上海市建平中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

2024-2025学年上海市建平中学高一（下）月考物理试卷（3月份） 一.伴你上学路 1．（12分）自行车是绿色环保的交通工具，已有100多年的历史；由于环保以及交通的问题，自行车再度成为人们喜爱的交通、健身工具。我校有不少相约一起骑自行车上下学的学生，请回答下列有关问题： （1）如图1，有一款自行车前后轮不一样大，前轮半径为0.35m，后轮半径为0.28m，A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点，则正常运行中，A、B两点的角速度之比为 　 　 。 （2）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有A、B、C三点，向心加速度随半径变化图像如图2所示，则下列说法中正确的是 　 　 A．A、B两点加速度关系满足甲图线 B．A、B两点加速度关系满足乙图线 C．A、C两点加速度关系满足甲图线 D．A、C两点加速度关系满足乙图线 （3）如图3所示为自行车的主要传动部件，链轮和飞轮用链条相连，踏板通过曲柄和链轮固定连接，后轮与飞轮固定连接。当用力蹬踏板时，后轮就会转动，从而使自行车前进，表中给出了某变速自行车的链轮、飞轮的齿数，通过匹配两者不同的齿数，可以改变踏板转动一周时自行车的行进距离。已知该自行车前后轮的周长均为2m，人脚踩踏板转速1r/s恒定。（本题计算结果均保留2位有效数字） 名称 链轮 飞轮 齿数 48 38 28 16 18 21 24 28 曲柄长度为170mm，踏板做圆周运动的角速度为 　 　 rad/s，线速度为 　 　 m/s，骑行的最大速度为 　 　 。 二.星辰大海 2．（33分）近年来，我国天文领域成就斐然，我们的征途是星辰大海。回答下列有关问题： （1）“天宫二号”空间站绕地球在圆轨道上运行，已知轨道半径为r，运行周期为T，万有引力常量为G，利用以上数据能求出的是 　 　 （多选题）。 A．地球的质量 B．空间站的加速度 C．空间站受到的向心力 D．空间站运行的线速度 （2）天宫空间站轨道高度约为400km，总重约90吨，其绕地球一周的时间约为90分钟。（地球半径约为6371km）根据天宫空间站的参数，可估算出地球的质量为 　 　 kg（结果保留3位有效数字）。 （3）从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，可以借助地球自转选择 　 　 发射（选填“向东”或“向西”）；我国先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射中心，它们的纬度依次为北纬41°、38°、28°、19°，则选择 　 　 发射中心发射最好。 （4）宇航员乘坐星际飞船高速驶离地球的过程中，在考虑相对论效应的情况下，宇航员发现 　 　 。 A．星际飞船的长度变短 B．星际飞船上的物体的质量变大 C．地球上的时钟变慢 D．地球上有些建筑物的高度不变 （5）东方红二号卫星是我国第一代地球同步通信卫星，在轨一共两颗，其中一颗定点于东经125°，另一颗定点于东经103°，关于东方红二号卫星，下列说法中正确的是 　 　 。 A．它的运行速度为7.9km/s B．若卫星的质量变为原来的2倍，其同步轨道半径也变为原来的2倍 C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它对春晚进行电视转播 D．我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等 （6）如图是“哈雷彗星”绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图，其中F1、F2是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，观测发现“哈雷彗星”经过P点的速率小于经过Q点的速率。已知太阳的质量为m，引力常量为G，则： ①太阳应位于 　 　 （选填：A．“F1点”；B．“F2点”；C．“O点”）； ②测得“哈雷彗星”在距离太阳r1处的运行速度大小为v1，则在距离太阳r2处的运行速度大小v2＝ 　 　 。 ③根据广义相对论可知，“哈雷彗星”在 　 　 由空间弯曲产生较明显的进动，其“携带”的时钟在 　 　 走得较慢。（均选填：A．“P点”；B．“Q点”）。 （7）2021年3月12日，我国用“长征七号”改遥二运载火箭将一颗地球同步卫星—“试验九号”卫星顺利送入预定轨道。若地球的半径为6.37×106m，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2，则这颗地球同步卫星在轨运行时距地面的高度为 　 　 ，运行时速度的大小为 　 　 。 三.生死一线 3．（20分）某地发生洪涝灾害，人民的生命和财产安全遭受危险，一队突击队员奉命划小船向对岸出发，执行救援任务。 （1）如图所示，河水沿轨迹ABCD运动，图中画出了河水在A、B、C、D处的速度v的方向与所受合力F的方向，其中正确的是 　 　 （多选题）。 A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置 （2）河道弯曲绵延，河水做曲线运动，关于曲线运动，下列说法正确的是 　 　 。 A．物体做曲线运动时，其位移大小可能等于路程 B．曲线运动一定是变速运动，变速运动一定是曲线运动 C．做曲线运动的物体所受的合外力不可能是恒力 D．做曲线运动的物体所受的合外力方向与速度方向不可能在同一直线上 （3）已知河宽120m，河水流速v1＝4m/s，船在静水中速度v2＝3m/s，则以下说法正确的是 　 　 （多选题）。 A．小船合运动的速度大小一定是5m/s B．小船实际运动轨迹的最短位移是120m C．小船若以最短时间渡河，则其船头应与河岸垂直 D．小船渡河的最短时间为40s （4）经研究发现，越靠近河中心河水的流速越快，若冲锋舟船头垂直河岸行驶，则以下运动轨迹中比较符合实际的是 　 　 。 A． B． C． D． （5）一次救援活动中，无人机也一起参与了救援。无人机在直角坐标系xOy所在的平面内运动规律分别为x＝2t+3t2（m）、y＝6t（m），则无人机的加速度大小为 　 　 m/s2，1s末无人机的速度大小为 　 　 m/s。 四.弯道超速需谨慎 4．（17分）弯道超速看似炫酷并体现高超车技，其实也蕴含着很大的危险，请回答下列问题： （1）在F1赛事中，若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则脱落的车轮的运动情况是 　 　 。 A．仍然沿着赛车的弯道运动 B．沿着弯道的圆心方向运动 C．沿着脱离时轮子前进的切线方向运动，离开弯道 D．以上情况都有可能 （2）火车从M到N做减速运动，下面四个选项中分别画出了火车转弯时所受合力F的四种方向，正确的是 　 　 。 A． B． C． D． （3）如图1，为了安全，弯道处的铁轨总是“外高内低”。 若不计车轮与轨道间的摩擦，列车过弯道时，如速度过大 　 　 （“内轨”或“外轨”）将受到车轮的侧向挤压。 （4）王老师质量M＝60kg，骑一辆质量m＝50kg的电动自行车上下班，若王老师上下班路上保持匀速率行驶，如图2中线路1可以看成半径为5m的圆的一部分，线路2可以看作半径为7m的圆的一部分，电动自行车与地面之间的动摩擦因数为0.5，若王老师上班和下班骑车分别选择的是这两条线路中的一条且上下班骑车线路选择不同，且均安全抵达目的地，王老师上班时骑车速度为20km/h，则王老师下班时选择的线路为 　 　 ，下班时骑车速度不应超过 　 　 。 （5）清明节假期，王老师骑电动自行车前往家附近的公园游玩。在通过如图3半径为8m的拱桥最高点时车速为4m/s，则人和车整体对桥面的压力大小为 　 　 。 五.飞镖 5．（18分）在我校校庆活动中，飞镖社团进行了展示表演和互动游戏，请回答下列问题： （1）某同学先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度va＜vb，不计空气阻力，则两只飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是 　 　 。 A． B． C． D． （2）为了增加游戏的难度，在玩家与圆形靶之间放入一个在竖直面以角速度ω匀速旋转的圆盘图1，圆盘盘面与圆形靶面平行且它们圆心通过同一中心轴，圆盘上有三个狭缝将圆盘均匀分成三个扇形，圆盘半径足够大，忽略圆盘的厚度和飞镖的长度，当圆盘的一个狭缝处于竖直方向时，玩家将飞镖在中心轴正上方且距离圆盘左侧6m的位置以速度v＝60m/s水平射出，飞镖射出恰好能穿过圆盘的狭缝，最终射到靶心O处，圆盘的圆心与靶心间的距离为6m，重力加速度g＝10m/s2，射出的飞镖做平抛运动，则圆盘的角速度ω＝ 　 　 rad/s，飞镖射出时距中心轴线高度为 　 　 m。 某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹，将飞镖上绑上自制信号发射装置，使用弹射器水平弹出，运动过程中空气阻力可以忽略，并使用实验室的电磁定位板进行记录，如图2所示为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8mm，则： （3）右图中的A点 　 　 （选填“是”或“不是”）飞镖发射的起点。 （4）从图像上分析，电磁定位板数据记录的时间间隔T＝ 　 　 s；小球做平抛运动的水平初速度大小是 　 　 m/s，飞镖到B点时，已经在空中飞行了 　 　 s。（g＝10m/s2） 2024-2025学年上海市建平中学高一（下）月考物理试卷（3月份） 参考答案与试题解析 一.伴你上学路 1．（12分）自行车是绿色环保的交通工具，已有100多年的历史；由于环保以及交通的问题，自行车再度成为人们喜爱的交通、健身工具。我校有不少相约一起骑自行车上下学的学生，请回答下列有关问题： （1）如图1，有一款自行车前后轮不一样大，前轮半径为0.35m，后轮半径为0.28m，A、B分别为前轮和后轮边缘上的一点，则正常运行中，A、B两点的角速度之比为 　4：5　 。 （2）自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的边缘上有A、B、C三点，向心加速度随半径变化图像如图2所示，则下列说法中正确的是 　A　 A．A、B两点加速度关系满足甲图线 B．A、B两点加速度关系满足乙图线 C．A、C两点加速度关系满足甲图线 D．A、C两点加速度关系满足乙图线 （3）如图3所示为自行车的主要传动部件，链轮和飞轮用链条相连，踏板通过曲柄和链轮固定连接，后轮与飞轮固定连接。当用力蹬踏板时，后轮就会转动，从而使自行车前进，表中给出了某变速自行车的链轮、飞轮的齿数，通过匹配两者不同的齿数，可以改变踏板转动一周时自行车的行进距离。已知该自行车前后轮的周长均为2m，人脚踩踏板转速1r/s恒定。（本题计算结果均保留2位有效数字） 名称 链轮 飞轮 齿数 48 38 28 16 18 21 24 28 曲柄长度为170mm，踏板做圆周运动的角速度为 　6.3　 rad/s，线速度为 　1.1　 m/s，骑行的最大速度为 　6.0　 。 【分析】（1）AB两点线速度相同，根据线速度与角速度的关系求角速度之比； （2）ABC.根据公式a结合图像进行分析，然后作答；D.根据公式a＝Rω2结合图像分析作答； （3）根据同轴传动转速或角速度相等，同缘传动边缘的线速度相等，推导自行车的速度大小的表达式，分析自行车速度最大的条件，进而得到最大速度。 【解答】解：（1）由于前、后轮在相同时间内通过的弧长相同，A、B两点线速度之比为vA：vB＝l：1 根据线速度与角速度的关系v＝ωr 得 （2）AB.根据a，A、B两点的线速度v大小相等，加速度a与半径R成反比，加速度关系满足甲图线，故A正确，B错误； C.根据a，A、C两点的线速度大小不相等，加速度与半径不成反比，加速度关系不满足甲图线，故C错误； D.根据a＝Rω2，A、C两点的角速度不相等，加速度与半径不成正比，加速度关系不满足乙图线，故D错误。 故选：A。 （3）已知人脚踩踏板转速n＝1r/s，曲柄长度为d＝170mm＝0.17m。 则有：踏板做圆周运动的角速度为ω＝2πn＝2π×1rad/s≈6.3rad/s 踏板做圆周运动的线速度为v＝ωd＝2π×0.17m/s≈1.1m/s 后轮周长为L＝2m，链轮与脚踏板的转速相等为n＝1r/s，设链轮与飞轮齿数比为k，即k 链轮与飞轮边缘的线速度大小相等，则有：2πr链n＝2πr飞n飞 得到：n飞＝kn 后轮与飞轮的转速相同，即后轮转速为nk，自行车每秒前进距离为nkL，即自行车的速度大小为v＝nkL 当k最大为：km3时，自行车速度最大，为vm＝nkmL＝1×3×2m/s＝6m/s 故答案为：（1）4：5；（2）A；（3）6.3；1.1；6.0m/s 【点评】本题考查了圆周运动的两种传动方式，注意掌握两种传动方式的特点。 二.星辰大海 2．（33分）近年来，我国天文领域成就斐然，我们的征途是星辰大海。回答下列有关问题： （1）“天宫二号”空间站绕地球在圆轨道上运行，已知轨道半径为r，运行周期为T，万有引力常量为G，利用以上数据能求出的是 　ABD　 （多选题）。 A．地球的质量 B．空间站的加速度 C．空间站受到的向心力 D．空间站运行的线速度 （2）天宫空间站轨道高度约为400km，总重约90吨，其绕地球一周的时间约为90分钟。（地球半径约为6371km）根据天宫空间站的参数，可估算出地球的质量为 　6.29×1024　 kg（结果保留3位有效数字）。 （3）从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，可以借助地球自转选择 　向东　 发射（选填“向东”或“向西”）；我国先后建成了酒泉、太原、西昌、文昌四大航天发射中心，它们的纬度依次为北纬41°、38°、28°、19°，则选择 　文昌　 发射中心发射最好。 （4）宇航员乘坐星际飞船高速驶离地球的过程中，在考虑相对论效应的情况下，宇航员发现 　C　 。 A．星际飞船的长度变短 B．星际飞船上的物体的质量变大 C．地球上的时钟变慢 D．地球上有些建筑物的高度不变 （5）东方红二号卫星是我国第一代地球同步通信卫星，在轨一共两颗，其中一颗定点于东经125°，另一颗定点于东经103°，关于东方红二号卫星，下列说法中正确的是 　D　 。 A．它的运行速度为7.9km/s B．若卫星的质量变为原来的2倍，其同步轨道半径也变为原来的2倍 C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它对春晚进行电视转播 D．我国发射的其他地球同步卫星，与东方红二号卫星的运行速度大小都相等 （6）如图是“哈雷彗星”绕太阳沿椭圆轨道运动的示意图，其中F1、F2是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，观测发现“哈雷彗星”经过P点的速率小于经过Q点的速率。已知太阳的质量为m，引力常量为G，则： ①太阳应位于 　B　 （选填：A．“F1点”；B．“F2点”；C．“O点”）； ②测得“哈雷彗星”在距离太阳r1处的运行速度大小为v1，则在距离太阳r2处的运行速度大小v2＝ 　　 。 ③根据广义相对论可知，“哈雷彗星”在 　B　 由空间弯曲产生较明显的进动，其“携带”的时钟在 　B　 走得较慢。（均选填：A．“P点”；B．“Q点”）。 （7）2021年3月12日，我国用“长征七号”改遥二运载火箭将一颗地球同步卫星—“试验九号”卫星顺利送入预定轨道。若地球的半径为6.37×106m，地球表面的重力加速度g取9.8m/s2，则这颗地球同步卫星在轨运行时距地面的高度为 　3.59×107m　 ，运行时速度的大小为 　3.07×103m/s　 。 【分析】（1）根据万有引力提供向心力求解地球的质量；空间站做匀速圆周运动，其加速度等于向心加速度，由向心加速度表达式求解；根据向心力的表达式求解向心力；根据线速度与周期的关系求解线速度。 （2）根据万有引力提供向心力求解地球的质量。 （3）根据地球自转的方向分析；在地球表面的物体所处位置的纬度越低，随地球自转做圆周运动的线速度越大。 （4）根据狭义相对论，尺缩钟慢效应解答； （5）地球同步卫星的运行周期等于地球自转周期，根据万有引力提供向心力，分析轨道半径、卫星的运行速度的情况；7.9km/s是地球的第一宇宙速度，等于轨道半径为地球半径的圆周运动的卫星的线速度大小，因同步卫星的轨道半径大于地球半径，根据万有引力提供向心力，分析故其运行速度与7.9km/s的大小关系；东方红二号卫星是地球静止卫星，位于地球赤道的正上方。 （6）①根据开普勒第一定律和开普勒第二定律分析解答；②根据开普勒第二定律解答；③根据广义相对论可知，引力场越强的地方，时空弯曲越明显，时间流逝越慢慢。 （7）根据万有引力提供向心力，以及万有引力等于重力，联立求解轨道高度与运行时速度的大小。 【解答】解：（1）A．“天宫二号”空间站绕地球在圆轨道上运行，由万有引力提供向心力得：，解得地球的质量为：M，已知轨道半径为r，运行周期为T，万有引力常量为G，故能求出地球的质量，故A正确； B．空间站做匀速圆周运动，其加速度等于向心加速度，为：a，故能求出空间站的加速度，但空间站的质量未知，故不能求出空间站所需的向心力，故B正确，C错误； D．空间站运行的线速度为：v，故能求出空间站的线速度，故D正确。 故选：ABD。 （2）天宫空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得：，解得地球的质量为：M 其中：轨道半径r＝400km+6371km＝6.771×106m，运行周期T＝90min＝5400s，引力常量G＝6.67×10⁻11N•m2/kg2 解得地球的质量为：M≈6.29×1024kg。 （3）从物理学角度，由地面发射太空飞行器或飞船，因地球自转方向为自西向东，故可以借助地球自转选择向东发射； 在地球表面的物体所处位置的纬度越低，随地球自转的做圆周运动的半径越大，根据v＝ωr，可知圆周运动的线速度越大，故选择纬度较低的文昌发射中心发射最好。 （4）AB、根据狭义相对论，当宇航员乘坐星际飞船高速驶离地球时，从宇航员的参考系观察，星际飞船与宇航员是相对静止的，星际飞船长度不会变化，星际飞船上的物体的质量仍为静止质量，不会变化，故AB错误； C、根据钟慢效应，宇航员会观察到地球上的时钟因相对运动而变慢，故C正确； D、根据尺缩效应，宇航员会观察到地球上的建筑物的高度因相对运动而变小，故D错误。 故选：C。 （5）BD、东方红二号卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得：，解得轨道半径满足：r3，地球同步卫星的运行周期等于地球自转周期，同步卫星的轨道半径一定，根据：v，可知同步卫星的运行速度大小一定，故B错误，D正确； A、7.9km/s是地球的第一宇宙速度，等于轨道半径为地球半径的圆周运动的卫星的线速度大小，根据：，解得线速度大小为：v，因同步卫星的轨道半径大于地球半径，故其运行速度为小于7.9km/s，故A错误； C、东方红二号卫星是地球静止卫星，位于地球赤道的正上方，它不会绕过北京的正上方，故C错误。 故选：D。 （6）①根据开普勒第一定律可知，太阳位于椭圆轨道的焦点上。根据开普勒第二定律可知，距离太阳越远，“哈雷彗星”的速率越小，所以太阳距离P点较远，距离Q点较近，可知太阳应位于F2点，故选填：B； ②根据开普勒第二定律可得：v1r1＝v2r2，解得：v2； ③根据广义相对论可知，引力场越强的地方，时空弯曲越明显。Q点为近日点，其附近太阳的引力较强，导致空间弯曲比P点显著，故“哈雷彗星”在Q点（选填：B）产生较明显的进动； 根据广义相对论的时间膨胀效应，在强引力场中时间流逝会变慢。故“哈雷彗星”在Q点时离太阳较近，处于较强的引力场中，其“携带”的时钟在Q点（选填：B）走得较慢。 （7）设这颗地球同步卫星在轨运行时距地面的高度为h，由万有引力提供向心力得： 对于在地球表面的物体，由万有引力等于重力得：m′g 联立可得：（R+h）3 已知地球的半径R＝6.37×106m，地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，地球同步卫星的运行周期T＝24×3600s＝86400s 解得：h＝3.59×107m 运行时速度的大小为v 解得：v＝3.07×103m/s 故答案为：（1）ABD；（2）6.29×1024；（3）向东；文昌；（4）C；（5）D；（6）①B；②；③B；B；（7）3.59×107m；3.07×103m/s 【点评】本题考查了万有引力在天体运动中的应用，开普勒三大定律的应用，以及爱因斯坦相对论的的内容。掌握环绕中心天体做圆周运动的天体，是由万有引力提供向心力的这一基本规律。 三.生死一线 3．（20分）某地发生洪涝灾害，人民的生命和财产安全遭受危险，一队突击队员奉命划小船向对岸出发，执行救援任务。 （1）如图所示，河水沿轨迹ABCD运动，图中画出了河水在A、B、C、D处的速度v的方向与所受合力F的方向，其中正确的是 　BD　 （多选题）。 A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置 （2）河道弯曲绵延，河水做曲线运动，关于曲线运动，下列说法正确的是 　D　 。 A．物体做曲线运动时，其位移大小可能等于路程 B．曲线运动一定是变速运动，变速运动一定是曲线运动 C．做曲线运动的物体所受的合外力不可能是恒力 D．做曲线运动的物体所受的合外力方向与速度方向不可能在同一直线上 （3）已知河宽120m，河水流速v1＝4m/s，船在静水中速度v2＝3m/s，则以下说法正确的是 　CD　 （多选题）。 A．小船合运动的速度大小一定是5m/s B．小船实际运动轨迹的最短位移是120m C．小船若以最短时间渡河，则其船头应与河岸垂直 D．小船渡河的最短时间为40s （4）经研究发现，越靠近河中心河水的流速越快，若冲锋舟船头垂直河岸行驶，则以下运动轨迹中比较符合实际的是 　D　 。 A． B． C． D． （5）一次救援活动中，无人机也一起参与了救援。无人机在直角坐标系xOy所在的平面内运动规律分别为x＝2t+3t2（m）、y＝6t（m），则无人机的加速度大小为 　6　 m/s2，1s末无人机的速度大小为 　10　 m/s。 【分析】（1）做曲线运动的物体，速度方向是曲线运动轨迹的切线方向，合力的方向在曲线运动的凹侧； （2）在直线运动中，路程是直线轨迹的长度；在曲线运动中，路程是曲线轨迹的长度。变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，物体做曲线运动的条件是物体所受的合力与其速度方向不在同一直线上，与力是否为恒力无关。 （3）（4）根据水速和船速分析； （5）根据运动学公式分析。 【解答】解：（1）、做曲线运动的物体，速度方向是曲线运动轨迹的切线方向，合力的方向在曲线运动的凹侧，故AC正确，BD错误，故选BD。 （2）、在直线运动中，路程是直线轨迹的长度；在曲线运动中，路程是曲线轨迹的长度。变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，物体做曲线运动的条件是物体所受的合力与其速度方向不在同一直线上，与力是否为恒力无关，故ABC错误，D正确，故选：D。 （3）、小船合运动的速度大小为1m/s至7m/s之间，船在静水中速度小于水速，故船不能垂直河岸到达对岸，最短位移大于120m，最短时间为，故ABC错误，D正确，故选：D。 （4）、竖直方向速度不变，水平速度先增大后减小，图线斜率先减小后增大，故D正确，ABC错误，故选：D。 （5）、根据，可得v0＝2m/s，a＝6m/s2，由此可得vx1＝2m/s+6×1m/s＝8m/s，vy1＝6×1m/s＝6m/s，则。 故答案为：（1）BD；（2）D；（3）CD；（4）D；（5）6，10。 【点评】考查对物体做曲线运动的条件、合运动与分运动的关联的理解，熟悉运动学公式的运用。 四.弯道超速需谨慎 4．（17分）弯道超速看似炫酷并体现高超车技，其实也蕴含着很大的危险，请回答下列问题： （1）在F1赛事中，若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则脱落的车轮的运动情况是 　C　 。 A．仍然沿着赛车的弯道运动 B．沿着弯道的圆心方向运动 C．沿着脱离时轮子前进的切线方向运动，离开弯道 D．以上情况都有可能 （2）火车从M到N做减速运动，下面四个选项中分别画出了火车转弯时所受合力F的四种方向，正确的是 　C　 。 A． B． C． D． （3）如图1，为了安全，弯道处的铁轨总是“外高内低”。 若不计车轮与轨道间的摩擦，列车过弯道时，如速度过大 　外轨　 （“内轨”或“外轨”）将受到车轮的侧向挤压。 （4）王老师质量M＝60kg，骑一辆质量m＝50kg的电动自行车上下班，若王老师上下班路上保持匀速率行驶，如图2中线路1可以看成半径为5m的圆的一部分，线路2可以看作半径为7m的圆的一部分，电动自行车与地面之间的动摩擦因数为0.5，若王老师上班和下班骑车分别选择的是这两条线路中的一条且上下班骑车线路选择不同，且均安全抵达目的地，王老师上班时骑车速度为20km/h，则王老师下班时选择的线路为 　线路1　 ，下班时骑车速度不应超过 　5m/s　 。 （5）清明节假期，王老师骑电动自行车前往家附近的公园游玩。在通过如图3半径为8m的拱桥最高点时车速为4m/s，则人和车整体对桥面的压力大小为 　880N　 。 【分析】（1）根据离心运动进行分析解答； （2）根据曲线运动的合外力必须指向曲线的凹侧和减速运动进行分析解答； （3）根据火车重力和支持力的合力不足以提供向心力时的状态进行分析解答； （4）根据最大静摩擦力提供向心力结合相应的速度和半径大小列式分析解答； （5）根据竖直面内圆周运动结合牛顿第三定律和牛顿第二定律进行分析解答。 【解答】解：（1）在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则脱落的车轮由于失去了车身提供的指向圆心的作用力而做离心运动，运动方向沿着轮子前进的切线方向，故C正确，ABD错误。 故选：C。 （2）根据物体做曲线运动的受力特点，合外力方向指向曲线凹侧，减速时合外力方向与速度方向（曲线的切线方向即为该点瞬时速度的方向）的夹脚是钝角，故C正确，ABD错误。 故选：C。 （3）火车在外高内低的轨道上按设计速度转弯时，依靠重力和支持力的合力提供向心力，但是运行速度超过设计速度时，重力和支持力的合力不足以提供向心力时，外轨对外轮缘产生向内的侧压力进行补充，所以外轨将受到车轮的侧向挤压； （4）根据牛顿第二定律，王老师上班时车速v1＝20km/h＝5.56m/s，安全转弯的半径设为r1，有μ（M+m）g≥（M+m），代入数据解得r1≥6.17m，故王老师上班时选择的路线是线路2，则王老师下班时选择的线路为线路1，下班时骑车速度不应超过v2，有μ（M+m）g≥（M+m），代入r2＝5m，解得v2≤5m/s； （5）根据牛顿第二定律，（M+m）g﹣FN＝（M+m），代入数据解得FN＝880N，根据牛顿第三定律可知，人和车整体对桥面的压力大小为FN′＝FN＝880N。 故答案为：（1）C；（2）C；（3）外轨；（4）线路1，5m/s；（5）880N。 【点评】考查圆周运动和火车转弯，曲线运动的受力特点等，会根据题意进行准确分析解答。 五.飞镖 5．（18分）在我校校庆活动中，飞镖社团进行了展示表演和互动游戏，请回答下列问题： （1）某同学先后将两只飞镖a、b由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度va＜vb，不计空气阻力，则两只飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是 　A　 。 A． B． C． D． （2）为了增加游戏的难度，在玩家与圆形靶之间放入一个在竖直面以角速度ω匀速旋转的圆盘图1，圆盘盘面与圆形靶面平行且它们圆心通过同一中心轴，圆盘上有三个狭缝将圆盘均匀分成三个扇形，圆盘半径足够大，忽略圆盘的厚度和飞镖的长度，当圆盘的一个狭缝处于竖直方向时，玩家将飞镖在中心轴正上方且距离圆盘左侧6m的位置以速度v＝60m/s水平射出，飞镖射出恰好能穿过圆盘的狭缝，最终射到靶心O处，圆盘的圆心与靶心间的距离为6m，重力加速度g＝10m/s2，射出的飞镖做平抛运动，则圆盘的角速度ω＝ 　（n＝1，2，3……）　 rad/s，飞镖射出时距中心轴线高度为 　0.2　 m。 某同学为了研究飞镖在空中的运动轨迹，将飞镖上绑上自制信号发射装置，使用弹射器水平弹出，运动过程中空气阻力可以忽略，并使用实验室的电磁定位板进行记录，如图2所示为一次实验记录中的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度8mm，则： （3）右图中的A点 　不是　 （选填“是”或“不是”）飞镖发射的起点。 （4）从图像上分析，电磁定位板数据记录的时间间隔T＝ 　0.04　 s；小球做平抛运动的水平初速度大小是 　0.6　 m/s，飞镖到B点时，已经在空中飞行了 　0.08　 s。（g＝10m/s2） 【分析】（1）飞镖做平抛运动，根据平抛运动的规律和运动的合成求解作答； （2）根据平抛运动的规律求解飞镖运动到圆盘的时间；根据周期和角速度的关系求解圆盘的转动周期，再结合等时性和周期性求解作答； （3）根据初速度为零的匀变速直线运动的推论分析作答； （4）根据匀变速直线运动的推论求解时间间隔；根据匀速直线运动规律求解水平初速度；根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度求解B点的竖直速度，再根据自由落体运动规律求时间。 【解答】解：（1）飞镖在水平方向做匀速直线运动，飞行时间 由于飞镖投出的初速度va＜vb，可得ta＞tb 因此飞镖a在下方； 竖直方向做自由落体运动，根据运动学公式vy＝gt，可得vya＞vyb 根据运动的合成与分解，合速度的方向 可得θa＞θb 综上分析，故A正确，BCD错误。 故选：A。 （2）圆盘转动的周期 飞镖运动到圆盘的时间 假设飞镖发出瞬间，圆盘的一条狭缝正好位于竖直方向 要使飞镖穿过狭缝，则满足，其中n＝1，2，3⋯ 联立解得，其中n＝1，2，3⋯ 飞镖在水平方向做匀速直线运动，飞行时间 飞镖射出时距中心轴线高度 （3）由题可知yAB＝3L，yBC＝5L 由于yAB：yBC＝3L：5L≠1：3 根据初速度为零的匀变速直线运动的推论可知，右图中的A点 不是飞镖发射的起点； （4）根据匀变速直线运动的推论 代入数据解得T＝0.04s 初速度 根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，B点的竖直速度 又vyB＝gtB 代入数据解得tB＝0.08s。 故答案为：（1）A；（2）（n＝1，2，3……）；0.2；（3）不是；（4）0.04；0.6；0.08。 【点评】本题主要考查了平抛运动规律的运用，要明确实验原理；理解圆周运动的周期性，根据匀变速直线运动的推论求解时间间隔是解题的关键。 声明：试题解析著作权属所有，未经书面同意，不得复制发布日期：2025/4/12 19:48:51；用户：13550757584；邮箱：13550757584；学号：55062522 第1页（共1页） 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