【解析】北京市順義區(qū)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

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北京市順義區(qū)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

一、選擇題組

1．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

使一個(gè)鋼球從斜槽自由滑下，然后在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。從不同方向給它施加力，例如在鋼球運(yùn)動(dòng)路線的旁邊放一塊磁鐵，如圖所示，觀察到鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)。

（1）下列說法正確的是（）

A．鋼球所受合力為零時(shí)也可以做曲線運(yùn)動(dòng)

B．鋼球加速度方向與速度方向在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)

C．鋼球所受合力方向與速度方向在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)

D．鋼球所受合力方向與速度方向不在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)

（2）關(guān)于鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)的速度，下列說法正確的是（）

A．一直增大B．一直減小

C．先增大后減小D．先減小后增大

（3）若已知物體運(yùn)動(dòng)的初速度的方向及它受到的恒定的合力的方向，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，物體運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是（）

A．B．

C．D．

【答案】（1）D

（2）C

（3）B

【知識(shí)點(diǎn)】曲線運(yùn)動(dòng)的條件；曲線運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）A．未放磁鐵時(shí)，合力為零，做直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

BCD．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿曲線的切線方向，合力方向即加速度的方向是指向磁體的方向，兩者不共線，此時(shí)球做曲線運(yùn)動(dòng)，說明曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力或加速度與速度不在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，故D正確，BC錯(cuò)誤。

故選：D。

（2）受力方向與曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的夾角從小于90°逐漸增大為大于90°，鋼球的速度先增大后減小。

故選：C。

（3）根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)可知曲線運(yùn)動(dòng)中合力指向曲線的凹側(cè)。

故選：B。

故答案為：（1）D；（2）C；（3）B。

【分析】（1）曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力或加速度與速度不在同一條直線上；

（2）受力方向與曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的夾角銳角加速，鈍角減速；

（3）根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的受力指向曲線的凹側(cè)。

2．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

“中國女排精神”是一種力量，一種不服輸?shù)膭蓬^，一種默默付出頑強(qiáng)到底的精神，是我們中國精神的一個(gè)縮影。如圖所示，在某次比賽中，運(yùn)動(dòng)員將排球沿水平方向擊出。若排球從被擊出到落至水平地面所用時(shí)間約為0.70s。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。

（1）以地面為參考系，排球沿水平方向被擊出后，在空中做（）

A．平拋運(yùn)動(dòng)B．自由落體運(yùn)動(dòng)

C．勻速直線運(yùn)動(dòng)D．勻減速直線運(yùn)動(dòng)

（2）排球被擊出后，經(jīng)0.70s落至水平地面時(shí)的豎直分速度為（）

A．0.70m/sB．6.4m/sC．7.0m/sD．10m/s

（3）排球被擊出時(shí)，距地面的高度約為（）

A．0.64mB．0.84mC．2.45mD．3.4m

（4）設(shè)以初速度做平拋運(yùn)動(dòng)的物體豎直分位移與水平分位移的比值為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則下列說法正確的是（）

A．與成正比B．與成反比

C．無與成正比D．是定值，與人無關(guān)

【答案】（1）A

（2）C

（3）C

（4）A

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第二定律；平拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）以地面為參考系，排球沿水平方向被擊出后，將做平拋運(yùn)動(dòng)。

故選：A。

（2）豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，v=gt，解得v=7m/s，故選：C。

（3）豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，h=，解得h=2.45m，故選：C。

（4）根據(jù)題意k===，所以與成正比，故選：A。

故答案為：（1）A；（2）C；（3）C；（4）A.

【分析】排球沿水平方向被擊出，只受重力，做平拋運(yùn)動(dòng)；豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，滿足v=gt，h=；根據(jù)k==，分析k與t關(guān)系。

3．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

雙人花樣滑冰是極具觀賞性的冬奧運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一。比賽中，有時(shí)女運(yùn)動(dòng)員被男運(yùn)動(dòng)員拉著，以男運(yùn)動(dòng)員為軸旋轉(zhuǎn)離開冰面在空中做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，如上圖所示。通過目測(cè)估計(jì)男運(yùn)動(dòng)員的手臂與水平冰面的夾角約為，女運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量約為，男運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量約為，重力加速度取，，，忽略空氣阻力。

（1）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列物理量中保持不變的是（）

A．線速度B．周期C．合外力D．向心加速度

（2）對(duì)女運(yùn)動(dòng)員做受力分析，正確的是（）

A．重力、支持力B．重力、支持力、拉力

C．重力、拉力D．重力、拉力、向心力

（3）女運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度約為（）

A．B．C．D．

（4）根據(jù)以上信息，可估算（）

A．女運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)的周期約為

B．男運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰面的壓力約為

C．女運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)的角速度約為

D．男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力約為

【答案】（1）B

（2）C

（3）D

（4）B

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)；生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，線速度、合外力、向心加速度的大小不變，方向改變，角速度大小、方向都不變、周期大小不變。

故選：B。

（2）向心力是效果力，根據(jù)題意，對(duì)女運(yùn)動(dòng)員做受力分析，受重力和男運(yùn)動(dòng)員的拉力，合力提供向心力。

故選：C。

（3）豎直方向平衡滿足Fsin=mg，水平方向F分力提供向心力，有Fcos=ma，解得a=，故選：D。

（4）根據(jù)題意a=，解得=；T==2.1s；對(duì)整體分析，豎直方向上，由平衡條件

FN=（m1+m2）g=1200N；豎直方向平衡滿足Fsin=mg，男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力F=833N.

【分析】（1）分析矢量是否變化，除了看大小還要看方向；

（2）向心力是效果力；

（3）豎直方向平衡，水平方向F分力提供向心力，求加速度大??；

（4）根據(jù)題意a=，求角速度，再根據(jù)T=，求周期；整體分析，根據(jù)平衡，求支持力；女運(yùn)動(dòng)員豎直方向平衡，求拉力。

二、解答題

4．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

某同學(xué)用輕質(zhì)細(xì)線一端栓接一小球，做了一些關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的小實(shí)驗(yàn)

（1）如圖所示，質(zhì)量為的小球在長為L的細(xì)線牽引下，能光滿水平桌面上的圖釘做角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若使圖釘受到的拉力增大，下列說法正確的是（）

A．不變，增大B．不變，減小

C．、L不變，減小D．不變，減小和

（2）如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，小球從某一高度由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是（）

A．細(xì)線受到小球的拉力最小

B．細(xì)線受到小球的拉力最大

C．小球所受合力方向堅(jiān)直向下

D．小球所受細(xì)線的拉力等于向心力

（3）如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，小球從某一高度由靜止釋放，在O點(diǎn)的正下方釘一個(gè)釘子，當(dāng)細(xì)線與釘子相碰時(shí)，下列說法正確的是（）

A．小球的線速度突然變大B．小球的角速度突然變小

C．小球的向心加速度突然變小D．細(xì)線受到小球的拉力突然變大

（4）如圖所示，將細(xì)線的上端固定于天花板的點(diǎn)，使小球在水平面內(nèi)繞點(diǎn)做速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線沿圓錐面旋轉(zhuǎn)形成圓錐擺。已知細(xì)線長為，重力加速度為，當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為時(shí)，下列說法正確的是（）

A．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力指向點(diǎn)

B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力提供

C．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小為

D．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為

【答案】（1）A

（2）B

（3）D

（4）C

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)；生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩子拉力提供向心力：F=mL

若增大拉力，可增大小球質(zhì)量、繩長和角速度。

故選：A。

（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)合力提供向心力F-mg=

此時(shí)細(xì)線受到小球的拉方最大，合力向上，拉力和重力的合力提供向心力。

故選：B。

（3）AB．當(dāng)細(xì)線與釘子相碰時(shí)，由于慣性，線速度不變，半徑變小，根據(jù)v=r，角速度變大，故AB錯(cuò)誤；

CD．根據(jù)，小球的向心加速度變大，合力提供向心力F-mg=，繩子所受拉力變大，故C錯(cuò)誤，D正確；

故選：D。

（4）AB．小球運(yùn)動(dòng)過程中由重力和拉力的合力提供向心力，指向軌跡圓心，故AB錯(cuò)誤；

CD．根據(jù)幾何關(guān)系向心力F==ma，向心加速度大小

故C正確，D錯(cuò)誤；

故選：C。

【分析】（1）繩子拉力提供向心力，分析拉力變化；（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)合力提供向心力；（3）由于慣性，線速度不變，根據(jù)v=r，，F(xiàn)-mg=分析角速度、向心加速度、拉力變化；（4）表達(dá)向心力，分析向心加速度大小。

三、選擇題組

5．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

如圖所示，小明同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)，得到了某物體在平面上運(yùn)動(dòng)的一條由O到P的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（1）如果物體沿軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)曲線判斷沿軸正方向做的運(yùn)動(dòng)是（）

A．勻速直線運(yùn)動(dòng)B．加速運(yùn)動(dòng)

C．圓周運(yùn)動(dòng)D．減速運(yùn)動(dòng)

（2）如果物體沿軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，為了驗(yàn)證物體沿軸正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，下列操作正確的是（）

A．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在y方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移是否相等

B．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在y方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移差是否相等

C．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移是否相等

D．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移差是否相等

（3）一物體由靜止開始自由下落一小段時(shí)間后，突然受到一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，在落地前的一段時(shí)間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是下圖中的（）

A．B．

C．D．

【答案】（1）D

（2）B

（3）C

【知識(shí)點(diǎn)】曲線運(yùn)動(dòng)的條件；運(yùn)動(dòng)的合成與分解

【解析】【解答】（1）根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)，物體在x正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則在y正方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故選：D。

（2）物體y軸正方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在y方向上的位移相等，則時(shí)間相等，做勻加速運(yùn)動(dòng)物體，相等時(shí)間內(nèi)位移差相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在x方向上的位移差是否相等，相等則為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故選：B。

（3）物體自由下落到某處突然受一恒定水平向右的風(fēng)力，合力向右下方，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)，則軌跡應(yīng)向右彎曲，且拐彎點(diǎn)的切線方向應(yīng)與速度方向相同，即豎直向下；風(fēng)停止后，物體只受重力，即合力豎直向下，軌跡應(yīng)向下彎曲。

故選：C。

【分析】（1）曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)；（2）時(shí)間相等，做勻加速運(yùn)動(dòng)物體，相等時(shí)間內(nèi)位移差相等；（3）分析合力方向，根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)，分析軌跡。

四、解答題

6．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

常見的拋體運(yùn)動(dòng)有平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋（或下拋）運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)（斜上拋運(yùn)動(dòng)和斜下拋運(yùn)動(dòng)）。對(duì)于拋體運(yùn)動(dòng)，我們可用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法進(jìn)行分析和研究，以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例，我們可以建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，如圖所示，將坐標(biāo)系的原點(diǎn)O選擇在物體的拋出點(diǎn)，水平向右為軸正方向，豎直向上為軸正方向，物體的初速度與軸正方向的夾角為。

（1）有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍?，F(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計(jì)空氣阻力。在圖中①為A的運(yùn)動(dòng)軌跡，則B的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）

A．①B．②

C．③D．④

（2）由于空氣阻力的影響，炮彈實(shí)際飛行的軌跡并不是拋物線，而是“彈道曲線”，如圖中實(shí)曲線所示。圖中的虛曲線為不考慮空氣阻力情況下炮彈的理想運(yùn)動(dòng)軌跡，即拋物線軌跡。為彈道曲線上的五個(gè)點(diǎn)，其中點(diǎn)為發(fā)射點(diǎn)，點(diǎn)為落地點(diǎn)，點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)，點(diǎn)和點(diǎn)為軌跡上距地面高度相等的兩個(gè)點(diǎn)。下列說法中正確的是（）

A．炮彈到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度為零

B．炮彈從a到b的時(shí)間等于從b到c的時(shí)間

C．炮彈到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的加速度為重力加速度g

D．炮彈經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度

【答案】（1）A

（2）D

【知識(shí)點(diǎn)】斜拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）兩球以相同速度拋出，拋出后只受重力作用，因此有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，圖中①為A的運(yùn)動(dòng)軌跡，則B的運(yùn)動(dòng)軌跡也是①。

故選：A。

（2）A．炮彈在最高點(diǎn)豎直方向上的速度為零，水平方向上的速度不為零，故炮彈在b點(diǎn)速度不為零，故A錯(cuò)誤；

B．由于受阻力作用，炮彈由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)在豎直方向的加速度大于g，而由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)在豎直方向的加速度小于g，則炮彈由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間小于由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的時(shí)間，故B錯(cuò)誤；

C．在b點(diǎn)受水平方向的空氣阻力和豎直方向的重力作用，二力合力不為零且大于重力，故加速度不等于重力加速度g，故C錯(cuò)誤；

D．由于空氣阻力一直做負(fù)功，所以根據(jù)動(dòng)能定理可知經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度，故D正確。

故選：D。

【分析】（1）根據(jù)斜拋定義，分析運(yùn)動(dòng)軌跡；（2）斜拋?zhàn)罡唿c(diǎn)有水平速度；若受阻力，豎直加速度更大，時(shí)間更短；空氣阻力一直做負(fù)功，同高度速度變小。

五、實(shí)驗(yàn)題

7．控制變量法是物理實(shí)驗(yàn)探究的基本方法之一。如圖是用控制變法探究向心力大小與質(zhì)量m、角速度和半徑之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)情境圖，其中左、右兩塔輪均為上、中、下層，左、右三層塔輪的半徑之比分別為、、，甲圖中皮帶連接下層塔，乙丙兩圖皮帶均連接上層塔輪，兩鋼球質(zhì)量相同。

（1）探究向心力大小F與質(zhì)量m之間關(guān)系的是圖；

（2）探究向心力大小F與角速度之間關(guān)系的是圖。

【答案】（1）丙

（2）甲

【知識(shí)點(diǎn)】向心力

【解析】【解答】（1）根據(jù)F=mr，探究向心力大小F與質(zhì)量m之間關(guān)系，采用控制變量法，要保證兩球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑相等、轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，改變兩球的質(zhì)量，應(yīng)選圖丙。

（2）根據(jù)F=mr，探究向心力大小與角速度之間關(guān)系，要保證兩球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑相等、兩球的質(zhì)量m相等，改變兩球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，由圖可知，甲圖的角速度不同，則應(yīng)選圖甲。

【分析】（1）采用控制變量法，分析變量和不變量；（2）采用控制變量法，根據(jù)圖示分析。

8．在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，以小鋼球離開軌道末端時(shí)球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立水平與豎直坐標(biāo)軸。使小球從斜槽上離水平桌面高為h處由靜止釋放后，沿水平方向拋出，通過多次描點(diǎn)可得出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。

（1）為了得到較準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡，在下列操作中正確的是()

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持斜槽的末端水平

B．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使小球每次從斜槽上不同位置滾下最后取平均值

C．為消除斜槽摩擦力的影響，應(yīng)使斜槽末端傾斜，直到小球能在斜槽末端做勻速運(yùn)動(dòng)

D．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放

（2）如圖所示，在軌跡上取一點(diǎn)A，讀取其坐標(biāo)（）。由此可計(jì)算出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為()

A．B．C．D．

【答案】（1）A；D

（2）D

【知識(shí)點(diǎn)】研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）A．小球做平拋運(yùn)動(dòng)，應(yīng)保持斜槽末端水平，A正確；

BD．為保證小球到達(dá)斜槽末端的初速度相同，應(yīng)使小球每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放，B錯(cuò)誤，D正確；

C．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使斜槽末端水平，使小球在斜槽末端保持靜止?fàn)顟B(tài)，C錯(cuò)誤。

故選：AD。

（2）小球做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速運(yùn)動(dòng)

豎直方向自由落體

聯(lián)立解得，

故選：D。

【分析】（1）平拋實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：1.斜槽末端水平；2.從斜槽上同一位置由靜止開始釋放。

（2）平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向勻速運(yùn)動(dòng)、豎直方向自由落體，聯(lián)立求初速度大小。

六、填空題

9．（2023高一下·順義期中）如圖所示，實(shí)曲線為某物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，在軌跡上取三個(gè)點(diǎn)，和的水平間距相等且均為，測(cè)得和的豎直間距分別是和。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。由此可得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為。

【答案】

【知識(shí)點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，相鄰兩點(diǎn)間水平位移相等，則相鄰兩點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，設(shè)相等時(shí)間為T，豎直方向上，根據(jù)逐差法-=gT2

水平方向上有

聯(lián)立解得

【分析】豎直方向根據(jù)逐差法、水平方向根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)列式，求鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小。

七、解答題

10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了風(fēng)力測(cè)量?jī)x可以直接測(cè)量風(fēng)力的大小。測(cè)量?jī)x中有一輕質(zhì)桿懸掛著一個(gè)金屬球，無風(fēng)時(shí)輕質(zhì)桿自由下垂，當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(fēng)時(shí)，輕質(zhì)桿與豎直方向的夾角為，如圖所示。若小球的質(zhì)量為，重力加速度為。求∶

（1）此時(shí)小球所受風(fēng)力的大??；

（2）試說明小球所受風(fēng)力的大小在圓弧上的刻度是否均勻分布。

【答案】（1）解：對(duì)小球受力分析，如圖所示

由平衡條件得，此時(shí)小球所受風(fēng)力的大小為

（2）解：由風(fēng)力與輕繩的擺角關(guān)系可知，隨著角度的增大，小球所受風(fēng)力的大小在圓弧上的刻度線分布越來越密，所以刻度分布不均勻。

【知識(shí)點(diǎn)】共點(diǎn)力的平衡

【解析】【分析】（1）對(duì)小球受力分析，由平衡條件，求小球所受風(fēng)力的大??；

（2），刻度分布不均勻。

11．如圖所示，半徑的豎直光滑半圓軌道與光滑水平軌道連接。質(zhì)量的小球以某一初速度沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)半圓軌道的內(nèi)壁向上通過最高點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)。平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移。重力加速度g取10m/s2。求∶

（1）小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的速度；

（2）小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力

【答案】（1）解：小球經(jīng)半圓軌道的內(nèi)壁向上通過最高點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，有，

解得

（2）解：根據(jù)牛頓第二定律有

解得

根據(jù)牛頓第三定律可知小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為。

【知識(shí)點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)；豎直平面的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【分析】（1）小球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)水平方向勻速、豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)列式，求小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的速度大??；

（2）根據(jù)牛頓第二定律列式，結(jié)合牛頓第三定律，求小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力。

12．如圖所示，小球以的水平初速度拋向一傾角的斜面，經(jīng)過一段時(shí)間后恰好垂直撞在斜面上。重力加速度取，，求：

（1）小球在空中飛行的時(shí)間；

（2）拋出點(diǎn)到撞擊點(diǎn)的高度差。

【答案】（1）解：根據(jù)題意可知，恰好垂直撞在斜面上，則由幾何關(guān)系可得，小球的速度方向與豎直方向的夾角為，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有

豎直方向上有

聯(lián)立解得

（2）解：根據(jù)題意，由公式可得，拋出點(diǎn)到撞擊點(diǎn)的高度差為

【知識(shí)點(diǎn)】平拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【分析】（1）平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律列角度正切值關(guān)系，結(jié)合豎直方向自由落體公式，求時(shí)間；

（2）平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向自由落體，根據(jù)位移公式，求高度差。

13．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)粗略測(cè)量人吹氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)。兩端開口的細(xì)玻璃管水平放置，管內(nèi)的橫截面積為S。玻璃管中塞有潮濕的小棉球，質(zhì)量為，與端的距離為。實(shí)驗(yàn)者從玻璃管的端均勻吹氣，小棉球從端飛出落地點(diǎn)為。點(diǎn)與端的水平位移為，棉球下落高度為，不計(jì)小棉球與管壁的摩擦及空氣阻力。求∶

（1）小棉球到達(dá)B端時(shí)的速度；

（2）多次改變x，并測(cè)出與其對(duì)應(yīng)的l，畫出圖像如圖所示，圖線的斜率為。求人吹氣使小棉球兩側(cè)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差。

【答案】（1）解：由l＝vt，

可得，小棉球到達(dá)B端的速度為

（2）解：設(shè)人吹氣使小棉球兩側(cè)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差，則棉球的加速度

棉球到達(dá)B端的速度

整理得

可見l2-x圖線的斜率

則

【知識(shí)點(diǎn)】勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系；牛頓第二定律；平拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【分析】（1）小球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)水平方向勻速、豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)列式，求小棉球到達(dá)B端的速度；

（2）根據(jù)牛頓第二定律，表達(dá)棉球的加速度，根據(jù)勻加速直線運(yùn)動(dòng)速度—位移關(guān)系式，表達(dá)B端的速度，確定l2-x圖線的斜率，求人吹氣使小棉球兩側(cè)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差。

14．（2023·順義模擬）物體沿著圓周的運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是當(dāng)中最簡(jiǎn)單也是較基本的一種，由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻在變化，因而勻速周運(yùn)動(dòng)仍舊是一種變速運(yùn)動(dòng)，具有加速度。

（1）可按如下模型來研究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度：設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r、圓心為O的圓周以恒定大小的速度v運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位于位置A。經(jīng)極短時(shí)間后運(yùn)動(dòng)到位置B，如圖所示，試根據(jù)加速度的定義，推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)在位置A時(shí)的加速度的大??；

（2）在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的“位移”時(shí)，我們常舊“以恒代變"的思想；在研究曲線運(yùn)動(dòng)的“瞬時(shí)速度”時(shí)，又常用“化曲為直”的思想，而在研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)我們用的更多的是一種”化曲為圓”的思想，即對(duì)于般的曲線運(yùn)動(dòng)，盡管曲線各個(gè)位置的彎曲程度不詳，但在研究時(shí)，可以將曲線分割為許多很短的小段，質(zhì)點(diǎn)在每小段的運(yùn)動(dòng)都可以看做半徑為某個(gè)合適值的圓周運(yùn)動(dòng)的部分，進(jìn)而采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來進(jìn)行研究，叫做曲率半徑，如圖所示，試據(jù)此分析圖所示的斜拋運(yùn)動(dòng)中。軌跡最高點(diǎn)處的曲率半徑；

（3）事實(shí)上，對(duì)于涉及曲線運(yùn)動(dòng)加速度問題的研究中，“化曲為圓”并不是唯的方式，我們還可以采用一種“化圓為拋物線”的思考方式，勻速圓周運(yùn)動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)可以看成切線方向的勻速運(yùn)動(dòng)，法線方向的勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓弧半徑為R，質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，據(jù)此推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心加速度a。

【答案】（1）解：當(dāng)足夠小時(shí)，、的夾角就足夠小，角所對(duì)的弦和弧的長度就近似相等。因此，

在時(shí)間內(nèi)，所對(duì)方向變化的角度為

聯(lián)立可得

代入加速度定義式，以及把代入，可得向心加速度大小的表達(dá)式為

上式也可以寫為

（2）解：在斜拋運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)的速度為

可以把質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)看成是半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)只受重力，所以根據(jù)牛頓第二定律可得

聯(lián)立可得

（3）解：質(zhì)點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)將從A以速度v勻速運(yùn)動(dòng)到，則，

由圖可知

聯(lián)立解得

若足夠小，即所以

【知識(shí)點(diǎn)】速度的合成與分解；平拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【分析】（1）利用角速度和線速度的定義式可以導(dǎo)出向心加速度的大??；

（2）利用速度的分解結(jié)合牛頓第二定律可以求出半徑的大小；

（3）利用平拋運(yùn)動(dòng)的位移公式結(jié)合幾何關(guān)系可以求出向心加速度的大小。

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北京市順義區(qū)2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期期中物理試題

一、選擇題組

1．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

使一個(gè)鋼球從斜槽自由滑下，然后在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)。從不同方向給它施加力，例如在鋼球運(yùn)動(dòng)路線的旁邊放一塊磁鐵，如圖所示，觀察到鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)。

（1）下列說法正確的是（）

A．鋼球所受合力為零時(shí)也可以做曲線運(yùn)動(dòng)

B．鋼球加速度方向與速度方向在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)

C．鋼球所受合力方向與速度方向在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)

D．鋼球所受合力方向與速度方向不在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)

（2）關(guān)于鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)的速度，下列說法正確的是（）

A．一直增大B．一直減小

C．先增大后減小D．先減小后增大

（3）若已知物體運(yùn)動(dòng)的初速度的方向及它受到的恒定的合力的方向，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，物體運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是（）

A．B．

C．D．

2．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

“中國女排精神”是一種力量，一種不服輸?shù)膭蓬^，一種默默付出頑強(qiáng)到底的精神，是我們中國精神的一個(gè)縮影。如圖所示，在某次比賽中，運(yùn)動(dòng)員將排球沿水平方向擊出。若排球從被擊出到落至水平地面所用時(shí)間約為0.70s。不計(jì)空氣阻力，重力加速度g取10m/s2。

（1）以地面為參考系，排球沿水平方向被擊出后，在空中做（）

A．平拋運(yùn)動(dòng)B．自由落體運(yùn)動(dòng)

C．勻速直線運(yùn)動(dòng)D．勻減速直線運(yùn)動(dòng)

（2）排球被擊出后，經(jīng)0.70s落至水平地面時(shí)的豎直分速度為（）

A．0.70m/sB．6.4m/sC．7.0m/sD．10m/s

（3）排球被擊出時(shí)，距地面的高度約為（）

A．0.64mB．0.84mC．2.45mD．3.4m

（4）設(shè)以初速度做平拋運(yùn)動(dòng)的物體豎直分位移與水平分位移的比值為，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為，則下列說法正確的是（）

A．與成正比B．與成反比

C．無與成正比D．是定值，與人無關(guān)

3．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

雙人花樣滑冰是極具觀賞性的冬奧運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目之一。比賽中，有時(shí)女運(yùn)動(dòng)員被男運(yùn)動(dòng)員拉著，以男運(yùn)動(dòng)員為軸旋轉(zhuǎn)離開冰面在空中做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面，如上圖所示。通過目測(cè)估計(jì)男運(yùn)動(dòng)員的手臂與水平冰面的夾角約為，女運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量約為，男運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量約為，重力加速度取，，，忽略空氣阻力。

（1）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，下列物理量中保持不變的是（）

A．線速度B．周期C．合外力D．向心加速度

（2）對(duì)女運(yùn)動(dòng)員做受力分析，正確的是（）

A．重力、支持力B．重力、支持力、拉力

C．重力、拉力D．重力、拉力、向心力

（3）女運(yùn)動(dòng)員做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度約為（）

A．B．C．D．

（4）根據(jù)以上信息，可估算（）

A．女運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)的周期約為

B．男運(yùn)動(dòng)員對(duì)冰面的壓力約為

C．女運(yùn)動(dòng)員旋轉(zhuǎn)的角速度約為

D．男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力約為

二、解答題

4．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

某同學(xué)用輕質(zhì)細(xì)線一端栓接一小球，做了一些關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)的小實(shí)驗(yàn)

（1）如圖所示，質(zhì)量為的小球在長為L的細(xì)線牽引下，能光滿水平桌面上的圖釘做角速度為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若使圖釘受到的拉力增大，下列說法正確的是（）

A．不變，增大B．不變，減小

C．、L不變，減小D．不變，減小和

（2）如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，小球從某一高度由靜止釋放，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，下列說法正確的是（）

A．細(xì)線受到小球的拉力最小

B．細(xì)線受到小球的拉力最大

C．小球所受合力方向堅(jiān)直向下

D．小球所受細(xì)線的拉力等于向心力

（3）如圖所示，細(xì)線的一端固定于O點(diǎn)，小球從某一高度由靜止釋放，在O點(diǎn)的正下方釘一個(gè)釘子，當(dāng)細(xì)線與釘子相碰時(shí)，下列說法正確的是（）

A．小球的線速度突然變大B．小球的角速度突然變小

C．小球的向心加速度突然變小D．細(xì)線受到小球的拉力突然變大

（4）如圖所示，將細(xì)線的上端固定于天花板的點(diǎn)，使小球在水平面內(nèi)繞點(diǎn)做速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線沿圓錐面旋轉(zhuǎn)形成圓錐擺。已知細(xì)線長為，重力加速度為，當(dāng)細(xì)線與豎直方向的夾角為時(shí)，下列說法正確的是（）

A．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力指向點(diǎn)

B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力提供

C．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小為

D．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為

三、選擇題組

5．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

如圖所示，小明同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)，得到了某物體在平面上運(yùn)動(dòng)的一條由O到P的運(yùn)動(dòng)軌跡。

（1）如果物體沿軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)曲線判斷沿軸正方向做的運(yùn)動(dòng)是（）

A．勻速直線運(yùn)動(dòng)B．加速運(yùn)動(dòng)

C．圓周運(yùn)動(dòng)D．減速運(yùn)動(dòng)

（2）如果物體沿軸正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，為了驗(yàn)證物體沿軸正方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，下列操作正確的是（）

A．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在y方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移是否相等

B．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在y方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移差是否相等

C．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移是否相等

D．在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在方向上的位移相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在方向上的位移差是否相等

（3）一物體由靜止開始自由下落一小段時(shí)間后，突然受到一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，在落地前的一段時(shí)間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是下圖中的（）

A．B．

C．D．

四、解答題

6．請(qǐng)閱讀下述文字，完成下題。

常見的拋體運(yùn)動(dòng)有平拋運(yùn)動(dòng)、豎直上拋（或下拋）運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)（斜上拋運(yùn)動(dòng)和斜下拋運(yùn)動(dòng)）。對(duì)于拋體運(yùn)動(dòng)，我們可用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法進(jìn)行分析和研究，以斜上拋運(yùn)動(dòng)為例，我們可以建立一個(gè)直角坐標(biāo)系，如圖所示，將坐標(biāo)系的原點(diǎn)O選擇在物體的拋出點(diǎn)，水平向右為軸正方向，豎直向上為軸正方向，物體的初速度與軸正方向的夾角為。

（1）有A、B兩小球，B的質(zhì)量為A的兩倍?，F(xiàn)將它們以相同速率沿同一方向拋出，不計(jì)空氣阻力。在圖中①為A的運(yùn)動(dòng)軌跡，則B的運(yùn)動(dòng)軌跡是（）

A．①B．②

C．③D．④

（2）由于空氣阻力的影響，炮彈實(shí)際飛行的軌跡并不是拋物線，而是“彈道曲線”，如圖中實(shí)曲線所示。圖中的虛曲線為不考慮空氣阻力情況下炮彈的理想運(yùn)動(dòng)軌跡，即拋物線軌跡。為彈道曲線上的五個(gè)點(diǎn)，其中點(diǎn)為發(fā)射點(diǎn)，點(diǎn)為落地點(diǎn)，點(diǎn)為軌跡的最高點(diǎn)，點(diǎn)和點(diǎn)為軌跡上距地面高度相等的兩個(gè)點(diǎn)。下列說法中正確的是（）

A．炮彈到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度為零

B．炮彈從a到b的時(shí)間等于從b到c的時(shí)間

C．炮彈到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的加速度為重力加速度g

D．炮彈經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度

五、實(shí)驗(yàn)題

7．控制變量法是物理實(shí)驗(yàn)探究的基本方法之一。如圖是用控制變法探究向心力大小與質(zhì)量m、角速度和半徑之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)情境圖，其中左、右兩塔輪均為上、中、下層，左、右三層塔輪的半徑之比分別為、、，甲圖中皮帶連接下層塔，乙丙兩圖皮帶均連接上層塔輪，兩鋼球質(zhì)量相同。

（1）探究向心力大小F與質(zhì)量m之間關(guān)系的是圖；

（2）探究向心力大小F與角速度之間關(guān)系的是圖。

8．在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)中，以小鋼球離開軌道末端時(shí)球心位置為坐標(biāo)原點(diǎn)O，建立水平與豎直坐標(biāo)軸。使小球從斜槽上離水平桌面高為h處由靜止釋放后，沿水平方向拋出，通過多次描點(diǎn)可得出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡。

（1）為了得到較準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)軌跡，在下列操作中正確的是()

A．實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)保持斜槽的末端水平

B．為減小實(shí)驗(yàn)誤差，應(yīng)使小球每次從斜槽上不同位置滾下最后取平均值

C．為消除斜槽摩擦力的影響，應(yīng)使斜槽末端傾斜，直到小球能在斜槽末端做勻速運(yùn)動(dòng)

D．小球每次必須從斜槽上同一位置由靜止釋放

（2）如圖所示，在軌跡上取一點(diǎn)A，讀取其坐標(biāo)（）。由此可計(jì)算出小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為()

A．B．C．D．

六、填空題

9．（2023高一下·順義期中）如圖所示，實(shí)曲線為某物體做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，在軌跡上取三個(gè)點(diǎn)，和的水平間距相等且均為，測(cè)得和的豎直間距分別是和。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?。由此可得鋼球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小為。

七、解答題

10．某同學(xué)設(shè)計(jì)了風(fēng)力測(cè)量?jī)x可以直接測(cè)量風(fēng)力的大小。測(cè)量?jī)x中有一輕質(zhì)桿懸掛著一個(gè)金屬球，無風(fēng)時(shí)輕質(zhì)桿自由下垂，當(dāng)受到沿水平方向吹來的風(fēng)時(shí)，輕質(zhì)桿與豎直方向的夾角為，如圖所示。若小球的質(zhì)量為，重力加速度為。求∶

（1）此時(shí)小球所受風(fēng)力的大小；

（2）試說明小球所受風(fēng)力的大小在圓弧上的刻度是否均勻分布。

11．如圖所示，半徑的豎直光滑半圓軌道與光滑水平軌道連接。質(zhì)量的小球以某一初速度沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，經(jīng)半圓軌道的內(nèi)壁向上通過最高點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)。平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移。重力加速度g取10m/s2。求∶

（1）小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)的速度；

（2）小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力

12．如圖所示，小球以的水平初速度拋向一傾角的斜面，經(jīng)過一段時(shí)間后恰好垂直撞在斜面上。重力加速度取，，求：

（1）小球在空中飛行的時(shí)間；

（2）拋出點(diǎn)到撞擊點(diǎn)的高度差。

13．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)粗略測(cè)量人吹氣產(chǎn)生的壓強(qiáng)。兩端開口的細(xì)玻璃管水平放置，管內(nèi)的橫截面積為S。玻璃管中塞有潮濕的小棉球，質(zhì)量為，與端的距離為。實(shí)驗(yàn)者從玻璃管的端均勻吹氣，小棉球從端飛出落地點(diǎn)為。點(diǎn)與端的水平位移為，棉球下落高度為，不計(jì)小棉球與管壁的摩擦及空氣阻力。求∶

（1）小棉球到達(dá)B端時(shí)的速度；

（2）多次改變x，并測(cè)出與其對(duì)應(yīng)的l，畫出圖像如圖所示，圖線的斜率為。求人吹氣使小棉球兩側(cè)產(chǎn)生的壓強(qiáng)差。

14．（2023·順義模擬）物體沿著圓周的運(yùn)動(dòng)是一種常見的運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)是當(dāng)中最簡(jiǎn)單也是較基本的一種，由于做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻在變化，因而勻速周運(yùn)動(dòng)仍舊是一種變速運(yùn)動(dòng)，具有加速度。

（1）可按如下模型來研究做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度：設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿半徑為r、圓心為O的圓周以恒定大小的速度v運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)位于位置A。經(jīng)極短時(shí)間后運(yùn)動(dòng)到位置B，如圖所示，試根據(jù)加速度的定義，推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)在位置A時(shí)的加速度的大小；

（2）在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的“位移”時(shí)，我們常舊“以恒代變"的思想；在研究曲線運(yùn)動(dòng)的“瞬時(shí)速度”時(shí)，又常用“化曲為直”的思想，而在研究一般的曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)我們用的更多的是一種”化曲為圓”的思想，即對(duì)于般的曲線運(yùn)動(dòng)，盡管曲線各個(gè)位置的彎曲程度不詳，但在研究時(shí)，可以將曲線分割為許多很短的小段，質(zhì)點(diǎn)在每小段的運(yùn)動(dòng)都可以看做半徑為某個(gè)合適值的圓周運(yùn)動(dòng)的部分，進(jìn)而采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來進(jìn)行研究，叫做曲率半徑，如圖所示，試據(jù)此分析圖所示的斜拋運(yùn)動(dòng)中。軌跡最高點(diǎn)處的曲率半徑；

（3）事實(shí)上，對(duì)于涉及曲線運(yùn)動(dòng)加速度問題的研究中，“化曲為圓”并不是唯的方式，我們還可以采用一種“化圓為拋物線”的思考方式，勻速圓周運(yùn)動(dòng)在短時(shí)間內(nèi)可以看成切線方向的勻速運(yùn)動(dòng)，法線方向的勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)圓弧半徑為R，質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小為v，據(jù)此推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心加速度a。

答案解析部分

1．【答案】（1）D

（2）C

（3）B

【知識(shí)點(diǎn)】曲線運(yùn)動(dòng)的條件；曲線運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）A．未放磁鐵時(shí)，合力為零，做直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；

BCD．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿曲線的切線方向，合力方向即加速度的方向是指向磁體的方向，兩者不共線，此時(shí)球做曲線運(yùn)動(dòng)，說明曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力或加速度與速度不在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，故D正確，BC錯(cuò)誤。

故選：D。

（2）受力方向與曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的夾角從小于90°逐漸增大為大于90°，鋼球的速度先增大后減小。

故選：C。

（3）根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)可知曲線運(yùn)動(dòng)中合力指向曲線的凹側(cè)。

故選：B。

故答案為：（1）D；（2）C；（3）B。

【分析】（1）曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力或加速度與速度不在同一條直線上；

（2）受力方向與曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的夾角銳角加速，鈍角減速；

（3）根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的受力指向曲線的凹側(cè)。

2．【答案】（1）A

（2）C

（3）C

（4）A

【知識(shí)點(diǎn)】牛頓第二定律；平拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）以地面為參考系，排球沿水平方向被擊出后，將做平拋運(yùn)動(dòng)。

故選：A。

（2）豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，v=gt，解得v=7m/s，故選：C。

（3）豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，h=，解得h=2.45m，故選：C。

（4）根據(jù)題意k===，所以與成正比，故選：A。

故答案為：（1）A；（2）C；（3）C；（4）A.

【分析】排球沿水平方向被擊出，只受重力，做平拋運(yùn)動(dòng)；豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，滿足v=gt，h=；根據(jù)k==，分析k與t關(guān)系。

3．【答案】（1）B

（2）C

（3）D

（4）B

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)；生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，線速度、合外力、向心加速度的大小不變，方向改變，角速度大小、方向都不變、周期大小不變。

故選：B。

（2）向心力是效果力，根據(jù)題意，對(duì)女運(yùn)動(dòng)員做受力分析，受重力和男運(yùn)動(dòng)員的拉力，合力提供向心力。

故選：C。

（3）豎直方向平衡滿足Fsin=mg，水平方向F分力提供向心力，有Fcos=ma，解得a=，故選：D。

（4）根據(jù)題意a=，解得=；T==2.1s；對(duì)整體分析，豎直方向上，由平衡條件

FN=（m1+m2）g=1200N；豎直方向平衡滿足Fsin=mg，男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力F=833N.

【分析】（1）分析矢量是否變化，除了看大小還要看方向；

（2）向心力是效果力；

（3）豎直方向平衡，水平方向F分力提供向心力，求加速度大??；

（4）根據(jù)題意a=，求角速度，再根據(jù)T=，求周期；整體分析，根據(jù)平衡，求支持力；女運(yùn)動(dòng)員豎直方向平衡，求拉力。

4．【答案】（1）A

（2）B

（3）D

（4）C

【知識(shí)點(diǎn)】勻速圓周運(yùn)動(dòng)；生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩子拉力提供向心力：F=mL

若增大拉力，可增大小球質(zhì)量、繩長和角速度。

故選：A。

（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)合力提供向心力F-mg=

此時(shí)細(xì)線受到小球的拉方最大，合力向上，拉力和重力的合力提供向心力。

故選：B。

（3）AB．當(dāng)細(xì)線與釘子相碰時(shí)，由于慣性，線速度不變，半徑變小，根據(jù)v=r，角速度變大，故AB錯(cuò)誤；

CD．根據(jù)，小球的向心加速度變大，合力提供向心力F-mg=，繩子所受拉力變大，故C錯(cuò)誤，D正確；

故選：D。

（4）AB．小球運(yùn)動(dòng)過程中由重力和拉力的合力提供向心力，指向軌跡圓心，故AB錯(cuò)誤；

CD．根據(jù)幾何關(guān)系向心力F==ma，向心加速度大小

故C正確，D錯(cuò)誤；

故選：C。

【分析】（1）繩子拉力提供向心力，分析拉力變化；（2）小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)合力提供向心力；（3）由于慣性，線速度不變，根據(jù)v=r，，F(xiàn)-mg=分析角速度、向心加速度、拉力變化；（4）表達(dá)向心力，分析向心加速度大小。

5．【答案】（1）D

（2）B

（3）C

【知識(shí)點(diǎn)】曲線運(yùn)動(dòng)的條件；運(yùn)動(dòng)的合成與分解

【解析】【解答】（1）根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)，物體在x正方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則在y正方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，故選：D。

（2）物體y軸正方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，在OP圖線上取四個(gè)點(diǎn)，使相鄰兩點(diǎn)在y方向上的位移相等，則時(shí)間相等，做勻加速運(yùn)動(dòng)物體，相等時(shí)間內(nèi)位移差相等，觀測(cè)相鄰兩點(diǎn)間在x方向上的位移差是否相等，相等則為勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故選：B。

（3）物體自由下落到某處突然受一恒定水平向右的風(fēng)力，合力向右下方，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)，則軌跡應(yīng)向右彎曲，且拐彎點(diǎn)的切線方向應(yīng)與速度方向相同，即豎直向下；風(fēng)停止后，物體只受重力，即合力豎直向下，軌跡應(yīng)向下彎曲。

故選：C。

【分析】（1）曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)；（2）時(shí)間相等，做勻加速運(yùn)動(dòng)物體，相等時(shí)間內(nèi)位移差相等；（3）分析合力方向，根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力（加速度方向）指向曲線的內(nèi)側(cè)，分析軌跡。

6．【答案】（1）A

（2）D

【知識(shí)點(diǎn)】斜拋運(yùn)動(dòng)

【解析】【解答】（1）兩球以相同速度拋出，拋出后只受重力作用，因此有相同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，圖中①為A的運(yùn)動(dòng)軌跡，則B的運(yùn)動(dòng)軌跡也是①。

故選：A。

（2）A．炮彈在最高點(diǎn)豎直方向上的速度為零，水平方向上的速度不為零，故炮彈在b點(diǎn)速度不為零，故A錯(cuò)誤；

B．由于受阻力作用，炮彈由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)在豎直方向的加速度大于g，而由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)在豎直方向的加速度小于g，則炮彈由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的時(shí)間小于由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的時(shí)間，故B錯(cuò)誤；

C．在b點(diǎn)受水平方向的空氣阻力和豎直方向的重力作用，二力合力不為零且大于重力，故加速度不等于重力加速度g，故C錯(cuò)誤；

D．由于空氣阻力一直做負(fù)功，所以根據(jù)動(dòng)能定理可知經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過c點(diǎn)時(shí)的速度，故D正確。

故選：D。

【分析】（1）根據(jù)斜拋定義，分析運(yùn)動(dòng)軌跡；（2）斜拋?zhàn)罡唿c(diǎn)有水平速度；若受阻力，豎直加速度更大，時(shí)間更短；空氣阻力一直做負(fù)功，同高度速度變小。

7．【答案】（1）丙

（2）甲

【知識(shí)點(diǎn)】向心力

【解析】【解答】（1）根據(jù)F=mr，探究向心力大小F與質(zhì)量m之間關(guān)系，采用控制變量法，要保證兩球轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑相等、轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相等，改變兩球的質(zhì)量，應(yīng)選圖丙。

（2）根據(jù)