精品解析：广西钦州市第四中学2025-2026学年高一下学期4月考试物理试卷

广西钦州市第四中学2025-2026学年高一下学期4月份考试物理试卷 注意事项∶ 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上， 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在签题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结来后，将本试卷和答题卡一并交回 一、单选题（ 本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥最高点时对桥可能无压力，此时汽车处于超重状态 B. 如图乙，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉 C. 如图丙，“水流星”表演中，小桶过最低点时桶中的水可能只受重力作用，处于失重状态 D. 如图丁，火车转弯超过规定速度时，车轮会挤压内轨 2. 如图所示，倾角为θ、半径为R的倾斜圆盘，绕过圆心O垂直于盘面的转轴匀速转动。一个质量为m的小物块放在圆盘的边缘，恰好随圆盘一起匀速转动。图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，OC与OB的夹角为60°。小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，小物块与圆盘间的动摩擦因数。下列说法正确的是（　　） A. 小物块受到的摩擦力始终指向圆心 B. 小物块转动的角速度为 C. 小物块在C点时受到的摩擦力大小为 D. 小物块在最高点A所受摩擦力大小为 3. 自行车部分结构如图所示，是大齿轮边缘上一点，是小齿轮边缘上一点，大齿轮和小齿轮由链条连接，是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来，转动脚踏板，使大齿轮和后轮匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 、两点的线速度大小相等 B. 、两点的线速度大小相等 C. 点的周期大于点的周期 D. 点的周期小于点的周期 4. 早些年人们在农村捕鸟的小机关如图甲所示，用一枝短棒支起一面大的竹筛，短棒支撑竹筛的支撑点为，下面撒些秕谷，棒上系一条长绳，鸟下来啄食时，将绳子一拉，便罩住了鸟。若将竹筛视为一个半径为的半球壳，初始用短棒在左侧支撑住竹筛，竹筛开始落下后绕着右端支点转动，其角速度随时间变化的图像如图乙所示，在竹筛落地前，下列说法正确的是（　　） A. 竹筛开始运动后，竹筛上面各点做匀速圆周运动 B. 竹筛开始运动后，竹筛上面各点的向心加速度大小与时间成正比 C. 竹筛开始运动后，点的线速度与时间成反比 D. 竹筛开始运动后，点的向心加速度与时间的平方成正比 5. 如图所示，质量为0.5 kg、半径为1 m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，质量为1 kg的小球A（可视为质点）的直径略小于细圆管的内径（内径远小于细圆管半径），在圆管中做圆周运动，某时刻小球A运动到圆管最高点，速度大小为3 m/s，重力加速度g取，则此时杆对圆管的弹力为（　　） A. 6 N B. 4 N C. 14 N D. 15 N 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。有多项符合题目要求） 6. 如图所示，光滑细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动，O点位于水平地面上。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。已知细杆长度L=0.2m，杆与竖直转轴的夹角α始终为60°，弹簧原长，弹簧劲度系数k=100N/m，圆环质量m=1kg；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10rad/s B. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10πrad/s C. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.2m D. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.3m 7. 根据本讲“母题呈现”题目，已知小物体的质量为1kg，R为2.5m，g取10m/s2，以下说法中正确的是（　　） A. 小物体随圆盘以不同的角速度做匀速圆周运动时，越大时，小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体受到的摩擦力可能背离圆心 C. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 D. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 8. 如图所示，四分之一圆弧与半圆弧在点平滑连接，固定放置在竖直面内，为两圆弧的最低点，且点的切线水平，现让质量为的小球（视为质点）从点进入圆弧轨道，运动到点时速度大小为。已知、两圆弧均光滑，半径分别为、，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 小球在通过点前后的瞬间，线速度大小改变 B. 小球在通过点前后的瞬间，角速度的变化量为 C. 小球在通过点前后的瞬间，轨道对其支持力大小之比为 D. 小球能通过点的最小速度大小为 第II卷（非选择题） 三、解答题（ 本题共5小题，共52分。请按要求作答） 9. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离处有一质量为的小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为，g取，求： （1）的最大值； （2）若圆盘以（1）问中的角速度转动，当小物体运动到最高点时，受到摩擦力的大小和方向； （3）若圆盘以（1）问中的角速度转动，当小物体运动到与圆心等高的位置时，受到摩擦力的大小。 10. 如图所示的游戏平台，AB为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径（忽略圆管的内径），端切线水平，水平轨道AC与半径为的光滑圆弧轨道CD相接于点，、两点等高，圆弧轨道CD对应的圆心角为。一质量的小球在弹射器的作用下从水平轨道AC上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，然后从点离开，由于圆弧轨道CD光滑，因此小球离开点的速度与点速度大小相等，小球离开点后做斜抛运动，最终从高为的圆框中心穿过。已知圆框中心与固定圆框的竖直挡板（足够高）的距离，重力加速度取，不计摩擦阻力和空气阻力，小球可视为质点，，。 （1）求小球到达点时的速度大小； （2）求小球在点受到轨道作用力的大小和方向； （3）如果游戏要求小球在圆框的上方与竖直挡板碰撞一次后从圆框中心穿过，假设小球碰撞竖直挡板时沿平行挡板方向的速度不变，垂直挡板方向的速度大小不变，方向相反，求竖直挡板与圆弧轨道点间的距离。（不计小球与挡板的碰撞时间） 11. 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R=0.9m，铺有海绵垫的转盘，转盘轴心在AB正下方且离平台的水平距离为L=6.3m，A点位于平台边缘的正上方，选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点由静止开始做匀加速直线运动，启动2s后人脱离悬挂器，此时脚底与转盘平面的高度差为H=3.2m，假设人在空中运动的过程中姿势不变，与转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动摩擦因数，忽略空气阻力，。求： （1）计算选手从A点开始到落至转盘上所需要的时间； （2）为保证选手落在转盘上，加速度a的取值范围是多少； （3）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度最大值； 12. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程，已知所用抛石机长臂的长度，质量的石块（可视为质点）装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态，与水平面间的夹角，现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块以的初速度水平抛出，抛出后垂直打在倾角为45°的斜面上，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2，求： （1）石块水平抛出前瞬间受到长臂末端口袋沿杆方向作用力的大小和方向； （2）石块从抛出到击中斜面所用的时间； （3）斜面的右端点距抛出点的水平距离。 13. 某同学设计了一款有多种玩法的投射装置，装置由足够大的水平转盘、半圆轨道、小球（可视为质点）组成，其截面如图所示，竖直光滑半圆轨道ABC固定在水平转盘上，A为半圆轨道的最低点，C为半圆轨道的最高点，转盘能以AC直线为轴转动。游戏者甲匀速转动转盘，小球位于半圆轨道D处相对于轨道静止，随轨道一起转动。游戏者乙使转盘静止，将小球从A处沿轨道水平弹出，小球恰好能够通过C处，然后落回转盘E处。已知半圆轨道的半径为R=0.4m，OD与OA的夹角为，重力加速度大小取。 （1）求游戏者甲转动转盘的角速度的大小； （2）求游戏者乙的小球落点E和A点的距离s； （3）游戏者丙为增加游戏难度，在装置左侧放置一个风力发电装置，使小球始终受到水平向右的恒定风力，其大小为小球重力的。保证转盘静止不动，游戏者丙从AC直线左侧F处（图中未标出）以与水平方向成角的速度抛出小球，调节小球抛出的速度大小，小球总能沿切线从C处进入轨道内侧并沿轨道滑下回到转盘上。设F处与C处的水平、竖直距离分别为x、y，求x和y满足的关系式。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 广西钦州市第四中学2025-2026学年高一下学期4月份考试物理试卷 注意事项∶ 1.答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上， 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在签题卡上。写在本试卷上无效。 3. 考试结来后，将本试卷和答题卡一并交回 一、单选题（ 本题共5小题，每小题6分，共30分。每小题只有一项符合题目要求） 1. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图甲，汽车通过拱桥最高点时对桥可能无压力，此时汽车处于超重状态 B. 如图乙，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉 C. 如图丙，“水流星”表演中，小桶过最低点时桶中的水可能只受重力作用，处于失重状态 D. 如图丁，火车转弯超过规定速度时，车轮会挤压内轨 【答案】B 【解析】 【详解】A．汽车通过拱桥最高点时处于失重状态，对桥可能无压力，故A错误； B．洗衣机脱水原理是衣服对水滴的吸附力小于水滴做圆周运动需要的向心力，水滴做离心运动，从而被甩出去，故B正确； C．“水流星”表演中，小桶过最低点时桶中的水受重力和桶的支持力作用，处于超重状态，故C错误； D．图丁中，火车超过规定速度转弯时，重力和支持力的合力小于所需的向心力，车轮会挤压外轨，故D错误。 故选B。 2. 如图所示，倾角为θ、半径为R的倾斜圆盘，绕过圆心O垂直于盘面的转轴匀速转动。一个质量为m的小物块放在圆盘的边缘，恰好随圆盘一起匀速转动。图中A、B分别为小物块转动过程中所经过的最高点和最低点，OC与OB的夹角为60°。小物块与圆盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，小物块与圆盘间的动摩擦因数。下列说法正确的是（　　） A. 小物块受到的摩擦力始终指向圆心 B. 小物块转动的角速度为 C. 小物块在C点时受到的摩擦力大小为 D. 小物块在最高点A所受摩擦力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】A．小物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，指向圆心。小物块受重力、支持力和摩擦力。在盘面内，重力沿斜面向下的分力始终存在。摩擦力与的合力指向圆心，由于方向不变，所以摩擦力的方向时刻变化，并不始终指向圆心，故A错误； B．小物块恰好随圆盘一起匀速转动，说明在最容易滑动的位置达到了最大静摩擦力。在最低点，重力分力背离圆心，需要的摩擦力最大。此时 又 解得，故B错误； C．在点，。向心力 指向圆心。重力沿斜面分力 方向平行于向下。根据几何关系可知与向心力的夹角为。由余弦定理 解得，故C错误； D．在最高点，重力分力指向圆心。向心力指向圆心。由 得 解得，故D正确。 故选D。 3. 自行车部分结构如图所示，是大齿轮边缘上一点，是小齿轮边缘上一点，大齿轮和小齿轮由链条连接，是后轮边缘上一点。把自行车后轮支撑起来，转动脚踏板，使大齿轮和后轮匀速转动，下列说法正确的是（ ） A. 、两点的线速度大小相等 B. 、两点的线速度大小相等 C. 点的周期大于点的周期 D. 点的周期小于点的周期 【答案】AC 【解析】 【详解】A．大齿轮和小齿轮由链条连接，不打滑时，边缘线速度大小相等，即，故A正确； D．小齿轮和后轮同轴转动，因此角速度相等​，根据，角速度相等则周期相等，故D错误； B．因​，根据，且后轮半径（小齿轮半径） 因此​，故B错误； C．由，大齿轮半径​，根据 可得​；又​，故 周期，角速度越小周期越大，因此，故C正确。 故选 AC。 4. 早些年人们在农村捕鸟的小机关如图甲所示，用一枝短棒支起一面大的竹筛，短棒支撑竹筛的支撑点为，下面撒些秕谷，棒上系一条长绳，鸟下来啄食时，将绳子一拉，便罩住了鸟。若将竹筛视为一个半径为的半球壳，初始用短棒在左侧支撑住竹筛，竹筛开始落下后绕着右端支点转动，其角速度随时间变化的图像如图乙所示，在竹筛落地前，下列说法正确的是（　　） A. 竹筛开始运动后，竹筛上面各点做匀速圆周运动 B. 竹筛开始运动后，竹筛上面各点的向心加速度大小与时间成正比 C. 竹筛开始运动后，点的线速度与时间成反比 D. 竹筛开始运动后，点的向心加速度与时间的平方成正比 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据图乙可知，角速度在变大，不是匀速圆周运动，故A错误； B．由图可知 向心加速度为 可知竹筛开始运动后，竹筛上面各点的向心加速度大小与时间平方成正比，故B错误； C．竹筛开始运动后，K点的线速度 可知K点的线速度与时间成正比，故C错误； D．由B选项可知，K点的向心加速度速 可知竹篮开始运动后，K点的向心加速度与时间的平方成正比，故D正确。 故选D。 5. 如图所示，质量为0.5 kg、半径为1 m的光滑细圆管用轻杆固定在竖直平面内，质量为1 kg的小球A（可视为质点）的直径略小于细圆管的内径（内径远小于细圆管半径），在圆管中做圆周运动，某时刻小球A运动到圆管最高点，速度大小为3 m/s，重力加速度g取，则此时杆对圆管的弹力为（　　） A. 6 N B. 4 N C. 14 N D. 15 N 【答案】A 【解析】 【详解】设在最高点时圆管对小球A的弹力为F，规定向下为正方向，则有 代入题中数据，解得 负号说明弹力方向向上，因此小球向下挤压圆管，根据牛顿第三定律，可知小球对圆管弹力大小为1N，对圆管，根据平衡条件可知，杆对圆管的弹力大小为 故选A。 二、多选题（本题共3小题，每小题6分，共18分。有多项符合题目要求） 6. 如图所示，光滑细杆的一端固定在竖直转轴上的O点，并可随轴一起转动，O点位于水平地面上。杆上套有一轻质弹簧，弹簧一端固定于O点，另一端与套在杆上的圆环相连。已知细杆长度L=0.2m，杆与竖直转轴的夹角α始终为60°，弹簧原长，弹簧劲度系数k=100N/m，圆环质量m=1kg；弹簧始终在弹性限度内，重力加速度大小取10m/s2，不计空气阻力。下列说法正确的是（　　） A. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10rad/s B. 圆环处于细杆末端P时，细杆匀速转动的角速度大小为10πrad/s C. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.2m D. 若圆环处于细杆末端P时剪断弹簧，圆环从P点水平飞出，落地时距O点的距离为0.3m 【答案】AD 【解析】 【详解】AB．对圆环受力分析，由牛顿第二定律得，水平方向 竖直方向 代入已知条件 解得，故A正确，B错误； CD．剪断弹簧后圆环做平抛运动，点高度 竖直方向 解得下落时间 平抛初速度 切线方向位移 落地点到点的距离 其中 代入得，故C错误，D正确。 故选AD。 7. 根据本讲“母题呈现”题目，已知小物体的质量为1kg，R为2.5m，g取10m/s2，以下说法中正确的是（　　） A. 小物体随圆盘以不同的角速度做匀速圆周运动时，越大时，小物体在最高点处受到的摩擦力一定越大 B. 小物体受到的摩擦力可能背离圆心 C. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 D. 若小物体与盘面间的动摩擦因数为，则的最大值是 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．当物体在最高点时，也可能受到重力、支持力与摩擦力三个力的作用，摩擦力的方向可能沿斜面向上（即背离圆心），也可能沿斜面向下（即指向圆心），摩擦力的方向沿斜面向上时，越大时，小物体在最高点处受到的摩擦力越小，故A错误，B正确； CD．当物体转到圆盘的最低点恰好不滑动时，圆盘的角速度最大，此时小物体受竖直向下的重力、垂直于斜面向上的支持力、沿斜面指向圆心的摩擦力，由沿斜面的合力提供向心力，根据平衡条件，可得支持力 则摩擦力， 根据牛顿第二定律有 解得，故C正确，D错误。 故选BC。 8. 如图所示，四分之一圆弧与半圆弧在点平滑连接，固定放置在竖直面内，为两圆弧的最低点，且点的切线水平，现让质量为的小球（视为质点）从点进入圆弧轨道，运动到点时速度大小为。已知、两圆弧均光滑，半径分别为、，重力加速度为，下列说法正确的是（　　） A. 小球在通过点前后的瞬间，线速度大小改变 B. 小球在通过点前后的瞬间，角速度的变化量为 C. 小球在通过点前后的瞬间，轨道对其支持力大小之比为 D. 小球能通过点的最小速度大小为 【答案】CD 【解析】 【详解】A．小球通过B点的瞬间，轨道光滑，切向无作用力，不改变线速度大小，线速度大小不变，A错误； B．通过B点前，圆周运动半径，角速度​ 通过B点后，圆周运动半径，角速度​ 角速度变化量，B错误； C．圆周运动向心力由支持力和重力的合力提供 可得 通过B前 通过B后 因此支持力之比，C正确； D．C是半圆弧的最高点，小球做竖直圆周运动，临界情况为C点轨道支持力为0，重力提供向心力 ​​ 解得最小速度，D正确。 故选 CD。 第II卷（非选择题） 三、解答题（ 本题共5小题，共52分。请按要求作答） 9. 如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动，盘面上离转轴距离处有一质量为的小物体与圆盘始终保持相对静止，物体与盘面间的动摩擦因数为（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），盘面与水平面的夹角为，g取，求： （1）的最大值； （2）若圆盘以（1）问中的角速度转动，当小物体运动到最高点时，受到摩擦力的大小和方向； （3）若圆盘以（1）问中的角速度转动，当小物体运动到与圆心等高的位置时，受到摩擦力的大小。 【答案】（1） （2），方向沿斜面向上 （3） 【解析】 【小问1详解】 当物体转到圆盘的最低点，所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时，角速度最大，根据牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 当小物体运动到最高点时，根据牛顿第二定律有 解得 方向沿斜面向上，大小为 【小问3详解】 小物体运动到与圆心等高的位置时，则有 解得 10. 如图所示的游戏平台，AB为竖直半圆形光滑圆管轨道，其半径（忽略圆管的内径），端切线水平，水平轨道AC与半径为的光滑圆弧轨道CD相接于点，、两点等高，圆弧轨道CD对应的圆心角为。一质量的小球在弹射器的作用下从水平轨道AC上某点以某一速度冲上竖直圆管轨道，并从点飞出，经过点恰好沿切线进入圆弧轨道，然后从点离开，由于圆弧轨道CD光滑，因此小球离开点的速度与点速度大小相等，小球离开点后做斜抛运动，最终从高为的圆框中心穿过。已知圆框中心与固定圆框的竖直挡板（足够高）的距离，重力加速度取，不计摩擦阻力和空气阻力，小球可视为质点，，。 （1）求小球到达点时的速度大小； （2）求小球在点受到轨道作用力的大小和方向； （3）如果游戏要求小球在圆框的上方与竖直挡板碰撞一次后从圆框中心穿过，假设小球碰撞竖直挡板时沿平行挡板方向的速度不变，垂直挡板方向的速度大小不变，方向相反，求竖直挡板与圆弧轨道点间的距离。（不计小球与挡板的碰撞时间） 【答案】（1） （2），方向竖直向下 （3） 【解析】 【小问1详解】 从B到C，由 解得 因为小球沿切线进入圆弧轨道CD，所以 【小问2详解】 由（1）知 在B点，由牛顿第二定律有 解得 因，故的方向与重力方向一致，竖直向下 【小问3详解】 小球从点射出后做斜抛运动，由于竖直方向上的速度不受影响，因此在竖直方向上有 解得（舍去） 如图所示 由对称性可知，水平方向上有 即 竖直挡板与圆弧轨道D点间的距离为 法二：从开始反弹到穿过圆框中心的时间 则小球从D点运动到与挡板相撞的时间 竖直挡板与圆弧轨道D点间的距离为 11. 某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为R=0.9m，铺有海绵垫的转盘，转盘轴心在AB正下方且离平台的水平距离为L=6.3m，A点位于平台边缘的正上方，选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从A点由静止开始做匀加速直线运动，启动2s后人脱离悬挂器，此时脚底与转盘平面的高度差为H=3.2m，假设人在空中运动的过程中姿势不变，与转盘间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑动摩擦因数，忽略空气阻力，。求： （1）计算选手从A点开始到落至转盘上所需要的时间； （2）为保证选手落在转盘上，加速度a的取值范围是多少； （3）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度最大值； 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 直轨道上时间 脱离悬挂器到落到转盘时间 解得 可得 【小问2详解】 直轨道上位移 平抛水平位移 落到转盘最远处 解得 落到转盘最近处 解得 综上所述 【小问3详解】 落在转盘边缘最容易被甩出 解得 故的最大值为 12. “抛石机”是古代战争中常用的一种设备。如图所示，某学习小组用自制的抛石机演练抛石过程，已知所用抛石机长臂的长度，质量的石块（可视为质点）装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态，与水平面间的夹角，现对短臂施力，当长臂转到竖直位置时立即停止转动，石块以的初速度水平抛出，抛出后垂直打在倾角为45°的斜面上，不计空气阻力，重力加速度取10m/s2，求： （1）石块水平抛出前瞬间受到长臂末端口袋沿杆方向作用力的大小和方向； （2）石块从抛出到击中斜面所用的时间； （3）斜面的右端点距抛出点的水平距离。 【答案】（1），竖直向下 （2） （3） 【解析】 【分析】 【小问1详解】 设石块受到口袋的作用力大小为， 解得，方向：竖直向下； 【小问2详解】 石块被抛出后做平抛运动，垂直于斜面有 解得 从石块水平抛出到落在斜面上所经历的时间 【小问3详解】 石块下落的高度 石块的水平位移 石块打在斜面上的位置距地面高度为 石块打在斜面上的位置到斜面右端点的水平距离为 斜面右端点距抛出点的水平距离为 【点睛】 13. 某同学设计了一款有多种玩法的投射装置，装置由足够大的水平转盘、半圆轨道、小球（可视为质点）组成，其截面如图所示，竖直光滑半圆轨道ABC固定在水平转盘上，A为半圆轨道的最低点，C为半圆轨道的最高点，转盘能以AC直线为轴转动。游戏者甲匀速转动转盘，小球位于半圆轨道D处相对于轨道静止，随轨道一起转动。游戏者乙使转盘静止，将小球从A处沿轨道水平弹出，小球恰好能够通过C处，然后落回转盘E处。已知半圆轨道的半径为R=0.4m，OD与OA的夹角为，重力加速度大小取。 （1）求游戏者甲转动转盘的角速度的大小； （2）求游戏者乙的小球落点E和A点的距离s； （3）游戏者丙为增加游戏难度，在装置左侧放置一个风力发电装置，使小球始终受到水平向右的恒定风力，其大小为小球重力的。保证转盘静止不动，游戏者丙从AC直线左侧F处（图中未标出）以与水平方向成角的速度抛出小球，调节小球抛出的速度大小，小球总能沿切线从C处进入轨道内侧并沿轨道滑下回到转盘上。设F处与C处的水平、竖直距离分别为x、y，求x和y满足的关系式。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球位于半圆轨道D处相对于轨道静止，随轨道一起转动，受支持力和重力，有， 可得 【小问2详解】 小球恰好能够通过C处，有 解得 小球做平抛运动，有 解得时间 水平方向有 【小问3详解】 小球始终受到水平向右的恒定风力，其大小为小球重力的，水平方向有 可得 设初速度为，有， 小球沿切线从C点进入轨道，说明到达C点时速度方向水平（与轨道切线一致），故竖直方向速度为零，有 可得 竖直位移 水平位移 由可得，，代入可得， 可得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $