乌鲁木齐市第六十九中学2022-2023学年高一下学期3月质量检测
物理
本试卷g均取
一、选择题(每题4分,共64分)
1. 关于物体运动情况的描述,以下说法不正确的是( )
A. 当物体做曲线运动时,所受的合外力一定不为零
B. 平抛运动是加速度不变的运动
C. 匀变速运动一定是直线运动
D. 当物体速度为零时,加速度可能不为零
2. 关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是线速度不变的运动 B. 匀速圆周运动是加速度不变的运动
C. 匀速圆周运动是向心力不变的运动 D. 匀速圆周运动是角速度不变的运动
3. 如图所示,一小球以初速度大小为做平抛运动,经后落地,求水平位移x( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,运动员把铅球(视为质点)从A点(离手后的一点)斜向上抛出,不计空气阻力,B点是轨迹的最高点,C点(比A点的位置低)是下落过程中的点,下列说法正确的是( )
A. 铅球在最高点的速度为0
B. 铅球从A点运动到B点的过程中速度逐渐变小
C. 铅球在A点所受的合力比在C点所受的合力大
D. 铅球在空中运动过程中加速度方向一直改变
5. 一艘小船在静水中的速度是5m/s,一条河宽为60m,河水流速是4m/s,下列说法正确的是( )
A. 小船渡过这条河的最短时间是15s
B. 小船在这条河中运动的最小速度是3m/s
C. 小船渡过这条河的最小位移是60m
D. 小船渡过这条河的最小位移是80m
6. 2023年1月11日,百度与武汉市政府签署合作协议,双方将共同开启规模化无人驾驶商业运营服务,某无人驾驶汽车减速通过弯道MN(由M到N),其所受合力方向正确的是( )
A. B.
C. D.
7. “套圈”是老少皆宜的游戏。如图所示,将A、B、C三个套圈分别以速度v1、v2、v3水平抛出,都能套中地面上的同一玩具,已知套圈A、B抛出时距玩具的水平距离相等,套圈A、C抛出时在同一高度,设套圈A、B、C在空中运动时间分别为t1、t2、t3。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A. v1与v2可能相等 B. v2可能大于v3
C. t1可能小于t3 D. t2可能大于t3
8. 如图所示,同一高度有4个相同的小球,同一时刻甲、乙、丙分别沿竖直向下、水平向右和竖直向上以相同的速率抛出,丁做自由落体运动,均不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 四个小球同时落地 B. 甲、乙两小球落地时速度相同
C. 四个小球的加速度相同 D. 四个小球的位移相同
9. 如图所示,某小球在内壁光滑的漏斗中做匀速圆周运动。关于小球下列说法正确的是( )
A. 小球受到重力、漏斗壁的支持力、摩擦力
B. 小球受到重力、漏斗壁的支持力、向心力
C. 小球运动的向心力由重力和漏斗壁的支持力的合力提供
D. 小球运动速度越大,越接近漏斗底部
10. 转笔是一项通过手指转动笔的休闲活动。如图所示,假设某转笔高手能让笔绕其上的O点做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 笔杆上各点(不在转轴上)的线速度大小相同
B. 笔杆上的点离O点越远,其角速度越小
C. 笔杆上的点离O点越近,其角速度越小
D. 笔杆上点离O点越近,其线速度越小
11. 小蜀同学用玩具汽车做实验。如图所示,汽车以恒定速率先后经过某凹形桥面和拱形桥面,凹形桥面最低点为A点,拱形桥面最高点为B点。下列说法正确的是( )
A. 生活中,同样材质修建的桥面,凹形桥面不容易损坏
B. 拱形桥的B点汽车速度越快,需要的向心力越小
C. 过A点时,汽车对桥面压力小于自身重力
D. 过B点时,汽车对桥面压力小于自身重力
12. 如图所示,地球可以看作一个球体,位于上海的物体A和位于赤道上的物体B,都随地球的自转做匀速圆周运动,则( )
A. 物体的周期
B. 物体的周期
C. 物体的线速度大小
D. 物体的角速度大小
13. 质量为1500kg的汽车以12m/s的速度匀速运动,紧急刹车后做匀减速直线运动,经过2s停下来。则刹车时汽车所受合外力大小为( )
A. 9000N B. 90000N C. 18000N D. 250N
14. 如图所示为皮带传动装置,轴上两轮的半径分别为4r和r,轴上轮的半径为3r,A、B、C分别为轮缘上的三点,皮带不打滑,下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点周期之比
B. A、B、C三点线速度之比
C. A、B、C三点角速度之比
D. A、B、C三点加速度之比
15. 如图所示,一长为的轻绳下端拴着质量为的小球,现使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 小球运动加速度大小为
B. 小球运动的线速度大小为
C. 小球运动的角速度大小为
D. 轻绳的拉力大小为
16. “飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,杂技演员驾驶摩托车(视为质点)在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示,一杂技演员驾驶摩托车做匀速圆周运动,在t=2s内转过的圆心角,通过的弧长s=40m,则下列说法正确的是( )
A. 摩托车角速度大小为8rad/s B. 摩托车的角速度大小为4rad/s
C. 摩托车做匀速圆周运动的半径为10m D. 摩托车做匀速圆周运动的半径为5m
二、填空题(每空4分,共16分)
17. 如图,以10m/s的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直撞在倾角为37°的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是______s。(g=10m/s2)
18. 如图甲所示,有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为r=40m的拱桥。当汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是______N。
19. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有______。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化 D.钢球每次不一定从轨道同一位置释放
(2)某同学通过实验对平抛运动进行研究,记录被抛物体的运动轨迹的一部分,并沿水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系,如图所示,不计空气阻力。由图中所给的数据可求出物体平抛的初速度大小为______m/s。
三、计算题(每个10分,共20分)
20. 轰战机在h=125m的高空以的速度水平飞行。
(1)飞机在离目标水平距离多远的地方投弹可以击中目标?
(2)如果目标是一个同向水平匀速运动的汽车(),则飞机在离汽车水平距离多远的地方投弹可以击中?
21. 如图所示,一质量为0.1kg的小球,用40cm长的细绳拴住在竖直面内做圆周运动,已知细绳的拉力超过10N就会断掉,求:
(1)小球恰能通过圆周最高点时的速度大小;
(2)在最低点绳子刚断掉时小球的速度大小。
乌鲁木齐市第六十九中学2022-2023学年高一下学期3月质量检测
物理 答案解析
本试卷g均取
一、选择题(每题4分,共64分)
1. 关于物体运动情况的描述,以下说法不正确的是( )
A. 当物体做曲线运动时,所受的合外力一定不为零
B. 平抛运动是加速度不变的运动
C. 匀变速运动一定是直线运动
D. 当物体速度为零时,加速度可能不为零
【答案】C
【解析】
【详解】A.当物体做曲线运动时,速度一定变化,加速度一定不为零,则所受的合外力一定不为零,选项A正确,不符合题意;
B.平抛运动的加速度恒定为g,是加速度不变的运动,选项B正确,不符合题意;
C.匀变速运动不一定是直线运动,例如平抛运动,选项C错误,符合题意;
D.当物体速度为零时,加速度可能不为零,例如竖直上抛到达最高点时,选项D正确,不符合题意。
故选C。
2. 关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. 匀速圆周运动是线速度不变的运动 B. 匀速圆周运动是加速度不变的运动
C. 匀速圆周运动是向心力不变的运动 D. 匀速圆周运动是角速度不变的运动
【答案】D
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动是线速度大小不变方向不断变化运动,故A错误;
B.匀速圆周运动是加速度大小不变方向不断变化的运动,故B错误;
C.匀速圆周运动是向心力大小不变方向不断变化的运动,故C错误;
D.匀速圆周运动在相同时间半径转过的角度相等,即角速度不变,故D正确。
故选D。
3. 如图所示,一小球以初速度大小为做平抛运动,经后落地,求水平位移x( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】小球水平方向做匀速运动,则水平位移
x=v0t=1.25×1m=1.25m
故选B。
4. 如图所示,运动员把铅球(视为质点)从A点(离手后的一点)斜向上抛出,不计空气阻力,B点是轨迹的最高点,C点(比A点的位置低)是下落过程中的点,下列说法正确的是( )
A. 铅球在最高点的速度为0
B. 铅球从A点运动到B点的过程中速度逐渐变小
C. 铅球在A点所受的合力比在C点所受的合力大
D. 铅球在空中运动过程中的加速度方向一直改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据题意可知,铅球在最高点的竖直分速度为0,水平分速度不为0,则铅球在最高点的速度不为0,故A错误;
BCD.根据题意可知,铅球在运动过程中只受重力,铅球从A点运动到B点的过程中,合力与速度的夹角大于,铅球做减速运动,铅球在A点所受的合力等于在C点所受的合力,铅球在空中运动过程中的加速度方向一直竖直向下,故CD错误,B正确。
故选B。
5. 一艘小船在静水中的速度是5m/s,一条河宽为60m,河水流速是4m/s,下列说法正确的是( )
A. 小船渡过这条河的最短时间是15s
B. 小船在这条河中运动的最小速度是3m/s
C. 小船渡过这条河的最小位移是60m
D. 小船渡过这条河的最小位移是80m
【答案】C
【解析】
【详解】A.当船速垂直于河岸时,过河时间最短,最短时间为
A错误;
B.当船在河中逆流而上,船速方向与水流方向相反,此时小船在这条河中运动的速度最小
5m/s-4m/s=1m/s
B错误;
CD.由于船速大于水速度,作图如图所示
当图中
即有
时,船的运动轨迹垂直于河岸,可知最小位移为河宽60m,C正确,D错误。
故选C。
6. 2023年1月11日,百度与武汉市政府签署合作协议,双方将共同开启规模化无人驾驶商业运营服务,某无人驾驶汽车减速通过弯道MN(由M到N),其所受合力方向正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽车做曲线运动,合力方向应该指向轨迹内侧,而图中合力方向指向轨迹外侧,A错误;
B.图中合力方向与速度方向之间夹角为锐角,表明是加速运动,而实际汽车在做减速运动,B错误;
C.图中合力方向与图中对应位置的速度方向垂直,表明物体先做加速运动,后做减速运动,而实际汽车一直在做减速运动,C错误;
D.无人驾驶汽车减速通过弯道MN(由M到N),即汽车做减速曲线运动,其所受合力方向指向轨迹内侧,且所受合力方向与速度方向之间夹角为钝角,D正确。
故选D。
7. “套圈”是老少皆宜的游戏。如图所示,将A、B、C三个套圈分别以速度v1、v2、v3水平抛出,都能套中地面上的同一玩具,已知套圈A、B抛出时距玩具的水平距离相等,套圈A、C抛出时在同一高度,设套圈A、B、C在空中运动时间分别为t1、t2、t3。不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A v1与v2可能相等 B. v2可能大于v3
C. t1可能小于t3 D. t2可能大于t3
【答案】B
【解析】
【详解】CD.套圈竖直方向做自由落体运动,则有
解得
由于
可得
故CD错误;
A.套圈水平方向做匀速直线运动,则有
由于
,
可得
故A错误;
B.套圈水平方向做匀速直线运动,则有
可得
,
由于
,
则可能大于,故B正确。
故选B。
8. 如图所示,同一高度有4个相同的小球,同一时刻甲、乙、丙分别沿竖直向下、水平向右和竖直向上以相同的速率抛出,丁做自由落体运动,均不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A. 四个小球同时落地 B. 甲、乙两小球落地时的速度相同
C. 四个小球加速度相同 D. 四个小球的位移相同
【答案】C
【解析】
【详解】C.甲、乙、丙球被抛出,丁球做自由落体后,均不计空气阻力,四个物体只受重力,由牛顿第二定律
可得,四个小球的加速度相同,均为g,C正确;
A.设竖直向下为正方向,由运动学公式,对甲球有
竖直方向,对乙球有
对丙球有
对丁球有
整理可得
A错误;
B.由题意可知,甲球落地时的速度为
乙球落地时的速度为
故甲、乙两小球落地时的速度不相同,B错误;
D.甲、丙、丁三个小球落到抛出位置的正下方,位移大小和方向相同,乙小球水平方向有位移,根据几何关系可知,四个小球位移不相同,D错误。
9. 如图所示,某小球在内壁光滑的漏斗中做匀速圆周运动。关于小球下列说法正确的是( )
A. 小球受到重力、漏斗壁的支持力、摩擦力
B. 小球受到重力、漏斗壁的支持力、向心力
C. 小球运动的向心力由重力和漏斗壁的支持力的合力提供
D. 小球运动速度越大,越接近漏斗底部
【答案】C
【解析】
【详解】由小球在内壁光滑的漏斗中做匀速圆周运动可知,小球受重力、漏斗壁的支持力这两个力,而做圆周运动的向心力由这两个力的合力提供,设漏斗壁与水平方向的夹角为,则可知小球做圆周运动的向心力为
可知,合力为恒力,则当小球运动速度越大,越远离漏斗底部。
故选C。
10. 转笔是一项通过手指转动笔的休闲活动。如图所示,假设某转笔高手能让笔绕其上的O点做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A. 笔杆上各点(不在转轴上)的线速度大小相同
B. 笔杆上的点离O点越远,其角速度越小
C. 笔杆上的点离O点越近,其角速度越小
D. 笔杆上的点离O点越近,其线速度越小
【答案】D
【解析】
【详解】BC.笔杆上各点的角速度相同,故BC错误;
AD.根据
由于各点的角速度相同,所以半径越小,线速度越小,即笔杆上的点离O点越近,其线速度越小,故A错误,D正确。
故选D。
11. 小蜀同学用玩具汽车做实验。如图所示,汽车以恒定速率先后经过某凹形桥面和拱形桥面,凹形桥面最低点为A点,拱形桥面最高点为B点。下列说法正确的是( )
A. 生活中,同样材质修建的桥面,凹形桥面不容易损坏
B. 拱形桥的B点汽车速度越快,需要的向心力越小
C. 过A点时,汽车对桥面压力小于自身重力
D. 过B点时,汽车对桥面压力小于自身重力
【答案】D
【解析】
【详解】A.汽车以恒定速率先后经过某凹形桥面和拱形桥面,在A点向心加速度向上,处于超重状态,在B点向心加速度向下,处于失重状态,故拱形桥面不容易损坏,故A错误;
B.由向心力公式可知,汽车速度越快,需要的向心力越大,故B错误;
C.在A点,根据牛顿第二定律得
可知
根据牛顿第三定律可知,汽车对桥面压力大于自身重力,故C错误;
D.在B点,根据牛顿第二定律得
可知
根据牛顿第三定律可知,汽车对桥面压力小于自身重力,故D正确。
故选D。
12. 如图所示,地球可以看作一个球体,位于上海的物体A和位于赤道上的物体B,都随地球的自转做匀速圆周运动,则( )
A. 物体的周期
B. 物体的周期
C. 物体的线速度大小
D. 物体的角速度大小
【答案】A
【解析】
【详解】ABD.物体A和B分别静置地面上,随地球自转一起转动,周期相同,角速度相同,故A正确,BD错误;
C.根据,可知
故C错误。
故选A。
13. 质量为1500kg的汽车以12m/s的速度匀速运动,紧急刹车后做匀减速直线运动,经过2s停下来。则刹车时汽车所受合外力大小为( )
A. 9000N B. 90000N C. 18000N D. 250N
【答案】A
【解析】
【详解】汽车加速时的加速度为
加速的大小为。刹车时汽车所受合外力大小为
故选A。
14. 如图所示为皮带传动装置,轴上两轮的半径分别为4r和r,轴上轮的半径为3r,A、B、C分别为轮缘上的三点,皮带不打滑,下列说法正确的是( )
A. A、B、C三点周期之比
B. A、B、C三点线速度之比
C. A、B、C三点角速度之比
D. A、B、C三点加速度之比
【答案】D
【解析】
【详解】ABC.轴上两轮同轴转动,其边缘处A、B两点的角速度大小相同,皮带不打滑,主动轮上B点和从动轮上C点的线速度大小相等。
根据线速度与角速度关系,可得
代入数据可得
代入数据可得
由周期与角速度关系式,可得A、B、C三点周期之比
故ABC错误;
D.由加速度与角速度关系式,可得A、B、C三点加速度之比为
故D正确。
故选D。
15. 如图所示,一长为的轻绳下端拴着质量为的小球,现使小球在水平面内做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为,重力加速度大小为,下列说法正确的是( )
A. 小球运动的加速度大小为
B. 小球运动的线速度大小为
C. 小球运动的角速度大小为
D. 轻绳的拉力大小为
【答案】B
【解析】
【详解】D.根据题意可知,小球在水平面内做匀速圆周运动,小球所受合力提供向心力,对小球受力分析,如图所示
由几何关系有
解得
故D错误;
A.由牛顿第二定律有
解得
故A错误;
BC.根据题意,由几何关系可知,小球在水平面内做匀速圆周运动的半径为
由牛顿第二定律有
解得
故C错误,B正确。
故选B
16. “飞车走壁”是一种传统的杂技艺术,杂技演员驾驶摩托车(视为质点)在倾角很大的“桶壁”内侧做圆周运动而不掉下来。如图所示,一杂技演员驾驶摩托车做匀速圆周运动,在t=2s内转过的圆心角,通过的弧长s=40m,则下列说法正确的是( )
A. 摩托车的角速度大小为8rad/s B. 摩托车的角速度大小为4rad/s
C. 摩托车做匀速圆周运动的半径为10m D. 摩托车做匀速圆周运动的半径为5m
【答案】C
【解析】
【详解】AB.由题知,摩托车的角速度
选项AB错误;
CD.摩托车做匀速圆周运动的半径
选项C正确,D错误。
故选C。
二、填空题(每空4分,共16分)
17. 如图,以10m/s的水平初速度抛出的物体,飞行一段时间后,垂直撞在倾角为37°的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是______s。(g=10m/s2)
【答案】
【解析】
【详解】当物体垂直撞到斜面上,根据几何关系有
解得
18. 如图甲所示,有一辆质量为的小汽车驶上圆弧半径为r=40m的拱桥。当汽车到达桥顶的速度为10m/s时对桥的压力是______N。
【答案】
【解析】
【详解】根据牛顿第二定律可得
解得汽车受到支持力大小为
根据牛顿第三定律可知,汽车对桥的压力为。
19. 用如图甲所示的装置研究平抛运动。将白纸和复写纸重叠并固定在竖直的硬板上,钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点飞出,落在水平挡板MN上。移动挡板,重新释放钢球,如此重复,白纸上将留下一系列痕迹点。
(1)下列实验条件必须满足的有______。
A.斜槽轨道光滑 B.斜槽轨道末段水平
C.挡板高度等间距变化 D.钢球每次不一定从轨道同一位置释放
(2)某同学通过实验对平抛运动进行研究,记录被抛物体的运动轨迹的一部分,并沿水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系,如图所示,不计空气阻力。由图中所给的数据可求出物体平抛的初速度大小为______m/s。
【答案】 ①. B ②. 3
【解析】
【详解】(1)[1]A.斜槽轨道没有必要光滑,因为小球每次滚动时的摩擦力都相同,A错误;
B.为了让小球做平抛运动,斜槽轨道末段必须水平,B正确;
C.挡板高度可以等间距变化,也可以不等间距变化,C错误;
D.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球,以保证小球做平抛运动的初速度相等,故D错误。
故选B。
(2)[2]由图可知,在竖直方向有
解得
水平方向,有
所以
三、计算题(每个10分,共20分)
20. 轰战机在h=125m的高空以的速度水平飞行。
(1)飞机在离目标水平距离多远的地方投弹可以击中目标?
(2)如果目标是一个同向水平匀速运动的汽车(),则飞机在离汽车水平距离多远的地方投弹可以击中?
【答案】(1)250m;(2)150m
【解析】
【详解】(1)飞机投下的导弹做平抛运动,从投下到击中目标飞行的时间
水平方向做匀速直线运动,距离为
飞机在离目标水平距离250m的地方投弹可以击中目标。
(2)导弹下落的时间不变,则依题意在水平方向有
即飞机在离汽车水平距离150m的地方投弹可以击中。
21. 如图所示,一质量为0.1kg小球,用40cm长的细绳拴住在竖直面内做圆周运动,已知细绳的拉力超过10N就会断掉,求:
(1)小球恰能通过圆周最高点时的速度大小;
(2)在最低点绳子刚断掉时小球的速度大小。
【答案】(1)2m/s;(2)6m/s
【解析】
【详解】(1)设小球恰能通过圆周最高点时的速度为v0,绳长为L,对小球有
得
(2)设小球圆周最低点绳子刚断掉时绳对小球拉力,对小球有
得
在最低点绳子刚断掉时小球的速度大小为6m/s。
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