精品解析：福建省龙岩市一级校联考2025-2026学年高一下学期期中物理试题

2025-2026学年第二学期期中测试 高一物理试题 （考试时间：75分钟 总分：100分） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 2026年米兰冬奥会男子1500米速度滑冰项目上，我国选手打破奥运纪录强势夺金。这也是中国男子速滑1500米项目冬奥历史首金。图为比赛中选手减速滑过弯道时的情景，此时他所受合力及速度方向可能正确的是（　　） A. B. C. D. 2. 2026年闪耀汀江两岸的无人机光影秀与烟花秀表演成为龙岩上杭马年春节最亮眼的文旅名片。若分别以水平向右、竖直向上为轴与轴的正方向，某架参演的无人机在、轴方向的图像分别如图甲、乙所示，该无人机的运动轨迹可能为（　　） A. B. C. D. 3. 水车是中国古代常见的农业灌溉工具，体现了中华民族高超的劳动技艺和创造力。如图所示，、分别为水车内、外轮缘上的点，当水车在流水的作用下匀速转动时（　　） A. 点的周期小于点的周期 B. 点的角速度等于点的角速度 C. 点的线速度大于点的线速度 D. 点的向心加速度等于点的向心加速度 4. 图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 5. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐方式。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置、、，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则（　　） A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大 B. 丙击出的高尔夫球在空中运动时间最短 C. 三个高尔夫球被击出的初速度竖直分量相等 D. 三个高尔夫球被击出的初速度水平分量相等 6. 很多电风扇都可以在吹风的同时左右摇头，图甲为电风扇摇头齿轮传动的部分结构图，图乙为其中销钉小齿轮与曲柄齿轮的传动示意图，其中销钉小齿轮的齿数为10，曲柄齿轮的齿数为60，、分别为销钉小齿轮和曲柄齿轮边缘上两点，则两齿轮匀速转动时（　　） A. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为 B. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动角速度之比为 C. 、两点做圆周运动的线速度之比为 D. 、两点做圆周运动的向心加速度之比为 7. 生物实验室使用高速离心机分离细胞样本，试管倾斜放置在离心机中，某次实验，质量为的样本在试管中随离心机做匀速圆周运动时，紧贴试管壁，样本到转轴的距离为0.1 m，角速度为，下列说法正确的是（　　） A. 样本的向心力由试管壁的弹力提供 B. 样本的向心力大小为，方向始终垂直转轴 C. 样本的向心加速度大小为，方向与速度方向相同 D. 仅将角速度增大为原来的2倍，则向心力大小变为原来的4倍 8. 如图所示，内、外壁均光滑、半径为的圆轨道固定在竖直面内，是轨道的圆心，是竖直直径。甲、乙两小球（均视为质点）分别在轨道内、外壁上的、两点，半径与竖直方向的夹角为，重力加速度为，，下列说法正确的是（　　） A. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度为0 B. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度大小为 C. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则在点对轨道刚好无压力 D. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则刚好能到达点 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12~13题为实验题，14~16题为计算题，考生根据要求作答。 9. 京杭大运河贯穿宝应县南北，渡船曾是运河两岸重要的交通工具。某个渡口，河宽为120米，水流速度恒为，船在静水中的速度为，一条渡船恰好沿直线从点驶向对岸的点。已知与河岸垂直，渡船实际速度为_______，渡船过河时间为_______s。 10. 滚筒洗衣机的实物图片如图所示。脱水时，滚筒绕水平轴高速匀速转动，附着在衣物上的水会从滚筒漏水孔中甩出。洗衣机脱水桶是利用离心现象的原理制成的机械，将衣服放在洗衣机的甩干桶内，当甩干桶高速旋转时，衣服也随之旋转，当水的附着力________（填“大于”“小于”或“等于”）做圆周运动所需要的向心力时，衣服上的水滴就被甩出。衣服在图中_____（填“A”“B”“C”或“D”）处时脱水效果最好。 11. 如图所示，小明同学利用矿泉水瓶探究平抛运动规律，在矿泉水瓶内装满水，瓶盖上打一个圆形小孔，将矿泉水瓶平放在桌面上，瓶口伸出桌面边缘。用力捏矿泉水瓶身，水流水平喷出，测得小孔中心离地面的高度为，小孔中心在地面上的投影到水的落地点中心的距离为，不计空气阻力，重力加速度取。完成下列问题： 水流落地前瞬间的速度大小为_______，速度方向与地面夹角的正切值为_______。 12. 向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量，角速度和半径之间的关系。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变速塔轮1和变速塔轮2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，根据标尺上的黑白相间的等分格可得出两个钢球所受向心力的比值。 （1）在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是_____（填正确答案标号）。 A. 伽利略对自由落体的研究 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与_______的关系（填正确答案标号）。 A. 钢球质量 B. 角速度 C. 运动半径 （3）若某次实验中两个钢球质量和运动半径相等，标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为，则与皮带连接的变速塔轮1和变速塔轮2的半径之比为_______（填正确答案标号）。 A. B. C. D. 13. “探究平抛运动的特点”实验装置如图1所示。 （1）下列说法正确的是________。 A. 斜槽轨道需要光滑 B. 利用铅垂线在坐标纸上画出通过坐标原点的竖直线为轴 C. 记录点迹时，钢球从斜槽上不同位置无初速释放5~6次，落到挡板上通过挤压复写纸在白纸上留下印迹 （2）如图2所示，方格纸每小格边长，实验记录了钢球在平抛运动中的点迹和，已知、两点中有一个是运动轨迹上的点，那么这个点是_______（选填“”或“”），钢球做平抛运动时的抛出点_______（选填“是”或“不是”）O点，平抛运动到点的时间为_______，到点的速度为_____，取。 14. 排球运动是一项集运动休闲娱乐为一体的群众性体育项目。如图所示，甲运动员在距离水平地面高处将排球击出，排球水平飞出；乙运动员在离地处接到排球，球被接到时距甲运动员击球点的水平距离，取，不计空气阻力。求： （1）排球从被击出至被乙接到前瞬间在空中飞行的时间； （2）排球被击出时的初速度大小； （3）排球被乙接到前瞬间的速度大小 15. 某兴趣小组利用圆锥摆模型研究匀速圆周运动，如图所示，用长为的细绳连接一个质量为的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向成角。忽略空气作用，细绳质量不计且不可伸长，小球视为质点，重力加速度取，，。 （1）求小球做圆周运动的向心力的大小； （2）求小球做圆周运动的角速度的大小； （3）若细绳承受的最大拉力是，改变小球速率，使其在水平面内做匀速圆周运动，求速率的最大值以及此时细绳与竖直方向的夹角。 16. 如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于点，螺旋圆形轨道半径，长度，传送带长度足够长。现将质量的小滑块（视为质点）从弧形轨道距高的处由静止释放。滑块与轨道间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度取，求： （1）小滑块第一次运动到点时的速度大小； （2）滑块运动至圆轨道最高点点对轨道压力大小； （3）滑块最终停在距点多远处。