《2025年高中总复习优化设计高中物理》

1.如图甲所示，向心力演示仪可探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度幼和半径r 之间的关系。长槽的A、B处和短槽的C处分别到各自转轴中心距离之比为2:1:1。变速塔轮自上而下有三种组合方式,左右每层半径之比由上至下分别为1:1、2:1和3:1,如图乙所示。
　　　　
　　　　
　(1)本实验的目的是探究向心力的大小与小球质量m、角速度仞和半径r之间的关系，下列实验中采用的实验方法与本实验相同的是________。
　　
A.用油膜法估测油酸分子的大小
　　
B.用单摆测量重力加速度的大小
　　
C.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
　(2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在A、C 位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第__________(选填“一”“二”或“三”)层塔轮。
　(3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在
B、C位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为________。
　　
A.1:2　　　　　　　　　　B.1:4
　　
C.2:1　　　　　　　　　　D.4:1

答案：
(1)C
(2)一
(3)B

2.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的装置进行实验。滑块套
实验:探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
　　　　　　　　　　　　　　　　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
　　　　　　　　　　　　　　　　F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r。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F和角速度α
　　　　　　　　　　　　　　　　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At,则角速度α=
　　　　　　　　　　　　　　　　　　________;
　　　　　　　　　　　　　　　　(2)以F为纵坐标，以$\frac{1}{△t²}$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，图线不过坐标
　　　　　　　　　　　　　　　　　　原点的原因是__________________。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

答案：
(1)滑块质量 旋转半径 $\frac{d}{r\Delta t}$
(2)滑块受到摩擦力

3.(2023山东日照一模)某物理兴趣小组利用传感器进
　　　　　　　　　　　　　　　　行“探究向心力大小F与半径r、角速度α、质量m
　　　　　　　　　　　　　　　　的关系"实验，实验装置如图甲所示，装置中水平光
　　　　　　　　　　　　　　　　滑直杆能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直
　　　　　　　　　　　　　　　　杆上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑
　　　　　　　　　　　　　　　　块随水平光滑直杆一起匀速转动时，细线的拉力提
　　　　　　　　　　　　　　　　供滑块做圆周运动的向心力。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。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　甲

　　　　　　　　　
　(1)小组同学先让一个滑块做半径r为0.20m的圆周运动，得到图乙中②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0.14m、0.16m、0.18m、0.22m,在同一坐标系中又分别得到图乙中5、④、③、①四条图线。
　(2)本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的________。
　　
A.探究平抛运动的特点
　　
B.探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
　　
C.探究两个互成角度的力的合成规律
　　
D.探究加速度与物体受力、物体质量的关系
　(3)对②图线的数据进行处理，获得了F−x图像，如图丙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是________。(用半径r、角速度、质量m表示)

答案：
(2)BD
(3)ω²(或mω²等带ω²即可)