精品解析：云南省昭通一中教研联盟2022-2023学年高一下学期期中检测物理试卷（A卷）

昭通一中教研联盟2022~2023学年下学期高一年级期中考试 物理（A卷） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第3页至第4页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．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，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，某同学将三个完全相同的物体从A点沿三条不同的路径抛出，最终落在与A点同高度的三个不同位置，三条路径的最高点是等高的，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 沿路径1抛出的物体在空中运动的时间最短 B. 沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长 C. 三个物体落地时的速度相等 D. 三个物体落地时竖直方向的速度相等 2. 如图所示，小球在水平面内运动时，摄像机以每秒5帧的频率记录下小球的位置，用平滑的虚线连接起来即可看成是小球的运动轨迹，图中A、B、C、D四点处表示小球所受合力F与速度v可能正确的是（　　） A. A点 B. B点 C. C点 D. D点 3. 《综合国力“十三五”国家科技创新规划》提出，要加强“深空”“深海”“深地”“深蓝”领域的战略高科技部署，其中“深海”领域主要是深海探测和研究。如图所示是上海交通大学某科研小组在某次深海探测结束后，利用牵引汽车将某探测器M从海面起吊上岸的过程简化图，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当牵引汽车匀速向左运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 探测器M的速率与牵引汽车的速率相等 B. 探测器M的速率为 C. 牵引汽车的牵引功率保持不变 D. 绳的拉力大于探测器M的重力 4. 地球赤道、北纬60°两个位置分别放有物体A、B，已知两物体质量之比，下列说法正确的是（　　） A. 它们的角速度大小之比 B. 它们的线速度大小之比 C. 它们的向心加速度大小之比 D. 它们的向心力之比 5. 通过天文观察得知，某行星质量为M，半径为R，行星表面无大气存在，其静止卫星的轨道半径为r，已知万有引力常数为G，则以下说法错误的是（　　） A. 该行星的自转周期为 B. 不考虑自转的影响，在该行星表面高h处以初速度平抛一物体，落地时水平位移为 C. 该行星的第一宇宙速度为 D. 该行星表面重力加速度为 6. 小球沿圆环运动到最高点时有两种情况，如图所示（　　） A. 两种情况小球的速度都可能为零 B. 两种情况小球的速度都不能为零 C. 两种情况小球对环的压力都可能为零 D. 两种情况小球对环的压力都不能为零 7. 如图所示，竖直线为两个竖直光滑的墙壁和的中心线，将一小球从O点水平向左抛出，小球与墙壁发生两次弹性碰撞之后恰好落在地面上的A点。已知小球从O点运动到B点的时间为，从B点运动到C点的时间为，从C点运动到A点所用的时间为；O、B两点之间的高度差为，B、C两点之间的高度差为，C、A两点之间的高度差为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. ， B. ， C ， D. ， 8. 如图所示，某同学打水漂，从离水面处以初速度水平掷出一枚石块。若石块每次与水面接触速率损失50%，弹跳速度与水面的夹角都是，当速度小于就会落水。已知，，不计空气阻力，假设石块始终在同一竖直面内运动，则下列说法错误的是（　　） A. 第一次与水面接触后，弹跳速度为 B. 第一个接触点与第二个接触点之间距离为 C. 水面上一共出现5个接触点 D. 落水处离人掷出点的水平距离为 9. 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震㨔。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。下列说法正确的是（　　） A. 地面基站可以建设在青藏高原上 B. 配重的线速度小于同步空间站的线速度 C. 箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小 D. 若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做离心运动 10. 陶艺是中国上下五千年的传统技艺，融合了祖辈们的智慧。某次陶艺制作得到一个半径的半球形陶罐，并固定在绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴过陶罐的圆心，如图所示。现将一个小滑块放在陶罐内，转动转台，使得滑块与球心的连线与转轴成角，与陶罐保持相对静止（已知滑块与陶罐内表面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度。则转台转动角速度（　　） A. 最小值为 B. 最小值为 C. 最大值为 D. 最大值为 11. 质量均为m的两个小球初始时处于同一竖直平面内，水平高度相同。甲球由半径为R、距地面高的四分之一光滑圆弧顶端A处静止滑下，O为圆弧的圆心。乙球从距O点处的B点做自由落体运动，如图所示。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 同时释放两球，任一时刻两球的动能相等 B. 两球经过相同高度时动能相等 C. 两球经过相同高度时重力的功率相等 D. 控制乙球释放的时刻，两球有可能在空中相碰 12. 如图，粗糙水平面长度，与竖直平面内的光滑半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径为。一质量为m的小物块以水平初速度从A点开始向右滑行，小物块与水平面间的动摩擦因数为，小物块到达B点时速度为，并以这个速率进入半圆轨道，且恰好能到达半圆轨道的最高点C。重力加速度大小为g，则以下结论正确的是（　　） A. 小物块到达C点时的速度为 B. 小物块的初速度为 C. 小物块与水平面间的动摩擦因数 D. 小物块到达与半圆轨道圆心等高处时对轨道的压力大小为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 13. 某实验小组同学准备利用向心力的相关知识粗测小球经过圆弧轨道最低点时的速度大小。如图所示，半径的圆弧轨道底端切线水平，且与桌面齐平，圆弧轨道的底端装有压力传感器，重力加速度g取。实验步骤如下： （1）将金属小球静置于圆弧轨道底端，压力传感器记录示数为2.0N； （2）将金属小球从圆弧轨道的某一位置由静止释放，金属小球经过压力传感器最低点时，压力传感器示数为3.8N； （3）为了减小误差，需要多次将金属小球从圆弧轨道______（填“同一位置”或“不同位置”）由静止释放，又记录下4组数据3.9N、3.7N、3.9N、3.7N； （4）根据以上数据可知小球的质量为______g；小球经过最低点时对轨道的压力为______N；小球经过轨道最低点的速度为______m/s（结果可用根号表示）。 14. 某同学用如图甲所示装置结合频闪照相研究平抛运动。重力加速度g=10m/s2。 （1）关于实验要点，下列说法正确的是_______。 A．选用斜槽越光滑越好 B．调节斜槽，使斜槽槽口切线水平 C．调节纸板，使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行 D．画平抛运动轨迹时，将槽口在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点 （2）让小球从斜槽上合适的位置由静止释放，频闪照相得到小球的位置如图乙所示，A、B、C是相邻三次闪光小球成像的位置，坐标纸每小格边长为5cm，则小球从槽口抛出的初速度大小为v0=_______m/s，小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间为t=_______s；B点离槽口的水平距离x=_______m。 三、计算题（本大题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 2022年2月4日，举世瞩目的北京冬奥会正式开幕。冬奥会中跳台滑雪项目在张家口市国家跳台滑雪场进行。因其设计时综合考虑了跳台比赛和我国传统文化，外观同如意一样，所以又被称为“雪如意”。为了更好的感受跳台滑雪这项运动的魅力，现将其简化为如下的物理模型：光滑滑道由曲面、水平台面和一个倾角为的斜面平滑连接而成。可视为质点的运动员质量为，从离高为外由静止出发，滑至点时以的速度水平飞出，最后落回斜面。忽略空气阻力，取重力加速度，。 （1）求运动员出发点距平面的高度； （2）求运动员从点飞出到落回斜面的滞空时间。 16. 如图所示，一个质量，可以看成质点的小球从竖直平面内半径为的滑圆弧轨道的最高点A由静止释放，落在以圆弧轨道最低点B点为圆心，半径的圆弧上的C点，取重力加速度。以B为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立坐标系（未画出），求： （1）小球运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小； （2）C点的坐标。 17. 飞行员从俯冲状态往上拉升时，会使血压降低、大脑缺血而发生黑视。针对这种情况，飞行员必须进行严格的训练。训练装置如图所示，飞行员坐在离心舱内的座椅上，座椅到转轴的距离为，离心舱在竖直平面内做匀速圆周运动。某次训练时，质量为的飞行员在转动过程中的加速度为（为重力加速度），求： （1）飞行员匀速转动的角速度； （2）飞行员在圆周最高点受到座椅的支持力大小； （3）离心舱某次从最低点转到最高点的过程中，座椅对飞行员做的功。 18. 如图所示，拼接轨道DAE竖直固定在水平地面上，其水平段AD粗糙、长为s＝0.5m．圆弧段AE光滑，半径R＝0.15m；将一个质量m＝0.5kg小球挂在长为L＝0.2m的摆线一端，摆线另一端固定在竖直平面上的O点．O点位于D点正上方0.2m处，OD之间有一钉子B，BD间距为r＝0.05m．某时刻，将小球拉至图中与O等高的、距离O点0.2m的C位置，然后使小球从该位置以竖直向下的初速度摆下，当小球摆至最低点时，摆线恰好与OD之间的钉子B相撞，摆线恰好被拉断；此后，小球在DA段向右做匀减速直线运动，然后进入AE圆轨道．小球可视为质点，g取10m/s2，求： （1）摆线能承受最大拉力的大小Fm （2）要使小球在沿圆弧轨道运动的过程中不脱离轨道，问小球与DA间的动摩擦因数μ需要满足什么条件？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 昭通一中教研联盟2022~2023学年下学期高一年级期中考试 物理（A卷） 本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。第Ⅰ卷第1页至第3页，第Ⅱ卷第3页至第4页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 注意事项： 1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。 2．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，再选涂其他答案标号。在试题卷上作答无效。 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 1. 如图所示，某同学将三个完全相同的物体从A点沿三条不同的路径抛出，最终落在与A点同高度的三个不同位置，三条路径的最高点是等高的，忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 沿路径1抛出的物体在空中运动的时间最短 B. 沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长 C. 三个物体落地时的速度相等 D. 三个物体落地时竖直方向的速度相等 【答案】D 【解析】 详解】ABD．三个物体均做斜抛运动，竖直方向上，由逆运算有 解得 由图可知，三个物体的最大高度相同，则运动时间相同，由可知，三个物体落地时的竖直分速度相等，故AB错误，D正确； C．水平方向上，由可知，三个物体的水平位移不相等，则三个物体落地时的水平分速度不相等，由 可知，三个物体落地时的速度不相等，故C错误。 故选D 2. 如图所示，小球在水平面内运动时，摄像机以每秒5帧的频率记录下小球的位置，用平滑的虚线连接起来即可看成是小球的运动轨迹，图中A、B、C、D四点处表示小球所受合力F与速度v可能正确的是（　　） A. A点 B. B点 C. C点 D. D点 【答案】A 【解析】 【详解】做曲线运动物体所受的合力指向曲线凹的一侧，由题图轨迹弯曲形状可判断小球从A到C是减速运动，合力F与速度v应夹钝角，从C到D是加速运动，合力与速度夹锐角。A点合力F与速度v可能正确，B点F与速度v夹角不是钝角，C点F方向没有指向曲线凹的一侧，D点速度方向没有与轨迹相切，F方向没有指向曲线凹的一侧。 故选A。 3. 《综合国力“十三五”国家科技创新规划》提出，要加强“深空”“深海”“深地”“深蓝”领域的战略高科技部署，其中“深海”领域主要是深海探测和研究。