精品解析：山东省临沂市郯城第一中学2024-2025学年高一下学期第一次月考物理试卷

郯城一中高一年级下学期第一次阶段性检测 物理试题 2025.03 注意事项： 1．考试时间90分钟，试卷满分100分 2．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 3．请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求． 1. 关于曲线运动的性质，以下说法中正确的是（　　） A. 变速运动一定是曲线运动 B. 曲线运动一定是变速运动 C. 平抛运动是变加速曲线运动 D. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 2. 我国新能源汽车产业集群化发展趋势愈加鲜明，2024年9月24日迈入新的发展阶段。某品牌电动汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 农村建房时，常采用图中的滑轮装置向楼上运送建筑材料。工人通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一袋质量为m的水泥，工人拉着绳子A端以速度v从滑轮正下方向右匀速运动，经时间t绳子AO段与竖直方向成θ角，重力加速度为g，则在此过程中（ ） A. 水泥向上做匀速运动 B. 水泥向上做减速运动 C. t时刻水泥的速度为 D. t时刻水泥的速度为v 4. 春节期间，某市限时限地燃放烟花。一位市民购买到一种叫加特林机枪的烟花，水平拿在手上在安全区域燃放，某一瞬间两颗烟花弹、同时从烟花枪中水平飞出，落到同一水平面上，运动轨迹如图所示。烟花飞出后，燃料不再提供推力，且飞行过程中忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 两颗烟花弹在空中运动的时间 B. 落到同一水平地面时，烟花弹的落地速度大于烟花弹的落地速度 C. 烟花弹飞出时的初速度大于烟花弹的初速度 D. 在空中运动的过程中，两颗烟花弹的速度变化率相同 5. 如图所示，P、Q是质量均为m的两个质点，分别置于地球表面不同纬度上，假设把地球看成是一个质量分布均匀的球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. Q质点受地球的万有引力大于P质点 B. P、Q做匀速圆周运动的向心加速度大小相等 C. P质点的重力等于Q质点的重力 D. P、Q质点所受地球万有引力的方向均指向地心 6. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，这样可使列车以规定速度v通过弯道时内外轨道均不受侧向挤压，保证行车安全，其简化模型如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 若要增大列车转弯时的规定速度v，在设计铁路时可适当减小弯道处内外轨道的高度差 B. 若列车空载时仍以v的速度通过该圆弧轨道，车轮将侧向挤压内轨 C. 列车转弯时的速度高于规定速度v时，列车将侧向挤压内轨 D. 列车转弯时的速度低于规定速度v时，列车将侧向挤压内轨 7. 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，认为湿衣服（较小可视为质点）在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，重力加速度为g，下列说法正确的是 （　　） A. 衣服在最高点A处时脱水效果最好 B. 衣服在B、D两处所受摩擦力方向相反 C. 衣服在C点时，地面对洗衣机的支持力最小 D. 要保证衣服能始终贴着筒壁，滚筒匀速转动的角速度不得小于 8. 天文学家通过“中国天眼”的500米口径地面射电望远镜（FAST），在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示，双星系统由两颗恒星A、B组成，在万有引力的作用下，它们绕其连线上的O点做匀速圆周运动，轨道半径之比，则两颗天体的（　　） A. 质量之比 B. 角速度之比 C. 线速度大小之比 D. 向心力大小之比 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分． 9. 我国是世界上第一次首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。如图所示，“天问一号”火星探测器被火星捕获，从“调相轨道”经过变轨进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。P点、N点分别为停泊轨道上的近火点和远火点，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线在相同时间内扫过的面积，下列说法正确的是（ ） A. 探测器在P点的速度大于在N点的速度 B. 探测器在P点的加速度小于在N点的加速度 C. 图中两阴影部分的面积相等 D. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需制动减速 10. 如图所示，北斗系统主要由离地面高度约为6R（R为地球半径）的地球静止卫星和离地面高度约为3R的中轨道卫星组成，忽略地球自转。下列说法正确的是（　　） A. 中轨道卫星与静止卫星的向心加速度大小之比为49:16 B. 中轨道卫星与静止卫星的向心加速度大小之比为36:9 C. 中轨道卫星与静止卫星的线速度大小之比为:2 D. 中轨道卫星与静止卫星的线速度大小之比为7:4 11. 2024年夏天，我国奥运健儿在第33届夏季奥运会上摘得40枚金牌，取得参加境外奥运会的史上最好成绩，其中，邓雅文获得自由式小轮车女子公园赛金牌。邓雅文比赛中的一段赛道简化成如图所示，半径相等的圆弧形轨道、与地面相切，平台水平，、所对应的圆心角均为。邓雅文骑着小轮车从点冲上轨道，从点冲出轨道，又从点无碰撞地落回轨道。已知邓雅文和小轮车一起可以看作质点，长，不计空气阻力，取重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 从点冲出时的速度为 B. 留给邓雅文在空中完成各种动作的时间为 C. 邓雅文离平台的最大高度为 D. 从点落回轨道时的速度为 12. 如图所示，两个完全相同的小滑块甲和乙放在水平转盘的同一条半径上，转盘的半径为R，甲到圆心O的距离为，乙到圆心O的距离为，小滑块甲、乙与转盘之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力且两滑块始终在转盘内。当转盘以角速度ω转动时，下列说法正确的是（　　） A. 相对转盘滑动前，甲、乙所受摩擦力大小与转盘角速度ω成正比 B. 相对转盘滑动前，同一时刻甲、乙所受静摩擦力大小之比为1:2 C. 转盘角速度ω为时，滑块甲即将开始滑动 D. 转盘角速度ω为时，甲、乙所受摩擦力大小相等 三、非选择题 13. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍然同时落地。 （1）关于实验条件的说法，正确的有________； A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末段N端必须水平 C. P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明________； A. 两小球落地速度的大小相同 B. P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 C. P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动 D. P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 （3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球平抛的初速度的大小为________m/s；小球P抛出后运动到b点的时间为________s。（计算结果均保留两位有效数字） 14. 用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，请回答相关问题： （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是________。（填正确答案标号） A. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想化模型法 （2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上，匀速转动手柄，观察左右标尺露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________。 （3）在（2）的实验中，其他条件不变，若减小手柄匀速转动的速度，则下列符合实验实际的是________。（填正确答案标号） A. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大 B. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值不变 C. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小 D. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小 15. 人工智能AI技术的不断创新发展，使人们的生活更加丰富多彩。我国多地出现无人机灯光秀，成千上万架无人机通过与地面RTK（实时差分）基站实时通信，保证每一架无人机都有其特定的轨迹，共同完成巨幅图案及动画表演。现将一架无人机的运动简化成竖直面内的曲线运动，以水平向右为x轴正方向，以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系，如图甲所示，以该时刻为计时起点，水平方向无人机的关系图像如图乙所示，竖直方向无人机的关系图像如图丙所示。已知，。求： （1）无人机飞行过程中的最大速度的大小与方向。 （2）从计时开始经过6s无人机飞行的位移的大小与方向。 16. 2021年5月15日，中国火星探测器“天问一号”在火星表面的目标着陆点成功着陆，“祝融号”火星车开展巡视探测。若在火星“地面”附近高h处自由释放一物块，落至“地面”时的速度为v。已知火星的半径为R，引力常量为G，将火星看作是质量分布均匀的球体，忽略火星自转，不计火星大气的阻力。求： （1）火星的密度； （2）火星的第一宇宙速度。 17. 水车是古代中国劳动人民发明的灌溉工具。图甲为赤峰市道须沟风景区内的一架水车，图乙为水车工作时的示意图。高处的水从水槽中以速度大小v₀沿水平方向流出，水流出后垂直落在与水平面夹角为θ的水轮叶面上，冲击轮叶使水车转动。水在空中的运动可视为平抛运动。重力加速度为g。求： （1）水流落在水轮叶面前瞬间的速度大小v； （2）槽口和冲击点的高度差h； （3）槽口和冲击点的水平距离x。 18. 如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。 （1）求悬挂小球的细线长度L； （2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小； （3）细线恰好断开后，求小球在水平台面上的落点到圆锥体中心点O的距离s。（结果保留根式） 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 郯城一中高一年级下学期第一次阶段性检测 物理试题 2025.03 注意事项： 1．考试时间90分钟，试卷满分100分 2．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 3．请将答案正确填写在答题卡上 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题只有一个选项符合题目要求． 1. 关于曲线运动的性质，以下说法中正确的是（　　） A. 变速运动一定是曲线运动 B. 曲线运动一定是变速运动 C. 平抛运动是变加速曲线运动 D. 匀速圆周运动是匀变速曲线运动 【答案】B 【解析】 【详解】A．做曲线运动的条件为合外力的方向与速度方向不在同一直线上，当变速运动的合外力方向与速度方向在同一直线上时做直线运动，当变速运动的合外力方向与速度方向不在同一直线上时做曲线运动，所以变速运动不一定是曲线运动，故A错误； B．既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确； C．平抛运动过程中只受重力作用，合力恒定，所以为匀变速曲线运动，故C错误； D．匀变速指加速度恒定不变。匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，即加速度方向时刻改变，而加速度是矢量，方向改变，则加速度改变，所以匀速圆周运动是变加速曲线运动。故D错误。 故选B。 2. 我国新能源汽车产业集群化发展趋势愈加鲜明，2024年9月24日迈入新的发展阶段。某品牌电动汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的方向正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】电动汽车运动轨迹是曲线，根据曲线运动的条件，受到的合外力方向指向曲线的内侧，因为是减速运动，合外力的方向与该点的速度方向的夹角为钝角，且速度方向沿切线方向，加速度方向和合外力方向相同。 故选B。 3. 农村建房时，常采用图中的滑轮装置向楼上运送建筑材料。工人通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一袋质量为m的水泥，工人拉着绳子A端以速度v从滑轮正下方向右匀速运动，经时间t绳子AO段与竖直方向成θ角，重力加速度为g，则在此过程中（ ） A. 水泥向上做匀速运动 B. 水泥向上做减速运动 C. t时刻水泥的速度为 D. t时刻水泥的速度为v 【答案】C 【解析】 【详解】水泥的速度沿绳子方向，人的速度在绳子方向上的速度分量为人沿水平面匀速运动，所以水泥的速度逐渐变大，做加速运动。 