2020-2021学年广东省潮州市高一(下)第二学期第一次阶段考试(理)物理试卷新人教版
展开1. 关于物体的受力和运动,下列说法中正确的是( )
A.物体在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变
B.物体做曲线运动时,某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向
C.做曲线运动的物体,一定受到与速度不在同一直线上的外力作用
D.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小一定改变
2. 关于匀速圆周运动,下列叙述正确的是( )
A.是匀变速运动
B.是在恒力作用下的运动
C.是速度恒定的运动
D.是所受合外力及速度不断变化的运动
3. 游乐场的旋转木马是小朋友们非常喜欢的游玩项目.如图所示,一小孩坐在旋转木马上,绕中心轴在水平面内做匀速圆周运动,圆周运动的半径为3.0m,小孩旋转5周用时1min.则下列说法正确的是( )
A.小孩做圆周运动的角速度为π6rad/s
B.小孩做圆周运动的线速度为2πm/s
C.小孩在1min内通过的路程为15πm
D.小孩做圆周运动的向心加速度为π12m/s2
4. 某同学进行篮球训练,如图所示,将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直墙面上,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.篮球撞墙的速度,第一次较大
B.篮球在空中运动的加速度第一次较大
C.从抛出到撞墙,第一次篮球在空中运动的时间较长
D.抛出时的速度,第一次一定比第二次大
5. 火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动,当火车速度提高时会使轨道的外轨受损.为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题,你认为以下措施可行的是( )
A.减小内外轨的高度差B.增加内外轨的高度差
C.减小弯道半径D.增大火车质量
6. 如图所示,质量相等的A、B两个小球悬于同一点O,在O点下方垂直距离ℎ处的同一水平面内做匀速圆周运动,悬线与竖直方向夹角分别是α、β.则A、B两小球的( )
A.周期之比T1:T2=sina:sinβ
B.角速度之比ω1:ω2=csα:csβ
C.线速度之比v1:v2=tanα:tanβ
D.向心加速度之比a1:a2=tanβ:tanα
7. 如图所示,在半径为R的半圆形碗的光滑内表面上,一质量为m的小球以角速度ω在水平面内作匀速圆周运动,该平面离碗底的距离ℎ为( )
A.gω2+R2B.gω2C.gω2−R2D.R−gω2
8. 转篮球是一项难度较高的技巧,其中包含了许多物理知识.如图所示,假设某转篮球的高手能让篮球在手指上(手指刚好在篮球的正下方)做匀速圆周运动,下列有关该同学转篮球的物理知识正确的是( )
A.篮球上各点做圆周运动的圆心在手指上
B.篮球上各点的向心力是由手指提供的
C.篮球上各点做圆周运动的角速度相同
D.篮球上各点离转轴越近,做圆周运动的向心加速度越小
9. 关于合运动、分运动的说法,正确的是( )
A.运动的合成与分解符合平行四边形定则
B.合运动的位移一定比其中的一个分位移大
C.合运动的速度不一定比两个分速度大
D.合运动的时间一定比分运动的时间长
10. 如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动.若小球运动到P点时,拉力F发生变化,下列关于小球运动情况的说法正确的是( )
A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹Pa做离心运动
C.若拉力突然变小,小球可能沿轨迹Pb做离心运动
D.若拉力突然变大,小球可能沿轨迹Pc做向心运动
11. 如图所示,沿光滑竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B,细绳与竖直杆间的夹角为θ,则以下说法正确的是( )
A.物体B向右匀速运动B.物体B向右加速运动
C.细绳对B的拉力逐渐变大D.细绳对A的拉力逐渐变小
解答题
下面个图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力的大小与质量、角速度和半径之间关系的实验装置:转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动.横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格就能显示出两个球所受向心力的比值.
(1)图甲探究的是向心力与质量之间的关系,图乙探究的是向心力与角速度之间的关系,图丙探究的是向心力与半径之间的关系,这种探究用到的方法是________.
(2)图甲中,左右两边露出的标尺分别是2格和4格,则左右两边所放小球的质量比为________.
(3)图乙探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径________(填“相同”或“不同”)的轮盘上,左右两边露出的标尺分别是1格和9格,则左右两边所放小球的转动的角速度之比为________.
某同学用如图所示装置描绘小球做平抛运动位置的点,获得平抛运动的轨迹,从而研究平抛运动的规律.
(1)对于实验中的一些注意事项,正确的是________.
A.小球必须每次从斜槽上同一位置由静止开始释放
B.尽量选质量大体积小的小球
C.尽量选用表面光滑的斜槽
D.用折线连接描绘的点得到小球的运动轨迹
(2)某同学在实验操作时发现,将小钢球轻轻放在斜槽末端时,小球能自动滚下.他应该如何调整:________.
(3)实验过程中,要建立直角坐标系,在下图中,建立坐标原点选择正确的是________.
(4)实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长l=1.25cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度是________(g=9.8m/s2),小球经过b点时的速率是________(结果保留3位有效数字).
如图所示,某段公路由凹形路面和凸形路面组合而成,质量m=2.0×104kg的汽车先后驶过两路面,两路面的圆弧半径均为40m,为了保证行驶安全,汽车在行驶过程中始终不能脱离地面,g取10m/s2,则:
(1)汽车过最高点时允许的最大速率不能超过多少?
(2)若以v=10m/s驶过最高点,路面对汽车的支持力是多少?
(3)若以v=10m/s驶过最低点,汽车对路面的压力是多少?
如图所示,高为H、倾角为θ=45∘的斜面AB放置在水平地面上,左侧高台上有一人向斜面多次投掷小球以练习准确性,小球每次出手时的速度方向都是水平向右,出手点位于高台边缘且距地面高度为2H,斜面底端A点到高台的水平距离也为H,重力加速度为g,忽略空气阻力.
(1)为了使小球能够投掷到斜面上,求小球的初速度的取值范围;
(2)为了让小球垂直落到斜面上,小球的初速度应为多大?
参考答案与试题解析
2020-2021学年广东省潮州市高一(下)第二学期第一次阶段考试(理)物理试卷
选择题
1.
【答案】
C
【考点】
物体做曲线运动的条件
【解析】
力是改变物体运动状态的原因,物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的方向与该点曲线的切线方向相同.
【解答】
解:A.物体在垂直于速度方向的合力作用下,速度大小可能一直不变,在不垂直于速度方向的合力作用下,速度大小会发生变化,故A错误;
B.物体做曲线运动时,某点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向,而不是加速度方向,故B错误;
C.曲线运动的物体的条件,一定受到与速度不在同一直线上的外力作用,故C正确;
D.物体受到变化的合力作用时,它的速度大小可以不改变,比如匀速圆周运动,故D错误.
故选C.
2.
【答案】
D
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:AB.匀速圆周运动的加速度大小不变,方向不变,可知加速度在变化,根据牛顿第二定律可得合力在变化,AB错误;
C.匀速圆周运动,速度大小不变,速度方向时刻在变化,C错误;
D.匀速圆周运动是合外力和速度不断变化的运动,D正确.
故选D.
3.
【答案】
A
【考点】
线速度、角速度和周期、转速
向心加速度
【解析】
根据公式:T=tn求出周期;根据公式v=ωr求解角速度,根据公式ω=2πT求解角速度.
【解答】
解:A.小孩坐在游乐园的转椅上,绕中心轴做匀速圆周运动,小孩旋转5周用时1min=60s,则周期:T=tn=605s=12s,故角速度为:ω=2πT=π6rad/s,故A正确;
B.圆周运动的半径为3.0m,根据公式得:v=ωr=π6×3.0m/s=π2m/s,故B错误;
C.小孩旋转5周用时1min,则他在1min内通过的路程为:s=vt=π2×60m=30πm,故C错误;
D.小孩做圆周运动的向心加速度:a=ωv=π6×π2m/s2=π212m/s2,故D错误.
故选A.
4.
【答案】
C
【考点】
斜抛运动
【解析】
由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上,该运动的逆运动为平抛运动,结合平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律分析求解.
【解答】
解:ABC.由于两次篮球垂直撞在竖直墙面上,因为在两次中,篮球被抛出后的运动可以看作是平抛运动的逆反运动,加速度都为g,在竖直方向上:ℎ=12gt2,因为ℎ1>ℎ2,则t1>t2,因为水平位移相等,根据x=v0t知,撞墙的速度v1
故选:C.
5.
【答案】
B
【考点】
向心力
【解析】
火车转弯时需要向心力,若重力和轨道的弹力的合力充当向心力,则内外轨道均不受侧压力;根据向心力公式可得出解决方案.火车转弯是向心力的实际应用之一,应掌握火车向心力的来源,以及如何减小内外轨道的压力.
【解答】
解: 火车转弯时为减小外轨所受压力,可使外轨略离于内轨,使轨道形成斜面,若火车速度合适,内外轨均不受挤压。此时,重力与支持力的合力提供向心力,如图所示:
根据牛顿第二定律可知:mgtanα=mv2R
解得:v=gRtanα
故当火车速度增大时,应适当增加转弯半径或增加内外轨道的高度差.
故选B.
6.
【答案】
C
【考点】
水平面内的圆周运动-重力
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
抓住小球圆周运动的向心力由重力和悬线拉力的合力提供,分析小球的受力情况,由牛顿第二定律列式分析。
列出周期、角速度、线速度和向心加速度的关系式分析求解。
【解答】
解:AB.小球做圆周运动所需要的向心力由重力mg和悬线拉力F的合力提供,设悬线与竖直方向的夹角为θ.
对任意一球受力分析,由牛顿第二定律有:
在竖直方向有:Fcsθ−mg=0,
在水平方向有:Fsinθ=m4π2T2Lsinθ,
得:T=2πLcsθg;
分析题意可知,连接两小球的悬线的悬点距两小球运动平面的距离为ℎ=Lcsθ,相等,
则周期T=2πℎg相等,T1:T2=1:1,
角速度:ω=2πT,则角速度之比:ω1:ω2=1:1,故AB错误;
C.根据合力提供向心力得:mgtanθ=mv2ℎtanθ,
解得:v=tanθ⋅gℎ,故线速度之比v1:v2=tanα:tanβ,故C正确;
D.向心加速度:a=vω,则向心加速度之比等于线速度之比为,a1:a2=tanα:tanβ,故D错误.
故选C.
7.
【答案】
D
【考点】
向心力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:小球靠重力和支持力的合力提供向心力,则mgtanθ=nω2 Rsinθ
解得csθ=gRω2,所以ℎ=R−Rcsθ=R−gω2
A. gω2+R2,与结论不相符,选项A错误;
B. gω2,与结论不相符,选项B错误;
C. gω2−R2 ,与结论不相符,选项C错误;
D. R−gω2,与结论相符,选项D正确;
8.
【答案】
C,D
【考点】
向心力
【解析】
篮球上各点的圆周运动的圆心在转轴上;篮球上各点的向心力是靠手拍的,不是手指提高的;由于同轴转动所以角速度大小相同;利用向心加速度与半径的关系可以判别向心加速度的大小.
【解答】
解:A.篮球上的各点做圆周运动时,是绕着转轴做圆周运动,圆心均在转轴上,A不符合题意;
B.篮球旋转就是靠我们的手拍动篮球旋转,造成篮球旋转产生的向心力的,B不符合题意;
C.篮球上的各点绕转轴做圆周运动,故角速度相同,C符合题意;
D.由于角速度相同,根据a=t2r可知篮球上各点离转轴越近,做圆周运动的向心加速度越小,D符合题意;
故选CD.
9.
【答案】
A,C
【考点】
运动的合成与分解
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:A.运动的合成与分解符合平行四边形定则,故A正确;
B.根据平行四边形定则,知合位移可能比分位移大,可能比分位移小,可能与分位移度相等,故B错误;
C.根据平行四边形定则,知合速度可能比分速度大,可能比分速度小,可能与分速度相等,故C正确;
D.合运动与分运动具有等时性,合运动的时间等于分运动的时间,故D错误.
故选AC.
10.
【答案】
A,C,D
【考点】
向心力
离心现象
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:A.若拉力突然消失,小球做离心运动,因为水平方向不受力,将沿Pa轨迹运动,故A正确,符合题意;
BC.若拉力突然变小,拉力不够提供向心力,做半径变大的离心运动,即可能沿轨迹Pb做离心运动,故B错误,不符合题意,C正确,符合题意;
D.若拉力突然变大,则拉力大于向心力,可能沿轨迹Pc做向心运动,故D正确,符合题意.
故选ACD.
11.
【答案】
B,D
【考点】
解析法在动态平衡问题中的应用
运动的合成与分解
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:AB.将A物体的速度按图示两个方向分解,如图所示,
由绳子速率v绳=vcsθ,而绳子速率等于物体B的速率,则有物体B的速率vB=v绳=csθ.因θ减小,则B物体变加速运动,故A错误,B正确;
CD.对B受力分析,重力、拉力、支持力,当θ减小,B做变加速运动的加速度减小,则对B拉力减小,再由牛顿第三定律可知绳子对A的拉力也减小;故C错误D正确;物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑,绳子的速率等于物体B的速率,将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的分速度等于绳速,由几何知识求解B的速率,再讨论B的运动情况.本题通常称为绳端物体速度分解问题,容易得出这样错误的结果:将绳的速度分解,如图得到v=v绳sinθ.
故选BD.
解答题
【答案】
控制变量法
1:2
相同,1:3
【考点】
向心力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)根据F=mrω2,知要研究小球受到的向心力大小与质量的关系,需控制角速度与半径不变,要研究小球受到的向心力大小与半径的关系,需控制小球的质量和半径不变,由分析可知该实验采用的是控制变量法.
(2)向心力之比1:2可知质量之比1:2 ;若向心力之比1:9,故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1:3.
(3)根据F=mrω2,知要研究小球受到的向心力大小与质量的关系,需控制角速度与半径不变,要研究小球受到的向心力大小与半径的关系,需控制小球的质量和半径不变.
向若向心力之比1:9,故可知左边轮塔与右边轮塔之间的角速度之比为1:3.
【答案】
【考点】
研究平抛物体的运动
【解析】
此题暂无解析
【解答】
此题暂无解答
【答案】
(1)汽车过最高点时允许的最大速率不能超过20m/s;
(2)路面对汽车的支持力是多少1.5×104N;
(3)若以v=10m/s驶过最低点,汽车对路面的压力是2.5×105N.
【考点】
向心力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解:(1)当最高点支持力为零时,速度最大,则有:mg=mv2R,
解得: v=gR=20m/s.
(3)在最高点,由牛顿第二定律可得:mg=N1=mv2R ,桥对汽车的支持力:N2=1.5×104N根据牛顿第三定律可得汽车对路面的压力:N2′=N2=1.5×104N;
(3)在最低点根据牛顿第二定律可知:N−mg=mv2R
根据牛顿第三定律可知对轨道的压力为2.5×105N.
【答案】
(1)小球的初速度的取值范围是gH2≤v0≤2gH ;
(2)小球的初速度应为.
【考点】
平抛运动的概念
【解析】
本题考查平抛运动分析.
【解答】
解:(1)由平抛运动知识可得x=v0t,y=12gt2
联立二式可得v0=xg2y
如果小球落在A点,那么水平位移x=H,竖直位移y=2H,
代入可得v0=gH2
如果小球落在B点,那么水平位移x=2H,竖直位移y=H
代入可得v0=2gH
则小球的初速度的范围应该是gH2≤v0≤2gH .
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