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2020-2021学年上学期期末满分必刷300题高一物理(尖子生专用)满分突破必刷30题
1.如图所示,水平固定半球形碗的球心为O点,最低点为C点。在碗边缘处的A点朝球心O以速度v0水平拋出一个小球,通过调整v0的大小( )
A.可以使小球垂直落在碗的内璧C点上
B.不可能使小球垂直打在碗的内壁上
C.可以使小球垂直落在碗内C点左侧壁
D.只能使小球垂直落在碗内C点右侧壁
【答案】B
【详解】
A.因为平抛运动在某点的速度等于水平速度和竖直速度的合速度,合速度的方向一定偏向右下方,不可能垂直撞在C点上,A错误;
BCD.假设小球垂直打在内壁上,速度的反向延长线一定过圆心,设速度与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向上的夹角为β,如下图
根据几何关系有
根据平抛运动的推论有
这与相矛盾,所以小球不可能垂直撞在内壁上,可知小球一定不能垂直打在碗内任何一个位置,B正确,C、D错误。
故选B。
2.如图所示,人在岸上通过定滑轮牵引小船。设水对小船的阻力不变,绳与滑轮之间的摩擦不计。在小船匀速靠岸的过程中( )
A.船受到的浮力变大
B.船受到的合力不断增大
C.绳的拉力F不变
D.人拉绳的速度变小
【答案】D
【详解】
ABC.船受重力、浮力、拉力和阻力做匀速运动,设绳子与水平方向的夹角为,如图所示
则为
因为船在匀速靠岸的过程中,增大,阻力不变,则拉力增大,船的浮力减小;小船匀速靠岸,合力始终为零,故ABC错误;
D.将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解,如图
拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度,由几何关系,得到
在小船靠岸的过程中,由于保持不变,也不断变大,故拉绳的速度不断变小,即做减速运动,故D正确。
故D正确。
【点睛】
解决本题的关键能够正确地对船进行受力分析,抓住水平方向和竖直方向合力为零,根据平衡分析。关键是找出小船的两个分运动,然后将合速度分解,求出合速度与拉绳子速度的表达式,再进行讨论。
3.如图所示,固定在水平地面上的圆锥体,顶端用轻绳系有一小球(视为质点),悬点到小球的距离为1.5m。现给小球一初速度,使小球恰好能在圆锥体侧面做匀速圆周运动。已知圆锥体母线与水平面的夹角为37°,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度大小g=10m/s2,不计空气阻力。则小球做匀速圆周运动的线速度大小为( )
A.2m/s B.4m/s C.5m/s D.6m/s
【答案】B
【详解】
由题意知,当小球重力与绳子拉力的合力刚好提供向心力时,物体与圆锥恰好无压力,即
解得
故B正确,ACD错误。
故选B。
4.某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A、B,A盘固定一个信号发射装置P,能持续沿半径向外发射红外线,P到圆心的距离为28 cm.B盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q,Q到圆心的距离为16 cm.P、Q转动的线速度相同,都是4π m/s.当P、Q正对时,P发出的红外线恰好进入Q的接收窗口,如图所示,则Q每隔一定时间就能接收到红外线信号,这个时间的最小值应为( )
A.0.56 s B.0.28 s C.0.16 s D.0.07 s
【答案】A
【详解】
P的周期:;Q的周期:;因为经历的时间必须等于它们周期的整数倍,根据数学知识,0.14和0.08的最小公倍数为0.56s,所以经历的时间最小为0.56s.故A正确,BCD错误.故选A.
5.如图所示,在竖直平面内有一固定的半圆环ACB,其中AB是它的水平直径,C为环上的最低点,环半径为R。一个小球从A点以速度v0水平抛出,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.只要v0足够大,小球一定可以不落在圆环上
B.只要v0取值不同,小球从抛出到落至环上的空中飞行时间就不同
C.初速v0取值越小,小球从抛出到落至环上的空中飞行时间就越小
D.无论v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环
【答案】D
【详解】
A.小球飞出后做平抛运动,竖直方向上必下落,故必落在圆环上,故A错误;
BC.平抛运动的物体飞行时间取决于竖直上下落的高度,当小球落在环上同一高度时飞行时间一定相同,但速度可不同;落点在C点左侧时速度大者时间长,落在C点右侧时速度越大时间越短,故BC错误;
D.因平抛运动的速度方向的反向延长线通过水平位移的中点,当小球垂直落在环上时,速度方向通过环心,而小球只要落在环上,水平位移都不可能达到2R,即水平位移的中点必在环心的左侧,故D正确。
故选:D。
6.如图所示的光滑斜面长为l,宽为b,倾角为θ=,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P以初速度v0水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,重力加速度为g,则( )
A.物块由P点运动到Q点所用的时间t=
B.物块在Q点的速度大小为
C.Q点物块所受重力的功率为
D.物