精品解析：山东省潍坊市四县市2024-2025学年高一下学期期中质量监测物理试卷

2024—2025学年下学期期中质量监测 高一物理 1.本试卷分为选择题和非选择题两部分，考试时间90分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等填写在答题卡指定位置。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，请按照题号在答题卡上各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 现代航天科技的迅猛发展是建立在历代科学家对太空辛勤探索的基础上的，关于科学家的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒根据万有引力定律提出了行星运动定律 B. 开普勒首先提出了“日心说” C. 牛顿得出了物体间引力与物体质量及它们之间距离的关系 D. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的值 2. 某质点沿轨道从M向N加速运动，其在M点受到合力F的方向，下列可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 物体以10m/s的速度水平抛出，落地时速度大小为20m/s，不计空气阻力，g取，则物体在空中运动的时间为（　　） A. 1s B. C. D. 3s 4. 我国风力发电装机容量位居全球第一。如图所示为风力发电机，其风轮机叶片上有P、Q两点，当叶片匀速转动时，P、Q两点的（　　） A. 线速度大小相等 B. 转动周期相等 C. 角速度大小不相等 D. 向心加速度大小相等 5. 如图所示，卫星a是地球同步卫星，卫星b的圆形轨道位于赤道平面内、轨道半径为r。已知地球半径为R，自转角速度为，表面的重力加速度大小为g，O为地球中心。下列说法正确的是（　　） A. a的线速度大于b的线速度 B. a的加速度大于b的加速度 C. a距离地面的高度为 D. b的周期为 6. 如图所示，斜面体ABC固定在水平面上，可视为质点的小球从A点正上方的P点水平抛出，恰击中C点，此时速度方向与水平方向的夹角为。已知A、P的高度差为H，B、C的高度差为h，A、B间的距离为L，则的值为（　　） A. B. C. D. 7. 如图所示，一辆汽车经过一段起伏路段，M、N分别为该路段的最低点和最高点，其对应圆弧的半径均为R，整个过程汽车速率不变且均未脱离路面。已知汽车质量为m，速率为v，下列说法正确的是（　　） A. 汽车通过M点时对路面的压力小于重力 B. 汽车在M点的加速度大于N点的加速度 C. 汽车通过N点时对路面的压力大小为 D. v一定不大于 8. 如图所示，甲、乙两个小球从空中P点抛出，甲初速度大小为、方向水平，乙初速度大小为、方向斜向上，两球轨迹在同一竖直平面内且交于Q点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 一定小于 B. 从P到Q，两球速度变化量相同 C. 乙在最高点时的速率一定小于 D. 过Q点时，两球竖直方向的分速度大小相等 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。 9. 皮带传动是一种常见的机械传动方式，具有运行平稳且噪音低的优点。如图所示是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A点位于其边缘上，左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，B点和C点分别位于小轮和大轮的边缘上。传动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 某质点在xOy平面上运动，时，质点位于y轴上。它在x方向的速度—时间图像如图甲所示，在y方向的位移—时间图像如图乙所示。关于质点在0~2s内的运动，下列说法正确的是（　　） A. 质点做匀变速曲线运动 B. 时，质点的速度为零 C. 质点在第1s内和第2s内的速度变化量大小之比为 D. 时，质点的位置坐标为（7.5m，0） 11. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空。飞船入轨后与天和核心舱对接的过程简化为如图所示，飞船先在轨道半径为的圆轨道Ⅰ上运行，变轨后沿着椭圆轨道Ⅱ由近地点A运动到远地点B，与处于轨道半径为的圆轨道Ⅲ上的天和核心舱对接。飞船在轨道Ⅱ上运行时，周期为T、经过B点时速度大小为v，已知地球半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 飞船在轨道Ⅱ上经过A点时速度大小为 C. 飞船在轨道Ⅰ上经过A点时速度大小为 D. 飞船在轨道Ⅰ上运动的周期为 12. 如图所示的圆锥表面光滑，顶角为74°，底边水平，虚线为过圆锥顶点、沿竖直方向的转轴，左右两根长度分别为的细绳上端系在转轴上O点，下端分别挂着完全相同的小球a、b，静止时细绳平行圆锥面。两小球随圆锥一起绕转轴以相同角速度匀速转动。已知重力加速度大小为g，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若两球均未离开圆锥，则左右两根细绳对小球的拉力大小之比为 B. 若a球恰好离开圆锥，则圆锥体转动的角速度大小为 C. 若b球恰好离开圆锥，a球对圆锥体仍有压力 D. 两球都离开圆锥后，它们离O点的高度相同 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 如图所示为向心力演示仪，某实验小组用该装置来完成“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。 （1）该实验采用的实验方法是______ A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 演绎法 （2）在探究“向心力大小与半径之间的关系”时，传动皮带缠绕的左右塔轮半径______（填“相同”或“不同”），将质量相同的两个小球分别放在______（填“A、B”“A、C”或“B、C”）位置，然后摇动手柄进行观察和记录。 14. 某实验小组利用图甲所示装置探究平抛运动的规律。小球从斜槽末端Q点飞出后，被倾斜挡板MN卡住，通过调节挡板高度，可记录小球经过的多个位置，从而绘制出平抛运动的轨迹。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______ A. 减小小球与斜槽间的摩擦可减小实验误差 B. 硬板必须保持竖直，且与小球下落平面平行 C. 上下移动挡板MN时，挡板高度必须等间距变化 D. 实验过程中白纸未移动，但不小心移动了复写纸，则需要重新做实验 （2）如图乙所示为正确操作后得到的部分运动轨迹，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立直角坐标系。在描出的轨迹上取A、B、C三点，测得A、B和B、C的水平间距均为，竖直间距分别为、，g取。则A点______（选填“是”或者“不是”）抛出点，小球做平抛运动的初速度______m/s，从抛出到B点的运动时间为______s。（结果均保留2位有效数字） 15. 我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。质量为m的飞船在距离月面的高度等于月球半径的处绕月球做匀速圆周运动时，周期为T，已知月球半径为R，忽略月球自转。求： （1）月球表面的第一宇宙速度大小； （2）飞船停在月球水平面上时受到的支持力大小。 16. 在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次原地投篮训练中，运动员以大小、与水平方向成角的初速度将篮球投出。已知投球点与篮筐中心的水平距离为4.9m，竖直距离为0.6m，不考虑空气阻力，g取，，。 （1）通过计算判断篮球能否命中篮筐； （2）求篮球投出后球心上升的最大高度。 17. 如图甲所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图乙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。已知P与A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，B点与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时（A点在上方，B点在下方）A、B距离（d远小于R），重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，P和A、B均视为质点。 （1）若车轮匀速转动，气嘴灯到达最低点时刚好发光，求车轮转动的角速度大小； （2）若车轮匀速转动中气嘴灯一直发光，求车轮转动的角速度满足的条件； （3）若车轮匀速转动的角速度大小，求气嘴灯发光的时间。 18. 如图所示，用不可伸长的细线拴着质量的小球在竖直面内绕O点做圆周运动，半径，小球运动到最低点A时，细线的拉力大小，此时细线刚好断开，小球从A点飞出，一段时间后从B点进入边界为BCDE的风洞内，最终从D点离开风洞，已知小球在风洞内受到大小恒定的水平风力F作用，B、E间高度差。小球过B点时速度方向与水平方向的夹角，过D点时速度方向与水平方向的夹角，g取，不计空气阻力。求： （1）小球经过A点时速度大小； （2）小球从A到B的时间； （3）小球受到的风力大小； （4）若风力大小变为，小球离开BCDE区域的位置到D点的距离d。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年下学期期中质量监测 高一物理 1.本试卷分为选择题和非选择题两部分，考试时间90分钟，满分100分。 2.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、座号等填写在答题卡指定位置。 3.回答选择题时，选出每小题答案后，用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。回答非选择题时，请按照题号在答题卡上各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1. 现代航天科技的迅猛发展是建立在历代科学家对太空辛勤探索的基础上的，关于科学家的贡献，下列说法正确的是（　　） A. 开普勒根据万有引力定律提出了行星运动定律 B. 开普勒首先提出了“日心说” C. 牛顿得出了物体间引力与物体质量及它们之间距离的关系 D. 牛顿发现了万有引力定律，并测出了引力常量G的值 【答案】C 【解析】 【详解】A．开普勒根据第谷的观测数据总结得出行星运动定律，之后牛顿提出万有引力定律，故A错误； B．哥白尼开普勒首先提出了“日心说”，故B错误； C．牛顿提出万有引力定律，得出了物体间引力与物体质量及它们之间距离的关系，故C正确； D．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D错误。 故选C。 2. 某质点沿轨道从M向N加速运动，其在M点受到合力F的方向，下列可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】某质点沿轨道从M向N加速运动，其在M点受到合力F的方向位于轨迹的凹侧，由于做加速运动，所以合力F与速度方向（M点切线方向）的夹角小于。 故选A。 3. 物体以10m/s的速度水平抛出，落地时速度大小为20m/s，不计空气阻力，g取，则物体在空中运动的时间为（　　） A. 1s B. C. D. 3s 【答案】B 【解析】 【详解】水平方向速度恒为 竖直方向初速度为，加速度为 落地时合速度 可得 竖直分速度 代入和 得 故选B。 4. 我国风力发电装机容量位居全球第一。如图所示为风力发电机，其风轮机叶片上有P、Q两点，当叶片匀速转动时，P、Q两点的（　　） A. 线速度大小相等 B. 转动周期相等 C. 角速度大小不相等 D. 向心加速度大小相等 【答案】B 【解析】 【详解】ABC．P、Q两点共轴转动，两点的角速度相同，周期相等，由可知，P点的线速度较大，故B正确，AC错误； D．根据可知，P点的向心加速度较大，故D错误。 故选B。 5. 如图所示，卫星a是地球同步卫星，卫星b的圆形轨道位于赤道平面内、轨道半径为r。已知地球半径为R，自转角速度为，表面的重力加速度大小为g，O为地球中心。下列说法正确的是（　　） A. a的线速度大于b的线速度 B. a的加速度大于b的加速度 C. a距离地面的高度为 D. b的周期为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 可得， 由于a的轨道半径大于b的轨道半径，所以a的线速度小于b的线速度，a的加速度小于b的加速度，故AB错误； C．对于卫星a，由万有引力提供向心力得 在地球表面有 联立解得a距离地面的高度为，故C错误； D．对于卫星b，由万有引力提供向心力得 可得b的周期为，故D正确。 故选D。 6. 如图所示，斜面体ABC固定在水平面上，可视为质点的小球从A点正上方的P点水平抛出，恰击中C点，此时速度方向与水平方向的夹角为。