期中考物理试题(选择考)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 在下列运动中,加速度一定变化的是( )
A. 匀速圆周运动 B. 平抛运动 C. 竖直上抛运动 D. 自由落体运动
【答案】A
【解析】
【分析】平抛运动、自由落体运动、斜抛运动的加速度都不变,做匀变速运动,匀速圆周运动的加速度方向时刻改变.
【详解】A项:匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻改变,故A正确;
B、C、D项:平抛运动、自由落体运动的加速度不变,做匀变速运动.故B、C、D错误.
【点睛】匀速度圆周运动中的匀速指的是物体速度的大小不变,速度的方向是时刻在变的,其加速度是指向圆心的,方向也是时刻在变化的.
2. 如图所示,河水向左流动,实线表示河岸,虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线,下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小船若要使渡河时间最短,则船头应始终与河岸保持垂直,而小船实际运动轨迹沿合速度方向,为斜向左上,综上所述可知A符合实际。
故选A。
3. 如图所示,从倾角为θ且足够长的斜面的顶点A,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为,小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为,第二次初速度为,小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为,若,则和的大小关系是( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】根据平抛运动的推论,做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻或任一位置时,设其速度方向与水平方向的夹角为α,位移与水平方向的夹角为β,则
由上述关系式结合题图中的几何关系可得
此式表明小球的速度方向与斜面间的夹角仅与有关,而与初速度无关,因此
即以不同初速度平抛的物体,落在斜面上各点的速度方向是互相平行的。
故选C。
4. 关于开普勒第三定律公式,下列说法正确的是( )
A. 公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星
B. 公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星
C. 式中的k值,对所有行星和卫星都相等
D. 式中的T代表行星自转的周期
【答案】B
【解析】
【详解】AB.开普勒第三定律适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星,也适用于围绕行星运动的卫星,A项错误,B项正确;
CD.公式中的k值只与中心天体有关,对围绕同一中心天体运行的行星(或卫星)都相同,T代表行星(或卫星)公转的周期,CD两项错误。
故选B。
5. 如图所示,以10m/s的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为θ=30°的斜面上,g取10m/s2,这段飞行所用的时间为( )
A. s B. s C. s D. 2s
【答案】C
【解析】
【详解】物体做平抛运动,当垂直地撞在倾角为θ的斜面上时,把物体的速度分解如图所示
代入数据解得
故选C。
6. 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,有质量相同的两个小球A和B贴着简的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则下列说法正确的是( )
A. A球角速度大于B球的角速度
B. A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力
C. A球运动的周期小于B球运动的周期
D. A球的线速度大于B球的线速度
【答案】D
【解析】
【详解】AC.以小球为研究对象,对小球受力分析,小球受力如图所示
根据受力分析,由牛顿第二定律有
解得
因A的半径较大,则A的角速度较小,根据周期
可知A的周期较大,故AC错误;
B.由受力分析图可知,球受到的支持力
由于两球的质量m与角度θ相同,可知桶壁对AB两球的支持力相等,由牛顿第三定律可知,两球对桶壁的压力相等,故B错误;
D.根据牛顿第二定律可得
解得
因A的半径较大,则A球的线速度大于B球的线速度,故D正确。
故选D。
7. 如图所示,轻质不可伸长的细绳绕过光滑定滑轮C与质量为m的物体A连接,A放在倾角为θ的光滑斜面上,绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B连接。现BC连线恰沿水平方向,从当前位置开始B以速度v0匀速下滑。设绳子的张力为FT,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体A做减速运动 B. 物体A做匀速运动
C. FT可能小于mgsinθ D. FT一定大于mgsinθ
【答案】D
【解析】
【详解】AB.由题意可知,将B的实际运动,分解成两个分运动,如图所示
根据平行四边形定则,可有
因B以速度匀速下滑,又在增大,所以绳子速度在增大,而A的速度大小等于,则A处于加速运动,故AB错误;
CD.对物体A,根据受力分析,结合牛顿第二定律,有
则有
故C错误,D正确。
故选D。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,一卫星绕地球运动,图中虚线为卫星运行轨迹,A、B、C、D是轨迹上的四个位置,其中A距离地球最近,C距离地球最远.下列说法中正确的是( )
A. 卫星在A点的速度最大
B. 卫星在C点的速度最大
C. 卫星在A点的加速度最大
D. 卫星在C点的加速度最大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.A点为近地点,C点为远地点,所以A点速度最大,A正确B错误
CD.A点为近地点,C点为远地点,根据万有引力定律可知,卫星在A点的加速度最大,C正确D错误
9. 如图所示是一个玩具陀螺,a、b、c是陀螺上的三个点;当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. a、b、c三点的线速度大小相等
B. a、b、c三点的角速度相等
C. 三点中的向心加速度最小的是b点
D. b点的线速度比a、c的小
【答案】BCD
【解析】
【分析】
【详解】ABD.a、b、c三点共轴转动,相同时间转过的角度相同,则三点的角速度相等,根据知,a、c的线速度大小相等,大于b点线速度,故A错误,BD正确;
C.根据向心加速度公式可以知道,三点角速度相同,但是b的半径小,故b的向心加速度最小,故C正确。
故选BCD。
10. 如图所示,已知质量为的小球恰好能在竖直平面内绕固定点做圆周运动。重力加速度为,不考虑一切摩擦。小球做圆周运动过程中,下列判断正确的是( )
A. 若小球和点间用细线相连,则在最高点细线对小球的拉力为
B. 若小球和点间用细线相连,则在最高点细线对小球的拉力为
C. 若小球和点间用轻杆相连,则在最高点轻杆对小球的弹力为
D. 若小球和点间用轻杆相连,则在最高点轻杆对小球弹力为0
【答案】BC
【解析】
【详解】AB.小球恰好能在竖直平面内绕固定点做圆周运动,则小球恰好到达最高点,若小球和点间用细线相连,在最高点时,小球重力提供向心力,绳上拉力为0,故A错误,B正确;
CD.小球恰好能在竖直平面内绕固定点做圆周运动,则小球恰好到达最高点,若小球和点间用轻杆相连。在最高点时,小球速度为零,小球受力平衡,轻杆对小球的支持力大小为,故D错误,C正确。
故选BC。
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为,请回答以下问题:
①在该实验中,主要利用了 ____________ 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系;
A.理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法
②探究向心力与角速度之间的关系时,应选择半径 _________ (填“相同”或“不同”)的两个塔轮;同时应将质量相同的小球分别放在 __________ 处;
A.挡板A与挡板B B.挡板A与挡板C C.挡板B与挡板C
③探究向心力与角速度之间的关系时,若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为,运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为 ______ 。
A. B. C. D.
【答案】 ①. C ②. 不同 ③. B ④. D
【解析】
【详解】①[1]探究向心力、质量、半径与角速度之间的关系采用的是控制变量法,故C正确,ABD错误。
故选C。
②[2]探究向心力与角速度之间的关系时,需要两球的角速度不同,两个塔轮边缘的线速度相同,则要求塔轮的半径不同;
[3]为保证半径相同,应将质量相同的小球分别放在挡板A与挡板C,故B正确,AC错误。
故选B。
③[4]两个小球所受的向心力的比值为1:9,根据公式可得角速度之比为1:3,传动皮带线速度大小相等,由可知,塔轮的半径之比为3:1,故D正确,ABC错误。
故选D。
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点明出平抛小球的运动轨迹。
(1)以下实验过程的一些做法,其中合理的有( )
A.安装斜槽轨道,使其末端水平,不需要考虑斜槽的摩擦力对本实验的影响
B.方格纸只需平整固定在木板上即可
C.斜槽末端的凹点对应方格纸上标记为O点,即为平抛的初始点
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点应用平滑曲线连接
(2)实验得到平抛小球运动轨迹,以平抛起点O为坐标原点,建立x-y坐标,为了探究轨迹是否为抛物线,可在轨迹上取一些点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,重新作y-x2图像,如图所示的y-x2图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是____________ 。
A. B. C. D.
(3)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出,g取10m/s2,则,小球抛出点的位置坐标为:x=________cm,y=_________cm。
【答案】 ①. AD##DA ②. C ③. ④.
【解析】
【详解】(1)[1]A.为了保证小球的初速度水平,斜槽末端需切线水平,只要保证小球每次从同一位置静止释放,入射小球沿斜槽下滑过程中,受到与斜槽的摩擦力没有影响实验,故A正确;
B.方格纸需规范的固定在木板上,使坐标纸竖直放置,故B错误;
C.小球在斜槽末端静止时,球心对应投影点,即为平抛的初始点,故C错误;
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点应用平滑曲线连接,故D正确。
故选AD。
(2)[2]小球做平抛运动,设初速度为,运动时间为t,在水平方向
竖直方向
整理得
、都是常数,则与成正比。
故选C。
(3)[3][4]由题图乙可知,a、b、c三点中相邻两点的时间间隔相等,设为T,根据运动学公式可得
解得
T = 0.1s
小球做平抛运动的初速度大小为
小球运动到b点时的竖直分速度大小为
小球从抛出点运动到b点所用的时间为
故抛出点的横坐标为
抛出点的纵坐标为
四、计算题:本题共3小题,共41分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
13. 在距地面高80m的低空有一小型飞机以30m/s的速度水平飞行,假定从飞机上释放一物体(g=10m/s2),不计空气阻力。
求:(1)物体落地时间是?
(2)它在下落过程中发生的水平位移;
(3)落地前瞬间的速度大小。
【答案】(1)4s;(2)120m;(3)50m/s
【解析】
【详解】(1)物体离开飞机后,做平抛运动,竖直方向
解得
(2)水平方向
(3)竖直方向的分速度为
由四边形定则
14. 一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量为的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动,如图所示,已知小物块与盘面的动摩擦因数为0.5,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,求:
(1)小物体的线速度大小;
(2)小物体的向心力大小;
(3)当圆盘的角速度增加到多大时,小物体会相对圆盘滑动?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)小物体的线速度大小为
(2)小物体的向心力大小为
(3)当小物体刚好相对圆盘滑动时,最大静摩擦力提供向心力,则有
又
联立可得
15. 如图,长为R=0.9m的轻杆,在其一端固定一物块(看成质点),物块质量m=0.9kg,以O点为轴使物块在竖直平面内做圆周运动,其右端有一倾斜的传送带正在以速度=16m/s顺时针方向转动,传送带顶端与圆周最高点相距,忽略传送带圆弧部分的影响..当物块经过最高点时。(g取10m/s2)
(1)若物块刚好对杆没有作用力,则物块速度为多大
(2)在第(1)间的情况下,若物块从最高点脱出做平抛运动,要使物块刚好从传送带顶端与传送带相切进入传送带,则传送带的倾角θ应该为多大
(3)在第(2)问的情况下,若传送带长为L=11m,物块与传送带之间的动摩擦因数为,则物块从传送带顶端运动到底端的时间是多少
【答案】(1);(2);(3)1s
【解析】
【详解】(1)由题意,当物块刚好对杆没有作用力时,物块的重力恰好提供向心力,即
解得
(2)设物块运动至传送带顶端时的竖直分速度大小为,根据运动学公式有
解得
根据速度的分解有
解得
(3)物块运动至传送带顶端时的速度大小为
设物块在传送带上做匀加速运动时的加速度大小为a,根据牛顿第二定律有
解得
a=10m/s2
设经过时间t物块与传送带达到共同速度,根据运动学公式有
解得
t=1s
物块在t时间内运动的位移大小为期中考物理试题(选择考)
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 在下列运动中,加速度一定变化的是( )
A. 匀速圆周运动 B. 平抛运动 C. 竖直上抛运动 D. 自由落体运动
2. 如图所示,河水向左流动,实线表示河岸,虚线表示某同学画出小船从河岸M驶向对岸N的航线,下图中符合实际且能使小船渡河时间最短的是( )
A. B. C. D.
3. 如图所示,从倾角为θ且足够长的斜面的顶点A,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为,小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为,第二次初速度为,小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为,若,则和的大小关系是( )
A. B. C. D. 无法确定
4. 关于开普勒第三定律公式,下列说法正确的是( )
A. 公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星
B. 公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星
C. 式中的k值,对所有行星和卫星都相等
D. 式中的T代表行星自转的周期
5. 如图所示,以10m/s水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角为θ=30°的斜面上,g取10m/s2,这段飞行所用的时间为( )
A. s B. s C. s D. 2s
6. 一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,有质量相同的两个小球A和B贴着简的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则下列说法正确的是( )
A. A球的角速度大于B球的角速度
B. A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力
C. A球运动的周期小于B球运动的周期
D. A球的线速度大于B球的线速度
7. 如图所示,轻质不可伸长的细绳绕过光滑定滑轮C与质量为m的物体A连接,A放在倾角为θ的光滑斜面上,绳的另一端和套在固定竖直杆上的物体B连接。现BC连线恰沿水平方向,从当前位置开始B以速度v0匀速下滑。设绳子的张力为FT,在此后的运动过程中,下列说法正确的是( )
A. 物体A做减速运动 B. 物体A做匀速运动
C. FT可能小于mgsinθ D. FT一定大于mgsinθ
二、多项选择题:本题共3小题,每小题5分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有多项项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 如图所示,一卫星绕地球运动,图中虚线为卫星的运行轨迹,A、B、C、D是轨迹上的四个位置,其中A距离地球最近,C距离地球最远.下列说法中正确的是( )
A. 卫星在A点速度最大
B. 卫星在C点的速度最大
C. 卫星在A点的加速度最大
D. 卫星在C点的加速度最大
9. 如图所示是一个玩具陀螺,a、b、c是陀螺上的三个点;当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是( )
A. a、b、c三点的线速度大小相等
B. a、b、c三点的角速度相等
C. 三点中的向心加速度最小的是b点
D. b点线速度比a、c的小
10. 如图所示,已知质量为的小球恰好能在竖直平面内绕固定点做圆周运动。重力加速度为,不考虑一切摩擦。小球做圆周运动过程中,下列判断正确的是( )
A. 若小球和点间用细线相连,则在最高点细线对小球的拉力为
B. 若小球和点间用细线相连,则在最高点细线对小球的拉力为
C. 若小球和点间用轻杆相连,则在最高点轻杆对小球的弹力为
D. 若小球和点间用轻杆相连,则在最高点轻杆对小球的弹力为0
三、实验题:本题共2小题,共16分。
11. 某探究小组用如图所示的向心力演示器探究向心力大小的表达式。已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为,请回答以下问题:
①在该实验中,主要利用了 ____________ 来探究向心力与质量、半径、角速度之间的关系;
A理想实验法 B.微元法 C.控制变量法 D.等效替代法
②探究向心力与角速度之间的关系时,应选择半径 _________ (填“相同”或“不同”)的两个塔轮;同时应将质量相同的小球分别放在 __________ 处;
A.挡板A与挡板B B.挡板A与挡板C C.挡板B与挡板C
③探究向心力与角速度之间的关系时,若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为,运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速塔轮对应的半径之比为 ______ 。
A. B. C. D.
12. 某实验小组的同学利用如图甲所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点明出平抛小球的运动轨迹。
(1)以下实验过程的一些做法,其中合理的有( )
A.安装斜槽轨道,使其末端水平,不需要考虑斜槽摩擦力对本实验的影响
B.方格纸只需平整固定在木板上即可
C.斜槽末端的凹点对应方格纸上标记为O点,即为平抛的初始点
D.为描出小球的运动轨迹,描绘的点应用平滑曲线连接
(2)实验得到平抛小球的运动轨迹,以平抛起点O为坐标原点,建立x-y坐标,为了探究轨迹是否为抛物线,可在轨迹上取一些点,测量它们的水平坐标x和竖直坐标y,重新作y-x2图像,如图所示的y-x2图像能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是____________ 。
A. B. C. D.
(3)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出,g取10m/s2,则,小球抛出点的位置坐标为:x=________cm,y=_________cm。
四、计算题:本题共3小题,共41分。计算题要求写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分。有数值计算的题,答案必须明确写出数值和单位。
13. 在距地面高80m的低空有一小型飞机以30m/s的速度水平飞行,假定从飞机上释放一物体(g=10m/s2),不计空气阻力。
求:(1)物体落地时间是?
(2)它在下落过程中发生的水平位移;
(3)落地前瞬间的速度大小。
14. 一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是。盘面上距圆盘中心的位置有一个质量为的小物体随圆盘一起做匀速圆周运动,如图所示,已知小物块与盘面的动摩擦因数为0.5,认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,求:
(1)小物体的线速度大小;
(2)小物体的向心力大小;
(3)当圆盘的角速度增加到多大时,小物体会相对圆盘滑动?
15. 如图,长为R=0.9m的轻杆,在其一端固定一物块(看成质点),物块质量m=0.9kg,以O点为轴使物块在竖直平面内做圆周运动,其右端有一倾斜的传送带正在以速度=16m/s顺时针方向转动,传送带顶端与圆周最高点相距,忽略传送带圆弧部分的影响..当物块经过最高点时。(g取10m/s2)
(1)若物块刚好对杆没有作用力,则物块速度为多大
(2)在第(1)间的情况下,若物块从最高点脱出做平抛运动,要使物块刚好从传送带顶端与传送带相切进入传送带,则传送带的倾角θ应该为多大
(3)在第(2)问的情况下,若传送带长为L=11m,物块与传送带之间的动摩擦因数为,则物块从传送带顶端运动到底端的时间是多少
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