精品解析：四川省江油中学2023-2024学年高一下学期期中检测物理试题

江油中学2023-2024学年度下期2023级半期考试 物理试题 一、单选题（4分每题，共32分） 1. 如图所示，力大小相等，物体水平运动的位移也相同，下列哪种情况做功最少（　　） A. B. C. D. 2. 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. 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力等于汽车的重力 B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压 C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 洗衣机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，从而沿切线方向甩出 3. 大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施，如图所示，坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动，对此在以下说法中正确的是（　　） A. 游客处于一种平衡状态 B. 游客做的是一种匀变速运动 C. 游客的速度改变，动能不变 D. 游客的速度改变，加速度不变 4. 跑马射箭是民族马术中的一个比赛项目，如图甲所示，运动员需骑马在直线跑道上奔跑，弯弓射箭，射击侧方的固定靶标，该过程可简化为如图乙（俯视图）所示的物理模型：假设运动员骑马以大小为的速度沿直线跑道匀速奔驰，其轨迹所在直线与靶心的水平距离为d，运动员应在合适的位置将箭水平射出，若运动员静止时射出的弓箭速度大小为（大于），不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A 运动员应瞄准靶心放箭 B. 为保证箭能命中靶心且在空中运动的时间最短，则最短时间为 C. 若箭能命中靶心且在空中运动时距离最短，则箭从射出到命中靶心历时 D. 若箭能命中靶心且在空中运动的距离最短，则箭从射出到命中靶心历时 5. 一艘绕地球飞行的宇宙飞船，经历了从轨道1→轨道2→轨道3的变轨过程。若轨道1为地球的近地卫星轨道，已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道2上运行时，飞船经过P点（近地点）时的速度小于飞船经过Q点（远地点）时的速度 B. 飞船在轨道1上的周期大于飞船在轨道3上的周期 C. 飞船在轨道2上经过P点的加速度大于飞船在轨道1上经过P点的加速度 D. 若飞船在轨道1上运行的周期为T，则地球的平均密度为 6. 2021年9月2日，第八批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，运送烈士棺椁的运专机降落在沈阳桃仙国际机场。沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。重力加速度g取，忽略空气阻力、消防车的高度和水流之间的相互作用，则（　　） A. 水喷出后经过约到达最高点 B. 在最高点相遇前瞬间，水柱的速度约为0 C. 水喷出的瞬间，速度水平方向分量约为 D. 两水柱相遇前，水做变加速曲线运动 7. 某行星有两颗卫星A、B围绕其做匀速圆周运动，已知两卫星的轨道半径分别为，其中卫星A距行星表面高度可忽略不计，不计卫星间的相互作用力，已知万有引力常量为，则下列说法正确的是（ ） A. 两颗卫星A、B 运行的速度大小之比 B. 两颗卫星A、B 运行的周期关系 C. 由题中条件可以求出行星的质量 D. 卫星A运行的角速度大小等于行星自转的角速度 8. 在水平路面上运动的汽车质量为，发动机的额定功率为，汽车所受阻力大小恒为车重的0.2倍（g取），则下列判断中正确的有（　　） A. 若汽车以额定功率启动，则汽车能达到的最大速度为 B. 若汽车以额定功率启动，则当汽车速度为时，其加速度为 C. 若汽车从静止开始以的加速度匀加速启动，则匀加速过程能维持10s D. 若汽车从静止开始以的加速度匀加速启动，则启动后第2秒末时发动机实际功率是 二、多选题（每题4分，选不全得2分，共16分） 9. 