如图所示是上海交通大学某科研小组在某次深海探测结束后，利用牵引汽车将某探测器M从海面起吊上岸的过程简化图，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当牵引汽车匀速向左运动的过程中，下列说法正确的是（ ） A. 探测器M的速率与牵引汽车的速率相等 B. 探测器M速率为 C. 牵引汽车的牵引功率保持不变 D. 绳的拉力大于探测器M的重力 【答案】D 【解析】 【详解】ABD．牵引汽车与绳连接端的速度相同，因绳不可伸长，该速度沿绳方向的分速度与探测器M的速度相同，有 因减小，故探测器的速度增加，探测器向上做加速运动，绳的拉力大于探测器M的重力，故AB错误，D正确； C．对探测器的速度公式求导可得 即随着夹角的减小，探测器的速度的变化率减小，可知探测器的加速度在减小，又因为 可见绳子拉力一直在减小，对汽车由平衡条件可知，汽车牵引力发生变化，根据牵引汽车的牵引功率发生改变，故C错误。 故选D。 4. 地球赤道、北纬60°两个位置分别放有物体A、B，已知两物体质量之比，下列说法正确的是（　　） A. 它们的角速度大小之比 B. 它们的线速度大小之比 C. 它们的向心加速度大小之比 D. 它们的向心力之比 【答案】C 【解析】 【详解】A．A、B两物体同轴转动，角速度相同，故A错误； B．位于赤道上的物体A与位于北纬60°的物体B，可知A的半径与B的半径相比为 由公式 可知，A、B两物体的线速度大小之比为2：1，故B错误； C．根据 可知，它们的向心加速度大小之比为 故C正确； D．根据 可知，它们的向心力之比 故D错误。 故选C。 5. 通过天文观察得知，某行星质量为M，半径为R，行星表面无大气存在，其静止卫星的轨道半径为r，已知万有引力常数为G，则以下说法错误的是（　　） A. 该行星的自转周期为 B. 不考虑自转的影响，在该行星表面高h处以初速度平抛一物体，落地时水平位移为 C. 该行星的第一宇宙速度为 D. 该行星表面重力加速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．该行星的自转周期等于星球静止卫星的周期，由 解得 故A正确； D．该行星表面由 可知，星球表面重力加速度为 故D错误； B．由平抛规律知 ， 解得 故B正确； C．由 知该行星的第一宇宙速度为 故C正确。 故选D。 6. 小球沿圆环运动到最高点时有两种情况，如图所示（　　） A. 两种情况小球的速度都可能为零 B. 两种情况小球的速度都不能为零 C. 两种情况小球对环的压力都可能为零 D. 两种情况小球对环的压力都不能为零 【答案】C 【解析】 【详解】甲图中，小球在最高点，圆环对球的作用力为向上的支持力，根据牛顿第二定律得 则小球在最高点时的速度v可以为0，即此时 向心力最小为0；小球在最高点时的速度v为时，压力F为0，向心力最大为mg 乙图中，小球在最高点，圆环对球的作用力为向下的压力，根据牛顿第二定律得 则小球在最高点时的速度v最小为，此时，压力F为0，向心力最小为mg，故ABD错误，C正确。 故选C 7. 如图所示，竖直线为两个竖直光滑的墙壁和的中心线，将一小球从O点水平向左抛出，小球与墙壁发生两次弹性碰撞之后恰好落在地面上的A点。已知小球从O点运动到B点的时间为，从B点运动到C点的时间为，从C点运动到A点所用的时间为；O、B两点之间的高度差为，B、C两点之间的高度差为，C、A两点之间的高度差为，不计空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】B 【解析】 【详解】设两墙壁之间的距离为2L，小球在水平方向做匀速直线运动，有 所以有 小球在竖直方向做自由落体运动，有 即 化简得 ACD错误，B正确。 故选B。 8. 如图所示，某同学打水漂，从离水面处以的初速度水平掷出一枚石块。若石块每次与水面接触速率损失50%，弹跳速度与水面的夹角都是，当速度小于就会落水。已知，，不计空气阻力，假设石块始终在同一竖直面内运动，则下列说法错误的是（　　） A. 第一次与水面接触后，弹跳速度为 B. 第一个接触点与第二个接触点之间距离为 C. 水面上一共出现5个接触点 D. 落水处离人掷出点的水平距离为 【答案】C 【解析】 【详解】A．从抛出点到第一次接触水面根据平抛运动则有 得 抛出点到第一个入水点的距离为 且 弹跳速度为 A正确，不符合题题； B．从第一次接触水面到第二次接触水面所用时间为 第一个接触点与第二个接触点之间距离为 B正确，不符合题意； C．