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年第二学期期中测试 高一物理试题 （考试时间：75分钟 总分：100分） 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。 1. 2026年米兰冬奥会男子1500米速度滑冰项目上，我国选手打破奥运纪录强势夺金。这也是中国男子速滑1500米项目冬奥历史首金。图为比赛中选手减速滑过弯道时的情景，此时他所受合力及速度方向可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】曲线运动中，速度方向一定沿轨迹在该点的切线方向，合力一定指向轨迹的凹侧，当合力方向与速度方向成钝角时，选手做减速运动；当合力方向与速度方向成锐角时，选手做加速运动。由题意知比赛中选手减速滑过弯道，故合力方向与速度方向成钝角。 故选D。 2. 2026年闪耀汀江两岸的无人机光影秀与烟花秀表演成为龙岩上杭马年春节最亮眼的文旅名片。若分别以水平向右、竖直向上为轴与轴的正方向，某架参演的无人机在、轴方向的图像分别如图甲、乙所示，该无人机的运动轨迹可能为（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 【详解】由图甲可知，在水平方向，无人机速度水平向右，速度大小不变，做匀速直线运动；由图乙可知，在竖直方向，无人机速度竖直向上，速度大小逐渐减小，做匀减速直线运动。因此无人机的加速度方向竖直向下，轨迹凹侧向下；无人机的速度方向沿轨迹的切线方向，因方向的速度逐渐减小，故轨迹逐渐趋向于水平。 故选A。 3. 水车是中国古代常见的农业灌溉工具，体现了中华民族高超的劳动技艺和创造力。如图所示，、分别为水车内、外轮缘上的点，当水车在流水的作用下匀速转动时（　　） A. 点的周期小于点的周期 B. 点的角速度等于点的角速度 C. 点的线速度大于点的线速度 D. 点的向心加速度等于点的向心加速度 【答案】B 【解析】 【详解】AB．、两点绕同一转轴转动，可知点的周期等于点的周期，点的角速度等于点的角速度，故A错误，B正确； C．根据可知，点转动半径小于点的转动半径，可知点的线速度小于点的线速度，故C错误； D．向心加速度满足 点转动半径小于点的转动半径，可知点的向心加速度小于点的向心加速度，故D错误。 故选B。 4. 图甲为明代《天工开物》记载的“水碓”装置图，其简化原理图如图乙所示，水流冲击水轮，带动主轴（中心为）及拨板周期性拨动碓杆尾端，使碓杆绕转轴逆时针转动，拨板脱离碓杆尾端后碓头借重力下落，撞击臼中谷物。当图乙中主轴以恒定角速度转动至拨板与水平方向成时，，，此时碓头的线速度大小为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】由题意可知，拨板与碓杆尾部接触点A在垂直于碓杆方向速度相等，有 代入题中数据，解得A的角速度 则此时碓头的线速度 故选D。 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，有两项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。 5. 随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐方式。如图所示，假设甲、乙、丙三位运动员从同一点沿不同方向斜向上击出的高尔夫球分别落在水平地面上不同位置、、，三条路径的最高点在同一水平面内，不计空气阻力的影响，则（　　） A. 甲击出的高尔夫球落地的速率最大 B. 丙击出的高尔夫球在空中运动时间最短 C. 三个高尔夫球被击出的初速度竖直分量相等 D. 三个高尔夫球被击出的初速度水平分量相等 【答案】AC 【解析】 【详解】C．斜抛最高点竖直速度为0，由竖直上抛最大高度公式  公式变形可得初速度竖直分量 ​ 已知三个球最高点在同一水平面，抛出点同高，因此最大高度相等，故相等，C正确； B．全程竖直位移为0，由竖直位移公式  可得总运动时间 ，因相等，故三个球运动时间相等，B错误； D．水平位移 ，甲的水平位移最大，且运动时间相等，因此甲的水平分量最大，丙最小，D错误； A．不计空气阻力，机械能守恒，抛出点和落地点高度相同，因此落地速率大小等于初速率大小。 初速率 ，​相等，甲的​最大，因此甲的落地速率最大，A正确。 故选 AC。 6. 很多电风扇都可以在吹风的同时左右摇头，图甲为电风扇摇头齿轮传动的部分结构图，图乙为其中销钉小齿轮与曲柄齿轮的传动示意图，其中销钉小齿轮的齿数为10，曲柄齿轮的齿数为60，、分别为销钉小齿轮和曲柄齿轮边缘上两点，则两齿轮匀速转动时（　　） A. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动周期之比为 B. 销钉小齿轮与曲柄齿轮的转动角速度之比为 C. 、两点做圆周运动的线速度之比为 D. 、两点做圆周运动的向心加速度之比为 【答案】AD 【解析】 【详解】C．啮合齿轮边缘线速度大小相等，​，因此，C错误； B．由线速度公式，相等时，角速度与半径成反比 可得 ，B错误； A．周期公式，周期与角速度成反比 可得 ，A正确； D．向心加速度公式​，相等时，向心加速度与半径成反比 可得 ，D正确。 故选AD 。 7. 生物实验室使用高速离心机分离细胞样本，试管倾斜放置在离心机中，某次实验，质量为的样本在试管中随离心机做匀速圆周运动时，紧贴试管壁，样本到转轴的距离为0.1 m，角速度为，下列说法正确的是（　　） A. 样本的向心力由试管壁的弹力提供 B. 样本的向心力大小为，方向始终垂直转轴 C. 样本的向心加速度大小为，方向与速度方向相同 D. 仅将角速度增大为原来的2倍，则向心力大小变为原来的4倍 【答案】BD 【解析】 【详解】A．倾斜试管中的样本受重力和试管壁的弹力，二者的合力提供向心力，A错误； B．根据匀速圆周运动向心力公式 解得  ， 向心力沿半径指向圆心，圆心在转轴上，因此向心力方向始终沿垂直转轴的方向指向转轴，B正确； C．向心加速度大小，大小正确 但向心加速度方向指向圆心，匀速圆周运动速度沿切线方向，二者方向不同，C错误； D．由向心力公式 可知， 不变时，向心力与角速度的平方成正比，因此角速度增大为原来的2倍，向心力变为原来的4倍，D正确。 故选 BD。 8. 如图所示，内、外壁均光滑、半径为的圆轨道固定在竖直面内，是轨道的圆心，是竖直直径。甲、乙两小球（均视为质点）分别在轨道内、外壁上的、两点，半径与竖直方向的夹角为，重力加速度为，，下列说法正确的是（　　） A. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度为0 B. 若甲在点获得一水平向右的速度，正好能到达点，则在点的速度大小为 C. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则在点对轨道刚好无压力 D. 若乙球在点获得大小为沿切线斜向右上方的速度，则刚好能到达点 【答案】BC 【解析】 【详解】A．甲球在内壁轨道运动， “正好能到达 N 点” 的临界条件是：在 N 点轨道对小球的支持力为 0，只有重力提供向心力，即 解得，A错误； B．根据机械能守恒 代入，可得，B正确； C．乙对轨道刚好无压力时，根据牛顿第二定律 解得 ，C正确； D．由上一选项的解析可知，当小球速度为时，轨道刚好无弹力，现在的速度 需要的向心力更大，而轨道只能产生向外的作用力，小球会立即脱离外壁轨道，无法继续沿轨道运动，更不可能到达 N 点，D错误。 故选 BC。 三、非选择题：共60分，其中9、10、11题为填空题，12~13题为实验题，14~16题为计算题，考生根据要求作答。 9. 京杭大运河贯穿宝应县南北，渡船曾是运河两岸重要的交通工具。某个渡口，河宽为120米，水流速度恒为，船在静水中的速度为，一条渡船恰好沿直线从点驶向对岸的点。已知与河岸垂直，渡船实际速度为_______，渡船过河时间为_______s。 【答案】 ①. 4 ②. 30 【解析】 【详解】[1] 根据速度的矢量合成，合速度大小为 [2]河宽，过河时间等于河宽除以垂直河岸的合速度 【点睛】 10. 滚筒洗衣机的实物图片如图所示。脱水时，滚筒绕水平轴高速匀速转动，附着在衣物上的水会从滚筒漏水孔中甩出。洗衣机脱水桶是利用离心现象的原理制成的机械，将衣服放在洗衣机的甩干桶内，当甩干桶高速旋转时，衣服也随之旋转，当水的附着力________（填“大于”“小于”或“等于”）做圆周运动所需要的向心力时，衣服上的水滴就被甩出。衣服在图中_____（填“A”“B”“C”或“D”）处时脱水效果最好。 【答案】 ①. 小于 ②. 【解析】 【详解】[1]当物体做圆周运动时，实际受到的合力小于所需的向心力，物体将做离心运动，远离圆心。本题中，水滴随衣物做圆周运动，所需向心力由水的附着力与重力的合力提供。当这个合力不足以提供所需向心力时，水滴将脱离衣物被甩出。