精品解析：甘肃平凉市第一中学2025-2026学年高一第二学期阶段性考试物理试题

平凉一中2028届第二学期阶段性考试试题（卷） 高一物理 一、单选题（每小题3分，共30分。在下列各题的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 关于曲线运动的性质与条件，下列说法错误的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不在同一直线上 C. 做曲线运动的物体，速度方向的变化与合外力无关 D. 当物体所受合外力为恒力时，物体可能做曲线运动 2. 如图所示，皮带传送装置A、B为边缘上两点， ，C为 中点，皮带不打滑。则A、B、C三点的线速度和角速度之比为（ ） A. 2：1：1 1：2：1 B. 2：2：1 1：2：2 C. 1：2：1 2：2：1 D. 2：2：1 1：2：1 3. 运是中国自主研发的首款大型军用运输机，可同时为3架战机进行空中加油。某次加油演示中，运同时为两架歼加油。初始时，三架飞机均以相同的速率v沿同一方向水平飞行，输油管绷直但无拉力。在加油演示接近尾声时，两架歼开始分别以速率v沿虚线方向做匀速直线运动（如图甲）。运随即调整自身速度，确保整个过程中输油管始终绷直但无拉力。当两架歼的速度方向与输油管之间的夹角达到时，加油完毕（如图乙）。根据以上描述，以下说法正确的是（　　） A. 加油完毕时运的速度大小为 B. 加油完毕时运的速度大小为 C. 此加油过程中歼和运始终保持相对静止 D. 加油尾声时段，运做匀速直线运动 4. 如图所示，在倾角为37°足够长的斜面上，一小球（可视为质点）以10m/s的速度从A点水平抛出，最终落在斜面上的B点。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。小球从A点到B点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到B点时，速度偏转角的正切值为 B. 小球运动的位移大小为 C. 小球运动的时间为1.5s D. 小球运动到B点时的速度大小为15m/s 5. 如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运动，bd为其轨道长轴，半长轴为r，周期为T，图示中S1、S2两个面积大小相等。则（　　） A. 行星从a到b的过程中加速度逐渐减小 B. 卫星从a到b的速率逐渐增大 C. 卫星从a到b的运行时间大于从c到d的时间 D. 椭圆轨道半长轴立方与周期平方的比值只与卫星的质量有关 6. 如图所示，两平行河岸的间距为d，水稳定沿着河岸流动，一条小船从河岸渡到河对岸，船在静水中的速度v静（为已知量）指向河的上游与河岸的夹角为37°，船速（即合速度）v船（为未知量）指向河的下游与河岸的夹角也为37°，水流的速度v水（为未知量），sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 船速 B. 水速 C. 小船渡河的时间为 D. 小船被冲向下游的距离为 7. 如图，在竖直平面内，将一小球以一定的初速度从A点抛出，速度方向与竖直方向成角。经过一段时间后小球经过点，此时速度方向与初速度方向垂直，A、B两点的距离为。不计空气阻力，重力加速度为，对于小球从A运动到B的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 小球从A点运动到B点速度变化量为 B. 小球在点的初速度大小为 C. 小球的运动时间为 D. 小球到达B点的速度大小为 8. 如图所示，在距电机轴O为r处有一用轻杆连接的铁块，铁块的质量为m，电机的质量为M，电机启动后，铁块以角速度ω绕轴O匀速转动，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 铁块运动过程中加速度不变 B. 电机对地面的最大压力和最小压力之差为 C. 当铁块运动到圆心等高处时，地面对电机的摩擦力为 D. 若电机始终不脱离地面，铁块的角速度应满足 9. 在第19届杭州亚运会女子排球决赛中，中国女排以战胜日本女排，以六战全胜且一局未失的战绩成功卫冕冠军，如图所示为发球队员在底线中点距离地面高处将排球水平击出，已知排球场的长为，宽为，球网高为。为使排球能落在对方球场区域，则发球员将排球击出后，关于排球初速度的最小值和最大值的描述中正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 长为L的细线一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，光滑锥顶角为，轴线在竖直方向，如图甲所示。使小球在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，线的张力为FT，经分析可得关系图像如图乙所示，已知重力加速度为g，则（　　） A. B. C. 图线1的斜率 D. 图线2的斜率 二、多选题（本题共4小题。每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列关于圆周运动的基本模型，说法正确的是（　　） A. 图a中汽车安全通过拱桥最高点时处于超重状态 B. 图b中增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压外轨 12. 质量为0.2kg的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图像分别如图所示，由图可知（　　） A. 开始4s内物体的位移为 B. 4s到6s末物体的加速度大小为 C. 从开始至6s末物体一直做曲线运动 D. 开始4s内物体做曲线运动，4s﹣6s内物体做直线运动 13. 如图所示，现有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为和（sin37°=0.6），则（　　） A. A、B两球所受支持力的大小之比为 B. A、B两球运动的周期之比为 C. A、B两球的角速度之比为 D. A、B两球的向心加速度之比为 14. 如图甲所示，质量均为m的两个滑块A、B用不可伸长的轻绳相连，放在水平转盘上，初始状态绳子松弛。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。现让转盘从静止缓慢增加转速。两物块所受摩擦力随角速度平方的变化图像如图乙所示，取摩擦力由B指向A为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 乙图中b对应B物块所受摩擦力随角速度平方的变化图像 B. A、B两物块到转盘圆心的距离为 C. D. 当时，绳子的张力大小为 三、实验题（每空2分，共16分） 15. 利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M上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，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）下列实验条件必须满足的有_______： A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末段水平 C. 挡板高度等间距变化 D. 每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。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_______（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点； （3）某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的运动轨迹（未包含抛出点），a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，g取10m/s2，则： ①小球做平抛运动的初速度大小为_______m/s； ②小球抛出点的位置坐标为：x=_______cm，y=_______cm。 16. 某同学设计了一种探究向心力与角速度关系的实验装置，如图甲所示，在水平圆盘上固定一个长的凹槽，在槽内固定一个力传感器，将小球放在凹槽内，在力传感器外侧安装了一个沿圆盘径向的遮光片，小球紧靠力传感器。 （1）使圆盘绕过圆盘中心的竖直轴匀速转动，与光电门连接的光强记录仪记录接收到的光强随时间变化的规律如图乙所示，根据图乙可知，圆盘转动的角速度为ω=_______； （2）多次调整圆盘的转速进行实验，测得多组小球转动的角速度ω及对应力传感器示数F，作出图像，由图丙可知，在质量和半径一定的情况下，小球做圆周运动的向心力与角速度的平方成_______（选填正比或反比）；若小球的质量为0.3kg，则小球做圆周运动的半径r=_______m。 四、计算题 17. 如图所示，高速公路转弯处弯道半径，汽车的质量，重力加速度。 （1）当汽车以的速率行驶时，其所需的向心力为多大？ （2）若路面是水平的，已知汽车轮胎与路面间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。问汽车转弯时不发生径向滑动所允许的最大速率为多少？ （3）通过弯道路面内外高差的合理设计，可实现汽车转弯时刚好不受径向的摩擦力作用的效果。若汽车转弯时仍以（2）中的最大速率运动，则转弯处的路面与水平面倾斜角的正切值为多少？ 18. 如图所示，AB为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径R=0.9m，A端切线水平，水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点。圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为m=0.9kg的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求小球从A点飞出的速度大小； （2）求小球在C点受到的支持力的大小； （3）改变小球在水平轨道上的速度，使小球恰好能从A点飞出，求小球落地点与B点的水平距离。 19. 如图所示，倾角的斜面体固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点在转轴OO1上，质量均为m=1kg、可视为质点的两个小物块P、Q随转台一起匀速转动，P、Q到转轴OO1的距离均为0.4m，P与转台之间的动摩擦因数为0.5，Q与转台之间的动摩擦因数为0.8，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转台转动时，P、Q均与转台保持相对静止，求： （1）当P不受摩擦力时转台的角速度； （2）转台角速度的最大值； （3）Q所受摩擦力的变化范围。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 平凉一中2028届第二学期阶段性考试试题（卷） 高一物理 一、单选题（每小题3分，共30分。在下列各题的四个选项中，只有一个选项是正确的） 1. 关于曲线运动的性质与条件，下列说法错误的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不在同一直线上 C. 做曲线运动的物体，速度方向的变化与合外力无关 D. 当物体所受合外力为恒力时，物体可能做曲线运动 【答案】C 【解析】 【详解】A．曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向，时刻发生变化，速度是矢量，因此曲线运动一定是变速运动，故A正确，不满足题意要求； B．物体做曲线运动的条件是合外力与速度方向不在同一直线上，故B正确，不满足题意要求； C．根据牛顿第二定律，合外力是产生加速度的原因，加速度描述速度变化的快慢，速度方向的变化属于速度变化，必然由合外力决定，故C错误，满足题意要求； D．当物体所受合外力为恒力时，如果恒力方向与速度方向不在同一直线上，则物体做曲线运动，故D正确，不满足题意要求。 故选C。 2. 如图所示，皮带传送装置A、B为边缘上两点， ，C为 中点，皮带不打滑。则A、B、C三点的线速度和角速度之比为（ ） A. 2：1：1 1：2：1 B. 2：2：1 1：2：2 C. 1：2：1 2：2：1 D. 2：2：1 1：2：1 【答案】D 【解析】 【详解】AB两点同缘转动，则线速度相等，即 vA=vB 根据 v=ωr 可得 ωA:ωB=1:2 AC两点是同轴转动，则角速度相等，即 ωA=ωC 根据 v=ωr 可得 vA:vC=2:1 则A、B、C三点的线速度和角速度之比分别为2：2：1和1：2：1。 故选D。 3. 运是中国自主研发的首款大型军用运输机，可同时为3架战机进行空中加油。某次加油演示中，运同时为两架歼加油。初始时，三架飞机均以相同的速率v沿同一方向水平飞行，输油管绷直但无拉力。在加油演示接近尾声时，两架歼开始分别以速率v沿虚线方向做匀速直线运动（如图甲）。运随即调整自身速度，确保整个过程中输油管始终绷直但无拉力。当两架歼的速度方向与输油管之间的夹角达到时，加油完毕（如图乙）。根据以上描述，以下说法正确的是（　　） A. 加油完毕时运的速度大小为 B. 加油完毕时运的速度大小为 C. 此加油过程中歼和运始终保持相对静止 D. 加油尾声时段，运做匀速直线运动 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设加油完毕时运的飞行速度为，运-20、两架歼-20沿输油管方向的分速度相同，将和v沿输油管和垂直于输油管分解，有 得，故A正确，B错误； CD．设输油管和水平方向的夹角为，同理在整个过程满足 逐渐从0增大至过程中，逐渐减速，故CD错误。 故选A。 4. 如图所示，在倾角为37°足够长的斜面上，一小球（可视为质点）以10m/s的速度从A点水平抛出，最终落在斜面上的B点。已知重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力。小球从A点到B点的运动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 小球运动到B点时，速度偏转角的正切值为 B. 小球运动的位移大小为 C. 小球运动的时间为1.5s D. 小球运动到B点时的速度大小为15m/s 【答案】C 【解析】 【详解】C．小球从A点到B点的运动过程中，根据几何关系有 解得小球运动的时间为，故C正确； A．小球运动到B点时，速度偏转角的正切值为，故A错误； B．小球运动的位移大小为，故B错误； D．小球运动到B点时的速度大小为，故D错误。 故选C。 5. 如图所示，某卫星绕行星沿椭圆轨道运动，bd为其轨道长轴，半长轴为r，周期为T，图示中S1、S2两个面积大小相等。则（　　） A. 行星从a到b的过程中加速度逐渐减小 B. 卫星从a到b的速率逐渐增大 C. 卫星从a到b的运行时间大于从c到d的时间 D. 椭圆轨道半长轴立方与周期平方的比值只与卫星的质量有关 【答案】B 【解析】 【详解】A．行星从a到b的过程中，卫星距离行星越来越近，可知引力逐渐增加，则加速度逐渐增加，A错误； B．卫星从a到b引力做正功，则速率逐渐增大，B正确； C．因S1、S2两个面积大小相等，根据开普勒第二定律可知，卫星从a到b的运行时间等于从c到d的时间，C错误； D．椭圆轨道半长轴立方与周期平方的比值只与行星的质量有关，与卫星的质量无关，D错误。 故选B。 6. 如图所示，两平行河岸的间距为d，水稳定沿着河岸流动，一条小船从河岸渡到河对岸，船在静水中的速度v静（为已知量）指向河的上游与河岸的夹角为37°，船速（即合速度）v船（为未知量）指向河的下游与河岸的夹角也为37°，水流的速度v水（为未知量），sin37°=0.6，cos37°=0.8，下列说法正确的是（　　） A. 船速 B. 水速 C. 小船渡河的时间为 D. 小船被冲向下游的距离为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．构成的矢量三角形如图所示 由几何关系可得 解得，故AB错误； C．小船渡河的时间为，故C正确； D．小船被冲向下游的距离为 联立解得，故D错误。 故选C。 7. 如图，在竖直平面内，将一小球以一定的初速度从A点抛出，速度方向与竖直方向成角。经过一段时间后小球经过点，此时速度方向与初速度方向垂直，A、B两点的距离为。不计空气阻力，重力加速度为，对于小球从A运动到B的过程，下列说法中正确的是（　　） A. 小球从A点运动到B点速度变化量为 B. 小球在点的初速度大小为 C. 小球的运动时间为 D. 小球到达B点的速度大小为 【答案】D 【解析】 【详解】C．沿初速度方向和垂直初速度方向建立平面xOy坐标系如图 将重力加速度沿两方向分解，设小球从A点运动到B点所用时间为t 根据题意，小球经过点时速度方向与初速度方向垂直 由运动学规律可得，沿x轴方向有 沿y轴方向有 故得 又由运动学规律可得，沿x轴方向有 沿y轴方向有 根据题意由几何关系得 联立以上各式代入数据得，故C错误； B．小球在A点时的初速度大小，故 B错误； D．小球经过B点时的速度大小，故D正确； A．由运动学规律可得，小球从A点运动到B点速度变化量大小为，故A错误； 故选D。 8. 如图所示，在距电机轴O为r处有一用轻杆连接的铁块，铁块的质量为m，电机的质量为M，电机启动后，铁块以角速度ω绕轴O匀速转动，已知重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A. 铁块运动过程中加速度不变 B. 电机对地面的最大压力和最小压力之差为 C. 当铁块运动到圆心等高处时，地面对电机的摩擦力为 D. 若电机始终不脱离地面，铁块的角速度应满足 【答案】C 【解析】 【详解】A．铁块做匀速圆周运动，向心加速度的大小不变，但方向始终指向圆心，时刻发生变化；加速度是矢量，因此加速度是变化的，故A错误； B．当铁块运动到最高点时，电机对地面压力最小，对整体分析，由牛顿第二定律得 当铁块运动到最低点时，电机对地面压力最大，对整体分析，由牛顿第二定律得 根据牛顿第三定律得，压力最大为 压力最小为 最大压力和最小压力之差为，故B错误； C．铁块运动到圆心等高处时，铁块的向心力水平，大小为 则电机受到水平方向的反作用力，大小为 电机水平方向受力平衡，因此地面对电机的摩擦力大小为，故C正确； D．电机始终不脱离地面，铁块运动到最高点时，电机对地面的压力大于等于0，根据B选项得， 解得，故D错误。 故选C。 9. 在第19届杭州亚运会女子排球决赛中，中国女排以战胜日本女排，以六战全胜且一局未失的战绩成功卫冕冠军，如图所示为发球队员在底线中点距离地面高处将排球水平击出，已知排球场的长为，宽为，球网高为。为使排球能落在对方球场区域，则发球员将排球击出后，关于排球初速度的最小值和最大值的描述中正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】AB．排球被击出后近似做平抛运动，当抛出速度最小时可认为排球刚好经过球网的中点，即水平方向上有 竖直方向上 联立可解得，故AB错误； CD．当抛出速度最大时可认为排球击中底线的最边缘，即水平方向有 竖直方向上 可解得，故C错误，D正确。 故选D。 10. 长为L的细线一端系一质量为m的小球（可视为质点），另一端固定在一光滑锥顶上，光滑锥顶角为，轴线在竖直方向，如图甲所示。使小球在水平面内做角速度为的匀速圆周运动，线的张力为FT，经分析可得关系图像如图乙所示，已知重力加速度为g，则（　　） A. B. C. 图线1的斜率 D. 图线2的斜率 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】A．当角速度为0时，有 所以A错误； B．当小球贴着光滑圆锥做匀速圆周运动，当角速度达到b时，支持力为0，有 解得 所以B正确； C．当角速度较小时小球没有脱离圆锥，有 联立解得 则图线1的斜率为 所以C错误； D．当角速度较大时，小球脱离圆锥台，有 则 所以图线2的斜率为 所以D错误； 故选B。 二、多选题（本题共4小题。每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分） 11. 下列关于圆周运动的基本模型，说法正确的是（　　） A. 图a中汽车安全通过拱桥最高点时处于超重状态 B. 图b中增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变 C. 图c中脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它所受到的向心力从而被甩出 D. 图d中火车转弯超过规定速度行驶时会挤压外轨 【答案】BD 【解析】 【详解】A．图a中汽车安全通过拱桥最高点时，加速度向下，处于失重状态，A错误； B．图b中，根据 可得 则增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度不变，B正确； C．图c中脱水桶的脱水原理是水滴的附着力不足以提供做圆周运动的向心力时，水滴做离心运动而被甩出，C错误； D．图d中火车转弯超过规定速度行驶时，重力和轨道的支持力的合力不足以提供做圆周运动的向心力，则火车有做离心运动的趋势，则会挤压外轨，D正确。 故选BD。 12. 质量为0.2kg的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图像分别如图所示，由图可知（　　） A. 开始4s内物体的位移为 B. 4s到6s末物体的加速度大小为 C. 从开始至6s末物体一直做曲线运动 D. 开始4s内物体做曲线运动，4s﹣6s内物体做直线运动 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据v-t图像中图线与横轴所围面积表示位移可知开始4s内物体的分位移分别为 ， 可得 故A正确； B．根据v-t图像中图线斜率表示加速度，可知4s到6s末物体的分加速度大小为 ， 可得 故B错误； CD．开始时物体初速度方向沿x方向，加速度方向沿y方向，两者不在一条直线上，所以物体做曲线运动，4s末物体的速度方向与x方向夹角的正切值为 后2s内加速度方向与x方向夹角的正切值为 可知速度方向与加速度方向在同一条直线上，所以物体后2s内做直线运动。故C错误；D正确。 故选AD。 13. 如图所示，现有一固定且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为和（sin37°=0.6），则（　　） A. A、B两球所受支持力的大小之比为 B. A、B两球运动的周期之比为 C. A、B两球的角速度之比为 D. A、B两球的向心加速度之比为 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．对小球受力分析可知，小球受的支持力为，可知A、B两球所受支持力的大小之比为，A正确； B．根据 可得 可得A、B两球运动的周期之比为，B错误； C．A、B两球的角速度之比为，C正确； D．根据，可得A、B两球的向心加速度之比为，D正确。 故选ACD。 14. 如图甲所示，质量均为m的两个滑块A、B用不可伸长的轻绳相连，放在水平转盘上，初始状态绳子松弛。已知两物块与转盘之间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g。现让转盘从静止缓慢增加转速。两物块所受摩擦力随角速度平方的变化图像如图乙所示，取摩擦力由B指向A为正方向，下列说法正确的是（　　） A. 乙图中b对应B物块所受摩擦力随角速度平方的变化图像 B. A、B两物块到转盘圆心的距离为 C. D. 当时，绳子的张力大小为 【答案】ABC 【解析】 【详解】A．转盘角速度开始从静止加速转动，A、B两物块靠静摩擦力提供向心力，A受摩擦力向右，B受摩擦力向左，由图乙可知b图像为B物块所受摩擦力随角速度平方的变化图像，故A正确； B．当B达到最大静摩擦力时有 此时对A物块，有 联立上述两式可解得 ， 故B正确； CD．设绳子拉力为T，A做圆周运动的半径为r，B做圆周运动的半径为2r，当时，对B有 对A有 解得 当时，对A有 联立以上各式可解得 ， 可得 故C正确，D错误。 故选ABC。 三、实验题（每空2分，共16分） 15. 利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M上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，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）下列实验条件必须满足的有_______： A. 斜槽轨道光滑 B. 斜槽轨道末段水平 C. 挡板高度等间距变化 D. 每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球 （2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。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_______（选填“最上端”、“最下端”或者“球心”）对应白纸上的位置即为原点； （3）某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的运动轨迹（未包含抛出点），a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，g取10m/s2，则： ①小球做平抛运动的初速度大小为_______m/s； ②小球抛出点的位置坐标为：x=_______cm，y=_______cm。 【答案】（1）BD （2）球心 （3） ①. 2 ②. -10 ③. -1.25 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道不要求光滑，只要小球到达底端时速度相同即可，A错误； B．斜槽轨道末段水平，以保证小球做平抛运动，B正确； C．挡板高度不要求等间距变化，C错误； D．每次从斜槽上相同的位置由静止释放钢球，以保证小球到达底端时速度相同，D正确。故选BD。 【小问2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； 【小问3详解】 ①[1]竖直方向，解得T=0.1s 则小球做平抛运动的初速度大小为 ②[2][3]b点的竖直速度 从抛出到b点的时间 小球抛出点的位置坐标为：，。 16. 某同学设计了一种探究向心力与角速度关系的实验装置，如图甲所示，在水平圆盘上固定一个长的凹槽，在槽内固定一个力传感器，将小球放在凹槽内，在力传感器外侧安装了一个沿圆盘径向的遮光片，小球紧靠力传感器。 （1）使圆盘绕过圆盘中心的竖直轴匀速转动，与光电门连接的光强记录仪记录接收到的光强随时间变化的规律如图乙所示，根据图乙可知，圆盘转动的角速度为ω=_______； （2）多次调整圆盘的转速进行实验，测得多组小球转动的角速度ω及对应力传感器示数F，作出图像，由图丙可知，在质量和半径一定的情况下，小球做圆周运动的向心力与角速度的平方成_______（选填正比或反比）；若小球的质量为0.3kg，则小球做圆周运动的半径r=_______m。 【答案】（1） （2） ①. 正比 ②. 0.3 【解析】 【小问1详解】 根据图乙可知，小球做圆周运动周期为t0，根据可知圆盘转动的角速度为 【小问2详解】 [1]由图丙可知，F-ω2图像为过原点倾斜的直线，则在质量和半径一定的情况下，小球做圆周运动的向心力与角速度的平方成正比； [2]根据可知 若小球的质量为0.3kg，则小球做圆周运动的半径r=0.3m。 四、计算题 17. 如图所示，高速公路转弯处弯道半径，汽车的质量，重力加速度。 （1）当汽车以的速率行驶时，其所需的向心力为多大？ （2）若路面是水平的，已知汽车轮胎与路面间的动摩擦因数，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。问汽车转弯时不发生径向滑动所允许的最大速率为多少？ （3）通过弯道路面内外高差的合理设计，可实现汽车转弯时刚好不受径向的摩擦力作用的效果。若汽车转弯时仍以（2）中的最大速率运动，则转弯处的路面与水平面倾斜角的正切值为多少？ 【答案】（1）4000N （2）40m/s （3）0.8 【解析】 【小问1详解】 由题意，根据向心力公式 代入数据，解得所需向心力 【小问2详解】 当以最大速率转弯时，最大静摩擦力提供向心力，此时有 解得最大速率 【小问3详解】 若汽车转弯时仍以（2）中的最大速率，且要求汽车刚好不受径向的摩擦力作用，则转弯处的路面应设计成“外高内低”的情况，设路面的斜角为θ，作出汽车的受力图，如图所示 根据牛顿第二定律有 解得 18. 如图所示，AB为竖直光滑圆弧轨道的直径，其半径R=0.9m，A端切线水平，水平轨道BC与半径r=0.5m的光滑圆弧轨道CD相接于C点，D为圆弧轨道的最低点。圆弧轨道CD对应的圆心角θ=37°。一质量为m=0.9kg的小球（视为质点）从水平轨道上某点以某一速度冲上竖直圆轨道，并从A点飞出，经过C点恰好沿切线进入圆弧轨道，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。 （1）求小球从A点飞出的速度大小； （2）求小球在C点受到的支持力的大小； （3）改变小球在水平轨道上的速度，使小球恰好能从A点飞出，求小球落地点与B点的水平距离。 【答案】（1）8m/s （2）187.2N （3）1.8m 【解析】 【小问1详解】 小球到达C点时的竖直速度 则C点的水平速度，即小球从A点飞出的速度大小 【小问2详解】 小球在C点时由牛顿第二定律 其中 解得 【小问3详解】 小球恰好能从A点飞出时，则 小球做平抛运动时， 解得x=1.8m 19. 如图所示，倾角的斜面体固定在可以绕竖直轴转动的水平转台上，斜面最低点在转轴OO1上，质量均为m=1kg、可视为质点的两个小物块P、Q随转台一起匀速转动，P、Q到转轴OO1的距离均为0.4m，P与转台之间的动摩擦因数为0.5，Q与转台之间的动摩擦因数为0.8，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转台转动时，P、Q均与转台保持相对静止，求： （1）当P不受摩擦力时转台的角速度； （2）转台角速度的最大值； （3）Q所受摩擦力的变化范围。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当P不受摩擦力时对P受力分析如图所示 根据牛顿第二定律有 代入数据解得 【小问2详解】 当P受到的摩擦力达到最大且方向沿斜面向下时，假设此时Q与转台保持相对静止，设此时的角速度为ω1，对P根据牛顿第二定律有， 又 联立代入数据解得 这时Q的向心力大小为 Q与转台之间的最大静摩擦力为 说明此时Q已经和转台发生了相对滑动，所以转台的最大角速度为ωm 对Q根据牛顿第二定律有 解得 【小问3详解】 当P受到斜面的摩擦力方向沿斜面向上且达到最大静摩擦力时，转台的角速度最小，设为ω'，对P受力分析，如下图所示 根据牛顿第二定律有， 又 联立代入数据解得 此时Q受到的摩擦力大小为 所以Q受到的摩擦力大小范围为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $