广东省广州市广东实验中学越秀学校2024-2025学年高一下学期物理限时训练7（0328）

2024-2025学年广东省广州市广东实验中学高一下学期物理限时训练7（0328） 一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求。1．物体做匀速圆周运动，下列说法中正确的是 A．物体的速度大小始终不变，物体做的是匀速运动 B．物体的速度大小不变，但方向时刻改变，是在做匀变速曲线运动 C．物体的速度大小不变，因而加速度为零，处于平衡状态 D．物体做的是变速运动，具有加速度，所受合外力不可能为零 2．摩天轮是一种大型转轮状的娱乐设施。如图所示，摩天轮在竖直平面内顺时针匀速转动，某时刻甲同学的座舱正好运动到最高点，而乙同学的座舱在最低点，另有丙同学的座舱在与转轴中心同高的位置，已知摩天轮半径为R，甲、乙同学的质量均为m，重力加速度为g，下列说法正确的是 A．此时座舱中的甲受力平衡 B．三位同学的向心加速度相同 C．此时甲对座舱底部的压力大于mg D．此时乙对座舱底部的压力大于mg 3．如图为冬奥会上安置在比赛场地外侧的高速轨道摄像机系统，当运动员加速通过弯道时， 摄像机与运动员保持同步运动以获得高清视频。关于摄像机，下列说法正确的是 A．在弯道上运动的速度不变 B．角速度比运动员在弯道上运动的更大 C．所受合外力的大致方向为 D．向心加速度比运动员的向心加速度更小 4．如图所示，质量为m的汽车通过半径为R的凸形圆弧路面的最高位置时， 速度大小为v，此时它对路面的压力大小为 A． B． C．mg D． 5．在城市设置环岛交通设施，可以有效减少交通事故。假设环岛路段为水平圆形路面，假设车道半径为50m，汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.8倍，g取 当汽车匀速率通过该环岛路段时，则汽车的运动 A．一定受到恒定的合外力作用 B．受重力、弹力、摩擦力和向心力的作用 C．最大速度不能超过D．最大速度不能超过 6. 如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10 m，该同学和秋千踏板的总质量约为50 kg。绳的质量忽略不计，当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8 m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为 A. 200 N B. 400 N C. 600 N D. 800 N 7. 如图所示是网球女双比赛中的一个场景，网球刚好到达最高点且距离地面H=1.5m时球员将球沿垂直球网方向水平击出。已知球网上沿距地面的高度为h=1m，击球位置与球网之间的水平距离为3m，与对面边界的水平距离取15m，g取10m/s2，不计空气阻力。若球能落在对面场地内，则下列说法正确的是 A．球被击出时的速度可能为35m/s B．球被击出时的最小速度为2m/s C．球击出时速度越大，飞行的时间越长 D．球落地时的速度方向与水平地面的夹角最大为30° 二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 8．如图所示，长为L的细绳一端固定，另一端系一质量为m的小球。给小球一个的初速度，小球可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g，下述正确的是 A．小球加速度的大小为g tanθ B．小球的线速度大小为 C．θ越大，绳子对小球的拉力越大 D．θ越大，小球运动的周期越大 9．为保证安全，铁路拐弯处内、外轨有一定的高度差，使质量为M0的火车以设计的速率v0在水平面内转弯时，内、外轨对车轮均无侧向压力，测得此时轨道对车轮的支持力大小为N0。当火车以实际速率v(v≠v0)在此弯道上转弯时，轨道将施于车轮一个与枕木平行的侧向压力F，已知重力加速度g，下列说法正确的是 A．若v>v0，侧向压力F方向由内轨指向外轨 B．若v>v0，轨道对车轮的支持力大于N0 C．在春运期间乘客较多，导致火车总质量大于M0，为保证安全，此时的行驶速率应该小于v0 D．该弯道的半径r= 10．如图所示，长为l的轻杆， 一端固定一个小球， 另一端固定在轴上， 使小球在竖直平面内做圆周运动。重力加速度为g。下列叙述正确的是 A．小球在最高点时的最小速度B．小球在最高点时，处于超重状态 C．小球在最高点时的速度v由逐渐增大， 杆对小球的拉力也逐渐增大 D．小球在最低点时， 杆对球的作用力一定为拉力 三、非选择题：本题共3小题，共54分。 11. （16分）某实验小组做探究影响向心力大小因素的实验，图甲为“向心力演示器”装置，已知挡板A、C到左右塔轮中心轴的距离相等，B到左塔轮中心轴距离是A的2倍，皮带按图乙三种方式连接左右变速塔轮，每层半径之比由上至下依次为1:1、2:1和3:1。 (1)在探究向心力与角速度的关系时，为了控制角速度之比为1:3，需要将传动皮带调至第 （填“一”、“二”或“三”）层塔轮，然后将两个质量相同的钢球分别放在 挡板（填“A、B”，“A、C”或“B、C”）处，匀速转动手柄，左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，则可得出的结论是 。 (2)在记录两个标尺露出的格数时，同学们发现要同时记录两边的格数且格数又不是很稳定，不便于读取。于是有同学提出用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数。下列对该同学建议的评价，正确的是______。 A．该方法可行，且不需要匀速转动手柄 B．该方法可行，但仍需要匀速转动手柄 C．该方法不可行，因不能确定拍照时露出的格数是否已稳定 12. （18分）消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成，如图所示，某次消防演练时消防水枪离地高度H=3m，离建筑物水平距离x=4.8m；建筑物上的着火点A离地高度h=1.2m，水从水枪枪口中水平射出后，恰好击中着火点A。不计空气阻力，取重力加速度大小g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求： （1）水从水枪枪口运动到着火点A的时间t； （2）水从水枪枪口水平射出的初速度v0； （3）水落到着火点A的速度与水平方向的夹角θ。 13.（20分）如图所示，水平轨道AB与竖直半圆形轨道BC在B点相切。质量m=1kg的小物块（可视为质点）以一定的初速度从水平轨道的A点向左运动，进入圆轨道后，沿圆轨道内侧做圆周运动，恰好到达最高C，之后离开圆轨道，做平抛运动，落在圆轨道上的D点。已知小物块在B点进入圆轨道瞬间，速度vB=3m/s，圆轨道半径R=0.1m，重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力。求： （1）小物块从B点进入圆轨道瞬间对轨道压力的大小； （2）小物块到达C点的瞬时速度vc的大小； （3）小物块的落点D与B点的距离。 参考答案 1．D【详解】A．做匀速圆周运动的物体的速度大小始终不变，但是方向不断变化，物体做的不是匀速运动，选项A错误； B．做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，但方向时刻改变，加速度不断变化，物体做非匀变速曲线运动，选项B错误； C．做匀速圆周运动的物体的速度大小不变，，但是方向不断变化，则加速度不为零，不是处于平衡状态，选项C错误； D．做匀速圆周运动的物体做的是变速运动，具有加速度，所受合外力不可能为零，选项D正确。 故选D。 2．D【详解】A．甲在做匀速圆周运动，不是平衡状态，因此甲的受力不平衡，故A错误； B．向心加速度是矢量，三位同学的向心加速度的方向都不一样，故向心加速度不相同，故B错误； CD．座舱中的乘客在做匀速圆周运动，其合力始终指向圆心，在最高点时，重力大于支持力，处于失重状态，在最低点时，支持力大于重力，处于超重状态，即乙对座舱底部的压力大于mg，故C错误，D正确。故选D。 3．【答案】C【详解】A．在弯道上运动的速度方向不断变化，则速度不断变化，选项A错误； B．摄像机与运动员保持同步运动，则角速度与运动员在弯道上的角速度相同，选项B错误； C．运动员加速通过弯道，则摄像机也加速通过弯道，所受合力方向指向轨迹的内侧，且与速度夹角为锐角，则所受合外力的大致方向为，选项C正确； D．根据a=ω2r，因角速度相同，而摄像机转弯的半径较大，则摄像机的向心加速度比运动员的向心加速度更大，选项D错误。故选C。 4．A 【详解】设路面对汽车的支持力为FN，对汽车由牛顿第二定律得解得，由牛顿第三定律有它对路面的压力大小为。故选A。 5．C【详解】AB．汽车做匀速率圆周运动，受重力、弹力、静摩擦力共三个力作用，其合力提供向心力，而合力大小不变方向改变是变力，故AB错误； CD．汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.8倍，车道半径，R，由牛顿第二定律有 解得故C正确，D错误。 故选C。 6. B [解析]该同学做圆周运动,在最低点每根绳子的作用力为F,有,解得F=410N,B选项正确。 7．D【详解】ABD．球能落到对面场地内，首先球要过网，因此球刚好从网上沿飞过时对应的初速度为最小的击出速度，由H-h=gt2得t=s 球在水平方向做匀速直线运动，则vmin==3m/s 球落地时竖直方向的分速度为vy==m/s 设落地时速度方向与水平地面间的夹角为θ，则tan θ=== 即夹角为θ=30°，此为落地时的最大夹角； 当以最大速度击出球时，由H=gt2得t1=s 则球被击出时的最大速度为vmax==5m/s≈27.38m/s AB错误，D正确； C．球被击出后做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，因为下落高度一定，因此球在空中飞行的时间不变，与击出时的速度无关，C错误。故选D。 8．AC【详解】小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，根据牛顿第二定律 小球做圆周运动的半径为 解得 根据牛顿第二定律 解得 根据牛顿第二定律 解得 由平衡条件有得绳子对小球拉力为 可见则越大，越小，周期越小，拉力越大，故AC正确，BD错误。故选AC。 9. BD【详解】AB．若v>v0，重力和支持力的合力不足以提供火车做圆周运动的向心力，火车有做离心运动的趋势，则此时外轨对车轮轮缘施加压力，即侧向压力F方向由外轨指向内轨，此时轨道对车轮的支持力大于N0，选项A错误，B正确；CD．火车以规定的速度转弯时满足 可知v0与火车的质量无关，该弯道的半径 选项C错误，D正确。故选BD。 10． CD【详解】A．小球在最高点的最小速度为零，此时重力等于杆子的支持力，故A错误； B．小球在最高点的速度为零时，小球所需向心力为零，重力和支持力二力平衡，小球处于平衡状态；小球在最高点的速度不为零时，小球所需向心加速度指向圆心，竖直向下，即小球处于失重状态，故B错误； C．当小球在最高点杆对球的作用力为零时，根据牛顿第二定律 解得 则在最高点球的速度v由逐渐增大时，由 可知，杆对小球的拉力也逐渐增大，故C正确； D．小球在最低点时，由 可知杆对球的作用力一定为拉力，故D正确。 故选CD。 11． (1) 三 A、C 在钢球质量和运动半径一定时，钢球做圆周运动时所需的向心力与角速度的平方成正比； (2)A 【详解】（1）[1]在探究向心力与角速度的关系时，为了控制角速度之比为，由线速度与角速度关系公式可知，因左、右变速塔轮是皮带传动，则左、右两变速塔轮边缘的线速度大小相等，则角速度与半径成反比，可知需要将传动皮带调至第三层塔轮。 [2]在探究向心力与角速度的关系时，需要使两钢球的转动半径和质量分别相同，因此将两个质量相同的钢球分别放在A、C挡板处。 [3] 匀速转动手柄，左侧标尺露出1格，右侧标尺露出9格，可知左侧钢球需要的向心力与右侧钢球需要的向心力之比是，则可得出的结论是：在钢球质量和运动半径一定时，钢球做圆周运动时所需的向心力与角速度的平方成正比。 （2）由题意可知，在转动手柄时，两边标尺露出的格数虽然不同，但是是同时显示的，即两边显示的格数比例关系不变，与是否需要匀速转动手柄无关，因此用手机拍照后再通过照片读出两边标尺露出的格数，该方法可行，且不需要匀速转动手柄。故选A。 12. 【答案】（1） ；（2） ；（3） 【详解】（1）水从水枪枪口运动到着火点A的过程中做平抛运动，竖直方向上有 解得 （2）水平方向上的位移 得 （3）水落到着火点A前瞬间竖直方向上的分速度大小 根据题意有 则 解得 13.【详解】（1）在B点，设轨道对小物块的支持力为，根据牛顿第二定律 根据牛顿第三定律可得，小物块从B点进入圆轨道瞬间对轨道压力 联立解得 （2）小物块恰好到达最高C，在点根据牛顿第二定律 解得 （3）小物块从点飞出后做平抛运动，竖直方向；水平方向 联立解得 2 / 5 1 / 5 学科网（北京）股份有限公司 $$