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第=page11页,共=sectionpages11页2022-2023学年北京市顺义重点中学高一(下)月考物理试卷(6月份)一、单选题(本大题共14小题,共42.0分)1.如图所示,在光滑水平桌面上固定一弯曲水平轨道,一钢球从弯曲轨道的N端以一定的初速度滚入,并从出口M端离开轨道。钢球离开轨道后,在桌面上的运动轨迹可能是(
)A.沿虚线a
B.沿虚线b
C.沿虚线c
D.沿虚线a、b、c都有可能2.一个质量为m的小球在长为L的细线牵引下,绕光滑桌面上的图钉以角速度ω做匀速圆周运动。如图所示,小球在运动过程中保持不变的物理量是(
)A.线速度 B.合外力 C.周期 D.加速度3.如图所示,质量为m的小物块在粗糙圆盘上随圆盘转动而做匀速圆周运动,物块相对圆盘始终静止,关于物块受力分析,以下正确的是(
)A.物块受重力、支持力、向心力作用、摩擦力作用
B.物块受重力、支持力、摩擦力作用
C.物块受重力、支持力、向心力作用
D.物块受重力、支持力作用
4.物理的学习除了知识外,更重要的是领悟并掌握处理物理问题的思想与方法,下列关于思想与方法的说法中不正确的是(
)
A.如图甲,根据速度定义v=ΔxΔt,当Δt非常小时,ΔxΔt就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想5.自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样,其中小齿轮与后轮共轴,大齿轮和小齿轮被不可伸长的链条相连,它们的边缘有三个点A、B、C,如图所示,下列说法正确的是(
)A.A、B两点线速度大小不等 B.B、C两点周期不同
C.A点的角速度比B点的角速度小 D.B点的线速度比C点的大6.“套圈圈”是老少皆宜的游戏,如图,大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v1、v2抛出圈圈,都能套中地面上同一目标。设圈圈在空中运动时间分别为t1、t2,则A.t1>t2 B.v1>7.如图所示,用三段不可伸长的轻质细绳OA、OB、OC共同悬挂一重物使其静止,其中OA与竖直方向的夹角为30°,OB沿水平方向,A端、B端固定。若分别用FA、FB、FC表示O
A.FA>FB>FC B.8.做斜上抛运动的物体,不计空气阻力,到达最高点时(
)A.速度和加速度均为零 B.速度为零,加速度竖直向下
C.速度和加速度均沿水平方向 D.速度沿水平方向,加速度竖直向下9.一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小。如选项图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,正确的是(
)A. B.
C. D.10.汽艇以v1的速度沿垂直于河岸的方向匀速向对岸行驶,河宽为d。如果河水流速是v2,已知v2<A.汽艇驶到对岸需要的时间为dv2
B.汽艇会在正对岸靠岸
C.如果汽艇运动到河中央时,水流速度突然变大,会使汽艇到达对岸的时间更长
11.我们可以用如图所示的实验装置来探究影响向心力大小的因素。长槽横臂的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍,长槽横臂的挡板A和短槽横臂的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个球所受向心力的相对大小。则关于这个实验,下列说法中不正确的是(
)
A.探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处
B.探究向心力和角速度的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
C.探究向心力和半径的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处
D.探究向心力和质量的关系时,应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处12.质点做平抛运动的初速度为v1,3s末时的速度为v2。下列四个图中能够正确反映抛出时刻1s末、2s末、A. B.
C. D.13.为推动中国深海运载技术的发展,我国启动“蛟龙号载人深潜器。如图是“蛟龙号”深潜器在某次试验时,内部显示屏上显示的从水面开始下潜到返回水面过程中的速度—时间图像,则(
)
A.深潜器运动的最大加速度是2.0m/s2
B.下潜的最大深度为360m
C.在0~414.如图甲,一长为R且不可伸长的轻绳一端固定在点,另一端系住一小球,使小球在竖直面内做圆周运动,小球经过最高点的速度大小为v,此时绳子拉力大小为F,拉力F与速度的平方v2的关系如图乙所示,以下说法正确的是(
)A.绳长不变,用质量更大的球做实验,得到的图线斜率更大
B.利用该装置可以得出小球的质量m=aRb
C.小球质量不变,换绳长更长的轻绳做实验,图线a点的位置不变二、实验题(本大题共2小题,共18.0分)15.某组同学设计了“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验。图(a)为实验装置简图,实验中认为细绳对小车拉力F等于细砂和小桶的总重量,小车运动的加速度a可用纸带上打出的点求得。
(1)实验中,平衡摩擦力的目的是______。
A.让小车所受合力等于绳子的拉力
B.让绳子的拉力大小等于砂和桶的重力大小
(2)在“探究加速度a与物体所受合力F及质量m的关系”实验过程中:
①图(b)为某次实验得到的v−t图像,根据图像可求出小车的加速度大小为______m/s2。(结果保留两位有效数字)
②在“探究加速度a与质量m的关系”时,保持细砂和小桶质量不变,改变小车质量m,分别记录小车加速度a与其质量m的数据在分析处理时,该组同学存在两种方案;甲同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量m的图像;乙同学认为应该根据实验中测得的数据作出小车加速度a与其质量倒数1m的图像。两位同学都按照自己的方案将实验数据在坐标系中进行了标注,但尚未完成图像(如图所示)。你认为同学______(填“甲”、“乙”)的方案更合理。请继续帮助该同学作出坐标系中的图像。
③在“探究加速度a与合力F16.某同学做“探究平抛运动的特点”实验。
(1)该同学先用如图1所示的器材进行实验。他用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,改变小球距地面的高度和打击小球的力度,多次重复实验,均可以观察到A、B两球同时落地。关于本实验,下列说法正确的是______。
A.实验现象可以说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动
B.实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动
C.实验现象可以同时说明平抛运动在两个方向上的运动规律
(2)为了在(1)实验结论的基础上进一步研究平抛运动的规律,该同学用如图2所示的器材继续进行实验,描绘出小球做平抛运动的轨迹。然后,以小球的抛出点O为原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴建立坐标系如图3。该同学在轨迹上测量出A、B、C三点的坐标分别为(x1,y2)、(x2,y2)和(x3,y3)。如果纵坐标y1:y2:y3=______,说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。同时,如果横坐标x1:三、计算题(本大题共4小题,共40.0分)17.某同学利用无人机玩“投弹”游戏。无人机以v0=2m/s的速度水平向右匀速飞行,在某时刻释放一个小球。此时无人机到水平地面的距离力h=20m,空气阻力忽略不计,g取10m/s18.一根细线与小球相连,使小球在水平面内做匀速圆周运动,已知重力加速度g,测得小球质量为m,绳长为l,绳子与竖直方向夹角为θ。忽略球的大小,求:
(1)小球的向心力Fn的大小;
(2)计算小球做圆周运动的角速度ω的大小;
(3)
19.类比法是物理学习中经常用到的一种方法。我们可以尝试用类比法分析以下情景(如图1),质量为m的某滑雪运动员以一定初速度v0由O点水平(即v0//CD)滑到一倾斜平台上,平台与水平面成θ角,运动员最终在E点落地。已知O点距水平面的高度为h,试分析:
(1)忽略滑板与平台间的摩擦,忽略空气阻力,请在图2中对运动员在平台上的运动进行受力分析并求出加速度a的大小和方向。
(2)类比平抛运动的分析方法,可以以v0方向为x轴,BC方向为y轴建立坐标轴(如图1),将运动员的实际运动分解为x、y两方向的分运动。请说明两分运动的运动性质,并求出运动员的落地时间t20.运动合成和分解是研究曲线运动的重要思想方法,请你结合这一思想和所学过的知识研究下面问题。
在一光滑水平面上建立xOy平面坐标系,一质量为m=2kg的质点某时刻在水平面上从坐标原点开始运动,在接下来的一段时间内沿x方向和y方向的x−t图像和vy−t图像分别如图1、图2所示。
(1)求质点所受的合力F;
(2)求质点2s末距坐标原点的距离;(结果可以带根号)答案和解析1.【答案】B
【解析】解:物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的大小可以变化,但方向时刻变化,由于外力的作用,使其状态不断改变,
当离开末端时,由于惯性作用,仍保持原来运动的方向,即沿着曲线的切线方向,故B正确,ACD错误。
故选:B。
做曲线运动的物体的速度的方向,是沿着曲线的切线方向的,钢球以一定的速度从末端离开,由于惯性的作用,仍保持原来的运动方向,从而即可求解。
明确曲线运动的条件,知道曲线运动中物体的速度方向,同时明确物体在不受外力时速度不会发生改变。
2.【答案】C
【解析】解:A、物体做匀速圆周运动,线速度的方向沿切线方向,方向时刻变化,故A错误;
BD、图钉做匀速圆周运动,合外力指向圆心,提供向心力,合外力和加速度的方向始终指向圆心,时刻变化,故BD错误;
C、图钉做匀速圆周运动,周期不变,故C正确;
故选:C。
掌握描述匀速圆周运动各物理量的性质,知道各物理量是矢量还是标量。
本题考查对匀速圆周运动的理解,要知道匀速圆周运动是变加速曲线运动,其速度、加速度、合外力均是时刻改变的。3.【答案】B
【解析】解:对物块受力分析,物块受到重力、支持力和摩擦力,物体做匀速圆周运动,重力和支持力平衡,摩擦力指向圆心,提供向心力;向心力是效果力,受力分析时不分析,故B正确,ACD错误。
故选:B。
物体做匀速圆周运动,合力指向圆心,提供向心力,向心力是效果力,受力分析时不分析。
本题考查受力分析,解题关键是知道向心力是效果力,受力分析时不分析。
4.【答案】D
【解析】解:A.根据速度定义式:v=ΔxΔt,当Δt非常小时,就可以通过速度的定义式表示物体在t时刻的瞬时速度,则可判断该定义应用了极限思想,故A正确;
B.图乙的实验通过蜡块的运动探究合运动和分运动之间的关系,体现了等效的思想,故B正确;
C.在图丙“探究平抛运动的在竖直方向上的分运动”的实验中,判断竖直方向上的运动是否是自由落体运动,运用了类比法,即比较研究法,故C正确;
D.在图丁“探究向心力大小的表达式”的实验中,应用了控制变量法,故D错误;
本题选错误的,故选:D。
根据速度定义式:v=ΔxΔt,当Δ5.【答案】C
【解析】解:AC、A、B两点是同缘传动,所以两点的线速度大小相等,A点的半径较B点的大,由v=ωr可知,所以A点的角速度比B点的角速度小,故A错误,C正确;
BD、B、C两点是同轴转动,所以两点的角速度、周期相等,B点的半径较C点的小,由v=ωr可知,所以B点的线速度比C点的小,故BD错误。
故选:C。
AB两点是同缘传动,线速度大小相等,由v=ωr分析A点的角速度与B点的角速度关系;再根据B6.【答案】A
【解析】解:AC、圈圈做平抛运动,竖直分运动是自由落体运动,根据h=12gt2有:t=2hg,由于h1>h2,故t1>t2,故A正确,C错误;7.【答案】C
【解析】解:以结点O为研究,受力分析图如图所示;
根据平衡条件,结合力图可知:
FC>FB,FA=FCcos30∘=233FC8.【答案】D
【解析】解:做斜上抛运动的物体在竖直方向做竖直上抛运动,在水平方向做匀速直线运动,到达最高点时,竖直分速度为零,速度沿水平方向,加速度为重力加速度,方向竖直向下,故D正确,ABC错误。
故选:D。
明确斜抛运动的性质,知道斜抛运动的研究方法是将其分解为水平方向上的匀速运动和竖直方向上的竖直上抛运动进行分析。
本题考查对斜抛运动的掌握,要注意明确斜抛运动只受重力作用;其水平分速度是保持不变的,只有竖直方向上的分速度发生变化。
9.【答案】C
【解析】解:汽车做速度大小减小的曲线运动,曲线运动的速度方向沿运动轨迹的切线方向,由曲线运动的受力特点可知,合力的方向指向运动轨迹的凹侧,且合力方向与速度方向夹角为钝角,故C正确,ABD错误。
故选:C。
做曲线运动的物体所受合力指向运动轨迹的凹侧,做减速曲线运动的物体所受合力方向与运动方向夹角为钝角。
本题考查物体做曲线运动的条件,知道做曲线运动的物体所受合力指向运动轨迹的凹侧。
10.【答案】D
【解析】解:A.根据题意可知,汽艇在垂直河岸方向的速度为v1,过河时间最短,汽艇驶到对岸需要的时间为t=dv1,故A错误;
B.根据题意可知,汽艇在沿河岸方向的速度为v2,沿河岸向下游移动,则汽艇不会在正对岸靠岸,故B错误;
CD.如果汽艇运动到河中央时,水流速度突然变大,不会影响汽艇在垂直河岸方向的速度,则不会影响汽艇到达对岸的时间,故C错误,D正确。11.【答案】B
【解析】解:AB、当探究向心力和角速度的关系时,应使两个质量相同的小球,放到半径相同的档板处,以不同的角速度转动,因此应将传动皮带套在两塔轮半径不同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板A和挡板C处,故A正确,B错误;
C、探究向心力和半径的关系时,应使两个质量相等的小球,放在半径不同档板处,以相同的角速度运动,因此应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量相同的小球分别放在挡板B和挡板C处,故C正确;
D、探究向心力和质量的关系时,应使两个质量不同的小球,放到半径相同的档板处,以相同的线速度运动,因此应将传动皮带套在两塔轮半径相同的轮盘上,将质量不同的小球分别放在挡板A和挡板C处,故D正确。
本题选错误的,故选:B。
该实验采用控制变量法,根据F=mω2r12.【答案】D
【解析】解:平抛运动水平方向的分运动是匀速直线运动,水平方向分速度不变,在竖直方向上做自由落体运动,由Δv=gt知,相同时间内速度变化量相同,且方向竖直向下,故ABC错误,D正确。
故选:D。
13.【答案】B
【解析】解:A.根据v−t图像的斜率的绝对值表示加速度大小,可知深潜器运动的最大的加速度为:
a=ΔvΔt
其中Δv=2m/s,Δt=1min=60s
代入数据得:a=130m/s2,故A错误;
B.由图像围成的面积表示位移,由题图知,4min末深潜器下潜到最深处,所以可求下潜的最大深度为:
h=(4+2)×602×14.【答案】A
【解析】解:A、斜率ba=mR,用质量更大的球做实验,得到的图线斜率更大,故A正确;
B、当v2=2a时,对物体受力分析,则有:mg+b=mv2R解得:m=bRa,故B错误;
CD、当v2=a时,此时绳子的拉力为零,物体的重力提供向心力,则有:mg=mv2R
解得:v2=15.【答案】A
0.12
乙
没有平衡摩擦力(或者平衡摩擦力过小)
【解析】解:(1)A.实验中,平衡摩擦力的目的是让小车所受合力的大小等于绳子的拉力,故A正确;
B.实验中,对细砂和小桶分析有
m′g−T=m′a
对小车分析有T=ma
则有T=mm′gm+m′=11+m′mm′g
可知,当只有确保砂和桶的质量远远小于小车的质量时,绳子的拉力大小才近似等于砂和桶的重力大小,故B错误。
故选:A。
(2)①v−t图像的斜率表示加速度,根据图像可知a=ΔvΔt=0.322.7m/s2=0.12m/s216.【答案】B
1:4:9
1:2:3
1.6
【解析】解:(1)B球做自由落体运动,A球做平抛运动,因为A、B两球同时落地,所以实验现象可以说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,不能说明平抛运动在水平方向上是什么运动。故B正确,AC错误。
故选:B。
(2)由自由落体运动的位移公式y=12gt2
可得,如果纵坐标y1:y2:y3=1:4:9
说明小球抛出后在O、A、B、C相邻两点间运动经历了相等的时间间隔。
平抛运动水平方向做匀速直线运动,所以相同时间的水平位移相同,所以有x1:x2:x3=1:2:3
(3)由图中数据结合平抛运动规律y=12gt2
可得t=2yg=2×0.4510s=0.30s
水平方向做匀速直线运动,由x=17.【答案】解:(1)小球释放后做平抛运动,小球下落的时间为t,则h=12gt2
代入数据解得:t=2s;
(2)小球落地时竖直分速度vy=gt=10×2m/s=20m【解析】(1)小球抛出后做平抛运动,根据竖直方向的自由落体运动规律即可求解时间;
(2)根据速度—时间公式求得小球落地时竖直方向上的分速度,然后应用运动的合成求得小球落地的速度;
(18.【答案】解:(1)对小球受力分析可知,它受到自身重力和绳子的拉力,设绳子的拉力为T,
可得,小球的向心力大小为Fn=mgtanθ
(2)小球做圆周运动的半径是r=lsinθ
小球所受的合外力提供圆周运动的向心力mgtanθ=mrω2=mlsinθω2
可得,小球做圆周运动的角速度的大小为ω
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