀加速直线运动，则可知合力沿X轴

正方向，可知图象为向右弯曲的抛物线的，故B正确，ACD错误。

故选B。

3.如图所示，一小球从A点以初速度%水平抛出，在平抛运动过程中与竖直挡板在5点发

生碰撞，最终落在C点。已知碰撞的瞬间竖直方向速度的大小和方向都不变，水平方向速

度的大小不变而方向反向，若仅增大平抛初速度%,贝曙）

A.小球与挡板碰撞的点将在8点的下方

B.小球的落地点将在C点的左边

C,在整个运动过程中重力对小球做功增多

D.小球落地时重力做功的瞬时功率增大

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.当平抛起点与竖直挡板的水平距离一定时，初速度越大，打到挡板上的时间

越短，竖直位移越小，故与挡板碰撞的点将在B上方，故A错误；

B.依题意，小球与挡板碰撞的过程只是改变了水平方向的运动，没有改变平抛运动的轨

迹特征，相当于把与挡板碰撞后的运动轨迹由右边转到左边，故平抛初速度越大，水平位

移越大，小球将落在C点的左边，故B正确；

CD.因为竖直总高度不变，所以小球下落到地面所用时间/不变，故重力做功的情况不

变，小球落地时重力做功的瞬时功率

2

PG=侬匕=mgt

不变，故CD均错误。

故选B。

4.如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为机的煤块（可视为质点），煤块与传送

带之间的动摩擦因数为〃。初始时，传送带与煤块都是静止的。现让传送带以恒定的加速

度〃开始运动，当其速度达到U后，便以此速度做匀速运动，经过一段时间，煤块在传送

带上留了一段黑色痕迹后，相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是(重

力加速度大小为g)()

a

A.pi与。之间一定满足关系〃>一

g

B.煤块从开始运动到相对传送带静止通过的位移为上

"g

C.煤块从开始运动到相对传送带静止经历的时间为——

D,黑色痕迹的长度为让二誓1匚

2a2

【答案】C

【解析】

分析】

【详解】A.由题意知煤块与传送带之间发生相对滑动，则传送带的加速度大于煤块的加

速度，有

jumg<ma

解得

a

N<一

g

所以A错误；

B.设煤块的加速度大小为对煤块由牛顿第二定律有

fimg=mai

解得

ai=/Ltg

由匀变速直线运动规律得，煤块从开始运动到相对传送带静止的过程中通过的位移

262〃g

所以B错误；

C.煤块从开始运动到相对传送带静止经历的时间

vv

t\=—=-----

4

所以C正确;

D.传送带从开始运动到速度为u经历的时间

v

t2=—

a

传送带在从开始运动到速度为V的过程中通过的位移

V2

X2=——

2a

则传送带在从速度为v到与煤块相对静止的过程中，做匀速运动的位移

v2v2

X3=V（fl-/2）=------------

a

所以黑色痕迹的长度

V2V2

AX=X2+X3-无1=--------------

2〃g2a

所以D错误；

故选C„

5.汽车A和汽车B（均可视为质点）在平直的公路上沿两平行车道同向行驶，A车在后（如

图甲所示），以某时刻作为计时起点，此时两车相距尤o=12m,汽车A运动的九一/图象如图

乙所示，汽车B运动的V-/图象如图丙所示。则下列说法正确的是（）

A.两车相遇前，在Z=2s时，两车相距最远，且最远距离为16m

B,在0~6s内，B车的位移为16m

C.在U8s时，两车相遇

D.若Qis时，A车紧急制动（视为匀减速直线运动），要使A车追不上B车，则A车的加

19

速度大小应大于一m/s

4

【答案】D

【解析】

【详解】A.当两车速度相等时，两车相距最远，由图乙可得

Ax20,一

v.=——=—m/s=4m/s

AA?5

由图丙，可得B车1〜5s的加速度

Av0-8.

