2021-2022学年安徽省六安市舒城县晓天中学高一(下)第一次月考物理试卷(含答案解析)
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1. 下列说法正确的是( )
A. 曲线运动其加速度方向一定改变
B. 一段时间内做曲线运动的物体位移可能为零
C. 若一个分运动是匀速运动,另一个是匀变速运动,合运动必为直线运动
D. 合运动的位移一定比其中的一个分位移大
2. 下列说法正确的是( )
A. 物体在恒力作用下能做曲线运动也能做直线运动
B. 物体在变力作用下一定是做曲线运动
C. 物体做曲线运动时,速度可能保持不变
D. 两个直线运动的合运动一定是直线运动
3. 如图所示,质点通过位置P时的速度、加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出,其中可能正确的是( )
A. ①② B. ③④ C. ②③ D. ①④
4. 倾角为的斜面,长为l,在顶端水平抛出一个小球,小球刚好落在斜面的底端,如图所示,那么小球的初速度的大小是( )
A.
B.
C.
D.
5. 从高处抛出一物体,不计空气阻力,物体只在重力作用下的运动,称作抛体运动。关于抛体运动,下列说法正确的是( )
A. 一定是直线运动
B. 一定是曲线运动
C. 可能是匀速直线运动
D. 一定是匀变速运动
6. 质量为m的物体P置于倾角为的固定光滑斜面上,轻细绳跨过光滑定滑轮分别连接着P与小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车以速率v水平向右做匀速直线运动,当小车与滑轮间的细绳和水平方向成夹角时如图,下列判断正确的是( )
A. P的速率为v B. P的速率
C. 绳的拉力等于 D. 绳的拉力小于
7. 如图所示,在一张白纸上放置一根直尺,沿直尺的边缘放置一块直角三角板。将三角板沿直尺水平向右匀速直线运动,同时将一支铅笔从三角板直角边的最下端沿直角边向上运动,而且向上的速度越来越大,则铅笔在纸上留下的痕迹可能是( )
A. B.
C. D.
8. 关于运动的合成与分解,下列说法正确的是
①两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动
②两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
③两个直线运动的合运动一定是直线运动
④两个初速度为零的匀加速直线运动互成角度,合运动一定是匀加速直线运动( )
A. ①②④ B. ①②③ C. ①③④ D. ②③④
9. 如图所示,一个球绕中心轴线以角速度转动,则( )
A. 若,则::2
B. 若,则::1
C. A、B两点的角速度相等
D. A、B两点的线速度相等
10. 物体做匀速圆周运动的过程中,不发生变化的物理量是( )
A. 合力
B. 线速度
C. 向心加速度
D. 周期
11. 如图所示,小球从倾角为的斜面顶端A点以速率做平抛运动,则下列说法正确的是( )
A. 若小球落到斜面上,则越大,小球飞行时间越长
B. 若小球落到斜面上,则越大,小球末速度与竖直方向的夹角越大
C. 若小球落到水平面上,则越大,小球飞行时间越长
D. 若小球落到水平面上,则越大,小球末速度与竖直方向的夹角越大
12. 某质点做曲线运动时,下列说法正确的是( )
A. 在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向
B. 在任意时间内位移大小总是大于路程
C. 在任意时刻物体受到的合外力都指向轨迹线凹的一侧
D. 速度的方向与合外力的方向必不在一直线上
13. 如图,在斜面顶端以不同的初速度水平抛出几个小球,所有小球均落在斜面上。忽略空气阻力,下列说法正确的是( )
A. 所有小球的竖直位移与水平位移之比都相等
B. 小球的运动时间与初速度的平方成正比
C. 所有小球落到斜面上时的速度方向都相同
D. 小球从抛出到离斜面最远的过程中,竖直位移为总竖直位移的一半
14. 有甲、乙两船横渡同一条河,设河水流速恒定,河两岸平行。甲船航行时船身与河岸垂直,乙船航行路线与河岸垂直,且两船过河时间相等。则下列判断正确的是( )
A. 甲船在静水中的速度一定小于乙船在静水中的速度
B. 甲船的航程一定大于乙船的航程
C. 如果甲船改变航向也一定能垂直过河
D. 甲船过河的最短时间一定大于乙船过河的最短时间
15. 如图所示为常见的自行车传动示意图。轮与脚蹬子相连,B轮与车轴相连,C为车轮。当人蹬车匀速运动时,以下说法中正确的是( )
A. A轮与B轮的角速度相同 B. A轮边缘与B轮边缘的线速度相同
C. B轮边缘与C轮边缘的线速度相同 D. B轮与C轮的角速度相同
16. 如图,在“探究平抛运动的特点”实验中:
为准确确定坐标轴,还需要的器材是______ 。
A.弹簧测力计
B.铅垂线
C.打点计时器
D.天平
实验过程中,应使小球每次从斜槽上______ 选填“相同”或“不同”的位置由静止滚下,斜槽轨道对小球的摩擦力对该实验______ 选填“有”或“没有”影响。
小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动,如图是他将照相机对准每小格边长为的方格背景拍摄的频闪照片,不计空气阻力,取重力加速度,则照相机两次闪光的时间间隔______ s,小球被抛出时的水平速度______ ,小球经过B点的速度大小______ 结果可保留根式。
17. 小球以的水平初速度向一倾角为的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上.取,,求:
小球在空中的飞行时间;
抛出点距落点的高度.
18. 跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用依山势特别建造的跳台,运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动极为壮观.设一位运动员由山坡顶的A点沿水平方向飞出,到山坡上的B点着陆.如图所示,已知运动员水平飞出的速度为,山场面倾角为,山坡可以看成一个斜面.求:
运动员在空中飞行的时间t;
间的距离
19. 一小船渡河,河宽,水流速度。若船在静水中的速度为,求:
船最短渡河时间为多少?此时位移是多大?
船渡河的最短路程为多大?
20. 如图所示,用汽车将深井内重物M提起,当汽车在地面上由A行驶到B时,速度为,此时绳和竖直方向夹角为,此时重物M的速度v多大?
答案和解析
1.【答案】B
【解析】解:A、做曲线运动的物体加速度可以恒定不变,如平抛运动,故A错误;
B、物体做圆周运动,在一个周期内的位移等于0,故B正确;
C、一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成,合速度的方向和合加速度的方向如果不在同一条直线上,合运动是曲线运动,如果在同一条直线上,则为匀变速直线运动,故C错误;
D、运动的合成与分解遵循平行四边形法则,合运动的位移可能小于分位移,故D错误;
故选:B。
合运动是直线运动还是曲线运动取决于合速度方向与合加速度方向是否在同一条直线上;两个在同一条直线上的运动,其合运动的速度大小等于两分运动的速度的矢量和,位移也是矢量,矢量的合成遵循平行四边形定则,即可求解。
解决本题的关键知道若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上,合运动是直线运动,若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,合运动是曲线运动。
2.【答案】A
【解析】
【分析】
物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结论.
本题关键是对质点做曲线运动条件的考查,掌握了做曲线运动的条件,本题基本上就可以解决了.
【解答】
A.物体在恒力作用下可能做直线运动,如匀加速直线运动;在恒力作用下,也可能做曲线运动,如平抛运动,故A正确;
B.物体在变力作用下可能做直线运动,如果只改变力的大小,不改变力的方向,如物体在水平力作用下从静止开始运动,轨迹是直线,故B错误;
C.物体做曲线运动时,速度方向时刻改变,速度一定变化,故C错误;
D.两个直线运动的合运动可以是曲线运动,如平抛运动,故D错误;
故选A。
3.【答案】C
【解析】解:
图①中速度方向正确,加速度方向应该直线曲线的内侧,故错误;
图②中速度方向是切线方向,加速度方向指向曲线的内侧,故正确;
图③中速度方向是切线方向,加速度方向指向曲线的内侧,故正确;
图④中速度方向不是切线方向,加速度方向也没有指向曲线内侧,故错误;
故选:C。
本题关键是要明确三个方向,即速度方向、合力方向、加速度方向;对于曲线运动要明确其速度方向不断变化,一定具有加速度,一定是变速运动。
做曲线运动的物体,速度方向沿着曲线上点的切线方向;
做曲线运动的物体,合力的方向与速度方向不共线,且指向曲线的内侧;
根据牛顿第二定律,加速度方向与合力方向相同,故加速度方向也指向曲线的内侧。
4.【答案】B
【解析】解:根据得:,
则初速度为:故B正确,A、C、D错误.
故选:
根据高度求出平抛运动的时间,结合水平位移和时间求出平抛运动的初速度.
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式灵活求解,基础题.
5.【答案】D
【解析】解:AB、抛体运动分为斜抛、平抛、竖直上抛和竖直下抛,所以可能是直线运动,也可能是曲线运动,故AB错误;
CD、抛体运动都只受重力,加速度恒定不变,所以为匀变速运动,故D正确,C错误;
故选:D。
抛体运动分为斜抛、平抛、竖直上抛和竖直下抛,不管是什么,抛体运动都只受重力,加速度恒定不变。
本题主要考查了抛体运动分类及特点,解题的关键是抓住抛体运动只受重力这一特点解题即可。
6.【答案】B
【解析】解:AB,将小车的速度v进行分解如图所示,则,故A错误,B正确;
CD、小车向右运动,减小,v不变,则逐渐增大,说明物体P沿斜面向上做加速运动,由牛顿第二定律,可知绳子对A的拉力,故CD错误。
故选:B。
将小车的速度v的进行分解,得到两个物体速度的关系式,分析物体P做什么运动,判断绳子拉力始终与物体P所受重力的关系。
解决本题的关键得出A、B的速度关系,由牛顿第二定律分析绳子的拉力与重力的大小关系,运用外推法,即极限法分析A物体的加速度如何变化是难点。
7.【答案】C
【解析】解:笔尖参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动,加速度方向竖直向上,合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,笔尖做曲线运动,加速度的方向大致指向轨迹凹的一向,知C正确,A、B、D错误。
故选:C。
笔尖参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动,根据曲线和直线运动的条件判断出运动的轨迹,根据轨迹的特点判断轨迹的正误。
解决本题的关键知道笔尖在水平方向和竖直方向上的运动规律,最终的运动是这两运动的合运动。
8.【答案】A
【解析】解:①.两个匀加速直线运动的合运动可能是曲线运动,也可是直线运动,故①正确;
②.两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动,故②正确;
③.两个直线运动的合运动决定于合速度和合加速的夹角关系,共线为直线,不共线为曲线,故③错误;
④.两个初速为零的匀加速直线运动互成角度,合运动一定是匀加速直线运动,故④正确;
综上所述,故A正确,BCD错误。
故选:A。
知道若合速度的方向与合加速度的方向在同一条直线上,合运动是直线运动,若合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上,合运动是曲线运动。
本题考查了两直线运动合成的性质。要判断全运动性质,注意应用物体做直线和曲线运动的条件。
解决本题的关键掌握判断合运动是直线运动还是曲线运动的方法,关键看合速度的方向与合加速度的方向。
9.【答案】C
【解析】解:共轴转动的各点角速度相等,故A、B两点的角速度相等;
A点的转动半径为,B点的转动半径为R,根据公式,线速度之比为:
::::4;
故ABD错误,C正确;
故选:
共轴转动的各点角速度相等,再根据判断线速度的大小.
解决本题的关键知道共轴转动各点角速度大小相等,以及知道角速度、线速度、半径之间的关系公式.
10.【答案】D
【解析】解:在描述匀速圆周运动的物理量中,合力、线速度、向心加速度这几个物理量都是矢量,虽然其大小不变但是方向在变,因此这些物理量是变化的;周期是标量,大小不变,故D正确,ABC错误。
故选:D。
根据匀速圆周运动的各个物理量特点判断即可。
本题很简单,考查了描述匀速圆周运动的物理量的特点,但是学生容易出错,如误认为匀速圆周运动线速度不变.
11.【答案】AD
【解析】解:A、若小球落到斜面上,假设落点为B,设AB之间的距离为L,则
水平方向有:
竖直方向有:;
联立解得:,,则越大,小球飞行时间越长。故A正确;
C、若小球落到水平面上,飞行的高度h一定,由得:,可知t不变。故C错误。
B、由A分析,小球落到斜面上时竖直分速度为:
设末速度与竖直方向夹角为,则有:,保持不变,故B错误;
D、若小球落到水平面上,末速度与竖直方向的夹角的正切,h不变,则越大,小球末速度与竖直方向的夹角越大,故D正确。
故选:AD。
若小球落到斜面上,竖直位移与水平位移之比等于,列式分析时间与初速度的关系.将速度进行分解,求出末速度与竖直方向夹角的正切,分析小球末速度与竖直方向的夹角.若小球落到水平面上,飞行时间一定.由速度分解求解末速度与竖直方向的夹角的正切,再进行分析.
本题关键抓住水平位移和竖直位移的关系,挖掘隐含的几何关系,运用运动的分解法进行研究.
12.【答案】ACD
【解析】解:A、曲线运动的速度方向为曲线的切线方向,故A正确;
B、位移是初位置指向末位置的有向线段,为直线,而路程是物体运动的轨迹,是曲线,故质点做曲线运动时,在任意时间内物体位移的大小一定小于路程,故B错误;
C、质点做曲线运动时,在任意时刻物体受到的合外力都指向轨迹的凹侧,故C正确;
D、质点做曲线运动的条件是速度与合力的方向不在同一条直线上,故D正确;
故选:ACD。
质点做曲线运动的条件是速度与合力的方向不在同一条直线上,合外力指向曲线的凹侧,任意一点速度的方向都是该点曲线的切线方向;
物体做圆周运动时在一个周期内位移为零,但路程不是零,故在任意时间内物体位移的大小一定小于路程。
明确物体做曲线运动的条件,知道物体做曲线运动的速度方向,知道曲线运动的路程和位移的关系。
13.【答案】AC
【解析】
【分析】
小球做平抛运动,根据题意找出位移夹角,求出小球运动时间关系式,结合水平位移和竖直位移求出初速度关系式;当速度方向与斜面平行是小球距离斜面最远,根据速度夹角的正切值与位移夹角的正切值的2倍的关系,根据该规律分析落地斜面上的速度夹角。
解决本题的关键是知道平抛运动在水平方向和竖直方向的运动规律,以及它的推导公式速度夹角的正切值与位移夹角的正切值的2倍。
【解答】
AC、在斜面顶端以不同的初速度水平抛出几个小球,所有小球均落在斜面上,斜面的底角不变,根据几何关系可知位移夹角不变,即所有小球的竖直位移与水平位移之比都相等;根据速度夹角的正切值是位移夹角的正切值的2倍,可知速度夹角不变,故AC正确;
B、根据以上分析可知,落在斜面上时,竖直方向速度与水平方向速度成固定比例关系,运动时间为,所以小球的运动时间与初速度成正比.
D、设斜面倾角为,小球在运动过程中距斜面最远时瞬时速度与斜面平行,,此时的竖直位移,落到斜面上时,,则有,而竖直位移,可得到,故BD错误。
故选:AC。
14.【答案】ABD
【解析】解:AB、若船以最短时间渡河,则需船速船在静水中的速度垂直于河岸时,即船身必须垂直河岸过河,甲船船速与河岸垂直,乙船船速与河岸成某一角度向上偏移,由于两船过河时间相等,故甲船在静水中的速度一定小于乙船在静水中的速度,并且甲船的航程一定大于乙船的航程,故AB正确;
C、当静水速大于水流速,静水速与水流速的合速度方向与河岸垂直时,渡河位移最小,若船速小于水流速度,则不可能垂直过河,故C错误。
D、若船以最短时间渡河,则需船速船在静水中的速度垂直于河岸时,即船身必须垂直河岸过河,由以上分析可知甲船在静水中的速度一定小于乙船在静水中的速度,则由可知,河宽d相等时,甲船过河的最短时间一定大于乙船过河的最短时间,故D正确。
故选:ABD。
船垂直于河岸方向的速度决定航行时间的长短;根据运动的独立性,水速方向的速度不影响航行时间,水流越大,水流方向的位移就越大,航线也就越长.
解决本题的关键知道当静水速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短;当静水速大于水流速,静水速与水流速的合速度方向与河岸垂直时,渡河位移最小.
15.【答案】BD
【解析】
【分析】
熟记线速度和角速度的定义,根据定义找到某些点的角速度和线速度的关系;
明确知道线速度和角速度的关系式即;
根据线速度的定义判断知:相同的时间转过的弧长相等知线速度相等;
根据角速度的定义知:相等的时间转过的角度相等则角速度相等;
找到各点的半径关系,然后结合公式分析。
【解答】
根据题意知,A、B由同一条链条带动,故相等的时间两轮边缘的点所转动的弧长相等,所以A、B两轮边缘的线速度相等,又,根据知,A与B的角速度不相同;故A错误,B正确;
轮和C轮在相同的时间转过的角度相同,所以两轮的角速度相同,又因为,所以两轮边缘的线速度不同,故C错误,D正确。
故选BD。
16.【答案】B 相同 没有
【解析】解:在研究平抛特点的实验中选择器材:AD、弹簧秤测重力,天平测质量,而两者在此实验中均没必要;B、为了检验斜槽的末端是否水平,可以用铅垂线进行;C、打点计时器也没有用,故选:B;
为了描绘平抛的轨迹,需要多次让小球从同一位置释放,用铅笔一点一点描出,最后用一条平滑的曲线连接这些点,只有小球从相同位置释放,才能是同一平抛运动;虽说轨道每次对小球均有阻力,但只要是从同一位置滑下,则达到末端的速度相同,均是同一平抛,所以阻力对本实验没影响;
小明同学是利用频闪照相的方式研究平抛运动,如图是他将照相机对准每小格边长为的方格背景拍摄的频闪照片,从A、B、C点的位置来看,水平间隔相同为4格,表明时间相同,再看竖直位置,分别相差3格和5格,由竖直方向,则可求出时间,所以初速度,而B点的竖直速度,所以。
故答案为:;相同、没有;、、
根据实验操作和实验要求选取实验器材;
在实验中要画出平抛运动轨迹,必须确保小球做的是平抛运动,所以斜槽轨道末端一定要水平,同时斜槽轨道要在竖直面内,要画出轨迹,必须让小球在同一位置多次释放,才能在坐标纸上找到一些点,然后将这些点平滑连接起来,就能描绘出平抛运动轨迹;
根据平抛的运动规律求平抛的初速度和到B点的速度,但必须先求出闪光间隔T,根据匀速直线运动相邻相等时间内的位移差是一定值来求。
解决该题首先需熟记实验原理和实验注意事项,再者牢记匀变速直线运动的规律,知道平抛运动是由水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成。
17.【答案】解:将球垂直撞在斜面上的速度分解,如图所示,由图可知
则
又
则
故小球在空中运动的时间为
抛出点距落点的高度
答:
小球在空中的飞行时间为
抛出点距离落球点的高度为
【解析】小球垂直撞在斜面上,速度与斜面垂直,将该速度进行分解,根据水平分速度和角度关系求出竖直分速度,再根据求出小球在空中的飞行时间.
根据,求出抛出点距落点的高度.
解决本题的关键知道垂直撞在斜面上,速度与斜面垂直,将速度分解为水平方向和竖直方向,根据水平分速度可以求出竖直分速度,从而可以求出运动的时间.
18.【答案】解:运动员由A到B做平抛运动
水平方向的位移为①,
竖直方向的位移为②,
由①②可得,③;
由题意可知④,
联立②④得⑤,
将代入上式,得。
答:运动员在空中飞行的时间3s;
的距离为75m。
【解析】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,抓住位移关系求出运动员在空中飞行的时间.
通过时间求出竖直方向上的位移,结合几何关系求出AB间的距离.
解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,结合运动学公式进行求解.
19.【答案】解:
船最短时间内过河,船头垂直于河岸,则最短时间为:,
沿河位移;
那么船过河的位移大小是
欲使船渡河航程最短,合速度应垂直河岸渡河,船头应朝上游与垂直河岸方向成某一夹角,如图所示,此时过河的位移是。
答:船最短渡河时间为36s,此时位移是201m;
船渡河的最短路程为180m。
【解析】当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,结合运动学公式与平行四边形定则,即可求解;
根据船速大于水流速度时,当合速度与河岸垂直时,渡河航程最短。
本题考查过河问题中的最短时间和最短位移的应用,知道最小位移、最短时间对应的物理模型,注意若船速大于水流速度时,合速度垂直河岸,最小位移为河宽;若船速小于水流速度时,合速度垂直船速,对应的船航程才最短。
20.【答案】解:汽车运动到B处时,速度为,汽车的速度与重物上升的速度的矢量关系如图所示,由三角函数知。
答:重物M的速度v为。
【解析】将B的速度分解为沿绳方向和垂直与绳的方向,根据几何关系求解重物M的速度。
本题关键是通过平行四边形定则得出卡车的速度与重物上升的速度的矢量关系图。
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