【物理】河北省张家口市尚义县第一中学2019-2020学年高一下学期4月试题 （解析版）

【物理】河北省张家口市尚义县第一中学2019-2020学年高一下学期4月试题 （解析版）

河北省张家口市尚义县第一中学2019-2020学年 高一下学期4月试题 一、选择题（共12小题，每小题4分，17题只有一个选项正确，812多项选择题，共48分）‎ ‎1.如图所示，从A、B、C三个不同的位置向右分别以vA、vB、vC的水平初速度抛出三个小球A、B、C，其中A、B在同一竖直线上，B、C在同一水平线上，三个小球均同时落在地面上的D点，不计空气阻力．则必须（ ）‎ A. 先同时抛出A、B两球，且vA＜vB＜vC B. 后同时抛出B、C两球，且vA＜vB＜vC C. 后同时抛出A、B两球，且vA＞vB＞vC D. 先同时抛出B、C两球，且vA＞vB＞vC ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】B、C的高度相同，大于A的高度，根据：，知B、C的时间相等，大于A的时间，可知B、C两球同时抛出，A后抛出；A、B的水平位移相等，则A的初速度大于B的初速度，B的水平位移大于C的水平位移，则B的初速度大于C的初速度，即vA＞vB＞vC，故D正确.‎ ‎2.物体在做匀速圆周运动的过程中，保持不变的物理量为（　　）‎ A. 线速度 B. 角速度 C. 向心力 D. 向心加速度 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．物体做匀速圆周运动，线速度大小不变，方向一直改变，A错误；‎ B．物体做匀速圆周运动，相同时间内转过的角度相同，角速度恒定，B正确；‎ CD．物体所受合外力完全提供向心力，即提供向心加速度，物体合外力始终与线速度垂直，所以向心力和向心加速度大小不变，方向一直改变，CD错误。‎ ‎3.如图所示，两个质量相同的小球a、b用长度不等的细线拴在天花板上的同一点，并在空中同一水平面内做匀速圆周运动，则a、b两小球具有相同的（ ）‎ A. 角速度大小 B. 线速度的大小 C. 向心力的大小 D. 向心加速度的大小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】设摆线长L，与竖直方向夹角为θ，则对小球受力分析可知，mgtanθ=mω2Lsinθ，则，则两球的角速度相等，选项A正确；根据v=ωLsinθ可知，线速度不等，选项B错误；向心力F= mgtanθ，则向心力不相等，选项C错误；向心加速度a=F/m=gtanθ，则向心加速度大小不相等，选项D错误；故选A.‎ ‎4.如图所示，质量一定的汽车驶过圆弧形桥面顶点时未脱离桥面，关于汽车所处的运动状态以及对桥面的压力，以下说法正确的是（　　）‎ A. 汽车处于超重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力 B. 汽车处于超重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力 C. 汽车处于失重状态，它对桥面的压力大于汽车的重力 D. 汽车处于失重状态，它对桥面的压力小于汽车的重力 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】汽车在桥面顶点，在竖直方向根据牛顿第二定律，可知，所以汽车处于失重状态，结合牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力小于汽车的重力，ABC错误，D正确。‎ ‎5.长度为L=‎0.5m的轻质细杆OA，A端有一质量为m=‎3kg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，则此时小球受到轻质细杆的力为 A. 24N的拉力 B. 24N的支持力 C. 6N的支持力 D. 6N的拉力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：对通过A点的小球分析，假设杆对小球施加了向下的拉力，由牛顿第二定律可知，解得：，负号说明杆对球是向上的支持力，选项C正确．故选C．‎ ‎6.图示小物体A与圆盘保持相对静止跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况（　　）‎ A. 重力、支持力、摩擦力 B. 重力、支持力、向心力 C. 重力、支持力 D. 重力、支持力、向心力、摩擦力 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】物体在水平面上，一定受到重力和支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力，故BCD错误，A正确．‎ ‎7.如图所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动,若小球到达B点时F突然发生变化,下列关于小球的运动的说法正确的是( )‎ A. F突然消失,小球将沿Ba轨迹做离心运动 B. F突然变小,小球将沿轨迹Ba做离心运动 C. F突然变小,小球将沿轨迹Bc做向心运动 D. F突然变大,小球将沿轨迹Bb做离心运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．在水平面上，细绳拉力提供m所需的向心力，当拉力消失，物体受力合为零，将沿切线方向Ba做匀速直线运动，A正确。‎ BC．F突然变小，向心力减小，则小球将沿轨迹Bb做离心运动，故BC错误；‎ D．F突然变大，小球将沿轨迹Bc做向心运动，故D错误。‎ ‎8.铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面对水平面倾角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，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. 这时铁轨对火车的支持力等于 D. 这时铁轨对火车的支持力小于 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．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 ‎，火车的速度是，当火车转弯的速度大于，需要的向心力增大，则外轨就要对火车产生一个向内的力来提供不足的力，所以此时外轨对外侧车轮轮缘有挤压。故A错误，B正确； CD．当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，此时，由于外轨对火车的作用力沿着轨道平面斜向下，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，使铁轨对火车的支持力变大，故CD错误。 故选A。‎ ‎9. 下列说法错误的是 （ ）‎ A. 做曲线运动物体的合力一定是变化的 B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动 C. 做圆周运动的物体的加速度是变化的，方向一定指向圆心 D. 平抛运动的物体在相等的时间内速度变化相同 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：做曲线运动的物体的合力可以是恒力，也可以是变力，故A选项错误；两个互成角度的匀变速直线运动的合运动分两种情况：当合外力与与合速度在同一条直线时，物体做匀变速直线运动，当合外力与与合速度在不同一条直线时，物体做匀变速曲线运动，故B选项的说法正确；做圆周运动的物体的加速度是变化的，因为方向时刻改变，只有匀速圆周运动的物体的加速度时刻指向圆心，故C选项错误；平抛运动的物体速度变化，即平抛运动的物体在相等的时间内速度变化相同，故D选项的说法是正确的，所以本题错误的选项为A、C．‎ 考点：曲线运动 ‎10.下列说法正确的是 A. 做平抛运动物体，每秒钟速度的改变量一定相等 B. 做圆周运动的物体，所受合外力的方向一定与速度方向垂直 C. 做圆周运动的物体，向心加速度的方向一定与速度方向垂直 D. 做圆周运动的物体，所受的合外力等于圆周运动所需的向心力 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．做平抛运动的物体，因为加速度是恒定的g，故每秒钟速度的改变量都等于g， 故一定相等，故A正确；‎ B．只有做匀速圆周运动的物体，所受合外力的方向才与速度方向垂直，故B错误；‎ C．做圆周运动的物体，向心加速度的方向沿半径指向圆心，而速度与半径垂直，故向心加速度的方向一定与速度方向垂直，故C正确；‎ D．只有做匀速圆周运动的物体，所受的合外力才等于圆周运动所需的向心力，故D错误。‎ 故AC.‎ ‎11.A、B两个质点，分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长之比，转过的圆心角之比。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 它们的线速度之比 B. 它们的角速度之比 C. 它们的周期之比 D. 它们的周期之比 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由知，故A正确；‎ B.由知，故B错误；‎ CD. 由知，故C正确D错误。‎ 故选AC。‎ ‎12.铁路转弯处的弯道半径是根据地形决定的。若要求轨道与轮缘间无挤压，弯道处要求外轨比内轨高，其内、外轨高度差的设计不仅与半径有关，还与火车在该弯道上的行驶速率有关。下列说法正确的是（ ）‎ A. 一定时，越小，要求越大 B. 一定时，越大，要求越大 C. 一定时，越小，要求越大 D. 一定时，越大，要求越大 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】火车转弯轨道与轮缘间无挤压时，向心力由重力与轨道支持力的合力提供。设轨道平面与水平面的夹角为，则有 因为很小，则 其中为轨间距，是定值，有 AB．一定时，越小，要求越大，选项A正确，B错误；‎ CD．一定时，越大，要求越大，选项C错误，D正确；‎ 故选AD。‎ 二、实验题（本题共2个小题，共计12分）‎ ‎13.在“研究平抛运动”实验中：‎ ‎（1）关于实验操作，下列说法正确的是________．‎ A．固定轨道时斜槽末端可以是不水平的 B．将斜槽末端槽口位置投影到坐标纸上，确定小球做平抛运动的抛出点O C．小球每次都应从斜槽上同一位置由静止开始滑下 D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 ‎（2）如图所示，是一位同学通过实验得到小球做平抛运动的轨迹，请您帮助该同学算出小球做平抛运动的初速度大小________m/s，小球经过B点时竖直方向上的速度大小为_____m/s．（g取‎9.8m/s2）‎ ‎【答案】 (1). CD (2). 1.4 3.6‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A．固定轨道时斜槽末端必须是水平的，这样才能保证实验的条件，故A错误；‎ B．将斜槽末端以上加小球的半径，投影到坐标纸上，确定小球做平抛运动的抛出点O ，故B错误；‎ C．小球每次都应从斜槽上同一位置由静止开始滑下，以保证初速度相同，故C正确；‎ D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确。‎ 故选CD.‎ ‎(2)小球做平抛运动，可以分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动．根据图示实验数据，‎ 由△y=gt2‎ 可得 小球平抛运动的初速度 小球经过B点时竖直方向上的速度大小为 三、计算题（14题13分，15题13分，16题14分，共40分）‎ ‎14.一圆环，其圆心为O，若以它的直径AB为轴做匀速转动，如图所示，试求：‎ ‎（1） 圆环上P、Q两点的线速度大小之比为多少？‎ ‎（2） 若圆环的半径是‎20cm，绕AB轴转动的周期是0.01s，环上Q点的向心加速度大小是多少？‎ ‎【答案】 m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)P、Q两点以它的直径AB为轴做匀速转动，它们的角速度相同都为，所以Q点转动的半径 P点转动半径 根据v=ωr得：‎ ‎ ‎ 即圆环上P、Q两点的线速度大小之比是 ；‎ ‎(2)根据 代入数据可得：．‎ ‎15.如图所示，拱桥的外半径为。问：‎ ‎(1)当重的汽车通过拱桥顶点的速度为时，车对桥顶的压力多少牛？‎ ‎(2)当汽车通过拱桥顶点的速度为多少时，车对桥顶刚好没有压力（）？‎ ‎【答案】(1)7500N；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)在拱桥顶点，根据牛顿第二定律 解得拱桥对车的支持力 根据牛顿第三定律，车对桥顶的压力为。‎ ‎(2)车对桥顶刚好没有压力，车的重力完全提供向心力 解得 ‎16.如图所示，一小球自平台上水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为的斜面顶端，并刚好沿斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差，，，，则：‎ ‎(1)小球水平抛出的初速度是多少？‎ ‎(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离是多少？‎ ‎(3)小球与斜面的动摩擦因数，斜面高，小球到达斜面底端的速度多大？‎ ‎【答案】(1)；(2)‎1.2m；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球平抛运动，竖直方向做自由落体运动，根据得 根据题意可知小球落在斜面顶端，末速度方向沿斜面方向，分解速度 解得 ‎(2)小球平抛在水平方向做匀速直线运动，则 ‎(3)小球在斜面上下滑，根据牛顿第二定律 解得 在斜面顶端速度 在斜面上匀加速直线运动 解得小球到达斜面底端速度 ‎ ‎