a=——=-----m/s2=-2m/s2

A?5-1

设匀减速运动的时间为f时速度相等，则有

vA^vB+at

代入数据解得

/=2s

即在3s时二者相距最远，此时

xA=vAr=4x3m=12m

B车位移

1,

xB=8xlm+8x2m+—x(-2)x2"m=20m

则两车最远距离

Ax=xB+x0-xA=20m

A错误；

B.B车在0-6s内的位移等于在0-5s内的位移，由图像围成面积表示位移可得

x=gx(1+5)x8m=24m

B错误；

C.z=8s时，A车位移

x'A=vAt'=4x8m=32m

B车的位移等于在0-5s内的位移，为

x=24m

有

x+x0>xA

所以两车不相遇，C错误；

D.t=ls时，A匀速位移

xA=vAt=4xlm=4m

B车匀速位移

xB=%=8xIm=8m

两车间距离

Ax=8m+12m-4m=16m

B车匀减速到停止的位移

=-x(5-l)m=16m

当A停止时位移等于B车，A的加速度最小，A车匀减速运动的总位移

4总=Ax+吊=16m+16m=32m

对A车，根据速度位移公式

人2人总2x324

1,

所以A车的加速度至少为一m/s~,D正确。

4

故选D。

6.如图所示，一质量为〃的人站在台秤上，台秤的示数表示人对秤盘的压力；一根长为R

的细线一端系一个质量为机的小球，手拿细线另一端，小球绕细线另一端点在竖直平面内

做圆周运动，且小球恰好能通过圆轨道最高点，则下列说法正确的是()

A.小球运动到最高点时，小球的速度为零

B.当小球运动到最高点时，台秤的示数最小，且为Mg

C.小球在a、b、c三个位置时，台秤的示数相同

D.小球从c点运动到最低点的过程中台秤的示数增大，人处于超重状态

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】A.小球恰好能通过圆轨道最高点，在最高点，细线中拉力为零，小球速度为二坪，

A错误；

B.当小球运动到最高点时，细线中拉力为零，台秤的示数为Mg,但不是最小，B错误；

C.小球在a、6、c三个位置时，小球竖直方向都只受重力，小球均处于完全失重状态，

台秤的示数相同，C正确；

D.小球从c点运动到最低点的过程中％增加，方向向上，球处于超重状态，台秤的示数

增大，人处于静止状态，不会有超重失重状态，D错误。

故选C。

7.如图所示，固定在水平面上一个光滑的半圆弧轨道，。点为半圆弧的圆心，一根轻绳跨

过半圆弧的A点（。、A等高，不计A处摩擦），轻绳一端系在竖直杆上的2点，另一端连

接质量为根的小球尸。现将另一个小球。用光滑轻质挂钩挂在轻绳上的A8之间，己知整

个装置处于静止状态时，1=30°,尸=45。，重力加速度为g,贝心）

B,半圆弧轨道对小球产的支持力为学mg

C.B点缓慢向上移动微小距离，绳子拉力减小

D.静止时剪断A处轻绳的瞬间，小球P的加速度为二2g

2

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A.分别对两个小球做受力分析，因为是活结，所以绳子张力大小都相同，则

mpgmQg

2cosa2cosp

由两式可得

mp_A/3

mQa

选项A错误；

B.对小球尸受力分析，可知半圆弧轨道对小球产的支持力为

V3

~fmS

选项B正确；

C.绳子B端向上移动一小段距离，根据受力分析可知尸球没有发生位移，绳长不会变

化，角度夕不会发生变化，即绳子的张力也不会变化，选项C错误；

D.剪断A处细绳，拉力突变为零，小球P所受合力为重力沿圆弧切线方向的分力，所以

加速度为:g,选项D错误。

故选Bo

二、多选题

8.2020年11月24日，中国长征五号遥五运载火箭在文昌卫星发射中心起飞，把嫦娥五号

探测器送入地月转移轨道。“嫦娥五号”飞船经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调

控后进入圆形轨道I,再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道II,最终实现首

次月面自动采样封装。若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥五号”探测器

的说法正确的是（）

A.经过轨道H近月点的速度大于11.2km/s

B.从轨道I经过P点时必须进行减速才能进入轨道II

C.沿轨道I和II运行到P点的加速度相等

D,沿轨道I和n运行的周期相同

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】A.以探测器的运动速度无法脱离地球引力而飞向宇宙，其速度不可能大于第二

宇宙速度，故A错误；

B.从轨道I经过尸点时进入轨道II,是一个向心运动的过程，需要减速，故B正确；

C.沿轨道I和II运行到尸点时，探测器只受月球引力作用，根据牛顿第二定律，加速度

相等，故C正确；

D.轨道I的半径大于轨道II的半长轴，根据开普勒第三定律，其运行周期不同，故D错

误。

故选BC。

9.如图甲所示，A、B两个物体靠在一起，静止在光滑的水平面上，它们的质量分别为

叫=1kg,"%=3kg,现用水平力4推A,用水平力线拉B,FA和FB随时间f变化关

系如图乙所示，贝U()

A.A、B脱离之前，A物体所受的合外力逐渐减小

B.f=2s时，A、B脱离

C.A、B脱离前，它们一起运动的位移为6m

D.A、B脱离后，A做减速运动，B做加速运动

【答案】BC

【解析】

【详解】A.由乙图可得

4=9-3《N)

稣=3+3《N)

