内容正文:
天津市第二新华中学高一下物理第一次月考
一、单选题(共9题,每题4分,共36分)
1.如图所示为神舟18号返回舱顺利返回地球的示意图,返回舱先与轨道舱分离再进行减速,调整姿态后从A点进入大气层,最后降落在地球上B点处,关于返回舱在A点受到的合外力F的示意图,下列可能正确的是( )
A. B.
C. D.
2.一质量为的物块在光滑水平面上以速度做匀速直线运动。某时刻开始受到与水平面平行的恒力作用,其速度大小先减小后增大,最小值为。下列图中初速度与恒力夹角正确的是( )
A. B.
C. D.
3.2024年央视春晚舞蹈节目《锦鲤》华丽登场,舞者巧借威亚展现别样东方美,寓意鱼跃龙门好运连连。如图所示,图甲为吊威亚表演者的照片,图乙为其简化示意图,工作人员 A以速度v沿直线水平向左匀速拉轻绳,表演者B在空中升起,则在此过程中( )
A.表演者B匀速上升
B.表演者B上升速度越来越小
C.表演者B处于超重状态
D.经过图示位置时, A与B的速度大小之比为
4.如图所示,快艇在静水中的航行速度大小为,某河流的水流速度大小为,已知快艇在此河流中渡河的最短时间为。若快艇以最短路程渡河,则渡河的时间为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,下列关于生活中圆周运动的实例分析,说法正确的是( )
A.图1汽车通过凹形桥的最低点时,汽车处于超重状态
B.图2“水流星”匀速转动过程中,在最高点处水对碗底压力大于其在最低处水对碗底的压力
C.图3铁路转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是利用轮缘与外轨的侧压力助火车转弯
D.图4脱水桶脱水时,转速越大,衣服受到的摩擦力也越大
6.如图所示,在水平转台的某一半径上的两点A、B下固定长度相等的轻质细绳,细绳另一端有质量相等的两相同小球1和小球2。当水平转台绕着竖直轴做匀速转动稳定时( )
A.两小球线速度大小相等 B.两小球向心加速度大小相等
C.细线与竖直方向的夹角大于 D.小球1所受细绳的拉力小于小球2所受细绳的拉力
7.伦敦眼是英国伦敦标志性建筑,直径约为136米,共有32个乘坐舱,每个乘坐舱可载客约16名,转动一圈大概需要30分钟。坐在其中的游客随乘坐舱的转动可视为匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.游客受到乘坐舱的作用力等于其重力
B.该运动的线速度大小约为0.24m/s
C.该运动是一种匀变速曲线运动
D.游客所处的乘坐舱运动到摩天轮最低点时,游客处于失重状态
8.如图所示,一质量为的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的径向最大静摩擦力为。当汽车经过半径为的弯道时,下列判断正确的是( )
A.汽车转弯时受到重力、弹力、摩擦力和向心力
B.汽车安全转弯的向心加速度不超过
C.汽车转弯速度为时汽车会发生侧滑
D.汽车转弯速度为时所需的向心力为
9.如图,当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时,车对桥顶的压力为车重的;如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时,恰好不受桥面支持力作用,则汽车通过桥顶的速度应为(g取10 m/s2)( )
A.15 m/s B.20 m/s C.25 m/s D.30 m/s
二、多选题(共5题,每题4分,共20分)
10.如图是市面上的一款逗猫玩具——电动旋转仿真蝴蝶,轻质弹性杆一端固定在电机上,另一端套有一只质量为m的蝴蝶模型,启动电机使蝴蝶在水平面内绕圆心O点做半径为R的匀速圆周运动,角速度为,不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.蝴蝶运动的线速度大小为
B.蝴蝶在单位时间内速度变化量恒定
C.细杆对蝴蝶的作用力大于
D.细杆对蝴蝶的作用力指向圆心O点
11.如图所示,先后将、两小球从空中同一水平线上的两点沿同一方向水平抛出,两球的运动轨迹相交于P点。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.抛出时,a球速度大于b球速度
B.抛出后,a球速度变化比b球快
C.经过P点时,两球竖直速度相等
D.从抛出至P点,a球速度变化量大于b球速度变化量
12.某人站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为的小球,使球在竖直平面内以手为圆心做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳恰好受到所能承受的最大拉力被拉断,球以绳断时的速度水平飞出,通过水平距离后落地。已知握绳的手离地面高度为,手与球之间的绳长为,重力加速度,忽略空气阻力。则( )
A.从绳断到小球落地的时间为0.3s
B.小球落地时的速度大小为4m/s
C.绳子的最大拉力为16N
D.绳子的最大拉力为21.5N
13.如图所示,倾角为30°的倾斜圆盘绕垂直盘面的轴以角速度匀速转动,盘面上有一个离转轴距离为r、质量为m的小物体(可视为质点)随圆盘一起转动。PQ、MN是小物体轨迹圆互相垂直的两条直径,P、Q、M、N是圆周上的四个点,且P是轨迹圆上的最高点,Q是轨迹圆上的最低点,则( )
A.小物体所受静摩擦力最大值为
B.在最高点P处,小物体所受静摩擦力一定指向圆心
C.小物体在Q点最容易发生滑动
D.在M处,小物体所受静摩擦力大小
14.如图所示,在匀速转动的水平圆盘上,沿直径方向放着用轻绳相连的物体A和B,A和B质量都为m。它们分居圆心两侧,与圆心距离分别为,, A、B与圆盘间的动摩擦因数相同且均为μ。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当圆盘转速从零开始逐渐加快到两物体刚好要发生但还未发生滑动时,下列说法正确的是( )
A.绳子的最大张力为2μmg
B.当轻绳恰好出现拉力时,A所受的摩擦力大小为
C.当A所受的摩擦力为零时,圆盘的角速度为
D.随着转速的增大,A所受的摩擦力一直减小,而B所受的摩擦力一直增大
三、实验题
15.(4分)用向心力演示仪探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和轨道半径r的关系实验:
(1)本实验所采用的实验探究方法是__________;
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.放大法
(2)探究向心力与角速度之间的关系时,同时应将质量相同的小球分别放在__________处。
A.挡板A与挡板B B.挡板A与挡板C C.挡板B与挡板C
16.(12分)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从________位置上无初速度滚下,在一张印有小方格的纸上记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,如图中的a、b、c、d所示.
B.按图安装好器材,注意斜槽末端________和平板竖直,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.
C.取下白纸以O为原点,以竖直线为y轴建立平面直角坐标系,用平滑曲线画出小球做平抛运动的轨迹.
(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.
(2)上述实验步骤的合理顺序是________.(4分)
(3)已知图中小方格的边长L=2.5 cm,则小球平抛的初速度为v0=________m/s,小球在b点的速率为________m/s.(取g=10m/s2)
四、解答题
17.(12分)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4m/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2m,人和车的总质量为200kg,特技表演的全过程中,空气阻力不计.(计算中取g=10m/s2.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点时速度大小及圆弧对应圆心角θ.
(3)若已知人和车运动到圆弧轨道最低点O速度为6m/s,求此时人和车对轨道的压力.
18.(16分)如图所示,倾角为的斜面体ABC固定在水平面上,一质量为m的小球(视为质点)用长为L的轻质细线悬挂在天花板上的M点,小球静止在N点,N点正好位于B点的正上方。现让小球在竖直面内摆动,当小球运动到N点时,突然剪断细线,小球从N点水平向右飞出落到斜面上的P点。已知N、P两点的连线与斜面垂直,且N、B两点间的高度差为H,重力加速度大小为g,忽略空气阻力。
(1)求N、P两点间的距离以及小球从N点运动到P点的平均速度的大小;
(2)求小球刚到达N点还未剪断细线时细线拉力的大小;
(3)让小球以不同的速度从N点水平飞出落到斜面上,落点不一定为P点,若,求小球落到斜面上的速度最小时,小球平抛运动过程下落的高度。
答案第1页,共2页
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《天津市第二新华中学高一下物理第一次月考》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
A
C
A
A
D
B
B
B
AC
题号
11
12
13
14
答案
AC
AD
AC
BC
1.D
【详解】神舟18号返回舱在A点进入大气层,受到的空气阻力与速度方向相反,此时还受到地球对其指向地心的引力(重力),这两个力的合力方向应介于这两力的夹角之间,故ABC错误,D正确。
故选D。
2.A
【详解】根据题意知初速度与恒力的夹角大于,如图所示将速度沿力方向和垂直力方向分解,设速度与垂直力方向夹角为,则有
解得,则初速度与恒力夹角为。
故选A。
3.C
【详解】D.根据沿绳方向速度大小相等可知
当时,A与B的速度大小之比为2:,故D错误;
ABC.工作人员A以速度v沿直线水平向左匀速拉轻绳,角变小,则变大,即B向上做加速运动,加速度向上,处于超重状态,故AB错误,C正确。
故选C。
4.A
【详解】当渡河时间最短时,船头指向河对岸,则河宽
d=vct1=13×12m=156m
若快艇以最短路程渡河,则合速度垂直河岸,则渡河时间
故选A。
5.A
【详解】A.图1汽车通过凹形桥的最低点时,汽车的加速度方向向上,汽车处于超重状态,故A正确;
B.图2“水流星”匀速转动过程中,在最高点处,根据牛顿第二定律可得
可得
在最低点处,根据牛顿第二定律可得
可得
所以
根据牛顿第三定律可知,在最高点处水对碗底压力小于其在最低处水对碗底的压力,故B错误;
C.图3铁路转弯处,通常要求外轨比内轨高,当火车按规定速度转弯时,由重力和支持力的合力完全提供向心力,从而减轻轮缘对轨道的挤压,故C错误;
D.图4脱水桶脱水时,桶壁对衣物的摩擦力等于衣物的重力,不会随着转速的增大而增大,故D错误。
故选A。
6.D
【详解】A.小球1、2共轴转动,角速度相等,小球1转动的半径小于小球2,根据
可知,小球1的线速度小,故A错误;
B.根据
知,两小球转动的半径不等,则向心加速度大小不等,故B错误;
CD.小球做圆周运动的向心力由重力和绳子的拉力提供,则有
由于小球2的半径大,则小球2的绳与竖直方向的夹角大,所以小球1所受细绳的拉力小于小球2所受细绳的拉力,故C错误,D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.游客随着摩天轮做匀速圆周运动,加速度不为零,则游客受到乘坐舱的作用力大小不等于游客的重力,座舱的作用力和重力的合力提供向心力,故A错误;
B.游客做的是线速度约为
故B正确;
C.游客随摩天轮做匀速圆周运动,做的是一种非匀变速运动,故C错误;
D.游客所处的乘坐舱运动到摩天轮最低点时,加速度向上,则游客处于超重状态,故D错误。
故选B。
8.B
【详解】A.汽车在水平面转弯时做圆周运动,所受的力有重力、弹力、静摩擦力,摩擦力提供向心力,故A错误;
B.由路面对轮胎的径向最大静摩擦力为,由牛顿第二定律有
代入数据解得
故B正确;
CD.汽车转弯速度为时需要的向心力
由于
所以不会发生侧滑,故CD错误。
故选B。
9.B
【详解】汽车在拱桥的最高点时,向心力由重力和支持力的合力提供,当汽车通过拱桥顶点的速度为10 m/s时,根据牛顿第二定律
若支持力应为0,根据牛顿第二定律有
联立解得
故选B。
10.AC
【详解】A.根据线速度与角速度关系可知,蝴蝶运动的线速度大小为
故A正确;
B.根据
由于加速度大小不变,方向总是指向圆心,所以蝴蝶在单位时间内速度变化量大小相等,但方向不相同,故B错误;
CD.细杆对蝴蝶的作用力的竖直分量为
细杆对蝴蝶的作用力的水平分量为
则细杆对蝴蝶的作用力大小为
细杆对蝴蝶的作用力斜向上,并不指向圆心,故C正确,D错误。
故选AC。
11.AC
【详解】A.由轨迹可知,两球的竖直位移相等,根据,可知两球的运动时间相等,球的水平位移大于球,根据,可知抛出时,a球的水平速度大于b球的水平速度,即抛出时,a球速度大于b球速度,故A正确;
B.抛出后,两球的加速度均为重力加速度,即速度变化快慢相同,故B错误;
C.竖直方向,根据,可知经过P点时两球竖直速度相等,故C正确;
D.从抛出至P点,根据,可知两球速度变化量相同,故D错误。
故选AC。
12.AD
【详解】A.从绳断到小球落地的时间为
选项A正确;
B.小球抛出时的水平速度
则落地时的速度大小为
选项B错误;
CD.小球在圆周最低点时
解得绳子的最大拉力为
选项C错误,D正确。
故选AD。
13.AC
【详解】ABC.物体在P点受重力和静摩擦力以及支持力,沿斜面方向的合力提供向心力,所以摩擦力可能背离圆心,也可能指向圆心,当摩擦力背离圆心时
解得
当摩擦力指向圆心时
解得
物体在Q点时合力提供向心力,所以摩擦力沿斜面向上,根据牛顿第二定律
解得
所以小物体所受静摩擦力最大值为,即小物体在Q点最容易发生滑动。故AC正确;B错误;
D.小物体在M点所受的合力提供向心力,所以
故D错误。
故选AC。
14.BC
【详解】A.当A刚要向内滑动时,绳子的张力最大,对A、B分别根据牛顿第二定律得
解得
故A错误;
B.当轻绳恰好出现拉力时,B恰好摩擦力最大,对B根据牛顿第二定律得
对A根据牛顿第二定律得
解得
故B正确;
C.当A所受的摩擦力为零时,对B根据牛顿第二定律得
对A根据牛顿第二定律得
解得
故C正确;
D.当时,随着转速的增大,A所受的摩擦力增大,直到A开始滑动;当绳子无拉力时,随着转速的增大,B所受的摩擦力增大,当绳子有拉力时,随着转速的增大,B所受的摩擦力不变,直到B开始滑动,故D错误。
故选BC。
15. C B
【详解】(1)[1]在探究向心力大小F与物体的质量m、角速度ω和轨道半径r的关系时,应先保持质量m、角速度ω和轨道半径r中的任意两个物理量不变,探究向心力大小F与第三个物理量的关系,因此本实验所采用的实验探究方法是控制变量法,ABD错误,C正确。
故选C。
(2)[2]探究向心力与角速度之间的关系时,应控制两小球的质量和轨道半径相同,角速度不同,因此同时应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C处,同时选择半径不同的两个塔轮,AC错误,B正确。
故选B。
16. 同一 切线水平 BAC 1.0 1.25
【详解】A.在研究平抛运动时,为了保证每次小球到达轨道末端速度相同,每次必须从同一位置由静止释放.
B.为了保证小球初速度水平,则斜槽末端切线必须水平.
(2)根据实验操作,应先安装器材,然后让小球多次做平抛运动取点,最后取下白纸,用平滑曲线描绘轨迹,合理顺序为BAC.
(3)竖直方向匀加速运动:,解得时间间隔:,水平方向匀速运动:,解得:;在b点竖直速度:,所以在b点的速率为
17.(1)1.6m (2)m/s,90° (3)5600N
【详解】(1)车做的是平抛运动,很据平抛运动的规律可得:
竖直方向上:
水平方向上:
可得:
.
(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,则:
即,所以:
(3)对摩托车受力分析可以知道,摩托车受到的指向圆心方向的合力作为圆周运动的向心力,所以有:
当时,计算得出.
由牛顿第三定律可以知道人和车在最低点O时对轨道的压力为5600 N.
答:(1)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离.
(2)从平台飞出到达A点时速度,圆弧对应圆心角.
(3)当最低点O速度为6m/s,人和车对轨道的压力5600 N.
18.(1),
(2)
(3)y = 1
【详解】(1)设N、P两点间的距离为s,即为小球做平抛运动的位移,根据几何关系可得
,,
联立解得
,,
则小球从N点运动到P点的平均速度的大小为
(2)小球平抛的水平速度为
在N点,根据牛顿第二定律有
解得
(3)设小球落在斜面上的速度为v,则有
又根据
,,
联立可得
又根据几何关系可得
解得
可知当y = 1时,v有最小值。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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