已知A、P的高度差为H，B、C的高度差为h，A、B间的距离为L，则的值为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】根据平抛运动规律有， 竖直方向有 则 联立解得 故选A。 7. 如图所示，一辆汽车经过一段起伏路段，M、N分别为该路段的最低点和最高点，其对应圆弧的半径均为R，整个过程汽车速率不变且均未脱离路面。已知汽车质量为m，速率为v，下列说法正确的是（　　） A. 汽车通过M点时对路面的压力小于重力 B. 汽车在M点的加速度大于N点的加速度 C. 汽车通过N点时对路面的压力大小为 D. v一定不大于 【答案】D 【解析】 【详解】A．汽车通过M点时，加速度向上，则支持力大于重力，根据牛顿第三定律可知压力大于重力，故A错误； B．汽车的速率不变，向心加速度为，汽车在M点的加速度等于N点的加速度，故B错误； C．汽车通过N点时，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律可知，汽车通过N点时对路面的压力大小为，故C错误； D．由于整个过程汽车速率不变且均未脱离路面，在最高点时有 解得，故D正确； 故选D。 8. 如图所示，甲、乙两个小球从空中P点抛出，甲初速度大小为、方向水平，乙初速度大小为、方向斜向上，两球轨迹在同一竖直平面内且交于Q点。不计空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 一定小于 B. 从P到Q，两球速度变化量相同 C. 乙在最高点时的速率一定小于 D. 过Q点时，两球竖直方向的分速度大小相等 【答案】C 【解析】 【详解】B．小球甲竖直方向做自由落体运动，小球乙竖直方向做竖直上抛运动，小球乙由最高点运动到Q点过程中竖直方向下落的高度大于小球甲从抛出运动到Q点过程中下落的高度，故两球从抛出运动到Q点所用时间满足，根据可知，从P到Q，两球速度变化量不相同，故B错误； C．水平方向做匀速直线运动，根据 从P到Q，两球的水平位移相等，由于，则有，可知乙在最高点时的速率一定小于，故C正确； D．由于小球2由最高点运动到Q点过程中竖直方向下落的高度大于小球1从P点运动到Q点竖直方向下落的高度，根据可知，过Q点时，小球乙竖直方向的分速度大于小球甲竖直方向的分速度，故D错误； A．由以上分析可知，小球乙的水平分速度，但小球乙抛出时存在竖直分速度，即 可知无法比较与的大小关系，故A错误。 故选C。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，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。 9. 皮带传动是一种常见的机械传动方式，具有运行平稳且噪音低的优点。如图所示是一皮带传动装置的示意图，右轮半径为r，A点位于其边缘上，左侧是一轮轴，大轮半径为4r，小轮半径为2r，B点和C点分别位于小轮和大轮的边缘上。传动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】AC．同皮带转动时有，又因为B、C点位于同一个转轮上所以 通过 可得，，故AC正确； B．根据可知，，故B错误； D．由公式可知，，故D错误。 故选AC。 10. 某质点在xOy平面上运动，时，质点位于y轴上。它在x方向的速度—时间图像如图甲所示，在y方向的位移—时间图像如图乙所示。关于质点在0~2s内的运动，下列说法正确的是（　　） A. 质点做匀变速曲线运动 B. 时，质点的速度为零 C. 质点在第1s内和第2s内的速度变化量大小之比为 D. 时，质点的位置坐标为（7.5m，0） 【答案】CD 【解析】 【详解】A．由图甲可知，质点在0~2s内在x方向先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，加速度发生变化；在y方向做匀速直线运动，由于加速度发生变化，所以质点不是做匀变速曲线运动，故A错误； B．由图甲可知，时，质点沿x方向的速度为0，沿y方向的速度为 可知时，质点的速度为，故B错误； C．由图甲可知，质点在第1s内的加速度为 质点在第2s内的加速度为 根据可知，质点在第1s内和第2s内的速度变化量大小之比为，故C正确； D．根图甲可知内，质点在x方向的位移大小为 由于时，质点位于y轴上，结合图乙可知，时，质点的位置坐标为（7.5m，0），故D正确。 故选CD。 11. 2024年10月30日，神舟十九号载人飞船将三名航天员送入太空。飞船入轨后与天和核心舱对接的过程简化为如图所示，飞船先在轨道半径为的圆轨道Ⅰ上运行，变轨后沿着椭圆轨道Ⅱ由近地点A运动到远地点B，与处于轨道半径为的圆轨道Ⅲ上的天和核心舱对接。飞船在轨道Ⅱ上运行时，周期为T、经过B点时速度大小为v，已知地球半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 地球的质量为 B. 飞船在轨道Ⅱ上经过A点时速度大小为 C. 飞船在轨道Ⅰ上经过A点时速度大小为 D. 飞船在轨道Ⅰ上运动的周期为 【答案】AB 【解析】 【详解】A．天和核心舱在轨道Ⅲ上运行，根据万有引力提供向心力 根据开普勒第三定律有 解得，故A正确； B．根据开普勒第二定律（面积速度相等），可得A点与B点速度满足 可得，故B正确； C．卫星做圆周运动时，根据万有引力提供向心力有 解得 卫星圆轨道Ⅲ上的速度大于v，则飞船在轨道Ⅰ上经过A点时速度大于，故C错误； D．根据开普勒第三定律有 解得，故D错误； 故选AB。 12. 如图所示的圆锥表面光滑，顶角为74°，底边水平，虚线为过圆锥顶点、沿竖直方向的转轴，左右两根长度分别为的细绳上端系在转轴上O点，下端分别挂着完全相同的小球a、b，静止时细绳平行圆锥面。两小球随圆锥一起绕转轴以相同角速度匀速转动。已知重力加速度大小为g，，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 若两球均未离开圆锥，则左右两根细绳对小球的拉力大小之比为 B. 若a球恰好离开圆锥，则圆锥体转动的角速度大小为 C. 若b球恰好离开圆锥，a球对圆锥体仍有压力 D. 两球都离开圆锥后，它们离O点的高度相同 【答案】BD 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律得、 解得 左右两根细绳对小球的拉力大小之比为 故A错误； B．小球a刚要离开锥面时支持力为零，根据牛顿第二定律得 解得，故B正确； C．若b球恰好离开圆锥，结合B项分析可知，此时角速度为 此时a球对圆锥体无压力，故C错误； D．两球都离开圆锥后，根据牛顿第二定律有 解得 由于角速度相等，则它们离O点的高度相同，故D正确； 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 如图所示为向心力演示仪，某实验小组用该装置来完成“探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系”实验。 （1）该实验采用的实验方法是______ A. 等效替代法 B. 控制变量法 C. 理想实验法 D. 演绎法 （2）在探究“向心力大小与半径之间的关系”时，传动皮带缠绕的左右塔轮半径______（填“相同”或“不同”），将质量相同的两个小球分别放在______（填“A、B”“A、C”或“B、C”）位置，然后摇动手柄进行观察和记录。 【答案】（1）B （2） ①. 相同 ②. A、C 【解析】 【小问1详解】 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验，采用的实验方法是控制变量法。 【小问2详解】 [1][2]要使得左右塔轮转动的角速度相等，则传动皮带缠绕的左右塔轮半径相同。小球转动的半径不同，则将质量相同的两个小球分别放在A、C位置。 14. 某实验小组利用图甲所示装置探究平抛运动的规律。小球从斜槽末端Q点飞出后，被倾斜挡板MN卡住，通过调节挡板高度，可记录小球经过的多个位置，从而绘制出平抛运动的轨迹。 （1）关于本实验，下列说法正确的是______ A. 减小小球与斜槽间的摩擦可减小实验误差 B. 硬板必须保持竖直，且与小球下落平面平行 C. 上下移动挡板MN时，挡板高度必须等间距变化 D. 实验过程中白纸未移动，但不小心移动了复写纸，则需要重新做实验 （2）如图乙所示为正确操作后得到的部分运动轨迹，以水平方向为x轴，竖直方向为y轴建立直角坐标系。在描出的轨迹上取A、B、C三点，测得A、B和B、C的水平间距均为，竖直间距分别为、，g取。则A点______（选填“是”或者“不是”）抛出点，小球做平抛运动的初速度______m/s，从抛出到B点的运动时间为______s。（结果均保留2位有效数字） 【答案】（1）B （2） ①. 不是 ②. 0.70 ③. 0.11 【解析】 【小问1详解】 A．实验过程中不需要减小小球与斜槽间的摩擦，且不能减小实验误差，故A错误； B．硬板必须保持竖直，且与小球下落平面平行，减小实验误差，故B正确； C．上下移动挡板MN时，挡板高度不需要等间距变化，故C错误； D．实验过程中白纸未移动，但不小心移动了复写纸，对实验结果无影响，不需要重新做实验，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 [1] A、B和C的时间间隔相等，若A点是抛出点，则竖直方向是自由落体运动，竖直间距满足，与实验数据不符，则A点不是抛出点。 [2]由，得时间间隔 则初速度 [3]，则代入数据，解得，从抛出到B点的运动时间为 15. 我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。质量为m的飞船在距离月面的高度等于月球半径的处绕月球做匀速圆周运动时，周期为T，已知月球半径为R，忽略月球自转。求： （1）月球表面的第一宇宙速度大小； （2）飞船停在月球水平面上时受到的支持力大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设月球的质量为，则飞船在距离月面的高度等于月球半径的处绕月球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有 解得 设月球的第一宇宙速度为，则有 解得 【小问2详解】 设月球表面的重力加速度为，则在月球表面有 解得 设飞船停在月球水平面上时受到的支持力大小为，根据平衡关系有 16. 在篮球比赛中，投篮的投出角度太大和太小，都会影响投篮的命中率。在某次原地投篮训练中，运动员以大小、与水平方向成角的初速度将篮球投出。已知投球点与篮筐中心的水平距离为4.9m，竖直距离为0.6m，不考虑空气阻力，g取，，。 （1）通过计算判断篮球能否命中篮筐； （2）求篮球投出后球心上升的最大高度。 【答案】（1）不能命中 （2）1.6m 【解析】 【小问1详解】 若能击中篮筐，则运动时间 篮球竖直位移 即篮球到达抛出点的下方位置，不能命中篮筐。 【小问2详解】 篮球投出后球心上升的最大高度 17. 如图甲所示为自行车气嘴灯，气嘴灯由接触式开关控制，其结构如图乙所示，弹簧一端固定在顶部，另一端与小物块P连接，当车轮转动的角速度达到一定值时，P拉伸弹簧后使触点A、B接触，从而接通电路使气嘴灯发光。已知P与A的总质量为m，弹簧劲度系数为k，B点与车轮圆心距离为R，车轮静止且气嘴灯在最低点时（A点在上方，B点在下方）A、B距离（d远小于R），重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，P和A、B均视为质点。 （1）若车轮匀速转动，气嘴灯到达最低点时刚好发光，求车轮转动的角速度大小； （2）若车轮匀速转动中气嘴灯一直发光，求车轮转动的角速度满足的条件； （3）若车轮匀速转动的角速度大小，求气嘴灯发光的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当车轮静止且气嘴灯在最低点时，设弹簧伸长量为，则 当车轮匀速转动，气嘴灯到达最低点时，弹簧弹力与重力提供小物块所需向心力，有 解得 【小问2详解】 由题意，气嘴灯到达最高点时刚好发光，有 解得 则要使车轮匀速转动中气嘴灯一直发光，角速度应满足 【小问3详解】 由题可知，，可设其刚好发光的位置与车轮圆心连线，跟竖直向上的夹角为，如图所示 可有 解得，即 转动周期 则一个周期内，气嘴灯发光的时间为 18. 如图所示，用不可伸长的细线拴着质量的小球在竖直面内绕O点做圆周运动，半径，小球运动到最低点A时，细线的拉力大小，此时细线刚好断开，小球从A点飞出，一段时间后从B点进入边界为BCDE的风洞内，最终从D点离开风洞，已知小球在风洞内受到大小恒定的水平风力F作用，B、E间高度差。小球过B点时速度方向与水平方向的夹角，过D点时速度方向与水平方向的夹角，g取，不计空气阻力。求： （1）小球经过A点时速度大小； （2）小球从A到B的时间； （3）小球受到的风力大小； （4）若风力大小变为，小球离开BCDE区域的位置到D点的距离d。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 在A点，有 解得 【小问2详解】 小球从A点平抛到B点，有 解得 【小问3详解】 小球从B到D有，竖直方向，解得，或（舍去） 在D点，有，解得 水平方向，有，解得 且有 联立，代入数据，解得 【小问4详解】 风洞水平宽度，有 当风力大小变为，则水平方向，加速度为 则，解得或（舍去） 竖直方向，有 则 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $