福建省龙岩市武平一中高一物理下学期段考试卷（实验班含解析）.doc

福建省龙岩市武平一中2014-2015学年高 一（下）段考物理试卷（实验班）一、选择题（每小题6分，共36分）1（6分）如图，物体m用不可伸长的细线通过光滑的水平板间的小孔与砝码m相连，且正在做匀速圆周运动，若减少m的质量，则物体m的轨道半径r，角速度，线速度v的大小变化情况是（）ar不变，v减小br增大，减小cr增大，v减小dr减小，不变2（6分）下列说法正确的是（）a竖直平面内做匀速圆周运动的物体，其合外力可能不指向圆心b匀速直线运动和自由落体运动的合运动一定是曲线运动c物体竖直向上做匀加速直线运动时，物体受到的重力将变大d火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将挤压铁轨的外轨3（6分）如图所示，小木块a、b和c（可视为质点）放在水平圆盘上，a、b两个质量均为m，c的质量为a与转轴oo的距离为l，b、c与转轴oo的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（）ab、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落b当a、b和c均未滑落时，a、c所受摩擦力的大小相等cb和c均未滑落时线速度大小一定相等db开始滑动时的转速是4（6分）如图所示，两物块a、b套在水平粗糙的cd杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过cd中点的轴oo转动，已知两物块质量相等，杆cd对物块a、b的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块a到oo轴的距离为物块b到oo轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块a、b即将滑动的过程中，下列说法正确的是（）ab受到的静摩擦力一直增大bb受到的静摩擦力是先增大后减小ca受到的静摩擦力是先增大后减小da受到的合外力一直在增大5（6分）如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动小球的向心力由以下哪个力提供（）a重力b支持力c重力和支持力的合力d重力、支持力和摩擦力的合力6（6分）如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比r1：r2=2：1，a、b分别是两轮边缘上的点，假设皮带不打滑，则下列说法正确的是（）aa、b两点的线速度之比为va：vb=1：2ba、b两点的角速度之比为a：b=2：1ca、b两点的加速度之比为aa：ab=1：2da、b两点的加速度之比为aa：ab=2：1二、填空题（每空6分，共24分）7（12分）半径为r的水平圆盘绕过圆心o的竖直轴匀速转动，a为圆盘边缘上一点，在o的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径oa方向恰好与v的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在a点，重力加速度为g，则小球抛出时距o的高度h=，圆盘转动的角速度大小=8（12分）如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，a、b为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了b轮上，磁带的外缘半径r=3r，现在进行倒带，使磁带绕到a轮上倒带时a轮是主动轮，其角速度是恒定的，b轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到a轮上需要时间为t，从开始倒带到a、b两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度（填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间（填“大于”、“小于”或“等于”）四、计算题（写出必要的文字说明和解答步骤，共40分）9（18分）如图所示，质量为1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在o点，o点距地高度为1m，如果使小球绕oo轴在水平面内做圆周运动，若细线受力为12.5n就会拉断，g取10m/s2，求：（1）当小球的角速度为多大时细线将断裂（2）线刚好拉断时球落地点与悬点的水平距离10（22分）如图所示，竖直光滑圆轨道bcd固定在水平面ab上，轨道圆心为o，半径r=lm，轨道最低点与水平面相切于b点，c为轨道最高点，d点与圆心o等高一质量m=1kg的小物块，从水平面上以速度v0竖直向上抛出，抛出的初速度v0=8m/s，物块从d点进入圆轨道，最终停在a点若a、b间的距离为8mg=l0m/s2求：（1）求物块运动到c点时，对轨道的压力为多大？（2）求物块与水平面间的动摩擦因数（3）物块从b点运动到a点所用的时间福建省龙岩市武平一中2014-2015学年高一（下）段考物理试卷（实验班）参考答案与试题解析一、选择题（每小题6分，共36分）1（6分）如图，物体m用不可伸长的细线通过光滑的水平板间的小孔与砝码m相连，且正在做匀速圆周运动，若减少m的质量，则物体m的轨道半径r，角速度，线速度v的大小变化情况是（）ar不变，v减小br增大，减小cr增大，v减小dr减小，不变考点：向心力；牛顿第二定律 分析：小球在砝码的重力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动显然砝码的重力提供向心力，当砝码的重量变化，此时向心力与砝码的重力不等，从而做离心运动，导致半径变化向心力再次与砝码的重力相等时，又做匀速圆周运动因此由半径的变化可得出角速度、线速度的变化解答：解：小球在砝码的重力作用下，在光滑水平面上做匀速圆周运动砝码的重力提供向心力，当砝码的重量减小，此时向心力大于砝码的重力，从而做离心运动，导致半径变大当再次出现砝码的重力与向心力相等时，小球又做匀速圆周运动a、由于由于半径变大从而m的势能增大，而m和m整个系统机械能守恒，所以m的动能要减少，故可确定其v变小，故a错误，c正确；b、由于半径变大，而向心力大小变小，则角速度减小，故b正确，d错误；故选：bc点评：本题体现出圆周运动与离心运动区别，同时掌握影响向心力大小的因素2（6分）下列说法正确的是（）a竖直平面内做匀速圆周运动的物体，其合外力可能不指向圆心b匀速直线运动和自由落体运动的合运动一定是曲线运动c物体竖直向上做匀加速直线运动时，物体受到的重力将变大d火车超过限定速度转弯时，车轮轮缘将挤压铁轨的外轨考点：向心力 专题：匀速圆周运动专题分析：匀速圆周运动的合外力一定指向圆心，做匀加速直线运动时，物体受到的重力不变，火车超过限定速度转弯时，需要的向心力增大，火车有向外运动的趋势，车轮轮缘将挤压铁轨的外轨解答：解：a、匀速圆周运动的合外力一定指向圆心，a错误b、匀速直线运动和自由落体运动的合运动可以是匀变速直线运动，b错误c、物体竖直向上做匀加速直线运动时，物体受到的重力不变，c错误d、火车超过限定速度转弯时，需要的向心力增大，火车有向外运动的趋势，车轮轮缘将挤压铁轨的外轨，d正确故选：d点评：知道问题做圆周运动的向心力的来源，超重和失重时物体本身受的重力大小不变3（6分）如图所示，小木块a、b和c（可视为质点）放在水平圆盘上，a、b两个质量均为m，c的质量为a与转轴oo的距离为l，b、c与转轴oo的距离为2l且均处于水平圆盘的边缘木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g，若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，下列说法正确的是（）ab、c所受的摩擦力始终相等，故同时从水平圆盘上滑落b当a、b和c均未滑落时，a、c所受摩擦力的大小相等cb和c均未滑落时线速度大小一定相等db开始滑动时的转速是考点：向心力；牛顿第二定律 专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：木块随圆盘一起转动，静摩擦力提供向心力，而所需要的向心力大小由物体的质量、半径和角速度决定当圆盘转速增大时，提供的静摩擦力随之而增大当需要的向心力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动因此是否滑动与质量无关，是由半径大小决定解答：解：a、b、c所受的最大静摩擦力不相等，故不同时从水平圆盘上滑落，a错误；b、当a、b和c均未滑落时，木块所受的静摩擦力f=m2r，相等，fmr，所以ac所受的静摩擦力相等，都小于b的静摩擦力，故b正确；c、b和c均未滑落时线速度v=r，半径相等，则大小一定相等，故c正确；d、以b为研究对象，由牛顿第二定律得：f=2m2l=kmg，可解得：=，转速，故d错误故选：bc点评：本题的关键是正确分析木块的受力，明确木块做圆周运动时，静摩擦力提供向心力，把握住临界条件：静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律分析解答4（6分）如图所示，两物块a、b套在水平粗糙的cd杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过cd中点的轴oo转动，已知两物块质量相等，杆cd对物块a、b的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块a到oo轴的距离为物块b到oo轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块a、b即将滑动的过程中，下列说法正确的是（）ab受到的静摩擦力一直增大bb受到的静摩擦力是先增大后减小ca受到的静摩擦力是先增大后减小da受到的合外力一直在增大考点：静摩擦力和最大静摩擦力 专题：摩擦力专题分析：在转动过程中，两物体都需要向心力来维持，一开始是静摩擦力作为向心力，当摩擦力不足以提供向心力时，绳子的拉力就会来做补充，速度再快，当这2个力的合力都不足以做向心力时，物体将会发生相对滑动解答：解：a、分析b，因为是a先使绳子产生拉力的，所以当绳子刚好产生拉力时b受静摩擦力作用且未到最大静摩擦力，此后b的向心力一部分将会由绳子拉力来提供，静摩擦力会减小，而在产生拉力前b的静摩擦力是一直增大的，其实b所受静摩擦力是先增大后减小再增大的故a，b错误c、由于a的半径比b大根据向心力的另一个公式 f向=m2r，可知 a、b的角速度相同，所以a所需向心力比b大，因为两物体的最大静摩擦力一样，所以a物体的静摩擦力会先不足以提供向心力而使绳子产生拉力，之后随着速度的增大，静摩擦力已经最大不变了，绳子拉力不断增大来提供向心力，所以a所受静摩擦力是先增大后不变的，c错误d、根据向心力公式，f向=m，在发生相对滑动前物体的半径是不变的，质量也不变，随着速度的增大，向心力增大，而向心力就是物体的合力，故d正确故选：d点评：本题分段分析：在出现绳子拉力前，滑动前及滑动后由于a需要的向心力大于b，所以在随着转动加快时，a先达到最大静摩擦力；同时出现滑动时，a的滑动摩擦力指向圆心，而b的滑动摩擦力背离圆心5（6分）如图所示，把一个小球放在玻璃漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动小球的向心力由以下哪个力提供（）a重力b支持力c重力和支持力的合力d重力、支持力和摩擦力的合力考点：向心力；物体的弹性和弹力 专题：匀速圆周运动专题分析：匀速圆周运动的合力总是指向圆心，称为向心力；小球受重力和支持力，两个力的合力提供圆周运动的向心力解答：解：小球受到重力和支持力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以小球的向心力由重力和支持力的合力提供，故c正确故选：c点评：本题是圆锥摆类型的问题，分析受力情况，确定小球向心力的来源，由牛顿第二定律和圆周运动结合进行分析，是常用的方法和思路6（6分）如图所示的皮带传动装置，主动轮1的半径与从动轮2的半径之比r1：r2=2：1，a、b分别是两轮边缘上的点，假设皮带不打滑，则下列说法正确的是（）aa、b两点的线速度之比为va：vb=1：2ba、b两点的角速度之比为a：b=2：1ca、b两点的加速度之比为aa：ab=1：2da、b两点的加速度之比为aa：ab=2：1考点：线速度、角速度和周期、转速 专题：匀速圆周运动专题分析：同缘传动边缘点线速度大小相等，同轴传动角速度相等，根据a=和v=r求解加速度之比解答：解：a、同缘传动边缘点线速度大小相等，故va：vb=1：1，故a错误；b、由于va：vb=1：1，根据v=r，线速度一定时角速度与半径成反比，故a：b=1：2，故b错误；c、d、根据a=和v=r，有a=v，由于va：vb=1：1，a：b=1：2，故aa：ab=1：2，故c正确，d错误；故选：c点评：传动问题把握两个原则：同缘传动边缘点线速度大小相等，同轴传动角速度相等二、填空题（每空6分，共24分）7（12分）半径为r的水平圆盘绕过圆心o的竖直轴匀速转动，a为圆盘边缘上一点，在o的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径oa方向恰好与v的方向相同，如图所示，若小球与圆盘只碰一次，且落在a点，重力加速度为g，则小球抛出时距o的高度h=，圆盘转动的角速度大小=（n=1、2、3）考点：匀速圆周运动；平抛运动 专题：匀速圆周运动专题分析：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动，根据水平位移求出运动的时间，根据竖直方向求出高度圆盘转动的时间和小球平抛运动的时间相等，在这段时间内，圆盘转动n圈解答：解：小球做平抛运动，小球在水平方向上做匀速直线运动，则运动的时间t=，竖直方向做自由落体运动，则h=根据t=2n得：（n=1、2、3）故答案为：；（n=1、2、3）点评：解决本题的关键知道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，以及知道圆盘转动的周期性8（12分）如图是磁带录音机的磁带盒的示意图，a、b为缠绕磁带的两个轮子，两轮的半径均为r，在放音结束时，磁带全部绕到了b轮上，磁带的外缘半径r=3r，现在进行倒带，使磁带绕到a轮上倒带时a轮是主动轮，其角速度是恒定的，b轮是从动轮，经测定，磁带全部绕到a轮上需要时间为t，从开始倒带到a、b两轮的角速度相等的过程中，磁带的运动速度变大（填“变大”、“变小”或“不变”），所需时间大于（填“大于”、“小于”或“等于”）考点：线速度、角速度和周期、转速 专题：匀速圆周运动专题分析：主动轮和从动轮边缘上的点线速度相等，a的角速度恒定，半径增大，线速度增大，当两轮半径相等时，角速度相等解答：解：在a轮转动的过程中，半径增大，角速度恒定，随着磁带的倒回，a的半径变大，根据v=r，知a线速度增大，若磁带全部绕到a轮上需要的时间为t，由于a线速度越来越大，倒回前一半磁带比倒回后一半磁带所用时间要长，即a、b两轮的角速度相等所需要的时间大于故答案为：变大；大于点评：解决本题的关键知道线速度与角速度的关系，以及知道a、b两轮的角速度相等时，半径相等，即磁带倒回来一半四、计算题（写出必要的文字说明和解答步骤，共40分）9（18分）如图所示，质量为1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在o点，o点距地高度为1m，如果使小球绕oo轴在水平面内做圆周运动，若细线受力为12.5n就会拉断，g取10m/s2，求：（1）当小球的角速度为多大时细线将断裂（2）线刚好拉断时球落地点与悬点的水平距离考点：向心力；牛顿第二定律 专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：（1）小球靠拉力和重力的合力提供向心力，根据几何关系求出最大向心力，根据向心力公式求出角速度（2）绳断裂后，小球做平抛运动，根据平抛运动的基本公式即可求解解答：解：（1）小球在水平面内做圆周运动时，由重力g和拉力f的合力提供向心力，当绳子拉力为12.5n时，向心力最大，细线将断裂则有：f合=7.5n根据几何关系得：=根据向心力公式得： f合=m2r解得 r=0.3m，h1=0.4m，=5rad/s（2）绳断裂后，小球做平抛运动，初速度 v=r=1.5m/s竖直方向下落的高度 h2=hh1=10.5=0.6m所以t=s=s水平位移为 x=vt=1.5=m则落地点与悬点的水平距离 s=0.6m答：（1）当小球的角速度为5rad/s时细线将断裂（2）线刚好拉断时球落地点与悬点的水平距离是0.6m点评：解决本题的关键搞清小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解10（22分）如图所示，竖直光滑圆轨道bcd固定在水平面ab上，轨道圆心为o，半径r=lm，轨道最低点与水平面相切