资源简介 嘉祥县第一中学2020-2021学年高一下学期第一次月考 物理 一、单项选择题:(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的) 1.如图所示,游乐园的游戏项目——旋转飞椅,飞椅从静止开始缓慢转动,经过一小段时间,坐在飞椅上的游客的运动可以看作匀速圆周运动.整个装置可以简化为如图所示的模型.忽略转动中的空气阻力.设细绳与竖直方向的夹角为θ,则( ) 48958501028703114675102870A.飞椅受到重力、绳子拉力和向心力作用 B.θ角越大,小球的向心加速度就越大 C.只要线速度足够大,θ角可以达到90° D.飞椅运动的周期随着角θ的增大而增大 48958501403352.洗衣机的甩干桶匀速转动时有一衣物附在筒壁上,下列不正确的是( ) A.筒壁对衣物的摩擦力随筒的转速的增大而增大 B.筒壁对衣服的弹力随筒的转速的增大而增大 C.衣服随筒壁做圆周运动的向心力是由所受的合力提供 D.衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力 41529005854703.如图所示,天车下吊着两个质量都是m的工件A和B,整体一起向左匀速运动.系A的吊绳较短,系B的吊绳较长,若天车运动到P处突然停止,重力加速大小为g,则两吊绳所受瞬间拉力FA、FB的大小是( ) A.FA>FB>mg B.FA C.FA=FB=mg D.FA=FB>mg 41529008115304.如图所示,一长为L的轻质细杆一端与质量为m的小球(可视为质点)相连,另一端可绕O点转动,现使轻杆在同一竖直面内做匀速转动,测得小球的向心加速度大小为2g (g为当地的重力加速度),下列说法正确的是( ) A.小球的线速度大小为 B.小球运动到最高点时,轻杆对小球作用力向上 C.杆在匀速转动过程中,轻杆对小球作用力的最大值为2mg D.当轻杆转到水平位置时,轻杆对小球作用力方向指向圆心O 5.如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是( ) 35718755080A.A的速度比B的大 B.A与B的向心加速度大小相等 C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等 D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小 6.如图所示,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g。质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为 ( ) 4086225158750A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR 30765757727957.一辆汽车在平直的公路上由静止开始启动。在启动过程中,汽车牵引力的功率及其瞬时速度随时间的变化情况分别如图甲、乙所示。已知汽车所受阻力恒为重力的,重力加速度g取10 m/s2。下列说法正确的是( ) A.该汽车的质量为3 000 kg B.v0=6 m/s C.在前5 s内,阻力对汽车所做的功为25 kJ D.在5~15 s内,汽车的位移大小约为67.19 m 419100012471408.如图,竖直平面内放一直角杆MON,OM水平,ON竖直且光滑,用不可伸长的轻绳相连的两小球A和B分别套在OM和ON杆上,B球的质量为2 kg,在作用于A球的水平力F的作用下,A、B两球均处于静止状态,此时OA=0.3 m,OB=0.4 m,改变水平力F的大小,使A球向右加速运动,已知A球向右运动0.1 m时速度大小为3 m/s,则在此过程中绳的拉力对B球所做的功为(取g=10 m/s2)( ) A.11 J B.16 J C.18 J D.9 J 二、多项选择题:(本题共4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分) 9.如图所示,两个圆锥内壁光滑,竖直放置在同一水平面上,圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°,有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动.下列说法正确的是( ) 285750015875A.A、B球受到的支持力之比为∶3 B.A、B球的向心力之比为∶1 C.A、B球运动的角速度之比为3∶1 D.A、B球运动的线速度之比为1∶1 392493572072510.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图所示,绳a与水平方向成θ角,绳b在水平方向且长为l,当轻杆绕轴AB以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( ) A.a绳的张力不可能为零 B.a绳的张力随角速度的增大而增大 C.当角速度ω>时,b绳将出现弹力 D.若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化 292354076771511.物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g=10 m/s2,则下列说法正确的是( ) A.物体的质量m=0.5 kg B.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4 C.第2 s内物体克服摩擦力做的功W=2 J D.前2 s内推力F做功的平均功率=3 W 392430060452012.如图所示,某人将质量为m的石块从距地面高h处斜向上方抛出,石块抛出时的速度大小为v0,由于空气阻力作用石块落地时速度大小为v,方向竖直向下。已知重力加速度为g,下列说法正确的是( ) A.刚抛出时重力的瞬时功率为mgv0 B.落地时重力的瞬时功率为mgv C.石块在空中飞行过程中合外力做的功为mv02-mv2 D.石块在空中飞行过程中阻力做的功为mv2-mv02-mgh 三、填空题(每空3分,共15分) 13.(10分)下图是“DIS向心力实验器”,研究向心力与哪些因素有关.当质量为m的物体随旋转臂一起做半径为r的圆周运动时,同时获得一组向心力F和角速度ω的数据后,连成平滑的曲线,经验证为一条抛物线,改变实验条件重复三次实验(三次实验的条件见表),得到的抛物线分别如图中的①、②、③所示. 243840023495-22860076200 实验次数 1 2 3 半径r/m 0.1 0.1 0.1 质量m/kg 0.022 0.044 0.066 (1)实验中,若挡光片的挡光宽度为Δs,某次挡光片经过传感器时的遮光时间为Δt,则计算机计算角速度的计算式为ω=________. (2)分析比较表格和图像可得到的结论为( ) A.匀速圆周运动物体所受向心力与质量成正比 B.匀速圆周运动物体所受向心力与角速度的平方成正比 C.半径相同,一定质量的物体做圆周运动,物体所受向心力与角速度的平方成正比 D.在质量相同的情况下,圆周运动物体所受向心力与半径成正比 371411563817514.如图所示为一小球做平抛运动的频闪照相照片的一部分,A、B、C三点是连续相等时间间隔拍摄的,图中背景方格的边长均为5 cm,如果取g=10 m/s2,那么: (1)照相机的闪光频率是____________Hz;? (2)小球运动中水平分速度的大小是____________m/s;? (3)小球经过B点时的竖直分速度大小是____________m/s。? 四.计算题(共4个小题共37分,15题6分, 16题9分,17题10分、18题12分) 389572565405015.(6分)如图所示,小球A质量为m,固定在长为L的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动.当小球经过最高点时,杆对球产生向下的拉力,拉力大小等于球的重力.求: (1)小球到达最高点时速度的大小. (2)当小球经过最低点时速度为,杆对球的作用力的大小. 327660090360516.(9分)如图所示,A在光滑的水平面上做匀速圆周运动,B在水平向右的外力F作用下,从静止开始沿圆的直径方向向A靠近.A、B两物体同时分别从P、Q位置开始运动,初始时A、B间距为d.当A运动两周时,恰好与B相遇;当A再绕半周时,又与B相遇.已知A、B两物体质量都为m,求: (1)A物体做匀速圆周运动的周期. (2)A物体做匀速圆周运动的旋转半径. (3)若已知m=1 kg,F=4 N,则A做匀速圆周运动所需的向心力大小为多少?(用π表示) 17.(10分)如图甲所示,长为4 m的水平轨道AB与半径为R=0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处平滑连接,有一质量为1 kg的滑块(大小不计)从A处由静止开始受水平力F作用而运动,F随位移变化的关系如图乙所示(水平向右为正),滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.25,与BC间的动摩擦因数未知,(g取10 m/s2) (1)求滑块到达B处时的速度大小。 (2)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并恰好能到达最高点C,则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少? 200025076200 18.(12分).如图所示,光滑圆弧AB在竖直平面内,圆弧B处的切线水平,A、B两端的高度差为h1=0.2 m,B端高出水平地面h2=0.8 m,O点在B点的正下方,将一确定的滑块从A端由静止释放,落在水平面上的C点处。取g=10 m/s2。求: (1)落地点C到O的距离xOC; (2)在B端平滑连接一水平固定放置长为L=1.0 m的木板MN,滑块从A端释放后正好运动到N端停止,求木板MN与滑块间的动摩擦因数u; (3)若将木板右端截去长为ΔL的一段,滑块从A端释放后将滑离木板落在水平面上P点处,要使落地点P距O点的距离最远,则ΔL应为多少?距离s的最大值为多少? 249555026670 答案: 1. 【答案】 B 【解析】飞椅受到重力和绳子的拉力作用,二者的合力提供向心力,故A错误;根据牛顿第二定律可知mgtan θ=man,则向心加速度为大小为an=gtan θ,可知θ角越大,小球的向心加速度就越大,故B正确;若夹角可以达到90°,则在水平方向绳子的拉力提供向心力,竖直方向合力为零,但是竖直方向只有重力作用,合力不可能为零,故C错误;设绳长为L,则根据牛顿第二定律可知mgtan θ=m2(Lsin θ+d),整理可以得到T=,当θ增大则T减小,故D错误. 2【答案】A 【解析】衣物受到重力、筒壁的弹力和摩擦力的作用,靠弹力提供向心力,在竖直方向上,衣服所受的重力和摩擦力平衡,所以摩擦力不变,因弹力提供向心力,由F=mω2r知,当转速增大,向心力增大,则弹力F增大,故A错误,B、D正确;衣服做匀速圆周运动,向心力是由所受的合力提供,故C正确. 3【答案】A 【解析】当天车突然停止时,A、B工件均绕悬点做圆周运动.由F-mg=m,得拉力F=mg+m,因为m相等,A的绳长小于B的绳长,即rA>rB,则A的拉力大于B的拉力,即FA>FB>mg,故A正确. 4【答案】A 【解析】根据向心加速度a==2g,得v=,故A正确;小球在最高点的加速度为2g,设轻杆对小球作用力F向上,根据牛顿第二定律,F+mg=man,得F=-mg,所以轻杆对小球作用力F向下,故B错误;在最低点轻杆对小球的作用力最大,即F-mg=m×2g,解得F=3mg,故C错误;当轻杆转到水平位置时,杆子和重力的合力指向圆心,重力方向竖直向下,若轻杆对小球的作用力方向指向圆心O,则合力不能指向圆心,故D错误. 5【答案】D 【解析】在转动过程中,A、B两座椅的角速度相等,但由于B座椅的半径比较大,故B座椅的速度比较大,向心加速度也比较大,A、B错误;A、B两座椅所需向心力不等,而重力相同,故缆绳与竖直方向的夹角不等,C错误;根据F=mω2r判断A座椅的向心力较小,所受拉力也较小,D正确. 6【答案】选C。在Q点,质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力,两力的合力充当向心力,所以有FN-mg=m,FN=2mg,联立解得v=,下落过程中重力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理可得mgR-Wf=mv2,解得Wf=mgR,所以克服摩擦力做功mgR,C正确。 7【答案】D 解析:由图像可得,汽车匀加速阶段的加速度a==1 m/s2,汽车匀加速阶段的牵引力为F==3 000 N,在匀加速阶段,由牛顿第二定律得F-0.2mg=ma,解得m=1 000 kg,A错误;牵引力功率为15 kW,汽车所受阻力F1=0.2mg=2 000 N时,汽车行驶的速度最大,为v0==7.5 m/s,B错误;前5 s内,汽车的位移x=at2=12.5 m,阻力做的功WF1=-0.2mgx=-25 kJ,C错误;5~15 s内,由动能定理得Pt-0.2mgs=mv-mv2,解得s≈67.19 m,D正确。 8.【答案】C 【解析】A球向右运动0.1 m时,vA=3 m/s,OA′=0.4 m,OB′=0.3 m,设此时∠B′A′O=α,则有tan α=。由运动的合成与分解可得vAcos α=vBsin α,解得vB=4 m/s。以B球为研究对象,此过程中B球上升高度h=0.1 m,由动能定理,W-mgh=mvB2,解得轻绳的拉力对B球所做的功为W=mgh+mvB2=2×10×0.1 J+×2×42 J=18 J,选项C正确。 9【答案】CD 设小球受到的支持力为FN,向心力为F,则有FNsin θ=mg,FNA∶FNB=∶1,A错误;F=,FA∶FB=3∶1,B错误;小球运动轨道高度相同,则半径R=htan θ,RA∶RB=1∶3,由F=mω2R,得ωA∶ωB=3∶1,C正确;由v=ωR,得vA∶vB=1∶1,D正确. 10【答案】AC 【解析】对小球受力分析,可得a绳的弹力在竖直方向的分力平衡了小球的重力,解得Ta=为定值,A正确,B错误;当Tacos θ=mω2l,即ω=时,b绳的弹力为零,若角速度大于该值,则b绳将出现弹力,C正确;由于绳b可能没有弹力,故绳b突然被剪断,则a绳的弹力可能不变,D错误. 11.【答案】ABC 【解析】由题图甲、乙可知,在1~2 s,推力F2=3 N,物体做匀加速直线运动,其加速度a=2 m/s2,由牛顿运动定律可得,F2-μmg=ma;在2~3 s,推力F3=2 N,物体做匀速直线运动,由平衡条件可知,μmg=F3;联立解得物体的质量m=0.5 kg,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,选项A、B正确;由速度—时间图象所围的面积表示位移可得,第2 s内物体位移x=1 m,克服摩擦力做的功Wf=μmgx=2 J,选项C正确;第1 s内,由于物体静止,推力不做功;第2 s内,推力做功W=F2x=3 J,即前2 s内推力F做功为W′=3 J,前2 s内推力F做功的平均功率== W=1.5 W,选项D错误。 12【答案】BD 解析:设石块刚抛出时的速度方向与竖直方向的夹角为α,则刚抛出时重力的瞬时功率为P=-mgv0cos α,选项A错误;落地时重力的瞬时功率为mgv,选项B正确;根据动能定理,石块在空中飞行过程中合外力做的功为W=mv2-mv,选项C错误;设石块在空中飞行过程中阻力做的功为Wf,由动能定理得mgh+Wf=mv2-mv,解得Wf=mv2-mv-mgh,选项D正确。 13【答案】(1) (2)C 【解析】(1)物体转动的线速度v=, 根据ω=, 解得ω=. (2)图中抛物线说明向心力F和ω2成正比,再结合表格数据可知:在半径相同的情况下,一定质量的物体做圆周运动,物体所受向心力与角速度的平方成正比,故C正确,A、B、D错误. 14【解析】(1)在竖直方向上, 根据Δy=2L=gT2得相等的时间间隔: T== s=0.1 s, 则闪光的频率: f== Hz=10 Hz (2)小球运动的水平分速度: vx== m/s=1.5 m/s (3)B点的竖直分速度: vBy== m/s=2 m/s 答案:(1)10 (2)1.5 (3)2 15(6分)【答案】(1) (2)7mg 【解析】(1)小球A在最高点时,对球做受力分析,如图所示. 根据小球做圆周运动的条件,合外力等于向心力,即 mg+F=m,① F=mg.② 联立①②式,可得 v=. (2)小球A在最低点时,对球做受力分析,如图所示.重力mg、拉力F,设向上为正,根据小球做圆周运动的条件,合外力等于向心力 40481254445 F-mg=m, F=mg+m=7mg. 16.(12分)【答案】(1) (2)d (3)9π2 N 【解析】(1)物体B做匀加速运动,有 F=ma,d=at2, 解得AB相遇经过的时间t=. 因当A运动两周时,恰好与B相遇,可知A的周期为TA=t=. (2)物体B与A相遇时的速度v1==. 设圆周的半径为R,则由题意可知 2R=v1·+a2, 解得R=d. (3)若已知m=1 kg,F=4 N,则A做匀速圆周运动所需的向心力 F向心=mR=9π2 N. 17.(12分)【解析】(1)对滑块从A到B的过程,由动能定理得 F1x1-F3x3-μmgx=m 得vB=2 m/s。 (2)当滑块恰好能到达最高点C时, 有mg=m 对滑块从B到C的过程,由动能定理得 W-mg·2R=m-m 代入数值得W=-5 J 即克服摩擦力做的功为5 J。 18.(12分)【解析】(1)滑块从光滑圆弧AB下滑过程中,根据动能定理得: mgh1=mvB2-0 得vB==2 m/s 滑块离开B点后做平抛运动,则: 竖直方向:h2=gt2 水平方向:x=vBt 联立得到x=vB 代入数据解得x=0.8 m。 (2)滑块从B端运动到N端停止的过程,根据动能定理得: -μmgL=0-mvB2 代入数据解得μ=0.2。 (3)若将木板右端截去长为ΔL的一段后,设滑块滑到木板最右端时速度为v,由动能定理得: -μmg(L-ΔL)=mv2-mvB2 滑块离开木板后仍做平抛运动,高度不变,运动时间不变,则落地点距O点的距离:s=L-ΔL+vt 联立整理得:s=1+0.8-ΔL=-(0.4-)2+1.16 所以当=0.4即ΔL=0.16 m时,s最大,且最大值smax=1.16 m。 展开更多...... 收起↑ 资源预览