精品解析：北京市北京中学2024-2025学年高一下学期3月月考物理试卷

北京中学2024—2025学年度第二学期高一物理第一次月考试题 考试时间：90分钟 满分：100分 （第Ⅰ卷） 一、单项选择题：（本题共14小题，每小题3分，共计42分） 1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 2. 钱学森弹道中导弹在飞行过程中能突然改变速度、方向和高度，行踪难以被预测和追踪，极大地增加了拦截难度。如图所示，导弹运动到P点时，受力情况可能正确的是（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 3. 平抛运动的时间取决于（　　） A. 抛出时的初速度 B. 下落的高度 C. 下落的高度和初速度 D. 物体的加速度 4. 关于匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（　　） A. 角速度大的半径一定小 B. 线速度大的角速度一定大 C. 线速度大的周期一定小 D. 角速度大的周期一定小 5. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（　　） A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球A受拉力和向心力的作用 C. 摆球A受拉力和重力的作用 D. 摆球A受重力和向心力的作用 6. 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力，作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（　　） A. 若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C. 若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动 7. 如图所示，汽车通过拱形桥时的运动可看作圆周运动。质量为m的汽车以速率v通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为R，则此时汽车对桥面的压力大小为（　　） A. B. 2mg C. mg D. 8. 某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，设法将篮球投入大平台圆心处的球筐内。如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中沿圆盘箭头指向表示圆盘转动方向，圆盘内箭头指向表示投篮方向）（　　） A. B. C. D. 9. 如图所示，质量不等、同种材料的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，当圆盘转动的角速度由小缓慢增大，相对圆盘首先滑动的是（　　） A. A物体 B. B物体 C. A和B同时滑动 D. 以上说法都不对 10. 在一次杂技表演中，表演者顶着杆沿水平地面运动，以水平向右为x轴正方向，其x－t图像如图甲所示。与此同时猴子沿竖直杆向上运动，以竖直向上为y轴正方向，如图乙所示，其v－t图像如图丙所示，以地面为参考系，下列说法正确的是（　　） A. 猴子做匀变速运动，运动轨迹为直线 B. 猴子的运动轨迹为抛物线，速度与竖直方向的夹角逐渐变大 C. 第1s内和第2s内猴子的位移大小之比为3∶1 D. 猴子从出发到爬到最大高度的一半时，速度变化量的大小为 11. 如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有两个小玻璃球A、B沿锥面在水平面做匀速圆周运动，则下列关系式正确的是(　 　) A. 它们的线速度vA>vB B. 它们的角速度ωA＝ωB C. 它们的向心加速度aA<aB D. 它们的向心力FA＝FB 12. 某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车（如图），沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R＝6400km。下列说法正确的是（　　） A. 汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大 B. 当汽车速度增加到7.9km/s，将离开地面绕地球做圆周运动 C. 此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h D. 在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力 13. 在校运动会三级跳远比赛中，某同学的跳跃过程可简化为如图的情况。该同学在空中过程只受重力和沿跳远方向恒定的水平风力作用，地面水平、无杂物、无障碍，每次和地面的作用时间不计，假设人着地反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变方向相反，假设张明同学从A点开始起跳到D点的整过程中均在同一竖直平面内运动，下列说法正确的是（　　） A. 每次从最高点下落过程都是平抛运动 B. 每次起跳到着地水平位移 C. 从起跳到着地三段过程中水平方向速度变化量相等 D. 三段过程时间比为1∶3∶5 14. 相同的物块A、B叠放在一起，在水平转台上随圆盘一起匀速圆周运动且和圆盘保持相对静止，正确的是（　　） A. B所需的向心力比A大 B. 图中A对B摩擦力是向左的 C. 两物块所受的合力等大反向 D. 圆盘对B摩擦力大小是A对B摩擦力大小的2倍 二、多项选择题（本题共3小题，每小题4分，共计12分） 15. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的。已知内外轨道连线对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，则质量为m的火车以某一速度转弯时，正确的是（　　） A. 铁轨对火车的支持力等于 B. 若速度等于，则铁轨对车轮轮缘无侧向挤压 C. 若速度大于，则内轨对内侧车轮轮缘有侧向挤压 D. 若速度大于，则外轨对外侧车轮轮缘有侧向挤压 16. 如图所示，某人从同一位置O以不同的水平速度投出三枚飞镖A、B、C，最后都插在竖直墙壁上，它们与墙面的夹角分别为60°、45°、30°，图中飞镖的取向可认为是击中墙面时的速度方向，不计空气阻力．则下列说法正确的是（ ） A. 三只飞镖做平抛运动的初速度一定满足vA0>vB0>vC0 B. 插在墙上的三只飞镖的反向延长线一定交于同一点 C. 三只飞镖击中墙面的速度满足vA<vB<vC D. 三只飞镖击中墙面的速度一定满足vA=vC>vB 17. 如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）上由一根长为l的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点），如图乙所示，重力加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度ω匀速转动，则（　　） A. 铁球转动过程线速度不变 B. 铁球做圆周运动的向心加速度大小是ω2l + g C. 铁球转动到最低点时，打夯机整体对地面压力最大 D. 若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则 （第Ⅱ卷） 18. 如图所示是探究向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系的向心力演示仪。现有两个质量相同的钢球和一个同体积的铝球。 （1）实验中采用的科学方法是___________ A. 控制变量法 B. 累积法 C. 微元法 D. 放大法 （2）下列说法正确的是___________ A. 将小球放到长槽的不同位置，可以改变小球圆周运动的半径 B. 塔轮的作用是改变两小球圆周运动的半径 C. 小球对挡板的弹力越大，弹簧测力套筒下降的越多 （3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系是图中的___________（选填“甲”、“乙”、“丙”）。 19. 在“研究平抛物体运动”的实验中，某同学用闪光照相的办法拍摄一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，如图所示，图中背景方格的边长均为20cm，如果取，那么： （1）小球做平抛运动的初速度的大小是______m/s； （2）从抛出到B点的时间______s，小球经过B点时的速度大小是______m/s。 四、计算题（4小题，共34分。） 20. 一只质量为2kg的小球，从距水平地面20m高处以20m/s的初速度水平抛出不计空气阻力，取重力加速度。求： （1）小球在空中飞行的时间； （2）小球抛出的水平距离； （3）小球落地的速度。 21. 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，滚筒转动时，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。某滚筒洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，桶壁上有一质量m=6g的硬币在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，请根据题中信息完成以下问题： 型号 ×× 额定电压、频率 220V、50Hz 质量 80 kg 脱水转速 1200 r/min 洗衣、脱水筒内直径 400mm 商品尺寸 85×60×59cm （1）求硬币的角速度； （2）求硬币在最高点时，筒壁对硬币的弹力（为简化计算）； （3）分析说明湿衣服上的水在最低点还是最高点时更容易甩出。 22. 如图所示，小球A质量为m。固定在轻细直杆L的一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。自由落体加速度为g。求： （1）小球刚好达最高位置时的速度大小，并画出此时小球受力示意图； （2）当小球经过最高点时速度为，球对杆的作用力和球的向心加速度。 23. 如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为g，，，求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）弹簧为原长时，小球的角速度； （3）当杆的角速度时弹簧的长度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 北京中学2024—2025学年度第二学期高一物理第一次月考试题 考试时间：90分钟 满分：100分 （第Ⅰ卷） 一、单项选择题：（本题共14小题，每小题3分，共计42分） 1. 做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（　　） A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 【答案】B 【解析】 【详解】A．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度大小，即速率不一定发生变化，例如匀速圆周运动，A错误； B．做曲线运动的物体，在运动过程中，速度的方向时刻发生变化，即一定变化的物理量是速度，B正确； CD．做曲线运动的物体，在运动过程中，其所受外力的合力与加速度可能不变，例如平抛运动，CD错误。 故选B。 2. 钱学森弹道中导弹在飞行过程中能突然改变速度、方向和高度，行踪难以被预测和追踪，极大地增加了拦截难度。如图所示，导弹运动到P点时，受力情况可能正确的是（　　） A. F1 B. F2 C. F3 D. F4 【答案】A 【解析】 【详解】对曲线运动，所受合力指向曲线的凹侧，则P点的受力可能是F1。 故选A。 3. 平抛运动的时间取决于（　　） A. 抛出时的初速度 B. 下落的高度 C. 下落的高度和初速度 D. 物体的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动、竖直方向的自由落体运动，竖直方向位移满足公式 变形得运动时间 地面附近重力加速度为定值，因此平抛运动时间仅由下落高度决定。 抛出时的初速度仅影响水平位移，与运动时间无关，故A错误； B．由上述推导可知，运动时间取决于下落高度，故B正确； C．初速度不影响运动时间，故C错误； D．由可知，运动时间与物体的加速度有关。但在地面附近重力加速度为定值，因此下落高度是决定运动时间的变量，故D错误。 故选B。 4. 关于匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期的关系，下面说法中正确的是（　　） A. 角速度大的半径一定小 B. 线速度大的角速度一定大 C. 线速度大的周期一定小 D. 角速度大的周期一定小 【答案】D 【解析】 【详解】AB．匀速圆周运动的线速度和角速度的关系满足 可知只有线速度大小固定时，角速度才与半径成反比，不确定的情况下无法通过角速度大小判断半径大小；同理只有运动半径大小固定时，线速度才与角速度成正比，不确定的情况下无法通过线速度大小判断角速度大小，故AB错误； C．匀速圆周运动的周期和线速度的关系满足 可知只有运动半径大小固定时，线速度越大周期越小，不确定的情况下无法通过线速度大小判断周期大小，故C错误； D．匀速圆周运动的周期和角速度的关系满足 可知周期与角速度成反比，因此角速度越大周期一定越小，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，为一在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆，关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（　　） A. 摆球A受重力、拉力和向心力的作用 B. 摆球A受拉力和向心力的作用 C. 摆球A受拉力和重力的作用 D. 摆球A受重力和向心力的作用 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】摆球受重力、拉力两个力作用，这两个力的合力提供向心力。 故选C。 6. 如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力，作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（　　） A. 若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C. 若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动 D. 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做离心运动 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．若拉力突然消失，根据惯性，小球将沿轨迹Pa做离心运动，A正确； BD．若拉力突然变小，小球将做半径增大的曲线运动，所以可能轨迹为Pb，BD错误； C．若拉力突然变大，小球将做半径减小的曲线运动，小球将可能沿轨迹Pc做向心运动，C错误。 故选A。 7. 如图所示，汽车通过拱形桥时的运动可看作圆周运动。质量为m的汽车以速率v通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为R，则此时汽车对桥面的压力大小为（　　） A. B. 2mg C. mg D. 【答案】A 【解析】 【详解】以汽车为研究对象，在桥的最高点，根据牛顿第二定律有 解得 根据牛顿第三定律，汽车对桥面的压力大小为 故选 A。 8. 某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，设法将篮球投入大平台圆心处的球筐内。如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球筐（图中沿圆盘箭头指向表示圆盘转动方向，圆盘内箭头指向表示投篮方向）（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】当群众演员沿圆周切线方向的速度和篮球出手速度的合速度沿球筐方向时，篮球就可能被投入球筐。 故选D。 9. 如图所示，质量不等、同种材料的A、B两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上，当圆盘转动的角速度由小缓慢增大，相对圆盘首先滑动的是（　　） A. A物体 B. B物体 C. A和B同时滑动 D. 以上说法都不对 【答案】A 【解析】 【详解】物体随转盘做圆周运动由静摩擦力提供，当达到最大静摩擦力时，根据 刚要发生滑动的角速度 因为rA＞rB，A的临界角速度小，所以当角速度增大时，A物体所受的静摩擦力先超过最大静摩擦力，所以A更容易滑动。 故选A。 10. 在一次杂技表演中，表演者顶着杆沿水平地面运动，以水平向右为x轴正方向，其x－t图像如图甲所示。与此同时猴子沿竖直杆向上运动，以竖直向上为y轴正方向，如图乙所示，其v－t图像如图丙所示，以地面为参考系，下列说法正确的是（　　） A. 猴子做匀变速运动，运动轨迹为直线 B. 猴子的运动轨迹为抛物线，速度与竖直方向的夹角逐渐变大 C. 第1s内和第2s内猴子的位移大小之比为3∶1 D. 猴子从出发到爬到最大高度的一半时，速度变化量的大小为 【答案】BD 【解析】 【详解】由题图丙知，猴子在竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下，由题图甲知，猴子在水平方向上做水平向左的匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，故猴子做匀变速曲线运动，故A错误； 由以上分析可知，猴子的运动轨迹为抛物线，速度与竖直方向的夹角 因逐渐减小，则速度与竖直方向的夹角逐渐增大，故B正确； 第1s内水平位移，竖直位移，则 第2s内水平位移，竖直位移，则 猴子的位移大小之比，故C错误； 由于猴子水平方向匀速直线运动，所以只需要研究猴子在竖直方向的运动，猴子从出发到爬到最大高度的一半时，猴子位移为 猴子的加速度为 猴子运动的初速度为，猴子从出发到爬到最大高度的一半时的速度为，根据运动学公式有 代入数据解得 则猴子的速度变化量的大小为，故D正确。 故选BD。 11. 如图所示，倒置的光滑圆锥面内侧，有两个小玻璃球A、B沿锥面在水平面做匀速圆周运动，则下列关系式正确的是(　 　) A. 它们的线速度vA>vB B. 它们的角速度ωA＝ωB C. 它们的向心加速度aA<aB D. 它们的向心力FA＝FB 【答案】A 【解析】 【详解】对A、B两球分别受力分析，如图， 由图可知： F合=mgtanθ 因为两小球质量不知，所以它们的向心力不一定相等，故D错误； 根据向心力公式有： mgtanθ=ma=mω2R=m 解得： a=gtanθ v= ω＝ 由于A球转动半径较大，故向心加速度一样大，A球的线速度较大，角速度较小，故A正确，BC错误． 故选A． 12. 某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车（如图），沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R＝6400km。下列说法正确的是（　　） A. 汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大 B. 当汽车速度增加到7.9km/s，将离开地面绕地球做圆周运动 C. 此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h D. 在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力。设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得 解得 当汽车速度v变大时，支持力F减小，则汽车对对地面的压力减小，选项A错误； B．7.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度7.9km/s时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，选项B正确； C．“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小。最小周期 将v=7.9km/s，R=6400km代入解得 T=5087s=1.4h “航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h，选项C错误； D．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，选项D错误。 故选B。 13. 在校运动会三级跳远比赛中，某同学的跳跃过程可简化为如图的情况。该同学在空中过程只受重力和沿跳远方向恒定的水平风力作用，地面水平、无杂物、无障碍，每次和地面的作用时间不计，假设人着地反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变方向相反，假设张明同学从A点开始起跳到D点的整过程中均在同一竖直平面内运动，下列说法正确的是（　　） A. 每次从最高点下落过程都是平抛运动 B. 每次起跳到着地水平位移 C. 从起跳到着地三段过程中水平方向速度变化量相等 D. 三段过程时间比为1∶3∶5 【答案】C 【解析】 【详解】A．平抛运动要求只受重力，而题目中说明有风力，每次从最高点下落过程都不是平抛运动，A错误； BCD．由题意可知，人着地反弹前后水平分速度不变，竖直分速度大小不变方向相反，每一次起跳的速度方向和第一次相同，由可知每次起跳高度相同，由知，每次起跳在空中的时间相同，三段过程时间相等，而水平方向每次起跳都是匀加速直线运动，则三段过程中水平方向速度的变化量相等，由于水平方向的初速度不为零，则水平位移不满足1：3：5的关系，BD错误，C正确。 故选C。 14. 相同的物块A、B叠放在一起，在水平转台上随圆盘一起匀速圆周运动且和圆盘保持相对静止，正确的是（　　） A. B所需的向心力比A大 B. 图中A对B摩擦力是向左的 C. 两物块所受的合力等大反向 D. 圆盘对B摩擦力大小是A对B摩擦力大小的2倍 【答案】D 【解析】 【详解】A．由向心力公式可知，相同的物块A、B叠放在一起做圆周运动，故向心力相同，故A错误； B．图中A做圆周运动向心力是B对其向左的摩擦力提供的，所以A对B摩擦力是向右的，故B错误； C．两物块所受的合力提供向心力，而A、B向心力相同，故C错误； D．物块A所受摩擦力为 物块B所受转台提供摩擦力和A对B的摩擦力合力提供向心力 与等大，所以 故D正确。 故选D。 二、多项选择题（本题共3小题，每小题4分，共计12分） 15. 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的。已知内外轨道连线对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，则质量为m的火车以某一速度转弯时，正确的是（　　） A. 铁轨对火车的支持力等于 B. 若速度等于，则铁轨对车轮轮缘无侧向挤压 C. 若速度大于，则内轨对内侧车轮轮缘有侧向挤压 D. 若速度大于，则外轨对外侧车轮轮缘有侧向挤压 【答案】BD 【解析】 【详解】A．火车在弯道处转弯，重力、支持力以及可能存在的轨道侧向压力的合力提供向心力，方向水平指向圆心。竖直方向有 水平方向有 可见，铁轨对火车的支持力与铁轨转弯时的速度大小有关，故A错误； B．当铁轨对车轮轮缘无侧向挤压时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有 解得 ，故B正确； C．若速度大于 ，所需向心力 ，火车有离心趋势，挤压外轨，内轨无挤压，故C错误； D．若速度大于 ，火车挤压外轨，外轨对外侧车轮轮缘有侧向挤压，故D正确。 故选 BD。 16. 如图所示，某人从同一位置O以不同的水平速度投出三枚飞镖A、B、C，最后都插在竖直墙壁上，它们与墙面的夹角分别为60°、45°、30°，图中飞镖的取向可认为是击中墙面时的速度方向，不计空气阻力．则下列说法正确的是（ ） A. 三只飞镖做平抛运动的初速度一定满足vA0>vB0>vC0 B. 插在墙上的三只飞镖的反向延长线一定交于同一点 C. 三只飞镖击中墙面的速度满足vA<vB<vC D. 三只飞镖击中墙面的速度一定满足vA=vC>vB 【答案】ABD 【解析】 【详解】飞镖做平抛运动，水平分运动，有：x=v0t，速度与竖直方向夹角的正切值为：，联立解得：，所以vAO＞vBO＞vCO，故A正确；飞镖做平抛运动，速度的反向延长线通过水银分位移的中点，而飞镖的指向表示瞬时速度的方向，故插在墙上的三只飞镖的反向延长线一定交于同一点，故B正确；根据平行四边形定则并结合几何关系，有，可得，，所以vA=vC＞vB，故C错误，D正确；所以ABD正确，C错误． 17. 如图甲所示为建筑行业使用的一种小型打夯机，其原理可简化为一个质量为M的支架（含电动机）上由一根长为l的轻杆带动一个质量为m的铁球（铁球可视为质点），如图乙所示，重力加速度为g。若在某次打夯过程中，铁球以角速度ω匀速转动，则（　　） A. 铁球转动过程线速度不变 B. 铁球做圆周运动的向心加速度大小是ω2l + g C. 铁球转动到最低点时，打夯机整体对地面压力最大 D. 若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则 【答案】CD 【解析】 【详解】A．铁球在匀速转动过程中，根据 可知铁球的线速度大小不变，但方向在时刻变化，故A错误； B．铁球做匀速圆周运动，向心加速度为 故B错误； C．结合上述可知，铁球的向心加速度大小始终一定，当铁球转动到最低点时，向心加速度方向指向圆心，即方向竖直向上，此时铁球处于超重状态，由于竖直向上的加速度最大，则整体对地面压力最大，故C正确； D．若铁球转动到最高点时，支架对地面的压力刚好为零，则杆上的力为Mg，对铁球进行分析，在最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 故D正确。 故选CD。 （第Ⅱ卷） 18. 如图所示是探究向心力大小与质量m、转动角速度ω和转动半径r之间关系的向心力演示仪。现有两个质量相同的钢球和一个同体积的铝球。 （1）实验中采用的科学方法是___________ A. 控制变量法 B. 累积法 C. 微元法 D. 放大法 （2）下列说法正确的是___________ A. 将小球放到长槽的不同位置，可以改变小球圆周运动的半径 B. 塔轮的作用是改变两小球圆周运动的半径 C. 小球对挡板的弹力越大，弹簧测力套筒下降的越多 （3）探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系是图中的___________（选填“甲”、“乙”、“丙”）。 【答案】（1）A （2）AC （3）甲 【解析】 【小问1详解】 实验中采用的科学方法是控制变量法。 故选A。 【小问2详解】 A．将小球放到长槽的不同位置，可以改变小球圆周运动的半径，A正确； B．塔轮通过皮带传动，是半径不同的轮子转动的角速度大小不同，所以塔轮的作用是改变两小球圆周运动的角速度，B错误； C．小球对挡板的弹力越大，弹簧测力套筒下降的越多，C正确。 故选AC。 【小问3详解】 探究小球所受向心力大小与小球转动角速度之间关系，应控制两小球质量相等，做圆周运动的半径相同。甲图中的两小球为质量相同的钢球，两球到转动轴的距离相同。 故选甲。 19. 在“研究平抛物体运动”的实验中，某同学用闪光照相的办法拍摄一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，如图所示，图中背景方格的边长均为20cm，如果取，那么： （1）小球做平抛运动的初速度的大小是______m/s； （2）从抛出到B点的时间______s，小球经过B点时的速度大小是______m/s。 【答案】（1）3 （2） ①. 0.4 ②. 5 【解析】 【小问1详解】 由题图可知，A、B、C 三点在水平方向上间隔相等，均为3个格，说明从A到B和从B到 C的时间间隔 相等。竖直方向上，A 到B的竖直距离 B到C的竖直距离 根据匀变速直线运动推论 解得 小球做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，有 其中 解得 【小问2详解】 [1][2]B点在竖直方向上的分速度 等于AC段竖直方向的平均速度，则 从抛出到 B 点的时间 满足 解得 小球经过B点时的速度大小 四、计算题（4小题，共34分。） 20. 一只质量为2kg的小球，从距水平地面20m高处以20m/s的初速度水平抛出不计空气阻力，取重力加速度。求： （1）小球在空中飞行的时间； （2）小球抛出的水平距离； （3）小球落地的速度。 【答案】（1） （2） （3），方向与水平地面成斜向下 【解析】 【小问1详解】 竖直方向满足自由落体位移公式 代入 得 【小问2详解】 水平方向为匀速直线运动，水平位移  代入 得 【小问3详解】 落地时水平分速度保持不变 竖直分速度 合速度大小 设速度与水平方向夹角为， 得 即落地速度方向与水平地面成斜向下。 21. 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，滚筒转动时，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。某滚筒洗衣机的有关规格如下表所示。在运行脱水程序时，桶壁上有一质量m=6g的硬币在竖直平面内做匀速圆周运动，重力加速度g取10m/s2，请根据题中信息完成以下问题： 型号 ×× 额定电压、频率 220V、50Hz 质量 80 kg 脱水转速 1200 r/min 洗衣、脱水筒内直径 400mm 商品尺寸 85×60×59cm （1）求硬币的角速度； （2）求硬币在最高点时，筒壁对硬币的弹力（为简化计算）； （3）分析说明湿衣服上的水在最低点还是最高点时更容易甩出。 【答案】（1）；（2）；（3）见解析 【解析】 【详解】（1）根据表格数据可知脱水转速为 则硬币的角速度为 （2）硬币在最高点时，根据牛顿第二定律可得 解得筒壁对硬币的弹力大小为 （3）湿衣服上的水随衣服做圆周圆周运动，在最高点时，有 在最低点时，有 可知在最低点位置，需要更大的附着力提供水做圆周运动所需的向心力，则水更容易甩出。 22. 如图所示，小球A质量为m。固定在轻细直杆L的一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。自由落体加速度为g。求： （1）小球刚好达最高位置时的速度大小，并画出此时小球受力示意图； （2）当小球经过最高点时速度为，球对杆的作用力和球的向心加速度。 【答案】（1）0， （2）5mg，方向竖直向上；6g，方向竖直向下。 【解析】 【小问1详解】 轻细直杆可以给支持力，所以小球刚好达最高位置时的速度大小为零，小球受重力G和支持力N，作图如下 【小问2详解】 根据题意，在最高点，由牛顿第二定律有 代入数据解得 根据牛顿第三定律，球对杆的作用力大小为5mg，方向竖直向上。 由向心加速度公式可得，向心加速度大小为，方向竖直向下。 23. 如图所示，一根原长为L的轻弹簧套在光滑直杆AB上，其下端固定在杆的A端，质量为m的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆一起绕经过杆A端的竖直轴匀速转动，且杆与水平面间始终保持角。已知杆处于静止状态时弹簧长度为，重力加速度为g，，，求： （1）弹簧的劲度系数k； （2）弹簧为原长时，小球的角速度； （3）当杆的角速度时弹簧的长度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 对小球进行分析，根据平衡条件有 解得弹簧的劲度系数为 【小问2详解】 当弹簧弹力为零时，小球只受到重力和杆的支持力，它们的合力提供向心力，则有 解得 【小问3详解】 结合上述可知，当时，弹簧处于伸长状态，令伸长量为x，对小球进行分析，在竖直方向上有 在水平方向上有 解得 所以弹簧长度为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $