湖南省部分校联考2021-2022学年高一下学期物理3月月考试卷
一、单选题
1.(2022高一下·湖南月考)极限挑战节目中,黄渤在一次蹦极运动后说:“在下落的那段时间里,我感觉大地扑面而来”这里的“扑面而来”所选的参考系是( )
A.远处的山 B.黄渤自己 C.大地 D.太阳
【答案】B
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】黄渤向地面俯冲,他以自己为参照物,认为自己是不动的,从而看到大地扑面而来.
故答案为:B。
【分析】以黄渤为参考系,他本身是静止的,大地是扑面而来的。
2.(2022高一下·湖南月考)“三英战吕布”的故事家喻户晓,在迎战的初期,张飞单挑吕布,某个瞬间,张飞的丈八蛇矛与吕布的方天画戟相碰,从物理学中受力的角度来分析,下列说法正确的是( )
A.丈八蛇矛对方天画戟的力要大于方天画戟对丈八蛇矛的力
B.丈八蛇矛受到的重力方向竖直向下
C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是张飞
D.吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力是一对平衡力
【答案】B
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】A.丈八蛇矛对方天画戟的力与方天画戟对丈八蛇矛的力是一对相互作用力,故两者大小相等,A不符合题意;
B.重力方向始终竖直向下,B符合题意;
C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是丈八蛇矛,C不符合题意;
D.因为方天画戟还受到重力作用,故吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】丈八蛇矛对方天画戟的力与方天画戟对丈八蛇矛的力属于相互作用力,故两者大小相等;其重力方向始终竖直向下;方天画戟的施力对象是丈八蛇矛;利用方天画戟的平衡可以判别其吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力不属于平衡力。
3.(2022高一下·湖南月考)如图所示,在水平路面上,一运动员驾驶摩托车跨越壕沟。已知壕沟两侧的高度差为0.8m,取重力加速度大小,则运动员跨过壕沟所用的时间为( )
A.0.1s B.0.4s C.0.6s D.0.8s
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】忽略阻力,运动员驾驶摩托车做平抛运动,有
可知运动员跨过壕沟所用的时间
。
故答案为:B。
【分析】利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间。
4.(2022高一下·湖南月考)在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。汽车甲以速度在邢衡高速公路上匀速行驶,正前方的汽车乙以速度做匀速直线运动,当两者相距s时,甲车司机意识到再以当前速度行驶可能会发生“追尾”事故,因此紧急刹车,假设司机的反应时间(从意识到应该刹车至操作刹车的时间)为t,刹车过程看成匀减速直线运动,为避免“追尾”,加速度大小a应满足的关系为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】设从开始发现乙车到两车共速时用时间T,则共速时
位移关系
解得
则为避免“追尾”,加速度大小a应满足的关系为
故答案为:A。
【分析】利用其共速的速度公式可以求出运动的时间,结合位移公式可以求出其加速度的大小范围。
5.(2022高一下·洛阳月考)一半径为R的雨伞绕伞柄在水平面以角速度匀速旋转,如图所示,伞边缘距地面的高度为h,伞边缘甩出的水滴在地面上形成一个圆,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则圆的半径r为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】雨滴离开伞边缘后沿切线方向水平抛出,特别注意不是沿半径方向飞出,其间距关系如图所示(俯视图)
雨滴飞出的速度大小为
雨滴做平抛运动在竖直方向上有
在水平方向上有
由几何关系知,雨滴半径为
解得
D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】雨滴做平抛运动,利用其位移公式可以求出水平方向的位移,结合几何关系可以求出圆的半径大小。
6.(2022高一下·湖南月考)如图所示,一质量为的小球套在一根足够长的固定直杆上,直杆与水平面的夹角为,现小球在的沿杆向上的拉力作用下,从A点静止出发沿杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数,取重力加速度大小,若2s后撤去拉力F,则小球在上滑过程中距A点的最大距离是( )
A. B. C.3m D.
【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿第二定律
【解析】【解答】开始时
解得a1=1.25m/s2
则2s末的位移
2s末的速度
撤去力F后
解得a2=8.75m/s2
则速度减为零时的位移
小球在上滑过程中距A点的最大距离是
故答案为:B。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出拉力作用下其小球加速度的大小,结合速度公式和位移公式可以求出加速的位移和速度的大小;结合牛顿第二定律可以求出减速的加速度大小,结合速度位移公式可以求出减速位移的大小。
7.(2022高一下·湖南月考)如图所示,一光滑宽阔矩形斜面,其倾角为,高为h,重力加速度大小为g。现有一小球在A处贴着斜面以水平速度射出,最后从B处离开斜面,下列说法正确的是( )
A.小球的加速度大小为
B.小球的运动轨迹为抛物线
C.小球从A点运动到B点的时间为
D.小球从A点运动到B点的水平位移大小为
【答案】B
【知识点】位移的合成与分解;牛顿第二定律
【解析】【解答】A.小球所受合力为重力沿斜面向下的分力,根据牛顿第二定律
因此加速度
A不符合题意;
B.小球受重力和支持力两个力作用,合力沿斜面向下,与初速度垂直,做类平抛运动,轨迹为抛物线,B符合题意;
C.小球沿斜面方向做匀加速运动
可得运动时间
C不符合题意;
D.水平位移应是AB线段在水平面上的投影,到达B点的沿水平x方向的位移
沿斜面向下的位移在水平面上的投影
因此水平位移
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出小球加速度的大小;利用其速度方向和加速度的方向可以判别运动的轨迹;利用其沿斜面方向的位移公式可以求出运动的时间;利用其位移公式及位移的合成可以求出水平位移的大小。
二、多选题
8.(2022高一下·湖南月考)从圆周运动的角度分析机械钟表,下列说法正确的是( )
A.秒针转动的周期最短 B.时针转动的角速度最小
C.秒针转动的角速度最小 D.分针的角速度为
【答案】A,B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】A.对于机械钟表,秒针转动的周期为60s,分针转动的周期为60min,时针转动的周期为12h,时针转动的周期最长,故秒针转动的周期最短,A符合题意;
B.时针转动的周期最大,根据转速
可知,时针的角速度最小,B符合题意;
C.秒针转动的周期最短,根据
可知,则秒针角速度最大,C不符合题意;
D.分针转动的周期为60min,分针的角速度为
D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】利用其转动的时间可以比较周期的大小,利用周期和角速度的关系可以比较角速度的大小。
9.(2022高一下·湖南月考)质量为的物体在平面内做曲线运动,在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.2s末物体的速度大小为
B.0~2s内物体的位移大小约为12m
C.时刻物体的速度大小为
D.物体所受的合力为3N,做匀变速曲线运动
【答案】B,C
【知识点】位移的合成与分解
【解析】【解答】A.2s末,则物体沿x方向的速度
沿y方向匀速运动的速度
则此时物体的速度大小为
A不符合题意;
B.0~2s内物体的位移大小约为
B符合题意;
C.
时刻物体的速度大小为
C符合题意;
D.物体在x方向的加速度即为合加速度,大小为
所受的合力为F=ma=4.5N
因x方向做匀加速运动,y方向做匀速运动,可知物体做匀变速曲线运动,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】利用其速度的合成可以求出合速度的大小;利用其位移的合成可以求出合位移的大小;利用其图像斜率可以求出加速度的大小,结合牛顿第二定律可以求出合力的大小,利用合力和初速度的方向可以判别物体做匀变速曲线运动。
10.(2022高一下·湖南月考)如图所示,足够宽的水平传送带以的速度沿顺时针方向运行,质量的小滑块被光滑固定挡板拦住静止于传送带上的A点,时,在小滑块上施加沿挡板方向的拉力F,使之沿挡板做加速度大小的匀加速直线运动,已知小滑块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A.时,拉力F的大小为0.4N
B.小滑块在运动过程中始终受到沿挡板方向的摩擦力
C.时,滑块受到挡板的弹力大小为
D.时,拉力F的大小为
【答案】A,C,D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】A.由题意知小滑块被光滑固定挡板拦住静止于传送带上的A点,则挡板必垂直于传送带运动方向,所以,
时,由牛顿第二定律得,拉力F的大小为
A符合题意;
B.因为小滑块沿挡板方向运动的同时,还相对于传送带向后运动,故小滑块在运动过程中始终受到的摩擦力方向与挡板有一定夹角,B不符合题意;
C.
时,小滑块沿挡板方向的速度为
设摩擦力与挡板的夹角为
,则
即
故
时,滑块受到挡板的弹力大小为
C符合题意;
D.
时,沿挡板方向由牛顿第二定律得
解得拉力F的大小为
D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出0时刻拉力的大小;利用其滑块运动速度的方向可以判别滑动摩擦力的方向;利用其速度公式可以求出滑块沿挡板方向的速度大小,结合速度的分解可以求出其滑块受到的弹力大小;利用牛顿第二定律可以求出拉力的大小。
三、实验题
11.(2022高一下·湖南月考)如图所示是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm,y2为45.0cm,A、B两点水平间距Δx为40.0cm,则平抛小球的初速度v0为 m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度vC为 m/s(结果保留两位有效数字,g取10m/s2)。
【答案】2.0;4.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】竖直方向
可得v0=
=2.0m/s
运动到C点时的竖直分速度
vC=
=4.0m/s
【分析】利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间,结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小;利用速度位移公式可以求出小球经过C点竖直方向分速度的大小,结合速度的合成可以求出合速度的大小。
四、填空题
12.(2022高一下·洛阳月考)在光滑水平面上,一根原长为l的轻质弹簧的一端与竖直轴O连接,另一端与质量为m的小球连接,如图所示.当小球以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v1时,弹簧的长度为1.5l;当它以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v2 时,弹簧的长度为2l.则:两次做匀速圆周运动时的向心力之比为F1∶F2= ,线速度大小之比为v1∶v2= .
【答案】1:2;
【知识点】牛顿第二定律;向心力
【解析】【解答】原长为l的轻质弹簧,当弹簧的长度为1.5l,此时弹簧的形变量是0.5l,弹簧的长度为2l,弹簧的形变量是l,弹簧的弹力提供了向心力根据 ,所以两次做匀速圆周运动时的向心力之比为 ;根据向心力公式 ,则两次圆周运动的线速度之比为 。
【分析】利用弹力提供向心力结合胡克定律可以求出向心力大小之比;利用向心力的表达式结合半径的大小可以求出线速度之比。
五、解答题
13.(2022高一下·湖南月考)唐代诗人张籍在《湘江曲》中写到“湘水无潮秋水阔”。有一只小船从江岸一边正在渡江到江岸另一边,两岸平行的江宽,小船在静水中的速度,水的流速。分别求出小船以下列条件渡江时需要的时间:
(1)以最短的时间渡江;
(2)以最短的位移渡江。
【答案】(1)解:以最短的时间渡江,船头要垂直江岸航行,则有
(2)解:以最短的位移渡江,船头要斜向上游且与岸成,则有
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【分析】(1)当其船头垂直与河岸时过河时间最短,利用河岸宽度和船速的比值可以求出最短的时间;
(2)当合速度垂直于河岸时,利用速度的合成可以求出合速度的大小,结合河岸宽度可以求出过河的时间。
14.(2022高一下·洛阳月考)物体做平抛运动,在它落地前的1s内它的速度与水平方向的夹角由变成,取重力加速度大小,求物体:
(1)做平抛运动的初速度大小;
(2)做平抛运动的时间;
(3)平抛时距水平地面的高度h。
【答案】(1)解:画出物体平抛运动的轨迹图,如图所示,假定轨迹上A、B两点分别是落地前1s内的初、末位置
对A点有
对B点有
解得
(2)解:平抛运动的总时间
(3)解:平抛时距水平地面的高度
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)物体做平抛运动,利用速度的分解可以求出竖直方向速度的大小,结合其速度公式可以求出运动的时间,利用运动的时间结合速度的分解可以求出初速度的大小;
(2)已知其物体到达A点的时间,结合其AB之间的时间可以求出平抛运动的总时间;
(3)已知运动的时间,结合竖直方向的位移公式可以求出平抛时距离地面的高度。
15.(2022高一下·洛阳月考)如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m=2kg的小球,其中BC=1m,两绳能承担的最大拉力相等且为F=40N,小球随转轴以一定的角速度转动,AC和BC均拉直,此时∠ACB=53°,ABC 能绕竖直轴AB匀速转动,而C球在水平面内做匀速圆周运动(取),求:
(1)当小球的角速度增大时,通过计算判断AC和BC哪条绳先断;
(2)一条绳被拉断后,转动的角速度继续增加,为了让小球能够做圆周运动,则小球的最大线速度为多少?
【答案】(1)解:当小球线速度增大时,BC逐渐被拉直,小球线速度增至BC刚被拉直时,
对球:TAsin530-mg=0…①
TAcos530+TB=m…②
由①可求得AC绳中的拉力TA=1.25mg,线速度再增大些,TA不变而TB增大,所以BC绳先断.
(2)解:当BC线断后,AC线与竖直方向夹角α因离心运动而增大,当使球速再增大时,角α随球速增大而增大,当α=60°时,TAC=2mg=40N,AC也断,
则有:TACsin60°=m,其中的LAC=1.25m
代入数据解得:v=4.3m/s
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)小球做匀速圆周运动,利用水平方向的牛顿第二定律结合竖直方向的平衡方程可以判别其BC绳子先断开;
(2)当其BC绳子断开时,小球继续做匀速圆周运动,利用其牛顿第二定律结合其最大拉力的大小可以求出最大线速度的大小。
1 / 1湖南省部分校联考2021-2022学年高一下学期物理3月月考试卷
一、单选题
1.(2022高一下·湖南月考)极限挑战节目中,黄渤在一次蹦极运动后说:“在下落的那段时间里,我感觉大地扑面而来”这里的“扑面而来”所选的参考系是( )
A.远处的山 B.黄渤自己 C.大地 D.太阳
2.(2022高一下·湖南月考)“三英战吕布”的故事家喻户晓,在迎战的初期,张飞单挑吕布,某个瞬间,张飞的丈八蛇矛与吕布的方天画戟相碰,从物理学中受力的角度来分析,下列说法正确的是( )
A.丈八蛇矛对方天画戟的力要大于方天画戟对丈八蛇矛的力
B.丈八蛇矛受到的重力方向竖直向下
C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是张飞
D.吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力是一对平衡力
3.(2022高一下·湖南月考)如图所示,在水平路面上,一运动员驾驶摩托车跨越壕沟。已知壕沟两侧的高度差为0.8m,取重力加速度大小,则运动员跨过壕沟所用的时间为( )
A.0.1s B.0.4s C.0.6s D.0.8s
4.(2022高一下·湖南月考)在高速公路上,有时会发生“追尾”事故——后面的汽车撞上前面的汽车。汽车甲以速度在邢衡高速公路上匀速行驶,正前方的汽车乙以速度做匀速直线运动,当两者相距s时,甲车司机意识到再以当前速度行驶可能会发生“追尾”事故,因此紧急刹车,假设司机的反应时间(从意识到应该刹车至操作刹车的时间)为t,刹车过程看成匀减速直线运动,为避免“追尾”,加速度大小a应满足的关系为( )
A. B.
C. D.
5.(2022高一下·洛阳月考)一半径为R的雨伞绕伞柄在水平面以角速度匀速旋转,如图所示,伞边缘距地面的高度为h,伞边缘甩出的水滴在地面上形成一个圆,重力加速度大小为g,不计空气阻力,则圆的半径r为( )
A. B. C. D.
6.(2022高一下·湖南月考)如图所示,一质量为的小球套在一根足够长的固定直杆上,直杆与水平面的夹角为,现小球在的沿杆向上的拉力作用下,从A点静止出发沿杆向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数,取重力加速度大小,若2s后撤去拉力F,则小球在上滑过程中距A点的最大距离是( )
A. B. C.3m D.
7.(2022高一下·湖南月考)如图所示,一光滑宽阔矩形斜面,其倾角为,高为h,重力加速度大小为g。现有一小球在A处贴着斜面以水平速度射出,最后从B处离开斜面,下列说法正确的是( )
A.小球的加速度大小为
B.小球的运动轨迹为抛物线
C.小球从A点运动到B点的时间为
D.小球从A点运动到B点的水平位移大小为
二、多选题
8.(2022高一下·湖南月考)从圆周运动的角度分析机械钟表,下列说法正确的是( )
A.秒针转动的周期最短 B.时针转动的角速度最小
C.秒针转动的角速度最小 D.分针的角速度为
9.(2022高一下·湖南月考)质量为的物体在平面内做曲线运动,在x方向的速度—时间图像和y方向的位移—时间图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.2s末物体的速度大小为
B.0~2s内物体的位移大小约为12m
C.时刻物体的速度大小为
D.物体所受的合力为3N,做匀变速曲线运动
10.(2022高一下·湖南月考)如图所示,足够宽的水平传送带以的速度沿顺时针方向运行,质量的小滑块被光滑固定挡板拦住静止于传送带上的A点,时,在小滑块上施加沿挡板方向的拉力F,使之沿挡板做加速度大小的匀加速直线运动,已知小滑块与传送带间的动摩擦因数,取重力加速度大小,则下列说法正确的是( )
A.时,拉力F的大小为0.4N
B.小滑块在运动过程中始终受到沿挡板方向的摩擦力
C.时,滑块受到挡板的弹力大小为
D.时,拉力F的大小为
三、实验题
11.(2022高一下·湖南月考)如图所示是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm,y2为45.0cm,A、B两点水平间距Δx为40.0cm,则平抛小球的初速度v0为 m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度vC为 m/s(结果保留两位有效数字,g取10m/s2)。
四、填空题
12.(2022高一下·洛阳月考)在光滑水平面上,一根原长为l的轻质弹簧的一端与竖直轴O连接,另一端与质量为m的小球连接,如图所示.当小球以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v1时,弹簧的长度为1.5l;当它以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v2 时,弹簧的长度为2l.则:两次做匀速圆周运动时的向心力之比为F1∶F2= ,线速度大小之比为v1∶v2= .
五、解答题
13.(2022高一下·湖南月考)唐代诗人张籍在《湘江曲》中写到“湘水无潮秋水阔”。有一只小船从江岸一边正在渡江到江岸另一边,两岸平行的江宽,小船在静水中的速度,水的流速。分别求出小船以下列条件渡江时需要的时间:
(1)以最短的时间渡江;
(2)以最短的位移渡江。
14.(2022高一下·洛阳月考)物体做平抛运动,在它落地前的1s内它的速度与水平方向的夹角由变成,取重力加速度大小,求物体:
(1)做平抛运动的初速度大小;
(2)做平抛运动的时间;
(3)平抛时距水平地面的高度h。
15.(2022高一下·洛阳月考)如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m=2kg的小球,其中BC=1m,两绳能承担的最大拉力相等且为F=40N,小球随转轴以一定的角速度转动,AC和BC均拉直,此时∠ACB=53°,ABC 能绕竖直轴AB匀速转动,而C球在水平面内做匀速圆周运动(取),求:
(1)当小球的角速度增大时,通过计算判断AC和BC哪条绳先断;
(2)一条绳被拉断后,转动的角速度继续增加,为了让小球能够做圆周运动,则小球的最大线速度为多少?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】参考系与坐标系
【解析】【解答】黄渤向地面俯冲,他以自己为参照物,认为自己是不动的,从而看到大地扑面而来.
故答案为:B。
【分析】以黄渤为参考系,他本身是静止的,大地是扑面而来的。
2.【答案】B
【知识点】牛顿第三定律
【解析】【解答】A.丈八蛇矛对方天画戟的力与方天画戟对丈八蛇矛的力是一对相互作用力,故两者大小相等,A不符合题意;
B.重力方向始终竖直向下,B符合题意;
C.丈八蛇矛对方天画戟的力的施力物体是丈八蛇矛,C不符合题意;
D.因为方天画戟还受到重力作用,故吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力不是一对平衡力,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】丈八蛇矛对方天画戟的力与方天画戟对丈八蛇矛的力属于相互作用力,故两者大小相等;其重力方向始终竖直向下;方天画戟的施力对象是丈八蛇矛;利用方天画戟的平衡可以判别其吕布对方天画戟的力与丈八蛇矛对方天画戟的力不属于平衡力。
3.【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】忽略阻力,运动员驾驶摩托车做平抛运动,有
可知运动员跨过壕沟所用的时间
。
故答案为:B。
【分析】利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间。
4.【答案】A
【知识点】匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】【解答】设从开始发现乙车到两车共速时用时间T,则共速时
位移关系
解得
则为避免“追尾”,加速度大小a应满足的关系为
故答案为:A。
【分析】利用其共速的速度公式可以求出运动的时间,结合位移公式可以求出其加速度的大小范围。
5.【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】雨滴离开伞边缘后沿切线方向水平抛出,特别注意不是沿半径方向飞出,其间距关系如图所示(俯视图)
雨滴飞出的速度大小为
雨滴做平抛运动在竖直方向上有
在水平方向上有
由几何关系知,雨滴半径为
解得
D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D。
【分析】雨滴做平抛运动,利用其位移公式可以求出水平方向的位移,结合几何关系可以求出圆的半径大小。
6.【答案】B
【知识点】匀变速直线运动的位移与速度的关系;牛顿第二定律
【解析】【解答】开始时
解得a1=1.25m/s2
则2s末的位移
2s末的速度
撤去力F后
解得a2=8.75m/s2
则速度减为零时的位移
小球在上滑过程中距A点的最大距离是
故答案为:B。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出拉力作用下其小球加速度的大小,结合速度公式和位移公式可以求出加速的位移和速度的大小;结合牛顿第二定律可以求出减速的加速度大小,结合速度位移公式可以求出减速位移的大小。
7.【答案】B
【知识点】位移的合成与分解;牛顿第二定律
【解析】【解答】A.小球所受合力为重力沿斜面向下的分力,根据牛顿第二定律
因此加速度
A不符合题意;
B.小球受重力和支持力两个力作用,合力沿斜面向下,与初速度垂直,做类平抛运动,轨迹为抛物线,B符合题意;
C.小球沿斜面方向做匀加速运动
可得运动时间
C不符合题意;
D.水平位移应是AB线段在水平面上的投影,到达B点的沿水平x方向的位移
沿斜面向下的位移在水平面上的投影
因此水平位移
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出小球加速度的大小;利用其速度方向和加速度的方向可以判别运动的轨迹;利用其沿斜面方向的位移公式可以求出运动的时间;利用其位移公式及位移的合成可以求出水平位移的大小。
8.【答案】A,B
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】A.对于机械钟表,秒针转动的周期为60s,分针转动的周期为60min,时针转动的周期为12h,时针转动的周期最长,故秒针转动的周期最短,A符合题意;
B.时针转动的周期最大,根据转速
可知,时针的角速度最小,B符合题意;
C.秒针转动的周期最短,根据
可知,则秒针角速度最大,C不符合题意;
D.分针转动的周期为60min,分针的角速度为
D不符合题意。
故答案为:AB。
【分析】利用其转动的时间可以比较周期的大小,利用周期和角速度的关系可以比较角速度的大小。
9.【答案】B,C
【知识点】位移的合成与分解
【解析】【解答】A.2s末,则物体沿x方向的速度
沿y方向匀速运动的速度
则此时物体的速度大小为
A不符合题意;
B.0~2s内物体的位移大小约为
B符合题意;
C.
时刻物体的速度大小为
C符合题意;
D.物体在x方向的加速度即为合加速度,大小为
所受的合力为F=ma=4.5N
因x方向做匀加速运动,y方向做匀速运动,可知物体做匀变速曲线运动,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】利用其速度的合成可以求出合速度的大小;利用其位移的合成可以求出合位移的大小;利用其图像斜率可以求出加速度的大小,结合牛顿第二定律可以求出合力的大小,利用合力和初速度的方向可以判别物体做匀变速曲线运动。
10.【答案】A,C,D
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【解答】A.由题意知小滑块被光滑固定挡板拦住静止于传送带上的A点,则挡板必垂直于传送带运动方向,所以,
时,由牛顿第二定律得,拉力F的大小为
A符合题意;
B.因为小滑块沿挡板方向运动的同时,还相对于传送带向后运动,故小滑块在运动过程中始终受到的摩擦力方向与挡板有一定夹角,B不符合题意;
C.
时,小滑块沿挡板方向的速度为
设摩擦力与挡板的夹角为
,则
即
故
时,滑块受到挡板的弹力大小为
C符合题意;
D.
时,沿挡板方向由牛顿第二定律得
解得拉力F的大小为
D符合题意。
故答案为:ACD。
【分析】利用牛顿第二定律可以求出0时刻拉力的大小;利用其滑块运动速度的方向可以判别滑动摩擦力的方向;利用其速度公式可以求出滑块沿挡板方向的速度大小,结合速度的分解可以求出其滑块受到的弹力大小;利用牛顿第二定律可以求出拉力的大小。
11.【答案】2.0;4.0
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】竖直方向
可得v0=
=2.0m/s
运动到C点时的竖直分速度
vC=
=4.0m/s
【分析】利用竖直方向的位移公式可以求出运动的时间,结合水平方向的位移公式可以求出初速度的大小;利用速度位移公式可以求出小球经过C点竖直方向分速度的大小,结合速度的合成可以求出合速度的大小。
12.【答案】1:2;
【知识点】牛顿第二定律;向心力
【解析】【解答】原长为l的轻质弹簧,当弹簧的长度为1.5l,此时弹簧的形变量是0.5l,弹簧的长度为2l,弹簧的形变量是l,弹簧的弹力提供了向心力根据 ,所以两次做匀速圆周运动时的向心力之比为 ;根据向心力公式 ,则两次圆周运动的线速度之比为 。
【分析】利用弹力提供向心力结合胡克定律可以求出向心力大小之比;利用向心力的表达式结合半径的大小可以求出线速度之比。
13.【答案】(1)解:以最短的时间渡江,船头要垂直江岸航行,则有
(2)解:以最短的位移渡江,船头要斜向上游且与岸成,则有
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【分析】(1)当其船头垂直与河岸时过河时间最短,利用河岸宽度和船速的比值可以求出最短的时间;
(2)当合速度垂直于河岸时,利用速度的合成可以求出合速度的大小,结合河岸宽度可以求出过河的时间。
14.【答案】(1)解:画出物体平抛运动的轨迹图,如图所示,假定轨迹上A、B两点分别是落地前1s内的初、末位置
对A点有
对B点有
解得
(2)解:平抛运动的总时间
(3)解:平抛时距水平地面的高度
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)物体做平抛运动,利用速度的分解可以求出竖直方向速度的大小,结合其速度公式可以求出运动的时间,利用运动的时间结合速度的分解可以求出初速度的大小;
(2)已知其物体到达A点的时间,结合其AB之间的时间可以求出平抛运动的总时间;
(3)已知运动的时间,结合竖直方向的位移公式可以求出平抛时距离地面的高度。
15.【答案】(1)解:当小球线速度增大时,BC逐渐被拉直,小球线速度增至BC刚被拉直时,
对球:TAsin530-mg=0…①
TAcos530+TB=m…②
由①可求得AC绳中的拉力TA=1.25mg,线速度再增大些,TA不变而TB增大,所以BC绳先断.
(2)解:当BC线断后,AC线与竖直方向夹角α因离心运动而增大,当使球速再增大时,角α随球速增大而增大,当α=60°时,TAC=2mg=40N,AC也断,
则有:TACsin60°=m,其中的LAC=1.25m
代入数据解得:v=4.3m/s
【知识点】牛顿第二定律
【解析】【分析】(1)小球做匀速圆周运动,利用水平方向的牛顿第二定律结合竖直方向的平衡方程可以判别其BC绳子先断开;
(2)当其BC绳子断开时,小球继续做匀速圆周运动,利用其牛顿第二定律结合其最大拉力的大小可以求出最大线速度的大小。
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