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广东省茂名市电白区2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷(合格性)
一、单选题
1.(2022高一下·电白期中)在物理学的发展过程中,许多物理学家都做出了重大贡献,他们也创造出了许多物理学研究方法,下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律,他被称为“称量地球质量”第一人
B.开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是控制变量法
D.伽利略认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止在某一个地方
2.(2020高一下·吉林期中)曲线运动是自然界普遍的运动形式,下面关于曲线运动的说法中,正确的是( )
A.物体只要受到变力的作用,就会做曲线运动
B.物体在恒定的合外力作用下一定会做直线运动
C.物体做曲线运动时,合外力方向可能发生变化,也可能不变
D.物体在大小不变的合外力作用下必做匀变速曲线运动
3.(2022高一下·电白期中)做曲线运动物体的速度方向、合力的方向和运动轨迹如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
4.(2022高一下·电白期中)汽船以额定功率工作,能获得的船速始终保持5m/s(相对于静水),若河水流速是2m/s不变,则汽船的实际船速大小可能是( )
A.2m/s B.5m/s C.8m/s D.10m/s
5.(2022高一下·电白期中)从匀速直线行驶的火车窗山释放一石子,不计风对石子的形响,站在路边的人看到石子做( )
A.自由落体运动 B.平抛运动
C.匀速直线运动 D.匀变速直线运动
6.(2022高一下·电白期中)如图所示,从地面上同一位置P点抛出两小球A、B,落在地面上同一点Q点,但A球运动的最高点比B球的高,空气阻力不计,在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.A球的加速度比B球的大
B.A球的飞行时间比B球的长
C.A,B两球在最高点的速度大小相等
D.A,B两球落到Q点时的速度一定相同
7.(2022高一下·电白期中)物体做匀速圆周运动的过程中,不发生变化的物理量是( )
A.合力 B.线速度 C.向心加速度 D.周期
8.(2017高一下·邹平期中)如图所示,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,大轮半径是小轮半径的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面不打滑,则A、B两点的角速度之比ωA:ωB为( )
A.1:2 B.1:4 C.2:1 D.1:1
9.(2022高一下·电白期中)质量相等的甲、乙两物体做匀速圆周运动,转动半径相同,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受合外力之比为( )
A.4:3 B.3:4 C.16:9 D.9:16
10.(2018高一上·凌源月考)下边的四幅图中,能大致反映自由落体运动的图象是( )
A. B.
C. D.
11.(2022高一下·电白期中)甲(质为80kg)、乙(质量为40kg)两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图所示,此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N,下列说法正确的是( )
A.甲乙线速度相同 B.甲的角速度比乙的大
C.甲乙运动半径相等 D.甲的运动半径为0.3m
12.(2022高一下·电白期中)用如图所示的演示器研究平抛运动,小球击打弹性金属片C,使A球沿水平方向飞出做平抛运动;与此同时,B球松开做自由落体运动。实验观察到的现象是( )
A.A球先落地
B.B球先落地
C.A,B两球同时落地
D.增大实验装置离地面的高度,重复上述实验,B球将先落地
13.(2022高一下·电白期中)如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量不相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,关于球A和球B以下物理量的大小相等的是( )
A.线速度 B.角速度 C.向心力 D.向心加速度
14.(2022高一下·电白期中)洗衣机的脱水筒正常转动时,附着在筒壁上的衣物受力如图所示,此时衣物做圆周运动的向心力是衣物受到的( )
A.重力G B.弹力N
C.摩擦力 D.重力G和摩擦力的合力
15.(2020高一下·钦州期末)公路上的拱形桥是常见的,汽车过桥时的运动可以看作匀速圆周运动,如图所示,汽车通过桥最高点时( )
A.车对桥的压力等于汽车的重力
B.车的速度越大,车对桥面的压力越小
C.车的速度越大,车对桥面的压力越大
D.如果车在最高点速度大到使汽车对地面的压力为零,则此时驾驶员有超重的感觉
16.(2022高一下·电白期中)下列现象中,与离心运动无关的是( )
A.将温度计中的水银甩回到顶部水银泡中
B.拔掉风扇电源,扇叶仍继续转
C.洗衣机脱水桶旋转,衣服紧贴在桶壁上
D.运动员投掷链球时,在高速旋转的时候释放链球
17.(2022高一下·电白期中)两个质量相等的球形物体,两球心相距r,它们之间的万有引力为F。若它们球心间距加倍,其余不变,它们之间的作用力为( )
A.4F B.F C. D.F
18.(2022高一下·电白期中)关于地球同步通讯卫星,下述说法正确的是( )
A.同步通讯卫星上的物体处于超重状态
B.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
C.它可以通过北京的正上方
D.地球同步通讯卫星在赤道上方一定高度处
19.(2022高一下·电白期中)地球和火星绕太阳的运动都可以看成匀速圆周运动,地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,若地球和火星绕太阳运行的线速度分别为v地和v火,周期分别为T地和T火,下列判断正确的是( )
A.T地=T火 B.T地>T火 C.v地v火
20.(2022高一下·电白期中)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为8m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg(g=10m/s2)。绳的质忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A.450N B.500N C.800N D.900N
二、实验题
21.(2020高一上·宣城期中)某同学用如图所示的装置测定重力加速度
(1)电火花计时器的工作电压为 V,它使用 (填“交流”或“直流”)电源,当电源频率是50Hz时,它每隔 s打一次点。
(2)打出的纸带如图所示,实验时纸带的 端应和重物相连接。(选填“甲”或“乙”)
(3)由纸带所示数据可算出实验时的加速度为 m/s2(结果保留三位有效数字)
(4)当地的重力加速度 ,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异可能原因: 。
三、解答题
22.(2022高一下·电白期中)质量m=1000kg的汽车通过圆形拱形桥时的速率恒定,拱形桥的半径为r=10m,重力加速度g=10m/s2.
(1)若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为车重的一半,求此时汽车的速率;
(2)若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为零,求此时汽车的速率.
23.(2022高一下·电白期中)如下图所示为投弹练习。飞机投弹时距地面高度以速度沿水平方向匀速飞行炸弹离开飞机时相对飞机的初速度为零,飞机和投弹目标均视为质点,不计空气阻力,炸弹准确命中地面上的固定目标。(重力加速度g取10m/s2)求:
(1)炸弹从被投出到落地所用的时间;
(2)炸弹击中目标前瞬间的速度大小;
(3)飞机是从距目标水平距离多远时投弹的。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许用扭秤实验测得了引力常数,被称为“称量地球质量”第一人,A不符合题意;
B.开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上,B符合题意;
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想模型法,C不符合题意;
D.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止在某一个地方;伽利略根据理想实验推论出,若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去,说明力不是维持物体运动的原因,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】卡文迪许被称为测量地球的第一人;质点的定义中采用的是理想模型法,结合开普勒定律进行分析判断正确的选项。
2.【答案】C
【知识点】曲线运动的条件;曲线运动
【解析】【解答】A.如果力的大小变化,方向不变且与物体的速度方向在同一直线上,则物体做直线运动,A不符合题意;
B.物体在恒定的合外力作用下不一定会做直线运动,如平抛运动,B不符合题意;
C.物体做曲线运动时,合外力方向可能发生变化,也可能不变,如匀速圆周运动的合力方向发生变化,平抛运动的合力方向不变,C符合题意;
D.物体在大小不变的合外力作用下不一定做匀变速曲线运动,如匀速圆周运动,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同,即加速度与速度不在同一方向上;做匀速圆周运动的物体虽然速度和加速度大小不变,但是速度和加速度的方向无时无刻都在变化。
3.【答案】B
【知识点】曲线运动的条件;曲线运动
【解析】【解答】根据质点做曲线运动的条件,速度应该沿着曲线的切线的方向,合力应该指向曲线弯曲的一侧。
故答案为:B。
【分析】质点做曲线运动的条件是合力和速度不在一条直线线上,合力指向曲线的凹侧。
4.【答案】B
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】船实际的航速是静水速和水流速的合速度,根据平行四边形定则,当船速与水速同向时,实际速度最大为7m/s,当船速与水速反向时,实际速度最小为3m/s,故实际速度的大小范围为。
故答案为:B。
【分析】速度的合成与分解满足平行四边形定则,结合速度的合成与分解进行分析判断汽船的实际船速大小的可能值。
5.【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】石子水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,站在路边的人看到石子做平抛运动,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据抛出石子的初速度方向以及受力情况得出石子的运动情况。
6.【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A.A球的加速度和B球一样大,都等于重力加速度,A不符合题意;
B.把斜上抛运动转化为平抛运动,如图所示
根据 ,A球的h大,A球的运动时间长,B符合题意;
C.根据 ,A球在最高点的速度小,C不符合题意;
D.无法判断A、B两球落到Q点时的速度是否相同,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】抛出两小球后对两小球进行受力分析,结合牛顿第二定律得出AB加速度的大小,斜抛运动分解为从最高点到左右两边的平抛运动,结合平抛运动的规律得出两球在最高点的速度大小以及两球的飞行时间的长短。
7.【答案】D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】由匀速圆周运动的特点可知,周期是标量,不发生变化,而合力、向心加速度、线速度是矢量,大小不变,但方向时刻在变化。
故答案为:D。
【分析】匀速圆周运动线速度的大小,向心力和向心加速度的大小均不变,方向时刻发生变化,角速度不变,从而得出周期不变。
8.【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;匀速圆周运动
【解析】【解答】解:A、B两点靠摩擦传动,具有相同的线速度,根据v=rω,半径比为2:1,则角速度之比为1:2.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
【分析】A、B两点靠摩擦传动,具有相同的线速度,根据v=rω,求出A、B两点的角速度之比.
9.【答案】C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】由题意可知,甲乙的角速度之比为
根据
可得它们所受合外力之比为
C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据角速度的定义式得出甲乙的加速度之比,利用向心力的表达式得出甲乙所受合外力之比。
10.【答案】A,D
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A、自由落体运动是初速度为零的匀加速运动,位移-时间图像为过原点的一条直线,所以A对;
B、自由落体的位移公式 ,位移-时间图像为二次曲线,B不符合题意;
CD、自由落体的加速度a=g,是不变的值,加速度-时间图像为一条平行于时间轴的直线,C不符合题意;D符合题意.
故答案为:AD
【分析】自由落体运动属于初速度为0,加速度不变的匀变速直线运动,所以只能选择A图和D图。
11.【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;匀速圆周运动
【解析】【解答】A.根据线速度
两人的角速度相同,但半径不同,故线速度不相同,A不符合题意。
BCD.弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得
由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,所以有
则
两人相距0.9m,所以两人的运动半径不同,
BC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据线速度和角速度的关系得出两人的线速度大小关系,对甲乙进行受力分析,结合牛顿第二定律合力提供向心力得出甲乙轨道半径之比。
12.【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】平抛运动竖直方向做自由落体运动,故高度相同的两个小球做自由落运动和平抛运动时的时间相同,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,从而判断两球的运动时间大小。
13.【答案】D
【知识点】受力分析的应用;匀速圆周运动
【解析】【解答】C.两个小球均受到重力mg和筒壁对它的弹力FN的作用,其合力必定在水平面内指向圆心。由图可知,向心力为
其中θ为圆锥顶角的一半,由于两小球的质量不相等,故两小球的向心力大小不相等,C不符合题意;
D.根据
可得向心加速度为
可知所以向心加速度相等,D符合题意;
A.根据
得
两球的轨迹半径不相等,所以线速度不相等,A不符合题意;
B.根据
得
两球的轨迹半径不相等,所以角速度不相等,B不符合题意。
故答案为:D。
【分析】对两小球进行受力分析,根据合力提供向心力,得出向心力的大小关系,利用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,进一步得出线速度和角速度的表达式,并判断线速度和角速度的大小关系。
14.【答案】B
【知识点】受力分析的应用;匀速圆周运动
【解析】【解答】对衣物进行受力分析,衣物受竖直向下的重力G、竖直向上的摩擦力和沿水平方向指向中心转轴的弹力N的作用,因洗衣机的脱水筒正常转动,即为匀速转动,向心力是沿半径方向上的所有力的合力,所以衣物做圆周运动的向心力是衣物受到弹力N提供的。
故答案为:B。
【分析】对物体进行受力分析,根据匀速圆周运动时合力提供向心力得出提供向心力的力。
15.【答案】B
【知识点】圆周运动实例分析;匀速圆周运动
【解析】【解答】A.在最高点,重力和支持力的合力提供向心力,所以重力大于支持力,即重力大于对桥的压力,A不符合题意.
BC.根据牛顿第二定律 ,速度越大,支持力越小,根据牛顿第三定律,速度越大,对桥面压力越小,B符合题意C不符合题意
D.如果车在最高点速度大到使汽车对地面的压力为零,汽车处于完全失重状态,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】在拱形桥顶重力大于支持力,两者合力提供向心力,当最高点时汽车对地面的压力为零时,汽车处于完全失重。
16.【答案】B
【知识点】惯性与质量;离心运动和向心运动
【解析】【解答】拔掉风扇电源,扇叶仍在转动是由于惯性,与离心现象无关,A、C、D三种情况都是因为外力不足以提供向心力而做远离圆心的离心运动,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】断电后扇叶任然转动是由于惯性,和离心运动无关。
17.【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】设物体的质量为,根据题意得
它们间的距离加倍,则
C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据万有引力的表达式得出 两个质量相等物体之间的万有引力。
18.【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A.同步卫星上的物体处于完全失重状态,A不符合题意;
B.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是绕地球做圆周运动的最大环绕速度,而同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,由
得
可知同步卫星的线速度小于第一宇宙速度,B不符合题意;
CD.根据
因为周期一定,所以同步卫星的轨道半径为定值,所以同步卫星距离地面的高度是一定的,运行轨道位于地球赤道平面上的圆形轨道,它不可以通过北京的正上方。C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】同步卫星上的物体处于完全失重,根据万有引力提供向心力从而得出线速度的表达式以及周期的表达式并判断大小变化情况,地球同步卫星的轨道在赤道 的正上方。
19.【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用;万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据万有引力提供向心力有
解得
由于,所以v地>v火
T地故答案为:D。
【分析】地球和火星绕太阳做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力从而的判断线速度和周期的大小关系。
20.【答案】A
【知识点】受力分析的应用;牛顿第二定律
【解析】【解答】设每根绳子的拉力为,根据牛顿第二定律得
代入数据解得。
故答案为:A。
【分析】对人和秋千进行受力分析,结合牛顿第二定律得出每根绳子的拉力大小。
21.【答案】(1)220V;交流;0.02
(2)乙
(3)9.60
(4)原因:空气阻力的影响、摩擦阻力的影响、数据的测量……
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】(1) 电火花打点计时器的工作电压为交流220V,频率为50HZ,打点周期为
(2)重物拖着纸带运动,速度越来越大,在相等时间内的位移越来越大,所以实验时纸带的乙端应与重物相连;
(3)根据
得
(4)物体下落时会受到空气阻力、纸带与打点计时器的摩擦等,都会影响测量结果。
【分析】(1)利用打点频率可以求出打点周期的大小;
(2)利用重物做加速运动可以判别乙端与重物连线;
(3)利用逐差法可以求出加速度的大小;
(4)物体下落过程受到阻力作用会影响重力加速度的大小。
22.【答案】(1)解:最高点对桥面的压力为车重的一半,那么
解得
(2)解:若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为零,那么
解得
【知识点】圆周运动实例分析;受力分析的应用
【解析】【分析】(1)汽车在拱形桥顶根据受力分析得出此时汽车的速度;
(2) 若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为零 时利用重力等于向心力从而得出此时汽车的速度。
23.【答案】(1)解:炸弹离开飞机后做平抛运动,竖直方向上有
解得
(2)解:炸弹落地时的竖直分速度
解得
炸弹刚落地时的速度大小为
解得
(3)解:飞机投弹时距目标的水平距离为
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1) 炸弹离开飞机后做平抛运动 ,根据竖直方向的运动规律得出炸弹从被投出到落地所用的时间;
(2)根据竖直方向自由落体运动的速度与时间的关系得出炸弹击中目标前瞬间的速度 ;
(3)利用水平方向的匀速直线运动的规律得出 飞机投弹地道目标地的距离。
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广东省茂名市电白区2021-2022学年高一下学期物理期中考试试卷(合格性)
一、单选题
1.(2022高一下·电白期中)在物理学的发展过程中,许多物理学家都做出了重大贡献,他们也创造出了许多物理学研究方法,下列关于物理学史和物理学方法的叙述中正确的是( )
A.牛顿发现了万有引力定律,他被称为“称量地球质量”第一人
B.开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是控制变量法
D.伽利略认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止在某一个地方
【答案】B
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A.牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许用扭秤实验测得了引力常数,被称为“称量地球质量”第一人,A不符合题意;
B.开普勒发现所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上,B符合题意;
C.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法是理想模型法,C不符合题意;
D.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体才能运动,没有力的作用,物体就要静止在某一个地方;伽利略根据理想实验推论出,若没有摩擦,在水平面上运动的物体将保持其速度继续运动下去,说明力不是维持物体运动的原因,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】卡文迪许被称为测量地球的第一人;质点的定义中采用的是理想模型法,结合开普勒定律进行分析判断正确的选项。
2.(2020高一下·吉林期中)曲线运动是自然界普遍的运动形式,下面关于曲线运动的说法中,正确的是( )
A.物体只要受到变力的作用,就会做曲线运动
B.物体在恒定的合外力作用下一定会做直线运动
C.物体做曲线运动时,合外力方向可能发生变化,也可能不变
D.物体在大小不变的合外力作用下必做匀变速曲线运动
【答案】C
【知识点】曲线运动的条件;曲线运动
【解析】【解答】A.如果力的大小变化,方向不变且与物体的速度方向在同一直线上,则物体做直线运动,A不符合题意;
B.物体在恒定的合外力作用下不一定会做直线运动,如平抛运动,B不符合题意;
C.物体做曲线运动时,合外力方向可能发生变化,也可能不变,如匀速圆周运动的合力方向发生变化,平抛运动的合力方向不变,C符合题意;
D.物体在大小不变的合外力作用下不一定做匀变速曲线运动,如匀速圆周运动,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同,即加速度与速度不在同一方向上;做匀速圆周运动的物体虽然速度和加速度大小不变,但是速度和加速度的方向无时无刻都在变化。
3.(2022高一下·电白期中)做曲线运动物体的速度方向、合力的方向和运动轨迹如图所示,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】曲线运动的条件;曲线运动
【解析】【解答】根据质点做曲线运动的条件,速度应该沿着曲线的切线的方向,合力应该指向曲线弯曲的一侧。
故答案为:B。
【分析】质点做曲线运动的条件是合力和速度不在一条直线线上,合力指向曲线的凹侧。
4.(2022高一下·电白期中)汽船以额定功率工作,能获得的船速始终保持5m/s(相对于静水),若河水流速是2m/s不变,则汽船的实际船速大小可能是( )
A.2m/s B.5m/s C.8m/s D.10m/s
【答案】B
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】船实际的航速是静水速和水流速的合速度,根据平行四边形定则,当船速与水速同向时,实际速度最大为7m/s,当船速与水速反向时,实际速度最小为3m/s,故实际速度的大小范围为。
故答案为:B。
【分析】速度的合成与分解满足平行四边形定则,结合速度的合成与分解进行分析判断汽船的实际船速大小的可能值。
5.(2022高一下·电白期中)从匀速直线行驶的火车窗山释放一石子,不计风对石子的形响,站在路边的人看到石子做( )
A.自由落体运动 B.平抛运动
C.匀速直线运动 D.匀变速直线运动
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】石子水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,站在路边的人看到石子做平抛运动,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据抛出石子的初速度方向以及受力情况得出石子的运动情况。
6.(2022高一下·电白期中)如图所示,从地面上同一位置P点抛出两小球A、B,落在地面上同一点Q点,但A球运动的最高点比B球的高,空气阻力不计,在运动过程中,下列说法正确的是( )
A.A球的加速度比B球的大
B.A球的飞行时间比B球的长
C.A,B两球在最高点的速度大小相等
D.A,B两球落到Q点时的速度一定相同
【答案】B
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】A.A球的加速度和B球一样大,都等于重力加速度,A不符合题意;
B.把斜上抛运动转化为平抛运动,如图所示
根据 ,A球的h大,A球的运动时间长,B符合题意;
C.根据 ,A球在最高点的速度小,C不符合题意;
D.无法判断A、B两球落到Q点时的速度是否相同,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】抛出两小球后对两小球进行受力分析,结合牛顿第二定律得出AB加速度的大小,斜抛运动分解为从最高点到左右两边的平抛运动,结合平抛运动的规律得出两球在最高点的速度大小以及两球的飞行时间的长短。
7.(2022高一下·电白期中)物体做匀速圆周运动的过程中,不发生变化的物理量是( )
A.合力 B.线速度 C.向心加速度 D.周期
【答案】D
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】由匀速圆周运动的特点可知,周期是标量,不发生变化,而合力、向心加速度、线速度是矢量,大小不变,但方向时刻在变化。
故答案为:D。
【分析】匀速圆周运动线速度的大小,向心力和向心加速度的大小均不变,方向时刻发生变化,角速度不变,从而得出周期不变。
8.(2017高一下·邹平期中)如图所示,A、B两点分别位于大、小轮的边缘上,大轮半径是小轮半径的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面不打滑,则A、B两点的角速度之比ωA:ωB为( )
A.1:2 B.1:4 C.2:1 D.1:1
【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;匀速圆周运动
【解析】【解答】解:A、B两点靠摩擦传动,具有相同的线速度,根据v=rω,半径比为2:1,则角速度之比为1:2.故A正确,B、C、D错误.
故选A.
【分析】A、B两点靠摩擦传动,具有相同的线速度,根据v=rω,求出A、B两点的角速度之比.
9.(2022高一下·电白期中)质量相等的甲、乙两物体做匀速圆周运动,转动半径相同,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受合外力之比为( )
A.4:3 B.3:4 C.16:9 D.9:16
【答案】C
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】由题意可知,甲乙的角速度之比为
根据
可得它们所受合外力之比为
C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据角速度的定义式得出甲乙的加速度之比,利用向心力的表达式得出甲乙所受合外力之比。
10.(2018高一上·凌源月考)下边的四幅图中,能大致反映自由落体运动的图象是( )
A. B.
C. D.
【答案】A,D
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】A、自由落体运动是初速度为零的匀加速运动,位移-时间图像为过原点的一条直线,所以A对;
B、自由落体的位移公式 ,位移-时间图像为二次曲线,B不符合题意;
CD、自由落体的加速度a=g,是不变的值,加速度-时间图像为一条平行于时间轴的直线,C不符合题意;D符合题意.
故答案为:AD
【分析】自由落体运动属于初速度为0,加速度不变的匀变速直线运动,所以只能选择A图和D图。
11.(2022高一下·电白期中)甲(质为80kg)、乙(质量为40kg)两名溜冰运动员,面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,如图所示,此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N,下列说法正确的是( )
A.甲乙线速度相同 B.甲的角速度比乙的大
C.甲乙运动半径相等 D.甲的运动半径为0.3m
【答案】D
【知识点】线速度、角速度和周期、转速;匀速圆周运动
【解析】【解答】A.根据线速度
两人的角速度相同,但半径不同,故线速度不相同,A不符合题意。
BCD.弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律得
由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运动的溜冰表演,所以有
则
两人相距0.9m,所以两人的运动半径不同,
BC不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据线速度和角速度的关系得出两人的线速度大小关系,对甲乙进行受力分析,结合牛顿第二定律合力提供向心力得出甲乙轨道半径之比。
12.(2022高一下·电白期中)用如图所示的演示器研究平抛运动,小球击打弹性金属片C,使A球沿水平方向飞出做平抛运动;与此同时,B球松开做自由落体运动。实验观察到的现象是( )
A.A球先落地
B.B球先落地
C.A,B两球同时落地
D.增大实验装置离地面的高度,重复上述实验,B球将先落地
【答案】C
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】平抛运动竖直方向做自由落体运动,故高度相同的两个小球做自由落运动和平抛运动时的时间相同,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,从而判断两球的运动时间大小。
13.(2022高一下·电白期中)如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量不相等的小球A和B,在各自不同的水平面做匀速圆周运动,关于球A和球B以下物理量的大小相等的是( )
A.线速度 B.角速度 C.向心力 D.向心加速度
【答案】D
【知识点】受力分析的应用;匀速圆周运动
【解析】【解答】C.两个小球均受到重力mg和筒壁对它的弹力FN的作用,其合力必定在水平面内指向圆心。由图可知,向心力为
其中θ为圆锥顶角的一半,由于两小球的质量不相等,故两小球的向心力大小不相等,C不符合题意;
D.根据
可得向心加速度为
可知所以向心加速度相等,D符合题意;
A.根据
得
两球的轨迹半径不相等,所以线速度不相等,A不符合题意;
B.根据
得
两球的轨迹半径不相等,所以角速度不相等,B不符合题意。
故答案为:D。
【分析】对两小球进行受力分析,根据合力提供向心力,得出向心力的大小关系,利用牛顿第二定律得出向心加速度的表达式,进一步得出线速度和角速度的表达式,并判断线速度和角速度的大小关系。
14.(2022高一下·电白期中)洗衣机的脱水筒正常转动时,附着在筒壁上的衣物受力如图所示,此时衣物做圆周运动的向心力是衣物受到的( )
A.重力G B.弹力N
C.摩擦力 D.重力G和摩擦力的合力
【答案】B
【知识点】受力分析的应用;匀速圆周运动
【解析】【解答】对衣物进行受力分析,衣物受竖直向下的重力G、竖直向上的摩擦力和沿水平方向指向中心转轴的弹力N的作用,因洗衣机的脱水筒正常转动,即为匀速转动,向心力是沿半径方向上的所有力的合力,所以衣物做圆周运动的向心力是衣物受到弹力N提供的。
故答案为:B。
【分析】对物体进行受力分析,根据匀速圆周运动时合力提供向心力得出提供向心力的力。
15.(2020高一下·钦州期末)公路上的拱形桥是常见的,汽车过桥时的运动可以看作匀速圆周运动,如图所示,汽车通过桥最高点时( )
A.车对桥的压力等于汽车的重力
B.车的速度越大,车对桥面的压力越小
C.车的速度越大,车对桥面的压力越大
D.如果车在最高点速度大到使汽车对地面的压力为零,则此时驾驶员有超重的感觉
【答案】B
【知识点】圆周运动实例分析;匀速圆周运动
【解析】【解答】A.在最高点,重力和支持力的合力提供向心力,所以重力大于支持力,即重力大于对桥的压力,A不符合题意.
BC.根据牛顿第二定律 ,速度越大,支持力越小,根据牛顿第三定律,速度越大,对桥面压力越小,B符合题意C不符合题意
D.如果车在最高点速度大到使汽车对地面的压力为零,汽车处于完全失重状态,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】在拱形桥顶重力大于支持力,两者合力提供向心力,当最高点时汽车对地面的压力为零时,汽车处于完全失重。
16.(2022高一下·电白期中)下列现象中,与离心运动无关的是( )
A.将温度计中的水银甩回到顶部水银泡中
B.拔掉风扇电源,扇叶仍继续转
C.洗衣机脱水桶旋转,衣服紧贴在桶壁上
D.运动员投掷链球时,在高速旋转的时候释放链球
【答案】B
【知识点】惯性与质量;离心运动和向心运动
【解析】【解答】拔掉风扇电源,扇叶仍在转动是由于惯性,与离心现象无关,A、C、D三种情况都是因为外力不足以提供向心力而做远离圆心的离心运动,B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】断电后扇叶任然转动是由于惯性,和离心运动无关。
17.(2022高一下·电白期中)两个质量相等的球形物体,两球心相距r,它们之间的万有引力为F。若它们球心间距加倍,其余不变,它们之间的作用力为( )
A.4F B.F C. D.F
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】设物体的质量为,根据题意得
它们间的距离加倍,则
C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据万有引力的表达式得出 两个质量相等物体之间的万有引力。
18.(2022高一下·电白期中)关于地球同步通讯卫星,下述说法正确的是( )
A.同步通讯卫星上的物体处于超重状态
B.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
C.它可以通过北京的正上方
D.地球同步通讯卫星在赤道上方一定高度处
【答案】D
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】A.同步卫星上的物体处于完全失重状态,A不符合题意;
B.第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是绕地球做圆周运动的最大环绕速度,而同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径,由
得
可知同步卫星的线速度小于第一宇宙速度,B不符合题意;
CD.根据
因为周期一定,所以同步卫星的轨道半径为定值,所以同步卫星距离地面的高度是一定的,运行轨道位于地球赤道平面上的圆形轨道,它不可以通过北京的正上方。C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】同步卫星上的物体处于完全失重,根据万有引力提供向心力从而得出线速度的表达式以及周期的表达式并判断大小变化情况,地球同步卫星的轨道在赤道 的正上方。
19.(2022高一下·电白期中)地球和火星绕太阳的运动都可以看成匀速圆周运动,地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,若地球和火星绕太阳运行的线速度分别为v地和v火,周期分别为T地和T火,下列判断正确的是( )
A.T地=T火 B.T地>T火 C.v地v火
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用;万有引力定律的应用
【解析】【解答】根据万有引力提供向心力有
解得
由于,所以v地>v火
T地故答案为:D。
【分析】地球和火星绕太阳做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力从而的判断线速度和周期的大小关系。
20.(2022高一下·电白期中)如图,一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为8m,该同学和秋千踏板的总质量约为50kg(g=10m/s2)。绳的质忽略不计,当该同学荡到秋千支架的正下方时,速度大小为8m/s,此时每根绳子平均承受的拉力约为( )
A.450N B.500N C.800N D.900N
【答案】A
【知识点】受力分析的应用;牛顿第二定律
【解析】【解答】设每根绳子的拉力为,根据牛顿第二定律得
代入数据解得。
故答案为:A。
【分析】对人和秋千进行受力分析,结合牛顿第二定律得出每根绳子的拉力大小。
二、实验题
21.(2020高一上·宣城期中)某同学用如图所示的装置测定重力加速度
(1)电火花计时器的工作电压为 V,它使用 (填“交流”或“直流”)电源,当电源频率是50Hz时,它每隔 s打一次点。
(2)打出的纸带如图所示,实验时纸带的 端应和重物相连接。(选填“甲”或“乙”)
(3)由纸带所示数据可算出实验时的加速度为 m/s2(结果保留三位有效数字)
(4)当地的重力加速度 ,请列出测量值与当地重力加速度的值有差异可能原因: 。
【答案】(1)220V;交流;0.02
(2)乙
(3)9.60
(4)原因:空气阻力的影响、摩擦阻力的影响、数据的测量……
【知识点】自由落体运动
【解析】【解答】(1) 电火花打点计时器的工作电压为交流220V,频率为50HZ,打点周期为
(2)重物拖着纸带运动,速度越来越大,在相等时间内的位移越来越大,所以实验时纸带的乙端应与重物相连;
(3)根据
得
(4)物体下落时会受到空气阻力、纸带与打点计时器的摩擦等,都会影响测量结果。
【分析】(1)利用打点频率可以求出打点周期的大小;
(2)利用重物做加速运动可以判别乙端与重物连线;
(3)利用逐差法可以求出加速度的大小;
(4)物体下落过程受到阻力作用会影响重力加速度的大小。
三、解答题
22.(2022高一下·电白期中)质量m=1000kg的汽车通过圆形拱形桥时的速率恒定,拱形桥的半径为r=10m,重力加速度g=10m/s2.
(1)若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为车重的一半,求此时汽车的速率;
(2)若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为零,求此时汽车的速率.
【答案】(1)解:最高点对桥面的压力为车重的一半,那么
解得
(2)解:若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为零,那么
解得
【知识点】圆周运动实例分析;受力分析的应用
【解析】【分析】(1)汽车在拱形桥顶根据受力分析得出此时汽车的速度;
(2) 若汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力为零 时利用重力等于向心力从而得出此时汽车的速度。
23.(2022高一下·电白期中)如下图所示为投弹练习。飞机投弹时距地面高度以速度沿水平方向匀速飞行炸弹离开飞机时相对飞机的初速度为零,飞机和投弹目标均视为质点,不计空气阻力,炸弹准确命中地面上的固定目标。(重力加速度g取10m/s2)求:
(1)炸弹从被投出到落地所用的时间;
(2)炸弹击中目标前瞬间的速度大小;
(3)飞机是从距目标水平距离多远时投弹的。
【答案】(1)解:炸弹离开飞机后做平抛运动,竖直方向上有
解得
(2)解:炸弹落地时的竖直分速度
解得
炸弹刚落地时的速度大小为
解得
(3)解:飞机投弹时距目标的水平距离为
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1) 炸弹离开飞机后做平抛运动 ,根据竖直方向的运动规律得出炸弹从被投出到落地所用的时间;
(2)根据竖直方向自由落体运动的速度与时间的关系得出炸弹击中目标前瞬间的速度 ;
(3)利用水平方向的匀速直线运动的规律得出 飞机投弹地道目标地的距离。
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