从第二次接触水面到第三次接触水面所用时间为 第二个接触点与第三个接触点之间距离为 同理可得第三个接触点与第四个接触点之间距离 第四次接触水面后弹跳速度为 由此可知，第四次接触后落入水中，因此一共出现4个接触点，C错误，与题意相符； D.落水点离掷出点得水平距离 D正确，与题意不符。 故选C。 9. 国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了强烈的视觉震㨔。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。下列说法正确的是（　　） A. 地面基站可以建设在青藏高原上 B. 配重的线速度小于同步空间站的线速度 C. 箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小 D. 若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做离心运动 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由题意可知缆绳相对地面静止，则整个同步轨道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能在青藏高原上。故A错误； B．根据“太空电梯”结构可知 配重和同步空间站的角速度相同，空间站的环绕半径小于配重的环绕半径，所以配重的线速度大于同步空间站的线速度。故B错误； C．箱体在上升过程中受到地球的引力 万有引力随着箱体与地球距离的增加而减小，故C正确； D．根据题意可知，空间站做匀速圆周运动，若缆绳断开，配重与地球之间的万有引力 即万有引力小于配重做圆周运动的向心力，故配重会做离心运动。故D正确。 故选CD。 10. 陶艺是中国上下五千年的传统技艺，融合了祖辈们的智慧。某次陶艺制作得到一个半径的半球形陶罐，并固定在绕竖直轴转动的水平转台上，转台转轴过陶罐的圆心，如图所示。现将一个小滑块放在陶罐内，转动转台，使得滑块与球心的连线与转轴成角，与陶罐保持相对静止（已知滑块与陶罐内表面的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力），重力加速度。则转台转动角速度（　　） A. 最小值为 B. 最小值为 C. 最大值为 D. 最大值为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．当陶罐对小滑块的静摩擦力沿切线向上，且为最大值时，转台转动角速度最小，以小滑块为对象，竖直方向受力平衡有 水平方向根据牛顿第二定律可得 又 联立解得 A正确，B错误； CD．当陶罐对小滑块的静摩擦力沿切线向下，且为最大值时，转台转动角速度最大，以小滑块为对象，竖直方向受力平衡有 水平方向根据牛顿第二定律可得 又 联立解得 C正确，D错误； 故选AC。 11. 质量均为m的两个小球初始时处于同一竖直平面内，水平高度相同。甲球由半径为R、距地面高的四分之一光滑圆弧顶端A处静止滑下，O为圆弧的圆心。乙球从距O点处的B点做自由落体运动，如图所示。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 同时释放两球，任一时刻两球的动能相等 B. 两球经过相同高度时动能相等 C. 两球经过相同高度时重力的功率相等 D. 控制乙球释放的时刻，两球有可能在空中相碰 【答案】BD 【解析】 【详解】A．球甲一开始做圆周运动，受重力和支持力两个力的作用，重力沿着速度方向的分力提供切向加速度，改变速度的大小，重力垂直于速度方向的分力和曲面对小球的支持力的合力提供向心加速度，改变速度的方向，显然，除了小球刚开始下落时的加速度等于重力加速度，此后在小球未离开曲面时用以加速的加速度都小于重力加速度，因此在小球甲没有离开曲面时小球甲在曲面上运动的速度任意时刻都小于小球乙的速度，则同时释放两球，任一时刻两球的动能不相等，故A错误； B．由于曲面光滑，小球甲在曲面上运动时只有重力做功，而小球乙做自由落体运动，也只有重力做功，则由能量守恒可知两球经过相同高度时动能相等，故B正确； C．两球经过相同高度时，两球的速度大小相等，但速度方向不同，重力的功率等于重力与重力方向上速度的乘积，由于两球沿重力方向上的速度大小不同，则两球经过相同高度时重力的瞬时功率不同，故C错误； D．设甲球运动到C点时的速度为，则由能量守恒有 甲球从C点开始做平抛运动，落地时间为，则有 而从C点到落地，甲球运动的水平位移为 联立以上各式解得 因此控制乙球释放的时刻，两球有可能在空中相碰，故D正确。 故选BD。 12. 如图，粗糙水平面长度，与竖直平面内的光滑半圆轨道在B点相切，半圆轨道的半径为。