2027年高考物理一轮复习月度滚动测试01【测试范围:直线运动、相互作用、运动与力的关系、曲线运动与圆周运动】(北京专用)
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内容正文:
2027年高考一轮复习月度滚动测试一
高三物理·参考答案
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
第一部分
本部分共14题,每题3分,功42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
C
C
B
B
D
B
A
A
D
A
B
B
C
B
第二部分
本部分共6题,共58分。
15.(8分) (1)AB (2) (3)1.0
16.(10分) (1)抵消了导轨的摩擦阻力 (2) (3)可能是步骤ⅱ的平衡摩擦力操作未完全抵消阻力 (4)
17.(8分)解:(1)以小球为研究对象,绳1、绳2的张力大小分别记为和。小球受竖直向下的重力、沿绳1向左上方的张力和沿绳2向右的张力,静止时的受力如图所示。取水平向右、竖直向上为正方向,将绳1的张力沿这两个方向分解
小车静止时,小球也静止。竖直方向由平衡条件得
所以绳1的张力为
水平方向由平衡条件得
所以绳2的张力为
(2)两绳约束小球相对小车的位置不变,小球随小车一起向右做匀加速直线运动,水平方向加速度为,竖直方向加速度为零,受力方向与第(1)问相同。竖直方向由牛顿第二定律得
因此绳1的张力仍为
水平方向由牛顿第二定律得
所以绳2的张力为
18.(10分)解:(1)将小球的运动分解为水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动。水平方向小球初速度向左,风的作用力向右,以水平左为正方向,由牛顿第二定律得水平加速度
负号表示方向水平向右,小球水平方向先向左做匀减速直线运动,当水平速度减为0时,向左的位移达到最大值,也就是离AB竖直线的最远距离。此过程中小球水平向左的最大位移,即最远距离为
水平速度减为0所用的时间
(2)竖直方向以竖直向下为正方向,小球初速度为0,仅受重力,加速度
小球到达A点正下方的B点,水平方向总位移为0,水平分运动先向左匀减速到0,再向右匀加速回到出发点的对称过程,总运动时间满足
代入数据解得总时间(对应抛出时刻,舍去)
小球运动到B点时的水平分速度
水平分速度大小为,方向水平向右。
小球运动到B点时竖直方向的分速度
合速度
合速度大小为,方向斜向右下方,与水平向右的分速度夹角为,其中。
19.(9分)解:(1)小球在最低点时,向心加速度竖直向上,轨道支持力与重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
(2)小球在点恰好脱离轨道时,轨道支持力为零,重力指向圆心方向的分力提供向心力,有
解得
小球从点沿圆弧向右上方运动,到达点时速度沿切线指向左上方,与水平向左方向成角。以脱轨时刻为计时起点,速度分量为,
脱轨后小球仅受重力作用,做斜抛运动,位移方程为,
消去,解得
代入,得到
由于且水平速度向左,轨迹对应。
20.(13分)解:(1)a.取水平方向向右为轴正方向、竖直方向向下为轴正方向。由几何关系得,
由竖直方向的自由落体运动规律得
解得
b.运动员在水平方向做匀速直线运动,故从点飞出时的速度为
运动员落到点时,水平分速度为
竖直分速度为
由速度的合成得
(2)空气作用力斜向左上方。仍取水平方向向右为轴正方向、竖直方向向下为轴正方向,由牛顿第二定律得,
设有空气作用时运动员在空中飞行的时间为。沿两个坐标轴的位移分别为,
由于运动员落在着陆坡上,有
整理得
落地时的水平、竖直分速度分别为,
由速度方向得
而
由于,所以
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2027年高考一轮复习月度滚动测试一
高三物理
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
考试范围:直线运动、相互作用、运动与力的关系、曲线运动与圆周运动
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
第一部分
本部分共14题,每题3分,功42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.一个质量为的小球以的速度水平向右运动,碰到墙壁后以的速度沿同一直线反弹,取水平向右为正方向,则碰撞前后小球速度的变化量( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】题目规定水平向右为正方向,因此碰撞前小球的初速度
碰撞后小球向左反弹,末速度
根据速度变化量的定义
代入得,负号表示速度变化量方向水平向左。故选C。
2.如图所示,圆盘在水平面内匀速转动,一个小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于小物体说法正确的是( )
A.合力为零
B.向心力不变
C.静摩擦力提供向心力
D.静摩擦力随转速增大而减小
【答案】C
【解析】A.小物体随圆盘一起做匀速圆周运动,速度方向不断变化,所以物体有向心加速度,合力不为零,故A错误;
B.向心力是指向圆心的合力,方向不断变化,所以向心力是变力,故B错误;
C.对小物体受力分析,竖直方向上,重力和支持力平衡,水平方向上,受指向圆心的静摩擦力,这个力提供了小物体做匀速圆周运动所需的向心力,故C正确;
D.根据向心力公式可知,转速增大时,角速度增大,向心力会增大,即静摩擦力随转速增大而增大,故D错误。故选C。
3.如图,用水平力将两铁块A和B压在竖直墙上保持静止,下列说法中正确的是( )
A.A、B均受4个力
B.A对B的摩擦力和墙对B的摩擦力方向相反
C.若增大水平力,则墙对B的摩擦力增大
D.水平力与对的弹力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】AB.铁块A处于静止状态,受重力、B对A的弹力、水平力F、B对A竖直向上的摩擦力4个力作用,铁块B受重力、A对B的压力与摩擦力、墙对B的支持力与摩擦力5个力的作用,根据牛顿第三定律可知铁块A对B施加竖直向下的摩擦力,整体分析可知墙对B的摩擦力向上,则A对B的摩擦力和墙对B的摩擦力方向相反,故B正确,A错误;
C.对整体受力分析可知,墙壁对B的摩擦力等于两铁块的重力,若增大水平力,B对墙的摩擦力不变,故C错误;
D.水平力与对的弹力是一对平衡力,故D错误。故选B 。
4.如图所示,A、B两点分别位于大、小两轮的边缘,大轮半径是小轮半径的2倍,C点是的中点,两轮之间靠摩擦传动,且没有相对滑动。关于A、B、C三点的角速度的大小、、,以及线速度的大小、、的关系正确的是( )
A.A、B两点的周期之比为1∶2 B.B、C两点加速度大小之比为4∶1
C.A、B两点角速度大小之比为2∶1 D.B、C两点转速之比为1∶2
【答案】B
【解析】A.摩擦传动边缘线速度相等,由
可得
则A、B两点的周期之比为,故A错误;
B.同轴转动,,;,,,
向心加速度
则B、C两点加速度大小之比为,故B正确;
C.,由
A、B两点角速度大小之比为,故C错误;
D.转速n与角速度关系
则B、C两点转速之比为,故D错误。故选B。
5.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段,下图是小球做自由落体运动的频闪照片示意图。某同学以下落过程中的某一点为原点,竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量各时刻的位置坐标,,,。根据频闪仪每间隔时间发出一次闪光,计算出各点从原点开始下落所对应的时间,,,。为了利用该频闪照片测量物体做自由落体运动的加速度,已知重力加速度为g。下列方案中可行的是( )
A.利用,根据位置坐标和时间,求g
B.根据位置坐标得出小球在位置的速度,利用求g
C.由坐标x和时间间隔计算各点的瞬时速度v,利用v-t图像的斜率不能求g
D.用公式,求g
【答案】D
【解析】A.原点取在下落过程中的某一点,物体经过原点时已有初速度,设该速度为。以原点时刻为计时起点,位移满足
因此,其中还含未知量,仅由和不能求出,故A错误;
B.取和对应时刻关于对称,对匀变速运动,中间时刻的瞬时速度等于对称两点位移的平均速度,有
以原点时刻为计时起点,速度—时间关系为
由于未知,不能直接用求出,故B错误;
C.图像的斜率表示加速度。自由落体的加速度大小为,因此利用图像斜率可以求出,故C错误;
D.闪光间隔相等且从原点计时,第二和第四个点对应的时刻分别为和。由匀变速直线运动位移关系,位移满足
代入和并相减得
所以由和以及可以反求,故D正确。故选D。
6.足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时,位移大小为,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
【答案】B
【解析】设该队员匀加速的最大速度为,加速时间为,减速时间为,全程总时间
由于初、末速度均为0,全程的位移可由平均速度法得:
代入、,可解得全程的平均速度
最大速度
由此可得全程任意时刻的速度都不可能超过最大速度;
根据题意可知,加速过程或减速过程的最大时间均小于总时间,则有
即全程的最小加速度;故选B。
7.如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放,以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向,木块的位移为y,所受合外力为F,运动时间为t,忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内,关于木块从释放到第一次回到原点的过程中,其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】AB.在木块下落高度的过程中,木块所受合外力为木块的重力,故合外力保持不变,即
当木块接触弹簧后,弹簧弹力向上,则木块的合力
到合力为零前,随着增大,合外力线性减小,物块加速下降;之后弹簧弹力大于木块的重力,物块减速下降,合外力为负值(方向向上),其大小随位移线性增大;到达最低点之后,木块反弹,合外力与位移的关系与下降过程相同。结合图像,在木块的位移超过后,合外力随位移线性变化,故A正确、B错误;
CD.木块从静止释放,初速度为0,自由下落阶段速度逐渐增大,图像的斜率应逐渐变大;接触弹簧后到最低点的过程,物块速度先增大后减小,到最低点时速度为0,故随着位移的增大,图像的斜率先增大后减小至0;同理,反弹的过程随着位移的不断减小,物块速度先增大后减小,图像关于木块到达最低点时刻具有左右对称性。图像大致如下图所示,故C、D错误。
故选A。
8.某排球教练给队员进行击球示范,她先站着将排球以某速度水平击出,然后她又进行起跳击球示范,她起跳后将同一排球以另一速度水平击出,若两次击球点分别为点、点,击球高度分别为、,两击球点在同一竖直线上,且排球落地时的水平位移分别为、,如图所示。则( )
A.排球第一、二次的位移大小之比为
B.排球第一、二次的运动时间之比为
C.排球第一次的初速度是第二次的2倍
D.排球落地时重力的瞬时功率第二次比第一次小
【答案】A
【解析】A.设排球第一、二次的位移大小分别为、,由位移的合成可得,
因此,A正确;
B.设排球第一、二次的运动时间分别为、,重力加速度为,由竖直方向的自由落体运动规律可得,
解得,B错误;
C.设排球第一、二次的初速度大小分别为、,由水平方向的匀速直线运动规律可得,
因此,C错误;
D.设排球质量为,两次落地时的竖直分速度大小分别为、,则,
两次落地时重力的瞬时功率分别为,
因此,第二次比第一次大,D错误。故选A。
9.由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹,、、、、点为弹道曲线上的5点,其中点为发射点,点为落地点,点为轨迹的最高点,、为运动过程中高度相等的两点。下列说法中正确的是( )
A.炮弹沿轴方向的分运动是匀减速运动
B.到达点时,炮弹的速度为零
C.到达点时,炮弹的加速度为零
D.炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间
【答案】D
【解析】A.炮弹在水平方向上只受到空气阻力的水平分力作用,阻力方向与速度方向相反。由于炮弹的速度大小和方向在不断变化,空气阻力的大小和方向也在变化,导致水平方向的加速度不是恒定值,所以水平分运动不是匀减速运动,故A错误;
B.点为轨迹的最高点,炮弹在竖直方向的分速度为零,但水平方向的分速度不为零,所以炮弹在点的速度不为零,故B错误;
C.到达点时,炮弹受到竖直向下的重力和水平向左的空气阻力,合力,由牛顿第二定律可知加速度,故C错误;
D.在从到的上升过程中,竖直方向上受到向下的重力和向下的阻力分力,由牛顿第二定律可得,解得
在从到的下降过程中,竖直方向上受到向下的重力和向上的阻力分力,由牛顿第二定律可得
解得
在竖直位移大小相同的情况下,加速度越大,时间越短,所以炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间,故D正确。故选D。
10.如图所示,质量为的小球用一根轻细绳系着在水平面内做圆锥摆运动,已知绳长为,轻绳与竖直方向夹角为,现增大绳长,保持夹角不变,仍使小球在水平面内做圆锥摆运动,则( )
A.小球运动的线速度增大 B.小球的向心加速度增大
C.小球运动的周期不变 D.小球所受的细线拉力增大
【答案】A
【解析】AB.取小球为研究对象,设绳张力大小为。小球受力及张力分量如图所示。
小球在竖直方向平衡,水平方向合力提供向心力。由牛顿第二定律得,
由圆锥摆几何关系得
联立上式得
由于不变,增大时增大,故小球线速度增大。由向心加速度定义式,结合前式得
所以向心加速度不变,故A正确,B错误;
CD.由周期定义得
所以增大时周期增大。由竖直方向平衡方程
整理得
因,,均不变,绳张力不变,故CD错误。故选A。
11.码头工人用货车吊运货物的过程如图所示,在牵引力作用下,货车匀速向左运动,货车利用一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮带着物体上升,下列说法正确的是( )
A.物体向上做匀速运动 B.物体处于超重状态
C.绳子对物体的拉力小于物体的重力 D.物体的速度大小等于货车速度大小
【答案】B
【解析】将货车的速度v沿绳、垂直绳方向分解,沿绳分速度等于物体上升速度,货车向左匀速运动,减小,增大,因此增大,物体向上做加速直线运动。
A.物体速度不断增大,不是匀速运动。A错误;
B.物体向上加速,加速度方向竖直向上,物体处于超重状态。B正确;
C.物体加速度向上,由牛顿第二定律
得,绳子拉力大于物体重力。C错误;
D.根据,,可知物体速度小于货车速度。D错误。故选。
12.如图所示,一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间。已知重力加速度为g,每个桶的质量都为m,当汽车与油桶一起以某一加速度a向左加速时,下列说法正确的是( )
A.A、B对C的合力方向竖直向上
B.时,A对C的支持力为0
C.a增大时,B对C的支持力变小
D.B对C支持力的大小可能大于
【答案】B
【解析】A.C向左加速运动,其合外力水平向左,则A、B对C的合力与重力的合力方向应水平向左,所以A、B对C的合力方向应斜向左上方,故A错误;
B.汽车以某一加速度向左加速时,对C进行受力分析,如图所示:
根据几何关系可知
当A对C的支持力为0时,竖直方向根据平衡关系有
水平方向根据牛顿第二定律有
联立解得,故B正确;
C.当A对C的支持力不为0时,竖直方向根据平衡关系有
水平方向根据牛顿第二定律有
联立解得,
由此可知a增大时,B对C的支持力变大,故C错误;
D.由C选项可知B对C支持力的大小为
所以B对C支持力的大小一定大于,不是可能大于,故D错误。故选B。
13.小郑同学为了估测某品牌照相机的曝光时间,让一块石子从砖墙前高处自由下落,同时小王同学用该品牌照相机拍摄石子在空中的照片,如图所示,由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹,已知每块砖的平均厚度为5cm,若想要估算该品牌照相机拍这张照片的曝光时间,则还需要测量的一个物理量为( )
A.石子的质量
B.照片中石子的径迹长度
C.石子释放时距地面的实际高度
D.每块砖的长度
【答案】C
【解析】设曝光时间为,从开始下落到A点的高度为h,时间为t,则
从开始下落到B点
可知
或者
可知想要估算该品牌照相机拍这张照片的曝光时间,则还需要测量的一个物理量为石子释放时距地面的实际高度H=h+8d,由此求h,即可得曝光时间。故选C。
14.某实验室在模拟物流的分拣过程,如图所示,让质量的物块随水平传送带以速度向前运动,经过一段宽度的风洞区域,、、、为风洞的边界线与传送带边缘的交点,物块在风洞区域中受到垂直于传送带方向的恒定作用力F,大小为2 N。已知传送带的宽度,初始时物块位于传送带中线位置,物块与传送带之间的动摩擦因数,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块的尺寸远小于传送带的宽度,传送带足够长,重力加速度g的大小取。下列说法正确的是( )
A.物块受到的滑动摩擦力方向始终与运动方向相反
B.物块脱离传送带时的速度约为2.8 m/s
C.物块在距离a点1.5 m处脱离传送带
D.若增大传送带的速度,物块将不能脱离传送带
【答案】B
【解析】A.物块受到的滑动摩擦力方向与相对传送带的运动方向相反,根据题意可知,物块相对传送带沿风力方向运动,即摩擦力方向始终与风力方向相反,物块做类平抛运动,A错误;
C.根据上述,物块在风洞区域做类平抛运动,在沿传送带方向做匀速直线运动,假设,水平位移与风洞区域宽相等,则有
解得
则沿风力方向有
解得
则沿风力方向的分位移
表明物块于c点处脱离传送带,C错误;
B.根据上述
则物块脱离传送带时的速度为,B正确;
D.若增大传送带速度,根据上述可知,物块通过风洞区域时间变小,则沿风力方向的分位移减小,可知,物块将从边界cd之间离开风洞区域,之后物块在垂直于传送带方向做匀减速直线运动,若传送带增加的速度较小,则在风洞区域垂直于传送带方向加速的末速度较大,此时,物块离开风洞区域后,仍然能够脱离传送带,D错误。故选B。
第二部分
本部分共6题,共58分。
15.(8分)用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸固定在背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后飞出,落在水平挡板上,钢球侧面会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板,重复实验,白纸上留下一系列印迹。
(1)下列实验操作必要的是( )
A.背板调节到竖直平面内
B.斜槽轨道的末端保持水平
C.等间距移动挡板
(2)该同学描绘出小球做平抛运动的轨迹。如图2所示,在轨迹上测量出A、B、C三点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)和(x3,y3)。如果坐标满足________关系(用y1、y2、y3表示),说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。同时,如果坐标还满足________关系(用x1、x2、x3表示),那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动。
(3)经正确操作,该同学在轨迹上选取间距较大的几个点,将其坐标在直角坐标系内描绘出y-x2图像,如图3所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度v0=________m/s。(重力加速度g取9.8m/s2)
【答案】(1)AB (2) (3)1.0
【解析】(1)实验中应保证小球做平抛运动,则背板需要调节到竖直平面内,且斜槽轨道的末端保持水平,不需要等间距移动挡板。故选AB。
(2)[1]若小球在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔T,竖直方向上,根据可得
即
[2]水平方向上,根据可得
即
(3)根据平抛运动的规律可得,
所以
结合图线可得
解得
16.(10分)某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验,使用的器材有:直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示,光电门固定在导轨A处,遮光条安装在小车上。光电门上的黑点处有极细的激光束,当遮光条挡住光束时开始计时,不遮挡光束时停止计时。连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为m0的钩码,定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为g。实验步骤如下:
ⅰ、用天平测量小车和遮光条的总质量m,用刻度尺测量出两遮光条右边界的距离s,用游标卡尺测量出遮光条的宽度d。
ⅱ、调节导轨倾斜程度,使小车沿导轨向右滑动时通过两个光电门的遮光时间近似相等。
ⅲ、从左侧细绳取下n个钩码挂到右侧细绳,再从导轨左端由静止释放小车,用数字毫秒计测量两个遮光条各自经过光电门A的遮光时间t1、t2(t1>t2)。
回答下列问题:
(1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________________。
(2)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小a=______(用d、s、t1和t2表示)。
(3)该同学改变n,测出多组a,作出a-n图像。若a-n图像明显不过原点,考虑步骤ⅰ、ⅱ和ⅲ中的操作,原因可能是______。
(4)由牛顿第二定律可推出小车的真实加速度大小a′=______(用m0、m、g和n表示),考虑到遮光条的宽度导致的系统误差,a′______a(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)抵消了导轨的摩擦阻力 (2) (3)可能是步骤ⅱ的平衡摩擦力操作未完全抵消阻力 (4)
【解析】(1)步骤ⅱ中小车向右滑动时两次经过光电门的遮光时间近似相等,说明小车可匀速运动,抵消了导轨的摩擦阻力,后续实验中小车的合外力就等于两侧细绳的拉力差值。
(2)遮光条通过光电门的平均速度可近似对应遮光时间中点的瞬时速度,因此两遮光条经过光电门的瞬时速度分别为、
已知遮光条右边界的距离为,由匀变速直线运动公式
可得
(3)可能是步骤ⅱ的平衡摩擦力操作未完全抵消阻力,导致n为零时加速度不为零。
(4)[1]将小车、所有20个钩码视为整体,整体的合外力就是两侧钩码的重力差,由牛顿第二定律
真实加速度
[2] 我们计算加速度时,是把遮光条通过光电门的平均速度当成了遮光条右侧到达光电门位置的瞬时速度,实际两个“时间中点速度”对应的真实位移大于测量值,用偏小的位移计算得到的测量加速度比真实加速度更大,因此。
17.(8分)水平地面上有一小车,车内用轻绳1、2拴住一个小球,绳1与竖直方向夹角为,绳2呈水平状态,已知小球质量为,取,,,求在以下两种情况中,绳1、绳2上的张力分别为多大:
(1)小车静止在水平地面上;
(2)小车以加速度向右做匀加速直线运动。
【答案】(1); (2);
【解析】(1)以小球为研究对象,绳1、绳2的张力大小分别记为和。小球受竖直向下的重力、沿绳1向左上方的张力和沿绳2向右的张力,静止时的受力如图所示。取水平向右、竖直向上为正方向,将绳1的张力沿这两个方向分解
小车静止时,小球也静止。竖直方向由平衡条件得
所以绳1的张力为
水平方向由平衡条件得
所以绳2的张力为
(2)两绳约束小球相对小车的位置不变,小球随小车一起向右做匀加速直线运动,水平方向加速度为,竖直方向加速度为零,受力方向与第(1)问相同。竖直方向由牛顿第二定律得
因此绳1的张力仍为
水平方向由牛顿第二定律得
所以绳2的张力为
18.(10分)如图所示,在风洞实验室中,从A点以水平速度向左抛出一个质量的小球(可视为质点),小球抛出后所受空气作用力沿水平方向,大小,经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处,重力加速度g取,在此过程中,求:
(1)此过程中小球离A、B两点所在直线的最远距离,以及所用的时间;
(2)小球运动到B点时的速度。
【答案】(1),
(2),方向斜向右下方,与水平向右的分速度夹角为,其中
【解析】(1)将小球的运动分解为水平方向的匀变速直线运动和竖直方向的自由落体运动。水平方向小球初速度向左,风的作用力向右,以水平左为正方向,由牛顿第二定律得水平加速度
负号表示方向水平向右,小球水平方向先向左做匀减速直线运动,当水平速度减为0时,向左的位移达到最大值,也就是离AB竖直线的最远距离。此过程中小球水平向左的最大位移,即最远距离为
水平速度减为0所用的时间
(2)竖直方向以竖直向下为正方向,小球初速度为0,仅受重力,加速度
小球到达A点正下方的B点,水平方向总位移为0,水平分运动先向左匀减速到0,再向右匀加速回到出发点的对称过程,总运动时间满足
代入数据解得总时间(对应抛出时刻,舍去)
小球运动到B点时的水平分速度
水平分速度大小为,方向水平向右。
小球运动到B点时竖直方向的分速度
合速度
合速度大小为,方向斜向右下方,与水平向右的分速度夹角为,其中。
19.(9分)如图所示,半径为的光滑圆形轨道固定在竖直平面内,O为圆心,a、b、c、d为轨道上的点,其中ac为竖直直径,b与圆心等高,d与圆心O的连线与水平方向的夹角为45°。一质量为m的小球自轨道底端a点获得一个水平向右的瞬时速度重力加速度为g,小球视为质点。
(1)求小球在a处受到轨道的支持力大小;
(2)若小球在d点恰好脱离轨道,
a.求脱轨瞬间小球的速度;
b.以d点为坐标原点,水平向右为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向建立坐标系,求小球脱离轨道后运动轨迹的方程。
【答案】(1)
(2)脱轨速度;运动轨迹方程,其中。
【解析】(1)小球在最低点时,向心加速度竖直向上,轨道支持力与重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有
解得
(2)小球在点恰好脱离轨道时,轨道支持力为零,重力指向圆心方向的分力提供向心力,有
解得
小球从点沿圆弧向右上方运动,到达点时速度沿切线指向左上方,与水平向左方向成角。以脱轨时刻为计时起点,速度分量为,
脱轨后小球仅受重力作用,做斜抛运动,位移方程为,
消去,解得
代入,得到
由于且水平速度向左,轨迹对应。
20.(13分)如图甲所示为跳台滑雪赛道的简化示意图,助滑道与起跳平台平滑连接,长直着陆坡与水平面的夹角θ=37°。质量m=60kg的运动员(含装备)沿助滑道从A点下滑,到达起跳平台末端B点沿水平方向飞出,在空中飞行一段距离后落在着陆坡上的C点时。从起跳平台末端到着陆点之间的距离是评判运动员比赛成绩的重要依据。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)不考虑空气对运动员的作用。运动员从B点运动到C点的过程中,B、C两点之间的距离L=75m。求:
a.运动员从B点运动到C点的过程中,在空中飞行的时间t。
b.运动员落在着陆坡上的C时的速度大小v。
(2)考虑空气对运动员的作用。运动员在空中飞行的过程中,假设空气对运动员的作用力F的方向与竖直方向夹角α恒为11°,如图乙所示,力F的大小恒为运动员所受重力的。取sin11°=0.20,cos11°=0.98。运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角,对运动员的比赛结果有很大影响。有空气作用时,运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角为β,比较tanβ与2tanθ的大小关系。
【答案】(1)a.;b. (2)
【解析】(1)a.取水平方向向右为轴正方向、竖直方向向下为轴正方向。由几何关系得,
由竖直方向的自由落体运动规律得
解得
b.运动员在水平方向做匀速直线运动,故从点飞出时的速度为
运动员落到点时,水平分速度为
竖直分速度为
由速度的合成得
(2)空气作用力斜向左上方。仍取水平方向向右为轴正方向、竖直方向向下为轴正方向,由牛顿第二定律得,
设有空气作用时运动员在空中飞行的时间为。沿两个坐标轴的位移分别为,
由于运动员落在着陆坡上,有
整理得
落地时的水平、竖直分速度分别为,
由速度方向得
而
由于,所以
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2027年高考一轮复习月度滚动测试一
高三物理
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
考试范围:直线运动、相互作用、运动与力的关系、曲线运动与圆周运动
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
第一部分
本部分共14题,每题3分,功42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1.一个质量为的小球以的速度水平向右运动,碰到墙壁后以的速度沿同一直线反弹,取水平向右为正方向,则碰撞前后小球速度的变化量( )
A. B. C. D.
2.如图所示,圆盘在水平面内匀速转动,一个小物体随圆盘一起做匀速圆周运动。下列关于小物体说法正确的是( )
A.合力为零
B.向心力不变
C.静摩擦力提供向心力
D.静摩擦力随转速增大而减小
3.如图,用水平力将两铁块A和B压在竖直墙上保持静止,下列说法中正确的是( )
A.A、B均受4个力
B.A对B的摩擦力和墙对B的摩擦力方向相反
C.若增大水平力,则墙对B的摩擦力增大
D.水平力与对的弹力是一对相互作用力
4.如图所示,A、B两点分别位于大、小两轮的边缘,大轮半径是小轮半径的2倍,C点是的中点,两轮之间靠摩擦传动,且没有相对滑动。关于A、B、C三点的角速度的大小、、,以及线速度的大小、、的关系正确的是( )
A.A、B两点的周期之比为1∶2 B.B、C两点加速度大小之比为4∶1
C.A、B两点角速度大小之比为2∶1 D.B、C两点转速之比为1∶2
5.频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段,下图是小球做自由落体运动的频闪照片示意图。某同学以下落过程中的某一点为原点,竖直向下为正方向建立坐标轴,并测量各时刻的位置坐标,,,。根据频闪仪每间隔时间发出一次闪光,计算出各点从原点开始下落所对应的时间,,,。为了利用该频闪照片测量物体做自由落体运动的加速度,已知重力加速度为g。下列方案中可行的是( )
A.利用,根据位置坐标和时间,求g
B.根据位置坐标得出小球在位置的速度,利用求g
C.由坐标x和时间间隔计算各点的瞬时速度v,利用v-t图像的斜率不能求g
D.用公式,求g
6.足球比赛中,某队员为接应传球,由静止开始沿直线跑动,先匀加速冲刺,后匀减速至接球点停止。全程用时,位移大小为,则该队员在某时刻的速度和加速度的大小可能是( )
A., B.,
C., D.,
7.如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。木块从弹簧正上方H高度处由静止释放,以木块释放点为原点,取竖直向下为正方向,木块的位移为y,所受合外力为F,运动时间为t,忽略空气阻力,弹簧在弹性限度内,关于木块从释放到第一次回到原点的过程中,其图像或图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
8.某排球教练给队员进行击球示范,她先站着将排球以某速度水平击出,然后她又进行起跳击球示范,她起跳后将同一排球以另一速度水平击出,若两次击球点分别为点、点,击球高度分别为、,两击球点在同一竖直线上,且排球落地时的水平位移分别为、,如图所示。则( )
A.排球第一、二次的位移大小之比为
B.排球第一、二次的运动时间之比为
C.排球第一次的初速度是第二次的2倍
D.排球落地时重力的瞬时功率第二次比第一次小
9.由于空气阻力的影响,炮弹的实际飞行轨迹不是抛物线,而是“弹道曲线”,如图中实线所示。图中虚线为不考虑空气阻力情况下炮弹的理想运动轨迹,、、、、点为弹道曲线上的5点,其中点为发射点,点为落地点,点为轨迹的最高点,、为运动过程中高度相等的两点。下列说法中正确的是( )
A.炮弹沿轴方向的分运动是匀减速运动
B.到达点时,炮弹的速度为零
C.到达点时,炮弹的加速度为零
D.炮弹由点运动到点的时间小于由点运动到点的时间
10.如图所示,质量为的小球用一根轻细绳系着在水平面内做圆锥摆运动,已知绳长为,轻绳与竖直方向夹角为,现增大绳长,保持夹角不变,仍使小球在水平面内做圆锥摆运动,则( )
A.小球运动的线速度增大 B.小球的向心加速度增大
C.小球运动的周期不变 D.小球所受的细线拉力增大
11.码头工人用货车吊运货物的过程如图所示,在牵引力作用下,货车匀速向左运动,货车利用一根不可伸长的轻绳跨过定滑轮带着物体上升,下列说法正确的是( )
A.物体向上做匀速运动 B.物体处于超重状态
C.绳子对物体的拉力小于物体的重力 D.物体的速度大小等于货车速度大小
12.如图所示,一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底,一层油桶平整排列,相互紧贴并被牢牢固定,上一层只有一只桶C,自由地摆放在桶A、B之间。已知重力加速度为g,每个桶的质量都为m,当汽车与油桶一起以某一加速度a向左加速时,下列说法正确的是( )
A.A、B对C的合力方向竖直向上
B.时,A对C的支持力为0
C.a增大时,B对C的支持力变小
D.B对C支持力的大小可能大于
13.小郑同学为了估测某品牌照相机的曝光时间,让一块石子从砖墙前高处自由下落,同时小王同学用该品牌照相机拍摄石子在空中的照片,如图所示,由于石子的运动,它在照片上留下了一条模糊的径迹,已知每块砖的平均厚度为5cm,若想要估算该品牌照相机拍这张照片的曝光时间,则还需要测量的一个物理量为( )
A.石子的质量
B.照片中石子的径迹长度
C.石子释放时距地面的实际高度
D.每块砖的长度
14.某实验室在模拟物流的分拣过程,如图所示,让质量的物块随水平传送带以速度向前运动,经过一段宽度的风洞区域,、、、为风洞的边界线与传送带边缘的交点,物块在风洞区域中受到垂直于传送带方向的恒定作用力F,大小为2 N。已知传送带的宽度,初始时物块位于传送带中线位置,物块与传送带之间的动摩擦因数,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块的尺寸远小于传送带的宽度,传送带足够长,重力加速度g的大小取。下列说法正确的是( )
A.物块受到的滑动摩擦力方向始终与运动方向相反
B.物块脱离传送带时的速度约为2.8 m/s
C.物块在距离a点1.5 m处脱离传送带
D.若增大传送带的速度,物块将不能脱离传送带
第二部分
本部分共6题,共58分。
15.(8分)用如图1所示装置研究平抛运动。将白纸和复写纸固定在背板上。钢球沿斜槽轨道滑下后飞出,落在水平挡板上,钢球侧面会在白纸上挤压出一个印迹。移动挡板,重复实验,白纸上留下一系列印迹。
(1)下列实验操作必要的是( )
A.背板调节到竖直平面内
B.斜槽轨道的末端保持水平
C.等间距移动挡板
(2)该同学描绘出小球做平抛运动的轨迹。如图2所示,在轨迹上测量出A、B、C三点的坐标分别为(x1,y1)、(x2,y2)和(x3,y3)。如果坐标满足________关系(用y1、y2、y3表示),说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。同时,如果坐标还满足________关系(用x1、x2、x3表示),那么证明小球的水平分运动是匀速直线运动。
(3)经正确操作,该同学在轨迹上选取间距较大的几个点,将其坐标在直角坐标系内描绘出y-x2图像,如图3所示。由此可计算出小球从轨道上水平抛出的初速度v0=________m/s。(重力加速度g取9.8m/s2)
16.(10分)某同学设计了一个验证牛顿第二定律的实验,使用的器材有:直导轨、小车、光电门、数字毫秒计、遮光条、天平、钩码、刻度尺、游标卡尺、定滑轮、细绳等。实验装置如图所示,光电门固定在导轨A处,遮光条安装在小车上。光电门上的黑点处有极细的激光束,当遮光条挡住光束时开始计时,不遮挡光束时停止计时。连接小车两端的细绳分别跨过左右定滑轮、各悬挂10个质量均为m0的钩码,定滑轮间的细绳与导轨平行。重力加速度大小为g。实验步骤如下:
ⅰ、用天平测量小车和遮光条的总质量m,用刻度尺测量出两遮光条右边界的距离s,用游标卡尺测量出遮光条的宽度d。
ⅱ、调节导轨倾斜程度,使小车沿导轨向右滑动时通过两个光电门的遮光时间近似相等。
ⅲ、从左侧细绳取下n个钩码挂到右侧细绳,再从导轨左端由静止释放小车,用数字毫秒计测量两个遮光条各自经过光电门A的遮光时间t1、t2(t1>t2)。
回答下列问题:
(1)步骤ⅱ操作的主要目的是__________________。
(2)步骤ⅲ中测得的小车加速度大小a=______(用d、s、t1和t2表示)。
(3)该同学改变n,测出多组a,作出a-n图像。若a-n图像明显不过原点,考虑步骤ⅰ、ⅱ和ⅲ中的操作,原因可能是______。
(4)由牛顿第二定律可推出小车的真实加速度大小a′=______(用m0、m、g和n表示),考虑到遮光条的宽度导致的系统误差,a′______a(填“>”、“<”或“=”)。
17.(8分)水平地面上有一小车,车内用轻绳1、2拴住一个小球,绳1与竖直方向夹角为,绳2呈水平状态,已知小球质量为,取,,,求在以下两种情况中,绳1、绳2上的张力分别为多大:
(1)小车静止在水平地面上;
(2)小车以加速度向右做匀加速直线运动。
18.(10分)如图所示,在风洞实验室中,从A点以水平速度向左抛出一个质量的小球(可视为质点),小球抛出后所受空气作用力沿水平方向,大小,经过一段时间小球运动到A点正下方的B点处,重力加速度g取,在此过程中,求:
(1)此过程中小球离A、B两点所在直线的最远距离,以及所用的时间;
(2)小球运动到B点时的速度。
19.(9分)如图所示,半径为的光滑圆形轨道固定在竖直平面内,O为圆心,a、b、c、d为轨道上的点,其中ac为竖直直径,b与圆心等高,d与圆心O的连线与水平方向的夹角为45°。一质量为m的小球自轨道底端a点获得一个水平向右的瞬时速度重力加速度为g,小球视为质点。
(1)求小球在a处受到轨道的支持力大小;
(2)若小球在d点恰好脱离轨道,
a.求脱轨瞬间小球的速度;
b.以d点为坐标原点,水平向右为x轴正方向、竖直向上为y轴正方向建立坐标系,求小球脱离轨道后运动轨迹的方程。
20.(13分)如图甲所示为跳台滑雪赛道的简化示意图,助滑道与起跳平台平滑连接,长直着陆坡与水平面的夹角θ=37°。质量m=60kg的运动员(含装备)沿助滑道从A点下滑,到达起跳平台末端B点沿水平方向飞出,在空中飞行一段距离后落在着陆坡上的C点时。从起跳平台末端到着陆点之间的距离是评判运动员比赛成绩的重要依据。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)不考虑空气对运动员的作用。运动员从B点运动到C点的过程中,B、C两点之间的距离L=75m。求:
a.运动员从B点运动到C点的过程中,在空中飞行的时间t。
b.运动员落在着陆坡上的C时的速度大小v。
(2)考虑空气对运动员的作用。运动员在空中飞行的过程中,假设空气对运动员的作用力F的方向与竖直方向夹角α恒为11°,如图乙所示,力F的大小恒为运动员所受重力的。取sin11°=0.20,cos11°=0.98。运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角,对运动员的比赛结果有很大影响。有空气作用时,运动员落在着陆坡的速度方向与水平方向夹角为β,比较tanβ与2tanθ的大小关系。
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