精品解析：甘肃省岷县第一中学2024-2025学年高一下学期4月月考物理试题

2025年春季高一年级第一次月考 物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、考生作答时，请将答案答在答题卡上。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；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3、本卷命题范围：人教版必修第二册第五～六章。 一、选择题：共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒从点到点做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列关于烟尘颗粒的说法正确的是（　　） A. 烟尘颗粒速度始终不变 B. 点处的速度方向从点指向点 C. 点处的加速度方向可能斜向右上方 D. 点处的合力方向可能竖直向上 2. 如图，小船从河岸处A点出发渡河。若河宽为100m，河水流速，方向平行于河岸指向河的下游，船在静水中速度，船头方向与河岸垂直，船视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 小船从A点出发经过20s到达对岸 B. 小船到达对岸的位置在河正对岸下游125m处 C. 若河水流速变慢，小船从A点到对岸的时间可能低于20s D. 若小船行驶到河中央时水流变快，小船的实际速度方向会改变 3. 如图所示，钓鱼在收尾阶段，鱼已经浮在水面不再挣扎，钓鱼者以恒定速率v收鱼线（钓鱼者和鱼竿视为不动），鱼线与水平面的夹角为，以下说法正确的是（　　） A. 鱼在靠近钓鱼者过程中速率减小 B. 当时，鱼的速率为 C. 当时，鱼的速率为 D. 鱼受到的合外力恒定 4. 如图甲是滚筒式洗衣机。洗衣机脱水完成前的某段时间内，可认为水已脱干，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。若一件小衣物在此过程中随滚筒转动经过最高位置a、最低位置c、与滚筒圆心等高位置b、d，则该件小衣物在（　　） A. 衣物a、b、c、d四点的线速度相同 B. 衣物在整个运动过程中所受的合外力不变 C. 衣物在c位置对滚筒壁的压力大小等于重力 D. 衣物在b、d位置对滚筒壁的压力大小相等 5. 如图所示，这是一种古老的舂米机。舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O点转动，在横梁前端B点固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米。已知，则在横梁绕O点转动的过程中（　　） A. 脚踏在横梁另一端C点往下压过程中，舂米锤的机械能减小 B. 舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力 C. B点的速度等于C点的速度 D. B点的向心加速度小于C点向心加速度 6. 如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法，被称为“魔力陀螺”，它可等效为图乙所示的模型，竖直固定的磁性圆轨道半径为R，质量为m的质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，A、C两点分别为轨道的最高点与最低点，B、D两点与轨道圆心等高，质点受到始终指向圆心、大小恒为2mg的磁性引力作用，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 若质点经过A点时的速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为mg B. 若质点经过B点时速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为mg C. 若质点经过C点时的速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为2mg D. 若质点经过D点时的速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为2mg 7. 如图所示，在水平圆台的转轴上的O点固定一根结实的细绳，细绳长度为l，细绳的一端连接一个小木箱，木箱里坐着一只玩具小熊，此时细绳与转轴间的夹角为，且处于恰好伸直的状态。已知小木箱与玩具小熊的总质量为m，木箱与水平圆台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，重力加速度为g，不计空气阻力。在可调速电动机的带动下，让水平圆台缓慢加速运动下列说法中不正确的是（　　） A. 当圆台的角速度时，细绳中无张力 B. 当圆台的角速度时，细绳中有张力 C. 当圆台的角速度时，圆台对木箱无支持力 D. 当圆台的角速度时，圆台对木箱有支持力 8. 种水稻需育苗插秧，这是传统的做法；而如今农民一改“面朝稻田背朝天”的传统手工插秧转而用水稻抛秧。水稻抛秧需要软盘育秧，抛秧时村民把手中秧苗抛向半空，挟带营养土块的秧苗，在重力作用下均匀地降落到水田中。抛秧相比传统人工插秧，具有省秧田、省劳力、省成本等很多优点。某次抛秧时秧苗甲与秧苗乙同时抛出，轨迹如图所示，抛出点均为点，秧苗乙做平抛运动，秧苗甲做斜抛运动，两个轨迹相交于点，不计空气阻力，则（　　） A. 秧苗甲与秧苗乙同时到达点 B. 秧苗乙先经过点 C. 只要秧苗甲的初速度足够大就可以先经过点 D. 秧苗乙的初速度一定大于秧苗甲的初速度的水平分量 9. 如图所示，在温州市的某十字路口，设置有右转弯专用车道。现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶，其运动可视做圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑。司机和副驾驶座上的乘客分别坐在左右边，且始终与汽车保持相对静止。当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时，下列说法正确的是（ ） A. 司机和乘客具有相同的角速度 B. 汽车的合力一定指向圆心 C. 汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力 D. 汽车对乘客的作用力小于汽车对司机的作用力 10. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以速度水平抛出一小球，经过时间恰好落在斜面底端，速度是 v，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若以速度水平抛出小球，则落地时间为 B. 若以速度水平抛出小球，则落地时速度方向与v同向 C. 若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时间为 D. 若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v同向 二、非选择题:本题共5小题，共57分。 11. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图甲所示。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （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，我们主要用到的物理学研究方法是________； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎推理法 （2）某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与________的关系； （3）匀速摇动手柄时，若两个钢球质量和运动半径相等，左、右两标尺显示的格数之比为1∶4，则与皮带连接的左塔轮和右塔轮的半径之比为________。 12. 某实验小组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球被松开下落. （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明______________________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间____________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽____________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取10m/s2，则小球平抛初速度的大小为________m/s，小球在B点速度的大小为________m/s。 13. 一同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳被拉断，小球立即以绳断时的速度水平飞出，打在放置于水平地面的木箱上，如图所示。已知握绳的手离地面高度为2d，手与球之间的绳长为d，木箱距离绳断处的水平距离也为2d，木箱被击中的位置距离地面，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求： （1）绳断时球的速度大小； （2）绳断时绳子拉力的大小； （3）小球击中木箱时的速度大小。 14. 如图所示为一种可测量角速度的简易装置，“V”形光滑支架可随水平面上的底座绕轴线旋转，支架两杆足够长且与水平面间夹角均为，一原长为的轻弹簧套在杆上，下端固定于杆的B端，另一端与一质量为的小球拴接，现让小球随支架以角速度匀速转动。已知弹簧的劲度系数；在弹性限度内，弹簧的最大长度为，g取，，。 （1）求支架静止时弹簧的长度； （2）弹簧恰为原长时，求支架角速度的大小； （3）写出支架角速度与弹簧长度关系的表达式。 15. 1942年11月发生在淄川的马鞍山保卫战是鲁中抗日战场的重要战役。在保卫战中， 驻守峰顶的战士们利用石头、器具等击退了敌人10余次进攻， 图甲为马鞍山保卫战遗址。图乙为攀登峰顶处的陡坡侧视图，斜坡PA高h=45m，其下端点A与一长的平台相连，C为AB中点，PO垂直于BA延长线并与其相交于O点。某战士将石块从斜坡顶端P点以的初速度水平抛出，恰好落到平台中点C。已知重力加速度大小，，，忽略空气阻力，石块在竖直平面内运动， 石块与敌人均看作质点。 （1）求石块从P点抛出到落到平台C点所用时间t和斜坡长度 ； （2）若将石块从P点水平抛出，要使石块能够落到平台AB上，求石块水平初速度大小的范围，以及石块落到平台B点的速度； （3）若某战士发现一敌人正从坡底端A点沿斜坡方向匀速向上运动，同时该战士立即从P点以与水平方向成斜向上的初速度抛出石块，经过时间恰好击中敌人， 求击中敌人位置距A点的距离s。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年春季高一年级第一次月考 物理 考生注意： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。 2、考生作答时，请将答案答在答题卡上。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；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 3、本卷命题范围：人教版必修第二册第五～六章。 一、选择题：共10小题，共43分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8～10题有多项符合题目要求，每小题5分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1. 运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒从点到点做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列关于烟尘颗粒的说法正确的是（　　） A. 烟尘颗粒速度始终不变 B. 点处的速度方向从点指向点 C. 点处的加速度方向可能斜向右上方 D. 点处的合力方向可能竖直向上 【答案】C 【解析】 【详解】A．烟尘颗粒做曲线运动，可知速度方向不断变化，即速度不断变化，选项A错误； B．P点处的速度方向沿轨迹的切线方向，并非从P点指向点，选项B错误； C．颗粒在P点处的合力方向指向轨迹的凹向，即加速度方向可能斜向右上方，选项C正确； D．颗粒在点处的合力方向指向轨迹的凹向，不可能竖直向上，选项D错误。 故选C。 2. 如图，小船从河岸处A点出发渡河。若河宽为100m，河水流速，方向平行于河岸指向河的下游，船在静水中速度，船头方向与河岸垂直，船视为质点，则下列说法正确的是（　　） A. 小船从A点出发经过20s到达对岸 B. 小船到达对岸的位置在河正对岸下游125m处 C. 若河水流速变慢，小船从A点到对岸的时间可能低于20s D. 若小船行驶到河中央时水流变快，小船的实际速度方向会改变 【答案】D 【解析】 【详解】ABC．小船过河时间由垂直河岸的速度和河宽决定，与水流速度无关，所以小船过河时间为 小船到达对岸的位置在河正对岸下游 故ABC错误; D．小船的合速度是相互垂直的船速和水速的合成，则小船行驶到河中央时水流变快，即水速变大，小船合速度的大小和方向都会变，故D正确。 故选D。 3. 如图所示，钓鱼在收尾阶段，鱼已经浮在水面不再挣扎，钓鱼者以恒定速率v收鱼线（钓鱼者和鱼竿视为不动），鱼线与水平面的夹角为，以下说法正确的是（　　） A. 鱼在靠近钓鱼者过程中速率减小 B. 当时，鱼的速率为 C. 当时，鱼速率为 D. 鱼受到的合外力恒定 【答案】B 【解析】 【详解】AD．如图 将鱼的速度分解为沿绳子方向的速度和垂直绳子方向的速度，则 则钓鱼者以恒定速率v收鱼线过程中θ增大，则v鱼增大，鱼做变加速运动，合外力不是恒定值，故AD错误； BC．根据 可知当θ = 60°时 当θ = 37°时 故B正确、C错误。 故选B。 4. 如图甲是滚筒式洗衣机。洗衣机脱水完成前的某段时间内，可认为水已脱干，衣物紧贴着滚筒壁在竖直平面内做匀速圆周运动，如图乙所示。若一件小衣物在此过程中随滚筒转动经过最高位置a、最低位置c、与滚筒圆心等高位置b、d，则该件小衣物在（　　） A. 衣物a、b、c、d四点的线速度相同 B. 衣物在整个运动过程中所受的合外力不变 C. 衣物在c位置对滚筒壁的压力大小等于重力 D. 衣物在b、d位置对滚筒壁的压力大小相等 【答案】D 【解析】 【详解】A．小衣物在a、b、c、d位置的线速度大小相等，但方向不同，故A错误； B．衣物在整个运动过程中所受的合外力大小不变，但方向一直在变，故B错误； C．在c点时根据牛顿第二定律可知 结合牛顿第三定律可知，衣物在c位置对滚筒壁的压力大于重力，故C错误； D．在b、d两位置受到的摩擦力方向都竖直向上，与重力平衡，方向相同，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，这是一种古老的舂米机。舂米时，稻谷放在石臼A中，横梁可以绕O点转动，在横梁前端B点固定一舂米锤，脚踏在横梁另一端C点往下压时，舂米锤便向上抬起，提起脚，舂米锤就向下运动，击打A中的稻谷，使稻谷的壳脱落，稻谷变为大米。已知，则在横梁绕O点转动的过程中（　　） A. 脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤的机械能减小 B. 舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力大于稻谷对舂米锤的作用力 C. B点的速度等于C点的速度 D. B点的向心加速度小于C点向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A．脚踏在横梁另一端C点往下压的过程中，舂米锤端的横梁作用力对其做正功，根据功能关系，舂米锤的机械能增加，故A错误； B．根据牛顿第三定律可知，舂米锤击打稻谷时对稻谷的作用力等于稻谷对舂米锤的作用力，故B错误； C．由于B、C两点绕O点同轴转动，二者角速度相等，即 又因为线速度 题意知，结合以上分析可知 所以B点的速度小于C点的速度，故C错误； D．因为向心加速度 题意知，所以 故B点的向心加速度小于C点向心加速度，故D正确。 故选D 。 6. 如图甲所示，陀螺可在圆轨道外侧旋转而不脱落，好像轨道对它施加了魔法，被称为“魔力陀螺”，它可等效为图乙所示的模型，竖直固定的磁性圆轨道半径为R，质量为m的质点沿轨道外侧做完整的圆周运动，A、C两点分别为轨道的最高点与最低点，B、D两点与轨道圆心等高，质点受到始终指向圆心、大小恒为2mg的磁性引力作用，不计摩擦和空气阻力，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（　　） A. 若质点经过A点时的速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为mg B. 若质点经过B点时的速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为mg C. 若质点经过C点时的速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为2mg D. 若质点经过D点时的速度大小为，则此时质点受到轨道的弹力大小为2mg 【答案】B 【解析】 【详解】A．若质点经过A点时的速度大小为，根据牛顿第二定律有 解得 故A错误； B．若质点经过B点时的速度大小为，根据牛顿第二定律有 解得 故B正确； C．若质点经过C点时的速度大小为，根据牛顿第二定律有 解得 故C错误； D．若质点经过D点时的速度大小为，根据牛顿第二定律有 解得 故D错误。 故选B。 7. 如图所示，在水平圆台的转轴上的O点固定一根结实的细绳，细绳长度为l，细绳的一端连接一个小木箱，木箱里坐着一只玩具小熊，此时细绳与转轴间的夹角为，且处于恰好伸直的状态。已知小木箱与玩具小熊的总质量为m，木箱与水平圆台间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，重力加速度为g，不计空气阻力。在可调速电动机的带动下，让水平圆台缓慢加速运动下列说法中不正确的是（　　） A. 当圆台角速度时，细绳中无张力 B. 当圆台的角速度时，细绳中有张力 C. 当圆台的角速度时，圆台对木箱无支持力 D. 当圆台的角速度时，圆台对木箱有支持力 【答案】D 【解析】 【详解】AB．细绳中恰好无张力时，静摩擦力达到最大，由静摩擦力提供向心力，有 解得 可得当时绳子无张力，时绳子有张力，故AB正确； CD．圆台对木箱恰好无支持力时，有 解得 当时，圆台对木箱无支持力，故C正确，D错误。 本题选不正确的，故选D。 8. 种水稻需育苗插秧，这是传统的做法；而如今农民一改“面朝稻田背朝天”的传统手工插秧转而用水稻抛秧。水稻抛秧需要软盘育秧，抛秧时村民把手中秧苗抛向半空，挟带营养土块的秧苗，在重力作用下均匀地降落到水田中。抛秧相比传统人工插秧，具有省秧田、省劳力、省成本等很多优点。某次抛秧时秧苗甲与秧苗乙同时抛出，轨迹如图所示，抛出点均为点，秧苗乙做平抛运动，秧苗甲做斜抛运动，两个轨迹相交于点，不计空气阻力，则（　　） A. 秧苗甲与秧苗乙同时到达点 B. 秧苗乙先经过点 C. 只要秧苗甲的初速度足够大就可以先经过点 D. 秧苗乙的初速度一定大于秧苗甲的初速度的水平分量 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．与的竖直距离一定，从到的过程中，秧苗乙的竖直分运动是自由落体运动，秧苗甲的竖直分运动是竖直上抛运动，秧苗乙用时短，所以秧苗乙先经过点，甲的初速度变大而抛出的角度不变则运动到P点同一高度时间变大，水平速度分量变大则水平位移变大不会落在P点，故AC错误，B正确； D．与的水平距离一定，秧苗乙用时短，所以秧苗乙的初速度一定大于秧苗甲的初速度的水平分量，故D正确。 故选BD。 9. 如图所示，在温州市的某十字路口，设置有右转弯专用车道。现有一辆汽车正在水平右转弯车道上行驶，其运动可视做圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑。司机和副驾驶座上的乘客分别坐在左右边，且始终与汽车保持相对静止。当汽车在水平的右转弯车道上减速行驶时，下列说法正确的是（ ） A. 司机和乘客具有相同的角速度 B. 汽车的合力一定指向圆心 C. 汽车对乘客的作用力大于乘客所受的重力 D. 汽车对乘客的作用力小于汽车对司机的作用力 【答案】AC 【解析】 【详解】A．司机和副驾驶座上的乘客始终与汽车保持相对静止，司机和乘客具有相同的角速度。故A正确； B．因汽车做减速圆周运动，汽车所受的合力分解为指向圆心的向心力和与运动方向相反使速率减小的切向力，故合力的方向一定不指向圆心。故B错误； C．乘汽车对乘客的作用力有竖直方向的支持力和水平方向使乘客做减速圆周运动合力，竖直方向的支持力与乘客所受的重力平衡，则汽车对乘客两个方向的力的合力一定大于乘客所受的重力。故C正确； D．乘客和司机角速度相同，由牛顿第二定律有 右转弯时乘客的半径小，但因不确定乘客和司机的质量大小关系，故汽车对乘客的作用力和对司机的作用力大小关系无法确定。故D错误。 故选AC。 10. 如图所示，倾角为的斜面固定在水平面上，从斜面顶端以速度水平抛出一小球，经过时间恰好落在斜面底端，速度是 v，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若以速度水平抛出小球，则落地时间为 B. 若以速度水平抛出小球，则落地时速度方向与v同向 C. 若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时间为 D. 若以速度水平抛出小球，则撞击斜面时速度方向与v同向 【答案】ACD 【解析】 【详解】AB．由题意可知：小球以速度水平抛出后恰好落在斜面底端 所以 所以当以速度抛出后必然落在水平面上，由于抛出点距离地面的高度相同，故 速度方向与水平方向的夹角 由于竖直速度相同，水平速度不同，则落在水平地面上的速度方向和落在斜面上速度方向不同。故 A正确，B错误； D．小球落在斜面上的速度与水平方向夹角的正切值 可知速度方向与水平方向夹角正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，位移与水平方向夹角不变，若以速度水平抛出小球，小球必然落在斜面上，设速度与斜面的夹角为，由平抛运动的规律可知 所以 所以小球撞击斜面时速度方向与 v同向，故 D正确。 C．根据 由于落在斜面上的小球一定，故速度为时，时间，C选项正确。 故选ACD。 二、非选择题:本题共5小题，共57分。 11. “探究向心力大小的表达式”的实验装置如图甲所示。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，变速塔轮自上而下有如图乙所示三种组合方式传动，左右每层半径之比由上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （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，我们主要用到的物理学研究方法是________； A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 演绎推理法 （2）某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，将两个质量相等的钢球放在B、C位置，可探究向心力的大小与________的关系； （3）匀速摇动手柄时，若两个钢球的质量和运动半径相等，左、右两标尺显示的格数之比为1∶4，则与皮带连接的左塔轮和右塔轮的半径之比为________。 【答案】（1）C （2）半径 （3）2∶1 【解析】 【小问1详解】 在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时，我们主要用到的物理学研究方法是控制变量法，故选C。 【小问2详解】 同一条皮带传动的两个轮子边缘线速度大小相等。某次实验中，把传动皮带调至第一层塔轮，两轮半径比为1∶1，由v = ωr可知，两轮角速度相等。将两个质量相等的钢球放在B、C位置，半径不同，由Fn = mω2r可知本实验可探究向心力的大小与半径的关系。 【小问3详解】 匀速摇动手柄时，左、右两标尺显示的格数之比为1∶4，则向心力之比为1∶4，由Fn = mω2r可知，若两个钢球的质量和运动半径相等，则角速度之比为1∶2，同一条皮带传动的两个轮子边缘线速度大小相等，由v = ωr可知，与皮带连接的左塔轮和右塔轮的半径之比为2∶1。 12. 某实验小组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球被松开下落. （1）甲实验的现象是小球A、B同时落地，说明______________________； （2）现将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，则在空中运动的时间____________（填“变大”、“不变”或“变小”）； （3）安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，斜槽____________（填“需要”或“不需要”）光滑； （4）然后小明用图乙所示方法记录平抛运动的轨迹，由于没有记录抛出点，如图丙所示，数据处理时选择A点为坐标原点（0，0），丙图中小方格的边长均为20cm，重力加速度g取10m/s2，则小球平抛初速度的大小为________m/s，小球在B点速度的大小为________m/s。 【答案】（1）小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动 （2）不变 （3）不需要 （4） ①. 3 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 甲实验时，小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动，则实验现象是小球A、B同时落地，说明小球A在竖直方向的分运动是自由落体运动。 【小问2详解】 将A、B球恢复初始状态后，用比较大的力敲击弹性金属片，A球落地点变远，可下落的高度不变， 由自由落体运动下落时间可知，则在空中运动的时间不变。 【小问3详解】 安装图乙研究平抛运动实验装置时，保证斜槽末端水平，使小球每次都做平抛运动，由于小球每次都是从斜槽上同一位置开始释放，小球在轨道上运动时克服阻力做功都相同，因此斜槽不需要光滑。 【小问4详解】 [1]由题图丙可知，两计数点间，小球在水平方向位移相等，可知两计数点间的时间间隔相等，小球在竖直方向做自由落体运动，因此由匀变速直线运动的推论可得 则小球平抛初速度的大小为 [2] 小球在y轴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y轴方向速度的大小为 小球在B点速度的大小为 13. 一同学站在水平地面上，手握不可伸长轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳被拉断，小球立即以绳断时的速度水平飞出，打在放置于水平地面的木箱上，如图所示。已知握绳的手离地面高度为2d，手与球之间的绳长为d，木箱距离绳断处的水平距离也为2d，木箱被击中的位置距离地面，重力加速度为g，忽略手的运动半径和空气阻力。求： （1）绳断时球的速度大小； （2）绳断时绳子拉力的大小； （3）小球击中木箱时的速度大小。 【答案】（1） （2）5mg （3） 【解析】 【小问1详解】 绳断时，小球做平抛运动，则有， 解得 【小问2详解】 小球在圆周最低点位置，根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 小球击中木箱时竖直分速度 小球击中木箱时的速度大小 解得 14. 如图所示为一种可测量角速度的简易装置，“V”形光滑支架可随水平面上的底座绕轴线旋转，支架两杆足够长且与水平面间夹角均为，一原长为的轻弹簧套在杆上，下端固定于杆的B端，另一端与一质量为的小球拴接，现让小球随支架以角速度匀速转动。已知弹簧的劲度系数；在弹性限度内，弹簧的最大长度为，g取，，。 （1）求支架静止时弹簧的长度； （2）弹簧恰为原长时，求支架角速度的大小； （3）写出支架角速度与弹簧长度关系的表达式。 【答案】（1） （2） （3）（） 【解析】 【小问1详解】 对小球进行受力分析如图所示 由平衡条件可得 可得此时弹簧长度 【小问2详解】 轻弹簧恰为原长时，根据牛顿第二定律可得 解得角速度 【小问3详解】 球随装置做匀速圆周运动时，受力分析如图所示 竖直方向有 水平方向有 联立可得支架角速度与弹簧长度的关系为（） 15. 1942年11月发生在淄川的马鞍山保卫战是鲁中抗日战场的重要战役。在保卫战中， 驻守峰顶的战士们利用石头、器具等击退了敌人10余次进攻， 图甲为马鞍山保卫战遗址。图乙为攀登峰顶处的陡坡侧视图，斜坡PA高h=45m，其下端点A与一长的平台相连，C为AB中点，PO垂直于BA延长线并与其相交于O点。某战士将石块从斜坡顶端P点以的初速度水平抛出，恰好落到平台中点C。已知重力加速度大小，，，忽略空气阻力，石块在竖直平面内运动， 石块与敌人均看作质点。 （1）求石块从P点抛出到落到平台C点所用时间t和斜坡的长度 ； （2）若将石块从P点水平抛出，要使石块能够落到平台AB上，求石块水平初速度大小范围，以及石块落到平台B点的速度； （3）若某战士发现一敌人正从坡底端A点沿斜坡方向匀速向上运动，同时该战士立即从P点以与水平方向成斜向上的初速度抛出石块，经过时间恰好击中敌人， 求击中敌人位置距A点的距离s。 【答案】（1）3s； （2）；，方向与水平方向成 （3） 【解析】 【小问1详解】 根据石块在竖直方向做自由落体运动有 解得t=3s 石块的水平位移为x=v0t 根据几何关系有 解得 【小问2详解】 石块落在A点时速度最小，落在B点时速度最大，根据平抛运动规律可得， 所以石块水平初速度大小的范围为 解得 石块落在B点时竖直方向的速度为 则 解得 设其与水平方向夹角为，则有 解得 【小问3详解】 设石块斜抛初速度大小为v，则石块在水平方向的位移大小为 石块在竖直方向的位移大小为 根据图中几何关系有 则 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$