精品解析：福建省泉州中远学校2023-2024学年高一下学期第二阶段教学质量检测物理试题

泉州中远学校2024年春季第二阶段教学质量检测试题 高一物理 （范围：必修二1.1—3.3 时间：90分钟 满分：100分） 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共计24分。） 1. 关于运动的合成，下列说法错误的是（　　） A. 合运动的速度可能比分运动的速度小 B. 两个分运动的时间，一定与它们合运动的时间相等 C. 两个不沿一直线的匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动 D. 两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动 2. 一个0.1kg的球从1.8m的高处落到地上又弹回到的1m高度，选下落起点为参考面（）下列说法正确的是（　　） A. 整个过程重力做功为1.8J B. 整个过程重力做了1J的功 C. 物体的重力势能一定减少了0.8J D. 物体在地面时的重力势能为0 3. 如图，将细线穿过一根内壁光滑平整的竖直空心管，在细线一端栓一个小螺母，另一端挂一个篮球，摇动空心管使螺母在水平面内做圆周运动。当螺母的转速达到一定值时，篮球就会悬停空中处于静止状态，此时螺母（　　） A. 受到重力、绳子的拉力和向心力 B. 受到的重力和绳子的拉力是一对平衡力 C. 做圆周运动的向心力由篮球的重力提供 D. 做圆周运动的向心力由重力和绳子拉力的合力提供 4. 如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP：PQ=1：3，不考虑空气阻力的影响。下列说法中正确的是（　　） A. 两小球的下落时间之比为1：4 B. 两小球的下落时间之比为1：1 C. 两小球的初速度大小之比为1：2 D. 两小球的初速度大小之比为1：3 5. 如图是该自行车传动结构的示意图，大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4，它们的边缘分别有三个点A、B、C，则下列说法正确的是（ ） A. B、C两点的线速度大小之比为1∶8 B. A、B两点的周期之比为1∶2 C. A、C两点的角速度之比为2∶1 D. A、C两点的向心加速度大小之比为1∶8 6. 在足球比赛中，一运动员把质量为的足球从静止踢出。观察足球在空中的飞行情况，上升的最大高度是，在最高点的速度为（不考虑空气阻力，g取）。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中飞行时间为 B. 足球在水平方向飞行的距离为 C. 足球在最高点时重力的功率为 D. 运动员对足球做功 7. 如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板的动摩擦因数为μ。开始时板水平，在缓慢转过一个小角度α的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中（　　） A. 摩擦力对小物体做功为μmgLcosαsinα B. 合力对小物体做功为mgLsinα C. 弹力对小物体做功为0 D. 板对小物体做功为mgLsinα 8. 如图所示,质量m=1kg的物块（可视为质点）以v1=10 m/s的初速度从粗糙斜面上的P点沿斜面向上运动到达最高点后,又沿原路返回,其速率随时间变化的图象如图乙所示．已知斜面固定且足够长,且不计空气阻力,取g=10m/s2,下列说法中正确的是 （ ） A. 物块所受的重力与摩擦力之比为3∶2 B. 在t=1 s到t=6s的时间内物块所受重力的平均功率为50 W C. 在t=6s时物体克服摩擦力做功的功率为20 W D. 在t=0到t=1s时间内机械能的变化量大小与t=1s到t=6s时间内机械能变化量大小之比为1∶5 二、双向选择题（本题共4个小题，每题有两个选项符合要求。每小题4分，共16分，选不全得2分，错选得0分） 9. 船在静水中的速度为5m/s，要通过一条河宽150m，水流速度为4m/s的河流，则小船（　　） A. 不能垂直到达正对岸 B. 渡河的时间最短为30s C. 以最短位移渡河时，用时40s D. 最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为120m 10. 某铁路转弯处的圆弧半径为R,两铁轨之间的距离为d,内外轨的高度差为h,铁轨平面和水平面间的夹角为α (α很小,可近似认为tanα≈sinα),右图为列车通过该转弯处的受力分析图.下列说法错误的是（重力加速度为g）( ) A. 列车匀速转弯时乘客处于平衡状态 B. 列车过转弯处的速度时,列车轮缘不会挤压铁轨 C. 列车过转弯处的速度时,列车轮缘会挤压外轨 D. 若要提高列车转弯的速度,可增大α 11. 