精品解析：安徽省芜湖市第一中学2023-2024学年高一下学期3月教学质量诊断测试物理

芜湖一中2023级高一年级3月份教学质量诊断测试 物理试卷 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 关于曲线运动，以下说法正确的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动一定是变加速运动 C. 物体做圆周运动时的加速度的方向始终指向圆心 D. 物体做匀速圆周运动在任意相等时间内速度变化量相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．曲线运动中速度的方向时刻改变，故一定时变速运动，故A正确； B．做曲线运动的物体，加速度可以不变，比如平抛运动，故B错误； C．做圆周运动的物体，其向心加速度一定指向圆心，加速度不一定指向圆心，故C错误； D．做匀速圆周运动的物体，在任意相等的时间内速度变化量的大小都相等，但是方向不同，故D错误； 故选A。 2. 在长为l的细绳下端拴一个质量为m的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就绕圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。细绳与竖直方向成 θ 角，小球做圆周运动的转速为n，则小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为（已知重力加速度为g）（　　） A. gsinθ B. mgtanθ C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】角速度 则向心力加速度 联立以上解得 故选D。 3. 如图所示，倾角为53°的斜面与一个圆弧面对接，斜面高度与圆弧半径相等，均为4m，斜面的底端在圆心O的正下方。从斜面顶端以不同大小的初速度向右水平抛出小球，小球落到斜面和圆弧面上均不反弹，已知sin53°=0.8，g=10m/s2，则关于小球的运动下列说法正确的是（　　） A. 落到圆弧面的运动时间一定大于落到斜面的运动时间 B. 若初速度v0=3m/s，则小球在空中的运动时间为0.8s C. 落到斜面上不同位置时，速度方向不可能相同 D. 无论初速度多大，落到圆弧面上时，其速度方向不可能与该处圆的切线垂直 【答案】B 【解析】 【详解】A．平抛运动的时间由下落的高度决定，若小球落到斜面与圆弧面上的下落高度相同，则小球平抛运动的时间相同，故A错误： B．设小球落在斜面上，则有、 解得将v0=3m/s代入解得s、m<4m 假设成立，故B正确； C．设斜面倾角为，小球落到斜面上时速度与水平方向夹角为，则有、 所以 由于斜面倾角为一定，则两小球都落到斜面上时，其速度方向相同，故C错误； D．小球落到圆弧面上时，若落点速度方向与该处圆的切线垂直，则速度的反向延长线通过圆心，但由平抛运动规律知，速度的反向延长线应通过水平位移的中点，斜面的底边长度为m 可知此时水平位移为6m，故D错误。 故选B。 4. 自行车骑行是一项非常受喜爱的户外运动，如图所示为一自行车的传动装置示意图，已知大齿轮的半径，小齿轮的半径，后轮的半径分别为大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。若支起自行车后轮，转动踏板使大齿轮每转一圈用时，在此过程中（　　） A. 大齿轮、小齿轮和后轮的周期之比为 B. 三点的线速度大小之比为 C. 三点的向心加速度大小之比为 D. C点的线速度大小约为1.0m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．由于大齿轮、小齿轮用链条传动，故其边缘上点的线速度大小相等，而小齿轮与后轮是同轴传动，故其上各点的角速度大小相等，则 解得 而，所以 根据可知，大齿轮、小齿轮和后轮的周期之比为4:1:1，故A错误； B．由题意可知，A点与B点的线速度大小相等，即，由于小齿轮与后轮的角速度大小相等，因此 所以三点的线速度大小之比为1:1:10，故B错误； C．A、B两点线速度大小相等，根据 得 B、C两点角速度大小相等，根据 得 所以三点的向心加速度大小之比为，故C正确； D．大齿轮每转一圈用时，大齿轮的角速度为rad/s 又因为 所以 rad/s 后轮边缘线速度为 故D错误。 故选C。 5. “筋膜枪”利用其内部特制的高速电机带动枪头，产生的高频振动可以作用到肌肉深层，以达到缓解疼痛、促进血液循环等作用。如图所示为某款筋膜枪的内部结构简化图，连杆OB以角速度ω绕垂直于纸面的O轴匀速转动，带动连杆AB，使套在横杆上的滑块左右滑动，从而带动枪头振动。已知OB杆长为R，则（　　） A. 当时（如图a），滑块的速度大小v=ωR B. 当时（如图b），滑块的速度大小v=ωR C. 当连杆AB与横杆重合时，滑块的速度大小v=ωR D. 当连杆AB与横杆重合时，滑块的加速度大小为零 【答案】B 【解析】 【详解】A．当时，杆的速度等于B点的速度为 滑块沿杆方向的速度等于杆的速度，则有 联立得此时滑块的速度大小为，故A错误； B．当时（如图b），滑块的速度等于杆AB沿水平方向的速度，则滑块的速度大小v=ωR，故B正确； C．当连杆AB与横杆重合时，B点的速度沿竖直方向，水平方向的速度为0，则滑块的速度大小为0，故C错误； D．滑块的速度不断改变，速度最大时加速度为0，当连杆AB与横杆重合时，滑块的速度为0，加速度大小不为零，故D错误； 故选B。 6. 如图，在两个相邻的水平环形卡丁车赛道上，可视为质点的卡丁车A和B分别在内侧和外侧赛道同向追逐行驶，两车转弯半径分别为r1 = 32m、r2 = 50m，两车与赛道间的动摩擦因数均为μ = 0.8，重力加速度g = 10m/s2。两车均以最大速度做匀速圆周运动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A. 卡丁车A的向心加速度大于卡丁车B的向心加速度 B. 卡丁车A的线速度大于卡丁车B的线速度 C. 卡丁车A运动的角速度小于卡丁车B运动的角速度 D. 两车从第一次相遇到第二次相遇所用的时间约为62.8s 【答案】D 【解析】 【详解】A．根据牛顿第二定律有 解得 两车加速度相等，故A错误； BC．根据向心加速度公式有 解得、 B车的半径较大，则卡丁车A的线速度小于卡丁车B的线速度，卡丁车A运动的角速度大于卡丁车B运动的角速度，故BC错误； D．通过 代入数据解得rad/s、rad/s 设两车从第一次相遇到第二次相遇所用的时间为t，则有 解得s 故D正确； 故选D。 7. 高楼发生火灾时，消防水枪喷口比着火窗口低，消防员调整水枪出水角度，使水流恰能水平射入着火窗口，如图所示。已知消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m3/min，着火窗口距地面高度，水枪喷口距地面高度，图中AB长24m、BC长18m，AB⊥BC，不计空气阻力，重力加速度为，则（　　） A. 水柱在空中运动的时间为5s B. 空中水柱的水量为0.56 m3 C. 水枪喷口处出水的速度大小为 D. 水枪喷口处出水的速度方向与水平方向的夹角为60° 【答案】C 【解析】 【详解】A．水流运动的逆过程为平抛运动，竖直方向有 解得s 故A错误； B．空中水柱的水量为m3=0.0093 m3 故B错误； C．根据水平方向的运动规律有 解得 则水枪喷口处出水的速度大小为 故C正确； D．根据速度的分解可知，水枪喷口处出水的速度方向与水平方向的夹角为 解得 故D错误； 故选C。 8. 如图甲所示，两个完全一样的小木块a和b（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为r1=0.1m，绳长为l=0.2m。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘保持相对静止。ω表示圆盘转动的角速度，a、b与圆盘保持相对静止的过程中所受摩擦力与ω2满足如图乙所示关系，已知木块a和b与圆盘之间的最大静摩擦力均为木块重力的0.6倍，重力加速度大小为。下列判断正确的是（　　） A. 图线（1）对应物体a B. C. D. 时绳上张力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】AB．