精品解析：北京市房山区2025-2026学年度第二学期学业水平调研（三） 高一物理试卷

2025—2026学年度第二学期学业水平调研（三） 高一物理 本试卷共8页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 请阅读下述文字，完成第1题、第2题、第3题。 一个小钢球在水平面上沿如图所示虚线做直线运动。利用一块磁铁从不同方向给它施加力的作用，某次操作中小钢球沿下图中实线所示轨迹运动。 1. 下列描述小钢球运动的物理量中，属于矢量的是（ ） A. 时间 B. 路程 C. 速率 D. 速度 2. 关于此次操作中磁铁的位置可能是（ ） A. 放在A位置 B. 放在B位置 C. 放在C位置 D. 放在D位置 3. 关于小钢球沿图中实线所示的轨迹运动，下列说法正确的是（ ） A. 小钢球运动的速度不变 B. 小钢球受到合力的方向与速度方向共线 C. 小钢球运动某点的加速度方向是该点的切线方向 D. 小钢球运动某点的速度方向是该点的切线方向 4. 小球做平抛运动，下列决定其在空中运动时间的是（ ） A. 小球质量 B. 水平射程 C. 初速度大小 D. 下落高度和当地重力加速度 5. 关于物体做圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 物体所受合力不变 B. 物体所受合力的方向不一定垂直于速度方向 C. 若物体做匀速圆周运动，其加速度不变 D. 若物体做匀速圆周运动，其线速度不变 6. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。下列说法正确的是（　　） A. A、B周期之比为1：2 B. A、B向心加速度大小之比为2：1 C. B、C线速度大小之比为2：1 D. B、C角速度大小之比为1：2 7. 如图，一个小球在细线的牵引下，在水平光滑桌面上绕一个点做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 小球的线速度越小，细线越容易断 B. 小球的角速度越小，细线越容易断 C. 小球的周期越小，细线越容易断 D. 小球的质量越小，细线越容易断 8. 2026年1月6日上午，航空工业试飞跑道上，一架歼-35技术验证机伴随着引擎轰鸣腾空而起，圆满完成新年第一飞。已知该战机在某次测试中沿曲线由M向N加速爬升，战机在轨迹上P点的受力分析示意图如图所示。战机在P点时所受合力的方向可能是（ ） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 9. 雨润国际广场设有步行楼梯和自动扶梯。步行楼梯每级的高度是，自动扶梯与水平面的夹角为，自动扶梯前进的速度是。甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。则（　　） A. 甲乙上楼的时间一定相等 B. 甲乙上楼的速度大小一定相同 C. 甲乙上楼的位移大小一定相同 D. 甲上楼速度大小为 10. 如图所示，将细线的上端固定于天花板的O点，使小球在水平面内绕O'点做匀速圆周运动。已知小球质量为m，细线长为L，重力加速度为g，当细线与竖直方向的夹角为θ时，下列说法正确的是（ ） A. 小球所受的合力指向O点 B. 小球的向心力由重力提供 C. 小球的向心力大小为mgtanθ D. 小球的线速度大小为 11. 某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，并以撞击前相等的速率返回，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 第1次击中篮板时的速度小 B. 两次击中篮板时的速度相等 C. 球在空中运动过程第1次速度变化快 D. 球在空中运动过程第2次速度变化快 12. 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，取重力加速度为g，那么下列说法正确的是（　　） A. 衣物转动到最高点时水滴更容易被甩出 B. 脱水过程中滚筒对衣物作用力始终指向圆心 C. 脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力始终充当动力 D. 为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为 13. 跳台滑雪是一种勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有一运动员从跳台A处沿水平方向以飞出，在斜坡B处着陆，如图所示。AB间可看作直坡面，如果已知斜坡与水平方向的夹角为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法不正确的是（ ） A. 可求出运动员在空中的飞行时间和落地位移 B. 可求出运动员在空中离坡面的最大距离 C. 可求出运动员落在B处的速度 D. 若运动员飞出跳台的速度变小，则他着陆时的速度与水平方向夹角变大 14. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环形旋转舱绕中心匀速旋转，宇航员站在圆环旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，宇航员可视为质点。下列说法正确的是（ ） A. 以地心为参考系，宇航员处于平衡状态 B. 宇航员受到侧壁对他的作用力方向背离圆心 C. 宇航员的质量越大，转动的角速度应越小 D. 以旋转中心为参考系，宇航员在圆环旋转舱的加速度大小等于重力加速度的大小 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。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PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。钢球落在挡板上，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）实验过程中，取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________对应白纸上的位置即为原点。 A. 球心 B. 球的最上端 C. 球的最下端 （2）在该实验中，让钢球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下钢球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸如图所示。从甲的实验图可看出实验存在的问题________；乙的实验图中有两个点位于抛物线下方的原因是________。 A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 钢球在斜槽某处释放时有初速度 D. 钢球自由释放的位置不同 （3）利用下图描绘平抛运动的轨迹，研究水平方向的运动特点，并按照正确的方法建立直角坐标系，在y轴上选取L、4L、9L、16L位置，根据测量结果得到相应的水平位置约为d、2d、3d、4d。由此可判定平抛运动的水平分运动为________；则钢球做平抛运动的初速度大小v0＝________（用下图中的物理量表示，重力加速度为g）。 16. 使用向心力演示仪可探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，其构造如图1所示，简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离为R，挡板A到转轴距离为2R，其中左右塔轮半径从上到下比例分别为①：④=1:1、②：⑤=2:1、③：⑥=3:1。 （1）本实验采取的主要研究方法是（　　） A. 微元法 B. 理想实验法 C. 等效替代法 D. 控制变量法 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板________处（选填“A和C”或“B和C”）； （3）探究向心力的大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某同学想要利用打点计时器来研究加速度。如图3所示，将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M点，另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动，选取部分纸带如图4所示。打点计时器频率为50Hz，每相邻计数点之间有四个点未标出，已知圆盘半径R=0.10m。利用打点计时器打B点时圆盘上M点的加速度大小为________m/s2。 17. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动，摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。若摩托车手恰好成功飞过壕沟，g取。求： （1）摩托车在空中飞行的时间t。 （2）摩托车的初速度大小v0。 （3）摩托车落地时的速度大小v。 18. 汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量为2.0×103 kg的汽车（可视为质点），在水平公路的弯道上行驶，速度的大小为10 m/s，其轨迹可视为半径为50 m的圆弧。 （1）求这辆汽车转弯时的角速度大小ω。 （2）已知路面与轮胎之间的最大静摩擦力为1.4×104 N，若车速达20 m/s，请判断该车是否会发生侧滑。 （3）请你从道路设计者或驾驶员的角度，提出一条可避免汽车在弯道处侧滑的措施。 19. 如图所示，半径为0.40 m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画出），已知小球质量为0.2 kg，g取10 m/s2。 （1）能实现上述运动时，小球在B点的最小速度大小v。 （2）能实现上述运动时，求A、C间的最小距离x。 （3）若小球沿轨道运动到最高点B，并以4 m/s的速度飞出，求小球在B点对轨道的压力大小F。 20. 运动的合成和分解是分析复杂问题时常用的方法。 （1）如图所示是某一质点绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动的轨迹，若质点在t时间内从A点经过一段劣弧运动到B点，质点做匀速圆周运动的速度大小为v、运动半径为r。 a．请在图中画出质点从A点到B点的速度变化量Δv。 b．试根据加速度的定义，推导质点在位置A时的加速度大小a。 （2）在研究一般的曲线运动时，常用的是一种化曲为圆的思想。对于一般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不同，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作半径为某个合适值ρ的圆周运动的部分，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，ρ叫作曲率半径。如图所示，将物体以初速度v斜向上抛出，与水平方向间的夹角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力。试据此分析图所示的斜抛运动，论证物体在轨迹最高点处的曲率半径，并计算α的值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025—2026学年度第二学期学业水平调研（三） 高一物理 本试卷共8页，满分100分，考试时长90分钟。考生务必将答案填涂或书写在答题卡上，在试卷上作答无效。考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。 第一部分 本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的四个选项中，选出最符合题目要求的一项。 请阅读下述文字，完成第1题、第2题、第3题。 一个小钢球在水平面上沿如图所示虚线做直线运动。利用一块磁铁从不同方向给它施加力的作用，某次操作中小钢球沿下图中实线所示轨迹运动。 1. 下列描述小钢球运动的物理量中，属于矢量的是（ ） A. 时间 B. 路程 C. 速率 D. 速度 2. 关于此次操作中磁铁的位置可能是（ ） A. 放在A位置 B. 放在B位置 C. 放在C位置 D. 放在D位置 3. 关于小钢球沿图中实线所示的轨迹运动，下列说法正确的是（ ） A. 小钢球运动的速度不变 B. 小钢球受到合力的方向与速度方向共线 C. 小钢球运动某点的加速度方向是该点的切线方向 D. 小钢球运动某点的速度方向是该点的切线方向 【答案】1. D 2. B 3. D 【解析】 【1题详解】 D．矢量是指既有大小又有方向的物理量。速度有大小也有方向，为矢量，故D正确； ABC．时间、路程、速率只有大小没有方向，为标量，故ABC错误。 故选D。 【2题详解】 小钢球沿图中实线所示轨迹运动，因做曲线运动的物体合力指向运动轨迹的凹侧，磁铁应放在B位置。 故选B。 【3题详解】 A．小钢球运动的速度方向不断变化，大小也在不断变化。A错误； B．小钢球做曲线运动，故小钢球受到合力的方向与速度方向不共线。B错误； C．小钢球运动某点的加速度方向是指向运动轨迹的凹侧，C错误； D．小钢球运动某点的速度方向是该点的切线方向，D正确。 故选D。 4. 小球做平抛运动，下列决定其在空中运动时间的是（ ） A. 小球质量 B. 水平射程 C. 初速度大小 D. 下落高度和当地重力加速度 【答案】D 【解析】 【详解】平抛运动可分解为水平方向匀速直线运动、竖直方向自由落体运动，竖直方向位移满足公式 整理得运动时间 ，可知运动时间仅由下落高度和当地重力加速度决定。 故选D。 5. 关于物体做圆周运动，下列说法正确的是（ ） A. 物体所受合力不变 B. 物体所受合力的方向不一定垂直于速度方向 C. 若物体做匀速圆周运动，其加速度不变 D. 若物体做匀速圆周运动，其线速度不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．圆周运动中，不管是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，合力的方向都随位置不断变化，合力为变力，A错误； B．若物体做匀速圆周运动，合力全部提供向心力，方向垂直于速度方向；若物体做非匀速圆周运动，合力除了有指向圆心的向心分量（改变速度方向），还有切向分量（改变速度大小），合力方向不垂直于速度方向，因此圆周运动的合力方向不一定垂直于速度方向，B正确； C．匀速圆周运动的加速度方向时刻指向圆心、不断变化，因此加速度是变化的，C错误； D．匀速圆周运动的线速度方向沿圆周切线方向、时刻变化，因此线速度是变化的，D错误。 故选B。 6. 如图所示，A、B两点分别位于大、小轮的边缘上，C点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。下列说法正确的是（　　） A. A、B周期之比为1：2 B. A、B向心加速度大小之比为2：1 C. B、C线速度大小之比为2：1 D. B、C角速度大小之比为1：2 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，同缘传动边缘点线速度相等，故A与B的线速度的大小相同，即 A、C两点为同轴转动，角速度相等，即 ABD．根据 结合题意可得 由 可得 由 可得A、B向心加速度大小之比为 故ABD错误； C．根据 可得 故C正确。 故选C。 7. 如图，一个小球在细线的牵引下，在水平光滑桌面上绕一个点做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 小球的线速度越小，细线越容易断 B. 小球的角速度越小，细线越容易断 C. 小球的周期越小，细线越容易断 D. 小球的质量越小，细线越容易断 【答案】C 【解析】 【详解】细绳的拉力充当小球做圆周运动的向心力，则可知 A．小球的线速度越大，细绳的拉力F越大，细线越容易断，选项A错误； B．小球的角速度越大，细绳的拉力F越大，细线越容易断，选项B错误； C．小球的周期越小，细绳的拉力F越大，细线越容易断，选项C正确； D．小球的质量越大，细绳的拉力F越大，细线越容易断，选项D错误。 故选C。 8. 2026年1月6日上午，航空工业试飞跑道上，一架歼-35技术验证机伴随着引擎轰鸣腾空而起，圆满完成新年第一飞。已知该战机在某次测试中沿曲线由M向N加速爬升，战机在轨迹上P点的受力分析示意图如图所示。战机在P点时所受合力的方向可能是（ ） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 【答案】A 【解析】 【详解】战机做曲线运动，合力方向应指向轨迹的凹侧；战机加速爬升，说明合力对战机做正功，合力与速度方向的夹角应为锐角。 故选A。 9. 雨润国际广场设有步行楼梯和自动扶梯。步行楼梯每级的高度是，自动扶梯与水平面的夹角为，自动扶梯前进的速度是。甲、乙两位顾客，分别从自动扶梯和步行楼梯的起点同时上楼，甲在自动扶梯上站立不动，乙在步行楼梯上以每秒上两个台阶的速度匀速上楼。则（　　） A. 甲乙上楼的时间一定相等 B. 甲乙上楼的速度大小一定相同 C. 甲乙上楼的位移大小一定相同 D. 甲上楼速度大小为 【答案】A 【解析】 【详解】ABD．甲的运动如图所示 自动扶梯前进的速度是，则甲上楼速度大小为；分解在竖直方向上的速度为 乙在竖直方向的速度 由于甲乙在竖直方向速度相等，故甲乙上楼的时间一定相等；因为不知道乙水平方向的速度大小，故无法确定甲乙上楼的速度大小是否相同，故A正确，BD错误； C．因为步行楼梯和自动扶梯上楼与水平面倾角不一定相同，故甲乙上楼的位移大小不一定相同，故C错误。 故选A。 10. 如图所示，将细线的上端固定于天花板的O点，使小球在水平面内绕O'点做匀速圆周运动。已知小球质量为m，细线长为L，重力加速度为g，当细线与竖直方向的夹角为θ时，下列说法正确的是（ ） A. 小球所受的合力指向O点 B. 小球的向心力由重力提供 C. 小球的向心力大小为mgtanθ D. 小球的线速度大小为 【答案】C 【解析】 【详解】A．小球绕做匀速圆周运动，匀速圆周运动的合力指向圆周运动的圆心，不是点，A错误； B．小球受重力和细线拉力，向心力由重力和拉力的合力提供，B错误； C．竖直方向小球受力平衡，可得 水平方向合力提供向心力 联立得向心力大小，C正确； D．圆周运动的轨道半径，代入向心力公式 整理得线速度​，D错误。 故选C 。 11. 某同学练习定点投篮，篮球从同一位置出手，两次均垂直撞在竖直篮板上，并以撞击前相等的速率返回，其运动轨迹如图所示，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ） A. 第1次击中篮板时的速度小 B. 两次击中篮板时的速度相等 C. 球在空中运动过程第1次速度变化快 D. 球在空中运动过程第2次速度变化快 【答案】A 【解析】 【详解】A B．因两次均垂直撞在竖直篮板上，根据逆向思维倒过来看作平抛运动来研究；第1次抛体运动的高度大，因竖直方向的分运动为自由落体运动，故运动时间长，又两次水平射程相等，由 第1次击中篮板时的速度（平抛的初速度）小，故A正确，B错误； CD．第1次击中篮板时运动时间长，因不计空气阻力，抛体运动只受重力，故，可知球在空中运动过程两次速度变化一样快，故CD错误。 故选A。 12. 如图所示，滚筒洗衣机脱水时，滚筒绕水平转动轴转动，滚筒上有很多漏水孔，附着在潮湿衣服上的水从漏水孔中被甩出，达到脱水的目的。某一阶段，如果认为湿衣服在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，取重力加速度为g，那么下列说法正确的是（　　） A. 衣物转动到最高点时水滴更容易被甩出 B. 脱水过程中滚筒对衣物作用力始终指向圆心 C. 脱水过程中滚筒对衣物的摩擦力始终充当动力 D. 为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，滚筒转动的角速度至少为 【答案】D 【解析】 【详解】A．当衣物做匀速圆周运动时，衣物上的水由于所受合外力不足以提供向心力而做离心运动，在最高点时 在最低点时 可知衣物转动到最低点时水滴更容易被甩出，A错误； B．滚筒对衣物作用力有垂直于接触面的支持力和相切于接触面的摩擦力，该作用力与重力的合力大小不变切始终指向圆心，故脱水过程中滚筒对衣物作用力不一定指向圆心，B错误； C．脱水过程中当衣物向下运动时滚筒对衣物的摩擦力始终充当阻力，C错误； D．为了保证衣物在脱水过程中能做完整的圆周运动，则在最高点由牛顿第二定律得 可知滚筒转动的角速度至少为，D正确； 故选D。 13. 跳台滑雪是一种勇敢者的运动，运动员穿专用滑雪板，在滑雪道上获得一定速度后从跳台飞出，在空中飞行一段距离后着陆。现有一运动员从跳台A处沿水平方向以飞出，在斜坡B处着陆，如图所示。AB间可看作直坡面，如果已知斜坡与水平方向的夹角为，重力加速度为，不计空气阻力。下列说法不正确的是（ ） A. 可求出运动员在空中的飞行时间和落地位移 B. 可求出运动员在空中离坡面的最大距离 C. 可求出运动员落在B处的速度 D. 若运动员飞出跳台的速度变小，则他着陆时的速度与水平方向夹角变大 【答案】D 【解析】 【详解】A．运动员做平抛运动，落在斜面上，位移偏转角等于斜面倾角。 根据平抛运动规律，水平位移 竖直位移 由几何关系 解得飞行时间 因已知，故时间可求； 落地位移 ，故位移也可求，故A正确； B．将运动分解为沿斜面方向和垂直斜面方向。垂直斜面方向初速度 加速度 当垂直斜面方向速度减为零时，离坡面距离最大，最大距离 各量已知，故可求，故B正确； C．运动员落在B处时，水平分速度，竖直分速度 合速度，各量已知，故可求，故C正确； D．设运动员着陆时速度与水平方向夹角为，则 结合A选项中，可得 因为斜面倾角不变，所以不变，即着陆时的速度与水平方向夹角与初速度大小无关，故D错误。 故选D。 14. 在空间站中，宇航员长期处于失重状态，为缓解这种状态带来的不适，科学家设想建造一种环形空间站，如图所示。圆环形旋转舱绕中心匀速旋转，宇航员站在圆环旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，宇航员可视为质点。下列说法正确的是（ ） A. 以地心为参考系，宇航员处于平衡状态 B. 宇航员受到侧壁对他的作用力方向背离圆心 C. 宇航员的质量越大，转动的角速度应越小 D. 以旋转中心为参考系，宇航员在圆环旋转舱的加速度大小等于重力加速度的大小 【答案】D 【解析】 【详解】A．以地心为参考系，宇航员随空间站做曲线运动，速度方向不断变化，加速度不为零，不是平衡状态，A错误； B．宇航员随旋转舱绕中心做匀速圆周运动，向心力由侧壁的支持力提供，侧壁对宇航员的作用力方向指向圆心，B错误； C．根据题意，侧壁支持力等于宇航员在地球表面的重力，有，整理得，角速度与宇航员质量无关，C错误； D．以旋转中心为参考系，宇航员做匀速圆周运动，合力（侧壁支持力）提供加速度，由得，即加速度大小等于重力加速度大小，D正确。 故选 D。 第二部分 本部分共6题，共58分。 15. 在“探究平抛运动的特点”实验中，某学习小组用如图所示装置研究平抛运动。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PQ滑下后从Q点飞出，落在水平挡板MN上。钢球落在挡板上，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。 （1）实验过程中，取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的________对应白纸上的位置即为原点。 A. 球心 B. 球的最上端 C. 球的最下端 （2）在该实验中，让钢球多次从斜槽上滚下，在白纸上依次记下钢球的位置，同学甲和同学乙得到的记录纸如图所示。从甲的实验图可看出实验存在的问题________；乙的实验图中有两个点位于抛物线下方的原因是________。 A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 钢球在斜槽某处释放时有初速度 D. 钢球自由释放的位置不同 （3）利用下图描绘平抛运动的轨迹，研究水平方向的运动特点，并按照正确的方法建立直角坐标系，在y轴上选取L、4L、9L、16L位置，根据测量结果得到相应的水平位置约为d、2d、3d、4d。由此可判定平抛运动的水平分运动为________；则钢球做平抛运动的初速度大小v0＝________（用下图中的物理量表示，重力加速度为g）。 【答案】（1）A （2） ①. B ②. D （3） ①. 匀速直线运动 ②. 【解析】 【小问1详解】 取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的球心对应白纸上的位置即为原点。 故选A。 【小问2详解】 [1]甲图中轨迹不是平抛运动的轨迹（抛物线），而是斜抛运动的轨迹，原因是斜槽末端不水平，小球不是做平抛运动，所以甲的实验错误是斜槽末端不水平，故选B。 [2]乙图中有两个点位于抛物线下方，是因为小球每次自由释放的位置不同，导致平抛的初速度不同，描绘的点不在同一轨迹上，故选D。 【小问3详解】 [1]在y轴上选取L、4L、9L、16L位置，根据匀变速直线运动规律可知，相邻两点时间间隔相等，而水平位置约为d、2d、3d、4d，则水平位移相等，可判定平抛运动的水平方向做匀速直线运动； [2]根据竖直方向运动规律可知 水平方向有 解得 16. 使用向心力演示仪可探究向心力大小与角速度、运动半径、质量的关系，其构造如图1所示，简化示意图如图2所示。挡板B、C到转轴距离为R，挡板A到转轴距离为2R，其中左右塔轮半径从上到下比例分别为①：④=1:1、②：⑤=2:1、③：⑥=3:1。 （1）本实验采取的主要研究方法是（　　） A. 微元法 B. 理想实验法 C. 等效替代法 D. 控制变量法 （2）探究向心力的大小与角速度的关系，可将传动皮带套在②⑤塔轮上，将质量相同的小球分别放在挡板________处（选填“A和C”或“B和C”）； （3）探究向心力的大小与运动半径之间的关系，应将皮带套在________塔轮上（选填“①④”、“②⑤”或“③⑥”）； （4）某同学想要利用打点计时器来研究加速度。如图3所示，将纸带的一端固定在圆盘边缘处的M点，另一端穿过打点计时器。实验时圆盘从静止开始转动，选取部分纸带如图4所示。打点计时器频率为50Hz，每相邻计数点之间有四个点未标出，已知圆盘半径R=0.10m。利用打点计时器打B点时圆盘上M点的加速度大小为________m/s2。 【答案】（1）D （2）B和C （3）①④ （4）2.0 【解析】 【小问1详解】 探究向心力的大小与小球质量、角速度和半径之间的关系，需采用控制变量法。 故选D。 【小问2详解】 探究向心力的大小与角速度的关系，根据控制变量法可知，小球的质量、圆周运动半径应相同，小球的角速度不同，因此应将两小球分别放在B和C挡板处。 【小问3详解】 探究向心力的大小与运动半径之间的关系，根据控制变量法可知，小球的质量、角速度相同，小球的圆周运动半径应不同，故应使用①④塔轮。 【小问4详解】 由题可知，相邻计数点之间的时间间隔 根据逐差法可得切向加速度 根据匀变速直线运动规律可知，打点计时器打B点时的速度 则M点的加速度 利用打点计时器打B点时圆盘上M点的加速度大小 17. 在水平路面上骑摩托车的人，遇到一个壕沟，其尺寸如图所示。摩托车后轮离开地面后失去动力，可以视为平抛运动，摩托车后轮落到壕沟对面才算安全。若摩托车手恰好成功飞过壕沟，g取。求： （1）摩托车在空中飞行的时间t。 （2）摩托车的初速度大小v0。 （3）摩托车落地时的速度大小v。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设摩托车做平抛运动的时间为t，摩托车竖直方向为自由落体运动 解得 【小问2详解】 设摩托车的速度至少为时才能越过这个壕沟，水平方向匀速运动 解得 【小问3详解】 摩托车落地时竖直分速度大小为 摩托车恰好越过壕沟落地时的速度大小 解得 18. 汽车转弯时如果速度过大，容易发生侧滑。因此，汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示，一辆质量为2.0×103 kg的汽车（可视为质点），在水平公路的弯道上行驶，速度的大小为10 m/s，其轨迹可视为半径为50 m的圆弧。 （1）求这辆汽车转弯时的角速度大小ω。 （2）已知路面与轮胎之间的最大静摩擦力为1.4×104 N，若车速达20 m/s，请判断该车是否会发生侧滑。 （3）请你从道路设计者或驾驶员的角度，提出一条可避免汽车在弯道处侧滑的措施。 【答案】（1） （2）会侧滑 （3）转弯时要减速。 【解析】 【小问1详解】 根据 可得汽车转弯时的角速度大小为 【小问2详解】 这辆汽车转弯时需要向心力的大小为 所以汽车会侧滑。 【小问3详解】 从驾驶员的角度：汽车在水平道路上转弯时，向心力由静摩擦力提供，为了防止最大静摩擦力小于所需的向心力，发生侧滑，转弯时要减速。 19. 如图所示，半径为0.40 m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画出），已知小球质量为0.2 kg，g取10 m/s2。 （1）能实现上述运动时，小球在B点的最小速度大小v。 （2）能实现上述运动时，求A、C间的最小距离x。 （3）若小球沿轨道运动到最高点B，并以4 m/s的速度飞出，求小球在B点对轨道的压力大小F。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球经过B点速度最小时，重力刚好提供向心力，则有 解得经过B点的最小速度为 【小问2详解】 当小球在B点以最小速度抛出时，A、C间距离最小，竖直方向 水平方向匀速运动 解得A、C间的最小距离为 【小问3详解】 若到达最高点B时的速度，根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第三定律可知，小球对圆环的压力为6N。 20. 运动的合成和分解是分析复杂问题时常用的方法。 （1）如图所示是某一质点绕O点沿顺时针方向做匀速圆周运动的轨迹，若质点在t时间内从A点经过一段劣弧运动到B点，质点做匀速圆周运动的速度大小为v、运动半径为r。 a．请在图中画出质点从A点到B点的速度变化量Δv。 b．试根据加速度的定义，推导质点在位置A时的加速度大小a。 （2）在研究一般的曲线运动时，常用的是一种化曲为圆的思想。对于一般的曲线运动，尽管曲线各个位置的弯曲程度不同，但在研究时，可以将曲线分割为许多很短的小段，质点在每小段的运动都可以看作半径为某个合适值ρ的圆周运动的部分，进而采用圆周运动的分析方法来进行研究，ρ叫作曲率半径。如图所示，将物体以初速度v斜向上抛出，与水平方向间的夹角为θ，重力加速度为g，不计空气阻力。试据此分析图所示的斜抛运动，论证物体在轨迹最高点处的曲率半径，并计算α的值。 【答案】（1）见解析 （2）论证过程见解析，α=2 【解析】 【小问1详解】 a．将A、B点的速度矢量（均沿圆周切线，大小为）平移至同一起点，从的末端指向末端的矢量即为，方向大致指向圆心。 b．当足够小时，、 的 夹角θ就足够小，θ角所对的弦和弧的长度就近似相等。 因此 ，在时间内，速度方向变化的角度 由此可 以求得 将此式代入加速度定义式 ，并把 代入 可得向心加速度大小的表达式为 或 【小问2详解】 斜抛运动最高点，竖直分速度为0，物体速度等于初速度的水平分量  最高点加速度等于重力加速度，根据圆周运动向心加速度公式 可得  整理得   把等式写成比例关系，即。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $