精品解析：山东省青岛第六十七中学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 注意事项： 1.本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题40分。第Ⅱ卷为非选择题60分，满分100分。考试时间90分钟。 2.答第Ⅰ卷务必将自己的姓名、考号、考试科目涂写在答题卡上。 3.第Ⅰ卷每题选出答案后，都必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号[ABCD]涂黑，如须改动，必须用橡皮擦干净，再改涂其他答案。 4.第Ⅱ卷的答案必须写在答题纸各题目指定区域内相应的位置，不能写在试题卷上。 第Ⅰ卷(选择题40分) 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. 如图所示，游客乘坐摩天轮的座舱（视为质点）在竖直平面内做匀速圆周运动，游客的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 游客所受合力的大小始终为mRω2 B. 游客的动能时刻发生变化 C. 座舱对游客的作用力始终大于mg D. 游客做匀变速曲线运动，加速度大小为Rω2 2. 2024年1月18日，天舟七号货运飞船采用3个小时快速对接方式，成功对接空间站，开启太空“快递”新模式。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程，飞船变轨前稳定运行在轨道1，空间站运行在轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。其中轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为r1和r2，轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1上的速率与飞船在轨道3的速率之比为 B. 飞船在椭圆轨道上经过P、Q两点的速率之比为 C. 飞船在轨道1上的周期与飞船在轨道3上的周期之比为 D. 飞船在轨道2上经过P点的加速度大于在轨道1上经过P点的加速度 3. 有一宽度为60m的河，甲、乙两船从同一渡口同时向河对岸划去。甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船同时抵达对岸。已知两船在静水中航行的速度大小均为定值，水流速度为3m/s，甲船在河的下游45m处到达对岸，则关于甲、乙两船的说法正确的是（　　） A. 甲船在静水中的速度为5m/s B. 甲船的实际速度为4m/s C. 乙船在静水中的速度为4m/s D. 乙船的实际速度为4m/s 4. 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。等于（　　） A. 20 B. 18 C. 9.0 D. 3.0 5. 如图，AB、BC为用同种材料制成的滑轨，AB的长度与BC的长度均为L，AB段滑轨高度差为h，BC段滑轨水平，将质量为m的滑块从A点无初速度释放，运动到C点时恰好静止，已知滑块与滑轨之间的动摩擦因数为μ，滑块在滑轨上运动时不会脱离轨道，那么滑块在A、B段克服摩擦力做功为（重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 6. 质量为的物体沿水平面向右做直线运动，时刻受到一个水平向左的恒力的作用，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的图像如图乙所示，取，则（　　） A. 物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 B. 内恒力F对物体做功为 C. 末物体在计时起点位置右侧处 D. 内物体克服摩擦力做功为 7. 我国开始规划自己的“星链”式卫星星座。据悉中国“星链”式卫星星座计划采用超低轨道。一颗超低轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，其最大观测角为，已知地球半径为R，地球的第一宇宙速度为，则该卫星的运行周期为（ ） A. B. C. D. 8. 一辆国产“无人驾驶”电动汽车在平直公路上行驶，它由静止开始启动后汽车电脑系统收集到的汽车所受牵引力F和汽车速度倒数关系如图所示，已知汽车行驶过程中所受阻力恒定，且为车重的k倍，k=0.1，g=10m/s2，没汽车最大车速为30m/s，则汽车的速度大小为12m/s时，汽车的加速度大小为（　　） A. 0.9m/s2 B. 1m/s2 C. 1.2m/s2 D. 1.5m/s2 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，有多项符合题意要求。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. 质量为m的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。用水平力拉物体，运动一段时间后撤去此力，最终物体停止运动。物体运动的v−t图象如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 水平拉力大小为F= B. 物体在0~3t0时间内的位移大小为3v0t0 C. 在0~3t0时间内水平拉力做功为 D. 在0~3t0时间内物体克服摩擦力做功平均功率为 10. 单杠比赛中有一个“单臂大回环”动作，将动作力量与艺术完美的融合。如图甲所示，运动员用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。已知运动员质量为65kg，重心到单杠的距离为R=0.9m。在一次动作中，测得运动员在最高点时，重心的速度v1=3m/s，在最低点时，重心的速度。g取10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 运动员重心在最高点时，单杠对运动员弹力大小为650N B. 运动员重心在最高点时，单杠对运动员的弹力大小为0 C. 运动员重心在最低点时，单杠对运动员的弹力大小为3900N D. 运动员重心在最低点时，单杠对运动员的弹力大小为3250N 11. 农历二月二，由“角宿一”和“角宿二”组成的“龙角星”从东方地平线上缓缓升起，仿佛“龙抬头”一样，故此有“二月二、龙抬头”的说法。实际上，“角宿一”是由距离很近、互相围绕公转的“角宿一A”和“角宿一B”组成的双星系统。系统内两颗恒星之间的距离为l，“角宿一A”的质量为m1、“角宿一B”的质量为m2，且7m1=10m2，万有引力常量G。根据提供的信息，下列说法正确的是（　　） A. “角宿一A”的公转半径为 B. 两恒星的公转的角速度为 C. “角宿一B”的公转线速度大小为 D. 两恒星的公转线速度大小之和为 12. 如图甲，一根长为1.0m的轻质细线，一端系着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥体顶端，圆锥顶角的一半为θ。当小球随圆锥体围绕其中心轴线一起做角速度为ω的匀速圆周运动时，细线的张力大小为FT，FT随ω2变化的规律如图乙。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. θ=30° B. 对应图像的BC段，小球只受重力和拉力两个力的作用 C. B点坐标（12.5，2.5） D. 当绳子的拉力大小为2N时，圆锥体转动的角速度为rad/s 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学利用如图所示的向心力演示器“探究小球做匀速圆周运动向心力F与小球质量m、角速度和运动半径r之间的关系”。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的弹力提供。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7下降，从而露出标尺8。根据标尺8．上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 （1）若要研究向心力F与半径r的关系，需将两个质量相同的小球分别放置在______（选填“A、B”“A、C”或“B、C”）处，将传动皮带套在半径______（选填“相同”或“不同”）的左右两个塔轮上。 （2）若将相同质量的两小球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，匀速转动手柄，当左边标尺露出4个等分格时，右边标尺露出______个等分格，说明做匀速圆周运动的物体，在质量和运动半径一定时，向心力与______成正比。 14. 在探究平抛运动规律的实验中，可以先描绘出小球平抛运动的轨迹，再根据轨迹建立坐标系，进行数据处理，实验简要步骤如下： ①如图甲所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。 ②移动挡板MN，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。用平滑的曲线将痕迹点连接起来即为平抛运动的轨迹。 ③建立坐标系，在运动轨迹上选取分布均匀的点，确定坐标，进行数据处理。 完成下列问题： （1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是______。 A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末端水平 C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 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）实验得到平抛小球运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点（0，0），水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图乙中y—x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是______。 （3）A、B、C是实验中画出的曲线上的三个点，坐标如图丙所示。取g=10m/s2，小球做平抛运动的初速度v0=______m/s。B点的速度vB=______m/s。（结果保留两位有效数字） 15. 如图甲所示为旋转拖把的示意图。当用手握住固定套杆顶部，使其向下运动时，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头一起转动，把拖把头布条上的水甩出去。拖把头由托盘和拖布条组成，托盘半径为10cm，拖布条长6cm，旋转套杆的螺距为5cm（旋转套杆旋转一周下降的距离）。某次脱水时，拖把的固定套杆在1s内匀速下压25cm，求： （1）拖布条外缘转动的线速度大小； （2）若有一质量为2g的杂物附着在拖把布条外缘上，此时它受到的向心力大小。（取） 16. 如图所示，长板OA倾斜固定，倾角θ=37°。现从离O点h=1.25m正上方的P处以不同的速度水平抛出小球，先后落在板面上不同的位置。其中B点离P点最近，C点是小球垂直击中长板的点，运动过程中速度的偏转角分别为α，β。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。不计空气阻力，求： （1）击中B点的小球在空中运动的时间t与水平初速度v0； （2）速度偏转角正切比值。 17. 如图所示，质量m＝6.0 kg的滑块(可视为质点)，在水平牵引功率恒为P＝42 W的力作用下从A点由静止开始运动，一段时间后撤去牵引力．当滑块由平台边缘B点飞出后，恰能以5 m/s的速度从竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向切入轨道，并从轨道边缘E点竖直向上抛出．已知∠COD＝53°，A、B间距离L＝3 m，滑块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，圆弧轨道半径R＝1.0 m．不计空气阻力．取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10 m/s2，求： (1)滑块运动到B点时的速度大小； (2)圆弧轨道对滑块的最大支持力； (3)滑块在平台上运动时水平牵引力的作用时间． 18. 节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车．有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kw．当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动l=72m后，速度变为v2=72km/h．此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．求 （1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小； （2）轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电； （3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L'． 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 注意事项： 1.本试题分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题40分。第Ⅱ卷为非选择题60分，满分100分。考试时间90分钟。 2.答第Ⅰ卷务必将自己的姓名、考号、考试科目涂写在答题卡上。 3.第Ⅰ卷每题选出答案后，都必须用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号[ABCD]涂黑，如须改动，必须用橡皮擦干净，再改涂其他答案。 4.第Ⅱ卷的答案必须写在答题纸各题目指定区域内相应的位置，不能写在试题卷上。 第Ⅰ卷(选择题40分) 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. 如图所示，游客乘坐摩天轮的座舱（视为质点）在竖直平面内做匀速圆周运动，游客的质量为m，运动半径为R，角速度大小为ω，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A. 游客所受合力的大小始终为mRω2 B. 游客的动能时刻发生变化 C. 座舱对游客的作用力始终大于mg D. 游客做匀变速曲线运动，加速度大小为Rω2 【答案】A 【解析】 【详解】A．做匀速圆周运动的物体，合力提供向心力，故游客所受合力的大小始终为 故A正确； B．题意知游客匀速圆周运动，速率不变，故动能不变，故B错误； C．游客在竖直平面内做匀速圆周运动，合力大小不变，方向始终指向圆心。游客在最高点时有 解得 故C错误； D．游客在竖直平面内做匀速圆周运动，合力大小不变，加速度大小不变且 但加速度方向时刻指向圆心，故游客做变加速曲线运动，故D错误。 故选A。 2. 2024年1月18日，天舟七号货运飞船采用3个小时快速对接方式，成功对接空间站，开启太空“快递”新模式。飞船和空间站的变轨对接可简化为如图所示的过程，飞船变轨前稳定运行在轨道1，空间站运行在轨道3，椭圆轨道2为飞船的转移轨道。其中轨道1和轨道3为圆轨道，半径分别为r1和r2，轨道1和2、2和3分别相切于P、Q两点，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道1上的速率与飞船在轨道3的速率之比为 B. 飞船在椭圆轨道上经过P、Q两点的速率之比为 C. 飞船在轨道1上的周期与飞船在轨道3上的周期之比为 D. 飞船在轨道2上经过P点的加速度大于在轨道1上经过P点的加速度 【答案】C 【解析】 详解】A．根据 可得 可得飞船在轨道1上的速率与飞船在轨道3的速率之比为 选项A错误； B．根据开普勒第二定律可知，飞船在椭圆轨道上经过P、Q两点时 经过P、Q两点的速率之比为 选项B错误； C．根据 可得 飞船在轨道1上的周期与飞船在轨道3上的周期之比为 选项C正确； D．根据 可知，飞船在轨道2上经过P点的加速度等于在轨道1上经过P点的加速度，选项D错误。 故选C。 3. 有一宽度为60m的河，甲、乙两船从同一渡口同时向河对岸划去。甲船以最短时间过河，乙船以最短航程过河，结果两船同时抵达对岸。已知两船在静水中航行的速度大小均为定值，水流速度为3m/s，甲船在河的下游45m处到达对岸，则关于甲、乙两船的说法正确的是（　　） A. 甲船在静水中的速度为5m/s B. 甲船的实际速度为4m/s C. 乙船在静水中的速度为4m/s D. 乙船的实际速度为4m/s 【答案】D 【解析】 【详解】AB．甲船以最短时间过河，船头垂直河岸，沿水流方向，有 解得 沿船头方向，有 解得 由运动的合成与分解，可得 故AB错误； CD．乙船以最短航程过河，实际速度为 由运动的合成与分解，可得 故C错误；D正确。 故选D。 4. 如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h，其左边缘a点比右边缘b点高0.5h。若摩托车经过a点时的动能为E1，它会落到坑内c点。c与a的水平距离和高度差均为h；若经过a点时的动能为E2，该摩托车恰能越过坑到达b点。等于（　　） A. 20 B. 18 C. 9.0 D. 3.0 【答案】B 【解析】 【详解】有题意可知当在a点动能为E1时，有 根据平抛运动规律有 当在a点时动能为E2时，有 根据平抛运动规律有 联立以上各式可解得 故选B。 5. 如图，AB、BC为用同种材料制成的滑轨，AB的长度与BC的长度均为L，AB段滑轨高度差为h，BC段滑轨水平，将质量为m的滑块从A点无初速度释放，运动到C点时恰好静止，已知滑块与滑轨之间的动摩擦因数为μ，滑块在滑轨上运动时不会脱离轨道，那么滑块在A、B段克服摩擦力做功为（重力加速度为g）（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对质点的AB、BC全过程列动能定理有 其中 解得 故选C。 6. 质量为的物体沿水平面向右做直线运动，时刻受到一个水平向左的恒力的作用，如图甲所示，取水平向右为正方向，此物体的图像如图乙所示，取，则（　　） A. 物体与水平面间的动摩擦因数为0.5 B. 内恒力F对物体做功为 C. 末物体在计时起点位置右侧处 D. 内物体克服摩擦力做功为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设物体向右做匀减速直线运动的加速度为a1，则由v—t图像可解得加速度大小 a1=2m/s2 方向与初速度方向相反，设物体向左做匀加速直线运动的加速度大小为a2，则由v—t图像解得 a2=1m/s2 方向与初速度方向相反，根据牛顿第二定律得 F+μmg=ma1，F-μmg=ma2 解得 F=1.5N，μ=0.05 故A错误； BC．根据v—t图像中图线与横轴所围成的面积表示位移，10s内物体的位移为 负号表示物体在计时起点位置的左侧，即10s末物体在计时起点位置左侧2m处，则10s内恒力F对物体做功 W=Fx=1.5×2J=3J 故B正确，C错误； D．10s内物体运动的路程 克服摩擦力做功 W克f=μmgs=17J 故D正确。 故选BD。 7. 我国开始规划自己的“星链”式卫星星座。据悉中国“星链”式卫星星座计划采用超低轨道。一颗超低轨道卫星绕地球做匀速圆周运动，其最大观测角为，已知地球半径为R，地球的第一宇宙速度为，则该卫星的运行周期为（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】如图所示 可得该卫星的轨道半径 设该卫星运动周期为，地球近地卫星的运动周期为，则 根据开普勒第三定律有 联立解得 故选D。 8. 一辆国产“无人驾驶”电动汽车在平直公路上行驶，它由静止开始启动后汽车电脑系统收集到的汽车所受牵引力F和汽车速度倒数关系如图所示，已知汽车行驶过程中所受阻力恒定，且为车重的k倍，k=0.1，g=10m/s2，没汽车最大车速为30m/s，则汽车的速度大小为12m/s时，汽车的加速度大小为（　　） A. 0.9m/s2 B. 1m/s2 C. 1.2m/s2 D. 1.5m/s2 【答案】D 【解析】 【详解】当牵引力等于阻力时，速度最大，由题最大速度为30m/s，则 解得 最大功率为 由图可知，图线的斜率为功率，所以汽车先匀加速达到最大功率后以恒定功率加速，匀加速的最大速度 汽车的速度大小为时，汽车的牵引力为 根据牛顿第二定律 解得 故选D。 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，有多项符合题意要求。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. 质量为m的物体放在水平面上，它与水平面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。用水平力拉物体，运动一段时间后撤去此力，最终物体停止运动。物体运动的v−t图象如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 水平拉力大小为F= B. 物体在0~3t0时间内的位移大小为3v0t0 C. 在0~3t0时间内水平拉力做的功为 D. 在0~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．速度时间图象的斜率表示加速度，则匀加速运动的加速度大小 匀减速运动的加速度大小 根据牛顿第二定律得， 解得，故A正确； B．位移等于图线与坐标轴所围的面积，在3t0时间内的位移为，故B错误； C．根据动能定理得 解得，故C错误； D．克服摩擦力做功的平均功率为，故D正确。 故选AD。 10. 单杠比赛中有一个“单臂大回环”动作，将动作力量与艺术完美的融合。如图甲所示，运动员用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。已知运动员质量为65kg，重心到单杠的距离为R=0.9m。在一次动作中，测得运动员在最高点时，重心的速度v1=3m/s，在最低点时，重心的速度。g取10m/s2，则下列说法中正确的是（　　） A. 运动员重心在最高点时，单杠对运动员的弹力大小为650N B. 运动员重心在最高点时，单杠对运动员弹力大小为0 C. 运动员重心在最低点时，单杠对运动员的弹力大小为3900N D. 运动员重心在最低点时，单杠对运动员的弹力大小为3250N 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．运动员重心在最高点时，对运动员由牛顿第二定律 代入数据解得，运动员重心在最高点时，单杠对运动员的弹力大小为 故A错误，B正确； CD．运动员重心在最低点时，对运动员由牛顿第二定律 代入数据解得，运动员重心在最低点时，单杠对运动员弹力大小为 故C正确，D错误。 故选BC。 11. 农历二月二，由“角宿一”和“角宿二”组成的“龙角星”从东方地平线上缓缓升起，仿佛“龙抬头”一样，故此有“二月二、龙抬头”的说法。实际上，“角宿一”是由距离很近、互相围绕公转的“角宿一A”和“角宿一B”组成的双星系统。系统内两颗恒星之间的距离为l，“角宿一A”的质量为m1、“角宿一B”的质量为m2，且7m1=10m2，万有引力常量G。根据提供的信息，下列说法正确的是（　　） A. “角宿一A”的公转半径为 B. 两恒星的公转的角速度为 C. “角宿一B”的公转线速度大小为 D. 两恒星的公转线速度大小之和为 【答案】BD 【解析】 【详解】A．由双星间的万有引力提供向心力，双星的角速度相同，则有 解得 又有 解得 A错误； B．由万有引力提供向心力，可得 则有 解得 B正确； C．由线速度与角速度的关系公式可得，“角宿一B”的公转线速度大小为 C错误； D．同理可得 两恒星的公转线速度大小之和为 D正确。 故选BD。 12. 如图甲，一根长为1.0m轻质细线，一端系着一个质量为0.2kg的小球（可视为质点），另一端固定在光滑圆锥体顶端，圆锥顶角的一半为θ。当小球随圆锥体围绕其中心轴线一起做角速度为ω的匀速圆周运动时，细线的张力大小为FT，FT随ω2变化的规律如图乙。重力加速度g取10m/s2，下列说法正确的是（　　） A. θ=30° B. 对应图像的BC段，小球只受重力和拉力两个力的作用 C. B点坐标（12.5，2.5） D. 当绳子的拉力大小为2N时，圆锥体转动的角速度为rad/s 【答案】BCD 【解析】 【详解】A．由乙图可知，当时，细线的张力大小为1.6N，对小球受力分析可知 解得，故A错误； B．