2021-2022学年江西省赣州市赣县第三中学高一下学期强化训练（A2）物理试卷 word版含解析

江西省赣州市赣县第三中学2021-2022学年度高一物理强化训练A2

一、单选题（7X4=28）

1．黄河是中华民族的母亲河，孕育了灿烂的五千年文明。一首《天下黄河九十九道湾》唱尽了黄河的历史沧桑，黄河九十九道弯虽然只是艺术表达，但也恰当地形容了黄河弯多的特点。如图黄河沿河A、B、C、D四个河宽相同的弯，在河流平稳期，可以认为河道中各点流速相等，则下列说法正确的是（　　）

A．四个弯处河水的速度是相同的

B．B弯处的河床受到水的冲击力最大

C．A弯处的河水向心加速度最大

D．C弯处的河水角速度最大

2．下列有关运动的说法正确的是（　　）

A．图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球受到重力、绳子的拉力和向心力的作用

B．图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球角速度越大则偏离竖直方向的角越小

C．图乙质量为m的小球到达最高点时对管壁的压力大小为，则此时小球的速度一定为

D．图丙皮带轮上a点的加速度与b点的加速度之比为

3．探究向心力与角速度之间的关系时，对质量相同的两个小球，操作正确的是（　　）

A．将两小球分别放在挡板A与挡板B进行操作

B．将两小球分别放在挡板A与挡板C进行操作

C．将两小球分别放在挡板B与挡板C进行操作

D．调整传动皮带使两个变速塔轮角速度相同

4．如图所示，将完全相同的两小球A、B用长L＝0.8 m的细绳悬于以速度v＝4 m/s向右匀速运动的小车顶部，两球与小车的前、后壁接触，由于某种原因，小车突然停止，则此时悬线的拉力之比FA：FB为（　　）。（g取10 m/s2）

A．1：1        B．1∶3       C．3∶1         D．2∶3

5．一学生用两个颜色不同的篮球做斜拋运动游戏，如图所示，第一次出手，红色篮球的初速度与竖直方向的夹角为；第二次出手，橙色篮球的初速度与竖直方向的夹角为。两次出手的位置在同一竖直线上，结果两篮球正好到达相同的最高点，则红色篮球、橙色篮球运动的高度之比为（　　）

A．         B．         C．         D．

6．半球形碗固定在水平面上，物块（可看做质点）以某一竖直向下的初速度从碗口左边缘向下滑，物块与碗壁间的动摩擦因数是变化的，因摩擦作用，物块下滑过程中速率不变，则（　　）

A．物块下滑的过程中加速度不变

B．物块下滑的过程所受摩擦力大小不变

C．物块下滑过程中所受合外力方向始终指向圆心

D．物块滑到最低点时对碗壁的压力等于物块的重力

7．两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球，细线上端固定在同一点，若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中，相对位置关系示意图正确的是图中的（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题（4X4=16）

8．高铁项目的建设加速了国民经济了发展，铁路转弯处的弯道半径r是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计与r和速率v有关。下列说法正确的是（　　）

A．r一定的情况下，预设列车速度越大，设计的内外轨高度差h就应该越小

B．h一定的情况下，预设列车速度越大，设计的转弯半径r就应该越大

C．r、h一定，高速列车在弯道处行驶时，速度越小越安全

D．高速列车在弯道处行驶时，速度太小或太大会对都会对轨道产生很大的侧向压力

9．如图，不可伸长的轻质细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从左侧某一高度，由静止释放后摆下，不计空气阻力和细绳与钉子相碰时的能量损失。下列正确的是（　　）

A．小球摆动过程中，所受合力大小保持不变

B．当细绳与钉子碰后的瞬间，小球的向心加速度突然变小

C．钉子的位置越靠近小球，在细绳与钉子相碰时绳就越容易断

D．小球在右侧所能达到的最大高度应等于在左侧释放时的高度

10．一细绳穿过一光滑、固定的竖直细管，两端分别拴着质量为m和M的小球A和B。当小球A绕着中心轴匀速转动时，A球摆开某一角度，此时A球到上管口的绳长为L，如图所示。细管的半径可以忽略，重力加速度为g， B球始终未接触细管口。则下列说法正确的是（　　）

A．A球做匀速圆周运动的向心力大小为Mg

B．A球运动的周期为

C．若A球角速度加倍，A球的向心加速度也加倍

D．若A球角速度加倍，则B球应下降

11．如图所示，两个质量均为m的物体A、B用不可伸长的细线相连，放在匀速转动的水平转盘上，细线过圆心，A、B在圆心两侧，与圆心距离分别为r和2r，且与转盘之间的动摩擦因数相同为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当转盘由静止开始转速逐渐增大至两物体恰好相对转盘发生滑动过程中，说法正确的是（     ）

A．B受到摩擦力先增大后不变

B．A受到的摩擦力一直增大

C．两物体恰好相对转盘发生滑动时，细线上拉力最大为

D．角速度为时物块A不受摩擦力

三、实验题（每空2分）

12．用如图所示装置研究平抛运动。钢球从斜槽上滚下，离开斜槽轨道后做平抛运动。每次都使钢球从斜槽上由静止滚下，在钢球运动轨迹的某处用带孔的卡片迎接钢球，使球恰好从孔中央通过而不碰到边缘，然后对准孔中央在白纸上记下该位置。通过多次实验，在竖直白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线连起来就得到钢球做平抛运动的轨迹。

(1)关于本实验下列说法正确的是___________；

A．斜槽轨道的末端应保持水平

B．每次释放钢球的初位置可以不同

C．钢球与斜槽间有摩擦会使实验的误差增大

(2)实验中，斜槽轨道末端点到钢球落地点的高度相同，若钢球每次从斜槽上不同的初始位置滚下，那么钢球每次在空中运动的时间___________；（填“相同”或“不相同”）

(3)如图所示是实验中记录的一段轨迹，已知O点为钢球的抛出点，测得A点的坐标为（40cm，20cm），g取10m/s2。则钢球从O点到达A点的时间t=___________s，钢球平抛的初速度v=___________m/s。

13．如图所示为研学小组的同学们用圆锥摆验证向心力表达式的实验情景。将一轻细线上端固定在铁架台上，下端悬挂一个质量为m的小球，将画有几个同心圆周的白纸置于悬点下方的水平平台上，调节细线的长度使小球自然下垂静止时恰好位于圆心处。用手带动小球运动使它在放手后恰能在纸面上方沿某个画好的圆周做匀速圆周运动。调节平台的高度，使纸面贴近小球但不接触。

（1）若忽略小球运动中受到的阻力，在具体的计算中可将小球视为质点，重力加速度为g。

① 小球做圆周运动所需的向心力大小可能等于______（选填选项前的字母）。

A．绳子对球拉力               B．小球自身重力      

C．拉力和重力的合力        D．拉力在水平方向的分力

② 在某次实验中，小球沿半径为r的圆做匀速圆周运动，用秒表记录了小球运动n圈的总时间t，则小球做此圆周运动的向心力大小Fn=______（用m、n、t、r及相关的常量表示）。用刻度尺测得细线上端悬挂点到球心的距离为l，那么对小球进行受力分析可知，小球做此圆周运动所受的合力大小F=_______（用m、l、r及相关的常量表示）。         

③ 保持n的取值不变，用刻度尺测得细线上端悬挂点到画有圆周纸面的竖直高度为h，改变h和r进行多次实验，可获取不同时间t。研学小组的同学们根据小球所受的合力F与向心力Fn大小相等的关系，画出了如图所示的图像，测得图线的斜率为k，则由此图线可知，重力加速度的测量值应为__________。

四、解答题（14题10分，15题12分，16题18分）

14．长L=0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m=2kg。现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示。在A通过最高点时，（）求下列两种情况下A对杆的作用力大小：

（1）当杆对零件无作用力时零件的速度大小；

（2）A的速率为1m/s；

（3）A的速率为4m/s。

15．如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内，a通过最高点A时，对管壁上部的压力为3mg，b通过最高点A时，对管壁下部的压力为0.75mg，求a、b两球落地点间的距离。

16．如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v=3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为R=1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）。求：

（1）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s。

（2）从平台飞出到达A点时速度大小和方向。

（3）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力。

（4）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度m/s此时对轨道的压力。

参考答案：

1．D

【解析】

【详解】

A．四个弯处河水的速度大小相同，但是方向不同，则速度不同，选项A错误；

BCD．C弯处转弯半径最小，根据

可知河水向心加速度最大，根据

可知，所需向心力最大，则河床受到水的冲击力最大，根据

可知C弯处的河水角速度最大，选项BC错误，D正确。

故选D。

2．D

【解析】

【分析】

【详解】

A．图甲A球在水平面内做匀速圆周运动，A球受到重力、绳子的拉力的作用,向心力由拉力水平方向的分力提供，故A错误；

B．对小球受力分析有

得

由上式可知越大，则越小，则越大，故B错误；

C．质量为m的小球到达最高点时，若对上管壁的压力大小为，则管壁对小球的压力向下，有

得出

若对下管壁的压力大小为，则管壁对小球的压力向下，有

得

故C错误；

D．a、c两点为皮带传动，故选速度相等，c、b为同轴转动，线速度大小为2:1，则由

带入数据可得，故D正确。

故选D。

3．B

【解析】

【详解】

实验目的是“探究向心力与角速度之间的关系”，用控制变量法进行探究，在保证小球质量、圆周半径一定（相同）的前提下，探究小球向心力大小与小球角速度大小之间的关系，题中已经选用的两个小球质量相同，则再需保证圆周半径相等，就可以开始试验了，故两小球应分别放在挡板A与挡板C进行操作（半径相等），而两个变速塔轮角速度相同，只是让皮带连接的两个转盘边缘点的线速度相等，不是这个实验需要保证的条件，故ACD错误，B正确。

故选B。

4．C

【解析】

【详解】

小车突然停止，球B也随之停止，故

FB＝mg

而球A开始从最低点摆动，有

解得

所以

FA∶FB＝3∶1

选项C正确，ABD错误。

故选C。

5．B

【解析】

【分析】

【详解】

两个不同颜色的篮球做斜抛运动，经过相同的最高点，可将其逆运动看成水平向左的平拋运动，运动轨迹如图所示，两平抛运动的水平位移相同，设为，速度的反向延长线均过水平位移的中点，相交于同一点。

设两球下落的高度分别为、，则

解得

B选项正确。

6．C

【解析】

【分析】

【详解】

C．物块下滑的过程中做的是匀速圆周运动，受到的合力提供物体的向心力，大小不变，方向始终指向圆心，选项C正确；

A．物体的合外力产生加速度，所以物体的加速度大小不为零，其大小不变，但方向时刻在变化，选项A错误；

B．物块在下滑的过程中，速度的大小不变，所以沿切线方向上合力为零，重力在切线方向上的分力与摩擦力大小相等，重力在切线方向上的分力减小，摩擦力减小，选项B错误；

D．物块滑到最低点时碗壁对物块的支持力和重力的合力提供向心力，碗壁对物块的支持力不等于重力，所以物块对碗壁的压力不等于物块的重力，选项D错误。

故选C。

7．B

【解析】

【详解】

设细线与竖直方向的夹角为 ，根据牛顿第二定律有

解得

所以两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动，则两个小球在运动过程中高度相同，在同一水平面上，所以B正确；ACD错误；

故选B。

8．BD

【解析】

【详解】

如图所示，两轨道间距离为L恒定，外轨比内轨高h，两轨道最高点连线与水平方向的夹角为θ。

当列车在轨道上行驶时，利用自身重力和轨道对列车的支持力的合力来提供向心力，有

A． r一定的情况下，预设列车速度越大，设计的内外轨高度差h就应该越大，A错误；

B．h一定的情况下，预设列车速度越大，设计的转弯半径r就应该越大，B正确；

C．r、h一定，高速列车在弯道处行驶时，速度越小时，列车行驶需要的向心力过小，而为列车提供的合力过大，也会造成危险，C错误；

D．高速列车在弯道处行驶时，向心力刚好有列车自身重力和轨道的支持力提供时，列车对轨道无侧压力，速度太小内轨向外有侧压力，速度太大外轨向内有侧压力，D正确。

故选BD。

9．CD

【解析】

【详解】

A．根据牛顿第二定律

小球向下摆动过程中，速度增大，所受合力大小变大，A错误；

B．根据向心加速度公式

当细绳与钉子碰后的瞬间，小球速度不变，圆周运动的半径突然减小，小球的向心加速度突然变大，B错误；

C．根据牛顿第二定律

钉子的位置越靠近小球，圆周运动的半径越小，细绳所受的拉力越大，在细绳与钉子相碰时绳就越容易断，C正确；

D．根据机械能守恒定律

解得

小球在右侧所能达到的最大高度应等于在左侧释放时的高度，D正确。

故选CD。

10．BD

【解析】

【分析】

【详解】

A．对A球进行受力分析由绳的拉力及小球重力的合力充当向心力，而绳的拉力等于Mg，故A错误。

B．设连接A球细绳与竖直方向的夹角为α，则

，

解得

故B正确。

CD．A球角速度增大稳定后B球仍静止，设此时连接A球的细绳与竖直方向夹角为β，对A球受力分析可得

其中，可得，细绳与竖直方向夹角不变，故A球的向心力大小不变，向心加速度大小不变，由，可得角速度增大，轨道半径减小，即L减小，B球下降，故D正确、C错误。

故选BD。

11．AD

【解析】

【详解】

A．随转速的增加，根据

f=mω2∙2r

可知，B受到摩擦力先增大到最大摩擦力后，细线出现拉力，此后静摩擦力保持在最大值不变，选项A正确；

B．开始阶段，随着转速的增加， A受到的摩擦力先增大，等到细绳出现拉力后随转速的增加摩擦力减小，减到零后再反向增大，选项B错误；

C．两物体恰好发生滑动时

对A

对B

细线上拉力最大为，选项C错误；

D．B物体刚到达最大静摩擦力时，即细线刚要出现拉力时

解得角速度为

则当

时，对B

解得

此时A的向心力

可得物块A不受摩擦力，选项D正确。

故选AD。

12．     A     相同         

【解析】

【详解】

（1）[1]A． 研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽轨道末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，A正确；

B．由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，释放钢球的初位置必须相同，B错误；

C．小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，C错误。

故选A。

（2）[2] 为了保证小球平抛运动的初速度相等，每次让小球从斜槽的同一位置由静止释放，小球与斜槽间的摩擦不会影响实验，小球每次滚下的初始位置不同，则平抛运动的初速度不同，平抛运动的时间由高度决定，与初速度无关，可知小球每次在空中运动的时间相同。

（3）[3] O点为钢球的抛出点，在竖直方向上，根据

O点到达A点的时间

。

（3）[4]在水平方向上，O点到达A点

。

13．     BCD                    ACD     圆锥摆：r减小，周期变大，卫星：r减小，周期变小

【解析】

【详解】

（1）①[1]．小球在运动过程中受到重力和绳子的拉力，重力和绳子的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，或者是绳子拉力的水平分量提供向心力，故CD正确，AB错误；故选CD.

②[2]．小球做圆周运动的周期为，根据向心力公式可知：

[3]．令绳子和竖直方向的夹角为θ，根据三角形定则可知，小球的合力大小为：

③[4]．因为小球所受的合力F与向心力Fn大小相等，则有：

，

则有：

所以

可得

。

（2）[5]．A. 要验证的关系式中 ，小球的质量可从两边消掉，则小球质量的测量误差不影响本实验验证，选项A正确；

B. 要验证的关系式可知，两边可消掉r，则小球匀速圆周运动半径的测量不影响本实验验证，选项B错误；

C. 根据 可知，在其他因素不变的情况下，实验中细绳与竖直方向的夹角越大，则r越大，小球做圆周运动的线速度越大，选项C正确；

D. 根据 可知，在细绳与竖直方向的夹角保持不变的情况下，实验中细绳越长，则r越大，则小球做圆周运动的线速度越大，选项D正确；故选ACD.

（3）[6]．设小球做半径为r的圆周运动的周期为T，此时小球距细线上端固定点的竖直高度为h，根据受力情况和向心力公式有：

可解得：

因半径变小，绳长不变，h变大，故小球周期变大；

卫星：根据可知，r减小，周期变小.

14．（1）；（2）16N；（3）44N

【解析】

【详解】

（1）当杆对零件无作用力时，通过最高点时由重力提供向心力，由牛顿第二定律得

代入数据，解得

（2）当A的速率v1=1m/s时，由于，可知杆对零件有竖直向上的支持力，由牛顿第二定律可得

代入数据，解得

（3）当A的速率v2=4m/s时，由于，可知杆对零件有竖直向下的拉力，由牛顿第二定律可得

代入数据，解得

15．3R

【解析】

【详解】

设a球到达最高点时的速度为va，根据向心力公式有

mg＋FNa=m

解得

设b球到达最高点时的速度为vb，根据向心力公式有

mg-FNb=m

即

解得

两小球脱离轨道后均做平抛运动，设所用时间为t，则

竖直方向

2R=gt2

水平方向

xa=vat

xb=vbt

解得

xa=4R

xb=R

故a、b两球落地点间的距离为

Δx=xa-xb=3R

16．（1）1.2m；（2）5m/s，速度方向与水平方向的夹角为53°；（3）5580 N；（4）7740 N

【解析】

【分析】

【详解】

（1）根据平抛运动规律有

，

可得

，t=0.4s

（2）摩托车落至A点时，其竖直方向的分速度

到达A点时速度

设摩托车落地时速度方向与水平方向的夹角为α，则

即

α=53°

（3）根据牛顿第二定律得

所以

NA= 5580 N

由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为5580 N。       

（4）在O点

所以

N=7740N

 由牛顿第三定律可知对轨道的压力为7740 N。