广东省东莞市东莞中学2017-2018学年高一下学期阶段考试物理试题(含解析)

2017-2018学年第二学期东莞中学段考
高一物理
一、单项选择题
1.下说法中正确的是
A. 做曲线运动的物体的速度方向必定要变化；
B. 两个直线运动的合运动一定是直线运动；
C. 加速度恒定的运动不可能是曲线运动；
D. 曲线运动的加速度方向与所受合外力方向并不总是一致的；
【答案】A
【解析】
【详解】A．曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，所以其速度方向一定改变；故A正确.
B．两个直线运动的合初速度和合加速度共线为直线运动，合初速度和合加速度不共线为曲线运动，如平抛运动；故B错误.
C．物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力大小和方向不一定变化；如平抛运动.故C错误.
D．根据牛顿第二定律可知，无论何种运动的加速度方向与合外力方向总是一致的；故D错误.
故选A.
2.运动员将标枪以速度v0斜向上投出，标枪出手时与水平方向间的夹角为θ，忽略空气阻力，则标枪在空中成水平方向时的速度大小为
A. v0
B. v0sinθ
C. v0cosθ
D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【分析】
标枪投出后做斜抛运动，因此可以看成水平方向匀速运动，竖直方向做竖直上抛运动．将速度沿水平与竖直方向进行分解．标枪在空中成水平方向时，竖直方向速度为零．
【详解】将投出标枪沿水平与竖直方向进行分解，则有水平方向以v0cosθ速度做匀速直线运动；竖直方向以v0sinθ做竖直上抛运动.当标枪在空中成水平方向时，竖直方向的速度为零，达到轨迹的最高点, 水平方向的速度依然为v0cosθ.所以只有C正确，ABD是错误；故选C.
【点睛】考查运动的合成与分解，及竖直上抛运动与匀速运动的同时性．同时标枪成水平方向说明竖直方向
速度为零．
3.物体m用线通过光滑的水平板上的小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减小M 的质量，则物体m的轨道半径r、角速度ω、线速度v的大小变化情况是：
A. r不变，ω变小
B. r增大，ω减小
C. r减小，v不变
D. r减小，ω不变
【答案】B
【解析】
【分析】
小球在砝码的重力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动．显然砝码的重力提供向心力，当砝码的重量变化，此时向心力与砝码的重力不等，从而做离心运动，导致半径变化．向心力再次与砝码的重力相等时，又做匀速圆周运动．因此由半径的变化可得出角速度、线速度的变化．
【详解】小球在砝码的重力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动。

砝码的重力提供向心力，当M减小时，砝码的重量减小，此时m所需要的向心力大于砝码的重力，从而做离心运动，导致半径r变大.当再次出现砝码的重力与向心力相等时，小球又做匀速圆周运动.由于半径变大，绳子拉力会做负功，m的速度减小，即v 变小.由公式，知角速度ω减小；故选B.
【点睛】本题体现出圆周运动与离心运动区别，同时掌握影响向心力大小的因素．
4.如图，汽车以某速度通过一圆形拱桥的顶点时，关于汽车受力的说法正确的是
A. 汽受重力、支持力、向心力；
B. 汽受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力
C. 汽车的重力和支持力的合力提供向心力，
D. 汽车向心力是重力
【答案】C
【解析】
【分析】
汽车过拱桥时做圆周运动，在最高点，由合力提供向心力，受力分析时不能分析向心力．
【详解】汽车过拱桥时，做圆周运动，在拱桥的顶点，汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力，由重力和支
持力的合力提供所需的向心力，方向指向圆心；故选C.
【点睛】本题考查应用物理规律分析实际生活中圆周运动问题的能力，关键分析向心力的来源．
5.如图，树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，在子弹出枪口的瞬间，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠能逃脱厄运不被击中的是（树枝足够高）
①自由落下
②竖直上跳
③迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝
④背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝
A. ①
B. ②
C. ③
D. ④
【答案】B
【解析】
【分析】
子弹做的是平抛运动，在竖直方向上就是自由落体运动，所以如果松鼠在竖直方向上也是自由落体运动，那么松鼠必定被击中．
【详解】子弹在竖直方向上是自由落体运动.
①、松鼠做自由落体运动，那么松鼠和子弹在竖直方向上的运动是一样的，它们始终在一个高度上，所以松鼠一定会被击中，①错误；
②、竖直上跳时，在竖直方向上和子弹的运动过程不一样，能逃过厄运，②正确.
③、④、迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝和背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝这两种运动在竖直方向上也是自由落体运动，松鼠同样会被击中，都不能逃脱厄运，故③④错误；
故选B.
【点睛】了解各种运动的运动规律，自由落体、迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝、背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝，它们在竖直方向的运动是一样的．
6.如图所示的皮带传动装置中，轮A和B同轴，A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且R A=R B=2R C，当轮带动皮带匀速转动时（皮带不打滑），下列说法正确的有
A. A点与C点的线速度大小相等
B. B点与C点的角速度大小相等
C. A点与B点的线速度大小相等
D. 以上说法都不正确
【答案】D
【解析】
【详解】A．由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故v C=v B；由于A轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即ωA=ωB，再由角速度和线速度的关系式v=ωR可得v A:v C=2:1，故A错误
B．由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，两点的半径为1:2，由角速度和线速度的关系式v=ωR可得ωB：ωC=2:1，故B错误.
C．因v A:v C=2:1，而，可得v A:v B=2:1；故C错误.
综上选D.
7.甲乙两物体都做匀速圆周运动，其质量之比为1:2,转动半径之比为1：2，在相同时间内甲转过4周，乙转过3周。

则它们的向心力之比为
A. 1:4
B. 2:3
C. 4：9
D. 9：16
【答案】C
【解析】
【详解】在相同时间内甲转过4周，乙转过3周，所以ω1:ω2=4:3，据匀速圆周运动向心力公式F=mω2r得：两个物体向心力之比为;故选C.
8. 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；
9.通过阅读课本，几个同学交流对一些生活中常见的离心现象的认识。

甲说：“洗衣机甩干衣服的道理就是利用了水在高速旋转时会做离心运动.”乙说：“我们坐公共汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够也会挤压车厢.”丙说：“铁轨在弯道处外侧铺得比内侧高，原来就是要防止火车受离心力做离心运动。

”丁说，“我在游乐园里玩的吊椅转得越快，就会离转轴越远，这也是利用了离心现象·"他们中间有一个说法有误的同学是
A. 甲
B. 乙
C. 丙
D. 丁
【答案】C
【解析】
【详解】对于甲、乙、丁的说法：洗衣机脱水利用了水在高速旋转，附着力小于向心力时做离心运动。

汽车在急速转弯时，如果受到的向心力不够做离心运动而使人挤压车厢。

游乐园里玩的吊椅转得越快，需要的向心力越大，外力不够提供时，就会做离心运动，离转轴就越远。

故甲乙丁的说法都是正确的.
对于丙的说法：如果铁轨在弯道处内外侧轨道一样高，火车转弯时需要的向心力有铁轨与轮缘的弹力提供，这导致轮缘和铁轨磨损严重，所以转弯处外侧铺得比内侧高，让重力和支持力的合力提供向心力，防止轮缘过度磨损;故丙的说法不正确.
故选C。

10.如图所示，在与水平方向成37°角的斜坡上A点，以10m/s的速度水平抛出一个小球，小球落到斜坡上，g=10m/s2，则小球在空中飞行时间为
A. 0.75s
B. 1.5s
C. 2s
D. 3s
【答案】B
【解析】
【详解】小球从斜面上平抛落至斜面上，其位移偏向角为37°，故有，解得小球在空中的运动时间.故选B.
11.如图，人沿平直的河岸以恒定速度v行走，且通过不可伸长的绳拖船。

若河水静止，船在静水中始终沿绳
的方向运动，且此过程中绳始终与水面平行。

当绳与河岸的夹角为α，船的速率为：
A. vsinα
B. v/sinα
C. vco sα
D. v/cosα
【答案】C
【解析】
【详解】将人的运动速度v沿着绳子方向和垂直绳子方向正交分解，如图所示:
由于绳子始终处于绷紧状态，因而小船的速度等于人沿着绳子方向的分速度，根据此图得：v c=v cosα，故C 正确，A、B、D错误；故选C.
12.如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA＝OB。

若水流速度不变，两人在靜水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为（）
A. B. C. D. 无法确定
【答案】C
【解析】
试题分析：设游速为v，水速为v0，OA=OB=l，则甲整个过程所用时间：，
乙为了沿OB运动，速度合成如图；则乙整个过程所用时间：，∵∴t甲＞t乙，∴选C正确，选项ABD错误．故选C。

考点：运动的合成和分解
【名师点睛】本题考查运动的合成（主要是速度的合成）和匀速运动规律，运用速度合成的矢量平行四边形法则求出各自的合速度是关键。

二、多项选择题
13.如图所示，从地面上同一位置抛出两小球A、B，分别落在地面上的M、N点，两球运动的最大高度相同。

空气阻力不计，则
A. B的加速度比A的大
B. B的飞行时间比A的长
C. B在最高点的速度比A在最高点的大
D. B在落地时的速度比A在落地时的大
【答案】CD
【解析】
由A、B的受力即可比较A、B的加速度大小；由于斜抛运动竖直方向是匀变速直线运动，上抛的高度可比较出飞行的时间和落地的竖直分速度；最高点物体的竖直分速度为零，只有水平分速度，根据水平方向是匀速直线运动，则依据水平位移的大小即可比较A、B的水平分速度的大小；最后根据即可比较出落地时速度的大小。

对A项：斜抛运动中的A、B球都只受重力，由牛顿第二定律知，它们的加速度均为g,故A项错误；对B项：斜抛运动可分解为水平方向的直线运动和竖直方向的匀变速直线运动，由于两球运动的最大高度相同，故它们上升时间和下落时间均相等，故B错误；对C项：在最高点时，小球的竖直分速度为零，只有水平分速度，由水平位移：，且知B的水平分速度大于A的水平分速度，则B在最高点的速度比A在最高点的大，C项正确；对D项：由于高度相同，则由知：A、B球落地的竖直分
速度相同，故落地的速度由得：B球大于A球，故D项正确。

故答案为CD。

【考点定位】斜上抛运动，运动的合成与分解，要注意理解斜上抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的的匀变速直线运动。

难度：中等。

14.如图所示，A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，
A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时(设三物体都没有滑动)（）
A. C物体的向心加速度最大
B. B物体所受的静摩擦力最小
C. 当圆台转速增加时，C比A先滑动
D. 当圆台转速增加时，B比A先滑动
【答案】BC
【解析】
【详解】三个物体都做匀速圆周运动，合力指向圆心，对任意一个受力分析，如图所示:
支持力与重力平衡，F合=f=F向
由于A、B、C三个物体共轴转动，角速度ω相等，根据题意，r C=2r A=2r B=2R
A、B、由向心力公式F向=mω2r，得三物体的向心力分别为：,,，则，B物体的静摩擦力最小;故A、B正确；
C、对任意一物体，由于摩擦力提供向心力，有μmg=mω2R，当ω变大时，所需要的向心力也变大，当达到最大静摩擦力时，物体开始滑动，当转速增加时，A、C所需向心力同步增加，且保持相等，但因C的最大静摩擦力小，C比A先滑动；故C正确.
D、当转速增加时，A、B所需向心力也都增加，且保持2：1关系，但因A、B最大静摩擦力也满足2：1关系，因此A、B会同时滑动，故D错误.
故选ABC.
15.以速度v0水平抛出一物体，当其竖直分位移与水平分位移相等时，此物体的（）
A. 竖直分速度等于水平分速度
B. 瞬时速度为
C. 运动时间为
D. 发生的位移为
【答案】CD
【解析】
试题分析：当竖直分位移等于水平分位移时，有，解得，所以竖直方向上的速度大小和水平方向上的速度大小不同，A错误；瞬时速度，B错误；根据可得运动时间，C正确；发生位移，故D正确
考点：考查了平抛运动规律的应用
【名师点睛】关键是知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，然后根据竖直分位移等于水平分位移列式求解，
16.如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B
紧贴着内壁，分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则
A. 球A的线速度必定大于球B的线速度
B. 球A的速度必定小于球B的角速度
C. 球A的运动周期必定小于球B运动周期
D. 球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力
【答案】AB
【解析】
【详解】A、两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根据力的合成知两支持力大小、合力大小相等.根据，得，合力、质量相等，r大线速度大，所以球A的线速度大于球B的线速度;故A正确，D错误.
B、根据F合=mrω2，得，r大角速度小,所以球A的角速度小于球B的角速度;故B正确.
C、根据，由前面分析球A的角速度小于球B的角速度角，则A的周期大于B的周期;故C错误.
故选AB.
三、实验与探究题
17.某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。

照片中每个正方形小格子的边长为1.09cm，闪光的快慢为每秒30次，，根据此图可计算出：
(1)小球平抛的初速度为______;
(2)当地的重力加速度为_________.（要求结果精确到3位有效数字）
【答案】 (1). 0.327m/s (2). 9.81m/s2
【解析】
【详解】(1)小球做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，有：，其中，频闪时间诶，解得：.
(2)小球在竖直方向做匀加速直线运动，由判别式可得：，其中，代入解得：
.
18. （6分）某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验。

所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）。

完成下列填空：
（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；
（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;
（3）将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：
序号 1 2 3 4 5
m（kg） 1.80 1.75 1.85 1.75 1.90
（4）根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s。

（重力加速度大小取9.80m/s2 ，计算结果保留2位有效数字）
【答案】（2）1.4 （4）；
【解析】
（2）根据量程为10kg，最小分度为0.1kg，注意估读到最小分度的下一位，为1.40kg；
（4）根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器对秤的最大压力平均值为：
解得：F N=(1.81-1)×10N=8.1N
根据牛顿运动定律知：F N-m0g=m0，
代入数据解得：v=1.4m/s
四、计算题
19.如图为俯视图，利用该装置可以测子速度大小。

苴径为d的小紙筒，以恒定角速度ω绕O轴逆时针转动，一颗子弹沿直径水平快速穿过圆纸筒，先后留下a、b两个弹孔，且Oa、Ob间的夹角为α.不计空气阻力，则子弹的速度为多少？
【答案】（n=0,1,2,3…..）
【解析】
【详解】子弹运动的时间t与纸筒转动的时间相等，子弹的运动时间
纸筒转动的时间为：
解得：（n=0,1,2,3…..）
20.如图所示，一个质量为m=2kg的小球在细绳牵引下在光滑水平的平板上以速率v=1.0m/s做匀速圆周运动，其半径r=30cm。

现将牵引的绳子迅速放长20cm，使小球在更大半径的新轨道上做匀速圆周运动。

求：
（1）实际这一过渡所经历的时间；
（2）在新轨道上做匀速圆周运动时，小球旋转的角速度大小；
（3）圆周的半径增大后对绳子的拉力为多大？
【答案】（1）0.4s（2）1.2rad/s（3）1.44N
【解析】
【详解】(1)根据题意，迅速放长绳子，意味着小球某一时刻从某切线位置做离心运动，即以匀速直线运动过渡到大半径上,如图所示：
则
(2)当小球到达新轨道时，由于绳子作用使小球速度v的径向分量v n减为0，而只保留切线分量v1．则新的线速度v'=v1=v sinα=0.6m/s．
而
(3)拉力提供向心力，即
21.如图，轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山上的目标A。

己知A点高度为h，山坡倾角为θ，重力加速度g，求：
（1）炸弹释放后到命中目标的飞行时间；
（2）轰炸机的飞行速度；
（3）轰炸机到坡底地面的飞行高度；
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】设炸弹的平抛时间为t，水平速度为v，飞机距离坡底的高度为H，水平位移为x，则有竖直方向自由落体运动，
水平方向做匀速直线运动：
由直角三角形可得：
而A点的瞬时速度构成的直角三角形：
联立各式解得：，
飞机距坡底的高度。