2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题29探究向心力(解析版)

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练

第五章圆周运动

专题29 探究向心力

第一部分知识点精讲

1．实验目的：

(1)学会使用向心力演示器；

(2)通过实验探究向心力与半径、角速度、质量的关系。

2．实验仪器：向心力演示器(如图)，三个金属球(半径相同，其中两个为质量相同的钢球，另一个为质量是钢球一半的铝球)。

3．实验原理如图所示，匀速转动手柄1，可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。

4．实验步骤及观察结果

(1)调整标尺，使两根标尺起点和套筒上口处于同一水平面上，皮带放在第一挡，转速为1∶1的皮带盘处，质量相同的两钢球分别放在两个槽上半径相等的横臂挡板内侧，然后摇动手柄，观察到标尺读数始终相等。

(2)将长槽上钢球由第一挡板内侧移至第二挡板内侧，此时两个质量相同的钢球转动半径之比为2∶1，转动手柄，观察到标尺格数之比为2∶1。

(3)将长槽上的钢球换成铝球，并移至第一挡板内侧，两个金属球质量比为1∶2，转动手柄，观察到标尺格数之比为1∶2。

(4)把皮带放在第二挡，转速之比为2∶1，将长槽上铝球换成钢球，转动手柄，两球角速度之比为2∶1，观察到标尺格数之比为4∶1。

(5)将皮带放在第三挡，转速之比为3∶1，转动手柄，两球角速度之比为3∶1，观察到标尺格数之比为9∶1。

5．实验结论

由步骤(1)及其结果可知，半径、角速度、质量相同时，向心力大小相同；

由步骤(2)及其结果可知，角速度、质量相同时，向心力与半径成正比；

由步骤(3)及其结果可知，半径、角速度相同时，向心力与质量成正比；

由步骤(4)(5)及其结果可知，半径、质量相同时，向心力与角速度的平方成正比。

由以上可推知：F n＝mω2r。

6．实验误差

(1)污渍、生锈等使小球质量半径变化，带来的误差。

(2)仪器不水平带来的误差。

(3)标尺读数不准带来的误差。

(4)皮带打滑带来的误差。

7．注意事项

(1)实验前要做好横臂支架安全检查，检查螺钉是否有松动，保持仪器水平。

(2)实验时转速应从慢到快，且转速不宜过快，以免损坏测力计弹簧。

(3)注意防止皮带打滑，尽可能保证ω比值不变。

(4)注意仪器的保养，延长仪器使用寿命，并提高实验可信度。

第二部分最新高考题精选

1.（6分）（2015全国理综I·22）某物理小组的同学设计了一个粗侧玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg;

（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为

______kg;

（3）将小车从将凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：

（4）根据以上数据，可求出小车经过将凹形桥最低点时对桥的压力为____N，小车经过将凹形桥最低点时的速度大小为____m/s，(重力加速度大小取9.80m/s2.计算结果保留2位有效数字)

【参考答案】（2）1.40 （2分）（4）7.9（2分） 1.4（2分）

【命题意图】本题主要考查设计性实验、质点在竖直面的圆周运动及其相关的知识点，意在考查考生综合运用相关知识分析解决问题的能力。

【解题思路】由于托盘秤的最小刻度为0.1kg，测量读数要估读到0.01kg，所以由图示刻度可读出玩具小车静置于凹形桥的最低点时托盘秤的示数为1.40kg。

求出5次实验记录的m值的平均值，得m=1.81kg，减去凹形桥模型的质量1kg，可得玩具小车对凹形桥的压力为（1.81-1）×9.80N=7.9N.由牛顿第三定律，在最低点，凹形桥对玩具小车的支持力F=7.9N.

根据题述，可知玩具小车质量m=1.40kg-1.00kg=0.4kg，在最低点，由牛顿第二定律，F-mg=m 2

v R ,即7.9N-0.40×9.80N=0.4×

2

0.2

v

，解得：v=1.4m/s。

【易错点拨】解答此题的易错点主要有：一是托盘秤读数没有估读到0.01kg；二是把测量出的质量看作是压力；三是把测量的m平均值直接乘以g得到玩具小车对凹形桥的压力；四是把托盘秤示数1.40kg当作玩具小车质量。

第三部分最新模拟题精选

1.（2022北京丰台区高三下一模）11．某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器测得。

（1）小组同学先让一个滑块做半径r 为0.14m 的圆

周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再将运动的半径r 分别调整为0.12m 、0.10m 、0.08m 、0.06m ，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。

（2）对①图线的数据

进行处理，获得了F x -图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x 代表的是________。

（3）对5条F ω-图线进行比较分析，得出ω一定时，F ω∝的结论。请你简要说明得到结论的方法_______。

【参考答案】． 2ω（或2m ω等带2ω即可） 探究F 与r 的关系时，要先控制m 和ω不变，因此可在F ω-图像中找到同一个ω对应的向心力，根据5组向心力F 与半径r 的数据，在F -r 坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F 与r 成正比。

【名师解析】

（2）[1]根据向心力的公式

2F m r ω=根据F x -图像知，该图像是一条过原点的直线，F 与x 的图像成正比，则图像横坐标x 代表的是2ω（或2m ω等带2ω即可）；（3）[2]探究F 与r 的关系时，要先控制m 和ω不变，因此可在F ω-图像中找到同一个ω对应的向心力，根据5组向心力F 与半径r 的数据，在F -r 坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F 与r 成正比。 2. （2022山东济宁兖州高一期中）如图所示为某研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。

在具体的计算中可将小球视为质点，小球的质量为m，重力加速

度为g。部分实验步骤如下：

①用天平测出钢球的质量m；

②将钢球用细线拉起，贴近钢球，在其下方平放一张画有多个同心圆的白纸，使其圆心恰好位于悬点正下方；

③使钢球做圆锥摆运动；

④通过纸上的圆对照得出钢球做匀速圆周运动的轨迹；

⑤用秒表测量钢球的转动周期；

⑥用刻度尺测出轨迹的半径；

（1）小球做匀速圆周运动所受的向心力是________（选填选项前的字母）；

A．小球所受绳子的拉力

B．小球所受的重力

C．小球所受拉力和重力的合力

（2）在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小n F=________（用m、n、t、r及相关的常量表示）；用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F=_______（用m、h、r及相关的常量表示）；（3）保持n的取值不变，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。研学小组的同学们想用图像来处理多组实验数据，若小球所受的合力F与向心力n F大小相等，则这些图像中合理的是________选填选项的字母。

A．B．C．

D ．

【参考答案】 ①. C ②. 22

24mr n t

π ③. mgr h ④. B 【名师解析】

（1）[1]对小球进行受力分析，受到绳子的拉力和重力。小球做匀速圆周运动，两者的合力提供向心力。

（2）[2]根据测量数据可求出角速度

2n t

πω=则向心力为 22

224n mr n F m r t

πω==[3]设绳子与竖直方向的夹角为α，拉力沿绳子方向，斜向上，所以合力为

tan r mgr F mg mg h h

α==⋅=（3）[4]合力提供向心力，则有 2224mr n mgr t h

π=整理得到 222

4n t h g π=所以图像应该选择B 。 3. （2022山东济宁期中）用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F 与质量m 、角速度ω和半径r 之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值，如图是探究过程中某次实验时装置的状态。

（1）本实验采用的科学方法是___________。

A ．放大法

B ．累积法

C ．微元法

D ．控制变量法

（2）在研究向心力的大小F 与质量m 的关系时，要保持________相同。

（3）若两个钢球质量和转动半径相等，图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为1：4，与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为_________。

【参考答案】 ①. D ②. 角速度ω和半径r ③. 2：1

【名师解析】

(1)[1]在研究向心力的大小F 与质量m 、角速度ω和半径r 之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。

故选D 。

(2)[2]在研究向心力的大小F 与质量m 关系时，依据

2F m r ω=易知要保持ω和r 相同；

(3)[3]根据

2F m r ω=两球的向心力之比为1：4，半径和质量相等，则转动的角速度之比为1：2，因为靠皮带传动，变速轮塔的线速度大小相等，根据

v r ω=知与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为2：1。

4．(6分)(2021·吉林松原市高一月考)如图所示为某课题小组设计的探究圆周运动向心力的实验装置。有机玻璃支架上固定一个直流电动机，电动机转轴上固定一个半径为r 的塑料圆盘，圆盘中心正下方用细线连接一个重锤，圆盘边缘连接细绳，细绳另一端连接一个小球。实验操作如下：

①利用天平测量小球的质量m ，记录当地的重力加

速度g 的大小；

②闭合电源开关，让小球做如图所示的匀速圆周运动，调节激光笔2的高度和激光笔1的位置，使激光笔1射出的激光束竖直、激光笔2射出的激光束水平，并让激光都恰好照射到小球的中心，水平激光束与竖直细线的交点为O ；

③当小球第一次到达A 点看到反射光时开始计时，并记录为1次，最后记录小球n 次到达A 点的时间t ；

④切断电源，待小球停止转动，设法用刻度尺测量点O 到竖直激光束的距离R 和点O 到塑料圆盘的距离h ；

⑤改变质量、转速、绳长或半径等物理量，重启电源，如上所述反复多次实验，并记录相关数据。全部结束后，整理器材。

请回答下列问题：

(1)下列说法正确的是__ __

A ．小球运动的周期为t n

B ．小球运动的线速度大小为

2π(n －1)R t C ．小球运动的向心力大小为mgR h

D ．若电动机转速增加，激光笔1、2应分别左移、升高

(2)该小组换用较长的细绳连接同一个小球做第二次实验，调整转动的角速度，但使小球转动的半径R 保持不变。第二次实验跟第一次实验相比，角速度__ __，小球做圆周运动所受的向心力__ __(均选填“变大”、“变小”或“不变”)。

【参考答案】（1）BD （2）变小 变小

【名师解析】：(1)从球第1次到第n 次通过A 位置，转动圈数为n －1，时间为t ，故

周期为T ＝t n －1

，故A 错误；小球的线速度大小v ＝2πR T ＝2π(n －1)R t ，故B 正确；小球受重力和拉力，合力提供向心力，设线与竖直方向的夹角为α，则T cos α＝mg ，T sin α＝F n ，故

F n ＝mg R －r h

，故C 错误；若电动机的转速增加，则转动半径增加，故激光笔1、2应分别左移、上移，故D 正确。

(2)换用较长的细绳连接同一个小球做第二次实验，调整转动的角速度，但使小球转动的半径R 保持不变，设细绳与竖直方向的夹角为θ，用较长的细绳连接时θ角变小，对小球受力分析得F n ＝mg tan θ，F n ＝mRω2，联立可解得θ角变小时，向心力变小，角速度变小。

5.（2021福建漳州二模）一同学通过图甲所示的装置探究物体做圆周运动的向心力与质量、轨道半径及线速度的关系。滑块套在光滑水平杆上，随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F 的大小。滑块上固定一遮光片与固定在铁架台上的光电门可测量滑块的线速度v 。该同学先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力与线速度的关系。

（1）该同学采用的实验方法主要是 （填写正确答案的标号）

A ．理想模型法

B ．控制变量法

C ．等效替代法

（2）用螺旋测微器测量遮光片的宽度d ，示数如图乙所示，则d= mm 。

（3）该同学通过改变转速测量多组数据，记录力传感器示数F ，算出对应的线速度v 及v 2的数值。以v 2为横轴，F 为纵轴，作出F - v 2图线，如图丙所示。若滑块运动半径r=0.2m ，由图线可得滑块质量m= kg （保留两位有效数字）。

【参考答案】（1）B （2）1.732mm （3）

0.13

【名师解析】（1）该同学先保持滑块质量和半径不变，来探究向心力与线速度的关系，该同学采用的实验方法主要是控制变量法，选项B 正确。（2）根据螺旋测微器读数规则，遮光片的宽度d=1.5mm+0.232mm=1.732mm…。

（3）由F=m 2v r =m r v 2可知F - v 2图线的斜率k=m r =23

，解得滑块质量m=0.13kg 。 6．(2019·福建泉州二模)(6分)某同学做验证向心力与线速度关系的实验，装置如图所示，一轻质细线上端固定在拉力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下：

①用游标卡尺测出钢球直径d ；

②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F 1，用米尺量出线长L ；

③将钢球拉到适当的高度处释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t ，力传感器示数的最大值为F 2；

已知当地的重力加速度大小为g ，请用上述测得的物理量表示：

(1)钢球经过光电门时的线速度表达式v ＝________，向心力表达式F 向＝m v 2R

＝________。 (2)钢球经过光电门时的所受合力的表达式F 合＝________。

(3)若在实验误差允许的范围内F 向＝F 合，则验证了向心力与线速度的关系。该实验可能的误差有：________________________。(写出一条即可)

【参考答案】 (1)d t F 1d 2

gt 2⎝⎛⎭⎫L ＋d 2

(2)F 2－F 1 (3)摆线的长度测量有误差

【名师解析】 (1)钢球的直径为d ，遮光时间为t ，所以钢球通过光电门的速度：v ＝d t

，根据题意知，钢球圆周运动的半径为：R ＝L ＋d 2，钢球的质量：m ＝F 1g

，则向心力表达式：F 向＝m v 2R ＝F 1d 2

gt 2⎝⎛⎭⎫L ＋d 2。

(2)钢球经过光电门时只受重力和绳的拉力，所受合力为：F 合＝F 2－F 1。

(3)根据向心力表达式知，可能在测量摆线长度时有误差。

2023届高考物理一轮复习知识点精讲与2022高考题模考题训练专题28与实际相关的圆周运动(解析版)

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练 第五章圆周运动 专题28 与实际情景相关的圆周运动 第一部分知识点精讲 圆周运动是常见的运动形式之一，与实际情景相关的圆周运动主要有： 传动，车辆转弯，圆锥摆、过山车等 1. 常见的三类传动方式及特点 (1)皮带传动：如图甲、乙所示，皮带与两轮之间无相对滑动时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。 (2)摩擦传动和齿轮传动：如图丙、丁所示，两轮边缘接触，接触点无打滑现象时，两轮边缘线速度大小相等，即v A＝v B。 (3)同轴传动：如图戊、己所示，绕同一转轴转动的物体，角速度相同，即ωA＝ωB，由v＝ωr知v与r成正比。 2．水平面内的匀速圆周运动运动模型

第二部分最新高考题精选 1. （2021年高考广东学业水平选择性测试）由于高度限制，车库出入口采用图2所示 的曲杆道闸，道闸由转动杆OP与横杆PQ链接而成，P、Q为横杆的两个端点．在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平．杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是 A. P点的线速度大小不变 B. P点的加速度方向不变 C. Q点在竖直方向做匀速运动 D. Q点在水平方向做匀速运动 【参考答案】A 【名师解析】杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，P点的线速度大小不变，P点的加速度方向始终指向O点，方向变化，选项A正确B错误；P点绕O点做匀速圆周运动，Q点绕P做圆周运动，所以Q点在竖直方向和水平方向都不是做匀速运动，选项CD错误。 2.（2021年6月浙江选考物理）质量为m的小明坐在秋千上摆动到最高点时的照片如图所

2023年高考物理一轮复习讲义——原子结构和波粒2象性

自主命题卷全国卷 考情分析 2021·广东卷·T1原子核的衰变2021·全国甲卷·T17原子核的衰变2021·湖南卷·T1衰变、半衰期2021·全国乙卷·T17半衰期 2021·河北卷·T1衰变、半衰期2020·全国卷Ⅰ·T19核反应 2021·浙江6月选考·T14核反应2020·全国卷Ⅱ·T18核能2020·天津卷·T1原子核式结构实验2020·全国卷Ⅲ·T19原子核的衰变2020·江苏卷·T12(1)(2)黑体辐射、能级跃 迁、光子的动量 2019·全国卷Ⅰ·T14能级跃迁2020·浙江7月选考·T14核聚变、核能2019·全国卷Ⅱ·T15核能2019·天津卷·T5光电效应2018·全国卷Ⅱ·T17光电效应 试题情境生活实践类 医用放射性核素、霓虹灯、氖管、光谱仪、原子钟、威耳逊云室、射 线测厚仪、原子弹、反应堆与核电站、太阳、氢弹、环流器装置等 学习探究类 光电效应现象、光的波粒二象性、原子的核式结构模型、氢原子光谱、 原子的能级结构、射线的危害与防护、原子核的结合能、核裂变反应 和核聚变反应等 第1讲原子结构和波粒二象性 目标要求 1.了解黑体辐射的实验规律.2.知道什么是光电效应，理解光电效应的实验规律．会利用光电效应方程计算逸出功、截止频率、最大初动能等物理量.3.知道原子的核式结构，掌握玻尔理论及能级跃迁规律.4.了解实物粒子的波动性，知道物质波的概念． 考点一黑体辐射及实验规律 1．热辐射

(1)定义：周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与物体的温度有关，所以叫热辐射． (2)特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的不同而有所不同． 2．黑体、黑体辐射的实验规律 (1)黑体：能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体． (2)黑体辐射的实验规律 ①对于一般材料的物体，辐射电磁波的情况除与温度有关外，还与材料的种类及表面状况有关． ②黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图． 3．能量子 (1)定义：普朗克认为，当带电微粒辐射或吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫作能量子． (2)能量子大小：ε＝hν，其中ν是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率，h称为普朗克常量．h ＝6.626×10－34 J·s(一般取h＝6.63×10－34 J·s)． 1．黑体能够反射各种波长的电磁波，但不会辐射电磁波．(×) 2．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与温度有关，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加，辐射强度极大值向波长较短的方向移动．(√) 3．玻尔为得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，提出了能量子的假说．(×) 例1(多选)关于黑体辐射的实验规律如图所示，下列说法正确的是() A．黑体能够完全吸收照射到它上面的光波

(2)力与运动——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题

（2）力与运动—— 2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题【新高考】 （一）高考原题 1.【2022年湖南卷】球形飞行器安装了可提供任意方向推力的矢量发动机，总质量为M 。飞行器 飞行时受到的空气阻力大小与其速率平方成正比（即2,F kv k =阻为常量）。当发动机关闭时，飞行 器竖直下落，经过一段时间后，其匀速下落的速率为10 m/s ；当发动机以最大推力推动飞行器竖直向上运动，经过一段时间后，飞行器匀速向上的速率为5 m/s 。重力加速度大小为g ，不考虑空气相对于地面的流动及飞行器质量的变化，下列说法正确的是( ) A.发动机的最大推力为1.5Mg B.当飞行器以5 m/s C.发动机以最大推力推动飞行器匀速水平飞行时，飞行器速率为m /s D.当飞行器以5 m/s 的速率飞行时，其加速度大小可以达到3g 2.【2022年广东卷】如图是可用来制作豆腐的石磨。木柄AB 静止时，连接AB 的轻绳处于绷紧状态。O 点是三根轻绳的结点，F 、1F 和2F 分别表示三根绳的拉力大小，12F F =且60AOB ∠=︒。下列关系式正确的是( ) A.1F F = B.12F F = C.13F F = D.1F = 3.【2022年河北卷】如图，用两根等长的细绳将一匀质圆柱体悬挂在竖直木板的P 点，将木板以底边MN 为轴向后方缓慢转动直至水平，绳与木板之间的夹角保持不变，忽略圆柱体与木板之间的摩擦，在转动过程中( )

A. 圆柱体对木板的压力逐渐增大 B. 圆柱体对木板的压力先增大后减小 C. 两根细绳上的拉力均先增大后减小 D. 两根细绳对圆柱体拉力的合力保持不变 4.【2022年辽宁卷】如图所示，蜘蛛用蛛丝将其自身悬挂在水管上，并处于静止状态。蛛丝OM ON 、与竖直方向夹角分别为()αβαβ>、。用12F F 、分别表示OM ON 、的拉力，则( ) A.1F 的竖直分力大于2F 的竖直分力 B.1F 的竖直分力等于2F 的竖直分力 C.1F 的水平分力大于2F 的水平分力 D.1F 的水平分力等于2F 的水平分力 （二）考情分析 受力分析是力学的基础，力的合成与分解常与日常生活实际紧密结合，突出对实际问题模型抽象能力的考查。共点力作用下物体的平衡，尤其是三个共点力的平衡问题（包含动态平衡）为考试的重点内容，有时也结合电场、磁场等综合考查，试题以选择题为主，题目中常包含有“恰好出现”或“恰好不离开”“缓慢移动”等关键词。 牛顿运动定律是历年高考的必考内容，但在高考中很少单独考查，常结合直线运动的基本公式、物体的平衡、v-t 图像、曲线运动、功和能、电场等进行设题，主要考查瞬时加速度的求解，超重、失重现象，连接体问题，传送带问题，板块模型问题等。 （三）变式训练 5.普通火车动力都在火车头上，车厢（头）与车厢之间通过挂钩连接在一起.火车在启动时，会先往后退，再启动，这样会使挂钩松弛，车厢（头）与车厢之间无作用力，再向前启动时，车厢会一节一节地依次启动，减少所需要的动力.一列火车共有15节车厢，火车头与每节车厢的质量相等，车厢（头）与轨道间的摩擦力均为f F ，假设启动时每节车厢的加速度均为a ，若火车不后退所有车厢同时启动，火车头提供的动力F ，则下列分析正确的是( )

万有引力与航天 训练题——2023届高考物理一轮复习(word版含答案)

万有引力与航天 训练题 一、选择题（本题共15个小题，每题5分，共75分） 1、2021年4月，我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行。若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是( ) A.核心舱的质量和绕地半径 B.核心舱的质量和绕地周期 C.核心舱的绕地角速度和绕地周期 D.核心舱的绕地线速度和绕地半径 2、2021年6月17日，神舟十二号载人飞船顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，随后与天和核心舱（空间站）进行对接，标志着中国人首次进入自己的空间站。如图所示，若空间站在距地球表面高约430 km 的轨道上做匀速圆周运动，已知引力常量为 11226.6710N m /kg G -=⋅ ⨯，地球半径约为6400 km ，则下列说法正确的是( ) A.空间站的运行速度大于7.9 km/s B.空间站里所有物体的加速度均为零 C.位于低轨道的飞船需减速才能与高轨道的空间站实现对接 D.若已知空间站的运行周期，则可以估算出地球的平均密度 3、如图甲所示，太阳系中有一颗“躺着”自转的蓝色“冷行星”——天王星，其周围存在着环状物质。为了测定环状物质是天王星的组成部分，还是环绕该行星的卫星群，假设“中国天眼”对其做了精确的观测，发现环状物质线速度的二次方2v 与其到行星中心的距离的倒数1r - 关系如图乙所示。已知天王星的半径为0r ，引力常量为G ，以下说法正确的是( ) A.环状物质是天王星的组成部分 B.天王星的自转周期为00 2πr v C.21 v r --关系图像的斜率等于天王星的质量 D.天王星表面的重力加速度为200v r 4、假设在某星球上，一宇航员从距地面不太高的H 处以水平速度0v 抛出一小球，小球落地时在水平方向上发生的位移为s 。已知该星球的半径为R ，且可看成球体，引力常量为G 。忽略小球在

2022届高考物理一轮复习 第20讲 实验六：探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系

第二十讲实验六： 探究向心力大小与半径、角速度和质量的关系 1.实验设计 采用控制变量法 (1)在小球的质量和角速度不变的条件下，改变小球做圆周运动的半径。 (2)在小球的质量和圆周运动的半径不变的条件下，改变小球的角速度。 (3)换用不同质量的小球，在角速度和半径不变的条件下，重复上述操作。 2.实验仪器 向心力演示器 3.数据处理：分别作出F n－ω2、F n－r、F n－m的图像。 4.实验结论 (1)在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比。 (2)在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比。 (3)在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比。 考点一定性探究影响向心力大小的因素 [典例1]如图所示是探究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验装置图，转动手柄1，可使变速轮塔2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动。皮带分别套在轮塔2和3上的不同圆盘上，可使两个槽内的小球6、7分别以不同的角速度，做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂8的挡板对小球的压力提供，球对挡板的反作用力，通过横臂8的杠杆作用使弹簧测力套筒9下降，从而露出标尺10，标尺10上露出的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的比值。那么： (1)现将两小球分别放在两边的槽内，为了探究小球受到的 向心力大小和角速度的关系，下列说法中正确的是________。 A．在小球运动半径相等的情况下，用质量相同的小球做 实验 B．在小球运动半径相等的情况下，用质量不同的小球做实验

C．在小球运动半径不等的情况下，用质量不同的小球做实验 D．在小球运动半径不等的情况下，用质量相同的小球做实验 (2)当用两个质量相等的小球做实验，且左边小球的轨道半径为右边小球的2倍时，转动时发现右边标尺上露出的红白相间的等分格数为左边的2倍，那么，左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为________。 [解析](1)要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制小球的质量和半径不变，所以选项A正确，B、C、D错误。 (2)线速度相等，则角速度与半径成反比，故可以知道左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1∶2。 [答案](1)A(2)1∶2 考点二定量探究影响向心力大小的因素 [典例2]在探究：向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验中，如图所示。匀速转动手柄1可以使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随着做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的压力提供。球对挡板的反作用力，通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒7下降，从而露出标尺8。已知测力套筒的弹簧相同，根据标尺8上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。若将变速塔轮2、3上的皮带共同往下移动一级，则长槽和短槽的角速度之比会________(填“变大”“不变”“变小”或者“无法确定”)；如图所示，放在长短槽内的三个小球的质量相等，皮带所在左右塔轮的半径也相等，则在加速转动过程中，左右标尺漏出的红白等分标记会________(填“变长”“不变”“变短”或者“不确定”)，两边红白等分标记之比会________(填“变大”“不变”“变小”或者“无法确定”)，在匀速转动的过程中，左右标尺红白标记之比为________。 答案变小变长不变3∶1 解析将变速塔轮2、3上的皮带共同往下移动一级，轮子边缘的线速度相 等，根据ω＝v r可知，2轮半径大，长槽角速度变小，而短槽角速度变大，所以

【高考一轮备考】2022届高考物理一轮复习高效策略

【高考一轮备考】2022届高考物理一轮复习高效策略 高考物理一轮复习一般是以章、节为单元进行复习。在这一阶段里，要掌握基本概念、基本规律和基本解题方法与技巧，要全面阅读教材，彻底扫除知识结构中理解上的障碍。要重视对物理状态、物理情景、物理过程的分析，提高阅读理解能力和分析问题的能力。 夯实基础知识、注意主干知识 高考中基本概念、基本规律和基本思路高考物理考查的主要内容和重点内容，而主干知识又是物理知识体系中的最重要的知识，学好主干知识是学好物理的关键，是提高能力的基础。在备考复习中，不仅要求记住这些知识的内容，而且还要加强理解，熟练运用，既要“知其然”，又要“知其所以然”。要立足于本学科知识，把握好要求掌握的知识点的内涵和外延，明确知识点之间的内在联系，形成系统的知识网络。 注重学科思想方法的掌握 学习物理的目的，就是要在掌握知识的同时，领悟其中的科学方法，培养独立思考和仔细审题的习惯和能力。为什么感到物理课听起来容易，做起来难。问题就在于没有掌握物理学科科学的研究方法，而是死套公式。为此，在物理复习过程中要适时地、有机地将科学方法如：理想化、模型法、整体法、隔离法、图象法、逆向思维法、演绎法、归纳法、假设法、排除法、对称法、极端思维法、等效法、类比和迁移法等进行归纳、总结，使之有利于消化吸收，领悟其精髓，从而提高解题能力和解题技巧。 研究题型，分类归档，注意解题方法和技巧的训练和归纳 高考把能力考查放在首位，就必须对知识点考查的能力要求上不断翻新变化。很多试题对同一知识点的考查，有时是考查理解能力，有时却考查推理能力或分析综合能力，或以新颖的情景或新的设问角度考查同一知识点的，这就要求我们应站在科学的、有效的角度上，研究考试，分析题型，精选例题，组合习题注重一题多解，一题多变的训练，提高以不变应万变的能力。用翻新题进行训练,以求真懂,克服思维定势。

(3)曲线运动——2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题

（3）曲线运动—— 2023届高考物理一轮复习揭秘高考原题【新高考】 （一）高考原题 1.【2022年山东卷】如图所示，某同学将离地1.25 m 的网球以13 m/s 的速度斜向上击出，击球点到竖直墙壁的距离4.8 m 。当网球竖直分速度为零时，击中墙壁上离地高度为8.45 m 的P 点。网球与墙壁碰撞后，垂直墙面速度分量大小变为碰前的0.75倍，平行墙面的速度分量不变。重力加速度g 取210m /s ，网球碰墙后的速度大小v 和着地点到墙壁的距离d 分别为( ) A.5m /s v = B.m /s v = C. 3.6m d = D. 3.9m d = 2.【2022年广东卷】图是滑雪道的示意图。可视为质点的运动员从斜坡上的M 点由静止自由滑下，经过水平NP 段后飞入空中，在Q 点落地。不计运动员经过N 点的机械能损失，不计摩擦力和空气阻力，下列能表示该过程运动员速度大小v 或加速度大小a 随时间t 变化的图像是( ) A. B. C. D. 3.【2022年湖南卷】如图，间距1m L =的U 形金属导轨，一端接有0.1 Ω的定值电阻R ，固定在

高0.8m h =的绝缘水平桌面上。质量均为0.1 kg 的匀质导体棒a 和b 静止在导轨上，两导体棒与导轨接触良好且始终与导轨垂直，接入电路的阻值均为0.1 Ω，与导轨间的动摩擦因数均为0.1（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），导体棒a 距离导轨最右端1.74 m 。整个空间存在竖直向下的匀强磁场（图中未画出），磁感应强度大小为0.1 T 。用0.5N F =沿导轨水平向右的恒力拉导体棒a ，当导体棒a 运动到导轨最右端时，导体棒b 刚要滑动，撤去F ，导体棒a 离开导轨后落到水平地面上。重力加速度取210m /s ，不计空气阻力，不计其他电阻，下列说法正确的是( ) A.导体棒a 离开导轨至落地过程中，水平位移为0.6 m B.导体棒a 离开导轨至落地前，其感应电动势不变 C.导体棒a 在导轨上运动的过程中，导体棒b 有向右运动的趋势 D.导体棒a 在导轨上运动的过程中，通过电阻R 的电荷量为0.58 C 4.【2022年河北卷】如图，广场水平地面上同种盆栽紧密排列在以O 为圆心、1R 和2R 为半径的同心圆上，圆心处装有竖直细水管，其上端水平喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度均可调节，以保障喷出的水全部落入相应的花盆中。依次给内圈和外圈上的盆栽浇水时，喷水嘴的高度、出水速度及转动的角速度分别用1h 、1v 、1ω和2h 、2v 、2ω表示。花盆大小相同，半径远小于同心圆半径，出水口截面积保持不变，忽略喷水嘴水平长度和空气阻力。下列说法正确的是( ) A. 若12h h =，则1221::v v R R = B. 若12v v =，则221212::h h R R = C. 若12ωω=，12v v =，喷水嘴各转动一周，则落入每个花盆的水量相同 D. 若12h h =，喷水嘴各转动一周且落入每个花盆的水量相同，则12ωω= （二）考情分析 平抛运动在高考中可以单独命题，也常常综合圆周运动、机械能、动量及电场等知识命题。试题往往与生活实际、体育运动等联系密切，体现物理来源于生活，又走向生活的命题思路。

2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：动量和冲量

2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：动量和冲量 物理考试 注意事项： 1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前xx 分钟收取答题卡 第Ⅰ卷客观题 第Ⅰ卷的注释 (共8题；共16分) 1．（2分）2022年北京冬奥会短道速滑混合团体接力决赛中，中国队以2分37秒348的成绩夺冠。比赛中“接棒”运动员在前面滑行，“交棒”运动员从后面用力推前方“接棒”运动员完成接力过程，如图所示。假设交接棒过程中两运动员的速度方向均在同一直线上，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，对于两运动员交接棒的过程，下列说法正确的是（） A．两运动员的加速度大小相同 B．两运动员相互作用力冲量的矢量和一定等于零 C．两运动员相互作用力做功之和一定等于零 D．两运动员组成的系统动量守恒但机械能不守恒 2．（2分）如图所示，一水平地面由光滑的AB段和粗糙程度均匀的BC段组成，且AB = BC。某同学用水平恒力F将物体（可看成质点）由静止从A点拉到C点。若在AB段和BC段上拉力的冲量大小分别为I1和 I2，则下列表述正确的是（） A．I1一定大于I2B．I1可能等于I2 C．I1可能小于I2D．I1一定等于I2 3．（2分）t = 0时刻，一物体在合力F的作用下从静止开始沿直线运动，F随时间t变化的图像如图所示，则t = 4s时物体的动量（） A．大小为2kg·m/s，方向与正方向相反 B．大小为2kg·m/s，方向与正方向相同 C．大小为6kg·m/s，方向与正方向相反 D．大小为6kg·m/s，方向与正方向相同 4．（2分）一个质量为0.2kg的小钢球竖直下落，落地时速度大小为1m/s，与地面作用0.1s后以等大的动量竖直向上反弹，小钢球在与地面碰撞的过程中，若选向上为正方向，g取10m/s2，下列说法中正确的是 （） A．小钢球重力的冲量为0.1kg⋅m/s B．小钢球的动量变化量为−0.4kg⋅m/s C．小钢球受到合力的冲量为−0.4N⋅s D．小钢球受到的平均支持力为6N 5．（2分）如图所示，在空间中水平面MN的下方分布着方向竖直向上的匀强电场，质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定的初速度水平抛出，从B点进入电场，到达C点时速度方向恰好水平。已知A、B、C 三点在同一直线上，AB=3BC，重力加速度为g。下列说法正确的是（） A．小球所受电场力大小为3mg B．小球带负电 C．小球从A 到 B与从 B到C的运动时间之比为√3：1 D．小球从A到B与从B到C的合外力冲量的大小相等 6．（2分）如图，一个物块放在水平圆盘上，随圆盘一起绕圆盘中心轴做匀速圆周运动，转半圈过程中，摩擦力对物块的冲量大小为I1；转一圈过程中，摩擦力对物块的冲量大小为I2，则（）