周测评(9)抛体运动的规律 圆周运动 向心力-【衡水真题密卷】2024-2025全学年高一物理学科素养周测评（人教版）

2024一2025学年度学科素养周测评（九） 物理·抛体运动的规律圆周运动 向心力 (考试时间40分钟，总分100分) 一、选择题：本题共6小题，每小题8分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题 只有一项符合题目要求，第5、6题有多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不 全的得4分，有选错的得0分。 题号 2 3 5 6 答案 1.2023年11月23日，空军“双20”编队接运在韩志愿军烈士遗骸回家，机场安排最高礼仪 “过水门”为英雄接风洗尘，向英烈致以最崇高的敬意。如图所示，相距L的两辆消防车 以45°角斜向上喷出水柱，两水柱在距离地面高度为h的最高点相接形成水门，水柱射 出时初速度为，重力加速度为g,不考虑风力及其他阻力，下列说法正确的是（) A.L=h B.L=2h C.v2=2gh D.v2=gL 2.在机床、汽车等机器或设备中通常会使用一种叫作蜗杆传动的装置，如图甲所示，这种 装置由蜗杆和蜗轮组成，从外形上看，蜗杆类似螺栓，蜗轮则很像斜齿圆柱齿轮。工作 时，一般以蜗杆为主动件，当蜗杆旋转时，会带动蜗轮轮齿沿着蜗杆的螺旋面转动，蜗杆 每旋转一圈，蜗轮轮齿会转动一格，如图乙所示，若螺距为d=1.6πmm的蜗杆以每秒 20圈的转速旋转，则半径为r=32mm的蜗轮将获得的转速是 ( 蜗轮 蜗杆 A.30 r/min B.120 r/min C.1 200 r/min D.48 000 r/min 高一学科素养周测评（九）物理第1页（共4页） 衡水真 3.如图所示，阳光垂直照射到斜面上，在斜面顶端把一小球水平抛出，小球刚好落在木板 班级 底端。B点是运动过程中距离斜面的最远处，A点是小球在阳光照射下小球经过B点 的投影点。不计空气阻力，则 ( 姓名 ------------- B 阳光 得分 A.小球在斜面上的投影做匀速运动 B.OA与AC长度之比小于1：3 C.若D点在B点的正下方，则OD与DC长度相等 D.减小小球平抛时的初速度，小球可能垂直落到斜面上 4.如图所示，在光滑水平面上，质量为1、m2的两个小球A、B用原长为l。的轻弹簧连接 在一起，再用长为1的细线拴在轴O上，使A和B都以相同的角速度ω绕轴O做匀速 圆周运动，并保证A、B、O点三者始终在同一条直线上。若A、B两球之间的距离为12， 则下列说法正确的是 ( ) A.A的向心力由细线拉力提供，B的向心力由弹簧拉力提供 (bw B.弹簧的劲度系数为m?w(1,十l2) B 7777777777 7924944997 12-lo C.烧断细线的瞬间A的加速度大小一定增大 D.烧断细线的瞬间A的加速度大小为mo(4,十l,) 1m2 5.如图所示，质量为m的小球置于内表面光滑的正方体盒子中，盒子的棱长略大于球的直 径。某同学拿着这个盒子在竖直面内做半径为R的匀速圆周运动，盒子在运动过程中 不发生转动。已知重力加速度为g,盒子经过最高点A时与小球间恰好无作用力。以 下说法正确的是 ) A.该盒子做匀速圆周运动的线速度为√2gR R B.该盒子做匀速圆周运动的周期为2π Ng C.盒子经过最低点C时与小球之间的作用力大小为2mg D.从最高点到最低点，盒子对小球的作用力先增大后减小 题密卷 高一学科素养周测评（九）物理第2页（共4页）】 6.某同学面对竖直墙面练习打弹珠，他在离地高h处的O点将弹珠以一定初速度。水平 弹出，经墙面反弹后射入静止在地面的瓶中，如图所示。弹珠与墙面碰撞前后竖直方向 速度不变，水平方向速度大小不变，方向相反。弹珠可视作质点，不计空气阻力和瓶身 高度。若该同学总能将弹珠打入瓶内，则下列说法正确的是 () A.若发射点O水平向右移动一小段距离，则弹珠在空中运动的时间将变长 B.移动瓶子使其离墙面更近时，可减小初速度。而保持其他条件不变 C.降低高度h时，可移动瓶子使其离墙面更近而保持其他条件不变 D.增大初速度v。时，可增加高度h而保持其他条件不变 二、非选择题：本题共3小题，共52分。 7.(12分)在探究向心力大小与哪些因素有关时，某兴趣小组用向心力演示器进行实验，如 图甲所示。两个变速塔轮通过皮带连接，转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速 转动，槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，钢球对挡 板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相 间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。 标尺1标尺2 钢球钢球 竖直转轴 变速 角速度传感器力传感器 塔轮1 变速 滑块口细线 塔轮2 水平直杆 转动手柄。皮带 丙 (1)本实验图甲采用的探究方法是 (填“理想实验法”“等效替代法”或“控 制变量法”)。 (2)第一组同学利用图甲装置进行实验时，两个钢球质量和转动半径相等，若皮带连接 的两个变速塔轮的半径之比为3：1，则标尺1、2露出红白相间的等分格数的比值 约为 0 (3)第二组同学采用传感器装置进行探究，实验装置原理如图乙所示。装置中水平直杆 能随竖直转轴一起转动，将滑块套在水平直杆上，用细线将滑块与固定的力传感器 连接。当滑块随水平直杆一起匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动的向心 力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块转动的角速度可以通过角速度传感器 测得。保持滑块的质量m和到竖直转轴的距离r不变，仅多次改变竖直转轴转动的 快慢，测得多组力传感器的示数F及角速度传感器的示数ω，根据实验数据得到如 图丙所示的一条直线，图线的横轴代表 (用题中所给物理量的字母表示)， 图线不过坐标原点的原因可能是 高一学科素养周测评（九）物理第3页（共4页） 衡水真是 8.(20分)足球比赛时，在罚球区的本方队员故意犯规，判由对方队员罚点球。如图所示， 已知球门框ABCD,球门AB宽l=5m,AD高h=2m,罚点球处距球门线中点垂直距 离为8，一球员将足球以斜向上的初速度从O点踢出，到达球门横梁E点反弹，且速 度方向恰好在水平面内，DE=2m,反弹后落到地面上的F点，AF恰好垂直于球门线 AB,AF=4m,不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。求：（结果可带根号） (1)足球从E点反弹至第一次落地的时间t。 (2)足球第一次落地时速度v的大小。 9.(20分)如图所示，质量m=1kg的物体以一定速度水平抛出，落在倾斜传送带的顶端A 点，恰好沿AB方向冲下，已知抛出点距A点的竖直高度h=0.45m,传送带与水平面 夹角0=37°，传送带的底端B点距离地面高度H=1.4m。已知物体与传送带间的动 摩擦因数以=0.80，物体大小忽略不计，传送带两端的传送轮半径很小，可以忽略不计， 重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： (1)物体平抛初速度v。大小。 (2)若传送带足够长，传送带以v=8/s的速度逆时针匀速转动，物体离开传送带后运 动到最高点时与A端的水平距离x1。 (3)若打磨物体，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.50，传送带长度L=10.95m,传送 带以vo=8m/s的速度顺时针匀速转动，求物体落地点距B的水平距离x2。 保 .37B 777777777 领密卷 高一学科素养周测评（九）物理第4页（共4页）衡水真题密卷 学科素养周测评 y-ta d_v 解得 =1.1。 6=√06- mg 渡河时间为 9.(1)960m,方向斜向右上，与河岸的夹角的正切值 为号（②）250s(3号 t2=2=250s V合 (3)小船的合速度方向沿着A、B连线，当小船从 【解析】(1)以最短的时间渡河，则船头垂直于 河岸，渡河时间为 A点运动到B点时，设合速度为V合1，则 61=√0-u话 71 Al=AB 沿着河岸方向的位移为 0合1 s1=Vot1 从B点运动到C点时，设合速度为口2，则 垂直于河岸方向的位移就等于d,则小船的位移为 V合2=V0十V2 s=√5+d2=960m At=BC V合2 位移的方向与河岸的夹角的正切值为 从C,点运动到B点时，设合速度为合2，则 tan o=d4 V合2=02一00 5150 BC (2)由于01<00，船头与合速度的方向垂直时渡 △t名=光 U合2 河位移最小，设位移为52，有 从B点运动到A点时，运动时间等于△1，则 T1_At1+△t2=1 T2△t1+△t22 2024一2025学年度学科素养周测评（九） 物理·抛体运动的规律 圆周运动向心力 一、选择题 为VoCOS0,加速度为gsin0的匀加速直线运动， 1.D【解析】运用逆向思维，从最高点到最低，点相 则小球在斜面上的投影做匀加速直线运动，A错 当于平抛运动，速度的偏转角为45°，则根据平抛 误；小球在垂直于斜面方向做初速度为vosin日， 运动水平方向的分运动为匀速直线运动和竖直 加速度为gc0s0的匀减速直线运动，B点是运动 方向的分运动为自由落体运动，可得乞=口：， 过程中距离斜面的最远处，则此时小球沿垂直于 斜面方向的分速度刚好为0，根据对称性可知，O h=学，追度偏向角的正切值tam45°-号，联立 u. 到B与B到C的时间相等，均为1=osin0 8cos日，则 解得L=4h,A、B错误；运用逆向思维，可得v= 1 匠十，解得u,=U,-分，竖直方向由速度与 有LoA=cos0·t+2gsin0·t,Lc=vcos0· √2 1 位移的关系可得v=2gh,而v2-v十？-2u, 2t+2gsin6·(2t)”,可得Lac=Loe-Lom= 解得v2=4gh=gL,C错误，D正确。 2.A【解析】由题图可知20d=2πr·n,解得n oos0·4+号gsin0·3x, 30r/min,A正确。 1 vocos0,t+28sin0·t2 3.C【解析】将小球的运动分解为沿斜面和垂直于 布 1 斜面两个分运动，可知小球沿斜面方向做初速度 u,cos0:t+2gsin8·3t2 ·16· ·物理· 参考答案及解析 1 将弹珠打入瓶内，C正确；增大初速度口o,增加高 cos0·t+2gsin0t 3,B错误；将小 度h而保持其他条件不变，弹珠在空中运动的时 1 vocos 0.3+gsin3 间变长，水平方向运动的轨迹的长度变长，不能 将弹珠打入瓶内，D错误。 球的运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方 二、非选择题 向的自由落体运动，则小球从O到B有xOB= ot,小球从O到C有xc=v0·2t=2xoB,若D 7.(1)控制变量法 @g (3)w2滑块与水平直 点在B点的正下方，则有xoc=2xO加，可知D点 杆之间有摩擦 是OC的中，点，则OD与DC长度相等，C正确； 【解析】(1)本实验题图甲采用的探究方法是控 若小球垂直落到斜面上，则小球水平方向的分速 制变量法。 度与小球从斜面顶端抛出的初速度方向相反，而 (2)第一组同学利用题图甲装置进行实验时，两 小球在水平方向做匀速运动，小球的水平速度方 个钢球质量和转动半径相等，若皮带连接的两个 向不可能反向，则减小小球平抛时的初速度，小 变速塔轮的半径之比为3：1，因边缘的线速度相 球不可能垂直落到斜面上，D错误。 同，根据v=or可知角速度之比为1：3，根据F= 4.B【解析】A的向心力由细线拉力和弹簧弹力 mw2r可知，向心力之比为1：9，则标尺1、2露出 的合力提供，B的向心力由弹簧拉力提供，A错 红白相间的等分格数的比值约为。 误；设弹簧的劲度系数为k,对B根据牛顿第二 定律有k(l2-1o)=m2w2(l1十l2),解得= (3)根据F=mw2r可知，保持滑块的质量m和 到竖直转轴的距离不变，多次改变竖直转轴转 m:0(1十L,B正确；烧断细线的瞬间，细线对 动的快慢，即改变角速度w,则F与w2成正比， l2-l。 则横轴应该是ω2，图线不过坐标原点的原因可能 A的拉力突变为0，而弹簧对A的弹力不发生突 是滑块与水平直杆之间有摩擦力，当角速度增加 变，所以根据牛顿第二定律可得A的加速度为 到一定值时传感器才有示数。 a,,-》_m如3+2)，A的加速度大小 8.(1)10 s(2)3V10m/s。 不一定增大，C、D错误。 【解析】(1)足球从E点反弹后做平抛运动，竖直 5.BC【解析】盒子经过最高，点A时与小球间恰好 方向有 无作用力，此时对小球进行受力分析，重力提供 h= 向心力，有mg=mR,则该盒子做匀速圆周运动 28t6 的线速度为)一√gR,A错误；盒子做匀速圆周 解得t= 5s。 R (2)作EG与DA平行，EG与AB交于G点，连 运动的周期为T水=2元√g,B正确；盒子 接GF,如图所示，设足球反弹后速度为V0,落地 经过最低点C时，对小球进行受力分析，支持力 时竖直方向的速度为？)，有 v 与重力的合力提供向心力，有N一mg=mR,解 v,=gt LGF 得N=2mg,C正确；小球受到的向心力大小不 V0= t 变，方向改变，同时小球受到的重力不变，根据力 其中lGr=√lar十laG 的合成可知，从最高，点到最低，点，盒子对小球的 v=√08十v 作用力一直增大，D错误。 解得v=3√/10m/s。 6.BC【解析】弹珠高度不变，若发射点O水平向 右移动一小段距离，则弹珠在空中运动的时间不 变，A错误；移动瓶子使其离墙面更近时，弹珠在 D 空中运动的时间不变，水平方向运动的轨迹的长 度变短，可减小初速度。而保持其他条件不变， B正确；降低高度h时，弹珠在空中运动的时间 变短，移动瓶子使其离墙面更近而保持其他条件 不变，弹珠水平方向运动的轨迹的长度变短，能 ·17· 衡水真题密卷 学科素养周测评 9.(1)4m/s(2)1.2m(3)1.6m x1=vAc0s37°·t1=1.2m。 【解析】(1)设物体平抛后落在A点时竖直方向 (3)因umg cos37°<mg sin37°，所以物体无法与 的速度为⑦，，根据匀变速直线运动的位移与速度 传送带相对静止，由牛顿第二定律得 的关系得 mg cos37°+mng sin37°=ma1 v?-0=2gh 解得a1=10m/s2 解得v,=3m/s mg sin37°-mg cos37°=ma2 根据平抛运动速度偏角的正切值得 解得a2=2m/s2 设物体由A点加速至与传送带共速时位移为 0。=tan37=4m/s。 x1,物体运动到B点时速度为⑦B,根据匀变速直 (2)设物体平抛后落在A点时的速度为A,根据 线运动的位移与速度的关系得 速度的合成得 va=√+o=5m/s<8m/s 6-v2=1.95m 2a1 由于4 ng cos37>mg sin37°，物体速度减为0后 由o6-=2a2(L-x1) 反向运动回去，并从A点以与A大小相等，方向 解得vB=10m/s 相反的速度A抛出，设物体从离开传送带到运 设物体从B点到落地点时间为t2,由 动到最高点时间为t1,则 t=4sin37°-0 H=asn37rt+2g时 0.3s g 解得t2=0.2s 根据匀速直线运动得 因此x2=vBc0s37°·t2=1.6m。 2024一2025学年度学科素养周测评（十） 物理·向心加速度生活中的圆周运动 一、选择题 F=mL0 1.B【解析】如题图甲所示，物体随水平圆盘匀速 ,C错误，D正确。 转动时，受到重力、支持力、摩擦力作用，其中的 3.D【解析】玩具小车在BD下方运动时，向心加 摩擦力提供向心力，A错误；如图题乙所示，物体 速度指向圆心，均有竖直向上的分量，故处于超 在水平面上做圆周运动，若在A点运动轨迹突然 重状态，A错误；由于玩具小车在轨道上做匀速 发生改变而沿虚线运动，即做离心运动，则可能 圆周运动，切向分量上合力为零，故在B点受到 是因为物体的速度突然变大，也可能是提供的向 竖直向上的摩擦力，B错误；设玩具小车在C点 心力变小，B正确；如图丙所示，火车转弯时，为避 02 时受到向下的压力Fc,则Fc十mg=mR,又 免轮缘与内外轨发生侧向变压，倾角日应满足 2πR 欧m0-m号，申am0-二，与火车的废亚无 T =0.6πm/s,得Fc≈1N,由牛顿第三定 律可知玩具小车在C点时对轨道的压力Fc= 关，C错误；如题图丁所示，小球在平面内做圆周 FNC≈1N,C错误；设玩具小车在A点时受到向 运动，过最高，点时对小球进行受力分析，如果轻 杆对小球为向上的支持力，则mg一FN=》)】 上的压力FM,则FM一mg=mR,由牛领第三 定律可知玩具小车在A点时对轨道的压力 随着速度的增大，小球受到的支持力减小；若轻杆对 FM=FM,得F-FKc=2g=10N,D正确。 小球为向下的拉力，则mg十T=m,,随着速度的 4.D【解析】细绳长为L,重力沿斜面向下分力为 mgsin0,小球在最高，点的向心力最小值为ng sin0, 增大，小球受到的拉力增大，D错误。 故存在最小速度，最小速度为v,满足mg sin0= ②D【解析】转弯丰径为r一，A、B错误；客机所 m乙，解得o= 3gL 5 ,所以小球在最高点的速度 受向心力大小为F=mw,又因为u= ,解得 /3gL u0必须满足00≥√5 ,A、B、C错误，D正确。 ·18·