分析小球到受力情况可知，B点时，小球飞离锥面时，只受重力和细线的张力，随着角速度增大，离心运动时，也只受到这两个力的作用，故B正确； C．在B点，是小球飞离锥面的临界角速度，此时的角速度为，对小球受力分析，可知，小球的重力和细线的拉力为其做圆周运动提供向心力，故有 解得 此时，细线的张力N 所以B点坐标（12.5，2.5），故C正确； D．当绳子的拉力大小为2N时，小球没有离开圆锥体，则有， 解得转动的角速度为rad/s，故D正确； 故选BCD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 某同学利用如图所示的向心力演示器“探究小球做匀速圆周运动向心力F与小球质量m、角速度和运动半径r之间的关系”。匀速转动手柄1，可使变速塔轮2和3以及长槽4和短槽5随之匀速转动，槽内的小球也随之做匀速圆周运动。使小球做匀速圆周运动的向心力由横臂6的挡板对小球的弹力提供。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7下降，从而露出标尺8。根据标尺8．上露出的红白相间等分标记，可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 （1）若要研究向心力F与半径r的关系，需将两个质量相同的小球分别放置在______（选填“A、B”“A、C”或“B、C”）处，将传动皮带套在半径______（选填“相同”或“不同”）的左右两个塔轮上。 （2）若将相同质量的两小球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，匀速转动手柄，当左边标尺露出4个等分格时，右边标尺露出______个等分格，说明做匀速圆周运动的物体，在质量和运动半径一定时，向心力与______成正比。 【答案】（1） ①. B、C ②. 相同 （2） ①. 16 ②. 角速度的平方 【解析】 【小问1详解】 [1][2]要研究向心力F与半径r的关系，需要保证两个小球的质量和角速度大小相等，转动半径不同，所以需将两个质量相同的小球分别放置在B、C处，为了使转动的角速度相等，将传动皮带套在半径相同的左右两个塔轮上。 【小问2详解】 [1][2]将相同质量的两小球分别放在挡板A和挡板C处，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为2：1的塔轮上，根据可知左右塔轮的角速度之比为，根据 可知左右小球向心力之比为，当左边标尺露出4个等分格时，右边标尺露出16个等分格，说明做匀速圆周运动的物体，在质量和运动半径一定时，向心力与角速度的平方成正比。 14. 在探究平抛运动规律的实验中，可以先描绘出小球平抛运动的轨迹，再根据轨迹建立坐标系，进行数据处理，实验简要步骤如下： ①如图甲所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PO滑下后从O点飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。 ②移动挡板MN，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。用平滑的曲线将痕迹点连接起来即为平抛运动的轨迹。 ③建立坐标系，在运动轨迹上选取分布均匀的点，确定坐标，进行数据处理。 完成下列问题： （1）以下是实验过程中的一些做法，其中合理的是______。 A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末端水平 C. 每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球 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）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点为坐标原点（0，0），水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图乙中y—x2图像能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是______。 （3）A、B、C是实验中画出的曲线上的三个点，坐标如图丙所示。取g=10m/s2，小球做平抛运动的初速度v0=______m/s。B点的速度vB=______m/s。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）BC （2）C （3） ①. 2.0 ②. 2.8 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道不需要光滑，选项A错误； B．斜槽轨道末端水平，以保证小球做平抛运动，选项B正确； C．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，保证小球到达底端时的速度相同，选项C正确； D．画平抛运动轨迹时，将小球的球心在纸板上的水平投影作为平抛运动的起点，选项D错误。 故选BC。 【小问2详解】 水平方向 竖直方向 可得 可知图像为C。 【小问3详解】 [1][2]竖直方向 可得 T=0.1s 小球做平抛运动初速度 B点的竖直速度 B点的速度大小 15. 如图甲所示为旋转拖把的示意图。当用手握住固定套杆顶部，使其向下运动时，固定套杆就会给旋转杆施加驱动力，驱动旋转杆、拖把头一起转动，把拖把头布条上的水甩出去。拖把头由托盘和拖布条组成，托盘半径为10cm，拖布条长6cm，旋转套杆的螺距为5cm（旋转套杆旋转一周下降的距离）。某次脱水时，拖把的固定套杆在1s内匀速下压25cm，求： （1）拖布条外缘转动的线速度大小； （2）若有一质量为2g的杂物附着在拖把布条外缘上，此时它受到的向心力大小。（取） 【答案】（1）；（2）0.32N 【解析】 【详解】（1）每下压一次固定套杆向下运动5cm，拖把的固定套杆在1s内匀速下压25cm，则拖把头转动的角速度为 拖布条外缘转动的线速度大小 （2）根据 代入数据可得 16. 如图所示，长板OA倾斜固定，倾角θ=37°。现从离O点h=1.25m正上方的P处以不同的速度水平抛出小球，先后落在板面上不同的位置。其中B点离P点最近，C点是小球垂直击中长板的点，运动过程中速度的偏转角分别为α，β。取重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。不计空气阻力，求： （1）击中B点的小球在空中运动的时间t与水平初速度v0； （2）速度偏转角的正切比值。 【答案】（1），；（2）2 【解析】 【详解】（1）由图可知 击中B点的小球位移方向与竖直方向的夹角为，由几何关系可知 且 联立解得击中B点的小球在空中运动的时间t与水平初速度v0分别为 ， （2）根据平抛运动的结论可知 所以速度偏转角的正切比值为 17. 如图所示，质量m＝6.0 kg的滑块(可视为质点)，在水平牵引功率恒为P＝42 W的力作用下从A点由静止开始运动，一段时间后撤去牵引力．当滑块由平台边缘B点飞出后，恰能以5 m/s的速度从竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向切入轨道，并从轨道边缘E点竖直向上抛出．已知∠COD＝53°，A、B间距离L＝3 m，滑块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，圆弧轨道半径R＝1.0 m．不计空气阻力．取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g取10 m/s2，求： (1)滑块运动到B点时的速度大小； (2)圆弧轨道对滑块的最大支持力； (3)滑块在平台上运动时水平牵引力的作用时间． 【答案】(1)3 m/s　(2)258 N　(3)1.5 s 【解析】 【详解】(1)C点水平分速度 B点的速度： (2)在C点，轨道对滑块的支持力最大，滑块从C点到D点，由机械能守恒定律得： 在D点，根据牛顿第二定律： 解得： (3)滑块从A点到B点，由动能定律，得： 解得： 18. 节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车．有一质量m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以v1=90km/h匀速行驶，发动机的输出功率为P=50kw．当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动l=72m后，速度变为v2=72km/h．此过程中发动机功率的用于轿车的牵引，用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能．假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变．求 （1）轿车以90km/h在平直公路上匀速行驶时，所受阻力F阻的大小； （2）轿车从90km/h减速到72km/h过程中，获得的电能E电； （3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能E电维持72km/h匀速运动的距离L'． 【答案】（1）2000N（2）63000J（3）31.5m 【解析】 【详解】（1）由瞬时功率公式有：P=F牵v1． 当汽车匀速运动时，由共点力平衡条件有： F牵-Ff=0． 代入数据解得：Ff=2000N （2）对汽车的减速运动过程，根据动能定理有： 解出牵引力做功 W=31500J 电池获得电能为E电=4W×50%=63000J （3）依题意，汽车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为F阻=2000N． 对这一过程运用能量守恒定律有：E电=Ff L′ 解出 L′=31.5 m 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$