额定功率为100kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动过程中阻力不变，，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受的恒定阻力为4000N B. 匀加速阶段汽车的牵引力为10000N C. 匀加速所能持续的时间为4s D. 汽车匀加速阶段的最大速度为12m/s 12. 如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ） A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等 C. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg D. 是b开始滑动的临界角速度 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2个小题，每空2分，共20分） 13. 用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为，回答以下问题： （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们主要用到了物理学中的___________。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．类比法 D．控制变量法 （2）某同学把两个大小相同、质量相等的钢球放在、位置，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄时，左边标尺露出1个格，右边标尺露出2个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为___________；其他条件不变若增大手柄转动的速度，则左右两标尺的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”），两标尺示数的比值___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 14. 如图甲，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。 （1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。 A. A、B两球同时落地 B. A、B两球的运动路线相同 C. A球的运动路线不同，B球的运动路线相同 D. 击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知______。 A. 小球A在水平方向做匀速直线运动 B. 小球A在水平方向做匀加速直线运动 C. 小球B在竖直方向做匀速直线运动 D. 小球A、B在竖直方向的运动规律相同 （3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小，则相邻小球间的运动时间为______s，小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（______cm，______cm）。 四、计算题（本题4个小题，共40分） 15. 如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成37°、大小为50N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，cos37°＝0.8。求： （1）8s内拉力对雪橇和小孩做的功是多少？ （2）8s末地面与雪橇间摩擦力的瞬时功率大小。 16. 有一种叫飞椅的游乐项目，示意图如图所示。长为m的钢绳一端系着总质量为kg座椅和小孩，另一端固定在半径为m的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以某一角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为37°。不计钢绳的重力，g取10，，，求： （1）此时钢绳的拉力为多大？ （2）座椅做圆周运动的轨道半径为多少？ （3）座椅转动的角速度多大？ 17. 如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，离开O点速度大小做平抛运动落到斜坡上的A点，已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，不计空气阻力，，，，求： （1）运动员离开O点经多长时间落到A点； （2）A点与O点的距离L； （3）运动员落到A点时的速度大小。 18. 如图所示，足够长的光滑水平桌面左端固定一立柱，质量为m=0.1kg的小球置于桌面上，它与立柱之间有一压缩的轻弹簧，轻弹簧与立柱之间栓接与小球不栓接。某时刻释放小球，它被弹出从桌面右端A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的顶端B点（B点速度与BC平行），并沿轨道滑下。图中右端为固定在竖直面内半径R=0.9m的单圆弧轨道，水平轨道CD将倾斜轨道与圆弧轨道连接在一起。已知B点与桌面间的竖直高度差h=0.45m，倾斜轨道BC长为L=2.75m，倾角，小球与倾斜轨道间的动摩擦因数；不计水平轨道与圆弧轨道的摩擦与小球经过C点时的能量损失，，，取g=10m/s2，求： （1）被释放前弹簧的弹性势能； （2）小球第一次经过圆弧轨道最低点D时速度大小； （3）小球第一次上升到圆弧轨道最高点时离CD水平面的高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 泉州中远学校2024年春季第二阶段教学质量检测试题 高一物理 （范围：必修二1.1—3.3 时间：90分钟 满分：100分） 第Ⅰ卷（选择题） 一、单项选择题（共8小题，每小题3分，共计24分。） 1. 关于运动的合成，下列说法错误的是（　　） A. 合运动的速度可能比分运动的速度小 B. 两个分运动的时间，一定与它们合运动的时间相等 C. 两个不沿一直线的匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动 D. 两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据平行四边形定则，知合速度可能比分速度大，可能比分速度小，可能与分速度相等，故A正确； B．分运动与合运动具有等时性，两个分运动的时间，一定与它们合运动的时间相等故B正确； C．两个匀速直线运动的合运动，则没有加速度，一定是匀速直线运动，故C正确； D．平抛运动是曲线运动，是水平匀速直线和竖直方向的自由落体运动的两个直线运动的合运动，所以两个分运动是直线运动的合运动，不一定是直线运动，故D错误。 本题选错误的，故选D。 2. 一个0.1kg的球从1.8m的高处落到地上又弹回到的1m高度，选下落起点为参考面（）下列说法正确的是（　　） A. 整个过程重力做功为1.8J B. 整个过程重力做了1J的功 C. 物体的重力势能一定减少了0.8J D. 物体在地面时的重力势能为0 【答案】C 【解析】 【详解】ABC．整个过程重力做功为 所以物体的重力势能减少了0.8J。故AB错误，C正确； D．物体在地面时的重力势能为 故D错误。 故选C。 3. 如图，将细线穿过一根内壁光滑平整的竖直空心管，在细线一端栓一个小螺母，另一端挂一个篮球，摇动空心管使螺母在水平面内做圆周运动。当螺母的转速达到一定值时，篮球就会悬停空中处于静止状态，此时螺母（　　） A. 受到重力、绳子的拉力和向心力 B. 受到的重力和绳子的拉力是一对平衡力 C. 做圆周运动的向心力由篮球的重力提供 D. 做圆周运动的向心力由重力和绳子拉力的合力提供 【答案】D 【解析】 【详解】A.螺母受到重力、绳子的拉力，故A错误； B.螺母受到重力和绳子的拉力的合力提供向心力，不是平衡力，故B错误； CD.螺母做圆周运动的向心力由重力和绳子拉力的合力提供，故C错误，D正确。 故选D。 4. 如图所示，在M点分别以不同的速度将两小球水平抛出，两小球分别落在水平地面上的P点、Q点。已知O点是M点在地面上的竖直投影，OP：PQ=1：3，不考虑空气阻力的影响。下列说法中正确的是（　　） A. 两小球的下落时间之比为1：4 B. 两小球的下落时间之比为1：1 C. 两小球的初速度大小之比为1：2 D. 两小球的初速度大小之比为1：3 【答案】B 【解析】 【详解】AB．由题意可知，两小球从同一高度以不同的初速度水平抛出，做平抛运动，由位移时间公式可得 可知两小球下落的时间相等，则两小球的下落时间之比为1：1，A错误，B正确； CD．两小球在水平方向都做匀速直线运动，由于 OP：PQ=1：3 可知 两小球在水平方向所用时间相同，由 可得两小球的初速度大小之比为 CD错误。 故选B。 5. 如图是该自行车传动结构的示意图，大齿轮、小齿轮与后轮的半径之比为2∶1∶4，它们的边缘分别有三个点A、B、C，则下列说法正确的是（ ） A. B、C两点的线速度大小之比为1∶8 B. A、B两点的周期之比为1∶2 C. A、C两点的角速度之比为2∶1 D. A、C两点的向心加速度大小之比为1∶8 【答案】D 【解析】 【详解】A．由 ， 得 故A错误； B．由 ， 可得 故B错误； C．由可得 故C错误； D．由可得 故D正确。 6. 在足球比赛中，一运动员把质量为的足球从静止踢出。观察足球在空中的飞行情况，上升的最大高度是，在最高点的速度为（不考虑空气阻力，g取）。下列说法正确的是（　　） A. 足球在空中飞行时间为 B. 足球在水平方向飞行的距离为 C. 足球在最高点时重力的功率为 D. 运动员对足球做功 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A．足球在竖直方向做竖直上抛运动，可以看成向下的初速度为零的匀加速直线运动，根据 可得下降时间为 根据对称性可知，球在空中运动的总时间为 故A错误； B．足球从最高点落到地面的过程中做平抛运动，水平位移为 根据足球的运动轨迹的对称性可得足球的落地点离踢出点的水平距离大约为 故B错误； C．足球在最高点时重力方向上的瞬时速度为0，故重力的功率为0。故C错误； D．足球在空中运动过程中只受重力作用，机械能守恒；而人对足球做的功转化为足球的机械能，故人对足球做功为 故D正确。 故选D。 7. 如图所示，板长为L，板的B端静止放有质量为m的小物体，物体与板的动摩擦因数为μ。开始时板水平，在缓慢转过一个小角度α的过程中，小物体保持与板相对静止，则在这个过程中（　　） A. 摩擦力对小物体做功为μmgLcosαsinα B. 合力对小物体做功为mgLsinα C. 弹力对小物体做功为0 D. 板对小物体做功为mgLsinα 【答案】D 【解析】 【详解】A．摩擦力的方向与木块运动的方向垂直，则摩擦力不做功，故A错误； BCD．滑块受重力、支持力和静摩擦力，重力做功为 WG=-mgLsinα 摩擦力不做功，合外力做功为零，根据动能定理有 WG+Wf+WN=0 解得 WN=mgLsinα 故BC错误，D正确。 故选D。 8. 如图所示,质量m=1kg的物块（可视为质点）以v1=10 m/s的初速度从粗糙斜面上的P点沿斜面向上运动到达最高点后,又沿原路返回,其速率随时间变化的图象如图乙所示．已知斜面固定且足够长,且不计空气阻力,取g=10m/s2,下列说法中正确的是 （ ） A. 物块所受的重力与摩擦力之比为3∶2 B. 在t=1 s到t=6s的时间内物块所受重力的平均功率为50 W C. 在t=6s时物体克服摩擦力做功的功率为20 W D. 在t=0到t=1s时间内机械能的变化量大小与t=1s到t=6s时间内机械能变化量大小之比为1∶5 【答案】D 【解析】 【详解】A．设斜面倾角为θ，根据速度-时间图象的斜率表示加速度得：上滑过程： 下滑过程： 根据牛顿第二定律得： 带入数据解得： 故A错误； B．根据速度-时间图象与坐标轴围成的面积表示位移得：1-6s内的位移 x=×5×10＝25m 则t=1s到t=6s的时间内物块所受重力的平均功率 故B错误； C．摩擦力 则t=6s时物体克服摩擦力做功的功率 P=fv=4×10=40W 故C错误； D．在t=0到t=1s时间内机械能的变化量大小△E1=fx1，t=1s到t=6s时间内机械能变化量大小 △E2=fx2 则 故D正确． 故选D． 【名师点睛】本题是速度-时间图象，牛顿第二定律，机械能，功和功率的综合应用，要灵活运用功的计算式，灵活应用公式求解，题目综合性太强，需要熟练掌握这四块知识才能解决． 二、双向选择题（本题共4个小题，每题有两个选项符合要求。每小题4分，共16分，选不全得2分，错选得0分） 9. 船在静水中的速度为5m/s，要通过一条河宽150m，水流速度为4m/s的河流，则小船（　　） A. 不能垂直到达正对岸 B. 渡河的时间最短为30s C. 以最短位移渡河时，用时40s D. 最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为120m 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由于船在静水中的速度为5m/s，大于水流速度为4m/s，因此小船能垂直到达正对岸，A错误； B．当小船船头垂直河岸渡河时，所用时间最短，则有 B正确； C．以最短位移渡河时，可知合速度的方向垂直河岸，则有合速度为 渡河所用时间 C错误； D．最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为 D正确。 故选BD。 10. 某铁路转弯处的圆弧半径为R,两铁轨之间的距离为d,内外轨的高度差为h,铁轨平面和水平面间的夹角为α (α很小,可近似认为tanα≈sinα),右图为列车通过该转弯处的受力分析图.下列说法错误的是（重力加速度为g）( ) A. 列车匀速转弯时乘客处于平衡状态 B. 列车过转弯处的速度时,列车轮缘不会挤压铁轨 C. 列车过转弯处的速度时,列车轮缘会挤压外轨 D. 若要提高列车转弯的速度,可增大α 【答案】AC 【解析】 【详解】列车匀速转弯时乘客有向心加速度，不是处于平衡状态，选项A错误；根据题意得：，即解得：，即列车过转弯处的速度时,列车轮缘不会挤压铁轨，选项B正确；列车过转弯处的速度时，此时垂直铁轨的支持力与重力的合力大于向心力，此时列车轮缘会挤压内轨，选项C错误；由可知，若要提高列车转弯的速度,可增大α，选项D正确． 11. 额定功率为100kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20m/s，汽车的质量，如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动过程中阻力不变，，则下列说法正确的是（　　） A. 汽车所受的恒定阻力为4000N B. 匀加速阶段汽车的牵引力为10000N C. 匀加速所能持续的时间为4s D. 汽车匀加速阶段的最大速度为12m/s 【答案】BC 【解析】 【详解】A．当汽车的牵引力大小等于阻力时，速度最大，由瞬时功率计算公式则有 解得 A错误； B．由牛顿第二定律可得 解得 B正确； CD．汽车做匀加速直线运动的末速度 则匀加速所能持续的时间为 C正确，D错误。 故选BC。 12. 如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上，a与转轴的距离为l，b与转轴的距离为2l，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ） A. b一定比a先开始滑动 B. a、b所受的摩擦力始终相等 C. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg D. 是b开始滑动的临界角速度 【答案】AD 【解析】 【详解】B．木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，由牛顿第二定律可知木块所受的静摩擦力为 故 a、b未发生相对滑动前摩擦力不等，B错误； A．因为两个木块的最大静摩擦力相等，未发生相对滑动时，所以b先达到最大静摩擦，b先滑动，A正确； C．当时，a所受摩擦力的大小为 C错误； D．当b恰好开始滑动时 解得 D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷（非选择题） 三、实验题（本题共2个小题，每空2分，共20分） 13. 用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板、、处做圆周运动的轨迹半径之比为，回答以下问题： （1）在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们主要用到了物理学中的___________。 A．理想实验法 B．等效替代法 C．类比法 D．控制变量法 （2）某同学把两个大小相同、质量相等的钢球放在、位置，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上。转动手柄时，左边标尺露出1个格，右边标尺露出2个格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为___________；其他条件不变若增大手柄转动的速度，则左右两标尺的示数___________（选填“变大”“变小”或“不变”），两标尺示数的比值___________（选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 ①. D ②. ③. 变大 ④. 不变 【解析】 【详解】（1）[1]在研究向心力的大小与质量的关系时，控制角速度和半径不变，在研究向心力的大小与角速度的关系时，控制质量和半径不变，在研究向心力的大小与和半径之间的关系时，控制角速度和质量不变，主要用到了物理学中的控制变量法，D正确，ABC错误； 故选D； （2）[2]由题意可知左右两球做圆周运动的向心力之比为 两球做圆周运动的半径之比为 根据向心力表达式 可得 根据线速度与角速度关系 可知皮带连接的左、右塔轮半径之比为 [3]其他条件不变，若增大手柄转动的速度，则角速度均增大，根据 可知左右两标尺的示数将变大； [4]其他条件不变，若增大手柄转动的速度，根据 可得 可知两标尺的示数比值不变。 14. 如图甲，用小锤轻击弹簧金属片，A球向水平方向飞出，同时B球被松开，竖直向下运动。 （1）用不同的力击打弹簧金属片，可以观察到______。 A. A、B两球同时落地 B. A、B两球的运动路线相同 C. A球的运动路线不同，B球的运动路线相同 D. 击打的力越大，A、B两球落地时间间隔越大 （2）改变此装置距地面的高度，重复实验，仍然看到相同的实验现象，据此现象分析可知______。 A. 小球A在水平方向做匀速直线运动 B. 小球A在水平方向做匀加速直线运动 C. 小球B在竖直方向做匀速直线运动 D. 小球A、B在竖直方向的运动规律相同 （3）某学生在做“研究平抛物体运动”的实验中，忘记记下小球做平抛运动的起点位置，如图乙所示，他在小球的运动轨迹上选取了A、B、C三点，并测量了各点间的水平距离和竖直距离，取重力加速度大小，则相邻小球间的运动时间为______s，小球做平抛运动的初速度大小为______m/s。若以A点为坐标原点，以初速度方向为x轴正方向，以重力方向为y轴正方向，则图中抛出点的坐标是（______cm，______cm）。 【答案】（1）AC （2）D （3） ①. 0.1 ②. 2 ③. −20，−5 【解析】 【小问1详解】 AD．用小锤轻击弹簧金属片，在同一高度，A球做平抛运动，B球做自由落体运动，由于平抛运动在竖直方向为自由落体运动，因此无论击打的力多大，A、B两球总是同时落地，A正确，D错误； B．A球做曲线运动，B球做直线运动，A、B两球的运动路线不相同，B错误； C．用不同的力击打弹簧金属片时，A球获得的水平初速度不同，则A球的运动路线不同，B球始终是自由落体运动，其运动路线相同，C正确。 故选AC。 【小问2详解】 A、B两球同时落地，与水平方向的运动规律无关，也不能说明小球A在水平方向做匀速直线运动或做匀加速直线运动，只能说明A、B两球在竖直方向的运动规律相同，即都是自由落体运动。 故选D。 【小问3详解】 [1]小球做平抛运动，在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动的推论，可得相邻小球间的运动时间为 [2]小球做平抛运动的初速度大小为 [3]在竖直方向，由匀变速直线运动在某段时间内中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，可得小球在B点时竖直方向的分速度为 可知小球从开始抛出到B点的时间为 则小球从A点到B点的时间是0.1s，因此图中抛出点的坐标是，在x轴 在y轴 四、计算题（本题4个小题，共40分） 15. 如图所示，质量为20kg的小孩坐在雪橇上，现用一个与水平方向成37°、大小为50N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以的加速度做匀加速直线运动，已知雪橇的质量为20kg，cos37°＝0.8。求： （1）8s内拉力对雪橇和小孩做的功是多少？ （2）8s末地面与雪橇间摩擦力的瞬时功率大小。 【答案】（1）640J；（2）80W 【解析】 【详解】（1）8s内雪橇和小孩的位移为 代入数据可得 x＝16m 拉力F的水平分量为 Fcos37°＝40N 根据做功的表达式可知 W＝Fxcos37°＝640J （2）8s末雪橇的速度为 v＝at 代入数据可得 v＝0.5×8m/s＝4m/s 雪橇和小孩质量相等，均设为m，对二者整体应用牛顿第二定律可得 Fcos37°－f＝2ma 代入数据可得 f＝20N 根据功率的表达式可得 P＝Fv＝fv 代入数据可得 P＝80W 16. 有一种叫飞椅的游乐项目，示意图如图所示。长为m的钢绳一端系着总质量为kg座椅和小孩，另一端固定在半径为m的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以某一角速度匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为37°。不计钢绳的重力，g取10，，，求： （1）此时钢绳的拉力为多大？ （2）座椅做圆周运动的轨道半径为多少？ （3）座椅转动的角速度多大？ 【答案】（1）；（2）6m；（3） 【解析】 【详解】（1）受力分析如图 求得 （2）圆周运动的圆心在所在平面的轴上 由几何关系可得 （3）由牛顿第二定律可知 求得 17. 如图所示，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，离开O点速度大小做平抛运动落到斜坡上的A点，已知O点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角，不计空气阻力，，，，求： （1）运动员离开O点经多长时间落到A点； （2）A点与O点的距离L； （3）运动员落到A点时的速度大小。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）根据竖直方向 水平方向 根据几何关系 带入数据解得 （2）根据得 所以 （3）A点竖直方向上的分速度 则A点的速度 【名师点睛】解决本题的关键知道平抛运动的水平方向和竖直方向上的运动规律，抓住等时性，结合运动学公式进行求解。 18. 如图所示，足够长的光滑水平桌面左端固定一立柱，质量为m=0.1kg的小球置于桌面上，它与立柱之间有一压缩的轻弹簧，轻弹簧与立柱之间栓接与小球不栓接。某时刻释放小球，它被弹出从桌面右端A点飞出，恰好能没有碰撞地落到粗糙倾斜轨道的顶端B点（B点速度与BC平行），并沿轨道滑下。图中右端为固定在竖直面内半径R=0.9m的单圆弧轨道，水平轨道CD将倾斜轨道与圆弧轨道连接在一起。已知B点与桌面间的竖直高度差h=0.45m，倾斜轨道BC长为L=2.75m，倾角，小球与倾斜轨道间的动摩擦因数；不计水平轨道与圆弧轨道的摩擦与小球经过C点时的能量损失，，，取g=10m/s2，求： （1）被释放前弹簧的弹性势能； （2）小球第一次经过圆弧轨道最低点D时速度大小； （3）小球第一次上升到圆弧轨道最高点时离CD水平面的高度。 【答案】（1）；（2）；（3）1.5m 【解析】 【详解】（1）竖直方向小球做自由落体运动 代入数据解得 vy=3m/s B点，根据速度的分解有 解得 vA=4m/s 被释放前弹簧的弹性势能 （2）小球在B点的速度 B到D由动能定理可得 代入数据解得 vD=6m/s （3）若小球恰好能上升到最高点，则有 小球从D点上升到最高点，根据动能定理有 解得 < 说明小球不能上升到D点。 设小球第一次上升到圆弧轨道最高点与圆心的连线和竖直方向的夹角为，则有 小球从D点上升到最高点，根据动能定理有 解得 最高点时离CD水平面的高度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $