内容正文:
赣州一中2026年3月高一年级物理学科质量
检测试题
一、选择题(1-7题单选题,每小题4分,8-10多选题,每小题6分,全对得6分,选不全的得3分,有选错或不选的得0分,共46分。)
1. 关于圆周运动,下列说法正确的有( )
A. 匀速圆周运动的线速度不变 B. 匀速圆周运动的加速度不变
C. 匀速圆周运动的合力大小不变,方向始终指向圆心 D. 圆周运动的合力一定指向圆心
【答案】C
【解析】
【详解】A.线速度是矢量,匀速圆周运动中速度大小不变,但方向时刻变化,故线速度变化,A错误。
B.加速度(向心加速度)大小不变,但方向始终指向圆心,故方向变化,加速度是变量,B错误。
CD.匀速圆周运动中,合力提供向心力,大小恒定不变,方向始终指向圆心,在非匀速圆周运动中,存在切向加速度,合力有切向分量,不指向圆心,C正确,D错误。
故选C。
2. 如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动盘面上有一小物块随圆盘一起运动。关于小物块受力情况,下列说法正确的是( )
A. 小物块受重力、支持力
B. 小物块受重力、支持力、向心力
C. 小物块受重力、支持力、静摩擦力
D. 小物块受重力、支持力、静摩擦力、向心力
【答案】C
【解析】
【详解】小物块竖直方向受到重力和支持力,水平方向受到静摩擦力提供小物块随圆盘一起转动所需的向心力。
故选C。
3. 两个质量相等的球形物体,两球心相距,他们之间的万有引力为F,若它们的质量都加倍,两球心的距离也加倍,它们之间的万有引力为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】两个质点相距r时,它们之间的万有引力为
若它们间的距离变为2倍,两个质点的质量变为原来的2倍,则它们之间的万有引力为
故选B。
【点睛】要注意万有引力是与质量乘积成正比,与距离的平方成反比。影响万有引力大小的变量有质量、距离,要考虑全面,不能考虑一个变量而忽略了另一个变量的变化。
4. 在学习了圆周运动的知识后,小李对圆周运动的相关知识产生了浓厚的兴趣。如图所示,他在光滑水平面上用轻绳(图中未画出)绑住小球,使小球在拉力F的作用下沿逆时针方向做匀速圆周运动。当小球经过P点时,小李突然使拉力F减小(不为零),则下列说法正确的是( )
A. 小球将沿轨迹Pa运动
B. 小球将沿轨迹Pb运动
C. 小球将沿原圆周轨迹运动
D. 小球将沿轨迹Pc运动
【答案】B
【解析】
【详解】小球在拉力F的作用下沿逆时针方向做匀速圆周运动,拉力F提供向心力,F减小后(不为零),则拉力F小于做圆周运动所需要的向心力,小球将做离心运动,即小球将沿轨迹Pb运动,故B正确。
5. 如图所示,质量为0.5kg的小球(视为质点)用长度为0.5m的轻质直杆连接,在竖直平面内做圆周运动。若小球在最高点时的速度大小为2m/s,取重力加速度大小,则此时小球所受杆的作用力是( )
A. 大小为4N的支持力 B. 大小为4N的拉力
C. 大小为1N的支持力 D. 大小为1N的拉力
【答案】C
【解析】
【详解】BD.当小球与杆没有相互作用力时,根据牛顿第二定律得
解得 ,杆对小球的作用力是支持力,BD错误;
AC.根据牛顿第二定律得 ,解得 ,A错误,C正确。
故选C。
6. 为了有利于汽车转弯,公路在转弯处常常采取垫高外侧的办法修建路基,如图所示,弯道处路面的倾角为,半径为r。则汽车完全不依靠摩擦力转弯的速率是(设转弯轨迹在一个水平面内)( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】高速行驶的汽车完全不依靠摩擦力转弯时所需的向心力由重力和路面的支持力的合力提供。根据牛顿第二定律得
计算得出
故ABD错误,C正确。
故选C。
7. 如图所示,在圆柱体内表面距离底面高为h处,给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度,小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合,圆柱体内表面光滑,重力加速度为g。则下列判断正确的是( )
A. 小滑块初速度越大,在桶中运动时间越短
B. 小滑块运动过程中速度、加速度越来越大
C. 小滑块对桶壁的压力越来越大
D. 滑落至底面时速度大小为
【答案】D
【解析】
【详解】AB.小滑块在竖直方向做自由落体运动,加速度恒定不变,根据
可得
可知小滑块在圆柱体中运动时间与无关,小球在水平方向的加速度大小也不变,则小球的加速度不变,故AB错误;
C.小滑沿着圆柱体表面方向的速度大小不变,所需向心力不变,则小滑块运动中对圆柱体内表面的压力大小不变,故C错误;
D.小滑块落至底面时竖直方向的速度
小滑块落至底面时的速度大小,故D正确。
故选D。
8. 小球质量为m,用长L的轻悬线固定于O点,在O点的正下方处钉有一颗钉子P,把悬线沿水平方向拉直,如图所示。若无初速度释放小球,当悬线碰到钉子后的瞬间(设线没有断)( )
A. 小球的角速度突然增大 B. 小球的线速度突然减小到零
C. 小球的向心加速度突然增大 D. 小球的线速度突然增大
【答案】AC
【解析】
【详解】BD.由题意知,当悬线运动到与钉子相碰时,悬线仍然竖直,小球在竖直方向仍然只受重力和悬线的拉力,故其运动方向不受力,线速度大小不变,选项BD错误;
AC.又,r减小,所以ω增大;,r减小,则a增大,故AC正确。
故选AC。
9. 如图所示为地球绕太阳公转轨道的示意图,若仅考虑太阳对地球的引力作用,下列说法正确的是( )
A. 夏至时地球的运行速度最大
B. 从冬至到春分的运行时间为公转周期的四分之一
C. 地球和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
D. 地球绕太阳运动的轨迹是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律,冬至时地球的运行速度最大,A错误;
B.根据开普勒第二定律,冬至时地球的运行速度最大,夏至时地球的运行速度最小,从冬至到春分的运行时间小于公转周期的四分之一,B错误;
C.根据开普勒第二定律,地球和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,C正确;
D.根据开普勒第一定律,地球绕太阳运动的轨迹是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上,D正确。
故选CD。
10. 如图所示,小物块A、B、C与水平转台相对静止,B、C间通过原长为1.5r、劲度系数的轻弹簧连接,已知A、B、C的质量均为m,A与B之间的动摩擦因数为,B、C与转台间的动摩擦因数均为,A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是( )
A. 当角速度为时,C恰要滑动
B. 当角速度为时,B与转台间摩擦力为零
C. 当B与转台间摩擦力为零时,A受到的摩擦力为
D. 当A、B及C均相对转台静止时,允许的最大角速度为
【答案】ABD
【解析】
【详解】BC.轻弹簧原长为1.5r,劲度系数,则弹簧弹力为
对物块A,当静摩擦力达到最大时,有
解得物块A允许的最大角速度为
对小物块A、B整体,当B与转台间摩擦力为零时,有
解得角速度
此时对物块A,有
解得A受到的摩擦力为
故B正确,C错误;
AD.对小物块A、B整体,当B与转台间摩擦力最大时,有
解得整体允许的最大角速度为
对物块C,当C与转台间摩擦力最大时,有
解得物块C允许的最大角速度为
因为
所以当A、B及C均相对转台静止时,允许的最大角速度为,此时C恰要滑动。
故AD正确。
故选ABD。
二、实验题(每空2分,共18分。)
11. 一同学设计了一个有关圆周运动的实验,如图所示,质量为0.2kg的小滑块的中心固定一个遮光片,遮光片宽度为1cm,滑块套在水平杆上,滑块用细线与力传感器相连,杆和滑块在外力驱动下一起绕竖直轴做匀速圆周运动,滑块每经过光电门一次,通过光电门和力传感器就同时获得一组挡光时间Δt和拉力F的数据。
(1)若滑块(质量分布均匀)中心到转轴的距离为50cm,光电门测得挡光时间为0.02s,则滑块通过光电门时的线速度大小为______m/s,转动的角速度是______rad/s,向心力是______N
(2)本实验若不用光电门,可用秒表测得滑块转n圈所用的时间t,则角速度为______。
【答案】(1) ①. 0.5 ②. 1 ③. 0.1
(2)
【解析】
【小问1详解】
[1]滑块通过光电门时的线速度大小为
[2]滑块转动的角速度为
[3]向心力为
【小问2详解】
滑块转n圈所用的时间t,可得滑块做圆周运动的周期为
故角速度为
12. 如图甲所示为向心力演示仪,可验证小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的挡板A、B和短槽的挡板C分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1。变速塔轮自上而下有三种组合方式,如图乙所示。
(1)下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是______(填正确答案标号)。
A. 探究小车速度随时间变化的规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究平抛运动的特点 D. 探究加速度与力、质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,为验证向心力的大小与半径成正比的关系,则需要将传动皮带调至第______(填“一”“二”或“三”)层塔轮。
(3)在(2)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出4个格,右边标尺露出______个格,若其他条件不变,增大手柄转动的速度,则左,右两标尺露出的格数______(填“变大”“变小”或“不变”),两标尺露出格数的比值______(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)D (2)一
(3) ①. 2 ②. 变大 ③. 不变
【解析】
【小问1详解】
本实验所采用的实验方法是控制变量法,与该实验方法相同的实验是探究加速度与力、质量的关系。
故选D。
【小问2详解】
在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,为验证向心力的大小与半径成正比的关系,还需保持角速度相同,则需要将传动皮带调至第一层塔轮。
【小问3详解】
[1]在(2)的实验中,根据F=mω2r因两球质量和角速度相同,转动半径比为2∶1,可知左右两边小球的向心力之比为2∶1,则某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出4个格,右边标尺露出2个格;
[2][3]若其他条件不变,增大手柄转动的速度,则向心力变大,左、右两标尺露出的格数变大,因两边向心力之比等于半径比,可知两标尺露出格数的比值不变。
三、计算题(每题12分,共36分。应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 汽车转弯时如果速度过大,容易发生侧滑。因此,汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示,一辆质量的汽车在水平公路的弯道上行驶,速度大小,其轨迹可视为半径的圆弧。若汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度。
(1)求这辆汽车转弯时需要的向心力大小F;
(2)求汽车转弯时不发生侧滑所允许的最大速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
汽车转弯时需要向心力,由向心力公式
代入数据得
【小问2详解】
汽车不侧滑时,最大静摩擦力提供向心力,最大静摩擦力等于滑动摩擦力
由向心力公式
联立得
整理得
代入数据得
14. 如图所示,一个可视为质点的质量为2kg的木块从P点以初速度向右运动,木块与水平面间的动摩擦。因数木块运动到M点后水平抛出,恰好沿圆弧轨道AB的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力)。已知圆弧的半径R=0.5m,半径OA与竖直半径OB间的夹角(,木块到达A点时的速度取求:
(1)P到M的距离L;
(2)M、A间的水平距离x;
(3)木块在A点对轨道的压力的大小。
【答案】(1)2m (2)1.2m
(3)112N
【解析】
【小问1详解】
由题意可得,M点的速度为
木块在水平面上滑行时的加速度大小
P到M的距离
【小问2详解】
由题图可知,木块运动至A点时竖直方向的分速度为
设M点与A点的水平距离为x,竖直高度为h,有
解得
水平位移为
解得x=1.2m
【小问3详解】
设木块到达A点时,轨道对木块的支持力为,根据牛顿第二定律可得
解得FN=112N
由牛顿第三定律可知,木块对轨道的压力大小112N。
15. 长为的杆OC固定在地面上且与倾斜圆盘AB(厚度不计)垂直,装置截面如图所示,盘面与水平面夹角,圆盘可以以杆为轴旋转,利用该装置可以研究匀速圆周运动的相关规律,研究过程如下:将一大小可忽略。质量的物块放置于圆盘边缘最低点A点,物块与圆盘间动摩擦因数,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,观察到若圆盘做匀速圆周运动时的角速度小于等于lrad/s时,物块能够随圆盘一起匀速转动,否则会飞离圆盘,求:(g取)
(1)圆盘直径D;
(2)物块转到圆盘边缘最高点B点时受到的摩擦力:
(3)当圆盘做匀速圆周运动的角速度为1rad/s,物块旋转到最低点A点时,圆盘因故障突然停止转动,物块滑离圆盘,物块落地点距C点的距离。
【答案】(1);(2)大小为,方向沿斜面向上;(3)
【解析】
【详解】(1)圆盘旋转时,物块在A点受的摩擦力最大,当角速度等于lrad/s时,有
解得
(2)角速度等于lrad/s时,物块在B点受的摩擦力设为fB,有
解得摩擦力大小为
方向沿斜面向上。
(3)物块滑离圆盘后做平抛运动,平抛初速度为
下落高度为
竖直方向有
水平方向有
解得
A点在地面的投影到C点的距离为
所以物块的落地点到C点的距离为
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检测试题
一、选择题(1-7题单选题,每小题4分,8-10多选题,每小题6分,全对得6分,选不全的得3分,有选错或不选的得0分,共46分。)
1. 关于圆周运动,下列说法正确的有( )
A. 匀速圆周运动的线速度不变 B. 匀速圆周运动的加速度不变
C. 匀速圆周运动的合力大小不变,方向始终指向圆心 D. 圆周运动的合力一定指向圆心
2. 如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动盘面上有一小物块随圆盘一起运动。关于小物块受力情况,下列说法正确的是( )
A. 小物块受重力、支持力
B. 小物块受重力、支持力、向心力
C. 小物块受重力、支持力、静摩擦力
D. 小物块受重力、支持力、静摩擦力、向心力
3. 两个质量相等的球形物体,两球心相距,他们之间的万有引力为F,若它们的质量都加倍,两球心的距离也加倍,它们之间的万有引力为( )
A. B. C. D.
4. 在学习了圆周运动的知识后,小李对圆周运动的相关知识产生了浓厚的兴趣。如图所示,他在光滑水平面上用轻绳(图中未画出)绑住小球,使小球在拉力F的作用下沿逆时针方向做匀速圆周运动。当小球经过P点时,小李突然使拉力F减小(不为零),则下列说法正确的是( )
A. 小球将沿轨迹Pa运动
B. 小球将沿轨迹Pb运动
C. 小球将沿原圆周轨迹运动
D. 小球将沿轨迹Pc运动
5. 如图所示,质量为0.5kg的小球(视为质点)用长度为0.5m的轻质直杆连接,在竖直平面内做圆周运动。若小球在最高点时的速度大小为2m/s,取重力加速度大小,则此时小球所受杆的作用力是( )
A. 大小为4N的支持力 B. 大小为4N的拉力
C. 大小为1N的支持力 D. 大小为1N的拉力
6. 为了有利于汽车转弯,公路在转弯处常常采取垫高外侧的办法修建路基,如图所示,弯道处路面的倾角为,半径为r。则汽车完全不依靠摩擦力转弯的速率是(设转弯轨迹在一个水平面内)( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,在圆柱体内表面距离底面高为h处,给一质量为m的小滑块沿水平切线方向的初速度,小滑块将沿圆柱体内表面旋转滑下。假设滑块下滑过程中表面与圆柱体内表面紧密贴合,圆柱体内表面光滑,重力加速度为g。则下列判断正确的是( )
A. 小滑块初速度越大,在桶中运动时间越短
B. 小滑块运动过程中速度、加速度越来越大
C. 小滑块对桶壁的压力越来越大
D. 滑落至底面时速度大小为
8. 小球质量为m,用长L的轻悬线固定于O点,在O点的正下方处钉有一颗钉子P,把悬线沿水平方向拉直,如图所示。若无初速度释放小球,当悬线碰到钉子后的瞬间(设线没有断)( )
A. 小球的角速度突然增大 B. 小球的线速度突然减小到零
C. 小球的向心加速度突然增大 D. 小球的线速度突然增大
9. 如图所示为地球绕太阳公转轨道的示意图,若仅考虑太阳对地球的引力作用,下列说法正确的是( )
A. 夏至时地球的运行速度最大
B. 从冬至到春分的运行时间为公转周期的四分之一
C. 地球和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
D. 地球绕太阳运动的轨迹是椭圆,太阳位于椭圆的一个焦点上
10. 如图所示,小物块A、B、C与水平转台相对静止,B、C间通过原长为1.5r、劲度系数的轻弹簧连接,已知A、B、C的质量均为m,A与B之间的动摩擦因数为,B、C与转台间的动摩擦因数均为,A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,以下说法正确的是( )
A. 当角速度为时,C恰要滑动
B. 当角速度为时,B与转台间摩擦力为零
C. 当B与转台间摩擦力为零时,A受到的摩擦力为
D. 当A、B及C均相对转台静止时,允许的最大角速度为
二、实验题(每空2分,共18分。)
11. 一同学设计了一个有关圆周运动的实验,如图所示,质量为0.2kg的小滑块的中心固定一个遮光片,遮光片宽度为1cm,滑块套在水平杆上,滑块用细线与力传感器相连,杆和滑块在外力驱动下一起绕竖直轴做匀速圆周运动,滑块每经过光电门一次,通过光电门和力传感器就同时获得一组挡光时间Δt和拉力F的数据。
(1)若滑块(质量分布均匀)中心到转轴的距离为50cm,光电门测得挡光时间为0.02s,则滑块通过光电门时的线速度大小为______m/s,转动的角速度是______rad/s,向心力是______N
(2)本实验若不用光电门,可用秒表测得滑块转n圈所用的时间t,则角速度为______。
12. 如图甲所示为向心力演示仪,可验证小球做圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系。长槽的挡板A、B和短槽的挡板C分别到各自转轴中心距离之比为1∶2∶1。变速塔轮自上而下有三种组合方式,如图乙所示。
(1)下列实验中与本实验所采用的实验方法相同的是______(填正确答案标号)。
A. 探究小车速度随时间变化的规律 B. 探究两个互成角度的力的合成规律
C. 探究平抛运动的特点 D. 探究加速度与力、质量的关系
(2)在某次实验中,把两个质量相等的钢球放在B、C位置,为验证向心力的大小与半径成正比的关系,则需要将传动皮带调至第______(填“一”“二”或“三”)层塔轮。
(3)在(2)的实验中,某同学匀速转动手柄时,左边标尺露出4个格,右边标尺露出______个格,若其他条件不变,增大手柄转动的速度,则左,右两标尺露出的格数______(填“变大”“变小”或“不变”),两标尺露出格数的比值______(填“变大”“变小”或“不变”)。
三、计算题(每题12分,共36分。应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案不给分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。)
13. 汽车转弯时如果速度过大,容易发生侧滑。因此,汽车转弯时不允许超过规定的速度。如图所示,一辆质量的汽车在水平公路的弯道上行驶,速度大小,其轨迹可视为半径的圆弧。若汽车轮胎与路面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度。
(1)求这辆汽车转弯时需要的向心力大小F;
(2)求汽车转弯时不发生侧滑所允许的最大速度。
14. 如图所示,一个可视为质点的质量为2kg的木块从P点以初速度向右运动,木块与水平面间的动摩擦。因数木块运动到M点后水平抛出,恰好沿圆弧轨道AB的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力)。已知圆弧的半径R=0.5m,半径OA与竖直半径OB间的夹角(,木块到达A点时的速度取求:
(1)P到M的距离L;
(2)M、A间的水平距离x;
(3)木块在A点对轨道的压力的大小。
15. 长为的杆OC固定在地面上且与倾斜圆盘AB(厚度不计)垂直,装置截面如图所示,盘面与水平面夹角,圆盘可以以杆为轴旋转,利用该装置可以研究匀速圆周运动的相关规律,研究过程如下:将一大小可忽略。质量的物块放置于圆盘边缘最低点A点,物块与圆盘间动摩擦因数,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,观察到若圆盘做匀速圆周运动时的角速度小于等于lrad/s时,物块能够随圆盘一起匀速转动,否则会飞离圆盘,求:(g取)
(1)圆盘直径D;
(2)物块转到圆盘边缘最高点B点时受到的摩擦力:
(3)当圆盘做匀速圆周运动的角速度为1rad/s,物块旋转到最低点A点时,圆盘因故障突然停止转动,物块滑离圆盘,物块落地点距C点的距离。
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