精品解析：重庆市第十八中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试题

重庆市第十八中学2024-2025学年度（下）3月学习能力摸底 高一物理试题 （命题人：陈鑫 审题人：包雅琴） 考试说明： 1.考试时间：90分钟 2.试题总分：100分 3.试卷页数：4页 本卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分组成，满分100分，考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 重庆鸿恩寺的打铁花表演闻名遐迩，夜幕降临，工匠们将滚烫的铁水用力击向高空，铁水瞬间绽放成绚烂夺目的铁花，在空中划出一道道优美的曲线。如图所示，对于做曲线运动的铁花，下列说法正确的是（　　） A. 铁花的速度方向不一定变化 B. 铁花的运动一定是变速运动 C. 铁花在最高点的加速度可能为零 D. 铁花可能处于平衡状态 2. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，图乙为其示意图，假设泼水过程中杯子做逆时针匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. P位置的小水珠速度方向沿a方向 B. 水珠做离心运动是由于合外力大于所需向心力 C. P、Q两位置，杯子的线速度相同 D. P、Q两位置，杯子的角速度相同 3. 库里以其伟大的三分球技艺闻名于世，2025年3月14日，库里在对阵国王比赛中，达成4000记三分里程碑，他对篮球投出的初速度大小和方向的把控堪称极致。如图甲所示为库里正在投篮，若库里在某次比赛中两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球运动的轨迹如图乙中1、2所示，则（　　） A. 轨迹2运动的时间更长 B. 轨迹1最高点时速度更小 C. 轨迹2抛出的初速度一定更大 D. 轨迹2的加速度更小 4. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，哪吒和敖丙在A点同时水平踢出两个毽子（可视为质点），初速度分别为，落在轨道上的C、D两点，OC、OD连线与竖直方向的夹角均为，忽略空气阻力，则（　　） A. 两个毽子不会同时落到轨道上 B. C. 两个毽子速度变化量方向不相同 D. 落在D点毽子的速度的反向延长线一定过O点 5. 某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其齿数分别为、、，三个轮相互不打滑，则下列比例关系正确的是（　　） A. 甲、乙、丙的边缘线速度大小之比为 B. 甲、乙、丙的角速度之比为 C. 甲、乙、丙的边缘加速度大小之比为 D. 甲、乙、丙的周期大小之比为 6. 如图所示，质量为0.1kg的小球放在光滑水平面上的P点，现给小球一个水平初速度，同时对小球施加一个垂直于初速度的水平恒力F，小球运动1s后到达Q点，测得P、Q间的距离为12.5m，P、Q连线与初速度的夹角为37°，，，则初速度的大小和恒力F的大小分别为（　　） A. 10m/s，0.5N B. 6m/s，0.5N C. 8m/s，1.5N D. 10m/s，1.5N 7. 如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心O点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，g取，则（　　） A. 小球的质量为3kg B. 圆环的半径R为0.4m C. 时，小球受到的弹力与重力大小相等 D. 时，小球与圆环间无作用力 8. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的小奶龙（可视为质点），用长为L的轻细绳将小奶龙连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，系统静止时细绳伸直但张力为零。小奶龙与转台间动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小奶龙随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为g，在小奶龙离开转台前（　　） A. 小奶龙受转台的静摩擦力方向始终指向转轴 B. 当转台角速度时，小奶龙将离开转台 C. 绳中刚出现拉力时，转台的角速度为 D. 小奶龙能在转台上随转台一起转动的最大线速度为 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题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. 关于做圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　） A. 做圆周运动物体的加速度都指向圆心 B. 做匀速圆周运动物体所受的合力是变力 C. 做变速圆周运动的物体，向心力的作用是只改变线速度方向 D. 做匀速圆周运动的物体因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力 10. 一个小球从如图所示尺寸的多段斜面顶端以不同的速度水平抛出后还能落在该斜面上（包括水平段），则其落到斜面上时的速度与水平方向的夹角可能是（　　） A. 30° B. 45° C. 50° D. 60° 11. 如图所示，小米SU7Ultra汽车在路上行驶，此时有一相机对其进行拍摄，相机帧率为每秒拍摄15次，观察者通过相机拍摄画面感觉轮子不动。已知轮子上均匀分布着5个辐条。假设轮子做匀速圆周运动，忽略其他复杂因素，仅考虑轮子绕轴的转动，则轮子的角速度可能是（　　） A. B. C. D. 12. 如图所示，小物块A、B、C与水平转台相对静止，B、C间通过原长为1.5r、劲度系数的轻弹簧连接，已知A、B、C的质量均为m，A与B之间的动摩擦因数为，B、C与转台间的动摩擦因数均为，A、B离转台中心的距离分别为r，C离转台中心的距离为1.5r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,以下说法正确的是（　　） A. 当角速度为时，C恰要滑动 B. 当角速度为时，B与转台间摩擦力为零 C. 当B与转台间摩擦力为零时，A受到的摩擦力为 D. 当A、B及C均相对转台静止时，允许的最大角速度为 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（本大题2个小题，共14分，将正确的答案填写相应的位置） 13. 某实验小组用如图所示装置探究向心力大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，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。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。 （1）本实验的实验方法是______（填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）。 （2）探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径______（填“相同”或“不同”）的两个塔轮。 （3）将质量之比为的两个小球分别放在挡板B、C处，B、C挡板到转轴的距离之比为，皮带选用左右塔轮的半径之比为，实验会发现，左、右标尺露出格数之比为______。 14. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，利用图甲所示的装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片。 （1）图乙是两次拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由此可判断造成此情况的原因可能是______。 A. 未调整斜槽轨道末端切线水平 B. 斜槽轨道不光滑 C. 小球每次从斜槽的不同位置由静止释放 D. 木板未校准到竖直方向 （2）某同学用频闪照相方法拍摄的小钢球（可视为质点）做平抛运动的闪光照片，频闪光源的频率为20Hz。在实验中得到的轨迹图如丙图所示，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，坐标如图所示。 ①当地的重力加速度大小为______。 ②小球运动到B点时的速度______m/s。（用根式表示） ③若频闪频率实际略大于20Hz，则重力加速度的测量值______真实值（填“大于”“等于”“小于”）。 三、计算题（本大题4个小题，共38分，解答时应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 水车是古代中国劳动人民发明的灌溉工具。图甲为风景区内的一架水车，图乙为水车工作时的示意图，高处的水从水槽中以速度大小沿水平方向流出，水流出后垂直落在与水平面夹角为的水轮叶面上，冲击轮叶使水车转动。水在空中的运动可视为平抛运动。重力加速度为。取，。求： （1）水流落在水轮叶面前瞬间的速度大小v； （2）槽口和冲击点的水平距离x。 16. 生活中常见的许多运动，摩擦力在其中都起着重要的作用，例如，自行车在水平路面拐弯时，所受的侧向摩擦力为其提供向心力。如图所示，假定场地自行车的赛道坡面与水平面的夹角为。运动员骑自行车（可视为质点）在水平面内做半径为的匀速圆周运动。已知自行车和运动员的总质量为。不计空气阻力。重力加速度为。取，。 （1）若使自行车恰好不受侧向摩擦力作用，求运动员骑自行车的速度大小； （2）若运动员骑自行车的速度，求自行车所受侧向摩擦力的大小。 17. 如图（a）是某种自行车气门嘴灯放大图，气门嘴灯内部开关结构如图（b）所示，质量为m的小滑块套在杆上，弹簧一端固定，另一端与小滑块（含触点a）连接，当触点a、b接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点b位于车轮边缘。车轮静止且气门嘴灯在最低点时如图（b）所示，触点a、b接触时，弹簧弹力。现将自行车架起，使车轮竖直悬空匀速转动，重力加速度大小为g，自行车轮胎半径为R，不计一切摩擦，滑块和触点a、b均可视为质点，弹簧变化始终在弹性限度内，触点a、b的距离相对于轮胎半径可忽略不计。 （1）若气门嘴灯每次到达最低点时刚好发光，求车轮匀速转动的角速度大小； （2）若气门嘴灯可以一直发光，求车轮匀速转动的转速最小值； （3）若车轮以线速度匀速转动，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。 18. 如图甲所示，长为的传送带以速度顺时针匀速转动，其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接，轨道半径；右端B与一个倾角为30°的斜面连接，B点到地面的高度为，可视为质点的小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放，到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示，已知小滑块质量为，与传送带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，求： （1）若滑块从处静止释放，则物块到达A点时对轨道的压力大小； （2）若滑块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点，则滑块从B点飞出后离斜面的最远距离： （3）滑块从不同高度h静止释放，则滑块在空中做平抛运动的时间t随h的变化关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 重庆市第十八中学2024-2025学年度（下）3月学习能力摸底 高一物理试题 （命题人：陈鑫 审题人：包雅琴） 考试说明： 1.考试时间：90分钟 2.试题总分：100分 3.试卷页数：4页 本卷由第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分组成，满分100分，考试时间90分钟。 第Ⅰ卷（选择题，共48分） 一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求） 1. 重庆鸿恩寺的打铁花表演闻名遐迩，夜幕降临，工匠们将滚烫的铁水用力击向高空，铁水瞬间绽放成绚烂夺目的铁花，在空中划出一道道优美的曲线。如图所示，对于做曲线运动的铁花，下列说法正确的是（　　） A. 铁花的速度方向不一定变化 B. 铁花的运动一定是变速运动 C. 铁花在最高点的加速度可能为零 D. 铁花可能处于平衡状态 【答案】B 【解析】 【详解】A．铁花在重力作用下做曲线运动，速度方向随时间不断改变，故A错误； B．在重力作用下，铁花的速度大小会发生变化，因而一定是变速运动，故B正确； C．铁花在最高点仍受重力，加速度不可能为零，故C错误； D．铁花始终受重力作用，合力不为零，不可能处于平衡状态，故D错误。 故选B。 2. 在东北严寒的冬天，有一项“泼水成冰”的游戏，具体操作是把一杯滚烫的开水按一定的弧线均匀快速地泼向空中，泼洒出的小水珠和热气被瞬间凝结成冰而形成壮观的场景。如图甲所示是某人玩泼水成冰游戏的精彩瞬间，图乙为其示意图，假设泼水过程中杯子做逆时针匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. P位置的小水珠速度方向沿a方向 B. 水珠做离心运动是由于合外力大于所需向心力 C. P、Q两位置，杯子的线速度相同 D. P、Q两位置，杯子的角速度相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．杯子做逆时针匀速圆周运动，则P位置的小水珠速度方向沿b方向，故A错误； B．水珠做离心运动是由于合外力小于所需向心力，故B错误； C．杯子做匀速圆周运动，在P、Q两位置，杯子的线速度大小相等，方向不同，故C错误； D．杯子做匀速圆周运动，在P、Q两位置，杯子的角速度相同，故D正确。 故选D。 3. 库里以其伟大的三分球技艺闻名于世，2025年3月14日，库里在对阵国王比赛中，达成4000记三分里程碑，他对篮球投出的初速度大小和方向的把控堪称极致。如图甲所示为库里正在投篮，若库里在某次比赛中两次跳起投篮时投球点和篮筐正好在同一水平面上，篮球运动的轨迹如图乙中1、2所示，则（　　） A. 轨迹2运动的时间更长 B. 轨迹1最高点时速度更小 C. 轨迹2抛出的初速度一定更大 D. 轨迹2的加速度更小 【答案】A 【解析】 【详解】A．斜抛运动到最高点过程，逆向思维法可知，该过程可看成反向的平抛运动，根据可知高度h越大，时间t越长，图乙可知轨迹2的高度大，根据对称性可知轨迹2运动的时间更长，故A正确； B．水平方向做匀速直线运动，则有 由于轨迹1运动的时间更短，轨迹1的水平分速度更大，即轨迹1最高点时速度更大，故B错误； C．根据 由于轨迹2的高度大，所以轨迹2抛出时的竖直分速度更大，又轨迹2抛出时的水平分速度更小，根据 可知轨迹2抛出的初速度不一定更大，故C错误； D．篮球在空中只受重力作用，所以轨迹1和轨迹2的加速度均为重力加速度，故D错误。 故选A。 4. 如图所示为固定的半圆形竖直轨道，AB为水平直径，O为圆心，哪吒和敖丙在A点同时水平踢出两个毽子（可视为质点），初速度分别为，落在轨道上的C、D两点，OC、OD连线与竖直方向的夹角均为，忽略空气阻力，则（　　） A. 两个毽子不会同时落到轨道上 B. C. 两个毽子速度变化量方向不相同 D. 落在D点毽子的速度的反向延长线一定过O点 【答案】B 【解析】 【详解】A．由分析可知，两个毽子均为平抛运动，由几何关系，两毽子竖直方向的位移相等为 可得 则两个毽子会同时落到轨道上，A选项错误； B．由两毽子平抛运动水平方向位移为 可知，B选项正确； C．由平抛运动仅受重力，故加速度始终为竖直方向，速度变化量公式 可知速度变化量方向与加速度方向一致，故两个毽子速度变化量方向相同，C选项错误； D．由平抛运动推论，末速度的反向延长线与轴的交点为水平位移的中点，由几何关系可知O点不是水平位移中点，则落在D点毽子的速度的反向延长线一定不过O点，D选项错误。 故选B。 5. 某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其齿数分别为、、，三个轮相互不打滑，则下列比例关系正确的是（　　） A. 甲、乙、丙的边缘线速度大小之比为 B. 甲、乙、丙的角速度之比为 C. 甲、乙、丙的边缘加速度大小之比为 D. 甲、乙、丙的周期大小之比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于三个轮相互不打滑，则甲、乙、丙边缘的线速度大小之比为，故A错误； B．由题意可知甲、乙、丙三个齿轮的半径之比为 根据，可得甲、乙、丙的角速度之比为，故B错误； C．根据 可知甲、乙、丙的加速度大小之比为，故C正确； D．根据，可得甲、乙、丙的周期大小之比为，故D错误。 故选C。 6. 如图所示，质量为0.1kg的小球放在光滑水平面上的P点，现给小球一个水平初速度，同时对小球施加一个垂直于初速度的水平恒力F，小球运动1s后到达Q点，测得P、Q间的距离为12.5m，P、Q连线与初速度的夹角为37°，，，则初速度的大小和恒力F的大小分别为（　　） A. 10m/s，0.5N B. 6m/s，0.5N C. 8m/s，1.5N D. 10m/s，1.5N 【答案】D 【解析】 【详解】小球做类平抛运动，运动的加速度为 小球沿初速度方向的位移为 沿恒力方向的位移为 根据几何关系有， 其中，联立解得， 故选D。 7. 如图甲所示，小球穿在竖直平面内光滑的固定圆环上，绕圆心O点做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，圆环与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图像如图乙所示，g取，则（　　） A. 小球的质量为3kg B. 圆环的半径R为0.4m C. 时，小球受到的弹力与重力大小相等 D. 时，小球与圆环间无作用力 【答案】C 【解析】 【详解】A．对小球在最高点时受力分析，受到竖直向下的重力和圆环的弹力，速度较小时，圆环对小球的弹力竖直向上，根据牛顿第二定律 由图乙可知，当速度为零时， 代入上式可得，A选项错误； B．由图乙可知，当外力为零时， 牛顿第二定律表达式可得，B选项错误； C．当时，由分析可知圆环对小球的弹力竖直向下，根据牛顿第二定律 代入数据得 小球受到的弹力与重力大小相等，C选项正确； D．同理，当时，代入牛顿第二定律可得 小球与圆环间有作用力，D选项错误。 故选C 。 8. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的小奶龙（可视为质点），用长为L的轻细绳将小奶龙连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，系统静止时细绳伸直但张力为零。小奶龙与转台间动摩擦因数为设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，小奶龙随转台由静止开始缓慢加速转动，重力加速度为g，在小奶龙离开转台前（　　） A. 小奶龙受转台的静摩擦力方向始终指向转轴 B. 当转台角速度时，小奶龙将离开转台 C. 绳中刚出现拉力时，转台的角速度为 D. 小奶龙能在转台上随转台一起转动的最大线速度为 【答案】D 【解析】 【详解】A．由题意可知，小奶龙随转台由静止开始缓慢加速转动，则小奶龙受到的静摩擦力有始终指向转轴的法向力和沿轨迹切线的切向力，A选项错误； B．小奶龙恰好离开转台时，小奶龙受竖直向下的重力和沿绳方向的拉力，根据牛顿第二定律 解得，B选项错误； C．静摩擦力恰好达到最大时，绳中刚好出现拉力，小奶龙受竖直向下的重力、支持力和静摩擦力，最大静摩擦力充当向心力，根据牛顿第二定律 解得，C选项错误； D．当小奶龙恰好离开转台时，对应的是随转台一起转动的最大线速度，由 可得，D选项正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题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. 关于做圆周运动的物体，下列说法正确的是（　　） A. 做圆周运动物体的加速度都指向圆心 B. 做匀速圆周运动物体所受的合力是变力 C. 做变速圆周运动的物体，向心力的作用是只改变线速度方向 D. 做匀速圆周运动的物体因向心力总是沿半径指向圆心，且大小不变，故向心力是一个恒力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．做变速圆周运动的物体，加速度的一个分量提供向心加速度指向圆心，另一个分量沿切线方向改变速度大小，所以加速度不指向圆心，A错误； BD．做匀速圆周运动的物体合力全部提供向心力，一定指向圆心，大小不变，方向时刻改变，是变力，B正确，D错误； C．做变速圆周运动的物体，向心力始终与线速度方向垂直，只改变线速度方向，C正确。 故选BC。 10. 一个小球从如图所示尺寸的多段斜面顶端以不同的速度水平抛出后还能落在该斜面上（包括水平段），则其落到斜面上时的速度与水平方向的夹角可能是（　　） A. 30° B. 45° C. 50° D. 60° 【答案】BC 【解析】 【详解】设图中上方斜面倾角为，下方斜面倾角为，由图中几何关系可知， 若小球落在上方斜面上，根据平抛运动推论可得速度与水平方向的夹角的正切值为 可得 若小球落在下方斜面上，根据平抛运动推论可得速度与水平方向的夹角的正切值为 可得 则小球落到斜面上时的速度与水平方向的夹角满足 故选BC。 11. 如图所示，小米SU7Ultra汽车在路上行驶，此时有一相机对其进行拍摄，相机帧率为每秒拍摄15次，观察者通过相机拍摄画面感觉轮子不动。已知轮子上均匀分布着5个辐条。假设轮子做匀速圆周运动，忽略其他复杂因素，仅考虑轮子绕轴的转动，则轮子的角速度可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】相机帧率为每秒拍摄15次，即拍摄周期为 根据题意，有 解得 当时， 当时， 故选AC。 12. 如图所示，小物块A、B、C与水平转台相对静止，B、C间通过原长为1.5r、劲度系数的轻弹簧连接，已知A、B、C的质量均为m，A与B之间的动摩擦因数为，B、C与转台间的动摩擦因数均为，A、B离转台中心的距离分别为r，C离转台中心的距离为1.5r，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g,以下说法正确的是（　　） A. 当角速度为时，C恰要滑动 B. 当角速度为时，B与转台间摩擦力为零 C. 当B与转台间摩擦力为零时，A受到的摩擦力为 D. 当A、B及C均相对转台静止时，允许的最大角速度为 【答案】ABD 【解析】 【详解】BC．轻弹簧原长为1.5r，劲度系数，则弹簧弹力为 对物块A，当静摩擦力达到最大时，有 解得物块A允许的最大角速度为 对小物块A、B整体，当B与转台间摩擦力为零时，有 解得角速度 此时对物块A，有 解得A受到的摩擦力为 故B正确，C错误； AD．对小物块A、B整体，当B与转台间摩擦力最大时，有 解得整体允许的最大角速度为 对物块C，当C与转台间摩擦力最大时，有 解得物块C允许的最大角速度为 因为 所以当A、B及C均相对转台静止时，允许的最大角速度为，此时C恰要滑动。 故AD正确。 故选ABD。 第Ⅱ卷（非选择题，共52分） 二、实验题（本大题2个小题，共14分，将正确的答案填写相应的位置） 13. 某实验小组用如图所示装置探究向心力大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，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。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。 （1）本实验的实验方法是______（填“理想实验法”“等效替代法”或“控制变量法”）。 （2）探究向心力与角速度之间的关系时，应选择半径______（填“相同”或“不同”）的两个塔轮。 （3）将质量之比为的两个小球分别放在挡板B、C处，B、C挡板到转轴的距离之比为，皮带选用左右塔轮的半径之比为，实验会发现，左、右标尺露出格数之比为______。 【答案】（1）控制变量法 （2）不同 （3） 【解析】 【小问1详解】 由，要研究与的关系，就要保持和不变，同理，要研究和、和的关系，就必须保持另外两个物理量不变，是控制变量法； 【小问2详解】 探究向心力与角速度之间的关系时，由于皮带传动，两个变速塔轮的线速度相同，故由，知要改变角速度，应选择半径不同的两个塔轮； 【小问3详解】 依题意，左右塔轮的半径之比 由，相同 得 由 其中 解得 故左、右标尺露出格数之比为。 14. 在“探究平抛运动的特点”的实验中，利用图甲所示的装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片。 （1）图乙是两次拍摄小球做平抛运动的频闪照片，由此可判断造成此情况的原因可能是______。 A. 未调整斜槽轨道末端切线水平 B. 斜槽轨道不光滑 C. 小球每次从斜槽的不同位置由静止释放 D. 木板未校准到竖直方向 （2）某同学用频闪照相方法拍摄的小钢球（可视为质点）做平抛运动的闪光照片，频闪光源的频率为20Hz。在实验中得到的轨迹图如丙图所示，A、B、C是曲线上的三个点的位置，A点为坐标原点，坐标如图所示。 ①当地的重力加速度大小为______。 ②小球运动到B点时的速度______m/s。（用根式表示） ③若频闪频率实际略大于20Hz，则重力加速度的测量值______真实值（填“大于”“等于”“小于”）。 【答案】（1）C （2） ①. ②. ③. 小于 【解析】 【小问1详解】 A．未调整斜槽轨道末端切线水平，小球做斜抛运动，与图像不符，故A不符合题意； C．根据图乙的情况可知，小球轨迹偏差较大，故小球每次平抛的初速度不同，即每次从斜槽的不同位置由静止释放，故C正确； BD．斜槽轨道不光滑或木板未校准到竖直方向不影响小球每次平抛的初速度相等，故BD不符合题意。 故选C。 【小问2详解】 [1]频闪光源的频率为20Hz，可得周期为 竖直方向上，根据逐差公式 解得当地的重力加速度大小为 [2]小球平抛的初速度为 小球运动到B点时速度的竖直分量为A点到C点竖直位移的平均速度，即 解得小球运动到B点时的速度 [3]若频闪频率实际略大于20Hz，则周期测量值偏大，则重力加速度的测量值小于真实值。 三、计算题（本大题4个小题，共38分，解答时应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 15. 水车是古代中国劳动人民发明的灌溉工具。图甲为风景区内的一架水车，图乙为水车工作时的示意图，高处的水从水槽中以速度大小沿水平方向流出，水流出后垂直落在与水平面夹角为的水轮叶面上，冲击轮叶使水车转动。水在空中的运动可视为平抛运动。重力加速度为。取，。求： （1）水流落在水轮叶面前瞬间的速度大小v； （2）槽口和冲击点的水平距离x。 【答案】（1） （2）4.8m 【解析】 【小问1详解】 如图乙，水流落在轮叶上的速度v沿水车切线方向，速度v与竖直方向的夹角为θ，有 【小问2详解】 竖直方向有 槽口至冲击点的时间 槽口和冲击点的水平距离 16. 生活中常见的许多运动，摩擦力在其中都起着重要的作用，例如，自行车在水平路面拐弯时，所受的侧向摩擦力为其提供向心力。如图所示，假定场地自行车的赛道坡面与水平面的夹角为。运动员骑自行车（可视为质点）在水平面内做半径为的匀速圆周运动。已知自行车和运动员的总质量为。不计空气阻力。重力加速度为。取，。 （1）若使自行车恰好不受侧向摩擦力作用，求运动员骑自行车的速度大小； （2）若运动员骑自行车的速度，求自行车所受侧向摩擦力的大小。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 自行车和运动员所受重力与支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可得 代入数据解得 【小问2详解】 对自行车和运动员整体受力分析如图所示 根据牛顿第二定律可得 由平衡条件可得 代入数据解得 17. 如图（a）是某种自行车气门嘴灯放大图，气门嘴灯内部开关结构如图（b）所示，质量为m的小滑块套在杆上，弹簧一端固定，另一端与小滑块（含触点a）连接，当触点a、b接触，电路接通使气门嘴灯发光，触点b位于车轮边缘。车轮静止且气门嘴灯在最低点时如图（b）所示，触点a、b接触时，弹簧弹力。现将自行车架起，使车轮竖直悬空匀速转动，重力加速度大小为g，自行车轮胎半径为R，不计一切摩擦，滑块和触点a、b均可视为质点，弹簧变化始终在弹性限度内，触点a、b的距离相对于轮胎半径可忽略不计。 （1）若气门嘴灯每次到达最低点时刚好发光，求车轮匀速转动的角速度大小； （2）若气门嘴灯可以一直发光，求车轮匀速转动的转速最小值； （3）若车轮以线速度匀速转动，求车轮每转一圈，气门嘴灯的发光时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 触点a、b接触时，弹簧弹力 最低点刚好发光，由牛顿第二定律可得 解得 【小问2详解】 最高点刚好发光，车轮匀速转动的线速度有最小值，由牛顿第二定律可得 解得 最小转速 【小问3详解】 若车轮以线速度转动，气门嘴灯所需向心力则有 可知此力恰好等于触点a、b接触时弹簧的弹力 即无重力参与向心力，则此位置对应圆心等高处，可知气门嘴灯恰好在与轮轴等高处开始发光，其发光时间在下半圆周，可知车轮每转一圈发光时间 18. 如图甲所示，长为的传送带以速度顺时针匀速转动，其左端A点与一个四分之一光滑圆轨道连接，轨道半径；右端B与一个倾角为30°的斜面连接，B点到地面的高度为，可视为质点的小滑块从光滑圆轨道高h处静止释放，到达A点时的速率v与下落高度h的关系如图乙所示，已知小滑块质量为，与传送带之间的动摩擦因数为0.5，重力加速度g取，求： （1）若滑块从处静止释放，则物块到达A点时对轨道的压力大小； （2）若滑块从B点水平飞出后恰好到达斜面底端C点，则滑块从B点飞出后离斜面的最远距离： （3）滑块从不同高度h静止释放，则滑块在空中做平抛运动的时间t随h的变化关系式。 【答案】（1） （2） （3）当时，运动时间为；当，运动时间为 【解析】 【小问1详解】 根据图乙可得，滑块从处静止释放，到达A点时的速度为 在A点，根据向心力公式 解得轨道对物块的支持力大小为 根据牛顿第三定律，可得物块对轨道的压力大小为 【小问2详解】 滑块从B点水平飞出，做平抛运动，运动时间满足 解得时间为 水平方向有 解得滑块从B点飞出的初速度为 将初速度沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，得垂直于斜面方向的分速度为 将重力沿斜面方向和垂直于斜面方向分解，则重力在垂直于斜面方向的分力为 则滑块从B点飞出后离斜面的最远距离为 【小问3详解】 滑块与传送带之间的动摩擦因数为0.5，则滑块的加速度为 设滑块在A点的速度为，到达B点的速度刚好是，此时释放高度为 根据运动学公式 解得 根据图乙可得，此时高度 显然，当时，物块会落在地面上，运动时间为 当时，物块会落在斜面上，设此时到达B点的速度为，根据运动学公式 根据图乙可得 又 联立解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $