甘肃省武威第五中学2020学年高一物理下学期第一次月考试卷（含解析） 13页

甘肃省武威第五中学2020学年高一物理下学期第一次月考试卷（含解析） ‎ 一．单项选择题（每题4分，共计48分。）‎ ‎1.关于匀速圆周运动，下列说法中正确的有（ ）‎ A. 做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的位移都相同 B. 做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的路程都相等 C. 做匀速圆周运动的物体的加速度恒定 D. 做匀速圆周运动的物体的加速度方向不一定指向圆心 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的位移大小都相同，但是方向不同，选项A错误；做匀速圆周运动的物体，在任何相等的时间内，通过的路程都相等，选项B正确；做匀速圆周运动的物体的加速度大小不变，但是方向不断变化，选项C错误；做匀速圆周运动的物体的加速度方向一定指向圆心，选项D错误.‎ ‎2.如图所示，小金属球的质量为m， 用长为L的轻悬线固定于O点，在O点的正下方 处钉有一颗钉子P，把悬线沿水平方向拉直.若小金属球被无初速度释放，当悬线碰到钉子后的瞬间(设线没有断)，则(　　)‎ A. 小球的角速度突然增大 B. 小球的线速度突然减小到零 C. 小球加速度突然增大 D. 悬线的张力突然增大 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】当悬线碰到钉子后的瞬时线速度不变，根据v=ωr可知，半径减小，角速度变大；根据a=v2/r可知，向心加速度变大；根据T=mg+m可知，悬线的张力突然增大；故选项ACD正确，B错误；故选ACD.‎ ‎3.两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点并在同一水平面内做匀速圆周运动。则它们的 ( )‎ A. 运动周期不相同 B. 运动的线速度相同 C. 运动的角速度相同 D. 向心加速度相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；‎ 将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ；由向心力公式得到，F=mω2r；设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ；由三式得：，与绳子的长度和转动半径无关，故C正确；又由 知，周期相同，故A错误；由v=ωr，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故B错误；由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误；‎ ‎4.一轮船以一定的速度垂直河岸向对岸开行,当河水流速均匀时,轮船所通过的路程、过河所用的时间与水流速度的正确关系是( )‎ A. 水速越大,路程越长,时间越长 B. 水速越大,路程越大,时间越短 C. 水速越大路程和时间都不变 D. 水速越大,路程越长,时间不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 运用运动分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，当轮船以一定的速度垂直河岸向对岸开行，即垂直河岸的速度不变，虽水速越大，但过河所用的时间不变；不过由平行四边形定则知这时轮船的合速度越大，因此，轮船所通过的路程越长．所以，选项ABC错误，选项D正确．故选：D．‎ 点睛：轮船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度．‎ ‎5.如图所示，物体A以速度v沿杆匀速下滑，A用细绳通过定滑轮拉物体B， 当绳与水平夹角为时，B的速度为（ ）‎ A. vcos B. vsin C. v/cos D. v/sin ‎【答案】B ‎【解析】‎ 将A物体的速度按图示两个方向分解，如图所示，‎ 由绳子速率v绳=vsinθ，而绳子速率等于物体B的速率，则有物体B的速率vB=v绳=vsinθ，故B正确，ACD错误。‎ ‎6.如图所示，质量为m的小球固定在长为l的细轻杆的一端，绕细杆的另一端O在竖直平面上做圆周运动．球转到最高点A时，线速度的大小为，此时（　　）‎ A. 杆受到0.5mg的拉力 B. 杆受到0.5mg的压力 C. 杆受到1.5mg的拉力 D. 杆受到1.5mg的压力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 假设杆的作用力向上，则有可求出F= mg/2‎ ‎7. 时针、分针和秒针转动时,下列说法正确的是（ ）‎ A. 秒针的角速度是分针的60倍 B. 分针的角速度是时针的60倍 C. 秒针的角速度是时针的360倍 D. 秒针的角速度是时针的86400倍 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由角速度，秒针的周期是60s；分针的周期是1小时，时针的周期是12小时，代入计算得A正确。‎ ‎8.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对桶壁静止．则（）‎ A. 物体受到4个力的作用．‎ B. 物体所受向心力是物体所受的弹力提供的．‎ C. 物体所受向心力是物体所受的重力提供的．‎ D. 物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 物体受重力、静摩擦力和筒壁的弹力三个力作用，靠弹力提供向心力，重力和静摩擦力平衡，B正确．‎ ‎9.如图所示为A、B、C三个小球做平抛运动的示意图，关于三个球做平抛运动的判断正确的是（　　）‎ A. 三个球抛出初速度大小关系为vA＞vB＞vC B. 若三个球同时抛出，则C球先落地 C. 若三个球同时落地，则A球先抛出 D. 若某一时刻三个球在同一竖直线上，则A球一定在最下面 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据知，B、C的时间相等，大于A的时间，即tA＜tB=tC，因为A的水平位移大于B的水平位移，根据x=vt知，vA＞vB，C的水平位移小于B的水平位移，时间相等，则vB＞vC，所以vA＞vB＞vC，故A正确。若三个球同时抛出，可知A球先落地，故B错误。若三个球同时落地，则B、C先抛出，A最迟抛出，故C错误。若三个小球在同一竖直线上，C球的水平位移最小，由于C球的初速度最小，则C球的运动时间最长，C球可能在最下面，故D错误。‎ ‎10.如图所示，两个挨得很近的小球，从斜面上的同一位置O以不同的初速度vA、vB做平抛运动，斜面足够长，在斜面上的落点分别为A、B，空中运动的时间分别为tA、tB，碰撞斜面前瞬间的速度与斜面的夹角分别为α、β，已知OB＝2OA。则有（ ）‎ A. vA：vB=1：2 B. tA： tB = 1：2‎ C. α> β D. B球离斜面最远的位置在A点的正上方 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：两球都落在斜面上，位移与水平方向的夹角为定值，故有：‎ 而水平位移为：x=v0t, 故有：；故有：tA：tB=1：，vA：vB=1：‎ ‎，选项AB错误；‎ 根据平抛运动的规律，速度方向与水平方向夹角的正切值等于位移方向与水平方向夹角正切值的2倍，故当物体落到斜面上时，速度方向与水平方向的夹角为定值，即速度与斜面的夹角为定值，则α= β，选项C错误；B球离斜面最远的位置应该在轨迹的切线方向与斜面平行的位置，此位置应该在B的运动轨迹的中点，极在A点的正上方，选项D正确；故选D．‎ 考点：平抛运动；‎ ‎【名师点睛】解决本题的关键抓住平抛运动落在斜面上竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值是定值；两球都落在斜面上，位移上有限制，位移与水平方向的夹角为定值，竖直位移与水平位移的比值等于斜面倾角的正切值，由此可正确解答。‎ ‎11.用细线拴着一个小球，在光滑水平面上作匀速圆周运动，下列说法正确的是：( )‎ A. 小球线速度大小一定时，线越长越容易断 B. 小球线速度大小一定时，线越短越不容易断 C. 小球角速度一定时，线越长越容易断 D. 小球角速度一定时，线越短越容易断 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，靠拉力提供向心力，有：，当小球的线速度大小一定时，绳子越长，拉力越小，越不容易断，线越短越容易断，故AB错误。根据F=mrω2知，角速度一定，绳越短，绳子的拉力越小，绳越不容易断，线越长越容易断，故C正确，D错误。‎ ‎12.如图所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。b点在小轮上，它到小轮中心的距离为r。c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。若在传动过程中，皮带不打滑。则(　　)‎ A. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的线速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】a 点与c点的线速度大小相等，而c、b两点角速度相同，根据v=ωr可知，c点的线速度大于b点的线速度，则a 点的线速度大于b点的线速度，a点的角速度大于c点的角速度，则a点的角速度大于b点的角速度，选项ABC错误；设a点的线速度为v，则；c点的线速度为v,则d点的线速度为2v，则，选项D正确.‎ 二、填空题（每空2分，共12分）‎ ‎13.电扇的风叶的长度为‎1200 mm，转速为180 r/min，则它的转动周期是______s，角速度是___rad/s，叶片端点处的线速度是___m/s。‎ ‎【答案】 (1). (2). 6π (3). 7.2π ‎【解析】‎ ‎【详解】转速的大小为180r/min，知转一圈的时间，即周期．‎ 角速度．‎ 线速度v=rω=1.2×6π=7.2πm/s．‎ ‎14.一个圆环，以竖直直径AB为轴匀速转动，如图所示，则环上M、N两点的线速度的大小之比vM∶vN =__________；角速度之比M∶N=__________。‎ ‎【答案】:1 1:1‎ ‎【解析】‎ 试题分析：M、N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ω，即角速度之比为1:1所以M点转动的半径r1=Rsin60°=，N点转动的半径r2=Rsin30°=0.5R，根据v=ωr得：，即圆环上M、N两点的线速度大小之比是 考点：圆周运动 点评：本题考查了同一个圆上的圆周运动问题的处理方法，通过角速度相等，利用求线速度。‎ 三．计算题（每题10分，共计40分。）‎ ‎15.一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质量m=‎0.5 kg，水的重心到转轴的距离cm。（取g=‎10 m/s2，不计空气阻力）‎ ‎⑴若在最高点水不流出来，求桶的最小速率；‎ ‎⑵若在最高点水桶的速率v=‎3 m/s，求水对桶底的压力.‎ ‎【答案】（1） （2）5N ‎【解析】‎ 试题分析：⑴水在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力，‎ mg＝m；（3分） 则 v0＝＝m/s="‎2.42m/s" （2分）‎ ‎⑵设桶底对水有一向下的压力FN，则：‎ FN＋mg＝m；（3分） 代入数据可得FN＝4N。（1分）‎ 根据牛顿第三定律可知水对桶底的压力（1分）‎ 考点：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．‎ 点评：本题应用牛顿第二定律破解水流星节目成功的奥秘，关键在于分析受力情况，确定向心力的来源．‎ ‎16.如图所示，一辆质量为‎800 kg的小汽车驶上圆弧半径为‎50 m的拱桥.求：(g＝‎10 m/s2)‎ ‎(1)汽车到达桥顶时速度为‎5 m/s，汽车对桥的压力是多大？‎ ‎(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力？(结果可用根式表示)‎ ‎【答案】 7440N ‎22.1m/s ‎【解析】‎ 试题分析：在最高点重力和支持力合力提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求解；汽车对桥恰好无压力，重力完全提供向心力，根据向心力公式和牛顿第二定律可列式求解。‎ ‎（1）如图所示，汽车到达桥顶时，竖直方向受到重力G和桥对它的支持力N的作用．‎ 汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力N，汽车过桥时做圆周运动，重力和支持力的合力提供向心力：‎ 代入数据解得：‎ ‎（2）汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空，则N=0，即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，所以有：‎ 代入数据解得：‎ 点睛：本题主要考查了汽车过拱形桥问题，关键找出车经过桥的最高点时的向心力来源，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解。‎ ‎17.如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为‎10 m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，恰好不受桥面的摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为多少？‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ 详解】依题意，由牛顿第二定律： ，则 若要汽车不受摩擦力，则受到的支持力为零，则：‎ ‎18.如图所示，一小球从平台上水平拋出，恰好落在临近平台的一倾角为α=53°的固定斜面顶端，并刚好沿斜面下滑，斜面摩擦因数μ=0.5，已知斜面顶端与平台的高度差h=‎0.8 m，g=‎10 m/s2，sin 53°=0.8，cos 53°=0.6，则：‎ ‎（1）小球水平拋出的初速度是多大？‎ ‎（2）斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少？‎ ‎（3）若平台与斜面底端高度差H=‎6.8 m，则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端？‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由于刚好沿斜面下滑  vy2=2gh 据题有 ‎ 解得v0=‎3m/s ‎（2）由h=gt12，s=v0t1‎ 联立解得：s=‎1.2m，t1=0.4s ‎（3）设小球在斜面上下滑的加速度为a mgsin53°-μmgcos53°=ma 由几何关系有 ‎ 小球刚落到斜面上时的速度 ‎ 小球在斜面上运动的过程有 ‎ 联立解得：t2=1s ‎ 因此 t总=t1+t2=1.4s