一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度向左做匀速直线运动，重力加速度为，货车前进了一小段距离，将货物提升到如图所示的位置，此过程中下列说法正确的是（　　） A. 此过程中货物对货箱底部的压力比重力大 B. 此时货箱向上运动的速率大于 C. 此时货箱向上运动的速率等于 D. 此过程货物和货箱一起向上做加速运动 10. 如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为圆周的光滑轨道其半径为R，a为轨道的最高点，de面水平且有一定长度。今将质量为m的小球从d点正上方h高处静止释放，自由下落到d处，然后沿着切线平滑的进入圆轨道内运动，不计空气阻力，则（　　） A. 小球从d到c的过程中重力的瞬时功率先增大后减小 B. 改变h大小，能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落到de面上 C. 无论怎样改变h大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内 D. 小球在c点对木块最小压力为5mg 11. 旋转秋千游戏是小朋友们去游乐场后爱玩的项目，如图甲所示。其简化图如图乙所示，旋转秋千绕竖直轴O1O2在水平面内匀速转动，其中两位质量相等的游客甲乙分别坐在离竖直轴距离为r和2r的相同飞椅上，若飞椅的绳长相等，两绳悬挂点高度相等，则（　　） A. 甲乙角速度相同 B. 甲乙线速度相同 C. 乙受到绳的拉力更大 D. 甲绳与竖直方向的夹角θ比乙绳与竖直方向的夹角β更大 12. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴2.5 m处有一小物体（可视为质点）与圆盘始终保持相对静止，小物体与盘面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2，则以下说法中正确的是（　　） A. 小物体随圆盘以不同的角速度ω做匀速圆周运动时，ω越大，小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体在最高点处受到的摩擦力一定背离圆心 C. ω的最大值是1.0 rad/s D. ω的最大值是rad/s 三、实验题（每空2分，共16分） 13. 如图所示，变速自行车通过曲柄、链轮、飞轮将力传递到后轮上，带动自行车前进。自行车专业人士喜欢用齿轮比表示链轮、飞轮的齿数，例如53/11表示链轮、飞轮的齿数分别为53和11，某实验小组为了测定某品牌变速自行车轮胎与地面间的动摩擦因数进行了如下操作： ①选择齿数比为60/20挡位，以及测量得到后轮直径为0.7m； ②在某一次实验中，自行车在半径为8m的弯道上做圆周运动，链条处于张紧状态，链条与齿轮之间不打滑，骑行者以1r/s的转速骑行时车刚好要在地面上侧向（沿半径方向）打滑，则可以推导出飞轮的角速度为______rad/s（结果用含π的表达式表示）； ③计算出此时自行车的行进速度为______m/s，此时车胎与地面间的动摩擦因数为______。（g取10m/s2，结果均保留两位有效数字） 14. 某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，他用一张印有小正方格的纸记录小球运动的轨迹，在方格纸上建立如图乙所示的坐标系，小正方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图乙中的所示，，（结果均保留两位有效数字） （1）小球的初速度为______； （2）小球在点的瞬时速度为______； （3）小球抛出点的坐标是否为坐标原点______（选填“是”或“否”）； （4）该同学做完实验后，提出几项减小实验误差的措施，其中正确的是______。 A. 实验中应使斜槽轨道尽可能光滑 B. 为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平 C. 为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放 D. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来 （5）用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时的点迹。钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹A，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹B、C。若测得A、B间距离，B、C间距离，重力加速度为g，根据以上直接测得的物理量推导出小球初速度的计算公式为_________（用所给字母表示）。 四、解答题（要写必要的方程和文字，共36分） 15. “嫦娥工程”是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措，实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。已知月球半径为R，万有引力常量为G。若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点。根据以上所给出的条件，求： （1）月球的质量M； （2）距月球表面高度H的绕月卫星的环绕周期。 16. 如图所示，质量为m=0.2kg的小球从平台上水平抛出后，落在一倾角θ=53°的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差h=3.2m，g取10m/s2（sin53°=0.8，cos53°=0.6），求： （1）斜面顶端与平台边缘的水平距离s； （2）小球沿斜面下滑到距斜面顶端竖直高度H=15m时重力的瞬时功率。 17. 如图所示，足够长的水平光滑杆上装有小桶，桶内水与小桶的总质量为2kg，装有水的小桶可以在杆上无摩擦的滑动，长杆下方5m处有一匀速转动的圆盘，某时刻小桶恰好位于圆盘圆心的正上方，小桶内不断有水滴滴落，当前一滴水刚好滴落到圆盘上时，后一滴水刚好从小桶中漏出，当有一滴水刚好从桶中漏出时给小桶一水平向右的作用力F=4N，使其由静止开始做匀加速运动，并将此滴水记为第一滴，圆盘足够大，在此过程中认为桶内水与小桶的总质量不变，重力加速度取g=10m/s2，求： （1）每经过多长时间会有一水滴滴落在圆盘上； （2）若圆盘不动，求第二滴水与第三滴水落到圆盘上的距离； （3）若使滴落的水滴位于一条直线上，圆盘转动的角速度应满足什么条件，并求出第三滴水与第四滴水间的可能距离。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 江油中学2023-2024学年度下期2023级半期考试 物理试题 一、单选题（4分每题，共32分） 1. 如图所示，力大小相等，物体水平运动的位移也相同，下列哪种情况做功最少（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】根据功的公式得 D图中角度最大，所以D中做功最少。 故选D。 2. 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. 汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力等于汽车的重力 B. 在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是减轻轮缘与外轨的挤压 C. 杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用 D. 洗衣机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，从而沿切线方向甩出 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过凹形桥的最低点时，加速度方向向上，处于超重状态，车对桥的压力大于汽车的重力，故A错误； B．在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，目的是利用重力和轨道支持力和合力提供向心力，减轻轮缘与外轨的挤压，故B正确； C．杂技演员表演“水流星”，当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态，受重力作用，重力刚好提供所需的向心力，故C错误； D．洗衣机脱水桶脱水原理是水滴受到的实际力不足以提供所需的向心力，从而沿切线方向甩出，故D错误。 故选B。 3. 大型游乐场中有一种叫“摩天轮”的娱乐设施，如图所示，坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动，对此在以下说法中正确的是（　　） A. 游客处于一种平衡状态 B. 游客做的是一种匀变速运动 C. 游客的速度改变，动能不变 D. 游客的速度改变，加速度不变 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于游客做匀速圆周运动，所受合力指向圆心，合力不为零，并非处于平衡状态，A错误； B．由于合力指向圆心，根据牛顿第二定律可知，加速度指向圆心，加速度的方向时刻改变，因此做变加速运动，B错误； C．游客速度方向时刻改变，但速度大小不变，因此动能不变，C正确； D．游客的速度方向时刻改变，加速度始终指向圆心同，方向也是时刻改变，因此D错误。 故选C。 4. 跑马射箭是民族马术中的一个比赛项目，如图甲所示，运动员需骑马在直线跑道上奔跑，弯弓射箭，射击侧方的固定靶标，该过程可简化为如图乙（俯视图）所示的物理模型：假设运动员骑马以大小为的速度沿直线跑道匀速奔驰，其轨迹所在直线与靶心的水平距离为d，运动员应在合适的位置将箭水平射出，若运动员静止时射出的弓箭速度大小为（大于），不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 运动员应瞄准靶心放箭 B. 为保证箭能命中靶心且在空中运动的时间最短，则最短时间为 C. 若箭能命中靶心且在空中运动时距离最短，则箭从射出到命中靶心历时 D. 若箭能命中靶心且在空中运动的距离最短，则箭从射出到命中靶心历时 【答案】D 【解析】 【详解】A．箭射出的同时，箭也有沿跑道方向的速度，若运动员瞄准靶心放箭，则箭的合速度方向不会指向靶心，不会中靶，故A错误； B．为保证箭能击中靶心且运动时间最短，射箭方向与直线跑道垂直，则最短时间 故B错误； CD．若箭能命中靶心且在空中运动时距离最短，则合速度方向垂直直线跑道，则箭从射出到命中靶心历时 故C错误，D正确。 故选D。 5. 一艘绕地球飞行的宇宙飞船，经历了从轨道1→轨道2→轨道3的变轨过程。若轨道1为地球的近地卫星轨道，已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道2上运行时，飞船经过P点（近地点）时的速度小于飞船经过Q点（远地点）时的速度 B. 飞船在轨道1上的周期大于飞船在轨道3上的周期 C. 飞船在轨道2上经过P点的加速度大于飞船在轨道1上经过P点的加速度 D. 若飞船在轨道1上运行的周期为T，则地球的平均密度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道2上运行时，飞船经过P点（近地点）时的速度大于飞船经过Q点（远地点）时的速度，故A错误； B．根据开普勒第三定律，由于轨道1的半径小于轨道3的半长轴，所以飞船在轨道1上的周期小于飞船在轨道3上的周期，故B错误； C．根据牛顿第二定律可得 可得 可知飞船在轨道2上经过P点的加速度等于飞船在轨道1上经过P点的加速度，故C错误； D．若飞船在轨道1上运行的周期为T，由万有引力提供向心力得 又 联立解得地球的平均密度为，故D正确。 故选D。 6. 2021年9月2日，第八批在韩志愿军烈士的遗骸回归祖国，运送烈士棺椁的运专机降落在沈阳桃仙国际机场。沈阳桃仙国际机场以“过水门”最高礼遇迎接志愿军烈士回家，以表达对英烈的崇高敬意。如图所示，仪式中的“水门”是由两辆消防车喷出的水柱形成的。两条水柱形成的抛物线对称分布，且刚好在最高点相遇。若水门高约，跨度约。重力加速度g取，忽略空气阻力、消防车的高度和水流之间的相互作用，则（　　） A. 水喷出后经过约到达最高点 B. 在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度约为0 C. 水喷出的瞬间，速度水平方向分量约为 D. 两水柱相遇前，水做变加速曲线运动 【答案】A 【解析】 【详解】A．两水柱相遇前水做斜上抛运动，竖直方向上做竖直上抛运动，逆运动为自由落体 解得上升的时间 故A正确； B．两水柱相遇前水做斜上抛运动，水平分速度保持不变，故在最高点相遇前的瞬间，水柱的速度等于初速度的水平分量，不等于0，故B错误； C．两水柱相遇前水做斜上抛运动，水平分速度保持不变，故水喷出的瞬间，速度水平方向分量 故C错误； D．两水柱相遇前水做斜上抛运动，只受重力，加速度为g，方向竖直向下，大小方向都保持不变，水做匀变速曲线运动，故D错误； 故选A。 7. 某行星有两颗卫星A、B围绕其做匀速圆周运动，已知两卫星的轨道半径分别为，其中卫星A距行星表面高度可忽略不计，不计卫星间的相互作用力，已知万有引力常量为，则下列说法正确的是（ ） A. 两颗卫星A、B 运行的速度大小之比 B. 两颗卫星A、B 运行的周期关系 C. 由题中条件可以求出行星的质量 D. 卫星A运行的角速度大小等于行星自转的角速度 【答案】AB 【解析】 【详解】根据，得：，故，A正确；根据，得：，因，故，B正确；因只知道卫星轨道半径和引力常量G，不知道线速度、周期、角速度等物理量，故无法求出行星的质量，C错误；由题知卫星A 是靠近行星表面的卫星，线速度最大，周期最小，即卫星A的周期小于该行星的静止卫星的周期，故角速度大于该行星的静止卫星的角速度，也大于该行星的自转角速度，D错误；选AB. 8. 在水平路面上运动的汽车质量为，发动机的额定功率为，汽车所受阻力大小恒为车重的0.2倍（g取），则下列判断中正确的有（　　） A. 若汽车以额定功率启动，则汽车能达到的最大速度为 B. 若汽车以额定功率启动，则当汽车速度为时，其加速度为 C. 若汽车从静止开始以的加速度匀加速启动，则匀加速过程能维持10s D. 若汽车从静止开始以的加速度匀加速启动，则启动后第2秒末时发动机实际功率是 【答案】D 【解析】 【详解】A．当汽车以额定功率启动时，最大速度满足 解得，故A错误； B．速度为时，牵引力 加速度，故B错误； C．匀加速时牵引力 匀加速的最大速度 匀加速时间，故C错误； D．第2秒末速度 此时功率，故D正确。 故选D。 二、多选题（每题4分，选不全得2分，共16分） 9. 一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度向左做匀速直线运动，重力加速度为，货车前进了一小段距离，将货物提升到如图所示的位置，此过程中下列说法正确的是（　　） A. 此过程中货物对货箱底部的压力比重力大 B. 此时货箱向上运动的速率大于 C. 此时货箱向上运动的速率等于 D. 此过程货物和货箱一起向上做加速运动 【答案】AD 【解析】 【详解】BCD．将汽车的速度分解为沿绳方向的速度和垂直绳方向的速度，则此时货箱向上运动的速率等于 此时货箱向上运动的速率小于v，随θ角减小，则货箱的速度增大，即货物和货箱一起向上做加速运动，选项BC错误，D正确； A．因货物向上加速运动，处于超重状态，即此过程中货物对货箱底部的压力比重力大，选项A正确。 故选AD。 10. 如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为圆周的光滑轨道其半径为R，a为轨道的最高点，de面水平且有一定长度。今将质量为m的小球从d点正上方h高处静止释放，自由下落到d处，然后沿着切线平滑的进入圆轨道内运动，不计空气阻力，则（　　） A. 小球从d到c的过程中重力的瞬时功率先增大后减小 B. 改变h的大小，能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落到de面上 C. 无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内 D. 小球在c点对木块的最小压力为5mg 【答案】AC 【解析】 【详解】A．小球从d到c的过程中，速度的竖直分量先增加后减小，根据P=mgvy可知，重力的瞬时功率先增大后减小，选项A正确； BC．改变h的大小，若使小球恰通过a点，则在a点的速度 到达de水平面时的水平位移 则小球只能落到de面上，不可能使小球通过a点后落回轨道内，选项B错误，C正确； D．小球达到c点时根据 在c点时 当h=0时FN最小，则小球在c点对木块的最小压力为FNmin=3mg，选项D错误。 故选AC。 11. 旋转秋千游戏是小朋友们去游乐场后爱玩的项目，如图甲所示。其简化图如图乙所示，旋转秋千绕竖直轴O1O2在水平面内匀速转动，其中两位质量相等的游客甲乙分别坐在离竖直轴距离为r和2r的相同飞椅上，若飞椅的绳长相等，两绳悬挂点高度相等，则（　　） A. 甲乙角速度相同 B. 甲乙线速度相同 C. 乙受到绳的拉力更大 D. 甲绳与竖直方向的夹角θ比乙绳与竖直方向的夹角β更大 【答案】AC 【解析】 【详解】A．由于二者由同一装置带动，稳定时角速度相同，A正确； D．由于甲、以分别坐在悬点离竖直轴距离为r和2r的相同飞椅上，故乙的半径更大，且角速度相同，由合外力提供向心力，对甲有 对乙有 其中 则，故D错误； B．由且 故，B错误； C．竖直方向由平衡条件， 其中 所以，故C正确； 故选AC。 12. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度ω转动，盘面上离转轴2.5 m处有一小物体（可视为质点）与圆盘始终保持相对静止，小物体与盘面间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，盘面与水平面的夹角为30°，g取10 m/s2，则以下说法中正确的是（　　） A. 小物体随圆盘以不同的角速度ω做匀速圆周运动时，ω越大，小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体在最高点处受到的摩擦力一定背离圆心 C. ω最大值是1.0 rad/s D. ω的最大值是rad/s 【答案】BC 【解析】 【详解】CD．当物体转到圆盘的最低点恰好不滑动时，圆盘的角速度最大，此时小物体受竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面指向圆心的摩擦力，由沿斜面的合力提供向心力，支持力FN＝mgcos30° 摩擦力Ff＝μFN＝μmgcos30° 又由牛顿第二定律μmgcos 30°－mgsin 30°＝mω2R 解得ω＝1.0rad/s，选项C正确，D错误； B．由题意可知ω的最大值是1.0 rad/s，故小物体在最高点处 故小物体在最高点处受到的摩擦力一定背离圆心，故B正确； A．当物体在最高点时，也可能受到重力、支持力与摩擦力三个力的作用，摩擦力的方向沿斜面向上（即背离圆心），根据牛顿第二定律 可知ω越大时，小物体在最高点处受到的摩擦力越小，故A错误； 故选BC。 三、实验题（每空2分，共16分） 13. 如图所示，变速自行车通过曲柄、链轮、飞轮将力传递到后轮上，带动自行车前进。自行车专业人士喜欢用齿轮比表示链轮、飞轮的齿数，例如53/11表示链轮、飞轮的齿数分别为53和11，某实验小组为了测定某品牌变速自行车轮胎与地面间的动摩擦因数进行了如下操作： ①选择齿数比为60/20挡位，以及测量得到后轮直径为0.7m； ②在某一次实验中，自行车在半径为8m的弯道上做圆周运动，链条处于张紧状态，链条与齿轮之间不打滑，骑行者以1r/s的转速骑行时车刚好要在地面上侧向（沿半径方向）打滑，则可以推导出飞轮的角速度为______rad/s（结果用含π的表达式表示）； ③计算出此时自行车的行进速度为______m/s，此时车胎与地面间的动摩擦因数为______。（g取10m/s2，结果均保留两位有效数字） 【答案】 ①. 6π ②. 6.6 ③. 0.54 【解析】 【详解】②[1]骑行者以1r/s的转速骑行，链轮的角速度 由于与链条接触点的线速度大小相等，则有 由于选择齿数比为60/20挡位，则有 解得 ③[2]同轴转动的物体上各质点的角速度相等，则自行车的行进速度为 解得 [3]骑行者以1r/s的转速骑行时车刚好要在地面上侧向（沿半径方向）打滑，由最大静摩擦力提供向心力，则有 结合上述解得 14. 某同学利用图甲所示装置做“研究平抛运动”的实验，他用一张印有小正方格的纸记录小球运动的轨迹，在方格纸上建立如图乙所示的坐标系，小正方格的边长，若小球在平抛运动中的几个位置如图乙中的所示，，（结果均保留两位有效数字） （1）小球的初速度为______； （2）小球在点的瞬时速度为______； （3）小球抛出点的坐标是否为坐标原点______（选填“是”或“否”）； （4）该同学做完实验后，提出几项减小实验误差的措施，其中正确的是______。 A. 实验中应使斜槽轨道尽可能光滑 B. 为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平 C. 为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放 D. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条折线把所有的点连接起来 （5）用图丙装置进行实验，竖直挡板上附有复写纸和白纸，可以记下钢球撞击挡板时点迹。钢球从斜槽上P点静止滚下，撞击挡板留下点迹A，将挡板依次水平向右移动x，重复实验，挡板上留下点迹B、C。若测得A、B间距离，B、C间距离，重力加速度为g，根据以上直接测得的物理量推导出小球初速度的计算公式为_________（用所给字母表示）。 【答案】（1）1.2 （2）1.5 （3）否 （4）BC （5） 【解析】 【小问1详解】 竖直方向由逐差法 解得T=0.06s 初速度 【小问2详解】 小球在点的竖直速度 b点的瞬时速度 【小问3详解】 小球若从坐标原点开始，则在相邻相等时间内竖直方向位移之比为1:3:5…，则由图可知小球抛出点的坐标不是坐标原点； 【小问4详解】 A．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，选项A错误； B．为使小球离开斜槽后能做平抛运动斜槽末端的切线必须水平，选项B正确； C．为了使小球每次运动的轨迹相同，应使小球每次从斜槽上的相同位置由静止释放，选项C正确； D．为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条平滑的曲线把所有的点连接起来，选项D错误。 故选BC。 【小问5详解】 竖直方向 水平方向 解得 四、解答题（要写必要的方程和文字，共36分） 15. “嫦娥工程”是我国迈出航天深空探测第一步的重大举措，实现月球探测将是我国航天深空探测零的突破。已知月球半径为R，万有引力常量为G。若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点。根据以上所给出的条件，求： （1）月球的质量M； （2）距月球表面高度H的绕月卫星的环绕周期。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【分析】 【详解】（1）小球做竖直上抛运动，由对称性可知，月球表面重力加速度 月球表面物体受到的重力等于万有引力 解得，月球的质量 （2）距月球表面高度H绕月卫星的环绕周期 解得 16. 如图所示，质量为m=0.2kg的小球从平台上水平抛出后，落在一倾角θ=53°的光滑斜面顶端，并恰好无碰撞的沿光滑斜面滑下，顶端与平台的高度差h=3.2m，g取10m/s2（sin53°=0.8，cos53°=0.6），求： （1）斜面顶端与平台边缘的水平距离s； （2）小球沿斜面下滑到距斜面顶端竖直高度H=15m时重力的瞬时功率。 【答案】（1）4.8m；（2）32W 【解析】 【分析】 【详解】(1)由题意可知，小球落至斜面顶端时速度方向与斜面平行，满足 又 解得 ， 则运动时间为 水平位移 (2)小球沿斜面下滑做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可知，竖直方向的分加速度为 设下滑到距斜面顶端竖直高度H=15m时竖直分速度为，由位移公式可得 解得 则此时重力的瞬时功率为 17. 如图所示，足够长的水平光滑杆上装有小桶，桶内水与小桶的总质量为2kg，装有水的小桶可以在杆上无摩擦的滑动，长杆下方5m处有一匀速转动的圆盘，某时刻小桶恰好位于圆盘圆心的正上方，小桶内不断有水滴滴落，当前一滴水刚好滴落到圆盘上时，后一滴水刚好从小桶中漏出，当有一滴水刚好从桶中漏出时给小桶一水平向右的作用力F=4N，使其由静止开始做匀加速运动，并将此滴水记为第一滴，圆盘足够大，在此过程中认为桶内水与小桶的总质量不变，重力加速度取g=10m/s2，求： （1）每经过多长时间会有一水滴滴落在圆盘上； （2）若圆盘不动，求第二滴水与第三滴水落到圆盘上的距离； （3）若使滴落的水滴位于一条直线上，圆盘转动的角速度应满足什么条件，并求出第三滴水与第四滴水间的可能距离。 【答案】（1）1s （2）5m （3）（n=1，2，3…），23m或7m 【解析】 【小问1详解】 水滴在竖直方向上做自由落体运动，根据 解得 【小问2详解】 水滴下落前的水平方向加速度满足F=ma 解得a=2m/s2 第二个水滴距离圆盘中心的距离 解得x2=3m 第三个水滴距离圆盘中心的距离 解得x3=8m 第二滴水与第三滴水落到圆盘上的距离 【小问3详解】 若要使滴落的水滴位于一条直线上，圆盘转动的周期为（n=1，2，3…） 根据 解得（n=1，2，3…） 第四个水滴距离圆盘中心的距离 解得x4=15m 当n取奇数时，二者落到圆盘上圆心的异侧，二者水平方向上的距离 当n取偶数时，二者落到圆盘上圆心的同侧，二者落到圆盘上水平方向上的距离 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $