2020-2021学年湖南省长沙市高一（下）4月考物理试卷新人教版

这是一份2020-2021学年湖南省长沙市高一（下）4月考物理试卷新人教版，共6页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


1. 如图所示，在“神舟十一号”沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小．在此过程中“神舟十一号”所受合力F的方向可能是（ ）
A.B.C.D.

2. 关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ）
A.合力一定不断变化B.加速度一定不断变化
C.速度一定不断变化D.速度大小一定不断变化

3. 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A.物体在变力作用下一定做曲线运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.平抛运动的加速度恒定不变
D.匀速圆周运动的线速度、加速度都恒定不变

4. 一辆卡车在丘陵地面匀速率行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，爆胎可能性最大的地段应是（ ）

A.a处B.b处C.c处D.d处

5. 如图所示，滑板运动员以速度v0从离地高度ℎ处的平台末端水平飞出，落在水平地面上．运动员和滑板可视为质点，忽略空气阻力的影响．下列说法中正确的是（ ）

A.ℎ一定时，v0越大，运动员在空中运动时间越长
B.ℎ一定时，v0越大，运动员落地瞬间速度越大
C.运动员落地瞬间速度与高度ℎ无关
D.运动员落地位置与v0大小无关

6. 关于曲线运动，下列说法正确的有（ ）
A.做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零
B.做曲线运动的物体，受到的合外力方向一定在不断改变
C.只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心
D.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定做匀速圆周运动

7. 下列关于圆周运动的说法正确的是（ ）
A.做圆周运动的物体所受到的合外力不一定等于向心力
B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动
C.做加速圆周运动的物体，向心力不只是改变线速度的方向
D.根据a=ω2r可知，a与r成正比

8. 如图，大、小两轮通过皮带传动匀速转动，且皮带与轮边缘之间不发生相对滑动，大、小两轮的半径之比r1:r2=2:1，A、B为轮边缘上的两点．下列关系正确的是（ ）

A.A、B两点的线速度大小之比vA:vB=1:1
B.A、B两点的线速度大小之比vA:vB=2:1
C.A、B两点的角速度大小之比ωA:ωB=1:1
D.A、B两点的向心加速度大小之比aA:aB=2:1
二、多选题

关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A.由an=v2r知，匀速圆周运动的向心加速度恒定
B.向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小
C.匀速圆周运动不属于匀速运动
D.向心加速度越大，物体速率变化越快

在铁路转弯处，往往将外轨设计得略高于内轨，这是为了（ ）
A.减轻火车轮子对外轨的挤压
B.减轻火车轮子对内轨的挤压
C.使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力
D.防止火车向内脱轨

铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于Rgtanθ，则（ ）

A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B.外轨对外侧车轮轮缘没有挤压
C.这时铁轨对火车的支持力等于mgcsθ
D.这时铁轨对火车的支持力等于mgtanθ

城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥．如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，在A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则（ ）

A.小汽车通过桥顶时处于失重状态
B.小汽车通过桥顶时处于超重状态
C.小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为N=mg−mv12R
D.小汽车到达桥顶时的速度不大于gR
三、填空题

在探究小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系的实验中．

（1）在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持________相同．
A.ω和rB.ω和mC.m和rD.m和F

（2）本实验采用的实验方法是________．
A.累积法B.控制变量法C.微元法D.放大法

（3）通过本实验可以得到的正确结果是________．
A.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B.在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C.在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比
D.在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
四、解答题

一小球水平抛出时的速度大小为10m/s，落地时的速度大小为20m/s．求小球抛出时的高度是多少？(g取10m/s2)

某质点做匀速圆周运动的轨道半径为80cm，周期为2s，则它做匀速圆周运动的：
（1）角速度为多大？

（2）线速度多大？

（3）向心加速度多大？

一辆质量m=2.0×103kg的汽车，经过半径r=50m的水平弯路．则：
（1）当汽车的速度v=10m/s时，受到的向心力为多大？

（2）若汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力Fm=9.0×103N，为了使这辆车通过此段弯路时不发生侧滑，行驶的最大速度为多大？

有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥，如图所示．汽车到达桥顶时速度为5m/s．取重力加速度g=10m/s2．

（1）画出汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力示意图；

（2）求汽车经过桥顶时，汽车对桥的压力的大小；

（3）汽车对桥面的压力过小是不安全的，请分析说明汽车在经过该拱桥时，速度大些比较安全，还是小些比较安全．
参考答案与试题解析
2020-2021学年湖南省长沙市高一（下）4月考物理试卷
一、选择题
1.
【答案】
C
【考点】
物体做曲线运动的条件
【解析】
在曲线运动中合力的方向一定指向轨迹的凹侧，某一点的速度方向为曲线上该点的切线方向．
【解答】
解：“神舟十一号”沿曲线从M点向N点运动，在某一点的速度方向为曲线上该点的切线方向，速度逐渐减小，说明受力的方向与速度方向的夹角应大于90∘，且受力方向指向轨迹的凹侧，故C正确．
故选C．
2.
【答案】
C
【考点】
曲线运动的概念
【解析】
【解答】
解：曲线运动的合力与加速度不一定变化，比如平抛运动，但是曲线运动的速度一定变化，因为曲线运动的速度方向一直在变，速度大小不一定变化，如匀速圆周运动，故C正确．
故选C．
3.
【答案】
C
【考点】
曲线运动的概念
物体做曲线运动的条件
【解析】
曲线运动的特征是速度方向时刻变化，所以曲线运动是变速运动，变速运动不一定是曲线运动，曲线运动的速度是变化的，但加速度不一定变化，运动物体的速度大小、加速度大小都不变的运动不一定是直线运动，例如匀速圆周运动．
【解答】
解：A．物体受到大小改变但方向不变的力且力与初速度在一条直线上时，物体做直线运动，故A错误；
B．变速运动不一定是曲线运动，例如自由落体运动，速度在增加，但是直线运动，故B错误；
C．平抛运动，只受重力，加速度不变，是匀变速曲线运动，故C正确；
D．匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，是变化的，故D错误．
故选：C．
4.
【答案】
D
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：在坡顶由牛顿第二定律得mg−FN=mv2r，
解得FN=mg−mv2r，即FN在坡谷，则有FN′−mg=mv2r，
解得FN′=mg+mv2r，即FN′> mg，
可知，汽车在坡谷处所受的支持力更容易爆胎，且r越小，FN′越大，
则在b、d两点比a、c两点容易爆胎，而d点半径比b点小，则d点最容易爆胎．
故选D．
5.
【答案】
B
【考点】
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】
运动员和滑板做平抛运动，根据分位移公式和分速度公式列式求解即可．
【解答】
解：A．运动员和滑板做平抛运动，有ℎ=12gt2，故运动时间与初速度无关，故A错误；
BC．vy=gt=2gℎ，解得v=v02+2gℎ，故v0越大，ℎ越大，运动员落地瞬间速度越大，故B正确，C错误；
D．运动员落地位置x=v0t=v02ℎg，初速度越大，水平位移越大，故D错误．
故选：B．
6.
【答案】
A
【考点】
曲线运动的概念
物体做曲线运动的条件
【解析】
物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的．平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动．物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力．
【解答】
解：A．物体做曲线运动时，所受合外力的方向与加速度的方向在同一直线上，所以合外力一定不为零，故A正确；
B．做曲线运动的物体，受到到的合外力方向不一定不断改变，如平抛运动的合外力不变，故B错误；
C．物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力是向心力，故C错误；
D．恒力垂直于初速度的方向，并不一定做匀速圆周运动，比如平抛运动的受力也是这样，故D错误．
故选A．
7.
【答案】
A
【考点】
匀速圆周运动
向心力
向心加速度
【解析】
物体做匀速圆周运动，这里的匀速是指速度大小不变，由于圆周运动方向时刻在变化，因此物体需要一个方向与速度垂直且指向圆心的合外力，这样的合外力只会改变速度方向，不会改变速度大小；向心力是物体做匀速圆周运动所需要的指向圆心的合外力，但非匀速圆周运动不一定是合力充当向心力．
【解答】
解：A．向心力是物体做匀速圆周运动所需要的指向圆心的合外力，但非匀速圆周运动不一定是合力充当向心力，故A正确；
B．匀速圆周运动的加速度的方向不断变化，加速度是变化的，所以匀速圆周运动属于变加速曲线运动，故B错误；
C．向心力是物体做匀速圆周运动所需要的指向圆心的合外力，只改变线速度的方向，故C错误；
D．由公式a=ω2r可知，当角速度一定时，a与r成正比，故D错误．
故选A．
8.
【答案】
A
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
向心加速度
传动问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．A、B两点是同缘转动，则线速度相等，即线速度大小之比vA:vB=1:1，选项A正确，B错误；
C．根据v=ωr可知，A、B两点的角速度大小之比ωA:ωB=1:2，选项C错误；
D．根据a=v2r可知，A、B两点的向心加速度大小之比aA:aB=1:2，选项D错误．
故选A．
二、多选题
【答案】
B,C
【考点】
匀速圆周运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．加速度是矢量，匀速圆周运动的向心加速度大小不变，且方向始终指向圆心，故A错误；
BD．由向心加速度的意义可知向心加速度只改变线速度的方向，不改变线速度的大小，即速率是不变的，故B正确，D错误；
C．匀速运动是匀速直线运动的简称，指速度的大小和方向都不变的运动，匀速圆周运动其实是匀速率圆周运动，速度的方向在改变的，属于曲线运动，故C正确．
故选BC．
【答案】
A,C
【考点】
水平面内的圆周运动-重力
【解析】

【解答】
解：铁路转弯处，若内、外轨一样高，重力和轨道的支持力沿竖直方向，不能提供火车水平拐弯所需的向心力，只能靠火车轮子挤压外轨获得外轨指向弯道内侧的侧压力来提供向心力，所以使外轨略高于内轨，利用重力和支持力的合力提供向心力，从而减轻轮子对外轨的挤压，也一定程度上防止了火车向外脱轨．
故选AC．
【答案】
B,C
【考点】
水平面内的圆周运动-重力
【解析】
火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，当合力恰好等于需要的向心力时，火车对内外轨道都没有力的作用，速度增加，就要对外轨挤压，速度减小就要对内轨挤压．
【解答】
解：AB．火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，
mgtanθ=mv2R，
此时火车的速度正好是gRtanθ，即铁轨对车轮无挤压，故A错误，B正确；
CD．如图所示：
这时铁轨对火车的支持力N=mgcsθ，故C正确，D错误．
故选BC．
【答案】
A,D
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
牛顿运动定律的应用-超重和失重
【解析】
加速度方向竖直向下，处于失重状态，加速度方向向上，处于超重状态，汽车上桥的过程中，只有最高点才是重力和支持力的合力提供向心力，根据动能定理求解上桥过程中小汽车发动机做的功．
【解答】
解：AB．小汽车做圆周运动，在最高点合力提供向心力，方向指向圆心，所以加速度方向竖直向下，汽车处于失重状态，故A正确，B错误；
C．在最高点，根据向心力公式得：mg−N=mv12R，解得N=mg−mv12R，但在其它位置，受到桥面的支持力大小不为mg−mv12R，故C错误；
D．在最高点，根据向心力公式有mg−N=mv12R，当F=0时，速度最大，vmax=gR，故D正确．
故选：AD．
三、填空题
【答案】
C
B
D
【考点】
决定向心力大小的因素
【解析】
该实验采用控制变量法，F=mω2r图中抓住角速度不变、半径不变，研究向心力与质量的关系，根据向心力之比求出两球转动的角速度之比，并结合v=rω讨论向心力与线速度的关系．
【解答】
解：（1）在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时，需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，所以，在探究向心力的大小F与角速度ω的关系时，要保持小球的质量与运动的半径相同，故C正确．
故选：C．
（2）在实验时需先控制某些量不变，研究另外两个物理量的关系，该方法为控制变量法．
故选：B．
（3）A．根据向心力的公式：F=mω2r，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度的平方成正比，故A错误；
B．根据向心力的公式：F=mv2r，在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的平方成正比，故B错误；
C．根据向心力的公式：F=mω2r，在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成正比，故C错误；
D．根据向心力的公式：F=mω2r，在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故D正确．
故选：D．
四、解答题
【答案】
小球抛出时的高度为15m．
【考点】
平抛运动基本规律及推论的应用
【解析】
根据平行四边形定则求出落地时竖直分速度，结合速度时间公式求出运动的时间，根据速度位移公式求出抛出的高度，根据初速度和时间求出水平位移．
【解答】
解：根据平行四边形定则知，落地时竖直分速度为：
vy=v2−v02=400−100m/s=103m/s，
则小球抛出的高度为：ℎ=vy22g=30020m=15m．
【答案】
（1）角速度为3.14rad/s．
（2）线速度为2.51m/s．
（3）向心加速度为7.89m/s2．
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）由公式知：角速度ω=2πT=2×3.142rad/s=3.14rad/s．
（2）线速度v=rω=0.8×3.14m/s≈2.51m/s．
（3）向心加速度an=ω2r=3.142×0.8m/s2≈7.89m/s2．
【答案】
（1）当汽车的速度v=10m/s时，受到的向心力为4.0×103N．
（2）行驶的最大速度为15m/s．
【考点】
向心力
水平面内的圆周运动-摩擦力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：（1）汽车做匀速圆周运动，根据向心力公式得：汽车受到的向心力为F=mv2r=2.0×103×10250N=4.0×103N．
（2）汽车在水平弯路上运动时由静摩擦力提供向心力，当静摩擦力达到最大值时，速度最大，
设汽车通过此段弯路行驶的最大速度为vm，则有Fm=mvm2r，
解得：vm=Fmrm=9.0×103×502.0×103m/s=15m/s．
【答案】
（1）如解答图所示．
（2）汽车经过桥顶时，汽车对桥的压力大小为7600N．
（3）速度小些比较安全．
【考点】
竖直面内的圆周运动-弹力
【解析】
（1）竖直方向上受到重力以及桥的支持力的作用，按要求画出受力图；
（2）汽车到达桥顶时，由重力和支持力的合力提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求出支持力，再得到汽车对
桥的压力；
（3）根据上题中支持力的表达式分析过桥速度大小与安全系数的关系．
【解答】
解：（1）汽车经过桥顶时，在竖直方向上的受力情况如图所示：
（2）以汽车为研究对象，根据牛顿第二定律mg−FN=mv2r，
代入数据解得FN=7600N，
根据牛顿第三定律可知，汽车对桥顶的压力大小FN′=FN=7600N．
（3）汽车对桥面的压力F压=F支=mg−mv2r，汽车的行驶速度越小，桥面所受压力越大，汽车行驶越安全．