【备考2024：高一下学期期末考试】江苏省13大市高一物理下学期期末考试真题分类汇编（人教版2019必修第二册）——第五章～第六章 圆周运动

第五章 抛体运动 1. （2023南京市宁海中学期末）如图所示，在某次演习中，轰炸机沿水平方向投放一枚炸弹，经过时间炸弹恰好垂直击中山坡上的目标，已知炸弹平抛的初速度。若不计空气阻力，则山坡倾角为（　　）（重力加速度g取） A 15° B. 30° C. 45° D. 60° 【答案】B 【解析】炸弹在空中做平抛运动，炸弹击中目标时竖直分速度。设炸弹击中目标时速度方向与竖直方向的夹角为α，如图所示，则，得α=30°。根据几何关系可知山坡倾角θ=α=30°，A、C、D错误，B正确。故选B。 第六章 圆周运动 2. （2023无锡高一期末）某个走时准确的时钟，如图所示，分针与时针由转动轴到针尖的长度之比是，则分针针尖与时针针尖的线速度之比是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】在一个小时的时间内，分针每转过的角度为360°，而时针转过的角度为30°，根据，可得角速度之比ω1：ω2=360°：30°=12：1。由v=rω可得，线速度之比v1：v2=，故选B。 3. （2023南通高一期末）在冬奥会短道速滑比赛时，运动员在水平冰面的弯道上做匀速圆周运动，则运动员（　　） A. 受到的合力为0 B. 受到的合力大于所需的向心力 C. 加速度方向与速度方向垂直 D. 加速度方向与速度方向相同 【答案】C 【解析】运动员在水平冰面的弯道上做匀速圆周运动，则运动员受到的合力等于所需的向心力，A、B错误；运动员做匀速圆周运动，加速度方向指向圆心，与速度方向垂直，C正确，D错误。故选C。 4. （2023秦淮区高一期末）如图所示，钢架雪车比赛中，雪车以速率v通过截面为四分之一圆弧的弯道，弯道半径为R，不计雪车受到冰面摩擦力。在此情况中（　　） A. 运动员和雪车所受合外力为0 B. 轨道对雪车的弹力为其转弯的向心力 C. 若仅增大v，则雪车离轨道底部更高 D. 若仅增大R，则雪车离轨道底部更高 【答案】C 【解析】运动员和雪车在圆弧弯道内做圆周运动，处于非平衡状态，所受合力不为0，A不符合题意；轨道对雪车的弹力与运动员和雪车重力的合力为其转弯的向心力，B不符合题意；若仅增大v，雪车做圆周运动所需要向心力变大，轨道对雪车的支持力变大，则雪车离轨道底部更高，C符合题意；若仅增大R，雪车做圆周运动所需要的向心力变小，轨道对雪车的支持力变小，则雪车离轨道底部更低，D不符合题意。故选C。 5. （2023南京市宁海中学期末）2020年新冠疫情突然来袭，无人机成战“疫”利器。无人机在某次作业过程中在空中盘旋，可看成匀速圆周运动，已知无人机的质量为m，以恒定速率v在空中水平盘旋，如图所示，圆心为O，其做匀速圆周运动的半径为R，重力加速度为g，关于空气对无人机的作用力方向和大小的说法正确的是（　　） A. 竖直向上，F＝mg B. 竖直向上，F＝m C. 斜向右上方，F＝m D. 斜向右上方，F＝m 【答案】D 【解析】根据牛顿第二定律，飞机需要的向心力F合＝，飞机受重力、空气的作用力，根据平行四边形定则，如图，则空气对飞机的作用力F＝＝，故选D。 6. （2023无锡高一期末）如图所示，旋转秋千中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上，不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A. 座椅A的速度比座椅B的大 B. 座椅A与座椅B的向心加速度大小相等 C. 悬挂座椅A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等 D. 悬挂座椅A缆绳所受的拉力比悬挂座椅B的小 【答案】D 【解析】根据座椅A、B同轴转动可推知它们转动的角速度相等，结合v=ωr可推知座椅A、B速度的关系，再根据a=ωr2及座椅A、B圆周运动半径关系可推知向心加速度的大小关系，由F向=ma向及拉力与重力、向心力的关系可推知，座椅A、B缆绳的拉力大小。因为两座椅A、B均绕着圆盘轴做圆周运动，角速度ωA=ωB，假设圆盘转动的角速度很大，则座椅A、B均会被甩起来，由于绳长相等，可知座椅A做圆周运动的半径小于座椅B的半径，由v=ωr可知，座椅A的速度比座椅B的小，选项A错误；又由a=ωr2知，座椅A的向心加速度一定小于座椅B的向心加速度，B错误；由F向=ma向可知，FA向＜FB向，对座椅进行受力分析，如图所示： 拉力和重力的合力提供座椅A、B做圆周运动的向心力，则有F向=mgtanθ，可知悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角比B小，C错误；再由，可知悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，D正确。 故选D。 7. （2023南通高一期末）如图所示，光滑圆锥体固定于水平地面，顶端转轴处用光滑铰链分别连接两根轻杆，轻杆末端分别固定质量均为m=1.0kg的A、B两小球，连接A、B的杆长分别为l1=0.25m、l2=0.5m两杆沿圆锥体表面且与竖直方向夹角均为37°，已知，。g取10m/s2。 （1）整个装置处于静止状态时，求轻杆对A球的拉力大小F1； （2）转轴带动轻杆匀速转动时，A球刚要离开圆锥体表面，求； ①匀速转动的角速度； ②轻杆对B球的拉力大小F2。 【答案】（1） （2）① ② 【解析】（1）系统处于静止状态，对球A分析，由平衡条件，解得。（2）球A刚要离开圆锥体表面，①对球A受力分析，根据牛顿第二定律得，解得。 ②设球B恰脱离圆锥体表面时的角速度，则， 解得， 此时球B已脱离圆锥体表面，设连接球B的轻杆此时与竖直方向夹角为，分析球B可知， 则此时杆对球B的拉力为， 解得。 8. （2023扬州高一期末）如图所示，穿过小环的轻绳左端固定在水平杆的点，右端固定在杆上点。点与点距离为，杆绕过点的竖直轴匀速转动时，小球恰好位于点正下方，，已知小环质量为，重力加速度为，，不计一切摩擦，求： （1）轻绳对点的拉力大小； （2）杆转动的角速度。 【答案】（1） （2） 【解析】（1）小环在水平面内做匀速圆周运动，对小环受力分析 竖直方向， 解得。 （2）圆轨道半径， 水平方向， 解得。 实验：探究向心力大小的影响因素 9. （2023扬州高一期末）如图所示为探究向心力的大小与质量、角速度和运动半径之间关系的实验装置。 （1）在探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，用到的实验方法是________________。 A．理想实验　　 B．等效替代法　 　C．放大法　　 D．控制变量法 （2）在探究向心力与半径的关系时，应将质量相同的钢球分别放在挡板和挡板_______（选填“”或“”）处，将传动皮带套在两塔轮半径__________（选填“相同”或“不同”）的轮盘上。 （3）若两钢球质量和运动半径都相同，将皮带连接在左、右塔轮半径之比为的轮盘上，实验中匀速转动手柄时，观察到左、右标尺露出的等分格数之比约为______________。 【答案】（1）D （2）B 相同 （3） 【解析】（1）探究向心力与半径、质量、角速度的关系时，每次改变一个变量，控制其他量不变，用到的实验方法是控制变量法。故选D；（2）探究向心力与半径的关系时，应保证小球质量相等，角速度相等，半径不同，因此质量相等的小球分别放在挡板挡板和挡板处，确保半径不同，将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上确保角速度相同；（3） 用皮带连接的左、右塔轮线速度相同，根据，可知左、右塔轮角速度之比为，根据，可知两钢球受到向心力之比为，观察到左、右标尺露出的等分格数之比。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$