精品解析：天津市滨海新区紫云中学教育集团联考2024-2025学年高一下学期5月期中物理试题

天津市滨海新区塘沽紫云中学教育集团校 2024—2025学年度第二学期高一年级期中检测物理学科试题 祝各位考生考试顺利！ 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第Ⅰ卷1到5页，第Ⅱ卷5到8页。 答卷前，考生务必将自己的姓名、班号、考场号和座位号填写在答题卡上，将考号填、涂准确；答卷时，考生务必将选择题答案涂在答题卡上，非选择题答在答题纸上、答在试卷上无效。 第Ⅰ卷 选择题 （共48分） 一、单项选择题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。） 1. 物体做曲线运动时，一定发生变化的是（ ） A. 速度方向 B. 速度大小 C. 加速度方向 D. 加速度大小 2. 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞 A. 下落的时间越短 B. 下落的时间越长 C. 落地时速度越小 D. 落地时速度越大 3. 如图所示，两个相对的斜面，倾角分别为37°和53°。在顶点把两个相同的小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上。若不计空气阻力，则A、B两个小球的运动时间之比为（　　） A. 1∶1 B. 4∶3 C. 16∶9 D. 9∶16 4. 如图所示，塔吊臂上有一可以沿水平方向运动小车P，车下吊着物体Q。在小车P与物体Q以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体Q向上匀加速吊起，以Q运动的起点为坐标原点O，则Q的运动轨迹是以下四幅中的（　　） A. B. C. D. 5. 开普勒被誉为“天空的立法者”、关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动 B. 同一行星在绕太阳运动时近日点速度小于远日点速度 C. 绕太阳运行多颗行星中离太阳越远的行星运行周期越大 D. 地球在宇宙中的地位独特，太阳和其他行星都围绕着它做圆周运动 6. 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过轨道最高点而不脱离轨道的最小速度是v，则当小球以3v的速度经过最高点时，对轨道压力的大小是（ ） A. 0 B. 3mg C. 5mg D. 8mg 7. 如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等 B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用 C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨 8. 一种叫做“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为g，不计钢绳的重力，则转盘匀速转动的角速度的大小为（　　） A. B. C. D. 二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。） 9. 小明同学在进行网球训练，他先后两次在同一高度的前后两个不同位置将网球击出，两次均垂直击中竖直墙上同一点，运动轨迹如图所示，不计阻力，下列说法正确的是（ ） A. 网球两次撞墙前的速度相等 B. 网球两次在空中运动时间相等 C. 轨迹1的网球击出时的速度大 D. 轨迹2的网球撞墙时的速度大 10. 如图所示，将一物体从距地面高处以的速度水平抛出，不计空气阻力，取。以下说法正确的是（　　） A. 物体在空中运动的时间 B. 物体在空中运动的水平位移 C. 物体落地时瞬时速度的大小 D. 物体落地瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值 11. 如图所示，内壁光滑、半径为的圆管竖直固定，管内有一个质量为的小球（视为质点）做圆周运动，小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的最小值为 B. 当小球的速度增大时，其向心力一定增大 C. 当小球以速率经过最高点时，圆管对小球的弹力大小一定为 D. 当小球以速率经过最低点时，圆管对小球的弹力大小一定为 12. 天文学家利用万有引力定律计算天王星位置的过程中，出现了一定的误差．他们猜测在天王星的轨道外，肯定有一颗没有发现的行星，该行星的引力不断地影响着天王星的运动．最终，科学家们通过计算“找”到了这颗遥远的行星——海王星．若海王星绕太阳逆时针运行的运动轨迹如图所示，图中为长轴，为短轴，若只考虑万有引力的作用，下列说法正确的是（ ） A. 海王星在A点的速率大于在B点的速率 B. 海王星在B点的加速度与在D点的加速度相同 C. 海王星从A到B的过程中与太阳的连线在相同单位时间内扫过的面积比从B到C的大 D. 海王星从C到D所用的时间大于从D到A的时间 第Ⅱ卷 非选择题 （共52分） 三、实验题（本题共2小题，共16分） 13. 用图所示实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。 （1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是（　　） A. 探究弹簧弹力与形变量的关系 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为，是探究哪两个物理量之间的关系（　　） A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 为探究向心力大小和质量的关系，可把质量相等的小球放在长槽上位置A和短槽C上位置，皮带套在塔轮上半径不同的凹槽内 B. 为探究向心力大小和半径的关系，可把质量相等的小球放在长槽上B位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 C. 为探究向心力大小和角速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不同的塔轮上 D. 为探究向心力大小和线速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 （4）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第_______层塔轮（选填“一”“二”或“三”） 14. 某班的一些同学在学习了平抛运动的有关知识后，自发组建了一个物理兴趣小组，想自己动手做实验来研究平抛运动的规律以及探究向心力大小的表达式。实验时，其中一个小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 （1）研究平抛运动的规律时，运用的思想方法是（　　） A 微元法 B. 放大法 C. 科学推理法 D. 化曲为直法 （2）关于该实验，以下说法正确的是（　　） A. 小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平 B. 白纸外侧、复写纸在内侧，让白纸压着复写纸 C. 实验中最好选用密度大，体积小的小球 D. 为了得到小球的运动轨迹，需要用平滑的曲线把所有的点都连起来 （3）第二小组的同学让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图乙所示的照片，已知每个小方格边长，当地的重力加速度g取，其中第4个点处位置已被污迹覆盖。若以拍摄的第1个点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则被拍摄到的小球在第4个点位置的坐标为（______，______）。小球平抛的初速度大小为______。 四、综合题（本题共3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。只写出最后答案不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 如图所示，“好奇号”火星探测器于2012年成功登陆火星表面。在登陆火星前，“好奇号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用。求： （1）“好奇号”火星探测器的线速度； （2）火星的质量； （3）火星表面的重力加速度。 16. 如图所示，马戏团正在上演飞车节目，在竖直平面内有半径为的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为，人和摩托车可视为质点，不计一切阻力，重力加速度。求： （1）表演者恰能通过最高点时的速度大小v1； （2）表演者通过最低点时对轨道的压力为，求此时表演者的速度大小v2； （3）表演者以的速度通过轨道最左端时，求此时摩托车对轨道的压力N3。 17. 喷灌是现代灌溉的一种方式，有省水、省工、提高土地利用率、增产和适应性强等优点。如图所示为植物园里浇灌水平草皮的情景。已知该喷头距地面高度，，喷头可向四周以相同速率喷出大量水射流（水射流是由喷嘴流出的高速水流束），水射流可以与水平面成的所有角度喷出。当水射流水平喷出时，水平射程为。忽略空气阻力，取重力加速度为 。 （1）求水射流喷出时的速率； （2）水射流水平喷出时，落地速度v；（结果可用根式表示，方向由角的正切值表示） （3）若保持水射流与水平面成斜向上喷出，求水射流在地面上的落点所形成圆的半径（结果可用根式表示）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 天津市滨海新区塘沽紫云中学教育集团校 2024—2025学年度第二学期高一年级期中检测物理学科试题 祝各位考生考试顺利！ 本试卷分为第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分，考试用时60分钟。第Ⅰ卷1到5页，第Ⅱ卷5到8页。 答卷前，考生务必将自己的姓名、班号、考场号和座位号填写在答题卡上，将考号填、涂准确；答卷时，考生务必将选择题答案涂在答题卡上，非选择题答在答题纸上、答在试卷上无效。 第Ⅰ卷 选择题 （共48分） 一、单项选择题（每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的。） 1. 物体做曲线运动时，一定发生变化的是（ ） A. 速度方向 B. 速度大小 C. 加速度方向 D. 加速度大小 【答案】A 【解析】 【详解】物体做曲线运动时，速度方向一定变化，但是速度大小不一定变化，例如匀速圆周运动；加速度方向和大小都不一定变化，例如平抛运动。 故选A。 2. 降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞 A. 下落的时间越短 B. 下落的时间越长 C. 落地时速度越小 D. 落地时速度越大 【答案】D 【解析】 【详解】本题考查的是运动的合成与分解问题，降落伞在匀速下降，风也是匀速吹得，下落时间与水平速度无关，高度一定，所以下落时间一定，A、B错误；水平速度越大，竖直速度不变，则其合速度越大，所以C错误，D正确． 3. 如图所示，两个相对的斜面，倾角分别为37°和53°。在顶点把两个相同的小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上。若不计空气阻力，则A、B两个小球的运动时间之比为（　　） A. 1∶1 B. 4∶3 C. 16∶9 D. 9∶16 【答案】D 【解析】 【详解】由平抛运动规律得 x＝v0t，y＝gt2 而 tanα＝ 解得 代入数据可得 故选D。 4. 如图所示，塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车P，车下吊着物体Q。在小车P与物体Q以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体Q向上匀加速吊起，以Q运动的起点为坐标原点O，则Q的运动轨迹是以下四幅中的（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】物体Q参与两个分运动，水平方向向右做匀速直线运动，竖直方向向上做匀加速直线运动；水平分运动无加速度，竖直分运动加速度向上，故物体合运动的加速度向上，故轨迹向上弯曲。 故选D。 5. 开普勒被誉为“天空的立法者”、关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（　　） A. 太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动 B. 同一行星在绕太阳运动时近日点速度小于远日点速度 C. 绕太阳运行的多颗行星中离太阳越远的行星运行周期越大 D. 地球在宇宙中的地位独特，太阳和其他行星都围绕着它做圆周运动 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．根据开普勒行星运动定律可知，太阳系的行星绕太阳的轨道是椭圆，且速度大小在改变，故A错误； B．同一行星在绕太阳运动时近日点速度大于远日点速度，故B错误； C．根据开普勒第三定律可知，离太阳越远的行星运行周期越大，故C正确； D．地球和其他行星都围绕着太阳做椭圆运动，故D错误。 故选C。 6. 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过轨道最高点而不脱离轨道的最小速度是v，则当小球以3v的速度经过最高点时，对轨道压力的大小是（ ） A. 0 B. 3mg C. 5mg D. 8mg 【答案】D 【解析】 【详解】当小球以速度v经内轨道最高点时不脱离轨道，小球仅受重力，重力充当向心力，有 ；当小球以速度3v经内轨道最高点时，小球受重力G和向下的支持力N，合外力充当向心力，有；又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等，N′=N；由以上三式得到，N′=8mg； A. 0，与结论不相符，选项A错误； B. 3mg，与结论不相符，选项B错误； C. 5mg，与结论不相符，选项C错误； D. 8mg，与结论相符，选项D正确； 7. 如图所示，下列有关生活中圆周运动实例分析，其中说法正确的是（　　） A. 图甲中，自行车行驶时大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等 B. 图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力和向心力作用 C. 图丙中，脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力 D. 图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，轮缘会挤压内轨 【答案】A 【解析】 【详解】A．图甲中，自行车行驶时大齿轮与小齿轮通过链条传动，则大齿轮上A点和小齿轮上B点的线速度大小相等，故A正确； B．图乙中，做圆锥摆运动的物体，受重力、绳的拉力作用，重力和绳的拉力合力提供向心力，故B错误； C．图丙中，脱水桶脱水原理是水滴受到的附着力不足以提供所需的向心力，故C错误； D．图丁中，如果火车转弯时行驶速度超过设计速度，则火车有离心运动的趋势，轮缘会挤压外轨，故D错误。 故选A。 8. 一种叫做“飞椅”的游乐项目，如图所示。长为的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为的水平转盘边缘。转盘可以绕穿过中心的竖直轴转动。当转盘匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内且与竖直方向的夹角为，已知重力加速度为g，不计钢绳的重力，则转盘匀速转动的角速度的大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】对座椅受力分析可知，座椅受到自身重力mg和钢绳的拉力T，根据力的合成可得，二者合力为 根据合力提供向心力有 根据几何知识可得，座椅做匀速圆周运动半径为 联立解得，转盘匀速转动的角速度为 故选C。 二、不定项选择题（每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中都有多个选项是正确的。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，选错或不答的得0分。） 9. 小明同学在进行网球训练，他先后两次在同一高度的前后两个不同位置将网球击出，两次均垂直击中竖直墙上同一点，运动轨迹如图所示，不计阻力，下列说法正确的是（ ） A. 网球两次撞墙前的速度相等 B. 网球两次在空中运动时间相等 C. 轨迹1的网球击出时的速度大 D. 轨迹2的网球撞墙时的速度大 【答案】BC 【解析】 【详解】ABD．根据逆向思维，将网球看成是从竖直墙上反向做平抛运动，则竖直方向有 可得 水平方向有 解得 由于两轨迹高度相同，则两轨迹网球在空中运动的时间相等；由于沿轨迹1运动的网球水平位移大，则有 即沿轨迹1运动的网球刚要撞墙时的速度大于沿轨迹2运动的网球刚要撞墙时的速度，在空中竖直方向速度相等，水平方向沿轨迹1运动的网球速度大于沿轨迹2运动的网球的速度，根据运动的合成可知网球两次撞墙前的速度不相等，故B正确，AD错误； C．根据 由于 可知沿轨迹1运动的网球击出时的初速度大于沿轨迹2运动的网球击出时的初速度，故C正确。 故选BC。 10. 如图所示，将一物体从距地面高处以的速度水平抛出，不计空气阻力，取。以下说法正确的是（　　） A. 物体在空中运动的时间 B. 物体在空中运动的水平位移 C. 物体落地时瞬时速度的大小 D. 物体落地瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值 【答案】BD 【解析】 详解】A．根据平抛规律可知，竖直方向做自由落体，则有 物体在空中运动的时间 故A错误； B．水平方向做匀速直线运动，物体在空中运动的水平位移 故B正确； C．物体落地时竖直方向速度 物体落地时瞬时速度的大小 故C错误； D．物体落地瞬间的速度方向与水平方向夹角的正切值 故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，内壁光滑、半径为的圆管竖直固定，管内有一个质量为的小球（视为质点）做圆周运动，小球直径略小于圆管内径。若小球能在圆管内做完整的圆周运动，重力加速度大小为，则下列说法正确的是（　　） A. 小球速度的最小值为 B. 当小球的速度增大时，其向心力一定增大 C. 当小球以速率经过最高点时，圆管对小球的弹力大小一定为 D. 当小球以速率经过最低点时，圆管对小球的弹力大小一定为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．小球速度最小出现在圆管顶点位置，当小球在最高点受到的支持力与重力平衡时，小球的最小速度为0，故A错误； B．根据向心力表达式 可知当小球的速度增大时，其向心力一定增大，故B正确； C．当小球以速率v经过最高点时，若，则最高点恰好是重力提供向心力，此时圆管对小球的弹力大小为0；若，根据牛顿第二定律可得 可得弹力大小为 若，根据牛顿第二定律可得 可得弹力大小为 故C错误； D．当小球以速率v经过最低点时，根据牛顿第二定律可得 可得弹力大小为 故D正确。 故选BD。 12. 天文学家利用万有引力定律计算天王星位置的过程中，出现了一定的误差．他们猜测在天王星的轨道外，肯定有一颗没有发现的行星，该行星的引力不断地影响着天王星的运动．最终，科学家们通过计算“找”到了这颗遥远的行星——海王星．若海王星绕太阳逆时针运行的运动轨迹如图所示，图中为长轴，为短轴，若只考虑万有引力的作用，下列说法正确的是（ ） A. 海王星在A点的速率大于在B点的速率 B. 海王星在B点的加速度与在D点的加速度相同 C. 