因此当水的附着力小于做圆周运动所需要的向心力时，衣服上的水滴就被甩出。 [2]脱水桶转动的角速度相同，四个位置都在滚筒筒壁，圆周运动半径相同，水滴做圆周运动需要的向心力大小为 结合重力分析，在最下方位置时，向心力指向圆心，方向竖直向上，重力向下背离圆心，因此水滴需要的附着力满足 解得 在最上方位置时，向心力指向圆心，方向竖直向下，重力向下指向圆心，因此水滴需要的附着力满足 解得 、位置水滴需要的附着力与重力合力指向圆心，满足 解得 脱水效果取决于衣物被筒壁挤压的程度，弹力越大，挤压越紧，脱水效果越好。因此，衣物运动到处时脱水效果最好。 11. 如图所示，小明同学利用矿泉水瓶探究平抛运动规律，在矿泉水瓶内装满水，瓶盖上打一个圆形小孔，将矿泉水瓶平放在桌面上，瓶口伸出桌面边缘。用力捏矿泉水瓶身，水流水平喷出，测得小孔中心离地面的高度为，小孔中心在地面上的投影到水的落地点中心的距离为，不计空气阻力，重力加速度取。完成下列问题： 水流落地前瞬间的速度大小为_______，速度方向与地面夹角的正切值为_______。 【答案】 ①. ②. 【解析】 【详解】[1]竖直方向自由落体运动  水平方向匀速运动 落地前瞬间竖直方向分速度 解得 求落地瞬时速度大小 [2]设速度方向与地面夹角夹角为，则  【点睛】 12. 向心力演示器如图所示，用来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量，角速度和半径之间的关系。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变速塔轮1和变速塔轮2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，根据标尺上的黑白相间的等分格可得出两个钢球所受向心力的比值。 （1）在进行下列实验时采用的方法与本实验相同的是_____（填正确答案标号）。 A. 伽利略对自由落体的研究 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与力、质量的关系 （2）若两个钢球质量和运动半径相等，则是在研究向心力的大小F与_______的关系（填正确答案标号）。 A. 钢球质量 B. 角速度 C. 运动半径 （3）若某次实验中两个钢球质量和运动半径相等，标尺上黑白相间的等分格显示出钢球A和钢球C所受向心力的比值为，则与皮带连接的变速塔轮1和变速塔轮2的半径之比为_______（填正确答案标号）。 A. B. C. D. 【答案】（1）C （2）B （3）C 【解析】 【小问1详解】 探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量，角速度和半径之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法。 A．伽利略研究自由落体运动采用的是理想实验及逻辑推理的方法，故A错误； B．探究互成角度的力的合成规律采用的是等效替代法，故B错误； C．探究加速度与力、质量的关系采用控制变量法，和本实验方法相同，故C正确。 故选C。 【小问2详解】 实验采用控制变量法，当两个钢球质量和运动半径都相等时，只有角速度不同，因此研究的是向心力的大小F与角速度的关系。 故选B。 【小问3详解】 钢球做圆周运动时，横臂的挡板对钢球的压力提供向心力，满足 某次实验中两个钢球质量和运动半径相等，所受向心力的比值 解得 皮带传动不打滑时，两塔轮边缘线速度大小相等，满足 可知 故与皮带连接的变速塔轮1和变速塔轮2的半径之比 故选C。 13. “探究平抛运动的特点”实验装置如图1所示。 （1）下列说法正确的是________。 A. 斜槽轨道需要光滑 B. 利用铅垂线在坐标纸上画出通过坐标原点的竖直线为轴 C. 记录点迹时，钢球从斜槽上不同位置无初速释放5~6次，落到挡板上通过挤压复写纸在白纸上留下印迹 （2）如图2所示，方格纸每小格边长，实验记录了钢球在平抛运动中的点迹和，已知、两点中有一个是运动轨迹上的点，那么这个点是_______（选填“”或“”），钢球做平抛运动时的抛出点_______（选填“是”或“不是”）O点，平抛运动到点的时间为_______，到点的速度为_____，取。 【答案】（1）B （2） ①. ②. 不是 ③. 0.3 ④. 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道不需要光滑，只要每次将钢球从同一位置由静止释放，就能保证平抛初速度相同，A错误。 B．y轴为竖直方向，利用铅垂线可以确定竖直方向，正确画出y轴，B正确。 C．为了保证钢球每次平抛轨迹相同，需要从斜槽同一位置无初速释放，C错误。 故选B。 【小问2详解】 [1]平抛水平方向匀速直线运动，A到C水平位移差为，点​、的 x 坐标为，说明 。 竖直方向匀加速，所以应有， 符合条件的对应点为​。 代入得，解得 平抛初速度 [2]B点竖直分速度 抛出点到B的时间 抛出点到B点的竖直位移 抛出点到B点的水平位移 可得抛出点坐标为，所以抛出点不是O点。 [3]从抛出点到C点，竖直方向位移 竖直方向自由落体运动 解得 [4]到A点时竖直方向速度 A点合速度  14. 排球运动是一项集运动休闲娱乐为一体的群众性体育项目。如图所示，甲运动员在距离水平地面高处将排球击出，排球水平飞出；乙运动员在离地处接到排球，球被接到时距甲运动员击球点的水平距离，取，不计空气阻力。求： （1）排球从被击出至被乙接到前瞬间在空中飞行的时间； （2）排球被击出时的初速度大小； （3）排球被乙接到前瞬间的速度大小 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从被击出到被乙接到前，排球在空中做平抛运动，竖直方向有 解得 【小问2详解】 排球在水平方向做匀速直线运动，满足 解得 【小问3详解】 排球被乙接到前瞬间，竖直方向的速度为 故排球速度大小 15. 某兴趣小组利用圆锥摆模型研究匀速圆周运动，如图所示，用长为的细绳连接一个质量为的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细绳与竖直方向成角。忽略空气作用，细绳质量不计且不可伸长，小球视为质点，重力加速度取，，。 （1）求小球做圆周运动的向心力的大小； （2）求小球做圆周运动的角速度的大小； （3）若细绳承受的最大拉力是，改变小球速率，使其在水平面内做匀速圆周运动，求速率的最大值以及此时细绳与竖直方向的夹角。 【答案】（1） （2） （3）， 【解析】 【小问1详解】 竖直方向受力平衡 水平方向合力即为向心力 解得 【小问2详解】 圆周运动半径 结合向心力公式 解得  【小问3详解】 当拉力达到最大值 时，小球速率最大，设此时细绳与竖直方向的夹角为 竖直方向平衡 代入数据得  水平方向向心力公式，结合 解得   16. 如图所示，某装置处于竖直平面内，该装置由弧形轨道、竖直螺旋圆形轨道，水平直轨道AF和传送带FG组成，且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与弧形轨道相切于点，螺旋圆形轨道半径，长度，传送带长度足够长。现将质量的小滑块（视为质点）从弧形轨道距高的处由静止释放。滑块与轨道间的动摩擦因数，与传送带间的动摩擦因数未知，传送带始终以的速度逆时针匀速转动。不计空气阻力，弧形轨道和圆形轨道均可视为光滑，重力加速度取，求： （1）小滑块第一次运动到点时的速度大小； （2）滑块运动至圆轨道最高点点对轨道压力大小； （3）滑块最终停在距点多远处。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 从到，弧形轨道光滑，由动能定理可知，小滑块第一次运动到点时的速度大小满足 解得 【小问2详解】 从到，圆轨道光滑，由动能定理可知，滑块运动至圆轨道最高点点的速度大小满足 解得 滑块运动至圆轨道最高点点时，受到轨道的弹力满足 解得 根据第三定律，滑块对轨道的压力与轨道对滑块的弹力大小相等，满足 故滑块运动至圆轨道最高点点对轨道压力大小为 【小问3详解】 滑块第一次通过到达点过程，根据动能定理有 解得 由于 可知，滑块在传送带上先向右减速，后向左加速，最后以速度向左匀速运动，则有 滑块向左运动至点过程，根据动能定理有 解得 滑块滑回螺旋圆形轨道后能上升的最大高度满足 解得 由机械能守恒可知，滑块仍旧以相同的速度大小返回点，即 之后若滑块还能滑上传送带，因滑块滑上传送带的速度大小小于传送带的速度大小，由运动的对称性可知，滑块将以原速率返回，故传送带不做功，滑块的动能均因段的摩擦损耗而减小到0，根据动能定理有 解得 故滑块停止于被传送带运回，由返回至点的途中，距点的距离为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $