北京市第一七一中学2025-2026学年高一上学期10月月考物理试卷

2025-2026学年北京171中高一（上）月考物理试卷（10月份） 一、单选题：本大题共10小题，共30分。 1.如图甲所示，机器人转动八角巾手帕时形成一个匀速转动的圆盘。O为手帕的中心，A、B、C为手帕上的三个点如图乙，各点到O点的距离关系为，下列说法正确的是(    ) A. A点的线速度大于C点的线速度 B. C点的周期大于B点的周期 C. C点的角速度小于A点的角速度 D. A点所受的合力不一定指向圆心 2.如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下，当细绳与钉子相碰时，下列说法正确的是(    ) A. 小球的线速度突然变大 B. 小球的角速度突然变大 C. 细线上的拉力突然变小 D. 小球的向心加速度突然变小 3.如图所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动，同时人顶着直杆以速度水平匀速移动。列说法的正确的是(    ) A. 猴子相对地面运动的轨迹是直线 B. 猴子相对地面做匀变速运动 C. 猴子受到的合外力斜向右上 D. 经过时间t，猴子的对地位移的大小为 4.河水的流速随离河岸一侧的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则下列说法中不正确的是(    ) A. 船渡河的最短时间是60s B. 船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C. 船在河水中航行的轨迹不是一条直线 D. 船在河水中的最大速度是 5.如图，O为地球的球心，可视为质点的卫星A、B在同一平面内绕地球做同向匀速圆周运动。某时刻，连线BA垂直于BO，BA与OA的夹角，卫星B的公转周期为2小时，则卫星A的公转周期为(    ) A. 8小时 B. 小时 C. 4小时 D. 小时 6.“嫦娥五号”返回器携带月球样品在地球上预定区域安全着陆。在落地之前，它在地球大气层打个“水漂”，如图所示为返回器跳跃式返回过程示意图，虚线圆为大气层的外边界，返回器从a点进入大气层，经a、b、c、d、e回到地面，其中a、c、e为轨迹和大气层外边界的交点，过程中返回器仅受万有引力作用。下列说法正确的是(    ) A. 返回器经过b、d两点时加速度方向不同 B. 返回器经过a、c两点时速度可能相同 C. 返回器从c到e点速率先增大后减小 D. 返回器在这几个点中经过b点时受到地球的万有引力最小 7.2022年10月1日，女篮世界杯在澳大利亚悉尼落下帷幕，中国女篮一路过关斩将，最终取得平历史最佳战绩的世界杯亚军。图甲为9号运动员突破对方防守正在投篮时的情景，物理模型见图乙。假设篮球从地面上方的某点B斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上的A点，反弹后穿过篮筐，不计空气阻力。设抛射点B离地高H，抛出时篮球的速度，抛射角。若抛射点B向远离篮板方向水平移动一小段距离，要使抛出的篮球仍能垂直击中篮板上的A点，则以下措施可行的是(    ) A. 抛射点高度H升高，抛射速度不变，抛射角减小 B. 抛射点高度H升高，抛射速度增大，抛射角不变 C. 抛射点高度H不变，抛射速度增大，抛射角增大 D. 抛射点高度H不变，抛射速度增大，抛射角不变 8.如图，拉格朗日点位于地球和月球连线上，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球以相同的周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球的向心加速度大小，表示地球同步卫星的向心加速度大小，则(    ) A. B. C. D. 9.如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。则(    ) A. 飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为 B. 飞船在A点处点火时，速度增加 C. 飞船在轨道Ⅰ上运行时通过A点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时通过A点的加速度 D. 飞船在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为 10.如图所示，轻杆长2l，中点O固定在水平转轴上，杆两端分别固定着质量分别为m、2m的两个小球。在转轴带动下轻杆在竖直平面内绕O点匀速转动，某时刻轻杆处于竖直方向且转轴在竖直方向上恰好不受杆的作用力。重力加速度为g，球的线速度大小为(    ) A. B. C. D. 二、多选题：本大题共4小题，共12分。 11.如图是某电力机车雨刮器的示意图，雨刮器由刮水片和雨刮臂连接而成，M、N为刮水片的两个端点，P为刮水片与雨刮臂的连接点，若雨刮臂绕O轴在竖直平面内范围内转动的过程中，刮水片始终保持竖直，下列说法正确的是(    ) A. P点的线速度始终不变 B. 同一时刻，M、N两点的线速度相同 C. 若增大OP的长度，则刮水片刮水时覆盖面积不变 D. 若增大OP的长度，则刮水片刮水时覆盖面积增大 12.如图是某次网球的飞行轨迹，图中A、B为轨迹上等高的两点，P为最高点。若空气阻力大小与瞬时速度大小成正比，则该网球(    ) A. 在空中的运动为匀变速曲线运动 B. 经过P点的加速度等于重力加速度 C. 经过A点的速度大于经过B点的速度 D. 在AP段的飞行时间小于在PB段的飞行时间 13.校运会期间，小杰参加了跳远比赛，某次他腾空过程中离地面的最大高度为L，跳远距离为4L，他落入沙坑瞬间速度v方向与水平面间的夹角为，他在空中飞行时间为t，运动员视为质点，不计空气阻力。则(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 14.多选国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，被吸食星体的质量远大于吸食星体的质量．假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中(    ) A. 它们做圆周运动的万有引力保持不变 B. 它们做圆周运动的角速度不断变大 C. 体积较大星体圆周运动轨道半径变大 D. 体积较大星体圆周运动的线速度变大 三、实验题：本大题共2小题，共14分。 15.某同学利用如图所示的向心力演示器探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度之间的关系，两个变速塔轮通过皮带连接，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随两个变速轮塔匀速转动，槽内的小球随槽做匀速圆周运动，横臂的挡板对小球的压力提供向心力，小球对挡板的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标记显示出两个小球所受向心力的大小关系。已知挡板A、C到左、右塔轮中心的距离相等。 本实验中用到的物理方法是______。 A.微元法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.理想实验法 当皮带套在半径不同的变速塔轮轮盘上时两轮盘边缘处的______填“线速度”或“角速度”大小相同。 探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应选择两个质量相同的小球，分别放在挡板C与______填“挡板A”或“挡板B”处，同时选择半径______填“相同”或“不同”的两个塔轮。 16.某同学做“研究平抛运动的特点”实验。 用图甲所示装置研究平抛运动竖直分运动的特点。A、B为两个完全相同的小球，用小锤击打弹性金属片后，A球沿水平方向飞出，同时B球自由下落。下列说法正确的是______。 A.A球的运动时间比较长 B.两球的质量应相等 C.改变击球点离地高度，观察到A、B两球也同时落地 D.该实验说明A球在水平方向做匀速直线运动 利用如图乙所示的实验装置进行实验，使小球从距地面高度为的斜槽底端水平飞出，用频闪照相每秒频闪30次的方法，记录小球在不同时刻的位置，则最多可以得到小球在空中运动的______个位置。重力加速度g取 该同学在用图乙装置实验时，忘记标记重垂线方向，为解决此问题，他在频闪照片中选择某位置标记为为坐标原点，沿任意两个相互垂直的方向作x轴和y轴，建立直角坐标系xOy，如图丙所示，并测量出c位置的坐标和e位置的坐标，则重垂线方向与y轴间夹角的正切值为______。 四、计算题：本大题共4小题，共44分。 17.宇航员在某行星上以速度竖直上抛一个可视为质点的物体，不计空气阻力，经时间t后落回手中，已知该星球半径为R，求： 该星球表面的重力加速度大小； 该星球第一宇宙速度的大小。 18.如图所示，质量均为m的两小球A、B在O点以的速度向左、向右水平抛出，经过进入下方的水平风洞区域。风洞的竖直宽度，长度足够长。球在风洞中受到恒定的水平向左的风力，大小，重力加速度大小。求： 球A进入风洞时的速度大小v； 球A、B离开风洞时位置间的距离x。 19.一质量为2kg的质点在某xy平面上做匀加速曲线运动，在该平面上建立直角坐标系并将运动分解在x轴和y轴上进行研究，在x方向的位移-时间图线为抛物线，类似于自由落体，如图甲；在y方向的位移-时间图像为直线，如图乙，求： 时，质点在x方向的速度，y方向的速度，初速度v； 内质点的位移大小； 质点运动的加速度是多少？所受的合力多大？ 20.用螺栓和螺母紧固构件，结构简单、连接可靠、装拆方便。 如图1所示，一种螺纹细密的新型螺母，其螺纹牙底有一个与螺栓轴向夹角为的楔形面，拧紧后，螺栓上螺纹的牙尖抵在螺母牙底楔形面上的A点，对A点施加垂直于楔形面的作用力N，由此产生沿螺栓轴向张紧的力F，求N与F的比值。 如图2所示，固定的、螺距为d的螺栓上有一螺母。由于负荷的机械作用，螺母沿轴向平移。 若螺母沿轴向匀速平移的速度为v时，求其绕轴转动的角速度； 把螺母简化为半径为r的圆筒。螺母从静止开始转动且沿轴向的加速度恒为，推导螺母内壁上的任意一点速度与时间t的关系。 答案和解析 1.【答案】A  【解析】解：BC、根据题意可知A、B、C三点同轴转动，角速度相等，结合公式，可知周期相等，故BC错误； A、点A、C的角速度相等，A点做匀速圆周运动的半径大，根据公式，可知A点的线速度大于C点的线速度，故A正确； D、由于匀速转动，所以A点所受的合力一定指向圆心，故D错误。 故选：A。 同轴转动时，圆上的点的角速度相同，根据以及，即可求解线速度、角速度与周期的关系。 对于传动问题，若属于皮带传动或齿轮传动，则轮子边缘各点线速度的大小相等；若属于同轴传动，则各点的角速度相等。 2.【答案】B  【解析】解：小球运动到最低点时，细绳与钉子相碰，原来是以悬点O做圆周运动，与钉子相碰的瞬间圆心位置变成了钉子所在的A点，小球做圆周运动的半径变小。但在细绳与钉子相碰的瞬间，小球的线速度不变，因为在此时小球的速度方向是水平向右，而在水平方向上没有受到外力作用。所以水平方向的速度不变，即小球的线速度不变，故A错误； B.根据线速度与角速度的关系有 细绳与钉子相碰瞬间，半径减小，则角速度增大，故B正确； C.根据 解得 结合上述，细绳与钉子相碰瞬间，半径减小，则细线上的拉力突然变大，故C错误； D.根据 结合上述，细绳与钉子相碰瞬间，半径减小，则小球的向心加速度突然变大，故D错误。 故选：B。 细绳碰到钉子的瞬间，小球做圆周运动的圆心变为了钉子所在的A点，半径变小，但小球的线速度不变，根据线速度和角速度的关系可以判断角速度的变化；小球由拉力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律可以判断细绳上拉力的变化。根据向心加速度公式判断加速度变化。 解题的关键是要认识到细绳碰到钉子的瞬间，小球做圆周运动的圆心位置变化，半径发生了变化，同时小球的线速度不变。 3.【答案】B  【解析】解：A、猴子水平方向做匀速直线运动，竖直方向做与加速直线运动，猴子相对地面运动的轨迹是曲线，故A错误； B、猴子竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，加速度不变的运动为匀变速运动，猴子相对地面做匀变速运动，故B正确； C、猴子竖直方向做匀加速直线运动，水平方向做匀速直线运动，猴子受到的合外力沿竖直杆向上，故C错误； D、经过时间t，猴子的对地位移为水平和竖直方向的合位移，大小为，故D错误。 故选：B。 猴子相对地面运动的轨迹是曲线；猴子做的是加速度不变的运动为匀变速运动；猴子受到的合外力沿竖直杆向上；猴子的对地位移为水平和竖直方向的合位移。 知道水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动的合运动是曲线运动，知道猴子的位移是指水平和竖直方向的合位移。 4.【答案】A  【解析】解：AB、当船在静水中速度与河岸始终垂直时，即船头始终与河岸垂直时渡河时间最短，最短时间是，故A错误、B正确； C、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上做匀速直线运动，两个分运动的合运动是曲线运动，运动轨迹是一条曲线，故C正确； D、当水速最大时船在水中的速度即合速度最大，最大合速度为：，故D正确。 本题选错误的，故选：A。 将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短；当水流速最大时，船在河水中的速度最大。 解决本题的关键将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，抓住分运动与合运动具有等时性进行求解。 5.【答案】B  【解析】解：设卫星A的轨道半径为r，由几何关系，卫星B的轨道半径为： 对A，有： 对B，有： 其中： 联立解得：，故B正确，ACD错误。 故选：B。 根据几何关系求出卫星A、B轨道半径的关系，对A和B分别根据万有引力提供向心力列式即可求解。 该题考查了人造卫星的相关知识，解决本题的关键是万有引力提供向心力，在圆周运动中涉及几何关系求半径是一个基本功问题。 6.【答案】A  【解析】解：返回器在返回地面过程中做曲线运动，合外力指向轨迹的凹侧，加速度方向与合外力方向相同，可知加速度指向轨迹的凹侧，所以返回器经过b、d两点时加速度方向不同，故A正确； B.返回器做曲线运动，其在a、c两点的速度方向沿该点的切线方向，由图可知两点处速度方向不同，故B错误。 C.返回器从c到e点，仅受万有引力作用，从c到d，万有引力做负功，速度减小，从d到e，万有引力做正功，速度增大，所以速率先减小后增大，故C错误。 D.根据万有引力公式，在这几个点中返回器在d点时到地心的距离最大，所以经过d点时受到地球的万有引力最小，故D错误。 故选：A。 根据质点做曲线运动的特点，速度方向为运动轨迹的切线方向，合外力指向运动轨迹凹的一侧分析；万有引力做负功，速度减小，万有引力做正功，速度增大；根据万有引力定律计算引力大小。 该题考查曲线运动中速度、加速度等特点考查，学生要对物体做曲线运动的特点熟练掌握。 7.【答案】A  【解析】解：篮球从地面上方的某点B斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上的A点，其逆过程可以看成平抛运动，竖直方向做自由落体运动，在空中运动时间为 竖直位移为 A点的高度为 水平方向做匀速直线运动，水平位移为 A、抛射点高度H升高，抛射速度不变，抛射角减小，垂直击中篮板的位置高度可能不变，水平位移可能减小，故A正确； B、抛射点高度H升高，抛射速度增大，抛射角不变，垂直击中篮板的位置高度变高，水平位移增大，故B错误； C、抛射点高度H不变，抛射速度增大，抛射角增大，垂直击中篮板的位置高度变高，水平位移可能减小，故C错误； D、抛射点高度H不变，抛射速度增大，抛射角不变，垂直击中篮板的位置高度变高，水平位移增大，故D错误。 故选：A。 解决本题巧用平抛运动知识，由于题目中紧抓住篮球垂直打到篮板，故其逆过程可以看成平抛运动，则有水平速度越大，落地速度越大，与水平面的夹角越小。 本题采用了逆向思维，降低了解决问题的难度，若仍沿题意角度思考，解题很繁琐同时容易出错。 8.【答案】C  【解析】解：万有引力提供向心力，根据向心加速度的公式可知： ， 在拉格朗日点建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，由于拉格朗日点的轨道半径小于月球轨道半径，所以， 同步卫星的周期是1天，月球的周期约为27天，同步卫星的周期小于月球的周期，即同步卫星的周期小于空间站的周期，则根据“高轨长周期”可知，同步卫星的轨道半径小于拉格朗日点的轨道半径，所以， 由此可知，， 故C正确，ABD错误； 故选：C。 确定向心加速度的表达式，结合题图信息、拉格朗日点的特点、同步卫星的特点、周期与轨道半径的关系，即可分析判断ABCD正误。 本题考查拉格朗日点，解题时需注意，位于拉格朗日点上的卫星可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球以相同角速度绕地球做匀速圆周运动，故只要卫星在地月拉格朗日点上，卫星做圆周运动的角速度就等于月球绕地球公转的角速度。 9.【答案】D  【解析】解：A、飞船在轨道I上运行时，根据万有引力等于向心力得 在月球表面上，根据万有引力等于重力，得，联立得：飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为 ，故A错误； B、飞船在A点处点火时，是通过向行进方向喷火，做减速运动，向心进入椭圆轨道，所以点火瞬间是速度减小的，故B错误； C、在轨道Ⅰ上通过A点和在轨道Ⅱ上通过A点时，其加速度都是由万有引力产生的，而万有引力相等，故加速度相等，故C错误。 D、飞船在轨道Ⅲ绕月球运行，由，得，故D正确。 故选：D。 根据万有引力等于向心力和万有引力等于重力，求解飞船在轨道Ⅰ上的运行速度。从轨道Ⅱ上A点进入轨道Ⅰ需加速，使得万有引力等于向心力。根据开普勒第三定律比较在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ上运行的周期大小，通过比较万有引力的大小，根据牛顿第二定律比较经过A点的加速度大小。 本题要万有引力定律和向心力公式的应用。要掌握万有引力等于向心力以及万有引力等于重力这两条思路，并能灵活运用。 10.【答案】C  【解析】解：转轴在竖直方向上恰好不受杆的作用力时，质量为2m的小球一定在最高点。 设此时两球的速度大小为v，对最高点的小球根据牛顿第二定律有： 对最低点的小球根据牛顿第二定律有： 解得：，故ABD错误，C正确。 故选：C。 两球线速度大小相等，根据牛顿第二定律结合向心力的计算公式进行解答。 本题中两个球角速度相等，半径相等，则线速度大小相等，结合牛顿第二定律是解题的关键。 11.【答案】BD  【解析】解：A、P点的轨迹为圆周，线速度方向改变，故A错误； B、根据线速度的公式 可知同一时刻，M、N两点的线速度相同，要注意MN两点都在刮水片上，而刮水片是平动，不是同轴传动，故B正确； CD、若增大OP的长度，则刮水片刮水时覆盖面积将会增大，故C错误，D正确。 故选：BD。 MN两点由于都在刮水片上，而刮水片是平动，所以MN两点的运动状态都相同。 此题考查对圆周运动基本物理量的理解，需要注意的是，MN两点不是同轴传动。 12.【答案】CD  【解析】解：AC、羽毛球在运动过程中受到自身重力和空气阻力作用，其合力是变化的，做变加速曲线运动，且空气阻力做负功，羽毛球的机械能减小，由于A、B为同一轨迹上等高的两点，则羽毛球在A点的速度大于在B点的速度，故A错误，C正确； B、在P点，网球有水平方向速度，空气阻力水平方向，此时合力为重力与水平方向空气阻力的合力，根据牛顿第二定律，加速度不等于重力加速度，故B错误； D、由于存在空气阻力与运动方向相反，AP段羽毛球处于上升阶段，可知羽毛球竖直向下的加速度大于重力加速度，而PB段羽毛球处于下降阶段，羽毛球竖直向下的加速度小于重力加速度，由于上升与下降阶段，竖直方向的位移大小相等，由，可知AP段的飞行时间小于PB段的飞行时间，故D正确。 故选：CD。 根据网球在受空气阻力与瞬时速度大小成正比情况下的运动分析，需根据牛顿第二定律判断加速度，结合动能定理分析速度，依据竖直方向运动情况确定时间。 本题关键在于考虑空气阻力与速度相关对网球运动的影响，通过牛顿第二定律分析加速度，动能定理分析速度，竖直方向运动学公式分析时间。 13.【答案】BD  【解析】解：从最高点到落地过程中做平抛运动，根据运动学公式 解得 水平方向做匀速直线运动，根据分运动与合运动的等时性，则水平方向的分速度为 运动员落地时的竖直分速度为 由数学知识可知 落入沙坑瞬间速度v，则 水平方向的运动可当作匀速直线运动，则在空中飞行时间为，故BD正确，AC错误。 故选：BD。 运动员跳起后，做斜抛运动，其水平方向做匀速直线运动，在竖直方向上做匀变速直线运动，从最高点到落地是平抛运动。根据几何关系容易得到正切值。根据水平方向的运动可当作匀速直线运动求解飞行时间。 知道斜抛运动的处理方法仍然是把运动分成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，从最高点到落地过程做的是平抛运动。 14.【答案】CD  【解析】解：A、设体积较小的星体质量为，轨道半径为，体积大的星体质量为，轨道半径为双星间的距离为转移的质量为 则它们之间的万有引力为，根据数学知识得知，随着的增大，F先增大后减小．故A错误． B、对：  ①   对：  ② 由①②得：，总质量不变，两者距离L不变，则角速度不变．故B错误． CD、由②得：，、L、均不变，增大，则增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大． 由得线速度v也增大．故CD正确． 故选： 双星绕两者连线的一点做匀速圆周运动，由相互之间万有引力提供向心力，根据万有引力定律、牛顿第二定律和向心力进行分析． 本题是双星问题，要抓住双星系统的条件：角速度与周期相同，运用牛顿第二定律采用隔离法进行研究． 15.【答案】C；   线速度；   挡板A；不同  【解析】探究小球做圆周运动的向心力F与质量m、运动半径r和角速度之间的关系时，在研究其中两个物理量关系时，需要保持其他物理量一定，实验采用了控制变量法。故ABD错误，C正确。 故选：C。 当皮带套在半径不同的变速塔轮轮盘上时，两轮盘边缘处的线速度大小相同。 探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，应选择两个质量相同的小球，同时确保圆周运动的半径相等，即分别放在挡板C与挡板A处；为了使角速度不相同，实验中应选择半径不同的两个塔轮。 故答案为：； 线速度； 挡板A；不同。 本实验采用控制变量法，根据各个实验的试验方法逐一分析； 皮带传动，线速度相等； 探究向心力的大小与圆周运动角速度的关系时，角速度不同，其它量保持相同。 本实验采用控制变量法，即要研究一个量与另外一个量的关系，需要控制其它量不变．知道靠皮带传动，变速轮塔边缘的线速度大小相等。 16.【答案】C  15   【解析】解：根据装置图甲可知，两球由相同高度同时开始运动，A做平抛运动，B做自由落体运动，由于两球同时落地，说明A、B在竖直方向上的运动规律是相同的，改变击球点离地高度，多次实验也能观察到A、B两球同时落地，因此根据实验结果可推知，平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动，该实验不需要两球质量相等，故ABD错误，C正确。 故选：C。 小球从高度为的斜槽底端水平飞出，做平抛运动 根据自由落体运动 代入数据解得小球的运动时间为 每秒频闪30次，则闪光间隔 空中小球个数 观察图丙可得到O与之间的距离大于与之间的距离，可知小球沿x轴做减速运动，那么x轴是斜向上偏离水平方向。设重垂线与y轴间的夹角为，将重力加速度分别沿x、y轴方向分解，如下图所示： 则， 根据匀变速运动推论，设相邻点之间的时间间隔为T，则沿x轴方向有 代入数据得 沿y轴方向有 代入数据得 因此重垂线方向与y轴间夹角的正切值 代入数据解得。 故答案为：；；。 小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动，通过观察两小球落地的时间情况分析平抛运动竖直方向的运动特点，改变抛出的高度进行分析，根据多次实验的结果得出结论；该装置不能说明平抛运动水平方向的运动特征；实验还能说明与小球质量是否有关系。 平抛运动可分解为竖直方向的自由落体运动，据此求飞行时间，再根据频闪照相的频率求解小球影像的个数； 将重力加速度分别沿x、y轴方向分解，再根据匀变速运动的推论分析作答。 本题考查了利用频闪照相探究平抛运动的特点，本题的关键是理解实验的原理；难点是根据图丙给出的信息，利用匀变速运动的推论分析求解重垂线方向与y轴间夹角的正切值。 17.【答案】该星球表面的重力加速度大小为；   该星球第一宇宙速度的大小为  【解析】由题意可知 故星球表面的重力加速度 根据 得 所以 答：该星球表面的重力加速度大小为； 该星球第一宇宙速度的大小为。 物体做竖直上抛运动，上升和下落时间对称，总时间t，根据竖直上抛运动的速度-时间公式落回时速度，可推导出星球表面的重力加速度g。 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，此时万有引力提供向心力，且星球表面万有引力近似等于重力，结合中求出的g，可求解第一宇宙速度v。 本题考查竖直上抛运动的速度-时间规律，以及第一宇宙速度的推导利用万有引力与重力的关系、向心力公式，即星球表面万有引力近似等于重力，且重力提供近地卫星的向心力。关键是明确第一宇宙速度的物理意义近地卫星的环绕速度，利用星球表面“重力提供向心力”的关系，结合中求出的重力加速度，推导第一宇宙速度的大小。 18.【答案】小球进入风洞时的速度大小v为。   球A、B离开风洞时位置的距离x为  【解析】设球进入风洞时的竖直分速度为，竖直方向小球做自由落体运动，则 小球进入风洞时的速度大小 解得。 设小球在风洞中运动的时间为t，在风洞中的水平加速度大小为a，A、B两球在风洞中的水平位移分别为、。 在风洞中竖直方向有 由牛顿第二定律得 由水平方向的运动规律得， 两球离开风洞时位置的距离，解得。 答：小球进入风洞时的速度大小v为。 球A、B离开风洞时位置的距离x为。 利用平抛运动竖直方向是自由落体求出竖直分速度，再结合水平初速度，求出小球进入风洞时的速度大小。 先根据风洞竖直方向的运动规律求出小球在风洞中运动的时间，再由牛顿第二定律得出水平加速度，结合水平方向的匀变速直线运动规律，分别求出两球在风洞中的水平位移，最后计算出两球离开风洞时位置的距离。 本题考查平抛运动与匀变速直线运动的综合应用，涉及平抛运动的规律、牛顿第二定律以及匀变速直线运动的位移公式，需要综合分析小球在平抛阶段和进入风洞后的运动情况来求解速度和位移。 19.【答案】时，质点在x方向的速度为0，y方向的速度为，初速度v为，方向沿y轴负方向；   2 s内质点的位移大小为；   质点运动的加速度为；所受的合力为8N，合力方向沿x轴正方向  【解析】由题图且抛物线的顶点为，可知质点在x轴方向上做初速度为零的匀加速运动，初速度 质点在y轴方向上做匀速直线运动，速度大小 则质点的初速度等于y方向的分速度，大小，方向沿y轴负方向； 内质点在沿x轴方向的位移；沿y轴方向位移的大小 则质点2s内位移的大小 时刻沿x方向的位移为零，时刻沿x方向的为为8m，由 知，质点的加速度 质点所受的合力大小 合力方向沿x轴正方向。 答：时，质点在x方向的速度为0，y方向的速度为，初速度v为，方向沿y轴负方向； 内质点的位移大小为； 质点运动的加速度为；所受的合力为8N，合力方向沿x轴正方向。 由图判断质点沿x轴方向与y轴方向的初速度，然后由平行四边形定则求出合初速度即可； 分别求出沿x方向与y方向的分位移，然后求出矢量合即可； 由位移-时间公式求出质点的加速度，由牛顿第二定律求出质点受到的合外力。 本题考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的能力，类似平抛运动的方法解答即可，中等难度。 20.【答案】N与F的比值等于2；   绕轴转动的角速度等于； 螺母内壁上的任意一点速度与时间t的关系为  【解析】将N沿螺栓轴向与垂直于螺栓轴向分解，则有 解得 螺母转动一周，螺母沿轴向平移一个螺距，则有 解得 对螺母内壁上的点，根据速度公式，在轴向上有 任意时刻该点绕轴的线速度有 结合上述有 则螺母内壁上的任意一点速度 解得 答：与F的比值等于2； 绕轴转动的角速度等于； 螺母内壁上的任意一点速度与时间t的关系为 由正交分解法列式求解N与F的比值； 由螺母运动特点结合公式求解螺母绕轴转动的角速度； 根据运动的合成与分解求解螺母内壁上的任意一点速度与时间t的函数关系。 本题主要考查正交分解法和运动的合成与分解的应用，根据螺母运动特点分析解答。 第1页，共1页 学科网（北京）股份有限公司 $