辽宁省大连二十中2016-2017学年高一上学期月考物理试卷(1月份) Word版含解析

2016-2017学年辽宁省大连二十中高一（上）月考物理试卷（1月份）一、单项选择题（每题6分）1．船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2．为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为（）A．B．C．D．2．如图所示，A、B为咬合传动的两齿轮，R A=2R B，则A、B两轮边缘上两点的（）A．角速度之比为2：1 B．向心加速度之比为1：2C．周期之比为1：2 D．转速之比为2：13．如图所示，在光滑水平面上，钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上（图示位置），且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是（）A．小球的线速度变大B．小球的角速度变大C．小球的加速度变大D．细绳对小球的拉力变小4．如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向左匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止，此时悬线中张力之比F A：F B为（g=10m/s2）（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：45．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），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．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．轨道与轮缘无挤压D．无法确定轨道与轮缘是否有挤压二．多项选择题（每题6分，对而不全得3分，有错选得0分）6．如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处．不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．a和b初速度相同B．b和c运动时间相同C．b的初速度是c的两倍D．a的运动时间是b的两倍7．水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（）A．小球到达c点的速度为B．小球在c点将向下做自由落体运动C．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2RD．小球从c点落到d点需要时间为28．长度L=0.50m的轻杆OA，A端有一质量m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s（g取10m/s2），则此时细杆OA受到（）A．6N的拉力B．6N的压力C．当小球到达最低端的时候，OA只能受到拉力的作用D．当小球到达最低端的时候，OA受到拉力还是压力，要看小球的速度三、填空题（每空4分，共16分）9．如图所示，在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸，拉绳速度为v，当船头绳长方向与水平方向夹角为θ时，船的速度为．10．如图甲所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动．假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1s内上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，每1s内通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm．图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t=0时蜡块位于坐标原点．（1）请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹；（2）玻璃管向右平移的加速度a=m/s2；（3）t=2s时蜡块的速度v2=m/s．四、计算题11．游乐场的悬空旋转椅，可抽象为下图所示的模型．一质量m=40kg的球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直平面内的直角杆上，水平杆长L′=7.5m．整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．当θ=37°时，（取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求：（1）绳子的拉力大小．（2）该装置转动的角速度．12．如图所示，质量为M=2Kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上．M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m=0.4Kg的物体相连，m悬于空中与M都处于静止状态．假定M与轴O的距离r=0.5m，与平台的最大静摩擦力为重力的0.3倍．（g取10m/s2），试问：（1）平台转速由零增大时，M受到的摩擦力如何变化？（2）M受到的摩擦力最小时，平台的角速度ω0等于多少？（3）保持M与平台相对静止，平台的最大角速度ωm等于多少？2016-2017学年辽宁省大连二十中高一（上）月考物理试卷（1月份）参考答案与试题解析一、单项选择题（每题6分）1．船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2．为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为（）A．B．C．D．【考点】运动的合成和分解．【分析】使船行驶到河正对岸的码头，则知船的航行速度必须垂直河岸，即v1、v2的合速度垂直于v2，那么，由矢量合成的平行四边形法则知v1必须与河岸成一定的角度斜着向上才能满足条件．【解答】解：由题中的条件知v1、v2的合速度垂直于河岸，即垂直于v2，那么，由矢量合成的平行四边形法则知v1必须与河岸成一定的角度斜着向上才能满足条件．所以，选项C符合条件正确，选项A、B、D错误．故选：C．2．如图所示，A、B为咬合传动的两齿轮，R A=2R B，则A、B两轮边缘上两点的（）A．角速度之比为2：1 B．向心加速度之比为1：2C．周期之比为1：2 D．转速之比为2：1【考点】线速度、角速度和周期、转速．【分析】咬合后的两齿轮有两轮边缘上线速度大小相等，根据线速度大小相等和各物理量的关系求解即可．【解答】解：根据题意有两轮边缘上的线速度大小相等，即有v A=v BA、根据角速度ω和线速度v的关系v=rω得角速度与半径成反比：即，故A错误；B、根据向心加速度a与线速度v的关系得，因为v A=v B所以：，故B正确；C、根据同期T和线速度v的关系得，因为v A=v B所以：，故C 错误；D、根据转速n和线速度v的关系v=n2πR得：因为v A=v B所以：，故D错误．故选：B3．如图所示，在光滑水平面上，钉有两个钉子A和B，一根长细绳的一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上（图示位置），且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v0在水平面上沿俯视逆时针方向做圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是（）A．小球的线速度变大B．小球的角速度变大C．小球的加速度变大D．细绳对小球的拉力变小【考点】向心力；曲线运动．【分析】球以初速度v0在水平面上沿逆时针方向做匀速圆周运动，在绳子完全被释放后与释放前相比，半径变大，速度不变，根据圆周运动的规律分析角速度、加速度和拉力的变化．【解答】解：A、在绳子完全被释放后与释放前相比，小球所受的拉力与速度垂直，不改变速度大小，故A错误．B、小球的加速度a=，v不变，r变大，则a变小，故B错误．C、由v=ωr，v不变，r变大，则角速度ω变小，故C错误．D、细绳对小球的拉力F=ma=m，v不变，r变大，则F变小，故D正确．故选：D．4．如图所示，将完全相同的两小球A、B，用长L=0.8m的细绳悬于以v=4m/s向左匀速运动的小车顶部，两球与小车前后壁接触．由于某种原因，小车突然停止，此时悬线中张力之比F A：F B为（g=10m/s2）（）A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4【考点】牛顿第二定律；向心力．【分析】小车突然停止运动，A球受到小车前壁的作用停止运动，在竖直方向上拉力等于重力；B球由于惯性，会向前摆动，将做圆周运动，根据向心力公式求出B球绳的拉力，从而求出两悬线的拉力之比．【解答】解：设小球的质量都是m小车突然停止，则A球受到小车前壁的作用停止运动对A球有：F A=mg=10m．小车突然停止，则B球由于惯性，会向前摆动，做圆周运动对B球有：F B﹣mg=mF B=mg+m=10m+20m=30m．所以F A：F B=1：3．故选：C5．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），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．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．轨道与轮缘无挤压D．无法确定轨道与轮缘是否有挤压【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，当合力恰好等于需要的向心力时，火车对内外轨道都没有力的作用，速度增加，就要对外轨挤压，速度减小就要对内轨挤压【解答】解：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，所以：mgtanθ=解得：v=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正确，BCD 错误．故选：A．二．多项选择题（每题6分，对而不全得3分，有错选得0分）6．如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹．小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处．不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．a和b初速度相同B．b和c运动时间相同C．b的初速度是c的两倍D．a的运动时间是b的两倍【考点】平抛运动．【分析】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，根据水平位移和竖直位移相等求出运动的时间，从而得出竖直分速度，结合平行四边形定则求出瞬时速度的大小，根据水平位移求出位移的大小．【解答】解：A、ab的水平位移相同，但时间不同，则初速度不同，则A错误B、bc的高度相同，由h=可知运动时间相同，则B正确C、bc的时间相同，水平位移b为c的2倍，则b的初速度是c的两倍，则C正确D、h=可知t=，则a的运动时间是b的倍，则D错误故选：BC7．水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v0沿直轨道向右运动，如图所示，小球进入圆形轨道后刚好能通过c点，然后小球做平抛运动落在直轨道上的d点，则（）A．小球到达c点的速度为B．小球在c点将向下做自由落体运动C．小球在直轨道上的落点d与b点距离为2RD．小球从c点落到d点需要时间为2【考点】动能定理的应用；平抛运动．【分析】小球恰好通过C点，根据重力恰好等于向心力求出C点的速度，小球离开C点后做平抛运动，根据分位移公式列式求解分析．【解答】解；A、小球恰好通过最高点C，根据重力提供向心力，有mg=m解得v=，故A正确；B、小球离开C点后做平抛运动，有x=vt2R=gt2解得t=x=2R故B错误，CD正确；故选：ACD．8．长度L=0.50m的轻杆OA，A端有一质量m=3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率为2m/s（g取10m/s2），则此时细杆OA受到（）A．6N的拉力B．6N的压力C．当小球到达最低端的时候，OA只能受到拉力的作用D．当小球到达最低端的时候，OA受到拉力还是压力，要看小球的速度【考点】向心力．【分析】小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，根据合力提供向心力列出牛顿第二定律解得结果．当到达最低点时，根据受力分析即可判断OA的受力【解答】解：A、小球运动到最高点时受到重力与轻杆的弹力，假设杆子的弹力方向向上为F N，根据合力提供向心力：mg﹣F N=代入数据解得：F N=6N，为压力，故A错误，B正确；C、当小球到达最低端的时候，对小球受力分析可知，受重力和拉力，合力提供小球作圆周运动的向心力，故OA只能受到拉力的作用，故C正确，D错误故选：BC三、填空题（每空4分，共16分）9．如图所示，在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸，拉绳速度为v，当船头绳长方向与水平方向夹角为θ时，船的速度为．【考点】运动的合成和分解．【分析】将船的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于v，根据平行四边形定则求出船的速度．【解答】解：船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平v船=．行四边形定则，有v船cosθ=v，则故答案为：10．如图甲所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动．假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1s内上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，每1s内通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm．图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t=0时蜡块位于坐标原点．（1）请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹；（2）玻璃管向右平移的加速度a=5×10﹣2m/s2；（3）t=2s时蜡块的速度v2=0.14m/s．【考点】运动的合成和分解．【分析】（1）根据蜡块水平方向和竖直方向上每段时间内的位移作出蜡块的轨迹．（2）根据水平方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度的大小．（3）蜡块在竖直方向上做匀速直线运动，水平方向上做匀加速直线运动，分别求出2末水平方向和竖直方向上的分速度，根据平行四边形定则求出速度的大小．【解答】解：（1）如图（2）蜡块在水平方向做匀加速运动，每相邻1秒位移差值△x=7.5﹣2.5=12.5﹣7.5=17.5﹣12.5=5（cm）△x=at2则加速度a==5×10﹣2 m/s2（3）竖直方向上的分速度v y==0.1m/s水平分速度v x=at=0.1m/s根据平行四边形定则得，v==m/s=0.14m/s故答案为：（1）如图所示；（2）5×10﹣2；（3）0.14．四、计算题11．游乐场的悬空旋转椅，可抽象为下图所示的模型．一质量m=40kg的球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直平面内的直角杆上，水平杆长L′=7.5m．整个装置绕竖直杆转动，绳子与竖直方向成θ角．当θ=37°时，（取sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）求：（1）绳子的拉力大小．（2）该装置转动的角速度．【考点】向心力．【分析】（1）球在水平面内做匀速圆周运动，由重力mg和绳的拉力F的合力提供向心力，球在竖直方向力平衡，求解绳的拉力大小．（2）半径r=Lsin37°+L′，由牛顿第二定律求解角速度．=mg；【解答】解：（1）对球受力分析如图所示，球在竖直方向力平衡，故F拉cos37°则：；代入数据得F拉=500N（2）小球做圆周运动的向心力由绳拉力和重力的合力提供，故：mgtan37°=mω2（Lsin37°+L′）解得：=≈0.7rad/s答：（1）绳子的拉力大小为500N；（2）该装置转动的角速度为0.7rad/s．12．如图所示，质量为M=2Kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上．M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m=0.4Kg的物体相连，m悬于空中与M都处于静止状态．假定M与轴O的距离r=0.5m，与平台的最大静摩擦力为重力的0.3倍．（g取10m/s2），试问：（1）平台转速由零增大时，M受到的摩擦力如何变化？（2）M受到的摩擦力最小时，平台的角速度ω0等于多少？（3）保持M与平台相对静止，平台的最大角速度ωm等于多少？【考点】向心力；牛顿第二定律．【分析】（1）当角速度较小时，由于细绳的拉力作用，M有向圆心运动趋势，静摩擦力方向背离圆心；当角速度较大时，静摩擦力方向指向圆心；对于M，由静摩擦力和拉力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律列式分析；（2）M受到的摩擦力最小为零，仅由绳子的拉力提供向心力，列式求解角速度ω0．（3）当角速度最大时，M有离开圆心趋势，静摩擦力方向指向圆心方向，并且达到最大值，由最大静摩擦力与细绳拉力的合力提供M的向心力．根据牛顿第二定律求解最大角速度ωm．【解答】解：（1）当角速度较小时，M有向圆心运动趋势，故水平面对M的静摩擦力方向背离圆心，对于M，由静摩擦力和拉力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律得：T﹣f=Mω2r，而T=mg不变，当ω增大时，摩擦力f减小；当角速度较大时，M有离开圆心的运动趋势，故水平面对M的静摩擦力方向指向圆心，对于M，由静摩擦力和拉力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律得：T+f=Mω2r，而T=mg不变，当ω增大时，摩擦力f增大；故平台转速由零增大时，M受到的摩擦力先减小后增大．（2）M受到的摩擦力最小为零，仅由绳子的拉力提供向心力，则得：T=Mω02r又T=mg联立得：ω0==rad/s=2rad/s（3）当ω具有最大值时，M有离开圆心趋势，水平面对M摩擦力方向指向圆心，并且达到最大值．再隔离M有：T+f m=Mωm2r而f m=0.3Mg，T=mg联立得：ωm==rad/s=rad/s答：（1）平台转速由零增大时，M受到的摩擦力先减小后增大．（2）M受到的摩擦力最小时，平台的角速度ω0等于2rad/s．（3）保持M与平台相对静止，平台的最大角速度ωm等于rad/s．2017年2月7日。