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2024~2025 学年高一第二学期 3 月学科展示物理选考
一、单选题：本大题共 10 小题，共 30.0 分。
1.如图所示，炮筒与水平方向成 角，炮弹从炮口射出时的速度大小为 。这个速度沿水平和竖直方向分解，
其水平方向分速度的大小是( )

A. sin B. cos C. D.
sin cos
【答案】B
【解析】解：根据平行四边形定则得，水平分速度 = cos .故 B 正确， 、 、D 错误。
2.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于 点，用铅笔靠着线的左侧水平向右以速度 匀速移动，运动中悬线始
终竖直，则橡皮的速度大小为( )
A. B. √ 2 C. √ 3 D. 2
【答案】B
【解析】根据题意可知，橡皮的运动同时参与两个分运动：水平向右速度大小为 的匀速运动和竖直向上速
度大小为 的匀速运动，根据平行四边形定则可知，橡皮的合速度大小为 合 = √
2 + 2 = √ 2 。故 B 正确。
3.跳伞运动以自身的惊险和挑战性被世人誉为“勇敢者的运动”。运动员打开降落伞后，在匀速下落过程
中遇到水平恒向风力，下列说法正确的是( )
A. 水平风力越大，运动员下落时间越长 B. 运动员下落时间与水平风力大小无关
C. 运动员着地速度与水平风力大小无关 D. 跳伞运动员遇到风力后做匀变速直线运动
【答案】B
【解析】 、把运动员的运动过程沿着水平方向和竖直方向进行分解，根据合运动和分运动的等时性，竖
直方向匀速运动，竖直分速度和位移不变，时间不变，A 错误，B 正确；
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C、水平风力会影响水平分速度，运动员着地速度与水平风力大小有关，C 错误。
D、遇到风力时，竖直方向运动员做竖直向下的匀速运动，重力和竖直向上的阻力合力为0，此时受到水平
方向恒定的风力，力和速度不在同一直线上，运动员做匀变速曲线运动，故 D 错误。
故选 B。
4.开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”。如图所示，下面说法正确的是( )
A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变
B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小
C. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等
D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
【答案】D
【解析】 .根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，行星与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等。
行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，离太阳越近速率越大，所以地球靠近太阳的过程中，运行
速率将增大，故 ABC 错误；
D.根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。由于火星
的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故 D 正确。
故选： 。
火星和地球都在围绕着太阳旋转，遵循开普勒行星运动定律，由开普勒三大定律分析选项。
该题以地球和火星为例子考查开普勒定律，正确理解开普勒行星运动三定律是解答本题的关键，注意开普
勒第二定律是对同一行星的规律。
5.如图所示的陀螺，是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视)，若陀螺立在某一点顺时针匀速
转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能是下列的( )
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A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】【分析】
圆周运动边缘上每一点的速度方向沿该点的切线方向。接着在陀螺的边缘滴一滴墨水，墨水甩出的痕迹首
先要沿陀螺边缘的切线方向，然后再考虑顺时针方向的影响。
本题通过建立模型的方法，观察到模板上的切线总是与水的痕迹重合，得出了圆周运动的物体在任意位置
的速度方向为该点的切线方向。
【解答】
.墨水在水平面内(俯视)应沿切线飞出， 、B 错误;
.又因陀螺顺时针匀速转动，C 错误，D 正确。
故选 D。
6.如图所示的杂技演员在表演“水流星”的节目时，盛水的杯子经过最高点杯口向下时水也不洒出来。对
于杯子经过最高点时水的受力情况，下列说法正确的是( )
A. 水处于失重状态，不受重力作用
B. 水受平衡力作用，合力为零
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C. 水做圆周运动，因此水一定同时受到重力和向心力的作用
D. 杯底对水的作用力可能为零
【答案】D
【解析】A.水在最高点时加速度方向向下，处于失重状态，但是重力不为零，仍然受到重力的作用，A 错误；
B.在最高点时，水做圆周运动，重力和杯底对水的弹力的合力充当向心力，合外力不为零，B 错误；
C.向心力是效果力，不是物体受到的力，C 错误；
2
D.当水在最高点只有重力充当向心力时有 = ，解得 = √ ，此时杯底对水的作用力为零，D 正确。

故选 D。
7.如图所示，下列有关生活中的圆周运动实例分析，说法正确的是( )
A. 汽车通过凸形桥的最高点时，车对桥面的压力等于车受到的重力
B. 如图 所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力
C. 杂技演员表演“水流星”，当它通过最高点时处于完全失重状态，不受重力作用
D. 脱水桶的原理是水滴受到的离心力大于受到的向心力，从而沿切线方向被甩出
【答案】B
【解析】A.汽车通过凸形桥最高点时，具有向下的加速度(向心加速度)，处于失重状态，故对桥的压力小于
重力，故 A 错误；
B.在铁路的转弯处，通常要求外轨比内轨高，当火车按规定速度转弯时，由重力和支持力的合力完全提供向
心力，从而减轻轮缘对外轨的挤压，故 B 正确；
C.水流星在最高点时合力竖直向下，处于失重状态，但受重力作用，故 C 错误；
D.离心力与向心力并非物体实际受力，而是衣服对水的吸附力小于水做圆周运动所需要的向心力，因此产
生离心现象，故 D 错误。
故选 B。
8.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低．在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面
低一些．汽车的运动可看做是做半径为 的圆周运动．设内外路面高度差为 ，路基的水平宽度为 ，路面的
宽度为 .已知重力加速度为 .要使车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，则汽车转弯时
的车速应等于( )
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A. √ B. √ C. √ D. √

【答案】B
【解析】【分析】
由题意知汽车拐弯时所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，根据受力分析求解即可。
类似于火车拐弯问题，知道按题设条件拐弯时，向心力由重力和支持力的合力提供。
【解答】
设路面的斜角为 ，作出汽车的受力图
2 2如上图，由牛顿第二定律得： = ，又由数学知识得 = ，所以有： = 即：

√
=
，

故 B 正确，ACD 错误。
故选 B。

9.如图所示，长为 的悬线固定在 点，在 点正下方有一钉子 ， 、 的距离为 ，把悬线另一端的小球 拉
2
到跟悬点在同一水平面处无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子(视为质点)，则小球的( )
A. 线速度突然增大为原来的2倍 B. 向心力突然增大为原来的2倍
C. 悬线拉力突然增大为原来的2倍 D. 加速度不变
【答案】B
【解析】解： 、悬线碰到钉子前后，悬线的拉力始终与小球的运动方向垂直，小球的线速度大小不变，故
A 错误；
2
B、根据 = ，线速度大小不变，半径减半，所以向心力突然增大为原来的2倍，故 B 正确；
2 2
C、根据牛顿第二定律得 = ，解得 = +

线速度大小不变，半径减半，悬线拉力不是原来的2倍，故 C 错误；
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2
D、悬线碰到钉子后，小球的运动半径减小为原来的一半，线速度大小不变，根据 = 知，则向心加速度

变为原来的2倍，故 D 错误；
故选： 。
10.如图所示，甲、乙两个小球同时从同一固定的足够长斜面的 、 两点分别以 0、2 0水平抛出，分别落
在斜面的 、 两点(图中未画出)，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度的方向相同
B. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为1: 4
C. 、 两点间的距离与 、 两点间的距离之比为1: 2
D. 甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度大小之比为1：√2
【答案】A
【解析】【解答】
A.设小球落在斜面上时，速度与水平方向的夹角为 ，位移与水平方向的夹角为 ，则由平抛运动的特点知：
1 2

tan( ) = ，tan( ) = 2 = ，可知tan( ) = 2 ( )，因为小球落在斜面上时，位移与水平方向的夹
0 0 2 0
角为定值，可知，两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，故 A 正确；
1
2
B.因为tan( ) = 2 = ，可知甲乙两球运动的时间之比为1: 2，故 B 错误；
0 2 0
1
C.根据 = 2，下落距离之比为1: 4，则 、 两点间的距离与 、 两点间的距离之比为1: 4，C 错误；
2

D.甲、乙两球接触斜面前的瞬间，速度大小 = 0 ，因两球接触斜面的瞬间，速度方向相同，则速度之比
cos
为1: 2，故 D 错误。
二、多选题：本大题共 4 小题，共 12.0 分。
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11.如图所示，甲、乙两个小球以不同的水平速度分别从 、 两点同时抛出，均落在水平地面上，下列说法
正确的是( )
A. 甲球先落地 B. 乙球先落地 C. 甲的初速度大 D. 乙的初速度大
【答案】BD
【解析】
【详解】 .根据
2
= √

可知，甲的高度比乙高，所以甲运动的时间比乙长，乙先落地，故 B 正确，AC 错误；
D.水平方向做匀速运动，所以
= 0
乙 小， 乙 大，故乙的初速度大，故 D 正确。
故选 BD。
12.洗衣机的脱水筒在转动时有一衣物附在筒壁上，如图所示，则此时( )
A. 衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作
B. 衣物随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供
C. 筒壁对衣物的弹力随转速增大而增大
D. 筒壁对衣物的摩擦力随转速增大而减小
【答案】AC
【解析】。。。
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13.如图所示的皮带传动装置，主动轮 1上两轮的半径分别为4 和 ，从动轮 2的半径为2 ， ， ， 分别
为轮缘上的三点，设皮带不打滑，则下面比例正确的是 ( )
A. ， ， 三点角速度之比 : : = 4: 4: 1
B. ， ， 三点周期之比 : : = 1: 1: 2
C. ， ， 三点线速度之比 : : = 2: 1: 1
D. ， ， 三点加速度之比 : : = 8: 2: 1
【答案】BD

【解析】A. 和 是皮带传动，则 = ，根据 = ，得 ： = ： = 2 ： = 2：1，而 和 是同
轴传动 = ，则得 ： ： = 2：2：1，故 A 错误；
2
B.因 = ，由 项分析可知 ： ： = 1：1：2，故 B 正确；
C. 和 是同轴传动 = ，根据 = ，得 ： = 4 ： = 4：1，则得 ： ： = 4：1：1，故 C
错误；
D.根据 = 2 = ，得 ： ： = ： ： = 8：2：1，故 D 正确。
故选： 。
解决本题的关键掌握靠传送带传动的各点的线速度大小相等，共轴的各点的角速度相等。要根据相等的条
件，灵活选择公式的形式，知道向心加速度 = ，这个公式用得少，本题用来解题比较简洁。
14.如图所示，两相同木块 和 放在水平转盘上，二者用长为3 的不可伸长的细绳连接， 到转盘中心的距
离为 ，两木块与转盘的最大静摩擦力等于各自重力的 倍，重力加速度为 。整个装置能绕通过转盘中心的
竖直转轴 1 2转动，开始时绳刚好伸直，现使装置的角速度 由零开始缓慢增大，最大静摩擦力等于滑动
摩擦力，下列说法正确的是( )
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A. 当 = √ 时，绳上开始产生张力


B. 当0 ≤ < √ 时， 所受的摩擦力为零

C.
2
当 = √ 时， 、 相对转盘开始滑动

D. 从转盘开始转动到 、 相对转盘开始滑动， 的摩擦力先增大后减小，再增大
【答案】CD
【解析】【分析】
本题考查了圆盘上物体的圆周运动。解决本题的关键是知道物体做圆周运动的向心力来源，抓住临界状态，
根据牛顿第二定律结合向心力公式分析求解。
【解答】
A.由题 到转盘中心的距离为 ， 到转盘中心的距离为2 。当 达到最大静摩擦力时，绳上开始出现张力，

此时对 有 = 2 21，解得 1 = √ ，故 A 错误; 2

.由 知，当 ≤ √ 时两木块相对转盘静止，由各自静摩擦力提供向心力，且静摩擦力随着角速度的增
2
大而增大;

当 > √ 后，绳上开始出现张力且在增大， 的向心力由绳张力和静摩擦力提供，因而静摩擦力开始减小，
2
直到减小为0。

此时 + 1 = 2
2
2， 1 =
2
2，可得 2 = √ ，

可知当√ < < √ 时 的摩擦力随角速度的增大而减小。
2

当 > √ 后 的摩擦力开始反向增大，达到最大静摩擦力后 、 相对转盘开始滑动，故 B 错误，D 正确;

C.当 达到最大静摩擦力时， 、 相对转盘开始滑动;此时对 有 22 = 3，
2
对 有， + 22 = 2 3，解得 3 = √ ，故 C 正确。
三、实验题：本大题共 2 小题，共 18.0 分。
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15.如图甲所示为向心力演示仪，可探究小球做圆周运动所需向心力的大小 与质量 、角速度 和半径 之
间的关系。长槽的 、 处和短槽的 处分别到各自转轴中心距离之比为1：2：1。变速塔轮自上而下有三种
组合方式，左右每层半径之比由上至下分别为1：1、2：1和3：1，如图乙所示。
(1)在该实验中，主要利用了___ _______来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系；
A.理想实验法 .微元法
C.控制变量法 .等效替代法
(2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在 、 位置，探究向心力的大小与半径的关系，则需要将传动
皮带调至第 层塔轮。(选填“一”、“二”或“三”)
(3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在 、 位置，传动皮带位于第二层，转动手柄，则当塔轮匀
速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为 。
A.1：2
B.1：4
C.2：1
D.4：1
【答案】
一

【解析】【解答】(1)
(2)在某次实验中，把两个质量相等的钢球放在 、 位置，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的角
速度相同，则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
(3)在另一次实验中，把两个质量相等的钢球放在 、 位置，则两球做圆周运动的半径之比为1：1；传动皮
带位于第二层，则两球做圆周运动的角速度之比为
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左： 右 = 2：2 2 = 1：2
根据 = 2
可知当塔轮匀速转动时，左右两标尺露出的格子数之比约为 左： 右 = 1：4，故 B 正确，ACD 错误。
故选： 。
故答案为：(1) ；(2)一；(3) 。
【分析】(1)根据控制变量法的特点分析判断；
(2)根据控制变量法，探究向心力的大小与半径的关系，应使两球的质量和角速度相同，需要将传动皮带调
至第一层塔轮；
(3)根据线速度、角速度和半径关系式及牛顿第二定律分析判断。
本题关键要掌握控制变量法，掌握实验装置和实验原理。
16.用如图甲所示装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道
滑下后从 点水平飞出，落在水平挡板 上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面
会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有
A.斜槽轨道光滑
B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球
(2)为定量研究，建立以水平方向为 轴、竖直方向为 轴的坐标系。
①取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于 点，钢球的 (选填“最上端”“最下端”或“球
心”)对应白纸上的位置即为原点。
②若遗漏记录平抛轨迹的起始点，如图乙所示，在轨迹上取 、 、 三点， 和 的水平间距相等且均为
1
，测得 和 的竖直间距分别是 1和 2，则
1 = 。(选填“>”“=”或“<”)
2 3
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③通过图乙中的数据，测得我们的初速度 0 = 。(用 、 、 1、 2表示)
【答案】
球心
>

√ 2 1
【解析】(1) .为了保证小球的初速度水平，斜槽末端必须水平，故 B 正确；
.为了保证小球的初速度相等，小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽轨道不一定需要光滑，故
D 正确，A 错误；
C.向下移动挡板，只是为了获得多个点迹，不一定向下移动相同的距离，故 C 错误。
故选 BD。
(2)①小球在运动中记录下的是其球心的位置，故抛出点也应是小球静置于 点时球心的位置；故应以球心
在白纸上的位置为坐标原点；
②由于两段水平距离相等，故时间相等，设 到 ， 到 的时间均为 ，在 点竖直分速度为 ，则 1 = +
1 2 1 3 ， = ( + ) + 2 = + 2
2 2 2 2

则 1
1
>
2 3
1
故竖直间距之比大于 。
3
③根据 2
2
1 =

可知 = √ 2 1


则初速度为 0 = = √ 2 1
四、计算题：本大题共 4 小题，共 40.0 分。
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17.某同学手持飞镖瞄准靶心 点，在与靶心О点水平距离 = 2 处，将飞镖以 0 = 20 / 速率水平射出，
如图所示。若飞镖被射出后击中 点，假设飞镖可视为质点，空气阻力可忽略，重力加速度 取10 / 2。求：
(1) 、 之间的距离 ；
(2)击中Р点时的速度大小 。
2
【答案】解：(1)飞镖水平方向做匀速直线运动，飞行时间 = = = 0.1
0 20
1 1
竖直方向自由落体运动， 、 之间的距离 = 2 = × 10 × 0.12 = 0.05
2 2
(2)击中 点时， = = 1 /
故击中Р点时的速度大小 = √ 20 + 2 = √ 401 /
【解析】飞镖做平抛运动，分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动两个分运动。
这是道题直接应用平抛运动规律解题，抓住水平和竖直分运动时间相等是解题的关键。
18.如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，上面放置劲度系数 = 46 / 的弹簧，弹簧的一端固
定于轴 上，另一端连接质量 = 1.0 的小物块 ，物块与圆盘间的动摩擦因数 = 0.20，开始时弹簧未发
生形变，长度 0 = 0.50 ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力， 取10 /
2，求：
(1)圆盘的角速度为多大时，物块 开始滑动；
(2)当圆盘角速度缓慢地增加到4.0 / 时，弹簧的伸长量是多少？(弹簧始终在弹性限度内且物块未脱离圆
盘)
【答案】(1)2 / (2)0.2
【解析】
(1)设圆盘的角速度为 0时，物块 将开始滑动，此时物块的最大静摩擦力提供向心力，则有 =
2
0 0

解得 0 = √ = 2 / 。 0
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(2)设此时弹簧的伸长量为 ，物块受到的摩擦力和弹簧的弹力的合力提供向心力，则有 + =
2( 0 + )
代入数据解得 = 0.2 。
【解析】略
19.我们经常把游乐场的悬空旋转椅抽象为如图所示的模型：一质量 = 40 的球通过长 = 12.5 的轻绳
悬于竖直面内的直角杆上，水平杆长 ′ = 7.5 ，整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成 角.当 = 37
时，取 = 9.8 / 2，sin37 = 0.6，cos37 = 0.8.求：
(1)绳子的拉力大小;
(2)该装置转动的角速度．

【答案】解：(1)球受力如图所示，则： 拉 = 37
代入数据解得： 拉 = 490 。
(2)小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供，
由牛顿第二定律得： 37° = 2( 37° + ′)，
代入数据解得： = 0.7 / ；
答：(1)绳子的拉力大小为490 ；
(2)该装置转动的角速度为0.7 / 。
【解析】(1)球在水平面内做匀速圆周运动，由重力 和绳的拉力 的合力提供向心力，
球在竖直方向力平衡，求解绳的拉力大小。
(2)半径 = 37° + ′，由牛顿第二定律求解角速度。
本题是圆锥摆问题，关键分析小球的受力情况和运动情况，容易出错的地方是圆周运动的半径 = 37° +
′。
20.某人站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为 的小球，使球在竖直平面内
以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断，球以绳断时
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的速度水平飞出，通过水平距离 后落地。已知握绳的手离地面高度为 ，手与球之间的绳长为 ，重力加速
4
度为 ，忽略空气阻力。
(1)绳能承受的最大拉力是多少？
(2)保持手的高度不变，改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时达到最大拉力被拉断，
要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离是多少？
1
【答案】解：(1)设绳能承受的最大拉力为 ，球做圆周运动的半径为 = 4
2
由牛顿第二定律得： =
1

3
球以绳断时的速度水平飞出，做平抛运动，通过水平距离为 ，竖直位移为
4
3 1
则 = 1 ， =
2
4 2
11
联立解得 = ； 3
(2)设绳长为 ，绳断时球的速度为 2，有
2
=
2

8
解得 2 = √ 3
绳断后球做平抛运动，竖直位移为 ，水平位移为 ，时间为 2。
1
竖直方向有 = 2
2 2
水平方向有 = 2 2
2
2 2
( ) ( ) ( ) +
解得 = 2 2 = 4√ = 4√ = 4
√ 2 4
3 3 3
2√ 3
根据数学关系有当 = 时， 有极大值为
2 max
= 。
3
【解析】(1)根据水平位移和时间求出绳断时球的速度大小，根据在最低点，合力提供向心力，运用牛顿第
二定律求出最大拉力；
(2)然后根据平抛运动的分位移公式列式求解最大水平距离。
本题综合了平抛运动和圆周运动两个运动，关键知道平抛运动在竖直方向和水平方向上的运动规律，以及
圆周运动向心力的来源。
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