在未脱离的过程中，整体受力向右，且大小总是不变，恒定为

FA+FB=12N

匀加速运动的加速度

a-"+"=3m/s2

加A+：%

则A、B脱离之前，它们一直做匀加速运动，其合外力不变，A错误;

B.脱离时满足A、B加速度相同，且弹力为零，故

F

=3m/s2

mA

得

FA=mAa—3N

解得

t=2s

B正确；

C.运动位移为

x=-at2=-x3x22m=6m

22

C正确；

D.脱离后Is内A仍然受到向右的推力，所以A仍然做加速运动，在f=3s后A不受推

力，将做匀速直线运动；物体B一直受到向右的拉力而做加速运动，D错误。

故选BC„

10.如图所示，在水平地面上固定一个半径为R的四分之一圆形轨道A3,轨道右侧固定

一个倾角为30。的斜面，斜面顶端固定一大小可忽略的轻滑轮，轻滑轮与在同一水平高

度。一轻绳跨过定滑轮，左端与套在圆形轨道上质量为机的小圆环相连，右端与斜面上质

量为M的物块相连。在圆形轨道底端A点静止释放小圆环，小圆环运动到图中P点时，轻

绳与轨道相切，0P与夹角为60。；小圆环运动到B点时速度恰好为零。忽略一切摩擦

力阻力，小圆环和物块均可视为质点，物块离斜面底端足够远，重力加速度为g,则下列

说法正确的是（）

A.小圆环到达B点时的加速度为g

B.小圆环到达8点后还能再次回到A点

C.小圆环到达P点时，小圆环和物块的速度之比为2:山

D.小圆环和物块的质量之比满足2=主避

M2

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】A.小圆环运动到2点时，小环受到竖直向下的重力，水平向右的拉力和圆环对

小环向左的支持力，因为运动到2点时速度恰好为零，小球的合力为竖直方向的重力，根

据牛顿第二定律可知

mg=ma

解得

a=g

A正确；

B.小环和物块组成的系统，在运动过程中，由于忽略一切摩擦力，故只有重力做功，机

械能守恒，当小环到达2点时，速度都为零，此后小环沿圆轨道向下运动，机械能还是守

恒，组最终小环和物块速度都减到零，故圆环到达B点后还能再次滑回A点，B正确；

C.小环在尸点时，小环的速度方向沿绳的方向，根据速度的合成与分解可知，此时小圆

环和物块的速度之比为1：1,C错误；

D.设轻滑轮的位置为C,由几何关系可知OC=2R,=在运动过程中，对环

和物块组成的系统，根据动能定理可知

-mgR-MgR（加-1）sin30°=0-0

解得

m_A/5-1

~M~2

D错误。

故选AB。

三、实验题

11.为探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系，某实验小组通过如图甲所示装置进

行实验。滑块套在水平杆上，随水平杆一起绕竖直杆做匀速圆周运动，力传感器通过一细

绳连接滑块，用来测量向心力尸的大小。滑块上固定一遮光片，宽度为d,光电门可以记

录遮光片通过的时间，测得旋转半径为厂。滑块随杆匀速圆周运动，每经过光电门一次，

通过力传感器和光电门就同时获得一组向心力产和角速度。的数据。

（1）为了探究向心力与角速度关系，需要控制和保持不变，某次

旋转过程中遮光片经过光电门时的遮光时间为At，则角速度。=；

1

⑵以尸为纵坐标，以为横坐标，可在坐标纸中描出数据点作一条如图乙所示直线,

Ar2

图线斜率为左，则滑块的质量为（用左、r、d表示）；图线不过坐标原点的原

因是__________

F/N

/1

------>A?

乙

z7ky

【答案】①.滑块质量②.旋转半径®._⑤.滑块受到摩

擦力

【解析】

【详解】(1)口］［2］根据控制变量法，为了探究向心力与角速度的关系，需要控制滑块质量

和旋转的半径不变；

［3］物体转动的线速度为

d

V=一

X

又

V

0)=—

r

解得

d

co-----

rAt

(2)［4］根据向心力公式可知

rj—i=mo)2r

联立解得

L/

r=m-----

也2

由于

7/

k-m——

r

可得滑块的质量为

kr

［5］由图线可知，当

F=0

而

可知图线不过坐标原点的原因是滑块受到摩擦力的原因。

12.某同学利用图甲所示装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。

打点计时器小车

\丁"一乙1-----------------------C滑轮

纸带ClII'I

长木板/八

水平实验台△

小沙桶

图甲

（1）备有器材：

一端带有滑轮的长木板，电火花打点计时器，流电源，纸带，细绳，小车，钩码，小桶和

细沙，垫木，天平（含祛码）。

还缺少的一件器材是;

（2）图乙是实验中得到的一条纸带，图中的数字为相邻两个计数点间的距离（每两个计数点

间还有4个点没有画出来），打点计时器所用电源频率为50Hzo

①该小车匀变速直线运动的加速度a=m/s2（保留3位有效数字）；

②若当时电网中交变电流的频率略微偏大，但该同学并不知道，则加速度的测量值与实际

值相比______（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）;

（3）在“探究质量一定，加速度与外力的关系”实验中该同学经过多次实验，以测得的加速

度a为纵轴、小车的合力网沙和沙桶的总重力）为横轴，作出的图象如图丙所示，该图象

不过坐标原点的原因可能是o

⑷在“探究外力一定，加速度与质量的关系”实验中在保证小车的合力厂(沙和沙桶的总重

力)不变的情况下，改变小车中的钩码质量相，多次实验，求出不同的相对应的加速度。，

以机为横坐标，工为纵坐标，作出工-切关系图线如图丁所示，已知图线的斜率为鼠纵轴

aa

截距为b,则小车的质量〃为。

【答案】①.刻度尺②.2.07m/s2③.偏小④.平衡摩擦力时长木板倾角过

,„b

大⑤.一

k

【解析】

【详解】该实验利用纸带求加速度时要测量纸带的长度，所以必需用到刻度尺。

(2)①[2]加速度可以由逐差法求得

CF-OC(11.18+13.27+15.32)x10-2—(5.00+7.04+9.09)x10-2

a=-----；—=2.07m/s2

9T29x(O.l)2

②[3]当电网中交变电流的频率略微偏大时，由T=(可知周期变小，所以加速度的测

量值与实际值相比偏小。

(3)[4]由a-尸图像其图线不过坐标原点，说明没有力它就有加速度了，所以原因可能是长

木板的倾角过大造成的。

(4)[5]保证小车的合力厂(沙和沙桶的总重力)不变的情况下，对小车与沙各沙桶系统分

析，由牛顿第二定律可得

F=(^m+M^a

解得

1(m+M)1M

-----------------二——m-\

aFFF

图像中图线的斜率为左，纵轴截距为4则

解得

M上

k

四、解答题

13.图a是我国传统农具一一风鼓车，图b是其工作原理示意图，转动摇柄，联动风箱内

的风叶，向车斗内送风，入料仓漏口H漏出的谷物经过车斗，质量大于2.0xl(y5kg的谷

粒为饱粒，落入第一出料口A3；质量为llxlO^kg〜2.0xi()-5kg的谷粒为瘪粒，落入

第二出料口43；质量小于1.2xl(f5kg的草屑被吹出出风口。已知A1、B、&三点在同

一水平线上，A3的宽度为012m；A在X正下方，4〃的高度为0.4m；质量为

2.0xl0-5kg的谷粒从H漏出，恰好经8点落入设谷物从“漏出时速度竖直向下，

大小为lm/s；谷粒在车斗内所受水平风力恒定且相等，只考虑其所受重力和水平风力作

用，取重力加速度g为lOm/s?。

⑴求谷粒从8落到出料口所经历的时间；

⑵求谷粒所受水平风力的大小；

⑶若瘪粒恰好能全部落入A2B,求的宽度。

图(a)图(b)

【答案】(l)O.2s；(2)1.2X10^N;(3)0.08m

【解析】

【详解】(1)谷粒从》落到出料口的过程，竖直方向是初速为lm/s的匀加速直线运动，竖

直方向上有

,12

h=vot+~gt

将Zz=0.4m带入可得

t=0.2s

⑵对质量为2.0xl(r5kg的谷粒，从H漏出恰好经8点，水平方向有

设风力大小为F由牛顿第二定律

F=ma

将占=0.12m、/=0.2s、m=2.0xl(T5kg带入，联立可解得

F=1.2xlO^N

⑶对质量等于1.2xl(f5kg的瘪粒，恰好落到4点，设宽度为4，则有

1,2

Xy+%2=5〃1

F=m'a'

将带入可得

x2=0.08m

14.如图，光滑的水平杆OM和竖直轴ON上分别套着环P和Q,环P的质量如=〃z,Q的

质量侬=2%用轻绳连接，一根弹簧左端固定于。点，右端与环P栓接，两环静止时，轻

绳与竖直方向的夹角6=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g=10m/s2。

⑴弹簧的弹力和水平杆对P的支持力分别是多少；

⑵绳长仍为/,弹簧的劲度系数为也要6=53°,角速度。的取值。

【答案】（D=mg,3mg；⑵孚+上

2v24/4m

【解析】

【详解】（1）对P、Q的受力分析如图所示

对Q,由平衡条件，竖直方向上有

7bos37°=2mg

对P,由平衡条件，竖直方向上有