由图可知，当时，绳上无拉力，木块a和b都由各自的静摩擦力提供向心力，则有， 因为，所以，可知图线（1）对应物体b；在时，对b有 解得 故AB错误； C．由题图可知，当时，木块a所受静摩擦力达到最大，此时对b有 对b有 联立解得 故C错误； D．当时，以对b有 解得绳上张力大小为 故D正确。 故选D。 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为，上部侧面处开有小口，在小口的正下方处亦开有与大小相同的小口，小球从小口沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，小球恰好从口处飞出，已知h=2R，重力加速度为g，则（　　） A. 小球进入口的速度可能为 B. 小球进入口的速度可能为 C. 小球在桶内运动时对筒壁的压力大小可能为 D. 小球在桶内运动时对筒壁的压力大小可能为 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在桶内的运动时间满足 在水平方向，以圆周运动的规律来研究，则得（n=1，2，3…） 则（n=1，2，3…） 当n=1时，取最小值，所以最小速率为，故A错误，B正确； CD．根据牛顿第二定律有 当n=2时，解得 故C正确，D错误； 故选BC。 10. 深刻理解运动的合成和分解的思想方法，可以帮助我们轻松处理比较复杂的问题。例如，小船在流动的河水中行驶时，小船同时参与了两种运动：一个是随水流沿河岸的运动，一个是相对于水流的运动；平抛运动也可以分解成水平方向和竖直方向两个直线运动。利用以上思想，分析下述问题：如图所示，中心为O的硬币在桌面上沿直线向右匀速滚动，硬币与地面接触的点与地面保持相对静止（即接触点对地速度为零）。虚线为硬币边缘P点的运动轨迹，位置2为轨迹最高点，位置3为轨迹与桌面接触点。P点的运动可分解为绕中心O的顺时针方向、速率为v的匀速圆周运动和与速率也为v、方向水平向右的匀速直线运动。已知任意曲线某点的曲率半径ρ为通过该点和轨迹上紧邻该点两侧的两点作出的圆的半径，且满足该点的向心加速度 。则下列说法正确的是（　　） A. P点运动到位置2时的速度大于运动到位置3时的速度 B. P点运动到位置1时速度方向为水平向右 C. P点运动到位置1时的加速度大小与位置2时的加速度大小相等 D. 轨迹上位置2处的曲率半径ρ等于硬币半径的4倍 【答案】ACD 【解析】 【详解】A．P点运动到位置2时的速度为 运动到位置3时的速度为 故，A正确； B．曲线运动的速度方向为轨迹的切线方向，则P点运动到位置1时速度方向为斜向右上方，故B错误； C．P点运动到位置1时与位置2时的曲率半径相同，故其向心加速度大小相同，故C正确； D．P点运动到轨迹上位置2处的向心加速度为 在刚开始转动时的位置处向心加速度为 刚开始的P点位置与运动到2位置时，二者的向心加速度大小相等，则 故，D正确。 故选ACD。 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，小球做圆周运动的向心力与标尺露出的格数成正比，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的_____。 A. 探究平抛运动的特点 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第_____（填“一”、“二”或“三”）层塔轮。在探究向心力大小与角速度的关系时，若将质量相同的两小球分别放在A和C位置，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，说明实验时传动皮带调至图乙中的第_____（填“一”、“二”或“三”）层塔轮。 【答案】（1）C （2） ①. 一 ②. 三 【解析】 【小问1详解】 本实验采用的实验方法是控制变量法，“探究加速度与力、质量的关系”采用的也是控制变量法。“探究平抛运动的特点”采用的实验方法是用曲化直的方法。“探究两个互成角度的力的合成规律”采用的是等效替代。 故选C。 【小问2详解】 [1]变速塔轮边缘处的线速度相等，根据可知，在探究向心力大小与半径的关系时，需控制小球质量、角速度相同，运动半径不同，故需要将传动皮带调至第一层塔轮；[2] 在探究向心力大小与角速度的关系时，若将质量相同的两小球分别放在A和C位置，根据向心力公式 可知角速度之比为1:3，结合可知塔轮半径之比为3:1，实验时传动皮带调至图乙中的第三层塔轮。 12. 图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。 （1）在实验中，下列操作合理的一项是__________。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平且必须光滑 B. 小球释放的初始位置越高越好 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 为描绘出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （2）图乙是实验获得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________ m/s。（结果保留2位有效数字，g＝9.8 m/s2） （3）在另一次实验中，实验小组用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5 cm，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示（取g＝10 m/s2）。 ①该小球做平抛运动的初速度为________m/s；（结果保留2位有效数字） ②小球运动到B点时的速度vB与水平方向夹角的正切值为_____________。 （4）另一小组同学用描迹法绘出了小球平抛运动轨迹如图丁所示，只记下了过抛出点O的竖直线y，测量数据x1、x2和h如图丁所示，用这些量和重力加速度g，求得小球平抛时初速度为______。 【答案】（1）C （2）1.2 （3） ①. 2.0 ②. 1 （4） 【解析】 【小问1详解】 A．为保证小球做平抛运动初速度水平，安装斜槽轨道，使其末端保持水平，斜槽轨道光滑与否对实验无影响，故A错误； BC．为保证小球做平抛运动初速度相同，故每次小球应从同一位置由静止释放，释放的初始位置并非越高越好，故B错误，C正确； D．实验中有个别偏离轨迹太远的点要舍弃，将轨迹上的点连成一条平滑曲线，故D错误； 故选C。 【小问2详解】 由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有， 将x=36cm，y=44.1cm代入解得=1.2m/s 【小问3详解】 ①[1] 由图水平位移的关系可知，物体由A到B和由B到C所用的时间相等，则有 解得T=0.1s 根据水平方向的运动规律有 ②[2]小球到达B点的竖直速度为 与水平方向夹角的正切值为 【小问4详解】 由平抛运动的规律可知，从O点到A点有、 从O点到B点、 联立解得 四、计算题：本题共3小题，共42分。 13. 如图所示，倾角θ=30°的斜面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O1O2上。将质量为m的小物块（可视为质点）放置于斜面的顶端，斜面的斜边长为L，小物块始终和斜面相对静止；已知小物块与斜面之间动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦等于滑动摩擦力；求： （1）当小物块不受摩擦力时，水平转台的角速度ω0为多少？ （2）要使小物块始终和斜面相对静止，水平转台的最大角速度是多少？ 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 当小物块不受摩擦力时 解得 【小问2详解】 当小物块刚要沿斜面上滑时，受力分析如图 水平方向 竖直方向 解得 14. 如图所示，无人机水平向右做匀速直线运动，速度大小为，t=0时刻无初速度的释放一质量为m的弹丸，弹丸抛出后始终受到水平向左的恒定的风力作用，风力大小，弹丸释放前后无人机速度始终恒定。无人机距离地面足够高，重力加速度g取10m/s2，。 （1）分别写出弹丸与无人机间的水平距离x和竖直距离y与时间t的关系式； （2）若无人机在水平匀速过程中每隔1s释放一弹丸，一段时间后，下列各图中能反映空中弹丸排列关系的是________。（填序号） （3）弹丸自释放后经过多长时间达到运动过程中的最小速度，并求出此最小速度的大小。 【答案】（1）， （2）① （3）0.5s，m/s 【解析】 【小问1详解】 小球在水平方向的加速度 根据位移与时间公式有 解得 竖直方向有 【小问2详解】 根据匀变速直线运动规律可知，水平和竖直方向，相邻两弹丸间的距离之比为1：3：5，由于风力向左，排列关系应是①。 【小问3详解】 如图建立坐标系 x方向匀速，当y方向速度减小为零时，速度最小，最小值为 此时 15. 如图所示，水平地面上有一座半圆形拱形桥，点是拱形桥的最高点，BC是圆弧轨道，水平地面段上固定一竖直圆轨道，其最低点与地面相切，下方有一缺口可使小车通过。拱形桥、圆弧轨道，圆轨道半径均为。小车质量为，整个运动过程中可视为质点且阻力可以忽略，重力加速度为g。 （1）小车在A点的速率至少为多大时，对拱形桥压力为零？ （2）当小车在A点以速率离开拱形桥后，恰好在B点无碰撞进入圆弧轨道，则、B间的水平位移为多大？ （3）当小车运动到点的速率为，求此时小车对圆弧轨道的压力大小。 （4）小车进入竖直圆轨道后，恰好能通过圆轨道的最高点F，速度大小为（未知）。若将圆弧锯掉，其余部分不变，此缺口的圆心角为2θ （满足0<θ<90°），小车恰能从E点飞过缺口落回G点，已知小车经过E点的速度与满足关系式：=，求θ的大小。 【答案】（1） （2） （3）6mg，竖直向下 （4）60° 【解析】 【小问1详解】 根据题意，在点由牛顿第二定律有 解得 【小问2详解】 在点，分解速度有 水平方向上有 联立解得小车从点到点的水平位移为 【小问3详解】 根据题意，在点由牛顿第二定律有 解得 由牛顿第三定律可知，此时对轨道的压力为 方向竖直向下 【小问4详解】 在点由牛顿第二定律有 得： E点到G点，竖直方向 水平方向 联立得： 解得 所以° 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 芜湖一中2023级高一年级3月份教学质量诊断测试 物理试卷 一、选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的。 1. 关于曲线运动，以下说法正确的是（　　） A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动一定是变加速运动 C. 物体做圆周运动时的加速度的方向始终指向圆心 D. 物体做匀速圆周运动在任意相等时间内速度变化量相同 2. 在长为l的细绳下端拴一个质量为m的小球，捏住绳子的上端，使小球在水平面内做圆周运动，细绳就绕圆锥面旋转，这样就成了一个圆锥摆。细绳与竖直方向成 θ 角，小球做圆周运动的转速为n，则小球做匀速圆周运动的向心加速度大小为（已知重力加速度为g）（　　） A. gsinθ B. mgtanθ C. D. 3. 如图所示，倾角为53°的斜面与一个圆弧面对接，斜面高度与圆弧半径相等，均为4m，斜面的底端在圆心O的正下方。从斜面顶端以不同大小的初速度向右水平抛出小球，小球落到斜面和圆弧面上均不反弹，已知sin53°=0.8，g=10m/s2，则关于小球的运动下列说法正确的是（　　） A. 落到圆弧面的运动时间一定大于落到斜面的运动时间 B. 若初速度v0=3m/s，则小球在空中的运动时间为0.8s C. 落到斜面上不同位置时，速度方向不可能相同 D. 无论初速度多大，落到圆弧面上时，其速度方向不可能与该处圆的切线垂直 4. 自行车骑行是一项非常受喜爱的户外运动，如图所示为一自行车的传动装置示意图，已知大齿轮的半径，小齿轮的半径，后轮的半径分别为大齿轮、小齿轮和后轮边缘上的点。若支起自行车后轮，转动踏板使大齿轮每转一圈用时，在此过程中（　　） A. 大齿轮、小齿轮和后轮的周期之比为 B. 三点的线速度大小之比为 C. 三点的向心加速度大小之比为 D. C点的线速度大小约为1.0m/s 5. “筋膜枪”利用其内部特制的高速电机带动枪头，产生的高频振动可以作用到肌肉深层，以达到缓解疼痛、促进血液循环等作用。如图所示为某款筋膜枪的内部结构简化图，连杆OB以角速度ω绕垂直于纸面的O轴匀速转动，带动连杆AB，使套在横杆上的滑块左右滑动，从而带动枪头振动。已知OB杆长为R，则（　　） A. 当时（如图a），滑块的速度大小v=ωR B. 当时（如图b），滑块的速度大小v=ωR C. 当连杆AB与横杆重合时，滑块的速度大小v=ωR D. 当连杆AB与横杆重合时，滑块的加速度大小为零 6. 如图，在两个相邻的水平环形卡丁车赛道上，可视为质点的卡丁车A和B分别在内侧和外侧赛道同向追逐行驶，两车转弯半径分别为r1 = 32m、r2 = 50m，两车与赛道间的动摩擦因数均为μ = 0.8，重力加速度g = 10m/s2。两车均以最大速度做匀速圆周运动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（　　） A. 卡丁车A的向心加速度大于卡丁车B的向心加速度 B. 卡丁车A的线速度大于卡丁车B的线速度 C. 卡丁车A运动的角速度小于卡丁车B运动的角速度 D. 两车从第一次相遇到第二次相遇所用的时间约为62.8s 7. 高楼发生火灾时，消防水枪喷口比着火窗口低，消防员调整水枪出水角度，使水流恰能水平射入着火窗口，如图所示。已知消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m3/min，着火窗口距地面高度，水枪喷口距地面高度，图中AB长24m、BC长18m，AB⊥BC，不计空气阻力，重力加速度为，则（　　） A. 水柱在空中运动的时间为5s B. 空中水柱的水量为0.56 m3 C. 水枪喷口处出水的速度大小为 D. 水枪喷口处出水的速度方向与水平方向的夹角为60° 8. 如图甲所示，两个完全一样的小木块a和b（可视为质点）用轻绳连接置于水平圆盘上，a与转轴OO′的距离为r1=0.1m，绳长为l=0.2m。圆盘从静止开始绕转轴极缓慢地加速转动，木块和圆盘保持相对静止。ω表示圆盘转动的角速度，a、b与圆盘保持相对静止的过程中所受摩擦力与ω2满足如图乙所示关系，已知木块a和b与圆盘之间的最大静摩擦力均为木块重力的0.6倍，重力加速度大小为。下列判断正确的是（　　） A. 图线（1）对应物体a B. C. D. 时绳上张力大小为 二、选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 9. 如图所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为，上部侧面处开有小口，在小口的正下方处亦开有与大小相同的小口，小球从小口沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，小球恰好从口处飞出，已知h=2R，重力加速度为g，则（　　） A. 小球进入口的速度可能为 B. 小球进入口的速度可能为 C. 小球在桶内运动时对筒壁的压力大小可能为 D. 小球在桶内运动时对筒壁的压力大小可能为 10. 深刻理解运动的合成和分解的思想方法，可以帮助我们轻松处理比较复杂的问题。例如，小船在流动的河水中行驶时，小船同时参与了两种运动：一个是随水流沿河岸的运动，一个是相对于水流的运动；平抛运动也可以分解成水平方向和竖直方向两个直线运动。利用以上思想，分析下述问题：如图所示，中心为O的硬币在桌面上沿直线向右匀速滚动，硬币与地面接触的点与地面保持相对静止（即接触点对地速度为零）。虚线为硬币边缘P点的运动轨迹，位置2为轨迹最高点，位置3为轨迹与桌面接触点。P点的运动可分解为绕中心O的顺时针方向、速率为v的匀速圆周运动和与速率也为v、方向水平向右的匀速直线运动。已知任意曲线某点的曲率半径ρ为通过该点和轨迹上紧邻该点两侧的两点作出的圆的半径，且满足该点的向心加速度 。则下列说法正确的是（　　） A. P点运动到位置2时的速度大于运动到位置3时的速度 B. P点运动到位置1时速度方向为水平向右 C. P点运动到位置1时的加速度大小与位置2时的加速度大小相等 D. 轨迹上位置2处的曲率半径ρ等于硬币半径的4倍 三、实验题：本题共2小题，每空2分，共16分。 11. 用如图甲所示的装置探究影响向心力大小的因素。已知小球在槽中A、B、C位置做圆周运动的轨迹半径之比为1∶2∶1，小球做圆周运动的向心力与标尺露出的格数成正比，变速塔轮自上而下按如图乙所示三种方式进行组合，每层半径之比由上至下分别为1∶1、2∶1和3∶1。 （1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪个实验是相同的_____。 A. 探究平抛运动的特点 B. 探究两个互成角度的力的合成规律 C. 探究加速度与物体受力、物体质量的关系 （2）在探究向心力大小与半径的关系时，为了控制角速度相同需要将传动皮带调至第_____（填“一”、“二”或“三”）层塔轮。在探究向心力大小与角速度的关系时，若将质量相同的两小球分别放在A和C位置，转动手柄，稳定后，观察到左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，说明实验时传动皮带调至图乙中的第_____（填“一”、“二”或“三”）层塔轮。 12. 图甲是“探究平抛运动的特点”的实验装置图。 （1）在实验中，下列操作合理的一项是__________。 A. 安装斜槽轨道，使其末端保持水平且必须光滑 B. 小球释放的初始位置越高越好 C. 每次小球应从同一位置由静止释放 D. 为描绘出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接 （2）图乙是实验获得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为________ m/s。（结果保留2位有效数字，g＝9.8 m/s2） （3）在另一次实验中，实验小组用频闪照相记录平抛小球在不同时刻的位置，将白纸换成方格纸，每个格的边长L＝5 cm，实验记录了小球在运动中的三个位置，如图丙所示（取g＝10 m/s2）。 ①该小球做平抛运动的初速度为________m/s；（结果保留2位有效数字） ②小球运动到B点时的速度vB与水平方向夹角的正切值为_____________。 （4）另一小组同学用描迹法绘出了小球平抛运动轨迹如图丁所示，只记下了过抛出点O的竖直线y，测量数据x1、x2和h如图丁所示，用这些量和重力加速度g，求得小球平抛时初速度为______。 四、计算题：本题共3小题，共42分。 13. 如图所示，倾角θ=30°的斜面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O1O2上。将质量为m的小物块（可视为质点）放置于斜面的顶端，斜面的斜边长为L，小物块始终和斜面相对静止；已知小物块与斜面之间动摩擦因数为，重力加速度为g，最大静摩擦等于滑动摩擦力；求： （1）当小物块不受摩擦力时，水平转台的角速度ω0为多少？ （2）要使小物块始终和斜面相对静止，水平转台的最大角速度是多少？ 14. 如图所示，无人机水平向右做匀速直线运动，速度大小为，t=0时刻无初速度的释放一质量为m的弹丸，弹丸抛出后始终受到水平向左的恒定的风力作用，风力大小，弹丸释放前后无人机速度始终恒定。无人机距离地面足够高，重力加速度g取10m/s2，。 （1）分别写出弹丸与无人机间的水平距离x和竖直距离y与时间t的关系式； （2）若无人机在水平匀速过程中每隔1s释放一弹丸，一段时间后，下列各图中能反映空中弹丸排列关系的是________。（填序号） （3）弹丸自释放后经过多长时间达到运动过程中的最小速度，并求出此最小速度的大小。 15. 如图所示，水平地面上有一座半圆形拱形桥，点是拱形桥的最高点，BC是圆弧轨道，水平地面段上固定一竖直圆轨道，其最低点与地面相切，下方有一缺口可使小车通过。拱形桥、圆弧轨道，圆轨道半径均为。小车质量为，整个运动过程中可视为质点且阻力可以忽略，重力加速度为g。 （1）小车在A点的速率至少为多大时，对拱形桥压力为零？ （2）当小车在A点以速率离开拱形桥后，恰好在B点无碰撞进入圆弧轨道，则、B间的水平位移为多大？ （3）当小车运动到点的速率为，求此时小车对圆弧轨道的压力大小。 （4）小车进入竖直圆轨道后，恰好能通过圆轨道的最高点F，速度大小为（未知）。若将圆弧锯掉，其余部分不变，此缺口的圆心角为2θ （满足0<θ<90°），小车恰能从E点飞过缺口落回G点，已知小车经过E点的速度与满足关系式：=，求θ的大小。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $