内容正文:
春季学期高一年级月考试卷(4月)
物理
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1~7题为单选题,每小题4分;第8~10题为多选题,每小题6分,选对但不全得3分,有选错得0分。)
1. 关于曲线运动的性质,下列说法正确的是( )
A. 做曲线运动的物体速度不一定改变
B. 物体做曲线运动时速度大小必定改变
C. 变速运动一定是曲线运动
D. 曲线运动一定是变速运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.速度是矢量,包含大小和方向,曲线运动中物体的速度方向沿轨迹切线方向,时刻发生变化,因此速度一定改变,故A错误;
B.曲线运动可以仅改变速度方向、保持速度大小不变,例如匀速圆周运动,故B错误;
C.变速运动指速度发生变化的运动,若仅速度大小变化、方向保持不变,属于匀变速直线运动,是直线运动而非曲线运动,故C错误;
D.曲线运动的速度方向时刻改变,因此速度一定发生变化,所以曲线运动一定是变速运动,故D正确。
故选D。
2. 如图所示,“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】探月卫星沿曲线从M点向N点飞行的过程中,做曲线运动,必有力提供向心力,且所受合力方向指向轨迹凹侧,由于探月卫星飞行过程中减速,且速度方向沿轨迹的切线方向,所以该过程中探月卫星所受的合力与速度方向的夹角要大于90°。
故选D。
3. 转篮球是一项难度较高的技巧,其中包含了许多物理知识。如图所示,假设某转篮高手能让篮球在他的手指上(手指刚好在篮球的正下方)匀速转动,下列有关描述正确的是( )
A. 篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处 B. 篮球上各点的向心力是由手指提供的
C. 篮球上各点做圆周运动的角速度相等 D. 篮球上各点离转轴越近,做圆周运动的向心加速度越大
【答案】C
【解析】
【详解】A.篮球上的各点做圆周运动时,是绕着转轴做圆周运动,圆心均在转轴上,A错误;
B.篮球旋转就是靠我们的手拍动篮球旋转,造成篮球旋转产生的向心力的,B错误;
C.篮球上的各点绕转轴做圆周运动,故角速度相同,C正确;
D.由于角速度相同,根据
a=ω2r
可知篮球上各点离转轴越近,做圆周运动的向心加速度越小,D错误。
故选C。
4. 如图所示,一个水平圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动,小物块 A 放在圆盘上且与盘保持相对静止.则物块 A 的受力情况是( )
A. 重力、支持力
B. 重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C. 重力、支持力、向心力和摩擦力
D. 以上说法均不正确
【答案】B
【解析】
【详解】物体做匀速圆周运动,合力提供向心力,指向圆心;物体受重力、支持力、静摩擦力,其中重力和支持力二力平衡,静摩擦力提供向心力,向心力是合力,不能说成物体受到向心力,B正确,ACD错误。
故选B。
5. 在同一高处的O点向固定斜面上水平抛出两个物体A和B,做平抛运动的轨迹如图所示.则两个物体做平抛运动的初速度vA、vB的大小关系和做平抛运动的时间tA、tB的关系分别是
A. vA>vB tA<tB
B. vA<vB tA>tB
C. vA>vB tA>tB
D. vA=vB tA=tB
【答案】A
【解析】
【详解】根据公式知,B下降的高度大,则B的运动时间长,即tA<tB,
根据x=v0t知,xA>xB,则vA>vB.
故选A.
6. 如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4 m/s,则船在静水中的最小速度为( )
A. 2 m/s B. 2.4 m/s C. 3 m/s D. 5 m/s
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据矢量三角形法可知,当船速与AB垂直时,速度最小
根据几何知识可得
解得
故选B。
7. 如图高台跳雪运动员a、b(可视为质点)从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出。不计空气阻力,则两名运动员从飞出至落到雪坡(可视为斜面)上的整个过程中,下列说法正确的是
A. 飞行时间之比为
B. 飞行的水平位移之比为1∶4
C. 落到雪坡上的瞬时速度方向一定不相同
D. 在空中离雪坡面的最大距离之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.a、b运动员落在斜面上都满足
解得
所以,故A错误;
B.飞行的水平位移之比为,故B正确;
C.假设落到雪坡上的瞬时速度方向与水平方向的夹角为,则
斜面倾角不变,可知两运动员落到雪坡上的瞬时速度方向一定相同,故C错误;
D.将初速度分解为垂直于斜面的和平行于斜面的,垂直斜面方向做匀变速直线运动,有,垂直斜面方向的加速度为,垂直于斜面方向达到最大距离时有,解得
所以在空中离雪坡面的最大距离之比为,故D错误。
故选B。
8. 关于圆周运动的概念与规律,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动的向心力等于合力
B. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
C. 做匀速圆周运动的物体所受合力减小将做离心运动
D. 匀速圆周运动的线速度不变
【答案】AC
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动的向心力由合力提供,因此向心力等于合力,故A正确;
B.匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻变化,加速度不恒定,不属于匀变速运动,故B错误;
C.做匀速圆周运动的物体所需向心力为
当合力减小时,实际提供的合力小于所需向心力,物体将做离心运动,故C正确;
D.线速度是矢量,匀速圆周运动的线速度大小不变,但方向沿切线方向时刻改变,因此线速度是变化的,故D错误。
故选AC。
9. 如图所示,小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力,则( )
A. A和B的位移大小相等 B. A的运动时间是B的2倍
C. A的初速度是B的 D. A的末速度比B的大
【答案】AD
【解析】
【详解】A.位移为初位置到末位置的有向线段,如图所示可得
,
A和B的位移大小相等,A正确;
B.平抛运动运动的时间由高度决定,即
,
则A的运动时间是B的倍,B错误;
C.平抛运动,在水平方向上做匀速直线运动,则
,
则A的初速度是B的,C错误;
D.小球A、B在竖直方向上的速度分别为
,
所以可得
,
即,D正确。
故选AD。
10. 如图甲为火车过铁轨弯道时的情景,轨道的正视图如图乙所示。已知此处内外铁轨高度差为h,内外轨道的水平距离为d,火车转弯的轨道半径为R,火车的质量为m,火车速度为v,重力加速度为g,不考虑火车长度对受力情况造成的影响。下列说法正确的是( )
A. 当时,火车对内外轨道没有侧向挤压
B. 当时,火车对内轨道有侧向挤压
C. 火车受到的轨道对它的作用力大小为
D. 当时,火车轮缘受到的侧向挤压力大小为
【答案】AC
【解析】
【详解】AC.火车对内外轨道没有侧向挤压时,火车受到轨道对火车的支持力N和重力G的合力提供向心力。支持力N的方向垂直轨道平面,轨道平面倾斜角,则有
,
竖直方向受力平衡,则有
水平方向合力提供向心力,则有
联立得
此时列车轮缘不会挤压内、外轨道,火车受到的轨道对它的作用力大小为,故AC正确;
B.当时,所需向心力增大,仅支持力水平分力不足以提供火车转弯所需向心力,火车会挤压外轨以获得额外向心力,而非内轨,故B错误;
D.当时,火车轮缘受到的侧向挤压力大小不是定值,和v有关。故D错误。
故选AC。
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1)在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法;
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法
(2)若图中标尺上红白相间的等分格显示之比为,则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______(填选项前的字母)。
A. B. C. D.
【答案】 ①. C ②. B
【解析】
【详解】(1)[1]主要用到控制变量法,在质量m、角速度ω和半径r有一个条件不同时,向心力的大小如何变化,C正确,ABD错误。
故选C。
(2)[2] 根据
两个小球质量与转动半径相同,因此转动的角速度之比
而皮带连接的两个轮塔半径边缘的速度相等,根据
可得
故选B。
12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时,竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上点由静止滚下,撞击挡板留下点迹,将挡板依次水平向右移动,重复实验,挡板上留下点迹、、、。以点迹为坐标原点,竖直向下建立坐标轴,各点迹坐标值分别为、、、。
(1)斜槽轨道________要光滑,斜槽末端切线_______要水平,(均填“一定”或“不一定”),同一高度静止释放的目的是________。
(2)将钢球视为质点,当地的重力加速度大小为,若用、和表示,则钢球抛出时的初速度大小 _______
(3)在另一次实验中,将白纸换成方格纸,方格纸中每小格的边长均为,通过实验,记录了钢球在运动过程中的三个位置,如图乙所示。将钢球视为质点,已知当地的重力加速度大小为,则钢球做平抛运动的初速度大小_______,钢球经过点时的速度大小 _______。
【答案】(1) ①. 不一定 ②. 一定 ③. 保证钢球每次做平抛运动的初速度大小相同
(2)
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
[1]只要钢球从斜槽上同一位置由静止滚下,钢球经过斜槽末端时的速度就相同,因此斜槽轨道不一定要光滑;
[2]若斜槽末端切线不水平,则钢球离开斜槽末端后在空中不做平抛运动,因此斜槽末端切线一定要水平;
[3]保证钢球每次做平抛运动的初速度大小相同。
【小问2详解】
点迹0在抛出点位置,点迹4水平位移为,竖直位移为,由平抛规律,水平方向
竖直方向(自由下落)
联立消去得
【小问3详解】
[1]由图乙可知,A、B、C三点水平位移差均为,说明相邻两点的时间间隔相等,竖直方向,A到B位移
B到C位移
由匀变速直线运动规律
得
即
水平方向初速度
[2]B点竖直分速度等于AC段竖直方向平均速度
合速度
三、计算题(本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分。)
13. 如图所示,质量为46.0kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角向上的拉力F作用下,沿水平面以6m/s的速度匀速运动,雪橇与地面间动摩擦因数为0.20;取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6。求:
(1)拉力F的大小;
(2)撤去拉力F后,雪橇还可以继续滑行多远?
【答案】(1)100N;(2)9m
【解析】
【详解】
(1)如图所示,由题知在F作用下做匀速运动,对雪橇受力分析并进行正交分解
水平方向
竖直方向
代入得
(2)当撤去力F雪橇在摩擦力作用下做匀减速运动,对雪橇,由牛顿第二定律得
由运动学公式得
代入得
14. 如图所示,物块A(可视为质点)从O点水平抛出,抛出后经0.6s抵达斜面上端P处时速度方向与斜面平行。此后物块紧贴斜面向下运动,又经过2s物块到达斜面底端时的速度为14m/s。已知固定斜面的倾角θ=37°,g取10m/s2.试求:
(1)抛出点O与P点的竖直距离h;
(2)物块A从O点水平抛出的初速度v0;
(3)物块与斜面之间的动摩擦因数。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)物体A竖直方向做自由落体运动,则有
(2)物体A竖直方向做自由落体运动,则有
故有
(3)由题意可知
由运动学方程有
在斜面上,受力分析可得
解得
联立解得
15. 如图所示,半圆形金属轨道AB固定在水平面上,轨道半径为R,直径AOB竖直。将一质量为m的小球从轨道最低点B以某一速率水平向左射入,小球在最高点对轨道压力为重力的3倍,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球从A点抛出到落地经历的时间;
(2)求小球经过A点的速率;
(3)已知小球经过B点的速率与小球落地的速率相等,求小球进入轨道时对B点的压力大小。
【答案】(1)
(2)
(3)9mg
【解析】
【小问1详解】
小球从A点抛出后,根据平抛运动的规律可得
解得
【小问2详解】
小球在最高点,根据牛顿第二定律和牛顿第三定律可得
解得
【小问3详解】
小球落地时竖直方向的速度大小为
所以小球落地时速度大小为
小球进入轨道时,在B点,根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可得,小球进入轨道时对B点的压力大小为9mg。
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春季学期高一年级月考试卷(4月)
物理
一、选择题(本题共10小题,共46分。第1~7题为单选题,每小题4分;第8~10题为多选题,每小题6分,选对但不全得3分,有选错得0分。)
1. 关于曲线运动的性质,下列说法正确的是( )
A. 做曲线运动的物体速度不一定改变
B. 物体做曲线运动时速度大小必定改变
C. 变速运动一定是曲线运动
D. 曲线运动一定是变速运动
2. 如图所示,“嫦娥号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中,速度逐渐减小,在此过程中探月卫星所受合力方向可能是下列图中的( )
A. B.
C. D.
3. 转篮球是一项难度较高的技巧,其中包含了许多物理知识。如图所示,假设某转篮高手能让篮球在他的手指上(手指刚好在篮球的正下方)匀速转动,下列有关描述正确的是( )
A. 篮球上各点做圆周运动的圆心均在球心处 B. 篮球上各点的向心力是由手指提供的
C. 篮球上各点做圆周运动的角速度相等 D. 篮球上各点离转轴越近,做圆周运动的向心加速度越大
4. 如图所示,一个水平圆盘绕通过圆盘中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动,小物块 A 放在圆盘上且与盘保持相对静止.则物块 A 的受力情况是( )
A. 重力、支持力
B. 重力、支持力和指向圆心的摩擦力
C. 重力、支持力、向心力和摩擦力
D. 以上说法均不正确
5. 在同一高处的O点向固定斜面上水平抛出两个物体A和B,做平抛运动的轨迹如图所示.则两个物体做平抛运动的初速度vA、vB的大小关系和做平抛运动的时间tA、tB的关系分别是
A. vA>vB tA<tB
B. vA<vB tA>tB
C. vA>vB tA>tB
D. vA=vB tA=tB
6. 如图所示,船从A处开出后沿直线AB到达对岸,若AB与河岸成37°角,水流速度为4 m/s,则船在静水中的最小速度为( )
A. 2 m/s B. 2.4 m/s C. 3 m/s D. 5 m/s
7. 如图高台跳雪运动员a、b(可视为质点)从雪道末端先后以初速度之比沿水平方向向左飞出。不计空气阻力,则两名运动员从飞出至落到雪坡(可视为斜面)上的整个过程中,下列说法正确的是
A. 飞行时间之比为
B. 飞行的水平位移之比为1∶4
C. 落到雪坡上的瞬时速度方向一定不相同
D. 在空中离雪坡面的最大距离之比为
8. 关于圆周运动的概念与规律,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动的向心力等于合力
B. 匀速圆周运动是一种匀变速运动
C. 做匀速圆周运动的物体所受合力减小将做离心运动
D. 匀速圆周运动的线速度不变
9. 如图所示,小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地,上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力,则( )
A. A和B的位移大小相等 B. A的运动时间是B的2倍
C. A的初速度是B的 D. A的末速度比B的大
10. 如图甲为火车过铁轨弯道时的情景,轨道的正视图如图乙所示。已知此处内外铁轨高度差为h,内外轨道的水平距离为d,火车转弯的轨道半径为R,火车的质量为m,火车速度为v,重力加速度为g,不考虑火车长度对受力情况造成的影响。下列说法正确的是( )
A. 当时,火车对内外轨道没有侧向挤压
B. 当时,火车对内轨道有侧向挤压
C. 火车受到的轨道对它的作用力大小为
D. 当时,火车轮缘受到的侧向挤压力大小为
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11. 用如图所示的装置来探究小球做圆周运动所需向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系。两个变速塔轮通过皮带连接,转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的钢球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对钢球的压力提供向心力,钢球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力套筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个钢球所受向心力的比值。如图所示是探究过程中某次实验时装置的状态。
(1)在研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法;
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法
(2)若图中标尺上红白相间的等分格显示之比为,则与皮带连接的两个变速塔轮的半径之比为______(填选项前的字母)。
A. B. C. D.
12. 学校物理兴趣小组用如图甲所示的装置做“探究平抛运动的特点”的实验,竖直挡板上附有复写纸和白纸,可以记下钢球撞击挡板时的点迹。实验时,竖直挡板初始位置紧靠斜槽末端,钢球从斜槽上点由静止滚下,撞击挡板留下点迹,将挡板依次水平向右移动,重复实验,挡板上留下点迹、、、。以点迹为坐标原点,竖直向下建立坐标轴,各点迹坐标值分别为、、、。
(1)斜槽轨道________要光滑,斜槽末端切线_______要水平,(均填“一定”或“不一定”),同一高度静止释放的目的是________。
(2)将钢球视为质点,当地的重力加速度大小为,若用、和表示,则钢球抛出时的初速度大小 _______
(3)在另一次实验中,将白纸换成方格纸,方格纸中每小格的边长均为,通过实验,记录了钢球在运动过程中的三个位置,如图乙所示。将钢球视为质点,已知当地的重力加速度大小为,则钢球做平抛运动的初速度大小_______,钢球经过点时的速度大小 _______。
三、计算题(本题共3小题,共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案不得分。)
13. 如图所示,质量为46.0kg的雪橇(包括人)在与水平方向成37°角向上的拉力F作用下,沿水平面以6m/s的速度匀速运动,雪橇与地面间动摩擦因数为0.20;取g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6。求:
(1)拉力F的大小;
(2)撤去拉力F后,雪橇还可以继续滑行多远?
14. 如图所示,物块A(可视为质点)从O点水平抛出,抛出后经0.6s抵达斜面上端P处时速度方向与斜面平行。此后物块紧贴斜面向下运动,又经过2s物块到达斜面底端时的速度为14m/s。已知固定斜面的倾角θ=37°,g取10m/s2.试求:
(1)抛出点O与P点的竖直距离h;
(2)物块A从O点水平抛出的初速度v0;
(3)物块与斜面之间的动摩擦因数。
15. 如图所示,半圆形金属轨道AB固定在水平面上,轨道半径为R,直径AOB竖直。将一质量为m的小球从轨道最低点B以某一速率水平向左射入,小球在最高点对轨道压力为重力的3倍,不计空气阻力,重力加速度为g,求:
(1)小球从A点抛出到落地经历的时间;
(2)求小球经过A点的速率;
(3)已知小球经过B点的速率与小球落地的速率相等,求小球进入轨道时对B点的压力大小。
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