一质量为m的小物块以水平初速度从A点开始向右滑行，小物块与水平面间的动摩擦因数为，小物块到达B点时速度为，并以这个速率进入半圆轨道，且恰好能到达半圆轨道的最高点C。重力加速度大小为g，则以下结论正确的是（　　） A. 小物块到达C点时的速度为 B. 小物块的初速度为 C. 小物块与水平面间的动摩擦因数 D. 小物块到达与半圆轨道圆心等高处时对轨道的压力大小为 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】A．小物块恰好能到达半圆轨道的最高点C，由牛顿第二定律有 解得小物块到达C点时的速度 故A正确； BC．对A到B由运动学关系 对A到C过程由动能定理得 联立解得 D．由机械能守恒得 在与半圆等高处由轨道给物体得支持力提供向心力，有 联立解得 由牛顿第三定律可知小物块到达与半圆轨道圆心等高处时对轨道的压力大小为，故D正确。 故选ACD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 注意事项： 第Ⅱ卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。 二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分） 13. 某实验小组的同学准备利用向心力的相关知识粗测小球经过圆弧轨道最低点时的速度大小。如图所示，半径的圆弧轨道底端切线水平，且与桌面齐平，圆弧轨道的底端装有压力传感器，重力加速度g取。实验步骤如下： （1）将金属小球静置于圆弧轨道底端，压力传感器记录示数为2.0N； （2）将金属小球从圆弧轨道的某一位置由静止释放，金属小球经过压力传感器最低点时，压力传感器示数为3.8N； （3）为了减小误差，需要多次将金属小球从圆弧轨道的______（填“同一位置”或“不同位置”）由静止释放，又记录下4组数据3.9N、3.7N、3.9N、3.7N； （4）根据以上数据可知小球的质量为______g；小球经过最低点时对轨道的压力为______N；小球经过轨道最低点的速度为______m/s（结果可用根号表示）。 【答案】 ①. 同一位置 ②. 200 ③. 3.8 ④. 【解析】 【详解】解：（3）[1] 为了减小误差，需要多次将金属小球从圆弧轨道的同一位置由静止释放。 （4）[2] 金属小球静置于圆弧轨道底端，压力传感器记录示数为2.0N，压力传感器记录示数大小即为小球重力大小，由重力公式可得小球的质量为 [3]由记录下的几组数据，可得小球经过最低点时对轨道的平均压力为 即可得小球经过最低点时对轨道的压力为3.8N。 [4] 由牛顿第三定律可知，轨道对小球的支持力大小等于小球对轨道的压力，由牛顿第二定律可得 解得 14. 某同学用如图甲所示装置结合频闪照相研究平抛运动。重力加速度g=10m/s2。 （1）关于实验要点，下列说法正确的是_______。 A．选用的斜槽越光滑越好 B．调节斜槽，使斜槽槽口切线水平 C．调节纸板，使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行 D．画平抛运动轨迹时，将槽口在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点 （2）让小球从斜槽上合适的位置由静止释放，频闪照相得到小球的位置如图乙所示，A、B、C是相邻三次闪光小球成像的位置，坐标纸每小格边长为5cm，则小球从槽口抛出的初速度大小为v0=_______m/s，小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间为t=_______s；B点离槽口的水平距离x=_______m。 【答案】 ①. BC ②. 1.5 ③. 0.2 ④. 0.3 【解析】 【分析】 【详解】（1）[1]A.由于小球每次都从同一位置由静止开始运动，到达斜槽末端速度相同，与斜槽是否光滑无关，A错误； B．由于本实验研究平抛运动，因此斜槽槽口切线必须水平，B正确； C．调节纸板，使纸板面竖直且与小球运动轨道所在平面平行，以便于在白纸上描点，C正确； D．画平抛运动轨迹时，将小球放到槽口末端，球心在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点，D错误。 故选BC。 （2）[2]由于平抛运动在水平方向时匀速运动，由于AB与BC水平距离相等，因此时间间隔相等，在竖直方向上，根据 可得相邻两点间的时间间隔 因此抛出的水平速度 [3]运动到B点时的竖直速度 而 因此小球从槽口抛出到运动到B点位置所用的时间 [4] B点离槽口的水平距离 三、计算题（本大题共4小题，共36分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 2022年2月4日，举世瞩目的北京冬奥会正式开幕。冬奥会中跳台滑雪项目在张家口市国家跳台滑雪场进行。因其设计时综合考虑了跳台比赛和我国传统文化，外观同如意一样，所以又被称为“雪如意”。为了更好的感受跳台滑雪这项运动的魅力，现将其简化为如下的物理模型：光滑滑道由曲面、水平台面和一个倾角为的斜面平滑连接而成。可视为质点的运动员质量为，从离高为外由静止出发，滑至点时以的速度水平飞出，最后落回斜面。忽略空气阻力，取重力加速度，。 （1）求运动员出发点距平面的高度； （2）求运动员从点飞出到落回斜面的滞空时间。 【答案】（1）11.25m；（2）2.25s 【解析】 【详解】（1）从A到C由动能定理 解得 h=11.25m （2）根据平抛运动的规律 解得 t=2.25s 16. 如图所示，一个质量，可以看成质点的小球从竖直平面内半径为的滑圆弧轨道的最高点A由静止释放，落在以圆弧轨道最低点B点为圆心，半径的圆弧上的C点，取重力加速度。以B为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向建立坐标系（未画出），求： （1）小球运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小； （2）C点的坐标。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）设小球运动到B点时的速度为v，小球由A点到B点的过程，由机械能守恒定律有 解得 设小球运动到圆弧轨道最低点B时受到轨道的支持力为F，在B点，由牛顿第二定律得 解得 由牛顿第三定律可得，小球运动到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小为； （2）小球从B点开始做平抛运动，有 联立并代入数据，解得 即C点的坐标为。 17. 飞行员从俯冲状态往上拉升时，会使血压降低、大脑缺血而发生黑视。针对这种情况，飞行员必须进行严格的训练。训练装置如图所示，飞行员坐在离心舱内的座椅上，座椅到转轴的距离为，离心舱在竖直平面内做匀速圆周运动。某次训练时，质量为的飞行员在转动过程中的加速度为（为重力加速度），求： （1）飞行员匀速转动的角速度； （2）飞行员在圆周最高点受到座椅的支持力大小； （3）离心舱某次从最低点转到最高点的过程中，座椅对飞行员做的功。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）由向心力公式 可得飞行员匀速转动的角速度为 （2）最高点对飞行员，根据牛顿第二定律 解得飞行员在圆周最高点受到座椅的支持力大小为 （3）离心舱某次从最低点转到最高点的过程，根据动能定理 解得座椅对飞行员做功为 18. 如图所示，拼接轨道DAE竖直固定在水平地面上，其水平段AD粗糙、长为s＝0.5m．圆弧段AE光滑，半径R＝0.15m；将一个质量m＝0.5kg小球挂在长为L＝0.2m的摆线一端，摆线另一端固定在竖直平面上的O点．O点位于D点正上方0.2m处，OD之间有一钉子B，BD间距为r＝0.05m．某时刻，将小球拉至图中与O等高的、距离O点0.2m的C位置，然后使小球从该位置以竖直向下的初速度摆下，当小球摆至最低点时，摆线恰好与OD之间的钉子B相撞，摆线恰好被拉断；此后，小球在DA段向右做匀减速直线运动，然后进入AE圆轨道．小球可视为质点，g取10m/s2，求： （1）摆线能承受最大拉力的大小Fm （2）要使小球在沿圆弧轨道运动的过程中不脱离轨道，问小球与DA间的动摩擦因数μ需要满足什么条件？ 【答案】（1）95N；（2）0.6≤μ＜0.9或μ＜0.15 【解析】 【详解】（1）当摆球由C到D运动，根据动能定理有 解得 vD＝3m/s 在D点，由牛顿第二定律可得 可得 Fm＝95N 由牛顿第三定律可知，摆线能承受的最大拉力为95N。 （2）小球能到达圆弧轨道 解得 μ＜0.9 不脱离圆弧轨道，运动高度若为R，则 解得 μ≥0.6 不脱离圆弧轨道，可恰好到达圆轨道最高点，在最高点 运动高度2R，由D点至圆轨最高点，由动能定理 解得 μ＜0.15 综上，在圆道上不脱离轨道条件为 0.6≤μ＜0.9 或 μ＜0.15 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $