广东省东莞外国语学校2021-2022高一物理下学期第一次月考试题(含解析)
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广东省东莞外国语学校2021-2022高一物理下学期第一次月考试题
(含解析)
一、单选题
1.关于运动的合成和分解,下列说法正确的是()
A. 合运动的时间等于两个分运动的时间之和
B. 匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线
C. 曲线运动的加速度方向可能与速度在同一直线上
D. 分运动是直线运动,则合运动必是直线运动
【答案】B
【解析】
根据运动的等时性,A错误;只要加速度保持不变的运动,均为匀变速运动,可以是直线,也可以是曲线,B正确;曲线运动的加速度方向一定与速度方向不在同一直线上,C错误;尽管分运动是直线运动,但加速度方向与速度方向不在一条直线上时,做曲线运动,D错误。
2.已知物体运动初速度方向及它受到恒定合外力F的方向,图a、b、c、d表示物体运动的轨迹,其中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
做曲线运动的物体的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向,合力指向运动轨迹弯曲的内侧;
【详解】曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧,而且曲线运动的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向,故选项D正确,选项ABC错误。
【点睛】根据物体的运动轨迹来判断受到的合力的方向,合力应该指向运动轨迹的弯曲的内侧,这是解决曲线运动的时候经常用到的知识点。
3.如图所示,红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管水平向右作加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的( )
A. 直线P
B. 曲线Q
C. 曲线R
D. 无法确定【答案】B
【解析】
【详解】红蜡块在竖直方向上做匀速直线运动,在水平方向上做匀加速直线运动,合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,物体做曲线运动,根据轨迹夹在速度方向与合力方向之间,合力的方向大致指向轨迹凹的一向,知轨迹可能为曲线Q,故B正确,ACD错误。
4.“202X年11月1日珠海航展明星“运20”具有超大的运输能力,若“运20”运送坦克以
的速度沿半径为200m的圆形目标区直径方向飞来,如图所示,当与圆形最近水平距离为3600m处,要将坦克投送到目标区内,飞机最大高度为:己知
A. 1620m
B. 1805m
C. 2000m
D. 1950m 【答案】C
【解析】
【详解】当投下的坦克水平位移最大时,时间最长,高度最高;;
;最大高度,故C正确,ABD错误;故选C.
5.在水平冰面上,狗拉着雪橇,雪橇做匀速圆周运动,O点为圆心(如图所示),能正确地表示雪橇受到的拉力F及摩擦力F f的图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
试题分析:小滑块做匀速圆周运动,合力指向圆心,对其受力分析,重力和向上的支持力平衡,物体速度方向沿切线方向,滑动摩擦力与相对地面的运动方向相反,沿切线向后,拉力与摩擦力的合力提供向心力,指向圆心,故只有C正确。
考点:向心力;牛顿第二定律
6.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为θ,如图所示,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度小于,则( )
A. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压
B. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压
C. 这时铁轨对火车的支持力大于mgcosθ
D. 这时铁轨对火车的支持力小于mgcosθ
【答案】B
【解析】
【详解】A、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时,此时火车的速度正好是,由题知,质量为m的火车转弯时速度小于,所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压,故A错误,B正确;
C、当内外轨没有挤压力时,受重力和支持力,则支持力为:,由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面,可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力,由于竖直向上的分力的
作用,使支持力变小,即这时铁轨对火车的支持力小于,故CD错误。
7. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”。
由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁,做匀速圆周运动。
图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹,轨迹离地面的高度为h.下列说法中正确的是
A. h越高,摩托车对侧壁的压力将越大
B. h越高,摩托车做圆周运动的向心力将越大
C. h越高,摩托车做圆周运动的周期将越小
D. h越高,摩托车做圆周运动的线速度将越大
【答案】D
【解析】
重力和弹力的合力提供向心力,,向心力相同,线速度随着半径的增大而增大,半径越大,周期越大,弹力相同,ABC错;
8.如图所示,半径为R的圆筒绕竖直中心轴OO′转动,小物块A靠在圆筒的内壁上,它与圆筒的动摩擦因数为μ认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现要使A不下落,则圆筒转动的角速度ω至少为 ( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】要使A不下落,则小物块在竖直方向上受力平衡,有:f=mg。
当摩擦力正好等于最大静摩擦力时,圆筒转动的角速度ω取最小值,筒壁对物体的支持力提供向心力,根据向心
力公式得:N=mω2R,而f=μN,解得圆筒转动的角速度最小值,故选D。
【点睛】物体在圆筒内壁做匀速圆周运动,向心力是由筒壁对物体的支持力提供的.而物体放在水平圆盘上随着圆盘做匀速圆周运动时,此时的向心力是由圆盘的静摩擦力提供的.
二、多项选择题
9.在宽度为d的河中,水流速度为,船在静水中速度为(且>),方向可以选择,现让该船开始渡河,则该船()。
A. 可能的最短渡河时间为
B. 可能的最短渡河位移为d
C. 只有当船头垂直河岸渡河时,渡河时间才和水速无关
D. 不管船头与河岸夹角是多少,渡河时间和水速均无关
【答案】BD
【解析】
【详解】A、当静水速度与河岸垂直时,渡河时间最短,,故A错误;
B、当合速度的方向与河岸垂直时,渡河位移最短,最短位移为d,故B正确;
C、不管船头与河岸夹角是多少,将船分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向,静水速度的方向(即船头与河岸的夹角)不同,垂直于河岸方向上的分速度不同,则渡河时间不同,但与水流速度无关,即使夹角为即船头垂直河岸渡河时,渡河时间也与水速无关,故C错误,D 正确。
10.关于物体做曲线运动,下列说法中正确的是()
A. 物体做曲线运动时所受的合外力一定不为零
B. 物体所受的合外力不为零时一定做曲线运动
C. 物体有可能在恒力的作用下做曲线运动
D. 物体只可能在变力的作用下做曲线运动
【答案】AC
【解析】
A、根据牛顿第一定律,若物体所受合外力为0,物体静止或做匀速直线运动,不可能做曲线运动,A正确;
B、当合外力方向与速度方向在一条直线上时,物体做直线运动,当合外力方向与速度方向不在一条直线上时,物体做曲线运动,B错误。
CD、物体做曲线运动的条件只有一个,即合外力方向与运动方向不在一条直线上,与力的大小及是否变化无关, C正确,D错误。
故选AC。
11.关于匀速圆周运动的说法,正确的是( )
A. 匀速圆周运动的速度大小保持不变,所以做匀速圆周运动的物体没有加速度
B. 做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度
C. 做匀速圆周运动的物体,加速度的大小保持不变,所以是匀变速(曲线)运动
D. 匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变,但加速度的方向始终指向圆心,加速度的方向时刻都在改变,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动
【答案】BD
【解析】
本题考查的是对匀速圆周运动的理解,做匀速圆周运动的物体,虽然速度大小不变,但方向时刻都在改变,所以必有加速度匀速圆周运动的物体加速度大小虽然不变,但加速度的方向始终指向圆心,加速度的方向时刻都在改变,所以匀速圆周运动既不是匀速运动,也不是匀变速运动;BD选项正确;
12.如图所示为两级皮带传动装置,转动时皮带均不打滑,中间两个轮子是固定在一起的,轮1的半径和轮2的半径相同,轮3的半径和轮4的半径相同,且为轮1和轮2半径的一半,则轮1边缘的a点和轮4边缘的c点相比( )
A. 线速度之比为1∶4
B. 角速度之比为4∶1
C. 向心加速度之比为8∶1
D. 向心加速度之比为1∶8
【答案】D
【解析】
设a的角速度为w,线速度为2wr,则轮2的角速度为,轮2线速度为4wr,4轮的线速度也是4wr,角速度为4w,加速度,C对
13.一小物块以大小为a=4m/s 2的向心加速度做匀速圆周运动,半径R=1m,则下列说法正确的是( )
A. 小球运动的线速度为2m/s
B. 小球在2πs内通过的路程为零
C. 小球在内通过的位移大小为
D. 小球做圆周运动的周期为
【答案】AD
【解析】
A、依据,物块运动的线速度:,故A正确;
B、周期,则小球在2π s内绕圆周做两圈,故路程为:
故B错误,D正确;
C、质点运动的周期为,知是内,即在周期内物块转过圆,通过的位移大小为:
,故C错误。
点睛:解决本题的关键掌握线速度、角速度、周期的关系公式,以及它们的联系,能熟练对公式进行变形应用。
14.小金属球质量为m,用长为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. 小球的线速度突然增大
C. 小球的向心加速度突然增大
D. 小球所受拉力的大小突然增大
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放,当悬线碰到钉子的前后瞬间,由于重力与拉力都与速度垂直,所以小球的线速度大小不变,根据,知线速度大小不变,半径变小,则角速度增大,故A正确,B错误;
C、根据向心加速度公式,由于线速度大小不变,半径变小,则向心加速度变大,故C 正确;
D、根据牛顿第二定律得:得:,半径变小,则拉力变大,故D正确。
三、实验题
15.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为抛出点,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=0.8cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为___m/s,B点的竖直分速度为
___m/s.(g取10m/s2)
【答案】 (1). 水平 (2). 初速度相同 (3). (4). (5).
【解析】
【详解】①实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线水平,目的是保证小球的初速度水平,从而做平抛运动,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛初速度相同,从而保证画出的为一条抛物线轨迹;
②根据得,,则小球平抛运动的初速度为:
;
③在竖直方向上,根据得:,则小球平抛运动的初速度为:
B点的竖直分速度为:。
四、计算题
16.如图所示在倾角为的斜坡顶端A处,沿水平方向以初速度抛出一小球,落在斜坡的B点,g=10m/s2,求:
(1)小球在空中飞行的时间。
(2)AB间的距离。
【答案】(1)(2)
【解析】
【详解】(1)设A到B用时为t,则水平位移分为:,竖直分位移为:,
又有,解得:;
(2)设A到B之间的距离为L,有:
代入数据解得:。
17.图甲为游乐园中“空中飞椅”的游戏设施,它的基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子的下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋。
若将人和座椅看成一个质点,则可简化为如图乙所示的物理模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动,设绳长l=10m,质点的质量m=60kg,转盘静止时质点与转轴之间的距离d=4.0m,转盘逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角 (不计空气阻力及绳重,且绳不可伸长,,)求质点与转盘一起做匀速圆周运动时:
(1)绳子拉力的大小;
(2)转盘角速度的大小。
【答案】(1)750N (2)
【解析】
试题分析:(1)如图所示,对人和座椅进行受力分析:,。
(2)根据牛顿第二定律有:,。
考点:本题考查牛顿运动定律,向心力来源。
18.某同学用长0.8m的细绳一端系住一只小碗,碗内盛水,碗和水的总质量为0.5kg。
该同学抓住细绳另一端甩动细绳,使碗和水在竖直面内飞快地旋转。
求:
(1)为了不让水从碗内洒出来,碗到最高点的速度至少是多少?
(2)由于绳子能够承受的最大拉力为15N,碗到最低点的速度最大不能超过多少?(g取
10m/s2)
【答案】(1)mg=mυ=2≈2.828m/s
(2)T-mg=mυ=4m/s
【解析】
本题考查的是生活中的圆周运动实例,为了不让水从碗内洒出来,碗在最高点时向心力来源为重力。
碗在最低点的向心力是由向上的拉力与向下的重力充当的,。