2023-2024学年四川省泸州市龙马潭区高一下学期6月期末物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE12024年春期高2023级高一期末考试物理试题物理试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟。第一卷选择题（43分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.“嫦娥五号”探月卫星在由地球飞向月球时，假设沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗由探月卫星合力方向指向轨迹凹侧，从M点向N点飞行，速度逐渐减小，说明合力方向与速度方向的夹角为钝角，综合判断可知，C正确。故选C。2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力不变B.物体所受弹力增大，摩擦力减小了C.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了D.物体所受弹力和摩擦力都减小了〖答案〗A〖解析〗物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析如图所示可知物体的重力与摩擦力平衡，即根据支持力提供向心力有可知当圆筒的角速度增大以后，物体所受弹力增大，摩擦力不变。故选A。3.如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO（AO>BO）悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则（）A.绳AO先被拉断B.绳BO先被拉断C.绳AO、BO同时被拉断D.条件不足，无法判断〖答案〗B〖解析〗依据力的作用效果将铁球对结点O的拉力分解如图所示据平行四边形定则可得FB>FA又因为两绳承受的最大拉力相同，故当在球内不断注入铁砂时，BO绳受到的拉力先达到最大值，BO绳先断。故选B。4.已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，引力常量为G，由以上条件可知（）A.月球运动的加速度为 B.月球的质量为C.地球的密度为 D.地球的质量为〖答案〗A〖解析〗由月球绕地球做圆周运动有解得故A正确；B．根据万有引力定律而列出的公式可知月球质量将会约去，所以无法求出，故B错误；CD．由月球绕地球做圆周运动有求得地球质量又知体积则密度为故CD错误。故选A。5.直角坐标系中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（）A.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向〖答案〗B〖解析〗正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，则作为对称点的H点处的电场强度也为零，正点电荷在H点的场强大小方向沿y轴正向。由于H点处的电场强度为零，则两个负点电荷在H点的合场强大小方向沿y轴负向。当正点电荷移到G点后，正点电荷在H点的场强大小方向沿y轴正向，两个负点电荷在H点的合场强大小为，方向沿y轴负向，因此H点处场强的大小为方向沿y轴负向。6.两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗由题意可知两节动车分别有当将它们编组后有联立可得故选D。7.如图所示，在倾角为底端具有挡板的固定斜面上，滑块b的一端通过一劲度系数为的轻质弹簧与另一滑块a连接后置于斜面上，滑块b的另一端通过一不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮与带孔的小球c连接，小球c穿在光滑的固定轻杆上，轻杆与水平方向的夹角为，初始用手托住小球c置于M点，此时水平，弹簧被拉伸且弹力大小为，释放小球c，小球恰好能滑至N点，滑块a始终未离开挡板，已知，，，若整个运动过程中，绳子一直绷紧,则下列说法正确的是（）A.滑块b与斜面间的动摩擦因数为0.75B.小球c滑至的中点处的速度C.小球c从M点滑至N点过程中，经过中点处时重力的功率最大D.小球c从M点滑至N点的过程中，弹簧的弹性势能经历了先减小再增大的过程〖答案〗B〖解析〗A．小球c从M到N，滑块b先下滑再回到原来的位置，则由能量关系解得滑块b与与斜面间的动摩擦因数为选项A错误；B．小球在M点时弹簧被拉伸，弹力为8N，此时弹簧被拉长小球c滑至的中点处时，b下滑的距离为则此时弹簧被压缩4cm，此时的弹性势能等于在M点的弹性势能，设此时c的速度为v，则b的速度为0，则由能量关系解得选项B正确；C．小球c从M点滑至N点的过程中，经过中点处时，小球c沿斜面方向的合力为mcgsin37°，则加速度不为零，速度不是最大，即此时重力的功率不是最大，选项C错误；D．小球c从M点滑至MN中点的过程中，弹簧由伸长4cm到被压缩4cm，即弹簧的弹性势能先减小再增大；同样小球c从MN中点滑至N点的过程中，弹簧由压缩4cm到被拉长4cm，即弹簧的弹性势能仍先减小再增大，则选项D错误。故选B。二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。）8.如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点，则（）A.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为B.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为C.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为D.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为〖答案〗AC〖解析〗AB．当气嘴灯运动到最低点时发光，此时车轮匀速转动的角速度最小，则有得故A正确，B错误；CD．当气嘴灯运动到最高点时能发光，则得即要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为，故C正确，D错误。故选AC。9.如图所示，粗糙的水平地面上质量为的滑块，通过轻质绳穿过光滑的固定圆环与质量为m的小球（小球可视为质点）相连，连接滑块的轻绳与粗糙的水平地面平行，小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角，滑块在粗糙的水平地面上静止，不计轻绳形变。下列说法正确的是（）A.适当增大小球的转速，滑块可能仍然静止B.适当增大小球的转速，滑块一定要滑动C.若夹角，小球的向心加速度变小D若夹角，滑块所受摩擦力变大〖答案〗AC〖解析〗AB．小球做匀速圆周运动，轻绳拉力与自身重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，可得由几何知识可得联立，解得可知适当增大小球的转速，增加，根据易知轻绳拉力增大，分析滑块的受力可知滑块所受静摩擦力将增大，若未达到最大静摩擦，则滑块仍静止。故A正确；B错误；CD．同理，若夹角，则根据向心加速度表达式可知小球的向心加速度变小。根据可知轻绳拉力减小，由二力平衡易知，滑块所受摩擦力变小。故C正确；D错误。故选AC。10.如图甲所示，足够长的水平传送带以速度v=2.5m/s沿顺时针方向运行。可视为质点的物块在t=0时刻以速度v0=5m/s从传送带左端开始沿传送带转动方向运动，物块的质量m=2kg，物块在传送带上运动的部分v-t图像如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，则在0~1s内（）A.物块先做匀减速运动，再做匀速运动 B.传送带对物块做的功为18.75JC.物块与传送带的动摩擦因数为μ=0.5 D.物块的动能减少了31.25J〖答案〗AC〖解析〗A．由题意知，传送带足够长，所以物块先匀减速到与传送带共速，之后再与传送带一起匀速直线运动，A正确；BD．由动能定理得，传送带对物块做的功为物块的动能减少了18.75J，BD错误；C．由图像可知，t=0.5s时物块与传送带共速，则加速度为又由牛顿第二定律知解得C正确；故选AC。第二卷非选择题（57分）三、实验探究题（14分）11.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________；A.探究平抛运动的特点B.探究加速度与力、质量的关系C.探究两个互成角度的力的合成规律（2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径___________（选填“相同”或“不同”）；（3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板___________（填“A、C”或者“B、C”）〖答案〗（1）B（2）相同（3）A、C〖解析〗【小问1详析】探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。A．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误；B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确；C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。故选B。【小问2详析】当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要控制质量和角速度相同，两侧塔轮边缘的线速度大小相等，根据可知需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径相同。【小问3详析】当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要控制质量和半径相同，则需要把质量相同的小球分别放在挡板A、C。12.某同学用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。（1）若电动机转速为3000r/min，则T=__________s。（2）实验操作时，应该__________（填正确〖答案〗标号）A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动（3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度__________。（用题中所给物理量的字母表示）（4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于__________，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。〖答案〗（1）0.02（2）A（3）（4）2g〖解析〗（1）由于电动机的转速为3000r/min，则其频率为则（2）实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上一条痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落。故选A。（3）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度为（4）钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，重力势能的减小等于动能的增加，即可得若图线为一条倾斜直线，且直线的斜率近似等于，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。四、计算题（43分，13题12分，14题13分，15题18分）13.某人利用如图所示的装置,用100N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端,将物体从水平面上的A点移到B点。已知α1=30°,α2=37°,h=1.5m,不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦。求绳的拉力对物体所做的功（sin37°=0.6,cos37°=0.8）。〖答案〗50J〖解析〗由于不计绳的质量及绳与滑轮间的摩擦,故恒力F做的功和绳对物体的拉力做的功相等。由于恒力F作用在绳的端点,故需先求出绳的端点的位移l,再求恒力F做的功。由几何关系知,绳的端点的位移为l=-=h=0.5m在物体从A移到B的过程中,恒力F做的功为W=Fl=100×0.5J=50J故绳的拉力对物体所做的功为50J。14.宇航员在某星球表面将一小钢球以某一初速度竖直向上抛出，测得小钢球上升的最大高度为h，小钢球从抛出到落回星球表面的时间为t．不计空气阻力，忽略该星球的自转，已知该星球的半径为R（R远大于h），该星球为密度均匀的球体，引力常量为G．求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度。〖答案〗（1）；（2）；（3）〖解析〗（1）根据竖直上抛运动的对称性可知小球上升、下落过程的时间均为，根据自由落体运动公式，有解得该星球表面的重力加速度（2）静止在该星球表面的物体，根据重力等于万有引力，有解得星球的质量星球的体积故该星球的密度（3）根据万有引力提供向心力，有解得第一宇宙速度15.如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中，现有一质量为m、带正电的小滑块（可视为质点）置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g。（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电势能变化量；（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，求滑块到达D点时对轨道的作用力大小；（3）改变s的大小仍使滑块由静止释放，且滑块始终沿轨道滑行，并从G点飞出轨道，求s的最小值。〖答案〗（1）；（2）0：（3）〖解析〗（1）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，从释放到滑块到达与圆心O等高的C点这一过程的电场力做功为电场力做正功电势能减小，故电势能变化量为（2）若滑块从水平轨道上距离B点的A点由静止释放，设滑块到达D点时的速度为，从A点到D点过程运用动能定理，得解得在D点，运用圆周运动知识，竖直方向的合力提供向心力，得解得滑块到达D点时受到轨道的作用力大小为0。（3）等效竖直平面圆周运动，要使滑块从G点飞出，则必须可以通过等效最高点，当恰好通过等效最高点时，满足题意的s最小。等效重力由重力和电场力的合力提供等效重力与重力的夹角所以当恰好通过等效最高点时的速度设为v，则此时满足从A点由静止释放到达等效最高点过程，由动能定理，得解得2024年春期高2023级高一期末考试物理试题物理试卷共6页，满分100分。考试时间75分钟。第一卷选择题（43分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。）1.“嫦娥五号”探月卫星在由地球飞向月球时，假设沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗由探月卫星合力方向指向轨迹凹侧，从M点向N点飞行，速度逐渐减小，说明合力方向与速度方向的夹角为钝角，综合判断可知，C正确。故选C。2.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动。当圆筒的角速度增大以后，下列说法正确的是（）A.物体所受弹力增大，摩擦力不变B.物体所受弹力增大，摩擦力减小了C.物体所受弹力增大，摩擦力也增大了D.物体所受弹力和摩擦力都减小了〖答案〗A〖解析〗物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析如图所示可知物体的重力与摩擦力平衡，即根据支持力提供向心力有可知当圆筒的角速度增大以后，物体所受弹力增大，摩擦力不变。故选A。3.如图所示，用两根承受的最大拉力相等、长度不等的细绳AO、BO（AO>BO）悬挂一个中空铁球，当在球内不断注入铁砂时，则（）A.绳AO先被拉断B.绳BO先被拉断C.绳AO、BO同时被拉断D.条件不足，无法判断〖答案〗B〖解析〗依据力的作用效果将铁球对结点O的拉力分解如图所示据平行四边形定则可得FB>FA又因为两绳承受的最大拉力相同，故当在球内不断注入铁砂时，BO绳受到的拉力先达到最大值，BO绳先断。故选B。4.已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离（两球中心之间的距离）为L。月球绕地球公转的周期为，地球自转的周期为，地球绕太阳公转周期为，假设公转运动都视为圆周运动，引力常量为G，由以上条件可知（）A.月球运动的加速度为 B.月球的质量为C.地球的密度为 D.地球的质量为〖答案〗A〖解析〗由月球绕地球做圆周运动有解得故A正确；B．根据万有引力定律而列出的公式可知月球质量将会约去，所以无法求出，故B错误；CD．由月球绕地球做圆周运动有求得地球质量又知体积则密度为故CD错误。故选A。5.直角坐标系中，M、N两点位于x轴上，G、H两点坐标如图所示。M、N两点各固定一负点电荷，一电量为Q的正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零。静电力常量用k表示。若将该正点电荷移到G点，则H点处场强的大小和方向分别为（）A.，沿y轴正向 B.，沿y轴负向C.，沿y轴正向 D.，沿y轴负向〖答案〗B〖解析〗正点电荷置于O点时，G点处的电场强度恰好为零，则作为对称点的H点处的电场强度也为零，正点电荷在H点的场强大小方向沿y轴正向。由于H点处的电场强度为零，则两个负点电荷在H点的合场强大小方向沿y轴负向。当正点电荷移到G点后，正点电荷在H点的场强大小方向沿y轴正向，两个负点电荷在H点的合场强大小为，方向沿y轴负向，因此H点处场强的大小为方向沿y轴负向。6.两节动车的额定功率分别为和，在某平直铁轨上能达到的最大速度分别为和。现将它们编成动车组，设每节动车运行时受到的阻力在编组前后不变，则该动车组在此铁轨上能达到的最大速度为（）A. B. C. D.〖答案〗D〖解析〗由题意可知两节动车分别有当将它们编组后有联立可得故选D。7.如图所示，在倾角为底端具有挡板的固定斜面上，滑块b的一端通过一劲度系数为的轻质弹簧与另一滑块a连接后置于斜面上，滑块b的另一端通过一不可伸长的轻绳跨过光滑的定滑轮与带孔的小球c连接，小球c穿在光滑的固定轻杆上，轻杆与水平方向的夹角为，初始用手托住小球c置于M点，此时水平，弹簧被拉伸且弹力大小为，释放小球c，小球恰好能滑至N点，滑块a始终未离开挡板，已知，，，若整个运动过程中，绳子一直绷紧,则下列说法正确的是（）A.滑块b与斜面间的动摩擦因数为0.75B.小球c滑至的中点处的速度C.小球c从M点滑至N点过程中，经过中点处时重力的功率最大D.小球c从M点滑至N点的过程中，弹簧的弹性势能经历了先减小再增大的过程〖答案〗B〖解析〗A．小球c从M到N，滑块b先下滑再回到原来的位置，则由能量关系解得滑块b与与斜面间的动摩擦因数为选项A错误；B．小球在M点时弹簧被拉伸，弹力为8N，此时弹簧被拉长小球c滑至的中点处时，b下滑的距离为则此时弹簧被压缩4cm，此时的弹性势能等于在M点的弹性势能，设此时c的速度为v，则b的速度为0，则由能量关系解得选项B正确；C．小球c从M点滑至N点的过程中，经过中点处时，小球c沿斜面方向的合力为mcgsin37°，则加速度不为零，速度不是最大，即此时重力的功率不是最大，选项C错误；D．小球c从M点滑至MN中点的过程中，弹簧由伸长4cm到被压缩4cm，即弹簧的弹性势能先减小再增大；同样小球c从MN中点滑至N点的过程中，弹簧由压缩4cm到被拉长4cm，即弹簧的弹性势能仍先减小再增大，则选项D错误。故选B。二、多项选择题（本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分。）8.如图甲、乙所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图丙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。触点B与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时触点A、B距离为d，已知P与触点A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，小物块P和触点A、B均视为质点，则（）A.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为B.要使气嘴灯能发光，车轮匀速转动的最小角速度为C.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为D.要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为〖答案〗AC〖解析〗AB．当气嘴灯运动到最低点时发光，此时车轮匀速转动的角速度最小，则有得故A正确，B错误；CD．当气嘴灯运动到最高点时能发光，则得即要使气嘴灯一直发光，车轮匀速转动的最小角速度为，故C正确，D错误。故选AC。9.如图所示，粗糙的水平地面上质量为的滑块，通过轻质绳穿过光滑的固定圆环与质量为m的小球（小球可视为质点）相连，连接滑块的轻绳与粗糙的水平地面平行，小球在水平面内做匀速圆周运动，轻绳与竖直方向的夹角，滑块在粗糙的水平地面上静止，不计轻绳形变。下列说法正确的是（）A.适当增大小球的转速，滑块可能仍然静止B.适当增大小球的转速，滑块一定要滑动C.若夹角，小球的向心加速度变小D若夹角，滑块所受摩擦力变大〖答案〗AC〖解析〗AB．小球做匀速圆周运动，轻绳拉力与自身重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，可得由几何知识可得联立，解得可知适当增大小球的转速，增加，根据易知轻绳拉力增大，分析滑块的受力可知滑块所受静摩擦力将增大，若未达到最大静摩擦，则滑块仍静止。故A正确；B错误；CD．同理，若夹角，则根据向心加速度表达式可知小球的向心加速度变小。根据可知轻绳拉力减小，由二力平衡易知，滑块所受摩擦力变小。故C正确；D错误。故选AC。10.如图甲所示，足够长的水平传送带以速度v=2.5m/s沿顺时针方向运行。可视为质点的物块在t=0时刻以速度v0=5m/s从传送带左端开始沿传送带转动方向运动，物块的质量m=2kg，物块在传送带上运动的部分v-t图像如图乙所示。已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2，则在0~1s内（）A.物块先做匀减速运动，再做匀速运动 B.传送带对物块做的功为18.75JC.物块与传送带的动摩擦因数为μ=0.5 D.物块的动能减少了31.25J〖答案〗AC〖解析〗A．由题意知，传送带足够长，所以物块先匀减速到与传送带共速，之后再与传送带一起匀速直线运动，A正确；BD．由动能定理得，传送带对物块做的功为物块的动能减少了18.75J，BD错误；C．由图像可知，t=0.5s时物块与传送带共速，则加速度为又由牛顿第二定律知解得C正确；故选AC。第二卷非选择题（57分）三、实验探究题（14分）11.如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置。（1）下列实验的实验方法与本实验相同的是___________；A.探究平抛运动的特点B.探究加速度与力、质量的关系C.探究两个互成角度的力的合成规律（2）当探究向心力的大小F与半径r的关系时需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径___________（选填“相同”或“不同”）；（3）当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要把质量相同的小球分别放在挡板___________（填“A、C”或者“B、C”）〖答案〗（1）B（2）相同（3）A、C〖解析〗【小问1详析】探究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间关系，采用的实验方向是控制变量法。A．探究平抛运动的特点，采用的是等效思想，故A错误；B．探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法，故B正确；C．探究两个互成角度的力的合成规律采用的实验方法是等效替代法，故C错误。故选B。【小问2详析】当探究向心力的大小F与半径r的关系时，需要控制质量和角速度相同，两侧塔轮边缘的线速度大小相等，根据可知需调整传动皮带的位置使得左右两侧塔轮轮盘半径相同。【小问3详析】当探究向心力的大小F与角速度的关系时，需要控制质量和半径相同，则需要把质量相同的小球分别放在挡板A、C。12.某同学用如图（a）所示装置验证机械能守恒定律。用细线把钢制的圆柱挂在架子上，架子下部固定一个小电动机，电动机轴上装一支软笔。电动机转动时，软笔尖每转一周就在钢柱表面画上一条痕迹（时间间隔为T）。如图（b），在钢柱上从痕迹O开始选取5条连续的痕迹A、B、C、D、E，测得它们到痕迹O的距离分别为hA、hB、hC、hD、hE。已知当地重力加速度为g。（1）若电动机转速为3000r/min，则T=__________s。（2）实验操作时，应该__________（填正确〖答案〗标号）A．先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落B．先烧断细线使钢柱自由下落，后打开电源使电动机转动（3）画出痕迹D时，钢柱下落的速度__________。（用题中所给物理量的字母表示）（4）设各条痕迹到O的距离为h，对应钢柱的下落速度为v，画出图像，发现图线接近一条倾斜的直线，若该直线的斜率近似等于__________，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。〖答案〗（1）0.02（2）A（3）（4）2g〖解析〗（1）由于电动机的转速为3000r/min，则其频率为则（2）实验操作时，为了使软笔在钢柱表面画上一条痕迹条数多一些，应该先打开电源使电动机转动，后烧断细线使钢柱自由下落。故选A。（3）根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，则画出痕迹D时，钢柱下落的速度为（4）钢制的圆柱下落过程中，只有重力做功，重力势能的减小等于动能的增加，即可得若图线为一条倾斜直线，且直线的斜率近似等于，则可认为钢柱下落过程中机械能守恒。四、计算题（43分，13题12分，14题13分，15题18分）13.某人利用如图所示的装置,用100N的恒力F作用于不计质