海王星从A到B的过程中与太阳的连线在相同单位时间内扫过的面积比从B到C的大 D. 海王星从C到D所用的时间大于从D到A的时间 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，海王星与太阳的连线在单位时间内扫过的面积相等，其离太阳越近，转动线速度越大，因为A点到太阳的距离小于B点到太阳的距离，故其在A点的速率大于在B点的速率，故A正确； B．由题图可知，海王星在B、D两点与太阳的连线不在同一方向，故加速度的方向不同，故B错误； C．由开普勒第二定律可知，海王星在绕太阳运行的过程中，其轨道与太阳连线在相同单位时间内扫过的面积均相等，故C错误； D．由上述分析可知，海王星在段的平均速率大于在段的平均速率，故 根据对称性，海王星在段的速率小于在段的速率，故即 ，故D正确。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 （共52分） 三、实验题（本题共2小题，共16分） 13. 用图所示的实验装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，皮带连接着左塔轮和右塔轮，转动手柄使长槽和短槽分别随塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，其中A和C的半径相同，B的半径是A的半径的两倍。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。 （1）下列实验与本实验中采用的实验方法一致的是（　　） A. 探究弹簧弹力与形变量的关系 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）某次实验时，选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为，是探究哪两个物理量之间的关系（　　） A. 向心力与质量 B. 向心力与角速度 C. 向心力与半径 D. 向心力与线速度 （3）关于该实验，下列说法正确的是（　　） A. 为探究向心力大小和质量的关系，可把质量相等的小球放在长槽上位置A和短槽C上位置，皮带套在塔轮上半径不同的凹槽内 B. 为探究向心力大小和半径的关系，可把质量相等的小球放在长槽上B位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 C. 为探究向心力大小和角速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不同的塔轮上 D. 为探究向心力大小和线速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上 （4）在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动皮带调至第_______层塔轮（选填“一”“二”或“三”） 【答案】（1）C （2）A （3）BC （4）一 【解析】 【小问1详解】 A．探究弹簧弹力与形变量的关系没有涉及多个变量的相互影响，没有使用控制变量法，故A错误； B．探究两个互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法，故B错误； C．探究加速度与力、质量的关系采用了控制变量法，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 选择两个体积相等的实心铝球和钢球分别放置在A处和C处，变速塔轮的半径之比为1:1，由于小球质量不同，可见探究的是向心力与质量都关系。 故选A。 【小问3详解】 A．为探究向心力大小和质量的关系，应把质量不相等的小球放在长槽A和短槽C上位置，皮带套在塔轮上半径相同的凹槽内，确保角速度相等，故A错误； B．为探究向心力大小和半径的关系，可把质量相等的小球放在长槽上位置A和短槽C上位置，皮带套在半径相同的塔轮上，故B正确； C．为探究向心力大小和角速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不同的塔轮上，故C正确； D．为探究向心力大小和线速度的关系，可把质量相等的小球放在长槽上A位置和短槽C上位置，皮带套在半径不相同的塔轮上，故D错误； 故选BC。 【小问4详解】 在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在B、C位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要角速度相等，根据可知，应将传动皮带调至第一层。 14. 某班的一些同学在学习了平抛运动的有关知识后，自发组建了一个物理兴趣小组，想自己动手做实验来研究平抛运动的规律以及探究向心力大小的表达式。实验时，其中一个小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。 （1）研究平抛运动的规律时，运用的思想方法是（　　） A. 微元法 B. 放大法 C. 科学推理法 D. 化曲为直法 （2）关于该实验，以下说法正确的是（　　） A. 小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平 B. 白纸在外侧、复写纸在内侧，让白纸压着复写纸 C. 实验中最好选用密度大，体积小的小球 D. 为了得到小球的运动轨迹，需要用平滑的曲线把所有的点都连起来 （3）第二小组的同学让小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到如图乙所示的照片，已知每个小方格边长，当地的重力加速度g取，其中第4个点处位置已被污迹覆盖。若以拍摄的第1个点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向建立直角坐标系，则被拍摄到的小球在第4个点位置的坐标为（______，______）。小球平抛的初速度大小为______。 【答案】（1）D （2）AC （3） ①. 60 ②. 60 ③. 【解析】 【小问1详解】 研究平抛运动的规律时，运用的思想方法是化曲为直法。 故选D。 【小问2详解】 A．小球运动的轨道可以不光滑，但斜槽轨道末端必须保持水平，以保证小球在空中做平抛运动，故A正确； B．复写纸在外侧，白纸在内侧，让复写纸压着白纸，故B错误； C．实验中最好选用密度大，体积小的小球能有效减少空气阻力对小球在空中运动的影响，故C正确； D．实验中有个别偏离轨迹太远的点要舍弃，将轨迹上的点连成一条平滑曲线，故D错误。 故选AC。 小问3详解】 [1]平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，所以相邻两点水平间距相等，由乙图可知，所以第4个点的横坐标为 [2]平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，由匀加速直线运动规律 所以 所以第4个点的纵坐标为 [3]由竖直方向上m 可求得相邻两点的时间间隔为s 则小球平抛的初速度大小为 四、综合题（本题共3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。只写出最后答案不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。） 15. 如图所示，“好奇号”火星探测器于2012年成功登陆火星表面。在登陆火星前，“好奇号”在距火星表面高度为h的轨道上绕火星做匀速圆周运动，周期为T。已知火星的半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探测器的引力作用。求： （1）“好奇号”火星探测器的线速度； （2）火星的质量； （3）火星表面的重力加速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 根据线速度与周期关系有 【小问2详解】 由万有引力定律提供向心力有 解得火星的质量 【小问3详解】 在火星表面有 解得火星表面的重力加速度 16. 如图所示，马戏团正在上演飞车节目，在竖直平面内有半径为的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量为，人和摩托车可视为质点，不计一切阻力，重力加速度。求： （1）表演者恰能通过最高点时的速度大小v1； （2）表演者通过最低点时对轨道的压力为，求此时表演者的速度大小v2； （3）表演者以的速度通过轨道最左端时，求此时摩托车对轨道的压力N3。 【答案】（1） ；（2）；（3），方向水平向左 【解析】 【详解】（1）最高点，根据 解得 （2）最低点，由牛顿第三定律可得轨道对人和摩托车的支持力为 根据 解得 （3）在最左端，根据 解得 由牛顿第三定律可知 方向水平向左。 17. 喷灌是现代灌溉的一种方式，有省水、省工、提高土地利用率、增产和适应性强等优点。如图所示为植物园里浇灌水平草皮的情景。已知该喷头距地面高度，，喷头可向四周以相同速率喷出大量水射流（水射流是由喷嘴流出的高速水流束），水射流可以与水平面成的所有角度喷出。当水射流水平喷出时，水平射程为。忽略空气阻力，取重力加速度为 。 （1）求水射流喷出时的速率； （2）水射流水平喷出时，落地速度v；（结果可用根式表示，方向由角的正切值表示） （3）若保持水射流与水平面成斜向上喷出，求水射流在地面上的落点所形成圆的半径（结果可用根式表示）。 【答案】（1） （2），与水平面间夹角的正切值为 （3） 【解析】 【小问1详解】 当水射流水平喷出时，做平抛运动，竖直方向 水平方向 联立解得 【小问2详解】 竖直速度 故 落地时方向与水平面间的夹角的正切值 【小问3详解】 若水射流保持与水平面成斜向上喷出，水射流向上运动的时间 水射流从最高点运动到地面过程中，有 解得 水射流水平射程为 故水射流在地面上的落点所形成圆的半径为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $