2017-2018学年安徽黄山屯溪一中高一下期中物理试卷

如172018学年安徽省黄山市屯溪一中高一（下）期中物理试卷一、选择题（共15个小题.110小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题3分，共30分；1115小题有多项符合题目要求，每小题3分，共20分，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错或不选得0分.）（3分）一物体作匀速圆周运动，在其运动过程中，不发生变化的物理量是TOC\o"1-5"\h\z（ ）A.线速度B.角速度仁向心加速度D.合外力（3分）如图所示，一质点从M点到N点做曲线运动，当它通过P点时，其速度v和加速度a关系可能正确的是（ ）v v v/广A. B.「二■C.-- D.（3分）如图所示，长为l的悬线固定在O点，在O点正下方工的C点处有一2钉子。把一端悬挂的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球摆到悬点正下方悬线碰到钉子时，此时小球（ ）A.线速度突然增大B.向心加速度突然增大仁角速度保持不变D.悬线拉力保持不变（3分）如图所示，质量为m的小球用一根轻细绳子系着在水平面内做圆锥摆运动，已知绳长为L,轻绳与竖直方向夹角为e,现增大绳长L,保持夹角e不变，仍使小球在水平面内做圆锥摆运动，则（）第1页（共33页）A.小球的向心加速度增大B.小球运动的线速度增大C.小球运动的角速度增大D.小球所受的细线拉力增大（3分）质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的使用使得木块的速率不变，如图所示，那么（ ）A.因为速率不变，所以木块的加速度为零B.木块下滑过程中所受的合外力越来越大C.木块下滑过程中所受的摩擦大小不变D.木块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心（3分）质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示.已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力大小恰好为mg,则小球以速度工通过圆管的最高点时（）2A.小球对圆管的内、外壁均无压力B.小球对圆管的外壁压力等于理2C.小球对圆管的内壁压力等于里2D.小球对圆管的内壁压力等于mg（3分）如图所示，轻绳上端固定在O点，下端系一小球（可视为质点），开始时在光滑的水平地面上，轻绳伸直且绳长大于O点离地面的高度。设小球绕竖直轴00彳故匀速圆周运动的角速度为⑴，轻绳的拉力大小为F,则下列四幅图第2页（共33页）中，能正确反映F随⑴2变化规律的是（ ）度v抛出小球，（3分）如图所示，斜面体固定在水平地面上，由斜面体顶端的度v抛出小球，小球经t1时间落到斜面上的B点，若仍在A点将此小球以水平则（）速度0.5v抛出，小球经t2时间落到斜面上的C则（）D.AB：AC=8：1A.t1：t2=2：1B.t1：t2=4：1CD.AB：AC=8：1（3分）若已知某行星绕太阳公转的半径为r,公转的周期为T,万有引力常量为G,则由此可求出（ ）A.行星的质量B.太阳的质量C.行星的密度D.太阳的密度（3分）中央电视台综艺节目《加油向未来》中有一个橄榄球空中击剑游戏:宝剑从空中B点自由落下，同时橄榄球从A点以速度v0沿AB方向抛出，恰好在空中C点击中剑尖，不计空气阻力。下列说法正确的（ ）第3页（共33页）A.橄榄球在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度B.橄榄球若以小于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点下方击中剑尖C.橄榄球若以大于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点上方击中剑尖D.橄榄球无论以多大速度沿原方向抛出，都能击中剑尖11.（4分）在民族运动上，运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为％,运动员静止时射出的弓箭速度为v2.跑道离固定目标的最近距离为d。下列说法中正确的是（ ）A.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为士2V1B.只要击中侧向的固定目标，箭在空中运动合速度的大小一定是r,：币;|C.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为v2d.箭射到靶的最短时间为a（4分）如图所示，物体A和B质量均为m,且分别与轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，B放在水平面上，A与悬绳竖直。用力F拉B沿水平面以v向左匀速运动过程中，绳对A的拉力的T的大小和A的速度正确的是（）第4页（共33页）fiia1A.T>mgB.T<mgC.vA=vsin0D.vA=vcos0（4分）如图所示，圆环竖直放置，从圆心O点正上方的P点，以速度v0水平抛出的小球恰能从圆环上的Q点沿切线方向飞过，若OQ与OP间夹角为0,不计空气阻力。则（ ）A.小球运动到Q点时的速度大小为vQ=-QCOSf__"日B.小球从P点运动到Q点的时间为t「户口gC.小球从P点到Q点的速度变化量为△v=（上落3"。cos日D.圆环的半径为R=一■geosy（4分）（多选）如图所示，地球赤道上的山丘e,近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e,p,q的圆周运动速率分别为、，v2,%,向心加速度分别为a〃a2,33，则（）：：沟\// 1A.a1<a3<a2B.v1<v3<v2C.a1>a2>a3D.v1〉v2〉v3第5页（共33页）15.（4分）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图2所示，则卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（）A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上角速度的小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度二、实验题（每小空2分，共18分）16.（12分）（1）在〃研究平抛物体的运动规律〃的实验中，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是A.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B.保证小球飞出时，初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨道是一条抛物线（2）引起实验误差的原因是（多选）第6页（共33页）A.小球运动时与白纸相接触B.斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦C.确定oy轴时，没有用重锤线D.描绘同一平抛运动轨迹的实验中，多次实验，没有保证小球从斜面上同一位置无初速释放（3）为了探究平抛运动的规律，将小球A和B置于同一高度，在小球A做平抛运动的同时静止释放小球B.同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析。通过多次实验，下列说法正确的是A.只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动B.两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动C.只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动D.两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动（4）在做平抛实验的过程中，小球在竖直放置的坐标纸上留下三点痕迹，如图丙是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是0.54cm,已知闪光频率是30Hz,那么重力加速度g=m/s2,小球的初速度是m/s,球过A点时的速率是m/s。（小数点后保留二位）2（6分）某校学生验证向心力公式F=mq-的实验中，设计了如下实验：第1步：先用粉笔在地上画一个直径为2L的圆；第2步：通过力传感器，用绳子绑住质量为m的小球，人站在圆内，手拽住绳子离小球距离为L的位置，用力甩绳子，使绳子离小球近似水平，带动小球做匀速圆周运动，调整位置，让转动小球的手肘的延长线刚好通过地上的圆心，量出手拽住处距离地面的高度为h,记下力传感器的读数为F；第3步：转到某位置时，突然放手，让小球自由抛出去；第4步：另一个同学记下小球的落地点C,将通过抛出点A垂直于地面的竖直线在地面上的垂足B与落地点C连一条直线，这条直线近似记录了小球做圆周运动时在地面上的投影圆的运动方向，量出BC间距离为S；第5步：保持小球做圆周运动半径不变，改变小球做圆周运动的速度，重复上述操作.试回答：（用题中的m、L、h、S和重力加速度g表示）第7页（共33页）(1)放手后，小球在空中运动的时间t=(2)在误差范围内，有F=.(3)小球落地时的速度大小为v=.三、简答题(3小题，共32分)解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.(10分)如图所示，质量M=2kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，m用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m=1.6kg的物体相连，m悬于空中与M都处于静止状态，假定M与轴O的距离r=0.5m,与平台的最大静摩擦力为其重力的0.6倍，试问：M受到的静摩擦力最小时，平台转动的角速度％为多大？(2)要保持M与平台相对静止，M的线速度的范围？mm J(10分)如图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常数为G。(1)求两星球做圆周运动的周期(2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期为L.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别设为M和m。求T2与T1两者之比。第8页(共33页)A* ）方■*!? ।\/

■ dJ一r一■一1（12分）如图所示，水平放置的圆盘半径为R=1m,在其边缘C点固定一个高度不计的小桶，在圆盘直径CD的正上方放置一条水平滑道AB,滑道AB与CD平行。滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上，其高度差为h=1.25m。在滑道左端静止放置一质量为m=0.4kg的物块（可视为质点），物块与滑道间的动摩擦因数为20.2.当用一大小为F=4N的水平向右拉力拉动物块的同时，圆盘从图示位置以角速度⑴=2nrad/s,绕盘心O在水平面内匀速转动，拉力作用一段时间后撤掉，物块在滑道上继续滑行，由B点水平抛出，恰好落入小桶内。重力加速度取10m/s2。（1）求拉力作用的最短时间；（2）若拉力作用时间为0.5s,滑块会落入小桶吗？若能，求所需滑道的长度。（3）物块落入桶中后如果随圆盘一起以3=.1号nd/s匀速转动，求小桶给物块的作用力大小。C作用力大小。C第9页（共33页）20172018学年安徽省黄山市屯溪一中高一（下）期中物

^试卷参考答案与试题解析一、选择题（共15个小题.110小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求，每小题3分，共30分；1115小题有多项符合题目要求，每小题3分，共20分，全部选对得4分，选对但不全得2分，选错或不选得0分.）（3分）一物体作匀速圆周运动，在其运动过程中，不发生变化的物理量是（ ）A.线速度B.角速度仁向心加速度D.合外力【分析】匀速圆周运动的过程中，线速度的方向时刻改变，向心加速度、合外力的方向始终指向圆心，方向也是时刻改变.【解答】解：A、在匀速圆周运动的过程中，线速度的大小不变，方向时刻改变。故A错误。B、在匀速圆周运动的过程中，角速度的大小和方向都不变。故B正确。2C、根据a工知，在匀速圆周运动的过程中，向心加速度的大小不变，方r向始终指向圆心。故C错误。2D、根据f二4知，在匀速圆周运动的过程中，合外力的大小不变，方向始r终指向圆心。故D错误。故选：B。【点评】解决本题的关键知道在匀速圆周运动的过程中，线速度、向心加速度的大小不变，方向时刻改，角速度的大小和方向都不变.（3分）如图所示，一质点从M点到N点做曲线运动，当它通过P点时，其速度v和加速度a关系可能正确的是（ ）第10页（共33页）VVAVVA. B.「… C.-- D."'•二【分析】根据曲线运动中质点的速度方向是轨迹的切线方向、加速度方向指向轨迹的内侧分析选择。【解答】解：A、C、D、速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，故A错误，C正确，D错误；B、曲线运动需要向心加速度，故加速度指向曲线的内侧，故B错误；故选：C。【点评】本题对曲线运动速度方向和加速度方向的理解能力。可根据牛顿定律理解加速度的方向。（3分）如图所示，长为l的悬线固定在O点，在O点正下方上的C点处有一2钉子。把一端悬挂的小球拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球摆到悬点正下方悬线碰到钉子时，此时小球（ ）6----A.线速度突然增大B.向心加速度突然增大仁角速度保持不变D.悬线拉力保持不变【分析】碰到钉子的瞬间，根据惯性可知，小球的速度不能发生突变，小球碰到钉子后仍做圆周运动，由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系；由圆周运动的性质可知其线速度、角速度及向心加速度的大小关系。【解答】解：A、碰到钉子的瞬间，根据惯性可知，小球的速度不能发生突变，即线速度不变，故A错误；2B、小球的向心加速度a=J,r减小，故小球的向心加速度增大，故B正确；rC、根据际工可知，半径减小，线速度不变，所以角速度增大，故C错误；第11页（共33页）2 2D、设钉子到球的距离为r,则F-mg=mJ，故绳子的拉力F=mg+mJ，因r小r r于L,故有钉子时，绳子上的拉力变大，故D错误。故选：B。【点评】本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化，再由向心力公式分析绳子上的拉力变化（3分）如图所示，质量为m的小球用一根轻细绳子系着在水平面内做圆锥摆运动，已知绳长为L,轻绳与竖直方向夹角为e,现增大绳长L,保持夹角e不变，仍使小球在水平面内做圆锥摆运动，则（）A.小球的向心加速度增大B.小球运动的线速度增大C.小球运动的角速度增大D.小球所受的细线拉力增大【分析】通过对摆球进行受力分析，在竖直方向上利用受力平衡列式即可求得绳子上的拉力，根据力的合成与分解，列式得出向心力，结合用线速度、周期表示的向心力公式即可求解。【解答】解：对摆球进行受力分析，受重力mg和绳子的拉力T作用，在竖直方向上，合力为零，有：Tcose=mg得：t=T匚，e不变，则绳子拉力不变C0£D在水平方向上，合力提供向心力，有：Fn=mg・tane=ma二mh^m⑴2r,有几何关系可知：r=Lsine,L增大，e不变，则R增大，所以a不变，线速度增大，角速度减小，故B正确，ACD错误；故选：B。第12页（共33页）*Mg【点评】该题是一个圆锥摆模型，对于圆周摆，在竖直方向上受力平衡，在水平2方向上的合力提供向心力，会结合Fn=mg*tanO=ma=m—=mw2r等公式进行相关的计算。（3分）质量为m的木块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果由于摩擦力的使用使得木块的速率不变，如图所示，那么（ ）A.因为速率不变，所以木块的加速度为零B.木块下滑过程中所受的合外力越来越大C.木块下滑过程中所受的摩擦大小不变D.木块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心【分析】木块下滑过程中速率不变做匀速圆周运动，加速度不为零，具有向心加速度。根据牛顿第二定律分析碗对木块的支持力的变化，分析摩擦力的变化。【解答】解：A、木块做匀速圆周运动，速度方向时刻在变化，速度在改变，加速度一定不为零。故A错误。2B、木块下滑过程中所受的合外力充当向心力，根据F=mJ知合力大小不变，故B错误;C、设木块经过的位置碗的切线方向与水平方向的夹角为a,木块的速率为v,碗2 2对木块的支持力大小为N,则有N-mgcosa=m三-，得到，N=mgcosa+m三-，木R R块碗口下滑到碗的最低点的过程中，a减小，cosa增大，其他量不变，则N增大，摩擦力f=uN增大。故C错误。第13页（共33页）

D、木块下滑过程中木块做匀速圆周运动，具有向心加速度，加速度方向时刻指2向球心，a=3—大小不变，r故D正确。故选：D。【点评】匀速圆周运动是变加速曲线运动，速度、加速度都时刻在变化。基础题。（3分）质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的直径，如图所示.已知小球以速度v通过最高点时对圆管的外壁的压力大小恰好为mg,则小球以速度:通过圆管的最高点时（ ）A.小球对圆管的内、外壁均无压力B.C.A.小球对圆管的内、外壁均无压力B.C.D.小球对圆管的外壁压力等于理2小球对圆管的内壁压力等于理2小球对圆管的内壁压力等于mg【分析】以小球为研究对象，小球通过最高点时，由重力与管壁上部对小球压力的合力，根据牛顿第二定律列式，当小球以速度上通过圆管的最高点，再根据牛2顿第二定律列式，联立方程即可求解.【解答】解：以小球为研究对象，小球通过最高点C时，根据牛顿第二定律得2mg+mg=m①r当小球以速度工通过圆管的最高点，根据牛顿第二定律得：22（―）mg+N=m②r由①②解得：-詈，负号表示圆管对小球的作用力向上，即小球对圆管的内壁压力等于号，第14页（共33页）故C正确。故选：C。【点评】本题是牛顿第二定律的直接应用.对于圆周运动，分析受力情况，确定向心力的来源是关键.（3分）如图所示，轻绳上端固定在O点，下端系一小球（可视为质点），开始时在光滑的水平地面上，轻绳伸直且绳长大于O点离地面的高度。设小球绕竖直轴00彳故匀速圆周运动的角速度为5轻绳的拉力大小为F,则下列四幅图中，能正确反映F随⑴2变化规律的是（）【分析】小球做圆周运动，靠拉力在水平方向上的分力提供向心力，结合牛顿第二定律分析判断。【解答】解：当小球与地面间的支持力为零时，根据牛顿第二定律得，ingtanS=mLgin，⑴口，解得3。=公口，当⑴<%时，小球与地面间有支持力，有：FsinB=mLsine⑴2,即F=mL⑴2,F与⑴2成正比，当⑴>%时，小球离开地面，有：Fsina=mLsina⑴2,即F=mL⑴2,F与⑴2成正比。第15页（共33页）故D正确，A、B、C错误。故选：D。【点评】对于图线问题，一般的解题思路是通过物理规律得出物理量间的关系式，通过关系式确定正确的图线。（3分）如图所示，斜面体固定在水平地面上，由斜面体顶端的A点以水平速度v抛出小球，小球经t1时间落到斜面上的B点，若仍在A点将此小球以水平速度0.5v抛出，小球经t2时间落到斜面上的C点，则（ ）A.t1：t2=2：1B.t1：t2=4：1C.AB：AC=2：1D.AB：AC=8：1【分析】小球做平抛运动，小球落在斜面上时，竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值等于斜面倾角的正切，列式分析知道运动的时间与初速度有关。从而求出时间比。根据时间比，可得出竖直方向上的位移比，从而可知AB与AC的比值。【解答】解：AB、设斜面的倾角为0.小球落在斜面上时，平抛运动竖直方向上1 2-gt的位移和水平方向上的位移的比值等于 tan0,则tan0=H=^——=^-，则工人t2v012［宫巴.知运动的时间与初速度成正比，所以中t2=2：1.故A正确，B错误；CD、小球落在斜面上时，竖直方向上下落的高度为h=1gt2,知竖直方向上的位2移之比为4：1.斜面上的距离为：s=//，知AB：AC=4：1.故CD错误。sin0故选：A。【点评】解决本题的关键要知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。以及知道小球落在斜面上时，竖直方向上的位移和水平方向上的位移比值等于tan0。第16页（共33页）（3分）若已知某行星绕太阳公转的半径为r,公转的周期为T,万有引力常量为G,则由此可求出（ ）A.行星的质量B.太阳的质量C.行星的密度D.太阳的密度【分析】行星绕太阳公转时，由太阳的万有引力提供向心力，据万有引力定律和向心力公式列式，即可进行分析.【解答】解：设太阳的质量为M,行星的质量为m。行星绕太阳做圆周运动的向心力由太阳的万有引力提供，则有：4IT2T29 --i解得：m=47T，已知r和T,可求出太阳的质量M,但不能求出行星的质量GT’m和行星的密度。由于太阳的半径未知，也不能求出太阳的密度，故B正确，ACD错误。故选：B。【点评】已知环绕天体的公转半径和周期，根据万有引力提供向心力，列出等式只能求出中心体的质量.要求出行星的质量，我们可以在行星周围找一颗卫星研究，即把行星当成中心体.（3分）中央电视台综艺节目《加油向未来》中有一个橄榄球空中击剑游戏:宝剑从空中B点自由落下，同时橄榄球从A点以速度v0沿AB方向抛出，恰好在空中C点击中剑尖，不计空气阻力。下列说法正确的（ ）■■*■夕A.橄榄球在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度B.橄榄球若以小于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点下方击中剑尖C.橄榄球若以大于v0的速度沿原方向抛出，一定能在C点上方击中剑尖D.橄榄球无论以多大速度沿原方向抛出，都能击中剑尖第17页（共33页）【分析】橄榄球做斜上抛运动，将运动分解成水平和竖直两个研究，抓住竖直方向上都做竖直上抛运动，由运动学位移时间公式列式分析运动时间的关系。【解答】解：A、橄榄球在空中运动的加速度等于宝剑下落的加速度，均等于重力加速度g，故A错误；B、若以小于v0的速度沿原方向抛出，若速度过小，则橄榄球可能不能运动到球的正下方就落地了，故不一定能在C点下方击中剑尖，故B错误；C、若以大于v0的速度沿原方向抛出，则水平方向的速度增大，运动到相遇点的时间t=上减小，橄榄球相同时间下降的高度减小，一定能在C点上方击中剑尖，外故C正确；D、若抛出的速度太小，可能橄榄球不会与剑尖相遇，故D错误；故选：C。【点评】对于抛体运动，要会运用运动的分解法进行研究，通常将抛体运动分解成：竖直方向的匀变速直线运动，水平方向的匀速直线运动，再运用运动学公式进行处理。11.（4分）在民族运动上，运动员弯弓放箭射击侧向的固定目标。假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的弓箭速度为v2.跑道离固定目标的最近距离为d。下列说法中正确的是（ ）A.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为士2V1B.只要击中侧向的固定目标，箭在空中运动合速度的大小一定是r,：币;|C.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短，运动员放箭处离目标的距离为第18页（共33页）dijvj+v|v2d.箭射到靶的最短时间为av2【分析】运动员放出的箭既参与了沿马运行方向上的匀速直线运动，又参与了垂直于马运行方向上的匀速直线运动，当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，根据t=a求出最短时间，根据分运动和合运动具有等时性，求出v2箭在马运行方向上的距离，根据运动的合成，求出运动员放箭处离目标的距离。【解答】解：AC、当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，所以最短时间为：t-L；则箭在沿马运行方向上的位移为：x=v1td，所以放箭处1dJy2^^2距离目标的距离为：+J二"，故A错误，C正确。b、根据速度的合成可知箭射出时初速度为平口二;不;J,箭射出后由于竖直方向做自由落体运动，速度不断增大，所以箭在空中运动的合速度的大小大于不；|，故B错误。D、当放出的箭垂直于马运行方向发射，此时运行时间最短，所以最短时间t=■虫.故D正确。故选：CD。【点评】解决本题的关键知道箭参与了沿马运行方向上的匀速直线运动和垂直于马运行方向上的匀速直线运动，知道分运动与合运动具有等时性。12.（4分）如图所示，物体A和B质量均为m，且分别与轻绳连接跨过光滑轻质定滑轮，B放在水平面上，A与悬绳竖直。用力F拉B沿水平面以v向左匀速运动过程中，绳对A的拉力的T的大小和A的速度正确的是（）第19页（共33页）A.T>mgB.T<mgC.vA=vsin0D.vA=vcos0【分析】由于B做匀速运动，将B的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，得到沿绳子方向的运动速度，即物体A的速度表达式，得到A的运动规律，再根据牛顿第二定律判断绳子拉力的变化情况。【解答】解：将B的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，如图，有：vA=v2=vcos0由于0不断变小，故v2不断变大；由于物体A的速度等于vA，故物体A加速上升，加速度向上，即物体A处于超重状态，故绳子的拉力大于mg,故AD正确，BC错误；故选：AD。【点评】本题关键是正确地找出物体B的合运动与分运动，然后根据运动分解的平行四边形定则，得到物体A速度的一般表达式，得出物体A处于超重状态，从而得到拉力大于重力。13.（4分）如图所示，圆环竖直放置，从圆心O点正上方的P点，以速度v0水平抛出的小球恰能从圆环上的Q点沿切线方向飞过，若OQ与OP间夹角为0,不计空气阻力。则（ ）第20页（共33页）A.小球运动到Q点时的速度大小为vQ=-QcosU__"日B.小球从P点运动到Q点的时间为t「户口C.小球从P点到Q点的速度变化量为上出言）v0■cosy,D.圆环的半径为R=-gcosy【分析】小球做平抛运动，根据圆的几何知识可以求得小球在水平方向的位移的大小，根据水平方向的匀速直线运动可以求得时间的大小。根据平行四边形定则求出Q点的速度。再根据平抛运动的规律即可求出圆的半径R。【解答】解：A、根据几何关系知，Q点的速度方向与水平方向的夹角为0，根据平行四边形定则知，小球运动到Q点时的速度为vQ=」^-，故A正确；B、过Q点做OP的垂线，根据几何关系可知，小球在水平方向上的位移的大小为Rsin0，根据Rsin0=v0t，可得时间为：1坐由巴，故B错误。C、因速度为矢量，且速度方向发生了变化，所以从P到Q点的速度变化量一定不等于白后（宠券）v0；故C错误；2

vnD、根据运动的合成和分解可知，到达Q点时竖直分速度v2f—j-v20；由y 0cos口vy=gt可知，时间t=2i；水平位移x=v0t；根据几何关系可知，关=sin0；联立以上2各式可得：R二丁口口；故D正确。geosy故选：AD。【点评】本题对平抛运动规律的直接的应用，知道平抛运动在水平方向和竖直方第21页（共33页）向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解。14.（4分）（多选）如图所示，地球赤道上的山丘e,近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e,p,q的圆周运动速率分别为、，v2,%,向心加速度分别为a〃a2,33，则（ ）i,也、j/'-J一一一-A.21<23<22B.V1<V3<V2C.21>22>23D.丫1>旷2>旷3【分析】题中涉及三个物体：地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q；山丘e与同步通信卫星q转动周期相同，近地资源卫星p与同步通信卫星q,都是万有引力提供向心力；分两种类型进行比较分析即可。9【解答】解：A、山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据a=32r~4,T2由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故山丘e的轨道加速度小于同步通信卫星q的加速度，即a1<a3；根据加速度公式a=^，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的加速度小于同步通信卫星的加速度，即a3<a2；故a1<a3<a2,故A正确，C错误；B、山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据丫=空三，T由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故外<V3；根据卫星的线速度公式v〜匣，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即V3<V2；故匕<%<匕，故B正确，D错误；故选：AB。【点评】本题关键要将地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p、同步通信卫星q第22页（共33页）分为两组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化。15.（4分）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图2所示，则卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（）A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上角速度的小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.卫星在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、和向心力的表达式进行讨论即可。【解答】解：八8、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有G@Lma=mVt=m⑴2rr2 r解得：v=.：!Km更因此轨道3半径比轨道1半径大，卫星在轨道1上线速度与角速度都较大，故A错误，B正确；CD、根据G4=ma,可知，在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上r经过P点时的加速度，因它们的间距相同。故C正确，D错误。第23页（共33页）

故选：BC。【点评】本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论。二、实验题（每小空2分，共18分）16.（12分）（1）在〃研究平抛物体的运动规律〃的实验中，在安装实验装置的过程中，斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是BA.A.保证小球飞出时，B.保证小球飞出时，初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨道是一条抛物线（2）引起实验误差的原因是ACD（多选）A.小球运动时与白纸相接触B.斜槽不是绝对光滑的，有一定摩擦C.确定oy轴时，没有用重锤线D.描绘同一平抛运动轨迹的实验中，多次实验，没有保证小球从斜面上同一位置无初速释放（3）为了探究平抛运动的规律，将小球A和B置于同一高度，在小球A做平抛运动的同时静止释放小球B.同学甲直接观察两小球是否同时落地，同学乙拍摄频闪照片进行测量、分析。通过多次实验，下列说法正确的是DA.只有同学甲能证明平抛运动在水平方向是匀速运动B.两位同学都能证明平抛运动在水平方向是匀速运动第24页（共33页）C.只有同学甲能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动D.两位同学都能证明平抛运动在竖直方向是自由落体运动（4）在做平抛实验的过程中，小球在竖直放置的坐标纸上留下三点痕迹，如图丙是小球做平抛运动的闪光照片，图中每个小方格的边长都是0.54cm，已知闪光频率是30Hz，那么重力加速度即9.72m/s2,小球的初速度是0.49m/s，球过A点时的速率是0.81m/s。（小数点后保留二位）【分析】在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹。然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，由于是同一个轨迹，因此要求抛出的小球初平抛运动的条件是水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，无论是影响水平方向的运动，还是影响竖直方向上的运动，都会引起实验误差；速度是相同的，所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面；通过对比的方法得出平抛运动竖直方向上的运动规律，在甲实验中无法得出水平方向上的运动规律，在乙图中通过相等时间内的水平位移大小得出水平方向上的运动规律。根据闪光的频率知相邻两点间的时间间隔。在竖直方向上根据△y=gT2,求出重力加速度。水平方向上做匀速直线运动，根据v=A，求出初速度。先求出中间点T在竖直方向的速度，根据运动学公式求出A点在竖直方向上的速度，然后运用平行四边形定则，求出A的速度。【解答】解：（1）研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，故ACD错误，B正确；（2）A、实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，故A正确；B、只要让它从同一高度、无初速开始运动，在相同的情形下，即使球与槽之间存在摩擦力，仍能保证球做平抛运动的初速度相同，因此，斜槽轨道不必要光滑，故B错误；C、确定Oy轴时，没有用重锤线，就不能调节斜槽末端切线水平，故C正确；D、描绘同一平抛运动轨迹的实验中，因多次实验，没有保证小球从斜面上同一第25页（共33页）

位置无初速释放，导致出现误差，故D正确。故选：ABD（3）在图甲的实验中，改变高度和平抛小球的初速度大小，发现两球同时落地，说明平抛运动在竖直方向上做自由落体运动。不能得出水平方向上的运动规律。在图乙的实验中，通过频闪照片，发现自由落体运动的小球与平抛运动的小球任何一个时刻都在同一水平线上，知平抛运动在竖直方向上的运动规律与自由落体运动相同，所以平抛运动竖直方向上做自由落体运动。频闪照片显示小球在水平方向相等时间内的水平位移相等，知水平方向做匀速直线运动。故D正确，A、B、C错误。故选：D。（4）相邻两个点的时间间隔为：T=」一s。30在竖直方向上△在竖直方向上△y=gT2,所以有:g告T-9.72*1（三）m/s=0.49m/s。30中间点在竖直方向上的速度为：vy中间点在竖直方向上的速度为：vy=4XQ.54X10-2——=0.32m/s，则vyA=vy+gT=0.64m/s。所以有：VA=,p/曦=0.81m/s故本题答案为：（1）B；（2）ACD；（3）D；（4）9.72，0.49，0.81。【点评】在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，因此实验中关键是斜槽末端槽口的切线保持水平及固定后的斜槽要竖直；还考查分析推理的能力。本实验采用对比的方法来研究平抛运动的分运动情况。解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动。217（6分）某校学生验证向心力公式F二m』的实验中,设计了如下实验:第1步：先用粉笔在地上画一个直径为2L的圆;第26页（共33页）第2步：通过力传感器，用绳子绑住质量为m的小球，人站在圆内，手拽住绳子离小球距离为L的位置，用力甩绳子，使绳子离小球近似水平，带动小球做匀速圆周运动，调整位置，让转动小球的手肘的延长线刚好通过地上的圆心，量出手拽住处距离地面的高度为h，记下力传感器的读数为F；第3步：转到某位置时，突然放手，让小球自由抛出去；第4步：另一个同学记下小球的落地点C，将通过抛出点A垂直于地面的竖直线在地面上的垂足B与落地点C连一条直线，这条直线近似记录了小球做圆周运动时在地面上的投影圆的运动方向，量出BC间距离为S；第5步：保持小球做圆周运动半径不变，改变小球做圆周运动的速度，重复上述操作.试回答：(用题中的m、L、h、S和重力加速度g表示)(1)放手后，小球在空中运动的时间t=_；Hi_.(2)在误差范围内，有F=堂:—2hL-(3)小球落地时的速度大小为v=_「WM【分析】(1)小球飞出后做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间.(2)小球做圆周运动，拉力提供向心力，结合平抛运动的水平位移和时间求出线速度的大小，从而得出向心力的大小.(3)根据速度时间公式求出落地时的竖直分速度，结合平行四边形定则求出落地的速度.【解答】解：(1)小球飞出后做平抛运动，根据h=!g召得，小球在空中运动的时间t=；2且.第27页(共33页)(2)绳子的拉力等于小球做圆周运动的向心力，小球的线速度*二&二)：工，°tV2h则拉力F=(3)落地时的竖直分速度叫,•与，根据平行四边形定则知，小球落地的速度v大户,产山,故答案为：(1).药(2)堂1,(3):9+2如・Vg2hLV2h曲【点评】本题考查了平抛运动和圆周运动的基本运用，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.三、简答题(3小题，共32分)解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.(10分)如图所示，质量M=2kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，m用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m=1.6kg的物体相连，m悬于空中与M都处于静止状态，假定M与轴O的距离r=0.5m,与平台的最大静摩擦力为其重力的0.6倍，试问：M受到的静摩擦力最小时，平台转动的角速度⑴0为多大？(2)要保持M与平台相对静止，M的线速度的范围？1rmi［分析(1)物体A与圆盘保持相对静止且不受摩擦力时，绳子的拉力提供向心力，由牛顿第二定律即可求出；(2)当此平面绕中心轴线以角速度⑴转动时，若M恰好要向里滑动时，⑴取得最小值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力。若M恰好要向外滑动时，⑴取得最第28页(共33页)

大值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力。根据牛顿第二定律分别求出⑴的最小值和最大值，即可得到⑴的取值范围。【解答】解：（1）物体A与圆盘保持相对静止且不受摩擦力时，绳子的拉力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg二mg二口X2-U代入数据得：w0=4rad/s（2）设此平面角速度⑴的最小值为31，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，则由牛顿第二定律得：1。一皿3严,又T=mg联立得：mg-fmax=M①jr,代入数据解得：31=2rad/s设此平面角速度⑴的最大值为⑴2,此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，则由牛顿第二定律得：T+fmax=M①^，又T=mg代入解得：叱=2•，krad/s故为使m处于静止状态，角速度⑴的何值范围为：2rad/sW⑴W2"rad/s。答：（1）物体A与圆盘保持相对静止且不受摩擦力时，平台的角速度是4rad/s；（2）为使物体A与圆盘相对静止，圆盘匀速转动的角速度的大小范围为2rad/sWoW2V7rad/s。【点评】本题是圆周运动中临界问题，抓住当M恰好相对此平面滑动时静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律求解角速度的取值范围。（10分）如图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B