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2022-2023学年度(下)沈阳市翔宇中学
高一物理3月月考试题
一、单选题(每小题4分,共7题,共计28分)
1.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.速度发生变化的运动,一定是曲线运动
B.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C.做匀速圆周运动的物体,其线速度不变
D.做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向其轨迹的凹侧
2.如图所示,某人向对面的山坡上水平抛出两个质量不等的石块,分别落到、两处。不计空气阻力,则落到处的石块( )
A.初速度大,运动时间短 B.初速度大,运动时间长
C.初速度小,运动时间短 D.初速度小,运动时间长
3.如图所示,皮带传动装置中小轮半径ra是大轮半径rb的一半,大轮上c点到轮心O的距离恰等于ra,若皮带不打滑,则图中a、b、c三点( )
A.a点与c点的线速度大小相等 B.a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的周期相等 D.b点与c点周期相等
4.如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动,盘面上距圆盘中心0.1m的位置有一个质量为1kg的小物块,它在随圆盘一起做匀速圆周运动时的角速度为4rad/s,则小物块的向心加速度大小为( )
A. B. C. D.
5.如图所示,河水由西向东流,河宽为800m,河中各点的水流速度大小为v水,各点到较近河岸的距离为x,v水与x的关系为v水=x(m/s)(x的单位为m),让小船船头垂直河岸由南向北渡河,小船划水速度大小恒为v船=4m/s,则下列说法中正确的是( )
A.小船渡河的轨迹为直线
B.小船在河水中的最大速度是5m/s
C.小船在距南岸200m处的速度小于在距北岸200m处的速度
D.小船渡河的时间是160s
6.如图所示,下列有关生活中圆周运动实例分析,其中说法正确的是( )
A.甲图中,汽车通过凹形桥的最低点时,速度不能超过
B.乙图中,“水流星”匀速转动过程中,在最低处水对桶底的压力最大
C.丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对内轮缘会有挤压作用
D.丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球向心加速度不相等
7.跳台滑雪是利用山势特点建造一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖,在滑雪道上获得较高速度后从A点沿水平方向飞出,在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆,如图所示。已知可视为质点的运动员从A点水平飞出的速度,山坡可看成倾角为37°的斜面,不考虑空气阻力,(,)以下说法正确的是( )
A.运动员从飞出至落在斜面上的位移大小为60m
B.运动员落在斜面上的速度大小为30m/s
C.经过1.5s运动员离斜面最远
D.运动员离斜面的最远距离为7.2m
二、多选题(共18分)
8.劳技课上,某同学在体验糕点制作“裱花”环节时,她在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径8英寸(20cm)的蛋糕,在蛋糕边缘每隔2s均匀“点”一次奶油(“点”奶油的时间忽略不计),蛋糕转动一周正好均匀“点”上20点奶油。下列说法正确的是( )
A.圆盘转动的周期为40s B.圆盘转动的角速度大小为
C.蛋糕边缘的线速度大小约为 D.蛋糕边缘的向心加速度约为
9.质量为m的物体,在汽车的牵引下由静止开始运动,当汽车的速度为v时,细绳与水平面间的夹角为,则下列说法中正确的是( )
A.此时物体的速度大小为
B.此时物体的速度大小为
C.若汽车做匀速运动,则绳子上的拉力等于物体的重力
D.若汽车做匀速运动,则绳子上的拉力大于物体的重力
10.如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P,飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高,且距离P点为当飞镖以初速度垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘以经过盘心O点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度g,若飞镖恰好击中P点,则( )
A.飞镖击中P点所需的时间为 B.圆盘的半径为
C.圆盘转动角速度的最小值为 D.P点随圆盘转动的线速度可能为
三、实验题(每空2分,共计16分)
11.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛___________。
(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O为拋出点,则此小球作平抛运动的初速度为___________m/s。(g取9.8m/s2)
(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每小格的边长L=5cm,通过实验记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s,B点的竖直分速度为___________m/s。(g取10m/s2)
12.在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图a所示。图b是演示器部分原理示意图:其中皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的2倍,两转臂上黑白格的长度相等。A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力,图(a)中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为m的球1和球2,质量为的球3。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时,我们主要用到了物理学中的___________;
A.理想实验法 B.等效替代法 C.控制变量法 D.演绎法
(2)探究向心力与圆周运动轨道半径的关系时,为了保证球的质量相同要选择球1和球2,为了保证转动的角速度相等,所以要实验时应将皮带与轮①和轮_________相连;
(3)选择球1和球3作为实验球,将球1放在挡板B,球3放在挡板C的位置,若实验时将皮带与轮②和轮⑤相连,球1和球3的向心力之比为___________。
四、解答题(13题10分,14题11分,15题17分)
13.如图所示,一小球从平台上水平抛出后,落在一倾角θ=53°的斜面顶端,并恰好无碰撞的沿斜面滑下,斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,g取10m/s2(sin53°=0.8,cos53°=0.6),求:
(1)小球从平台水平抛出落到斜面上所用的时间t;
(2)小球水平抛出的初速度v0。
14.如图所示,半径的摩天轮匀速转动,座舱的线速度大小为2m/s,质量为60kg的游客站在其中一个座舱的水平地板上进行观光. 重力加速度g取,求:
(1)该座舱运动到最低点时,游客对地板的压力;
(2)该座舱运动到最高点时,游客对地板的压力;
(3)该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时,游客受到的摩擦力大小.
15.如图所示为滑雪比赛的部分雪道,是倾角为的斜坡,是半径为的圆弧,斜坡与圆弧在点相切,一位质量为的滑雪者从高处平台的点以一定初速度水平滑出,经过时间,滑雪者刚好落在点,滑到圆弧最低点时,滑雪者的速度是在点滑出时速度的2倍,重力加速度为,,,滑板与雪道的动摩擦因数为,不计空气阻力,求:
(1)斜坡的长;
(2)滑雪者在点滑出时的速度大小;
(3)滑雪者运动到点时,滑板受到的摩擦力多大。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.物体做变速直线运动时速度发生变化,A错误;
B.物体在恒力作用下可能做曲线运动,如平抛运动,B错误;
C.做匀速圆周运动的物体,其线速度大小不变,方向时刻变化,C错误;
D.做曲线运动的物体的轨迹总是沿合力的方向弯曲,即做曲线运动的物体所受合外力的方向一定指向轨迹的凹侧,D正确。
故选D。
2.A
【详解】由题图可知,落在B处的石块竖直方向位移小,水平方向位移大,根据
可知落到处的石块运动时间短,根据
可知落到处的石块初速度大。
故选A。
3.D
【详解】由题意可知
根据
可知
,
根据
可知
故ABC错误,D正确。
故选D。
4.B
【详解】小物块的向心加速度大小为
故选B。
5.B
【详解】A.小船在南北方向上为匀速直线运动,在东西方向上先加速,到达河中间后再减速,合速度方向与合加速度方向不共线,小船的合运动是曲线运动,A错误。
B.当小船运动到河中间时,东西方向上的分速度最大,为3m/s,此时小船的合速度最大,最大值
B正确。
C.小船在距南岸200m处的水流的速度与在距北岸200m处的水流的速度大小相等,则小船在距南岸200m处的速度与在距北岸200m处的速度大小相等,C错误。
D.小船的渡河时间
t=s=200s
D错误。
故选B。
6.B
【详解】A.汽车通过凹形桥的最低点时为超重,速度大小可以超过,A错误;
B.“水流星”匀速转动过程中,在最低处桶底对水的支持力为,则
得
由牛顿第三定律得,水对桶底的压力大小为
在最高处桶底对水的压力为,则
由牛顿第三定律得,在最高处水对桶底的压力大小为
所以在最低处水对桶底的压力最大,B正确;
C.丙图中,火车转弯超过规定速度行驶时,重力和支持力的合力不够提供向心力,外轨受到挤压,C错误;
D.丁图中,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,设筒臂和竖直方向的夹角为,则
得
所以A、B两位置小球向心加速度相等,D错误。
故选B。
7.C
【详解】A.运动员从A点到B点做平抛运动,水平方向
竖直方向
又有
代入数据解得
,,
运动员从飞出至落在斜面上的位移大小
故A错误;
B.运动员落在斜面上时速度的竖直分量
运动员落到斜面上时的速度大小
故B错误;
C.如图
设运动员在C点距离斜面最远,此时合速度方向与斜面平行
即
解得
故C正确;
D.将物体的速度和加速度沿斜面和垂直斜面分解,在垂直于斜面的方向上,速度减为0时距离斜面最远,最远距离
故D错误。
故选C。
8.AB
【详解】A.一周20个间隔,每个间隔2s,圆盘转动的周期为40s,A正确;
B.圆盘转动的角速度由
B正确;
C.蛋糕边缘的线速度由
C错误;
D.蛋糕边缘的向心加速度
D错误。
故选AB。
9.BD
【详解】AB.小车的运动可以看成是两个分运动的合成,一个是沿绳子拉伸方向的分运动,另一个垂直绳子方向绕滑轮转动的分运动,将小车的速度分解成沿绳子方向的分速度和垂直于绳子的分速度,物体上升的速度等于小车沿绳子方向的分速度,故有
A错误B正确;
CD.若汽车做匀速运动,即汽车速度v保持不变,绳子与水平面的夹角减小,由
可知物体的速度增大,物体向上做加速运动,加速度方向向上,合力方向向上,绳子拉力大于物体重力,C错误,D正确。
故选BD。
10.AD
【详解】A.飞镖水平抛出做平抛运动,在水平方向做匀速直线运动,因此
故A正确;
B.飞镖击中P点时,P恰好在最下方,则
解得圆盘的半径
故B错误;
C.飞镖击中P点,则P点转过的角度满足
故
则圆盘转动角速度的最小值为,故C错误;
D.P点随圆盘转动的线速度为
当时
故D正确。
故选AD。
11. 水平 初速度相同 1.6 1.5 2
【详解】(1)[1]为了保证小球的初速度水平,斜槽末端切线应水平。
[2]每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛的初速度相同。
(2)[3]分析图乙,O点为抛出点,取坐标点:x=32.00cm=0.32m,y=19.6cm=0.196m,在竖直方向上则有
水平方向上则有
x=v0t
代入数据解得小球平抛初速度
(3)[4]分析图丙 L=5cm=0.05m,由图可知,小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等,均为3L,则运动时间T相等,在竖直方向,由图示可知,由匀变速直线运动的推论可得
初速度
[5]根据匀变速直线运动中,一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知,在B点竖直分速度
12. C ④ 1∶16
【详解】(1)[1]在研究向心力的大小F与质量m、角速度和半径r之间的关系时,我们通过控制m、、r中两个物理量相同,探究F与另一个物理量之间的关系,所以用到了控制变量法。
故选C。
(2)[2]塔轮由皮带传动,线速度大小相等,根据可知,为了保证转动的角速度相等,应选择半径相同的塔轮用皮带相连,即将皮带与轮①和轮④相连。
(3)[3]由题意可知塔轮1和塔轮5的半径之比为
知轮②和轮⑤的角速度之比为
球1和球3做匀速圆周运动的半径之比为
由向心力公式可得
13.(1)0.4s;(2)3m/s
【详解】(1)竖直方向自由落体运动
解得
(2)竖直方向分速度
由速度的合成与分解有
解得
14.(1)610N,方向竖直向下;(2)590N,方向竖直向下;(3)
【详解】(1)该座舱运动到最低点时,对于游客,由牛顿第二定律有
解得
由牛顿第三定律知游客对地板的压力大小为610N,方向竖直向下
(2)该座舱运动到最高点时,有
解得
由牛顿第三定律知游客对地板的压力大小为590N,方向竖直向下
(3)该座舱运动到与摩天轮转动圆心等高时,地板对游客的摩擦力提供向心力,有
解得
15.(1);(2);(3)
【详解】(1)滑雪者做平抛运动的竖直位移
根据几何关系,斜坡的长
(2)滑雪者做平抛运动的水平位移为
滑雪者在点抛出的初速度大小
(3)由题意知
设滑雪者运动到点时,雪道对他的支持力为,由牛顿第二定律知
解得
根据牛顿第三定律,滑雪者在点时,滑板对雪道的压力
则滑板受到雪道的摩擦力