故选C 。 4. 春节期间，某市限时限地燃放烟花。一位市民购买到一种叫加特林机枪的烟花，水平拿在手上在安全区域燃放，某一瞬间两颗烟花弹、同时从烟花枪中水平飞出，落到同一水平面上，运动轨迹如图所示。烟花飞出后，燃料不再提供推力，且飞行过程中忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A. 两颗烟花弹在空中运动的时间 B. 落到同一水平地面时，烟花弹的落地速度大于烟花弹的落地速度 C. 烟花弹飞出时的初速度大于烟花弹的初速度 D. 在空中运动的过程中，两颗烟花弹的速度变化率相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据抛体运动的规律可知，两颗烟花弹在空中运动时，竖直方向上则有 解得 由于两烟花弹离地面的高度相同，故二者在空中运动时间相等，A错误； BC．由于二者在空中运动时间相等，根据竖直方向烟花弹做自由落体运动，则有竖直方向的速度 水平方向做匀速直线运动则有，由于a的水平位移小于b的水平位移，故有 根据烟花弹落地的速度，可知烟花弹的落地速度小于烟花弹的落地速度，BC错误； D．在空中运动的过程中，两颗烟花弹的速度变化率，因此两烟花弹速度的变化率相同，D正确。 故选D。 5. 如图所示，P、Q是质量均为m的两个质点，分别置于地球表面不同纬度上，假设把地球看成是一个质量分布均匀的球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ） A. Q质点受地球的万有引力大于P质点 B. P、Q做匀速圆周运动的向心加速度大小相等 C. P质点的重力等于Q质点的重力 D. P、Q质点所受地球万有引力的方向均指向地心 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据万有引力定律公式 ，由于地球看成质量分布均匀的球体，、 两质点到地心的距离  相等，且两质点质量  相等，所以 、 两质点受地球的万有引力大小相等，故A错误； B．、 两质点随地球自转，角速度  相同，由图可知  质点做圆周运动的半径  大于  质点做圆周运动的半径 ，根据向心加速度公式  可知， 质点的向心加速度大于  质点的向心加速度，故B错误； C．质点在地球表面随地球自转，万有引力  分解为重力  和向心力 。由于 、 所受万有引力  大小相等，而  质点做圆周运动的半径较大，所需向心力  较大，导致  质点的重力较小，故  质点的重力小于  质点的重力，故C错误； D．地球看成是一个质量分布均匀的球体，根据万有引力的性质，、 质点所受地球万有引力的方向均指向地心，故D正确。 故选D。 6. 在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨，这样可使列车以规定速度v通过弯道时内外轨道均不受侧向挤压，保证行车安全，其简化模型如图所示，则下列说法正确的是（ ） A. 若要增大列车转弯时的规定速度v，在设计铁路时可适当减小弯道处内外轨道的高度差 B. 若列车空载时仍以v的速度通过该圆弧轨道，车轮将侧向挤压内轨 C. 列车转弯时的速度高于规定速度v时，列车将侧向挤压内轨 D. 列车转弯时的速度低于规定速度v时，列车将侧向挤压内轨 【答案】D 【解析】 【详解】A．设轨道倾角为，当列车以规定速度v通过弯道时，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 若要增大规定速度，在设计铁路时应适当增大弯道处内外轨道的高度差，故A错误； B．规定速度v与列车的质量无关。若列车空载时仍以 v的速度通过该圆弧轨道，重力和支持力的合力仍恰好提供向心力，车轮不会侧向挤压内轨或外轨，故B错误； C．列车转弯时的速度高于规定速度v时，列车有离心趋势，将侧向挤压外轨，故C错误； D．列车转弯时的速度低于规定速度v时，列车有向心趋势，将侧向挤压内轨，故D正确。 故选D。 7. 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，认为湿衣服（较小可视为质点）在竖直平面内做匀速圆周运动，已知滚筒半径为R，重力加速度为g，下列说法正确的是 （　　） A. 衣服在最高点A处时脱水效果最好 B. 衣服在B、D两处所受摩擦力方向相反 C. 衣服在C点时，地面对洗衣机的支持力最小 D. 要保证衣服能始终贴着筒壁，滚筒匀速转动的角速度不得小于 【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．做匀速圆周运动，衣服在B、D两处竖直方向合力为零，所以所受摩擦力方向相同，均为竖直向上，B错误； C．衣服在C点时，竖直向上加速度最大，根据牛顿第二定律可知，此时地面对洗衣机的支持力最大，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始终贴着筒壁，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。 8. 天文学家通过“中国天眼”的500米口径地面射电望远镜（FAST），在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示，双星系统由两颗恒星A、B组成，在万有引力的作用下，它们绕其连线上的O点做匀速圆周运动，轨道半径之比，则两颗天体的（　　） A. 质量之比 B. 角速度之比 C. 线速度大小之比 D. 向心力大小之比 【答案】A 【解析】 【详解】BC．两颗恒星A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，在相同的时间转过的角度相同，则A、B的角速度相等，则有 根据 可得A、B的线速度大小之比 故BC错误； AD．由于A、B绕O点做匀速圆周运动的向心力由它们相互作用的万有引力提供，所以A、B的向心力大小相等，则有 根据 可得A、B的质量之比为 故A正确，D错误。 故选A。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分． 9. 我国是世界上第一次首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。如图所示，“天问一号”火星探测器被火星捕获，从“调相轨道”经过变轨进入“停泊轨道”，为着陆火星做准备。P点、N点分别为停泊轨道上的近火点和远火点，阴影部分为探测器在不同轨道上绕火星运行时与火星的连线在相同时间内扫过的面积，下列说法正确的是（ ） A. 探测器在P点的速度大于在N点的速度 B. 探测器在P点的加速度小于在N点的加速度 C. 图中两阴影部分的面积相等 D. 从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需制动减速 【答案】AD 【解析】 【详解】A．根据开普勒第二定律，探测器在P点的速度大于在N点的速度，故A正确； B．根据 探测器在P点的加速度大于在N点的加速度，故B错误； C．图中两阴影部分并不是同一轨道内相同时间内扫过的面积，并不相等，故C错误； D．从“调相轨道”进入“停泊轨道”探测器需制动减速做近心运动，故D正确。 故选AD。 10. 如图所示，北斗系统主要由离地面高度约为6R（R为地球半径）的地球静止卫星和离地面高度约为3R的中轨道卫星组成，忽略地球自转。下列说法正确的是（　　） A. 中轨道卫星与静止卫星的向心加速度大小之比为49:16 B. 中轨道卫星与静止卫星的向心加速度大小之比为36:9 C. 中轨道卫星与静止卫星的线速度大小之比为:2 D. 中轨道卫星与静止卫星的线速度大小之比为7:4 【答案】AC 【解析】 【详解】根据万有引力提供向心力有 所以 ， 所以中轨道卫星与静止卫星的向心加速度大小之比为49:16，中轨道卫星与静止卫星的线速度大小之比为:2。 故选AC。 11. 2024年夏天，我国奥运健儿在第33届夏季奥运会上摘得40枚金牌，取得参加境外奥运会的史上最好成绩，其中，邓雅文获得自由式小轮车女子公园赛金牌。邓雅文比赛中的一段赛道简化成如图所示，半径相等的圆弧形轨道、与地面相切，平台水平，、所对应的圆心角均为。邓雅文骑着小轮车从点冲上轨道，从点冲出轨道，又从点无碰撞地落回轨道。已知邓雅文和小轮车一起可以看作质点，长，不计空气阻力，取重力加速度。下列说法正确的是（ ） A. 从点冲出时的速度为 B. 留给邓雅文在空中完成各种动作的时间为 C. 邓雅文离平台的最大高度为 D. 从点落回轨道时的速度为 【答案】AC 【解析】 【详解】AB．设从点冲出时的速度为，在空中完成各种动作的时间为，在空中可看成两个平抛运动，则水平方向位移有 竖直方向速度关系有 联立解得 ， 故A正确，B错误； C．邓雅文离平台的最大高度为 故C正确； D．在空中是对称的两个平抛运动，所以从点落回轨道时的速度与为从点冲出时的速度大小相等，则 故D错误。 故选AC。 12. 如图所示，两个完全相同的小滑块甲和乙放在水平转盘的同一条半径上，转盘的半径为R，甲到圆心O的距离为，乙到圆心O的距离为，小滑块甲、乙与转盘之间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力且两滑块始终在转盘内。当转盘以角速度ω转动时，下列说法正确的是（　　） A. 相对转盘滑动前，甲、乙所受摩擦力大小与转盘角速度ω成正比 B. 相对转盘滑动前，同一时刻甲、乙所受静摩擦力大小之比为1:2 C. 转盘角速度ω为时，滑块甲即将开始滑动 D. 转盘角速度ω为时，甲、乙所受摩擦力大小相等 【答案】BD 【解析】 【详解】A．滑动前甲、乙所受摩擦力与转盘角速度平方成正比，故A错误； B．同一时刻甲、乙所受静摩擦力分别为 故B正确； C．乙开始滑动时，有 解得 此时还没有达到甲开始滑动的临界角速度，故C错误； D．甲开始滑动时，有 解得 由于大于甲要滑动的临界角速度，此时甲、乙都开始滑动，所受的摩擦力都等于滑动摩擦力μmg，故D正确。 故选BD。 三、非选择题 13. 图甲是某种“研究平抛运动”的实验装置，斜槽末端口N与小球离地面的高度均为H，实验时，当P小球从斜槽末端飞出与挡片相碰，立即断开电路使电磁铁释放Q小球，发现两小球同时落地，改变H大小，重复实验，P、Q仍然同时落地。 （1）关于实验条件的说法，正确的有________； A. 斜槽轨道必须光滑 B. 斜槽轨道末段N端必须水平 C. P小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放 D. P小球每次必须从斜槽上相同的位置无初速度释放 （2）该实验结果可表明________； A. 两小球落地速度的大小相同 B. P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动 C. P小球在竖直方向的分运动是匀速直线运动 D. P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同 （3）若用一张印有小方格（小方格的边长为L=10cm）的纸记录P小球的轨迹，小球在同一初速平抛运动途中的几个位置如图乙中的a、b、c、d所示，重力加速度g=10m/s2，则P小球平抛的初速度的大小为________m/s；小球P抛出后运动到b点的时间为________s。（计算结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）BC （2）D （3） ①. 2.0 ②. 0.15 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道不必光滑，A错误； B．斜槽轨道末段N端必须水平，小球离开轨道后才能做平抛运动，B正确； CD．这个实验只验证小球做平抛运动在竖直方向是自由落体运动，与水平方向无关，所以不需要每次实验小球离开水平槽时初速度相同，小球可以从斜槽上不同的位置无初速度释放， C正确，D错误。 故选BC。 【小问2详解】 A．两小球落地速度的大小不相同，落地时竖直分速度大小相同，A错误； B．实验结果不能表明P小球在水平方向的分运动是匀速直线运动，B错误； CD．P小球在竖直方向的分运动与Q小球的运动相同，是自由落体运动，C错误，D正确。 故选D。 【小问3详解】 [1]根据 解得 初速度为 [2]在b点根据速度公式得 解得 14. 用如图所示的演示装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系，匀速转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内小球也随着做匀速圆周运动，横臂的挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降，从而露出标尺，标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值，请回答相关问题： （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是________。（填正确答案标号） A. 微元法 B. 等效替代法 C. 控制变量法 D. 理想化模型法 （2）在某次实验中，某同学把两个质量相等的钢球放在A、C位置，A、C到塔轮中心距离相同，将皮带处于左右塔轮的半径不等的层上，匀速转动手柄，观察左右标尺露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则皮带连接的左、右塔轮半径之比为________。 （3）在（2）的实验中，其他条件不变，若减小手柄匀速转动的速度，则下列符合实验实际的是________。（填正确答案标号） A. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变大 B. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值不变 C. 左右两标尺的示数将变小，两标尺示数的比值变小 D. 左右两标尺的示数将变大，两标尺示数的比值变小 【答案】（1）C （2） （3）B 【解析】 【小问1详解】 在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，先控制其中两个物理量不变，探究向心力与另一个物理量的关系，用到的实验方法是控制变量法。 