2019-2020学年广东省佛山市第一中学高一下学期第一次段考试题 物理

2019-2020学年下学期2019级高一第一次段考试题
物理
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1.下列说法正确的是
A. 做圆周运动的物体，其加速度一定指向圆心
B. 向心加速度描述的是线速度大小变化的快慢
C. 匀速圆周运动是一种变加速曲线运动
D. 物体受一恒力作用，可能做匀速圆周运动
2.如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半
径之比为：：轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A 轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来，a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中
A. 线速度大小之比为3：2：2
B. 角速度之比为3：3：2
C. 转速之比为2：3：2
D. 向心加速度大小之比为9：6：4
3.小船匀速渡河，已知船在静水中的速度为，水流速度为，河
宽为，在船头方向保持不变的情况下，小船渡河时间为，则以下判断一定正确的是
A. 小船的位移恰好垂直于河岸
B. 小船船头与河岸夹角为指向上游方向
C. 小船渡河位移大小为
D. 小船到达对岸时可能在出发点下游240m处
4.均匀直杆上连着两个小球A、B，不计一切摩擦当杆滑到如图
位置时，B球水平速度为，杆与竖直夹角为，则此时A球
速度大小是
A. sin
B. cos
C.
D.
tan
5. 如图所示，小球以正对倾角为的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，
则以下说法正确的是重力加速度为
A .小球空中运动时间为
B .小球的水平位移大小为
C .由于不知道抛出点位置，位移大小无法求解
D .小球的竖直位移大小为 6. 如图所示，“跳一跳”游戏中需要操作者控制棋子离开平台时的速度，使其能跳到
旁边等高平台上。

若棋子的跳跃过程可以视作斜抛运动，棋子起跳时的初速度为，与水平面的夹角总是保持不变，空气阻力不计，则以下说法中正确的是
A. 若越大，则棋子跳的距离越远，在空中经历的时间也越长
B. 棋子在空中经历的时间与无关
C. 棋子上升过程和下降过程中速度变化量的大小相等，方向相反
D. 若变为原来的两倍，则棋子跳起的最大高度也变为原来的两倍
7. 质量为m 的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，如图所示，
经过最高点而不
脱离轨道的速度临界值是v ，当小球以2v 的速度经过最高点时，对轨道的压力值是
A. 0B. mg C. 3mg D. 5mg
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
8. 关于如图a 、b 、c 、d 所示的四种圆周运动模型，说法正确的是
θ
gtan v 0
θ
2
2
02gtan v
θ
gtan 2v
2
A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力
B. 如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力
C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球在竖直面内做圆周运动，小球在最高点
所受的合力不可能为零
D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均
无侧向压力
9.在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从时刻起，由坐标原点
开始由静止开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度时间图象如图甲、乙所示，关于物体在这段时间内的运动，下列说法中正确的是
A. 前2s内物体沿x轴做匀加速直线运动
B. 后2s内物体做匀加速曲线运动
C. 4s末物体坐标为（4m，2m）
D. 4s末物体坐标为（6m，2m）
10.如图所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未
滑动，则
A. 衣服受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用
B. 加快脱水筒转动角速度，筒壁对衣服的摩擦力也变大
C. 当衣服对水滴的附着力不足以提供水滴需要的向心力时，衣服
上的水滴将做离心运动
D. 增大脱水筒的转动周期，脱水效果会更好
11.如图所示，细绳一端系着质量的物体，静止在水平桌面上，另一端通过光
滑小孔吊着质量的物体，M与圆孔的距离，已知M与水平面间的动摩擦因数为设物体受到的最大静摩擦
力等于滑动摩擦力，g取，现使物
体M随转台绕中心轴转动，当m和转台相
对静止时，转台的角速度可能为
A.
B.
C.
D.
12.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（本大题共1小题，共18.0分）
13. 图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动
轨迹。

以下是关于实验过程的一些说法，其中正确的有。

a斜槽轨道的末端一定要保持水平
b斜槽轨道的末端不能有摩擦
c每次小球应从同一高度由静止释放
d小球通过摩擦复写纸，在白纸上留下一道连续的抛物线轨迹
（2）小刚同学利用频闪照相的方法，获取了做平抛运动小球的部分照片，如图所示。

图中背景是边长为5cm的小方格，A，B，C是摄下的三个小球位置。

小球抛出的初速
度为。

小球经过B点的速度为。

g取
四、计算题（本大题共2小题，共34.0分）
14.（14分）某铁路转弯处的圆弧半径是500m，若规定火车通过这个弯道的速度为
一质量为的机车俗称火车头通过该弯道，机车转弯时可以简化为质点做圆周运动，g取．
若弯道处的铁轨铺设在水平路基上，如图1所示，求铁轨对车轮的侧向弹力大小；
若弯道处的铁轨铺设在倾斜路基上，如图2所示，为了使铁轨对车轮没有侧向弹力，则路基的倾角多大？求出的任一三角函数值即可
15.（20分）如图所示，质量是1kg的小球用长为的细线悬挂在O点，O点距地面高度为1m，如果使小球绕轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为
，求：
当小球的角速度为多大时，细线将断裂；
线断裂后小球落地点与悬点的水平距离．
答案和解析
1.C
2.D
3.D
4.D
5.B
6.A
7.C
8.AD 9.ABD 10.AC 11.AB 12.AD
13.(1)ac (2)
14.解：
若在水平路基上，侧向弹力提供向心力，
即：，
解得：
(2)由受力分析可得：
，
解得：
15.解：
(1)当绳子拉力达到最大时，在竖直方向上有：，
代入数据解得：．
根据牛顿第二定律得：，
代入数据解得：；
小球转动的线速度为：，
落地时竖直位移为：，
水平位移为：，
小球落地点与悬点的水平距离为：，
代入数据解得：．
1.【答案】C
【解析】解：A、做圆周运动的物体，其向心加速度一定指向圆心；但还可能存在切向加速度；故合加速度不一定指向圆心；故A错误；
B、向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢；故B错误；
C、匀速圆周运动的向心加速度指向圆心，方向不断改变；故C正确；
D、匀速圆周运动的合力一定始终指向圆心，故一定为变力；故物体受恒力作用，不可能做匀速圆周运动；故D错误；
2.【答案】D
【解析】解：轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：
：：1
根据公式，有：
：：2
根据，有：
：：2
根据，有：
：：2
轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：
：：1
根据公式，有：
：：2
根据，有：
：：1
根据，有：
：：2
综合得到：
：：：3：2
：：：2：2
：：：2：2
：：：6：4
故选：D。

轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等；轮B、轮C是共轴传动，角速度相等；再结合公式和列式分析．
本题关键是明确同轴传动和同源传动的区别，然后根据公式、、
列式分析，注意两两分析；再找出共同项得出最后的表达式
3.【答案】D
【解析】【分析】
根据河宽与渡河时间，从而确定船在垂直河岸方向上的速度大小，再依据矢量的合成法则，则可确定船在静水中速度沿着水流方向的速度大小，从而即可一一求解。

解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰，并掌握运动学公式的应用，注意船在静水中的速度分解，是解题的关键。

根据题意：河宽为，在船头方向保持不变的情况下，小船渡河时间为，那么船在垂直河岸方向的速度大小为，由于船在静水中的速度为，根据矢量的合成法则，则船在平行于水流方向分速度大小为
A.由上分析可知，船的位移不可能垂直河岸，故A错误；
B.当船在平行于水流方向分速度方向逆着水流方向时，则船头与河岸夹角才为
指向上游方向；若船在平行于水流方向分速度方向顺着水流方向时，则船头与河岸夹角为指向下游方向，故B错误；
C.当偏向上游时，则位移为；
若偏向下游时，则位移为，故C错误；
D.由上分析可知，到达对岸时可能在出发点下游处，故D正确。

4.【答案】D
【解析】【分析】
根据运动的合成与分解，结合矢量合成法则，及三角函数知识，即可求解两小球速度关系。

本题考查运动的合成与分解，要掌握三角函数知识运用，注意两球沿着杆方向的分速度相等是解题的关键。

【解答】
根据速度的合成与分解，将两球的速度分解，如图所示：
则有：，而，所以，故ABC错误，故D正确。

5.【答案】B
【解析】【分析】
解决本题的关键是知道怎样运动时位移最小，再根据平抛运动的基本规律结合几何关系
由数学知识得：从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线。

设经过时间t 到达斜面上，根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，表示出水平和竖直方向上的位移，再根据几何关系即可求解。

【解答】
如图所示，过抛出点作斜面的垂线
当小球落在斜面上的B 点时，位移最小，设运动的时间为t ，则： 水平方向：
竖直方向：。

根据几何关系有
则有
解得。

(注：cot θ为tan θ的倒数）
小球的水平位移大小为
竖直位移大小为，故AD 错误，B 正确。

由于，所以位移大小可以求出来，C 错误。

6.【答案】A
【解析】【分析】 【解答】
A 和B--------增大，竖直分速度y v 便增大，gt 0-v y =可知上升时间t 也增大，则总
时间t 2t
=总
也增大。

同时水平分速度x v 也增大，由总t v x x =，可知x 增大，故A 正
确，B 错误。

C -------速度变化量△v=gt ，故上升和下降两过程的△v 相同，大小相等，方向都竖直向下，C 错误。

D-------若变为原来的两倍，则y v 也变为原来的两倍，由2y v gh 2 可知，高度变为原
来的四倍。

故D 错误。

7.【答案】C
【解析】【分析】
对小球在最高点受力分析，找出向心力来源，根据牛顿第二、三定律和向心力公式列方程求解。

本题要注意对小球受力分析，找出向心力来源；同时，题中要求的为轨道对小球的压力，而非支持力。

【解答】
当小球以速度v 经内轨道最高点时且不脱离轨道，则小球仅受重力，重力充当向心力，有；
当小球以速度2v 经内轨道最高点时，小球受重力G 和轨道对小球竖直向下的支持力N ，如图，合力充当向心力，有；
又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等，
；由以
上三式得：
，故C 正确，ABD 错误。

8.【答案】A D
【解析】【分析】
本题考查几种生活中常见的圆周运动。

知道向心力的来源，知道向心力不是物体实际受到的力，而是物体受到的指向圆心方向的合力。

解题的关键是分析向心力的来源，知道向心力的性质。

【解答】
A .如图a 所示，汽车安全通过拱桥最高点时，根据牛顿第二定律有，车对桥面的压力小于车的重力，故A 正确；
B .如图b 所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力、向心力不是物体实际受到的力，故B 错误；
C .如图c 所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O 在竖直面内做圆周运动，过最高点的临界速度为零，在最高点小球所受合力可能为零，故C 错误；
D .如图d 所示，火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道，向心力由火车所受重力和支持力的合力提供，故D 正确。

9.【答案】ABD
【解析】解：A、前2S内物体在y轴方向没有速度，只有x轴方向有速度，由图看出，物体在x轴方向做匀加速直线运动，故A正确；
B、在内，物体在x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，根据运动的合成得知，物体做匀加速曲线运动，加速度沿y轴方向．故B正确；
CD在前2s内，物体在x轴方向的位移在后2s内，x轴方向的位移为，y轴方向位移为，则4s末物体的坐标为故C错误，D正确。

10.【答案】A C
【解析】【分析】
水滴受到衣服的附着力，但是没有离心力这个说法；脱水的基本原理是：由于水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉。

【解答】
A. 衣服受到重力，筒壁的弹力，静摩擦力，故A正确；
B. 对衣服受力分析，在竖直方向，受到重力和摩擦力，大小相同，故摩擦力不变，故B 错误；
C.脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁。

水滴依附的附着力是一定的，当水滴和衣物一起做高速圆周运动的时候，因水滴做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴做离心运动，被沿切线方向甩出，故C正确；
D.水滴依附的附着力是一定的，根据向心力公式，角速度越大，需要的向心
力越大，脱水效果会更好，又因为T=2π/w，角速度越大，周期应该越小。

故D错误。

故选A C。

11.【答案】AB
【解析】【分析】
当此平面绕中心轴线以角速度转动时，若M恰好要向里滑动时，取得最小值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力，若M恰好要向外滑动时，取得最大值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力，根据牛顿第二定律分别求出的最小值和最大值，即可得到的取值范围。

本题是圆周运动中临界问题，抓住当M恰好相对此平面滑动时静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律求解角速度的取值范围。

【解答】
最大静摩擦力当取较小值时，M有向O点滑动趋势，此时M所受静摩擦力背离圆心O，对M有：，代入数据得：，当取较大值时，M有背离O点滑动趋势，此时M所受静摩擦力指向圆心O，对M 有：，代入数据得：，所以角速度的取值范围是：
，故AB正确，故CD错误。

故选AB。

12.【答案】AD
【解析】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1，
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。

飞镖做平抛运动的同时，圆盘上P点做匀速圆周运动，恰好击中P点，说明A点正好在最低点被击中，则P点转动的时间，根据平抛运动水平位移可求得平抛
的时间，两时间相等联立可求解。

本题关键知道恰好击中P点，说明P点正好在最低点，利用匀速圆周运动的周期性和平抛运动规律联立求解。

13.【答案】
（1）ac
【解析】
a，通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动，故a正确；
b，即使末端有摩擦，小球每一次滚下做的都是同一平抛运动，故b错误。

C，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故b错误，c正确；
实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变，最后轨迹应由实验得到的落点连成平滑的曲线，故d错误。

（2）【答案】
【解答】
根据得，，小球抛出的初速度
，B点在竖直方向上的分速度，则B 点的速度。

故填：；。

14.【答案】解：
若在水平路基上，侧向弹力提供向心力，
即：，解得：
由受力分析可得：
，
解得：
答：侧向弹力大小；
倾角
15.【答案】解：当绳子拉力达到最大时，在竖直方向上有：，代入数据解得：．
根据牛顿第二定律得：，
代入数据解得：；
小球转动的线速度为：，
落地时竖直位移为：，
水平位移为：，
小球落地点与悬点的水平距离为：，
代入数据解得：．
答：当小球的角速度为时，细线将断裂；
线断裂后小球落地点与悬点的水平距离为．。