精品解析：广东省深圳市福田某校2024-2025学年高一下学期期中考试物理试题

2024-2025学年度第二学期 高一年级期中考试 物理学科试题 答题注意事项： 1.本试卷满分100分；考试用时75分钟； 2.本试卷分二卷，不按要求答卷不得分。 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 在探索宇宙奥秘的历史长河中，下列描述中正确的是（　　） A. 天文学家第谷通过观测行星的运动，记录了大量数据并总结出行星运动的定律 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的值 C. “日心说”认为地球是静止不动的，太阳和其他行星都绕地球运动 D. 月球绕地球运动，它们之间的作用力与地球对苹果的吸引力是同一种性质的力 2. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（　　） A B. C. D. 3. 如图所示，质量为的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成角的斜向下的恒定拉力作用，沿水平方向移动了距离，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为，则在此过程中（　　） A. 力做功为Fs B. 摩擦力做的功为 C. 重力做的功为 D. 合力做的功为 4. 我国科幻电影流浪地球中设定的“太空电梯”，激发了众多科幻爱好者研究的兴趣。直立的太空电梯从地面基座连接距离地球表面约的轨道空间站，空间站相对地面静止。若地球的半径近似为，下列说法正确的是（　　） A. 太空电梯梯架上各点的线速度大小相等 B. 太空电梯梯架上各点的向心加速度大小相等 C. 天空电梯的基座可以建造在武汉市 D. 宇航员在该空间站受到地球的万有引力比在地面受到地球的万有引力小 5. 如图所示，在体育课上进行篮球训练时，甲、乙两同学将两个篮球分别水平抛出后两篮球在空中的P点相遇，已知甲同学抛出点的高度h1比乙同学抛出点的高度h2大，不计空气阻力，篮球可看成质点，则下列说法正确的是（　　） A. 乙同学比甲同学先将篮球抛出 B. 两篮球相遇前，甲同学抛出的篮球在空中运动的时间长 C. 乙同学抛出的篮球初速度一定大 D. 甲同学抛出的篮球在相遇前的水平位移一定小 6. 运送装修材料时，工作人员A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊着装修材料B匀速上升，设工作人员A水平向右和装修材料竖直向上的速度大小分别为和，某时刻拉绳与水平地面夹角为，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 工作人员A水平向右做匀加速直线运动 D. 工作人员A水平向右做减速直线运动 7. 如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧高速轨道摄像机系统，当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是（ ） A. 在弯道上运动的速度不变 B. 角速度比运动员在弯道上运动的更大 C. 所受合外力的大致方向为 D. 向心加速度比运动员的向心加速度更小 8. 抛秧是一种传统水稻种植方法。如图甲所示，在抛秧时，人们将育好的水稻秧苗抓起，然后向空中用力抛出，使秧苗分散着落入田间。某同学研究抛秧时，将秧苗离手前的运动简化为以肩关节为圆心、臂长为半径的匀速圆周运动，如图乙所示。秧苗离手瞬间，通过手指改变秧苗的运动速度，A、B两秧苗同时离开手后做不同的抛体运动，A做斜抛运动，B做平抛运动，其轨迹在空中交于点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在起抛处，手对秧苗的作用力大小一定小于秧苗的重力大小 B. 秧苗在圆周运动最低点处于失重状态 C. 秧苗B先经过点 D. 秧苗A在最高点速度为 二、多选题：本大题共3小题，共16分。 9. 2021年10月19日至23日，美国星链2305持续轨道变化，对中国空间站产生安全影响。中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链2305和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除开变轨过程，中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A. 10月21日3点16分，发动机向后喷气使得中国空间站速度增加 B. 10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小 C. 中国空间站在10月22日运行的线速度大于其在10月20日运行的线速度 D. 中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度 10. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为，下列说法中正确的是（　　） A. 越高，摩托车对侧壁的压力将不变 B. 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越小 C. 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大 D. 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大 11. 如图所示，在倾角为的足够大的光滑斜面上，将小球a、b同时沿水平方向以相同的速率相对抛出。已知初始时a、b在同一水平面上，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 抛出后的一段时间内，a的运动轨迹是直线 B. 抛出后的一段时间内，b的运动轨迹是抛物线 C. 无论速率为多少，a、b一定能相遇 D. 无论速率为多少，a、b不可能相遇 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 12. 某实验小组分别用图甲、乙所示的装置探究平抛运动的特点，重力加速度大小取 。 （1）用图甲装置进行的实验，是用来探究平抛运动在________（选填“水平”或“竖直”）方向上的运动特点，多次实验后，发现M、N两球总是同时落地。 （2）用图乙装置进行实验时，斜槽轨道末端________（选填“需要”或“不需要”）水平，小球_______（选填“需要”或“不需要”）每次都从斜槽上同一位置由静止释放。 （3）实验结果如图丙所示，则小球从A点运动到C点的时间为t=________s，抛出时的初速度大小为________m/s 13. 某兴趣小组用如图所示的传感器装置，探究做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、轨道半径及角速度之间的关系。 （1）本实验应采用的方法为___________。 （2）小组同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制__________和___________两个变量保持不变，实验中，挡光片每经过光电门一次，通过力各发球方度吗2共题传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 （3）小组同学先让一个砝码做半径r为0.14m的自电油机圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变，再将运动的半径r分别调整为0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。 （4）对①图线的数据进行处理，获得了F－x图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是__________。 （5）对5条F－图线进行比较分析，可以得出m一定时，结论。请你简要说明得到结论的方法________。 四、计算题：本大题共3小题，共34分。 14. 如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s=100m，子弹射出的水平速度v=200m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10 m/s2，求： （1）从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？ （2）目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？ 15. 兴趣小组为了测量吊扇的角速度，设计了如下实验：把吊扇的扇叶拆除，将质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在半径为R的机头边缘。给机头通电，待稳定后，小球随机头一起在水平面内做匀速圆周机头运动。轻绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，忽略空气阻力，求： （1）小球做圆周运动的半径r； （2）小球做圆周运动的向心力大小； （3）机头匀速转动的角速度。 16. 如图所示，为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径端切线水平。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点，相切于粗糙程度可调的水平轨道，圆弧轨道对应的圆心角。一质量的小球（可视为质点）在弹射器的作用下从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过点，随后落到右侧圆弧面上，圆弧面内边界截面为四分之一圆形，其圆心与小球在处球心等高，半径为。取。求∶ （1）物块到达点时的速度大小； （2）物块从点飞出的速度大小和在点受到轨道作用力大小和方向； （3）现改变水平轨道的粗糙程度，当小球从点抛出后落到圆弧面的速度最小时，小球在点抛出的水平速度大小为多少。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度第二学期 高一年级期中考试 物理学科试题 答题注意事项： 1.本试卷满分100分；考试用时75分钟； 2.本试卷分二卷，不按要求答卷不得分。 一、单选题：本大题共8小题，共32分。 1. 在探索宇宙奥秘的历史长河中，下列描述中正确的是（　　） A. 天文学家第谷通过观测行星的运动，记录了大量数据并总结出行星运动的定律 B. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的值 C. “日心说”认为地球是静止不动的，太阳和其他行星都绕地球运动 D. 月球绕地球运动，它们之间的作用力与地球对苹果的吸引力是同一种性质的力 【答案】D 【解析】 【详解】A．天文学家第谷通过观测行星的运动，记录了大量数据，开普勒总结出行星运动的定律，故A错误； B．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G的值，故B错误； C．“日心说”认为太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动，故C错误； D．月球绕地球运动，它们之间的作用力与地球对苹果的吸引力是同一种性质的力，故D正确。 故选D。 2. “青箬笠，绿蓑衣，斜风细雨不须归”是唐代诗人张志和《渔歌子》中的描写春雨美景的名句。一雨滴由静止开始下落一段时间后，进入如图所示的斜风区域下落一段时间，然后又进入无风区继续运动直至落地，不计雨滴受到的阻力，则下图中最接近雨滴真实运动轨迹的是（　　） A B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】A．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，进入无风区后雨滴只受重力，速度和加速度不在一条直线上，不可能做直线运动，A错误； BD．离开斜风区时雨滴的速度斜向左下方，轨迹在速度和重力之间偏向重力一侧，B正确，D错误； C．离开斜风区时雨滴有水平向左的分速度，所以在落地前雨滴的速度不可能竖直向下，C错误。 故选B。 3. 如图所示，质量为的飞机在水平甲板上，受到与竖直方向成角的斜向下的恒定拉力作用，沿水平方向移动了距离，飞机与水平甲板之间的摩擦阻力大小恒为，则在此过程中（　　） A. 力做的功为Fs B. 摩擦力做的功为 C. 重力做的功为 D. 合力做的功为 【答案】A 【解析】 【详解】A．力做的功为 故A正确； B．摩擦力做的功为 故B错误； C．重力方向与运动方向垂直，重力不做功。故C错误； D．合力做的功为 故D错误。 故选A。 4. 我国科幻电影流浪地球中设定的“太空电梯”，激发了众多科幻爱好者研究的兴趣。直立的太空电梯从地面基座连接距离地球表面约的轨道空间站，空间站相对地面静止。若地球的半径近似为，下列说法正确的是（　　） A. 太空电梯梯架上各点的线速度大小相等 B. 太空电梯梯架上各点的向心加速度大小相等 C. 天空电梯的基座可以建造在武汉市 D. 宇航员在该空间站受到地球的万有引力比在地面受到地球的万有引力小 【答案】D 【解析】 【详解】A．太空电梯梯架上各点同轴转动，角速度相同，但半径不相同，根据 可知太空电梯梯架上各点的线速度大小不相等，故A错误； B. 太空电梯梯架上各点同轴转动，角速度相同，但线速度大小不同，根据，则向心加速度大小不相等，故B错误； C. 由于要与同步轨道的空间站进行连接，故太空电梯应该建立在同步卫星轨道所在的平面内，即赤道上，故C错误； D．静止轨道距地球表面高处，该处到地心距离为，约为地球半径的倍，根据 可得引力约为地球表面的，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，在体育课上进行篮球训练时，甲、乙两同学将两个篮球分别水平抛出后两篮球在空中的P点相遇，已知甲同学抛出点的高度h1比乙同学抛出点的高度h2大，不计空气阻力，篮球可看成质点，则下列说法正确的是（　　） A. 乙同学比甲同学先将篮球抛出 B. 两篮球相遇前，甲同学抛出的篮球在空中运动的时间长 C. 乙同学抛出的篮球初速度一定大 D. 甲同学抛出的篮球在相遇前的水平位移一定小 【答案】B 【解析】 详解】A．篮球抛出后做平抛运动，竖直方向由可知 由于，要使两球P点相遇，则乙同学比甲同学后将篮球抛出，故A错误； B．篮球抛出后做平抛运动，竖直方向由可知 在相遇前，甲同学抛出的篮球下落的高度更大，所以两篮球相遇前，甲同学抛出的篮球在空中运动的时间长，故B正确； C．由图可知，乙同学抛出的篮球在相遇时的水平位移更小，所用时间也更小，则不能确定乙同学抛出的篮球初速度是否更大，故C错误； D．由图可知，甲同学抛出的篮球在相遇前的水平位移更大，且水平位移取决于下落的高度与水平初速度的大小，故D错误。 故选B。 6. 运送装修材料时，工作人员A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊着装修材料B匀速上升，设工作人员A水平向右和装修材料竖直向上的速度大小分别为和，某时刻拉绳与水平地面夹角为，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. 工作人员A水平向右做匀加速直线运动 D. 工作人员A水平向右做减速直线运动 【答案】D 【解析】 【详解】AB．将工作人员A的速度沿绳子和垂直于绳子的方向进行分解可得 解得 AB均错误； CD．工作人员向右运动时，减小，变大，根据 可知，当物体匀速上升时，工作人员A的速度减小，C错误，D正确。 故选D。 7. 如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员加速通过弯道时，摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是（ ） A. 在弯道上运动的速度不变 B. 角速度比运动员在弯道上运动的更大 C. 所受合外力的大致方向为 D. 向心加速度比运动员的向心加速度更小 【答案】C 【解析】 【详解】A．在弯道上运动的速度方向不断变化，则速度不断变化，选项A错误； B．摄像机与运动员保持同步运动，则角速度与运动员在弯道上的角速度相同，选项B错误； C．运动员加速通过弯道，则摄像机也加速通过弯道，所受合力方向指向轨迹的内侧，且与速度夹角为锐角，则所受合外力的大致方向为，选项C正确； D．根据a=ω2r，因角速度相同，而摄像机转弯的半径较大，则摄像机的向心加速度比运动员的向心加速度更大，选项D错误。 故选C。 8. 抛秧是一种传统的水稻种植方法。如图甲所示，在抛秧时，人们将育好的水稻秧苗抓起，然后向空中用力抛出，使秧苗分散着落入田间。某同学研究抛秧时，将秧苗离手前的运动简化为以肩关节为圆心、臂长为半径的匀速圆周运动，如图乙所示。秧苗离手瞬间，通过手指改变秧苗的运动速度，A、B两秧苗同时离开手后做不同的抛体运动，A做斜抛运动，B做平抛运动，其轨迹在空中交于点。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 在起抛处，手对秧苗的作用力大小一定小于秧苗的重力大小 B. 秧苗在圆周运动最低点处于失重状态 C. 秧苗B先经过点 D. 秧苗A在最高点速度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．在起抛处，手对秧苗的作用力与重力的合力提供向心力，故手对秧苗的作用力大于秧苗的重力，故A错误； B．秧苗在最低处点，由牛顿第二定律，有，可知手对秧苗的作用力大小大于秧苗的重力大小，秧苗处于超重状态，故B错误； C．依题意，与间的竖直距离一定，在竖直方向，秧苗A做竖直上抛运动，秧苗做自由落体运动，所以秧苗B用时短，先经过点，故C正确； D．秧苗A在最高点有水平方向的速度，故D错误。 故选C。 二、多选题：本大题共3小题，共16分。 9. 2021年10月19日至23日，美国星链2305持续轨道变化，对中国空间站产生安全影响。中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链2305和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除开变轨过程，中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A. 10月21日3点16分，发动机向后喷气使得中国空间站速度增加 B. 10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小 C. 中国空间站在10月22日运行的线速度大于其在10月20日运行的线速度 D. 中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．由图可知，中国空间站从低轨道调整到高轨道运行，则空间站需做离心运动，根据 可知，空间站做离心运动，需要发动机向后喷气使得中国空间站速度增加，使得该位置处万有引力小于空间站所需要的向心力，故B错误A正确； CD．根据 可得 空间站运行轨道半径越大，线速度越小，由图可知，中国空间站在10月22日运行的半径大于其在10月20日运行的半径，则中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度故，故C错误D正确。 故选AD。 10. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为，下列说法中正确的是（　　） A. 越高，摩托车对侧壁的压力将不变 B. 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越小 C. 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大 D. 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力和支持力的合力，作出力图。侧壁对摩托车的支持力 不变，则摩托车对侧壁的压力不变，故 A正确； B．根据牛顿第二定律得 越高，越大，不变，则越大，故B错误； C．根据牛顿根据牛顿第二定律得 越高，越大，不变，则越大，故C正确； D．如图向心力 不变，向心力大小不变，故D错误。 故选AC。 11. 如图所示，在倾角为的足够大的光滑斜面上，将小球a、b同时沿水平方向以相同的速率相对抛出。已知初始时a、b在同一水平面上，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 抛出后的一段时间内，a的运动轨迹是直线 B. 抛出后的一段时间内，b的运动轨迹是抛物线 C. 无论速率为多少，a、b一定能相遇 D. 无论速率为多少，a、b不可能相遇 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．由于小球在斜面上均受到沿着斜面向下的重力的分力，未相遇前，a、b在斜面上做类平抛运动，运动轨迹为抛物线，选项A错误，B正确； CD．由于两小球沿平行斜面向下的加速度相同，运动情形相同，故两小球无论速率为多少总能相遇，选项C正确，D错误。 故选BC。 三、实验题：本大题共2小题，共16分。 12. 某实验小组分别用图甲、乙所示的装置探究平抛运动的特点，重力加速度大小取 。 （1）用图甲装置进行的实验，是用来探究平抛运动在________（选填“水平”或“竖直”）方向上的运动特点，多次实验后，发现M、N两球总是同时落地。 （2）用图乙装置进行实验时，斜槽轨道末端________（选填“需要”或“不需要”）水平，小球_______（选填“需要”或“不需要”）每次都从斜槽上同一位置由静止释放。 （3）实验结果如图丙所示，则小球从A点运动到C点的时间为t=________s，抛出时的初速度大小为________m/s 【答案】（1）竖直 （2） ①. 需要 ②. 需要 （3） ①. 0.2 ②. 1 【解析】 【小问1详解】 用图甲装置进行的实验，是用来探究平抛运动在竖直方向上的运动特点，多次实验后，发现M、N两球总是同时落地。 【小问2详解】 [1][2]为了让小球在斜槽末端获得水平方向的速度以保证小球做平抛运动，斜槽末端需要水平，本实验中需要小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放，才可保证小球每次做平抛运动的初速度相同。 【小问3详解】 [1][2]由图可知A、B两点间的水平位移等于B、C两点间的水平位移，则A、B两点间的时间间隔等于B、C两点间的时间间隔，设该时间间隔为T，在竖直方向上，根据逐差公式有 解得T=0.1s 所以球从A点运动到C点的时间为t=2T=0.2s 小球做平抛运动初速度大小为 13. 某兴趣小组用如图所示的传感器装置，探究做匀速圆周运动的物体所受向心力的大小与物体的质量、轨道半径及角速度之间的关系。 （1）本实验应采用方法为___________。 （2）小组同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制__________和___________两个变量保持不变，实验中，挡光片每经过光电门一次，通过力各发球方度吗2共题传感器和光电门就同时获得一组向心力F和角速度的数据。 （3）小组同学先让一个砝码做半径r为0.14m的自电油机圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持砝码质量不变，再将运动的半径r分别调整为0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、⑤四条图线。 （4）对①图线的数据进行处理，获得了F－x图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐标x代表的是__________。 （5）对5条F－图线进行比较分析，可以得出m一定时，的结论。请你简要说明得到结论的方法________。 【答案】 ①. 控制变量法 ②. 质量 ③. 半径 ④. ⑤. 见解析 【解析】 【详解】（1）[1]本实验应采用的方法为控制变量法； （2）[2][3]小组同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制质量和半径两个变量保持不变； （3）[4]由题知，图甲中①图线是在r为0.14m的情况下让一个砝码做匀速圆周运动，根据 可知在半径和质量不变的情况，与的成正比，故图乙中横坐标x代表的是； （5）[5]探究F与r的关系时，要先控制m和ω不变，因此可在F-ω图像中找到同一个ω对应的向心力，根据5组向心力F与半径r的数据，在F-r坐标系中描点作图，若得到一条过原点的直线，则说明F与r成正比。 四、计算题：本大题共3小题，共34分。 14. 如图所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s=100m，子弹射出的水平速度v=200m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10 m/s2，求： （1）从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？ （2）目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？ 【答案】（1）0.5s（2）1.25m 【解析】 【详解】（1）子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经t时间击中目标靶，则有 代入数据得：t=0.5s （2）目标靶做自由落体运动，由 代入数据得 h=1.25m 15. 兴趣小组为了测量吊扇的角速度，设计了如下实验：把吊扇的扇叶拆除，将质量为m的小球，用长为L的轻绳悬挂在半径为R的机头边缘。给机头通电，待稳定后，小球随机头一起在水平面内做匀速圆周机头运动。轻绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，忽略空气阻力，求： （1）小球做圆周运动的半径r； （2）小球做圆周运动的向心力大小； （3）机头匀速转动的角速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球做圆周运动的半径 （2）小球做圆周运动的向心力大小 （3）由牛顿第二定律得： 16. 如图所示，为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径端切线水平。水平轨道与半径的光滑圆弧轨道相接于点，为圆弧轨道的最低点，相切于粗糙程度可调的水平轨道，圆弧轨道对应的圆心角。一质量的小球（可视为质点）在弹射器的作用下从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，再经过点，随后落到右侧圆弧面上，圆弧面内边界截面为四分之一圆形，其圆心与小球在处球心等高，半径为。取。求∶ （1）物块到达点时的速度大小； （2）物块从点飞出的速度大小和在点受到轨道作用力大小和方向； （3）现改变水平轨道的粗糙程度，当小球从点抛出后落到圆弧面的速度最小时，小球在点抛出的水平速度大小为多少。 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）B到C运动过程，由 得 因为小球沿切线进入圆弧轨道，所以 （2）在C处 当B处轨道对小球恰好无作用力时 < 所以B处轨道对小球作用力方向竖直向下 由牛顿第二定律 得 （3）设落到圆弧面MN时速度为，则 设E点抛出时水平速度为，落到圆弧面MN时水平位移x，竖直位移y 代入得 变形得 因为 代入得 数学可知，当时，最小，得 所以此时的水平速度 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$