精品解析：云南省昆明市官渡区云南大学附属中学星耀学校2022-2023学年高一下学期期中考试物理试题

云大附中星耀学校2022-2023学年下学期期中考试 高一物理试卷 （考试时间：90分钟 总分：100分） 一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36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. 质点在恒力F作用下做曲线运动，P、Q为运动轨迹上的两个点，若质点经过P点时的速度比经过Q点时的速度大，则F的方向可能为图中（　　） A. B. C. D. 2. 下列关于功和功率说法，正确的是（ ） A. 一对作用力和反作用力，当作用力做正功时，反作用力一定做正功 B. 力作用在物体上的一段时间内，物体运动了一段位移，但是该力不一定对物体做功 C. 相互垂直的两个力分别对物体做功为6J和8J，则这两个力的合力做功为10J D. 力做功越多，功率一定越大 3. 下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是一种匀速运动 B. 匀速圆周运动是一种变速运动 C. 匀速圆周运动的物体受的合外力为零 D. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态 4. 发喜糖是中国婚宴上一个喜庆的环节，多以互动、玩游戏方式撒出，若有三颗喜糖A、B、C刚好做平抛运动，如图所示，A、B从同一处抛出，A的落地点比B的落地点更远，C从它们的正下方抛出，落地点与A的相同．不计空气阻力则下列说法正确的是（　　） A. A的初速度最大 B. C在空中运动的时间最短 C. A、B的落地速度相同 D. A、C的落地速度大小一定相等 5. 昆明滇缅大道的修建打通了西北新城的任督二脉。关于高架转弯处内外路面间有高度差，下列说法中错误的是（ ） A. 路面外侧高于内侧，可以使汽车顺利转弯，减少车轮与路面间摩擦 B. 当汽车以某一速度转弯时，可能只由重力和支持力的合力提供向心力 C. 汽车转弯时，摩擦力一定沿半径方向指向弯道内侧 D. 汽车转弯时，汽车的速度越大，车轮与路面间的摩擦力可能越大 6. 第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，已知地球与月球的质量之比约为81:1，半径之比为4:1；则地球上与月球上的第一宇宙速度之比为（　　） A. 18:1 B. 1:18 C. 9:2 D. 2:9 7. 一只船在静水中的速度为4m/s，它要渡过河宽为300m的一条河，已知水流速度为3m/s，下列说法正确的是（ ） A. 这只船不可能渡过河 B. 这只船的实际航线可能垂直河岸 C. 这只船相对于岸的速度一定是5m/s D. 这只船渡河所用的最短时间为60s 8. 2023年3月，云南大学附属中学星耀学校高中男子排球队在普洱市举办的云南省青少年校园排球四级联赛总决赛中勇夺亚军。若球场长L=18m，球网高h=2.4m。某场比赛中一同学发球时把球以v0=25m/s的速度水平击出，击出点在球场边界的正上方，不计空气阻力，g=10m/s2。若要让排球顺利过网，则该同学击球高度至少为（ ） A. 2.592m B. 3.048m C. 2.4m D. 0.648m 9. 如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识。小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　） A. 笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点 B. 除了O点，笔杆上不同点的角速度大小是不一样的 C. 笔杆上各点线速度大小与到O点的距离成反比 D. 笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越小 10. 一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，用大小为F、方向与水平面成θ角且斜向上的恒力作用在该木块上，经过时间t，下列说法错误的是（ ） A. 时间t内，力F做的功为 B. 时间t内，力F的瞬时功率的最大值为 C. 时间t内，力F的瞬时功率逐渐增大 D. 时间t内，力F的平均功率为 11. 近年来，国家大力开展冰雪运动进校园活动。滑雪大跳台的赛道如图甲所示，可将其抽象为如图乙所示的物理模型，A为助滑道的最高点，D为助滑道的最低点，B为跳台起跳点，起跳区DB近似看作水平面，着陆坡道为倾角θ30°的斜面。在某次训练中，运动员从A点出发由静止开始下滑，到起跳点B沿水平方向飞出，落在着陆坡道上的C点。A、B、C、D在同一竖直平面内，已知BC间的距离L40m，不计一切阻力和摩擦，取重力加速度g10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 运动员从B点飞出到落在C点的过程中加速度方向一直在改变 B. 运动员从B点飞出到落在C点的过程中速度先减小后增大 C. 运动员从B点飞出到落在C点的过程所用时间为4s D. 运动员在B点起跳时的速度大小为m/s 12. 位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜(FAST)．通过FAST测得水星与太阳的视角为(水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角),如图所示,若最大视角的正弦C值为,地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,则水星的公转周期为 A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分） 13. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实和事实的是（ ） A. 开普勒结合第谷观测数据，总结出行星运动的三大定律 B. 开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律 C. 牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G D. 海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的，后人称其为“笔尖下发现的行星” 14. 如图所示为一质点做匀变速曲线运动的轨迹图，已知在最高点b点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（　　） A. 经过d点时的速度比c点小 B. 经过a、d两点时加速度相同 C. 从a点到d点的过程中速度一直在增大 D. 从a点到d点的过程中加速度与速度的夹角一直减小 15. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力帮助火车转弯 B. 汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态 C. 滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，衣物运动到最低点B点时脱水效果更好 D. 同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等 16. 如图所示，斜面ABC放置在水平地面上，AB=2BC，O为AC的中点，现将小球从A点正上方、A与F连线上某一位置以某一速度水平抛出，落在斜面上．已知D、E为AF连线上的点，且AD=DE=EF，D点与C点等高．下列说法正确的是 A. 若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，则小球的飞行时间由初速度大小决定 B. 若小球从D点抛出，有可能垂直击中O点 C. 若小球从E点抛出，有可能垂直击中O点 D. 若小球从F点抛出，有可能垂直击中C点 三、实验题（本题共2小题，共12分。请把答案写在答题卡中指定的答题处） 17. 我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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球所受向心力的相对大小。 （1）该实验中采用的物理研究方法为 。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 放大法 （2）探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径__________（填“相同”或“不相同”）的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处。 （3）探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板__________处（填“B”或“C”）。 18. 某同学利用如图所示的实验装置研究平抛运动的规律。 （1）在此实验中，下列说法正确的是 。 A. 斜槽轨道越光滑，对实验结果影响越小 B. 为提高实验准确性，记录的点应适当多一些 C. 斜槽末端应调整成水平状态 D. 图甲中档条N每次必须等间距下移 （2）在实验中，记录了小球在运动中的3个位置，如图所示，已知图中小方格的边长为L，重力加速度为g，则小球从a到c所用的时间为tac=__________（用L、g表示）。 （3）平抛起点与b点的水平距离__________（用L表示）。 四、计算题（本题共4小题，共36分。请把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 19. 放在光滑水平面上的某一物体，在0~2s内受到恒为2N的水平拉力的作用，第2s末撤去拉力，物体在0~6s内物体速度与时间的图像如图所示，则： （1）求0~2s内拉力做功； （2）求第1s末拉力的功率。 20. 如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内恰能做完整的圆周运动。重力加速度为g。求： （1）小球到达最高时杆对小球的作用力； （2）若小球经过最高点时速度为，此时杆对球的作用力的大小。 21. 如图，一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径R=0.1m，B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，θ=60°，小球到达A点时的位置与P点间的水平距离为，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）若小球恰好能过C点，求小球在C点的速度大小； （2）若小球恰好能过C点，且轨道的B点和C点受到小球的压力之差为6mg，求小球运动到B点时的速度大小； （3）小球做平抛运动的初速度大小v0。 22. 随着人类对太空探索工作不断深入，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现．科学家们设想，通过在地球同步轨道设置空间站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换．若地球半径为R，表面重力加速度为g，地球自转角速度为ω． （1）求地球同步轨道空间站离地面的高度h1为多少？（本问结果用题中所给符号表示） （2）当电梯仓运送物资到赤道基地过程中距地面高度为h2=4R时，电梯仓相对同步轨道站正以速度v远离，求仓内质量为m1的物资相对地心运动的速度为多大？（本问结果用题中所给符号表示） 若电梯仓因故停在距离地面高度h3=3R时，求仓内质量为m2=50kg的人对水平地板的压力大小?(取地面附近重力加速度g=10m/s2,地球自转角速度为ω=7.3×10﹣5rad/s，地球半径R=6.4×103km） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 云大附中星耀学校2022-2023学年下学期期中考试 高一物理试卷 （考试时间：90分钟 总分：100分） 一、单项选择题（本题共12小题，每小题3分，共36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. 质点在恒力F作用下做曲线运动，P、Q为运动轨迹上的两个点，若质点经过P点时的速度比经过Q点时的速度大，则F的方向可能为图中（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】由图可知从P点沿曲线运动到Q点，曲线是向左弯曲的，则合力应该指向弧内，恒力F的方向应该是向左的，而经过P点的速度比经过Q点时速度大，则合力方向与速度方向的夹角大于90°；故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 2. 下列关于功和功率的说法，正确的是（ ） A. 一对作用力和反作用力，当作用力做正功时，反作用力一定做正功 B. 力作用在物体上的一段时间内，物体运动了一段位移，但是该力不一定对物体做功 C. 相互垂直的两个力分别对物体做功为6J和8J，则这两个力的合力做功为10J D. 力做功越多，功率一定越大 【答案】B 【解析】 详解】A．一对作用力和反作用力，当作用力做正功时，反作用力可能做正功，也可能做负功，也可能不做功，选项A错误； B．力作用在物体上的一段时间内，物体运动了一段位移，若该力与位移垂直，则该力对物体不做功，选项B正确； C．相互垂直的两个力分别对物体做功为6J和8J，则这两个力的合力做功为14J，选项C错误； D．根据，则力做功越多，功率不一定越大，选项D错误。 故选B。 3. 下列说法正确的是（　　） A. 匀速圆周运动是一种匀速运动 B. 匀速圆周运动是一种变速运动 C. 匀速圆周运动的物体受的合外力为零 D. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态 【答案】B 【解析】 【详解】AB．速度是矢量，在匀速圆周运动中，速度的大小保持不变，但方向一直变化，故是一种变速运动。故A错误，B正确； CD．做匀速圆周运动的物体需要有指向圆心的合外力改变物体的运动状态。则物体受到的合外力不是零，不可能处于平衡状态。故CD错误。 故选B。 4. 发喜糖是中国婚宴上一个喜庆的环节，多以互动、玩游戏方式撒出，若有三颗喜糖A、B、C刚好做平抛运动，如图所示，A、B从同一处抛出，A的落地点比B的落地点更远，C从它们的正下方抛出，落地点与A的相同．不计空气阻力则下列说法正确的是（　　） A. A的初速度最大 B. C在空中运动的时间最短 C. A、B的落地速度相同 D. A、C的落地速度大小一定相等 【答案】B 【解析】 【详解】AB．平抛运动的竖直方向是自由落体运动 由hA=hB>hC，可知C在空中运动的时间最短，故B正确； 水平方向是匀速运动 由hA=hB>hC， xA=xC> xB，可知C的初速度最大，故A错误； CD．小球落地时竖直方向速度 合速度 速度与水平方向夹角正切值 可知A、B的落地速度大小方向均不同；A的初速度小于C，A的高度大于C，所以A、C的落地速度大小可能相等也可能不等，故CD错误。 故选B。 5. 昆明滇缅大道的修建打通了西北新城的任督二脉。关于高架转弯处内外路面间有高度差，下列说法中错误的是（ ） A. 路面外侧高于内侧，可以使汽车顺利转弯，减少车轮与路面间的摩擦 B. 当汽车以某一速度转弯时，可能只由重力和支持力的合力提供向心力 C. 汽车转弯时，摩擦力一定沿半径方向指向弯道内侧 D. 汽车转弯时，汽车的速度越大，车轮与路面间的摩擦力可能越大 【答案】C 【解析】 【详解】A．当外侧路面高于内侧时，路面的支持力水平方向的分力和摩擦力的合力提供向心力，这样可以使汽车顺利转弯，减少了车轮与路面间的摩擦，故A正确； B．当外侧路面高于内侧时，当汽车以某一速度转弯时，设路面与水平面的倾角为α，弯道半径为R，若汽车水平转弯过程中由重力和支持力的合力提供向心力，则 可知速度满足 这时由重力和支持力的合力提供向心力，故B正确； C．汽车转弯时，当重力与支持力的合力小于向心力时，摩擦力沿斜面方向指向弯道内侧，当重力和支持力的合力大于向心力时，摩擦力沿斜面方向指向弯道外侧，故C错误； D．汽车转弯时，速度逐渐增大的过程中，摩擦力先是沿倾斜路面向外，逐渐减小；当速度增大到支持力的水平分力提供向心力时，摩擦力为零，当速度继续增大时，摩擦力沿倾斜路面向里，逐渐增大，则车轮与路面间的摩擦力可能越大，故D正确。 本题是选择错误的。故选C。 6. 第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，已知地球与月球的质量之比约为81:1，半径之比为4:1；则地球上与月球上的第一宇宙速度之比为（　　） A. 18:1 B. 1:18 C. 9:2 D. 2:9 【答案】C 【解析】 【详解】第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，则 所以第一宇宙速度为 所以地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比 故选C。 7. 一只船在静水中的速度为4m/s，它要渡过河宽为300m的一条河，已知水流速度为3m/s，下列说法正确的是（ ） A. 这只船不可能渡过河 B. 这只船的实际航线可能垂直河岸 C. 这只船相对于岸速度一定是5m/s D. 这只船渡河所用的最短时间为60s 【答案】B 【解析】 【详解】A．只要船的速度不为零就能渡过河，这只船可能渡过河，选项A错误； B．因船的静水速度大于河水的流速，则这只船的实际航线能垂直河岸，选项B正确； C．当船头指向正对岸时，这只船相对于岸的速度是 选项C错误； D．当船头指向正对岸时，这只船渡河所用的时间最短，最短时间为 选项D错误。 故选B。 8. 2023年3月，云南大学附属中学星耀学校高中男子排球队在普洱市举办的云南省青少年校园排球四级联赛总决赛中勇夺亚军。若球场长L=18m，球网高h=2.4m。某场比赛中一同学发球时把球以v0=25m/s的速度水平击出，击出点在球场边界的正上方，不计空气阻力，g=10m/s2。若要让排球顺利过网，则该同学击球高度至少为（ ） A. 2.592m B. 3.048m C. 2.4m D. 0.648m 【答案】B 【解析】 【详解】排球做平抛运动，则 解得 H=3.048m 故选B。 9. 如图所示，转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识。小李同学是转笔高手，能让笔绕其手上的某一点O做匀速圆周运动，下列叙述正确的是（　　） A. 笔杆上各点的线速度方向沿着笔杆指向O点 B. 除了O点，笔杆上不同点的角速度大小是不一样的 C. 笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离成反比 D. 笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越小 【答案】D 【解析】 【详解】A．笔杆上各点的线速度方向垂直于笔杆，沿运动轨迹的切线方向，A错误； B．除了O点，笔杆上不同点的角速度大小相同，B错误； C．根据 可知笔杆上各点的线速度大小与到O点的距离r成正比，C错误； D．根据 可知笔杆上的点离O点越近，做圆周运动的向心加速度越小，D正确。 故选D。 10. 一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，用大小为F、方向与水平面成θ角且斜向上的恒力作用在该木块上，经过时间t，下列说法错误的是（ ） A. 时间t内，力F做的功为 B. 时间t内，力F的瞬时功率的最大值为 C. 时间t内，力F的瞬时功率逐渐增大 D. 时间t内，力F的平均功率为 【答案】A 【解析】 【详解】A．物体的加速度 时间t内物体的位移 力F做的功为 选项A错误，符合题意； B．时间t内，力F的瞬时功率的最大值为 选项B正确，不符合题意； C．时间t内，根据 可知，力F的瞬时功率逐渐增大，选项C正确，不符合题意； D．时间t内，力F的平均功率为 选项D正确，不符合题意。 故选A。 11. 近年来，国家大力开展冰雪运动进校园活动。滑雪大跳台的赛道如图甲所示，可将其抽象为如图乙所示的物理模型，A为助滑道的最高点，D为助滑道的最低点，B为跳台起跳点，起跳区DB近似看作水平面，着陆坡道为倾角θ30°的斜面。在某次训练中，运动员从A点出发由静止开始下滑，到起跳点B沿水平方向飞出，落在着陆坡道上的C点。A、B、C、D在同一竖直平面内，已知BC间的距离L40m，不计一切阻力和摩擦，取重力加速度g10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 运动员从B点飞出到落在C点的过程中加速度方向一直在改变 B. 运动员从B点飞出到落在C点的过程中速度先减小后增大 C. 运动员从B点飞出到落在C点的过程所用时间为4s D. 运动员在B点起跳时的速度大小为m/s 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员从B点飞出到落在C点的过程中只受重力，加速度为重力加速度，方向不变，故A错误； B．运动员从B点飞出到落在C点的过程中做平抛运动，水平速度不变，竖直速度一直增大，故速度一直增大，故B错误； C．依题意，运动员在BC段做平抛运动，可得运动员在空中飞行的时间为 故C错误； D．运动员在点起跳时的速度大小为 故D正确。 故选D。 12. 位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜(FAST)．通过FAST测得水星与太阳的视角为(水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角),如图所示,若最大视角的正弦C值为,地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,则水星的公转周期为 A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 【答案】A 【解析】 【详解】最大视角的定义，即此时观察者与水星的连线应与水星轨迹相切，由三角函数可得：，结合题中已知条件sinθ=k，由万有引力提供向心力有：，解得：，得，得，而T地=1年，故年，故B，C，D错误，A正确.故选A. 【点睛】向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或要求解的物理量选取应用，物理问题经常要结合数学几何关系解决. 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选的得0分） 13. 关于行星运动的规律，下列说法符合史实和事实的是（ ） A. 开普勒结合第谷的观测数据，总结出行星运动的三大定律 B. 开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律 C. 牛顿通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G D. 海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的，后人称其为“笔尖下发现的行星” 【答案】AD 【解析】 【详解】A．开普勒结合第谷的观测数据，总结出行星运动的三大定律，选项A正确； B．牛顿进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律，选项B错误； C．卡文迪许通过扭秤实验结合“理想模型”物理思想测得引力常量G，选项C错误； D．海王星是亚当斯和勒维耶各自独立研究推算出来的，后人称其为“笔尖下发现的行星”，选项D正确。 故选AD。 14. 如图所示为一质点做匀变速曲线运动的轨迹图，已知在最高点b点时的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是（　　） A. 经过d点时的速度比c点小 B. 经过a、d两点时加速度相同 C. 从a点到d点的过程中速度一直在增大 D. 从a点到d点的过程中加速度与速度的夹角一直减小 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由b点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与b点切线垂直且向下，故质点由c到d的过程中，合力与速度方向的夹角小于，合力做正功，动能增大，速度增大，所以经过d点时的速度比c点大，故A错误； B．质点做匀变速曲线运动，则合力的大小、方向均不变，所以加速度不变，故质点经过a、d两点时的加速度相同，故B正确； CD．由b点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与b点切线垂直且向下，根据质点的运动轨迹可看出，从a点到b点的过程中，合力（或加速度）与速度方向的夹角从a到c先大于，到b点时等于，从c到d小于，所以夹角一直在减小，故合力先做负功，后做正功，动能先减小，后增大，所以速度先减小后增大，故C错误，D正确。 故选BD。 15. 下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 铁路的转弯处，外轨比内轨高的原因是为了利用轮缘与内轨的侧压力帮助火车转弯 B. 汽车通过拱桥最高点时处于失重状态 C. 滚筒洗衣机里衣物随着滚筒做高速匀速圆周运动，衣物运动到最低点B点时脱水效果更好 D. 同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等 【答案】BC 【解析】 【详解】A．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故A错误； B．汽车通过拱桥的最高点时，向心力方向向下，桥对车的支持力小于车的重力，车处于失重状态，故B正确； C．根据牛顿第二定律，在最低点B，有 在最高点A，有 则 所以衣物运动到最低点B点时，衣物与水更容易分离，脱水效果会更好，故C正确； D．在A、B两位置时小球所受筒壁的支持力大小相等，则向心力相等，但在B位置时的轨迹半径小，根据 可知，B位置时角速度大，故D错误。 故选BC。 16. 如图所示，斜面ABC放置在水平地面上，AB=2BC，O为AC的中点，现将小球从A点正上方、A与F连线上某一位置以某一速度水平抛出，落在斜面上．已知D、E为AF连线上的点，且AD=DE=EF，D点与C点等高．下列说法正确的是 A. 若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，则小球的飞行时间由初速度大小决定 B. 若小球从D点抛出，有可能垂直击中O点 C. 若小球从E点抛出，有可能垂直击中O点 D. 若小球从F点抛出，有可能垂直击中C点 【答案】AD 【解析】 【详解】A．假设∠A的为，若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，将落点的速度分解在水平方向和竖直方向，则： 所以，解得： 角度是确定的 可以解得： 所以小球的飞行时间由初速度大小决定．故A正确． BCD．若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，则小球的飞行时间由初速度大小决定． 水平方向的位移： 竖直方向的位移： 则抛出点距离A点的距离为： 所以若小球落在斜面上的速度与斜面垂直，则小球的水平位移和竖直位移相等． 垂直击中O点，有： ，则 即在DE的中点抛出才有可能垂直击中O点，故小球从D点、E点抛出均不能垂直击中O点，故BC错误． 垂直击中O点，有： ，则 即小球从F点抛出，有可能垂直击中C点．故D正确． 三、实验题（本题共2小题，共12分。请把答案写在答题卡中指定的答题处） 17. 我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，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球所受向心力的相对大小。 （1）该实验中采用的物理研究方法为 。 A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 放大法 （2）探究向心力和半径的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径__________（填“相同”或“不相同”）的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处。 （3）探究向心力和质量的关系时，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板__________处（填“B”或“C”）。 【答案】（1）B （2）相同 （3）C 【解析】 【小问1详解】 该实验中采用的物理研究方法为控制变量法，故选B。 【小问2详解】 探究向心力和半径的关系时，应保持质量和角速度不变，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处。 【小问3详解】 探究向心力和质量的关系时，应保持角速度和半径不变，应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上，将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处。 18. 某同学利用如图所示的实验装置研究平抛运动的规律。 （1）在此实验中，下列说法正确的是 。 A. 斜槽轨道越光滑，对实验结果影响越小 B. 为提高实验准确性，记录的点应适当多一些 C. 斜槽末端应调整成水平状态 D. 图甲中档条N每次必须等间距下移 （2）在实验中，记录了小球在运动中的3个位置，如图所示，已知图中小方格的边长为L，重力加速度为g，则小球从a到c所用的时间为tac=__________（用L、g表示）。 （3）平抛起点与b点的水平距离__________（用L表示）。 【答案】（1）BC （2） （3）12L 【解析】 【小问1详解】 A．为了使小球平抛运动的初速度相同，小球需从斜槽上相同的位置自由滑下，斜槽轨道不一定需要光滑，故A错误； B．在同一运动轨迹上找到的几个点，然后将这几个点平滑连接起来．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故B正确； C．为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做是平抛运动，所以斜槽末端应调整成水平状态，故C正确； D．确定球的点迹时，只要能方便操作，改变的高度对轨迹的描绘没有影响， 故D错误。 故选BC。 【小问2详解】 根据 得相邻两点间的时间间隔 所以小球从a到c所用的时间为 tac= 【小问3详解】 b点水平方向的速度 b点竖直方向的速度 从抛出点到b点的时间 平抛起点与b点的水平距离 联立得 四、计算题（本题共4小题，共36分。请把答案写在答题卡中指定的答题处，要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤） 19. 放在光滑水平面上的某一物体，在0~2s内受到恒为2N的水平拉力的作用，第2s末撤去拉力，物体在0~6s内物体速度与时间的图像如图所示，则： （1）求0~2s内拉力做的功； （2）求第1s末拉力的功率。 【答案】（1）12J；（2）6W 【解析】 【详解】（1）由v-t图可知0-2s内的位移为 则有 W=Fx 解得 W=12J （2）由v-t图可知第1s末v=3m/s 则有 P=Fv 解得 P=6W 20. 如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内恰能做完整的圆周运动。重力加速度为g。求： （1）小球到达最高时杆对小球的作用力； （2）若小球经过最高点时速度为，此时杆对球的作用力的大小。 【答案】（1）mg，竖直向上；（2）4mg 【解析】 【详解】（1）小球恰能做完整的圆周运动，在最高点的速度为 v=0 则有 F=mg 方向竖直向上； （2）小球在最高点时，假设杆对球的作用力方向竖直向下，由牛顿第二定律有 其中 解得 F=4mg 假设正确，则杆对球的作用力的大小为4mg。 21. 如图，一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧（不计空气阻力，进入圆弧瞬间速度大小不变）。已知圆弧的半径R=0.1m，B点和C点分别为圆弧的最低点和最高点，θ=60°，小球到达A点时的位置与P点间的水平距离为，取重力加速度g=10m/s2，求： （1）若小球恰好能过C点，求小球在C点速度大小； （2）若小球恰好能过C点，且轨道的B点和C点受到小球的压力之差为6mg，求小球运动到B点时的速度大小； （3）小球做平抛运动的初速度大小v0。 【答案】（1）1m/s；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球恰好过C点，则 解得 （2）小球恰好过C点，则在C点小球对轨道的压力为0，根据牛顿第三定律，小球受到的支持力等于小球对轨道的压力大小，根据题意有 在B点有 代入数据解得 （3）小球到A点的速度如图所示 根据几何关系有 水平方向 联立解得 22. 随着人类对太空探索工作不断深入，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现．科学家们设想，通过在地球同步轨道设置空间站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换．若地球半径为R，表面重力加速度为g，地球自转角速度为ω． （1）求地球同步轨道空间站离地面的高度h1为多少？（本问结果用题中所给符号表示） （2）当电梯仓运送物资到赤道基地过程中距地面高度为h2=4R时，电梯仓相对同步轨道站正以速度v远离，求仓内质量为m1的物资相对地心运动的速度为多大？（本问结果用题中所给符号表示） 若电梯仓因故停在距离地面高度h3=3R时，求仓内质量为m2=50kg的人对水平地板的压力大小?(取地面附近重力加速度g=10m/s2,地球自转角速度为ω=7.3×10﹣5rad/s，地球半径R=6.4×103km） 【答案】（1）（2）（3）24.4N． 【解析】 【详解】（1）因为同步轨道站与地球自转的角速度相等，根据万有引力提供向心力，得： ＝mω2(R+h1) 地球表面的物体：mg= 所以：h1= （2）在h2=4R处，轨道站的线速度：v线=（R+h2）ω=5ωR， 电梯仓相对于地心的速度： 所以仓内质量为m1的物资相对地心运动的速度也是 ． （3）电梯仓因故停在距离地面高度h3=3R时，根据牛顿第二定律 -N=m2a， 因为a=（h3+R）ω2=4Rω2， =mg， 联立解得N=-4m2Rω2=−4×50×6.4×103×(7.3×10−5)2=24.4N． 根据牛顿第三定律知，人对水平地板的压力为24.4N． 【点睛】本题考查了万有引力定律与牛顿第二定律的综合，知道同步轨道站的角速度与地球自转的角速度相等，以及知道人所受的万有引力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用． 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$