精品解析：广东省普宁市普师高级中学2023-2024学年高一下学期期中考试物理试题

2023-2024学年度第二学期期中考试高中一年级 物理科试题 本试卷共4页，满分100分，考试时间75分钟 说明：1.答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上，并在“考场号”、“座位号”栏内填涂考场号、座号。 2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；答案不能答在试题卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4.考生必须保持答题卡整洁，考试结束后，将答题卡交回，试题卷自己保存。 第Ⅰ卷　选择题（共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，满分28分。） 1. 2020年12月17日凌晨“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗着陆场顺利着陆，如图为“嫦娥五号”返回器在绕地球运行回收过程的段时间内，沿曲线从M点向N点飞行的过程中速度逐渐减小，在此过程中返回器所受合力方向可能是（　　） A. B. C. D. 2. 跳伞表演是人们普遍喜欢观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（　　） A. 水平风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作 B. 水平风力越大，运动员着地时的竖直速度越大，有可能对运动员造成伤害 C 运动员下落时间与水平风力无关 D. 运动员着地速度与水平风力无关 3. 一快艇从离岸边25m远的河流中央向岸边行驶。已知快艇在静水中的速度时间图像如图甲所示；河中各处水流速度相同，且其速度-时间图像如图乙所示。要使快艇最快到达岸边，下列说法正确的是（　　） A. 快艇的运动轨迹为直线 B. 快艇的位移为25m C. 快艇的平均速度为9m/s D. 快艇到达岸边所用的时间为10s 4. 如图所示，圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动，小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落。则下列说法正确的是（　　） A. 小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用 B. 小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的 C. 筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大 D. 筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大 5. 如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是（　　） A. 将击中P点，t大于 B. 将击中P点，t等于 C. 将击中P点上方，t大于 D. 将击中P点下方，t等于 6. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最低点时是由拱桥支持力提供向心力 B. 图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点 C. 如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，合力指向水平圆心 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 7. 如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮顶端O等高的N位置，已知AO与竖直杆成角，则（ ） A. 在M位置处，重物B的速度为 B. A运动到N位置时，重物B的速度为0 C. 重物B下降过程中，绳对B的拉力小于B的重力 D. A匀速上升过程中，重物B加速下降 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，满分18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，在以角速度ω转动的圆盘上有一个小孔A，某时刻，在小孔A正上方高h=1m的B处有一个小球以初速度v0=4m/s竖直向上抛出，最终小球刚好落进小孔A。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则圆盘转动的角速度可能为（　　） A. πrad/s B. 2πrad/s C. 3πrad/s D. 4πrad/s 9. 如图为皮带传动装置，主动轴上有两个半径分别为R和r的轮，上的轮半径为，已知，，设皮带不打滑，则三轮边缘上A、B、C三点的（ ） A. 角速度之比为 B. 线速度大小之比为 C. 周期之比为 D. 转速之比为 10. 如图所示，在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在M点右侧地面上N点处，将S2球以初速度v2斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇的过程中（　　） A. 初速度大小关系为v1＝v2 B. 速度变化量相等 C. 水平位移大小相等 D. 都是匀变速运动 第Ⅱ卷　非选择题（共54分） 三、实验题（满分16分。请将正确的答案写在答题卡上。） 11. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。 （1）在这个实验中，利用了____（填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系； （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量____（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与____（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径____（填“相同”或“不同”）的两个塔轮； （3）由此实验，得到的结论是____。 12. 小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地；该现象说明：平抛运动的竖直分运动是_____运动； （2）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，实验中，下列说法正确的是_____： A.小球每次从斜槽上不相同的位置自由滚下 B.斜槽轨道末端必须水平 C.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 D.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来 （3）在做该实验时某同学由于没有记录抛出点，只记录了物体运动的轨迹上的A、B、C三点，已知相邻两点的时间间隔相等，数据处理时选择A点为坐标原点A（0、0）建立了直角坐标系，得到如图所示的图像，g取。 ①据图像求出物体平抛运动的初速度大小为_____（结果保留两位有效数字）； ②物体运动到B点时的速度大小为_____（结果可含根号）。 四、计算题（13题10分，14题13分，15题15分，满分38分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动，重力加速度为g），如图所示，当细线与竖直方向的夹角是时，求： （1）线的拉力F大小； （2）小球运动的线速度的大小； （3）小球运动的角速度及周期各是多少。 14. 在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒，高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h，已知重力加速度为g. （1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间； （2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围； 15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上A点射出时的速度大小v0； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l（结果可用根式表示）； （3）如果小球沿管道通过圆弧最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2023-2024学年度第二学期期中考试高中一年级 物理科试题 本试卷共4页，满分100分，考试时间75分钟 说明：1.答题前，考生务必用黑色字迹的签字笔将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上，并在“考场号”、“座位号”栏内填涂考场号、座号。 2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案；答案不能答在试题卷上。 3.非选择题必须用黑色字迹的签字笔作答，答案必须写在答题卡上各题目指定区域内的相应位置上；如需改动，先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。 4.考生必须保持答题卡整洁，考试结束后，将答题卡交回，试题卷自己保存。 第Ⅰ卷　选择题（共46分） 一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，满分28分。） 1. 2020年12月17日凌晨“嫦娥五号”返回器携带月球样品在内蒙古四子王旗着陆场顺利着陆，如图为“嫦娥五号”返回器在绕地球运行回收过程的段时间内，沿曲线从M点向N点飞行的过程中速度逐渐减小，在此过程中返回器所受合力方向可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】“嫦娥五号”探月卫星从M点运动到N，曲线运动，必有力提供向心力，向心力是指向圆心的；“嫦娥五号”探月卫星同时减速，所以沿切向方向有与速度相反的合力；向心力和切线合力与速度的方向的夹角要大于90° 故选A。 2. 跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是（　　） A. 水平风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作 B. 水平风力越大，运动员着地时的竖直速度越大，有可能对运动员造成伤害 C. 运动员下落时间与水平风力无关 D. 运动员着地速度与水平风力无关 【答案】C 【解析】 【详解】AC.运动员同时参与了两个分运动，竖直方向下落的运动和水平方向随风飘的运动，两个分运动同时发生，相互独立，水平方向的风力大小不影响竖直方向的运动，即落地时间不变，故A错误，C正确； BD.不论风速大小，运动员竖直方向的分运动不变，则下落时间和竖直方向下落的速度不变，但水平风速越大，水平方向的速度越大，则落地的合速度越大，故BD错误。 故选C 3. 一快艇从离岸边25m远的河流中央向岸边行驶。已知快艇在静水中的速度时间图像如图甲所示；河中各处水流速度相同，且其速度-时间图像如图乙所示。要使快艇最快到达岸边，下列说法正确的是（　　） A. 快艇的运动轨迹为直线 B. 快艇的位移为25m C. 快艇的平均速度为9m/s D. 快艇到达岸边所用的时间为10s 【答案】D 【解析】 【详解】A．两分运动中一个为匀加速直线运动，一个为匀速直线运动，可知合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上，合运动为曲线运动，故A错误； D．船头垂直于河岸时，用时最短，垂直于河岸方向上的加速度为 根据位移时间关系 可得 故D正确； BC．沿河岸方向上的位移为 所以最终位移为 快艇的平均速度为 故BC错误。 故选D。 4. 如图所示，圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动，小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落。则下列说法正确的是（　　） A. 小物体受到重力、弹力、摩擦力和向心力共4个力的作用 B. 小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的 C. 筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大 D. 筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．橡皮块随圆筒一起做圆周运动，受重力、弹力和静摩擦力作用，故A错误； BCD．水平方向上，弹力指向圆心提供向心力，据牛顿第二定律有 可知角速度越大，则橡皮块所受的弹力越大，在竖直方向上，橡皮块所受的重力和静摩擦力平衡，故BC错误，D正确。 故选D。 5. 如图所示，在竖直平面内，截面为三角形的小积木悬挂在离地足够高处，一玩具枪的枪口与小积木上P点等高且相距为L。当玩具子弹以水平速度v从枪口向P点射出时，小积木恰好由静止释放，子弹从射出至击中积木所用时间为t。不计空气阻力。下列关于子弹的说法正确的是（　　） A. 将击中P点，t大于 B. 将击中P点，t等于 C. 将击中P点上方，t大于 D. 将击中P点下方，t等于 【答案】B 【解析】 【详解】由题意知枪口与P点等高，子弹和小积木在竖直方向上做自由落体运动，当子弹击中积木时子弹和积木运动时间相同，根据 可知下落高度相同，所以将击中P点；又由于初始状态子弹到P点的水平距离为L，子弹在水平方向上做匀速直线运动，故有 故选B。 6. 如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥的最低点时是由拱桥支持力提供向心力 B. 图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向悬点 C. 如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，合力指向水平圆心 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用 【答案】C 【解析】 【详解】A．如图a，汽车通过拱桥的最低点时是由拱桥支持力与重力的合力提供向心力，选项A错误； B．图b所示是一圆锥摆，合力沿绳指向圆心，不是悬点，选项B错误； C．如图c，小球在光滑而固定的圆锥筒内做匀速圆周运动，合力指向水平圆心，选项C正确； D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，铁轨的弹力和重力的合力不足以提供做圆周运动的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则外轨对外轮缘会有挤压作用，选项D错误。 故选C。 7. 如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过光滑轻质定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮顶端O等高的N位置，已知AO与竖直杆成角，则（ ） A. 在M位置处，重物B的速度为 B. A运动到N位置时，重物B的速度为0 C. 重物B下降过程中，绳对B的拉力小于B的重力 D. A匀速上升过程中，重物B加速下降 【答案】B 【解析】 【详解】A．刚开始在 M 位置处，重物B的速度为 故A错误； B．A运动到N位置时，根据 可知θ=90°，解得 即重物B的速度为0。故B正确； CD．根据 可知A匀速上升时，θ角变大，则重物B速度减小，即减速下降，重物B减速下降过程，加速度向上，处于超重状态，则绳对B的拉力大于B的重力。故CD错误。 故选B。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，满分18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6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分） 8. 如图所示，在以角速度ω转动的圆盘上有一个小孔A，某时刻，在小孔A正上方高h=1m的B处有一个小球以初速度v0=4m/s竖直向上抛出，最终小球刚好落进小孔A。不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则圆盘转动的角速度可能为（　　） A. πrad/s B. 2πrad/s C. 3πrad/s D. 4πrad/s 【答案】BD 【解析】 【详解】以竖直向下为正方向，根据位移时间关系可得 解得 圆盘做圆周运动周期为 联立解得 （n=1，2，3，…） 故选BD。 9. 如图为皮带传动装置，主动轴上有两个半径分别为R和r的轮，上的轮半径为，已知，，设皮带不打滑，则三轮边缘上A、B、C三点的（ ） A. 角速度之比为 B. 线速度大小之比为 C. 周期之比为 D. 转速之比为 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于A、B两点属于同轴转动，故 而B、C两点通过皮带转动，故 又 根据可知 即 故A正确； B．结合上面分析，由可知 即 故B错误； C．由结合他们角速度之比可得 故C正确； D．由转速公式可知 故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，在水平地面上M点的正上方某一高度处，将S1球以初速度v1水平向右抛出，同时在M点右侧地面上N点处，将S2球以初速度v2斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，不计空气阻力，则两球从抛出到相遇的过程中（　　） A. 初速度大小关系为v1＝v2 B. 速度变化量相等 C. 水平位移大小相等 D. 都是匀变速运动 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．设S2球的速度方向与水平方向夹角为θ，由于两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，说明它们的水平位移大小相等，又由于运动的时间相同，所以它们在水平方向上的速度相等，即 所以 故A错误； B．由于两个球都只受到重力的作用，加速度都是重力加速度，所以它们速度的变化量相等，故B正确； C．因为它们在水平方向上的速度相等，所以相遇时，水平位移大小相等，故C正确； D．由于两个球都只受到重力作用，加速度都是重力加速度，加速度恒定，都是匀变速运动，故D正确。 故选BCD。 第Ⅱ卷　非选择题（共54分） 三、实验题（满分16分。请将正确的答案写在答题卡上。） 11. 探究向心力大小F与小球质量m、角速度和半径r之间关系的实验装置如图所示，转动手柄，可使变速塔轮、长槽和短槽随之匀速转动。皮带分别套在塔轮的圆盘上，可使两个槽内的小球分别以不同角速度做匀速圆周运动。小球做圆周运动的向心力由横臂的挡板提供，同时，小球对挡板的弹力使弹簧测力筒下降，从而露出测力筒内的标尺，标尺上露出的红白相间的等分格数之比即为两个小球所受向心力的比值。 （1）在这个实验中，利用了____（填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系； （2）探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，应选择两个质量____（填“相同”或“不同”）的小球，分别放在挡板C与____（填“挡板A”或“挡板B”）处，同时选择半径____（填“相同”或“不同”）的两个塔轮； （3）由此实验，得到的结论是____。 【答案】（1）控制变量法 （2） ①. 相同 ②. 挡板B ③. 相同 （3）当质量、角速度一定时，所需向心力大小F与匀速圆周运动半径R成正比关系 【解析】 【小问1详解】 在这个实验中，利用了控制变量法来探究向心力的大小与小球质量m、角速度和半径r之间的关系； 【小问2详解】 [1][2][3]探究向心力的大小与圆周运动半径的关系时，要保证角速度和质量相同，而转动半径不同，即应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与挡板B处，同时选择半径相同的两个塔轮； 【小问3详解】 由此实验，得到的结论是：当质量、角速度一定时，所需向心力大小F与匀速圆周运动半径R成正比关系。 12. 小明用如图甲所示的装置“研究平抛运动及其特点”，他的实验操作是：在小球A、B处于同一高度时，用小锤轻击弹性金属片，使A球水平飞出，同时B球被松开。 （1）他观察到的现象是：小球A、B______（填“同时”或“先后”）落地；该现象说明：平抛运动的竖直分运动是_____运动； （2）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动轨迹，实验中，下列说法正确的是_____： A.小球每次从斜槽上不相同位置自由滚下 B.斜槽轨道末端必须水平 C.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 D.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来 （3）在做该实验时某同学由于没有记录抛出点，只记录了物体运动的轨迹上的A、B、C三点，已知相邻两点的时间间隔相等，数据处理时选择A点为坐标原点A（0、0）建立了直角坐标系，得到如图所示的图像，g取。 ①据图像求出物体平抛运动的初速度大小为_____（结果保留两位有效数字）； ②物体运动到B点时的速度大小为_____（结果可含根号）。 【答案】（1） ①. 同时 ②. 自由落体 （2）BC##CB （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 [1][2]他观察到的现象是：小球A、B同时落地；该现象说明：平抛运动的竖直分运动是自由落体运动； 【小问2详解】 A．小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下，选项A错误； B．斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，选项B正确； C．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，选项C正确； D．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条平滑的曲线连接各点，但要略去误差较大的点，选项D错误。 故选BC。 【小问3详解】 ①[1]根据 可得 物体平抛运动的初速度大小为 ②[2]物体运动到B点时的竖直速度 物体运动到B点时的速度大小为 四、计算题（13题10分，14题13分，15题15分，满分38分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 13. 长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点，让其在水平面内做匀速圆周运动（这种运动通常称为圆锥摆运动，重力加速度为g），如图所示，当细线与竖直方向的夹角是时，求： （1）线的拉力F大小； （2）小球运动的线速度的大小； （3）小球运动的角速度及周期各是多少。 【答案】（1）；（2）；（3）； 【解析】 【详解】（1）对小球受力分析，如图 由几何关系得 （2）小球所受合力指向圆心，提供向心力，有 解得 （3）由合力提供向心力得 mgtanα=mω2Lsinα 解得 周期 14. 在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒，高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h，已知重力加速度为g. （1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间； （2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围； 【答案】（1） （2） 【解析】 【分析】(1)粒子水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动；根据几何关系可明确粒子下降的高度，再由竖直方向的自由落体运动可求得飞行时间； (2) 能被探测到的粒子高度范围为h至2h，水平位移相同，根据平抛运动规律可知速度范围． 【详解】(1) 对打在中点的微粒有： 解得：； (2) 打在B点的微粒 解得： 同理，打在A点的微粒初速度： 微粒初速度范围：． 【点睛】本题考查功能关系以及平抛运动规律的应用，要注意明确平抛运动的研究方法为分别对水平和竖直方向进行分析，根据竖直方向上的自由落体以及水平方向上的匀速直线运动规律进行分析求解． 15. 如图所示，竖直平面内有一光滑圆弧管道，其半径为R=0.5m，一质量m=0.8kg的小球从平台边缘的A处水平射出，恰能沿圆弧管道上P点的切线方向进入管道内侧，管道半径OP与竖直线的夹角为53°，已知管道最高点Q与A点等高，sin53°=0.8，cos53°=0.6，g取10 m/s2。试求： （1）小球从平台上的A点射出时的速度大小v0； （2）小球从平台上的射出点A到圆弧管道入射点P之间的距离l（结果可用根式表示）； （3）如果小球沿管道通过圆弧的最高点Q时的速度大小为3m/s，则小球运动到Q点时对轨道的压力。 【答案】（1）3 m/s；（2） m；（3）6.4 N，方向向上 【解析】 【详解】（1）小球从A到P的高度差 h=R(1+cos53°) 小球做平抛运动有 h=gt2 则小球在P点的竖直分速度 vy=gt 把小球在P点的速度分解可得 tan53°= 联立解得小球平抛运动初速度 v0=3 m/s （2）小球平抛下降高度 h=vyt 水平射程 s=v0t 故A、P间的距离 l== m （3）小球到达Q时，vQ=3m/s 在Q点根据向心力公式得 FN+mg=m 解得FN=6.4N > 0，表明方向向下。 所以由牛顿第三定律知，小球通过管道的最高点Q时对管道的压力FN′=FN=6.4 N，方向向上 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$