故选C。 【小问2详解】 由题意可知，两球的质量相等，做圆周运动的半径相等，，观察左右标尺露出的刻度，左边标尺露出1格，右边标尺露出4格，则向心力大小之比为；由可知，角速度之比为，由于左、右塔轮边缘处的线速度大小相等，由可知，皮带连接的左、右塔轮半径之比为。 【小问3详解】 其他条件不变，若减小手柄转动的速度，则角速度减小，两钢球所需的向心力都减小，左右两标尺的示数将变小，可是向心力之比不变，即两标尺示数的比值不变。 故选B。 15. 人工智能AI技术的不断创新发展，使人们的生活更加丰富多彩。我国多地出现无人机灯光秀，成千上万架无人机通过与地面RTK（实时差分）基站实时通信，保证每一架无人机都有其特定的轨迹，共同完成巨幅图案及动画表演。现将一架无人机的运动简化成竖直面内的曲线运动，以水平向右为x轴正方向，以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系，如图甲所示，以该时刻为计时起点，水平方向无人机的关系图像如图乙所示，竖直方向无人机的关系图像如图丙所示。已知，。求： （1）无人机飞行过程中的最大速度的大小与方向。 （2）从计时开始经过6s无人机飞行的位移的大小与方向。 【答案】（1）大小为，方向与水平方向的夹角为53°斜向右上方 （2）大小为，方向与水平方向的夹角为45°斜向右上方 【解析】 【小问1详解】 根据图乙可知无人机水平分速度为 最大速度为 设最大速度与水平方向的夹角为，则 解得 即最大速度的大小为，方向与水平方向的夹角为53°斜向右上方。 【小问2详解】 从计时开始的6s内，根据图乙可知水平位移为 根据图丙可知竖直位移 则无人机实际位移的大小为 设该位移与水平方向的夹角为，则 解得 即位移的大小为，方向与水平方向的夹角为45°斜向右上方。 16. 2021年5月15日，中国火星探测器“天问一号”在火星表面的目标着陆点成功着陆，“祝融号”火星车开展巡视探测。若在火星“地面”附近高h处自由释放一物块，落至“地面”时的速度为v。已知火星的半径为R，引力常量为G，将火星看作是质量分布均匀的球体，忽略火星自转，不计火星大气的阻力。求： （1）火星的密度； （2）火星的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2） 【解析】 【详解】（1）依题意，有 又 火星的密度为 联立，解得 （2）火星的第一宇宙速度是卫星贴近火星表面做匀速圆周运动的线速度，根据万有引力提供向心力，可得 解得 17. 水车是古代中国劳动人民发明的灌溉工具。图甲为赤峰市道须沟风景区内的一架水车，图乙为水车工作时的示意图。高处的水从水槽中以速度大小v₀沿水平方向流出，水流出后垂直落在与水平面夹角为θ的水轮叶面上，冲击轮叶使水车转动。水在空中的运动可视为平抛运动。重力加速度为g。求： （1）水流落在水轮叶面前瞬间的速度大小v； （2）槽口和冲击点的高度差h； （3）槽口和冲击点的水平距离x。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 如图乙，水流落在轮叶上的速度v沿水车切线方向，速度v与竖直方向的夹角为θ，有 可得 【小问2详解】 竖直方向有 槽口至冲击点高度为 得 【小问3详解】 槽口和冲击点的水平距离即为平抛运动的水平位移，由于平抛运动的等时性，水在水平方向的运动时间也为t，则有 解得 18. 如图所示，足够大的水平台面上固定一光滑圆锥体，用细线将一质量的小球（视为质点）悬挂在圆锥体顶端，圆锥体高，锥面与竖直方向的夹角，圆锥体绕竖直中心轴转动时带着小球一起转动，缓慢增加圆锥体转动的角速度，当小球转动的角速度时，小球恰好对圆锥体表面无压力，细线能承受的最大拉力，取重力加速度大小，，。 （1）求悬挂小球的细线长度L； （2）求当小球转动的角速度时，锥面对小球的支持力大小； （3）细线恰好断开后，求小球在水平台面上的落点到圆锥体中心点O的距离s。（结果保留根式） 【答案】（1）；（2）；（3） 【解析】 【详解】（1）小球恰好对圆锥体表面无压力时，由受力分析可知，细线拉力水平方向的分量提供向心力，则有 由几何关系可知 解得 （2）当小球转动的角速度时，设此时细线的拉力为，对小球受力分析可知竖直方向有 水平方向有 由几何关系可知 解得 （3）细线上的拉力达到最大值时，由于，小球离开锥面。设此时细线与竖直方向的夹角为，则 小球做圆周运动的半径为 对小球受力分析可知，由拉力和重力的合力提供向心力，有 解得 ， 小球下落过程中竖直方向做自由落体运动有 小球下落过程中的水平位移大小 小球在水平台面上的落点到圆锥体中心线的水平距离 联立解得 由于，可知小球未落到锥面上。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $