一、本題共 8 小題,每小題 4 分,共 32 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一項(xiàng)符合題目
要求。
1. 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,保持不變的物理量是( )
A. 速度 B. 周期
C. 向心力 D. 向心加速度
【答案】B
【解析】
【詳解】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,線速度、向心加速度、向心力大小不變,但方向在變;
周期不變,ACD 錯(cuò)誤,B 正確。
故選 B。
2. 嫦娥六號(hào)返回地球的軌跡如圖所示,嫦娥六號(hào)從 A 點(diǎn)進(jìn)入大氣層,實(shí)現(xiàn)第一次減速,從 C 點(diǎn)飛出大氣層,
再?gòu)?E 點(diǎn)進(jìn)入大氣層,實(shí)現(xiàn)第二次減速,精準(zhǔn)地落在預(yù)定地點(diǎn),從 A→B→C→D→E 打了一個(gè) 9000km 的水
漂,其中 B、D 分別為軌跡的最低、最高點(diǎn)。則嫦娥六號(hào)打水漂的過(guò)程中( )
A. 在 B 點(diǎn),嫦娥六號(hào)處于失重狀態(tài)
B. 在 C 點(diǎn),嫦娥六號(hào)的速度方向指向地球
C. 在 D 點(diǎn),嫦娥六號(hào)的合力方向?yàn)樗椒较?br>D. 在 E 點(diǎn),嫦娥六號(hào)的加速度方向指向地球
【答案】D
【解析】
【詳解】A.在 B 點(diǎn),合力方向指向軌跡凹側(cè),即合力向上,加速度向上,嫦娥六號(hào)處于超重狀態(tài),故 A
錯(cuò)誤;
B.在 C 點(diǎn),嫦娥六號(hào)的速度方向沿過(guò) C 點(diǎn)的切線方向斜向上,不指向地球,故 B 錯(cuò)誤;
C.根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn),合力方向要指向軌跡的凹側(cè),故在 D 點(diǎn),嫦娥六號(hào)受到的合力方向指
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向軌跡的下方,故 C 錯(cuò)誤;
D.在 E 點(diǎn),嫦娥六號(hào)所受合力方向指向軌跡凹側(cè),加速度方向指向地球,故 D 正確。
故選 D。
3. 端午賽龍舟是中華民族的傳統(tǒng),若某龍舟在比賽前劃向比賽點(diǎn)的途中要渡過(guò) 寬兩岸平直的河,龍舟
在靜水中劃行的速率為 ,河水的流速 ,下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 該龍舟以最短時(shí)間渡河通過(guò)的位移為
B. 該龍舟渡河時(shí)船頭垂直河岸,若水速突然變大,則渡河時(shí)間會(huì)變長(zhǎng)
C. 該龍船渡河所用時(shí)間最少為
D. 該龍舟不可能沿垂直河岸的航線抵達(dá)對(duì)岸
【答案】C
【解析】
【詳解】ABC.該龍舟以最短時(shí)間渡河時(shí),船速方向與河岸垂直,則最短時(shí)間為
s=12s
若水速突然變大,則渡河時(shí)間不變;
此時(shí)沿河岸方向的位移
m
則龍舟過(guò)河的位移為
m>60m
故 AB 錯(cuò)誤,C 正確;
D.由于龍舟在靜水中劃行的速率大于水速,所以龍舟可以沿垂直河岸的航線抵達(dá)對(duì)岸,故 D 錯(cuò)誤;
故選 C。
4. 如圖所示。摩托車(chē)后輪離開(kāi)地面后可以視為平拋運(yùn)動(dòng)。摩托車(chē)以某一速度飛出,后輪落到壕溝對(duì)面水平
路面。忽略運(yùn)動(dòng)中空氣阻力,若摩托車(chē)沖出的速度增大,則( )
A. 在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變
B. 在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間變短
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C 落地速度與水平面夾角不變
D. 落地速度與水平面夾角變大
【答案】A
【解析】
【詳解】AB.根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律
由此可知,若摩托車(chē)沖出的速度增大,但 h 不變,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間不變,故 A 正確,B 錯(cuò)誤;
CD.設(shè)落地速度與水平面夾角為θ,則
由于運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t 不變,v0 增大,tanθ減小,θ減小,故 CD 錯(cuò)誤。
故選 A。
5. 2024 年五一小長(zhǎng)假期間,某同學(xué)隨父母一起來(lái)到達(dá)州市宣漢縣巴山大峽谷景區(qū)體驗(yàn)了懸崖秋千,該同學(xué)
坐在秋千上擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的照片如圖所示,則( )
A. 秋千對(duì)該同學(xué)的作用力大小等于其自身重力
B. 該同學(xué)所受的合外力不為零
C. 該同學(xué)此時(shí)的速度為零,加速度也為零
D. 此時(shí)秋千的鋼繩所受的拉力最大,最容易斷裂
【答案】B
【解析】
【詳解】AB.該同學(xué)坐在秋千上擺動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),秋千對(duì)該同學(xué)的作用力大小等于其自身重力沿半徑方向
的分力,即秋千對(duì)該同學(xué)的作用力大小小于其自身重力;該同學(xué)所受的合外力等于其自身重力沿切線方向
的分力,不為零,故 A 錯(cuò)誤,B 正確;
C.該同學(xué)此時(shí)的速度為零,由于該同學(xué)所受的合外力等于其自身重力沿切線方向的分力,所以加速度不為
零,故 C 錯(cuò)誤;
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D.設(shè)繩子與豎直方向的夾角為θ,根據(jù)牛頓第二定律可得
可得
在最高點(diǎn)時(shí),速度最小,θ最大,則秋千的鋼繩所受的拉力最小,最不容易斷裂,故 D 錯(cuò)誤。
故選 B。
6. 如圖所示,某同學(xué)對(duì)著豎直墻壁練習(xí)打網(wǎng)球,該同學(xué)使球拍與水平方向的夾角為 ,在 O 點(diǎn)擊中網(wǎng)球,
球以 的速度垂直球拍離開(kāi) O 點(diǎn),恰好垂直擊中墻壁上的 P 點(diǎn),忽略空氣阻力的影響,取重力
加速度大小 , ,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 網(wǎng)球在 P 點(diǎn)與墻壁碰撞時(shí)的速度大小為 12m/s B. 網(wǎng)球由 O 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 P 點(diǎn)的時(shí)間為 1.4s
C. O、P 兩點(diǎn)間的水平距離為 16.6m D. O、P 兩點(diǎn)間的高度差為 11.8m
【答案】A
【解析】
【 詳 解 】 A. 網(wǎng) 球 的 逆 向 運(yùn) 動(dòng) ( 由 點(diǎn) 到 點(diǎn) ) 為 平 拋 運(yùn) 動(dòng) , 對(duì) 點(diǎn) 速 度 進(jìn) 行 分 解 可 得
故 A 正確;
B.在豎直方向上有
解得
故 B 錯(cuò)誤;
C. 兩點(diǎn)間的水平距離
故 C 錯(cuò)誤;
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D. 兩點(diǎn)間的高度差
故 D 錯(cuò)誤。
故選 A。
7. 如圖所示,在粗糙水平木板上放一個(gè)物塊,使木板和物塊一起在豎直平面內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)
動(dòng),ab 為水平直徑,cd 為豎直直徑,在運(yùn)動(dòng)中木板始終保持水平,物塊相對(duì)于木板始終靜止,則( )
A. 物塊始終受到三個(gè)力作用
B. 物塊受到的合外力始終指向圓心
C. 在 c、d 兩個(gè)位置,物塊所受支持力 N 相同,摩擦力 f 為零
D. 在 a、b 兩個(gè)位置,物塊所受摩擦力提供向心力,支持力
【答案】B
【解析】
【詳解】A.物塊在最高點(diǎn) c 和最低點(diǎn) d 均受重力和支持力兩個(gè)力作用,兩個(gè)力的合力提供向心力,故 A 錯(cuò)
誤;
B.物塊做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合外力提供向心力,可知合外力始終指向圓心,故 B 正確;
C.在最高點(diǎn)和最低點(diǎn),摩擦力是零,重力和支持力的合力提供向心力,在位置 c,根據(jù)牛頓第二定律得
所以
在位置 d,根據(jù)牛頓第二定律得
所以
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C 錯(cuò)誤;
D.在 a、b 兩個(gè)位置,重力和支持力平衡,即 ,物塊所受靜摩擦力提供向心力,故 D 錯(cuò)誤。
故選 B。
8. 為了研究空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,如圖所示,某人將質(zhì)量為 的小球從距地面高 處以一定初速度水平拋出,
在距拋出點(diǎn)水平距離 處,有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管,上管口距地面的高度為 。小球在水
平方向上受恒定風(fēng)力作用,在豎直方向上阻力不計(jì),且小球恰能無(wú)碰撞地通過(guò)細(xì)管,重力加速度為 ,則
下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球在管外運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為 B. 小球的初速度大小為
C. 風(fēng)力的大小為 D. 小球落地時(shí)的速度大小為
【答案】C
【解析】
【詳解】AB.小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),故從拋出點(diǎn)到上管口的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,有
解得小球在管外運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為
小球在水平方向上做勻減速運(yùn)動(dòng),因恰能無(wú)碰撞地通過(guò)管子,故小球到管口時(shí)水平速度剛好減為零,設(shè)小
球的初速度為 ,則有
解得小球的初速度大小為
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故 AB 錯(cuò)誤;
C.設(shè)風(fēng)力大小為 F,水平方向根據(jù)牛頓第二定律有
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得
聯(lián)立可得
故 C 正確;
D.小球到達(dá)上管口時(shí),水平速度減為零,進(jìn)入管中后其不再受風(fēng)力作用,只有豎直方向的運(yùn)動(dòng),從拋出到
落地全程,小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),所以有
解得小球落地時(shí)的速度大小為
故 D 錯(cuò)誤。
故選 C。
二、本題共 4 小題,每小題 4 分,共 16 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要
求,全部選對(duì)的得 4 分,選對(duì)但不全的得 2 分,有選錯(cuò)的得 0 分。
9. 如圖所示,八大行星沿橢圓軌道繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),下列說(shuō)法中正確的是( )
A. 地球繞太陽(yáng)運(yùn)行過(guò)程中,速率不變
B. 土星的公轉(zhuǎn)周期大于一年
C. 太陽(yáng)處在八大行星的橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上
D. 開(kāi)普勒第三定律 ,其中 的大小與行星的質(zhì)量有關(guān)
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【答案】BC
【解析】
【詳解】A.根據(jù)開(kāi)普勒第二定律,地球在橢圓軌道運(yùn)行時(shí),速率變化,故 A 錯(cuò)誤;
B.根據(jù)開(kāi)普勒第三定律,因?yàn)?,故 ,故 B 正確;
C.根據(jù)開(kāi)普勒第一定律,太陽(yáng)處在八大行星的橢圓軌道的一個(gè)公共焦點(diǎn)上,故 C 正確;
D.開(kāi)普勒第三定律 ,其中 的大小與中心天體的質(zhì)量有關(guān),與行星的質(zhì)量無(wú)關(guān),故 D 錯(cuò)誤。
故選 BC。
10. 如圖所示,一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒,其軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動(dòng)。有一質(zhì)量為 的小球 緊
貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),筒口半徑和筒高分別為 和 ,小球 所在的高度為筒高的一半,
已知重力加速度為 ,則下列說(shuō)法正確的是( )
A. 小球 受到重力、支持力和向心力三個(gè)力作用
B. 小球 受到的合力方向垂直筒壁斜向上
C. 小球 受到的合力大小為
D. 小球 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度
【答案】CD
【解析】
【詳解】AB.如下圖所示,小球只受重力和支持力,重力和支持力的合力充當(dāng)向心力,小球做勻速圓周運(yùn)
動(dòng),則合外力一定指向圓心,選項(xiàng) AB 錯(cuò)誤;
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CD.設(shè)圖示中 與水平方向夾角為 ,由力的合成可知
由幾何關(guān)系可知
解得
選項(xiàng) CD 正確。
故選 CD。
11. 如圖所示,可看做質(zhì)點(diǎn)的物塊 質(zhì)量分別為 和 ,用長(zhǎng)為 的輕繩連接沿徑向放在轉(zhuǎn)盤(pán)上,物
塊與轉(zhuǎn)盤(pán)的最大靜摩擦力均為各自重力的 倍,物塊 到轉(zhuǎn)軸的距離也為 ,開(kāi)始時(shí)繩恰好伸直但無(wú)彈力,
轉(zhuǎn)盤(pán)繞轉(zhuǎn)軸 從靜止開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng),緩慢增大角速度,下列說(shuō)法正確的是( )
A. 若剪斷輕繩, 先達(dá)到最大靜摩擦力
B. 相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)即將發(fā)生滑動(dòng)時(shí),繩子的彈力為
C. 當(dāng) 時(shí), 一定相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)發(fā)生滑動(dòng)
D. 相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)即將發(fā)生滑動(dòng)時(shí),若突然剪斷輕繩, 均做離心運(yùn)動(dòng)
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.若剪斷輕繩,物塊 a、b 各自達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),對(duì)物塊 a
對(duì)物塊 b
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則物塊 b 先達(dá)到最大靜摩擦力,故 A 錯(cuò)誤;
BC.a、b 相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)即將發(fā)生滑動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度為 ,繩子拉力為 ,由牛頓第二定律有,對(duì) b
對(duì) a
解得
所以當(dāng)
a、b 一定相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)發(fā)生滑動(dòng),故 BC 正確;
D.a(chǎn)、b 相對(duì)轉(zhuǎn)盤(pán)即將發(fā)生滑動(dòng)時(shí),若突然剪斷輕繩,此時(shí)
即 a 的最大靜摩擦力大于所需向心力,則 a 不會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),也不會(huì)做離心運(yùn)動(dòng),故 D 錯(cuò)誤。
故選 BC。
12. 用外力 F 通過(guò)如圖所示的裝置把一個(gè)質(zhì)量為 m 的小球沿傾角為 30°的光滑斜面勻速向上拉動(dòng),已知在小
球勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,拴在小球上的繩子與水平桿之間的夾角從 45°變?yōu)?90°,斜面與水平地面之間是粗糙
的,并且斜面一直靜止在水平地面上,不計(jì)滑輪處及滑輪與繩子之間的摩擦.則在小球勻速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,
下列說(shuō)法正確的是
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A. 地面對(duì)斜面的靜摩擦力保持不變
B. 外力 F 一直在增大
C. 某時(shí)刻繩子對(duì)水平桿上的滑輪軸的合力等于繩子的拉力
D. 繩子移動(dòng)的速度大小大于小球沿斜面運(yùn)動(dòng)的速度的大小
【答案】BC
【解析】
【詳解】B.設(shè)連接小球的繩子與水平方向的夾角為θ;對(duì)小球沿斜面方向:
則當(dāng)θ角從 45°變?yōu)?90°的過(guò)程中,繩子的拉力變大,因 F=T,則外力 F 一直在增大,選項(xiàng) B 正確;
A.對(duì)小球和斜面的整體,地面對(duì)斜面體的摩擦力等于繩子拉力的水平分量,則
可知,隨θ角的增加,地面對(duì)斜面的靜摩擦力 f 是變化的,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤;
C.當(dāng) θ=90°時(shí),滑輪兩邊繩子的夾角為 120°,此時(shí)刻繩子對(duì)水平桿上的滑輪軸的合力等于繩子的拉力,選
項(xiàng) C 正確;
D.將小球的速度 v 分解可知,繩子的速度 ,則繩子移動(dòng)的速度大小小于小球沿斜面運(yùn)
動(dòng)的速度的大小,選項(xiàng) D 錯(cuò)誤;
故選 BC.
【點(diǎn)睛】此題涉及到的研究對(duì)象較多,關(guān)鍵是如何正確選擇研究對(duì)象,并能對(duì)研究對(duì)象正確的受力分析,
靈活運(yùn)用整體及隔離法解題.
第Ⅱ卷(非選擇題,共 52 分)
三、本大題 2 小題,每空 2 分,共 16 分。
13. 用如圖所示的裝置探究向心力的大小與質(zhì)量、角速度和半徑之間關(guān)系。已知小球在槽中 、 、 位置
做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比為 ,調(diào)整傳動(dòng)皮帶,可以使左、右塔輪自上而下按如圖所示三種方式進(jìn)
行組合,每層半徑之比由上至下分別為 、 和 。
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(1)在探究向心力大小與質(zhì)量的關(guān)系時(shí),為了保持角速度和半徑相同,需要先將傳動(dòng)皮帶調(diào)至變速塔輪的
第__________(選填“一”“二”或“三”)層,再將質(zhì)量不同的鋁球和鋼球分別放在長(zhǎng)、短槽上半徑相
等的橫臂擋板內(nèi)側(cè):
(2)在探究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí),先將傳動(dòng)皮帶調(diào)至變速塔輪的第二層(或第三層),再將質(zhì)量
相同的鋼球分別放在_________(選填“ 、 ”“ 、 ”或“ 、 ”)位置的擋板內(nèi)側(cè);
(3)在探究向心力大小與半徑的關(guān)系時(shí),先將傳動(dòng)皮帶調(diào)至變速塔輪的第一層,再將兩個(gè)質(zhì)量相等的鋼球
分別放在_________(選填“ 、 ”“ 、 ”或“ 、 ”)位置的擋板內(nèi)側(cè)。
(4)某次實(shí)驗(yàn)保證小球質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等,若標(biāo)尺上紅白相間的等分格顯示出兩個(gè)小球所受向心力
的比值為 ,由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可以判斷與皮帶連接的變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比為( )
A. 1:2 B. 2:1 C. 1:4 D. 4:1
【答案】(1)一 (2)A、C
(3)B、C (4)B
【解析】
【小問(wèn) 1 詳解】
根據(jù)題意可知,變速塔輪為皮帶傳動(dòng),塔輪邊緣的線速度大小相等,由公式
可知,要保持角速度相同,則塔輪半徑相等,即將傳動(dòng)皮帶調(diào)至變速塔輪的第一層。
【小問(wèn) 2 詳解】
在探究向心力大小與角速度的關(guān)系時(shí),要保持小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)半徑相同,即再將質(zhì)量相同的鋼球分別放在 A、
C 位置的擋板內(nèi)側(cè)。
【小問(wèn) 3 詳解】
在探究向心力大小與半徑的關(guān)系時(shí),要保持小球質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同,轉(zhuǎn)動(dòng)半徑不同,即將兩個(gè)質(zhì)量相
等的鋼球分別放在 B、C 位置的擋板內(nèi)側(cè)。
【小問(wèn) 4 詳解】
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某次實(shí)驗(yàn)保證小球質(zhì)量和圓周運(yùn)動(dòng)半徑相等,由公式 可知,若兩個(gè)小球所受向心力的比值為
,則角速度之比為 ,變速塔輪相對(duì)應(yīng)的半徑之比為 。
故選 B。
14. 某實(shí)驗(yàn)小組用圖所示裝置進(jìn)行“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)。
(1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的一些做法,不合理的是___________
A. 使用密度大、體積小的球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
B. 斜槽末端切線應(yīng)當(dāng)保持水平
C. 斜槽軌道必須光滑
D. 小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸
(2)某同學(xué)在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,忘記記下小球拋出點(diǎn) 的位置,取點(diǎn) 為坐標(biāo)原點(diǎn),建立如
圖所示坐標(biāo)系,點(diǎn) 為小球運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后的位置, 取 。根據(jù)圖像可知小球的初速度大小
___________ ,小球在 點(diǎn)的速度大小 ___________m/s。(計(jì)算結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)
(3)另一實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)在其所得的軌跡上選取間距較大的幾個(gè)點(diǎn),測(cè)出各點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離 和豎
直高度 ,并在直角坐標(biāo)系內(nèi)繪出了 圖像, 取 。根據(jù)圖像可知小球的初速度大小
___________ 。
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【答案】(1)C (2) ①. 2.00 ②. 2.83
(3)1
【解析】
【小問(wèn) 1 詳解】
A.為了減小空氣阻力的影響,應(yīng)使用密度大、體積小的球進(jìn)行實(shí)驗(yàn),故 A 正確,不滿足題意要求;
B.為了保證小球拋出時(shí)的速度處于水平方向,斜槽末端切線應(yīng)當(dāng)保持水平,故 B 正確,不滿足題意要求;
C.為了保證小球每次拋出時(shí)的速度相同,每次需要從相同位置靜止釋放小球,但斜槽軌道不需要光滑,故
C 錯(cuò)誤,滿足題意要求;
D.為了減小誤差,小球運(yùn)動(dòng)時(shí)不應(yīng)與木板上的白紙相接觸,故 D 正確,不滿足題意要求。
故選 C。
【小問(wèn) 2 詳解】
[1]豎直方向根據(jù)
可得
水平方向根據(jù)
可得小球的初速度大小為
[2]小球在 點(diǎn)的豎直分速度大小為
則小球在 點(diǎn)的速度大小為
小問(wèn) 3 詳解】
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得 ,
第 14頁(yè)/共 18頁(yè)
可得
則 圖像的斜率為
解得小球的初速度大小
四、本大題 3 小題,共 36 分,要求必須寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、主要的計(jì)算步驟和明確的答案。
15. 我們常常在公園和古村落中見(jiàn)到拱形橋,如圖甲所示。若一質(zhì)量為 的汽車(chē),以
的速度經(jīng)過(guò)半徑為 的拱形橋最高點(diǎn),如圖乙所示,取 。求
(1)汽車(chē)對(duì)橋的壓力 大??;
(2)為保證汽車(chē)安全經(jīng)過(guò)橋頂,汽車(chē)經(jīng)過(guò)橋頂?shù)淖畲笏俣?是多大?
【答案】(1) ;(2)
【解析】
詳解】(1)汽車(chē)過(guò)拱形橋最高點(diǎn)時(shí)
代入數(shù)據(jù)解得
由牛頓第三定律得,汽車(chē)對(duì)橋的壓力 大小
(2)為保證汽車(chē)安全經(jīng)過(guò)橋頂,汽車(chē)經(jīng)過(guò)橋頂?shù)淖畲笏俣?時(shí)
第 15頁(yè)/共 18頁(yè)
代入數(shù)據(jù)解得
16. 跑酷是以日常生活的環(huán)境為運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所的極限運(yùn)動(dòng)。質(zhì)量 的跑酷運(yùn)動(dòng)員,在水平高臺(tái)上水平向
右跑到高臺(tái)邊緣,以 的速度從上邊緣的 點(diǎn)水平向右跳出,運(yùn)動(dòng)時(shí)間 后落在一傾角為 53°的斜面
上的 點(diǎn),速度方向與斜面垂直。此時(shí)運(yùn)動(dòng)員迅速轉(zhuǎn)身并調(diào)整姿勢(shì),以 的速度從 點(diǎn)水平向左蹬出,
剛好落到斜面的底端 點(diǎn)。 點(diǎn)為平臺(tái)的下邊緣點(diǎn),假設(shè)該運(yùn)動(dòng)員可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,取
, , 。求:
(1)運(yùn)動(dòng)員從高臺(tái)邊緣跳出的水平速度 大??;
(2)運(yùn)動(dòng)員從 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到底端 的時(shí)間 及水平高臺(tái) 的高度 ;
(3)若運(yùn)動(dòng)員迅速轉(zhuǎn)身以 的速度從 點(diǎn)水平向左蹬出,要使運(yùn)動(dòng)員落在地面 上,求速度 的最大值。
【答案】(1)8m/s
(2) ,5m
(3)6m/s
【解析】
【小問(wèn) 1 詳解】
設(shè)運(yùn)動(dòng)員到達(dá) 點(diǎn)的豎直分速度為 ,則有
由幾何關(guān)系可得運(yùn)動(dòng)員到達(dá) 點(diǎn)的速度方向與水平方向夾角為
由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
解得
【小問(wèn) 2 詳解】
設(shè) 、 兩點(diǎn)的豎直高度為 ,則有
設(shè)運(yùn)動(dòng)員以 的速度從 點(diǎn)平拋運(yùn)動(dòng)到 點(diǎn)的時(shí)間為 ,水平位移為 ,豎直高度為 ,則有
第 16頁(yè)/共 18頁(yè)

由幾何關(guān)系
解得 ,
則水平高臺(tái) 的高度
【小問(wèn) 3 詳解】
設(shè)從 到 水平位移為 ,則
運(yùn)動(dòng)員從 點(diǎn)到達(dá) 點(diǎn)時(shí), 最大,則
解得
17. 如圖所示,長(zhǎng) 水平傳送帶右端 與水平地面平齊并無(wú)縫對(duì)接,半徑 的豎直光滑半
圓環(huán)軌道與水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn) 。傳送帶以 的速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),某時(shí)刻質(zhì)量
的物塊以 速度沖上傳送帶的左端,經(jīng)水平地面從 點(diǎn)沖上半圓環(huán)軌道后恰好通過(guò) 點(diǎn)并
水平飛出,最后物塊恰好落在 點(diǎn)。已知物塊與傳送帶間的摩擦因數(shù) ,重力加速度 ,
物塊的大小忽略不計(jì),求:
(1)物塊離開(kāi)傳送帶右端 時(shí)的速度大小;
(2) 、 兩點(diǎn)間的距離 ;
(3)若改變水平面 間的距離,小物塊不能通過(guò) 點(diǎn)而只能到達(dá)半圓軌道的 點(diǎn)就脫離軌道( 點(diǎn)位置
如圖所示),已知 , ,求此小物塊到達(dá)的最高位置與 點(diǎn)的豎直距離?
【答案】(1)5m/s
(2)0.8m (3)0.0224m
第 17頁(yè)/共 18頁(yè)
【解析】
【小問(wèn) 1 詳解】
設(shè)物塊在傳送帶上相對(duì)運(yùn)動(dòng)的加速度大小為 ,由牛頓第二定律有
解得
假設(shè)物塊在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動(dòng),加速時(shí)間為 ,根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式
解得
物塊離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度
故假設(shè)成立,物塊離開(kāi)傳送帶時(shí)的速度為 5m/s。
【小問(wèn) 2 詳解】
設(shè)物塊恰好過(guò) 點(diǎn) 速度大小為 ,由牛頓第二定律有
解得
設(shè) 、 兩點(diǎn)間距離為 ,物塊從 點(diǎn)到 點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 ,則有 ,
解得
【小問(wèn) 3 詳解】
設(shè)小物塊在 點(diǎn)處速度大小 ,則有
解得
設(shè)物塊在 點(diǎn)處豎直分速度為 ,則
小物塊從 點(diǎn)上升的最大高度為
小物塊到達(dá)的最高位置與 點(diǎn)的豎直距離
第 18頁(yè)/共 18頁(yè)

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