2021-2022学年江西省赣州市赣县第三中学高一下学期强化训练（A3）物理试卷 Word版含解析

赣州市赣县第三中学2021-2022学年度高一物理强化训练A3

一、单选题

1．如图所示，细棒水平放置在地面，端紧挨着墙面。现让棒的端沿着墙面匀速上移，当端与端的速度大小之比为时，棒与地面的夹角为（　　）

A．         B．       C．            D．

2．玩“套圈圈”游戏时，身材高大的哥哥和身高较矮的弟弟站在同一位置，两人同时向正前方水平地面上的玩具小熊水平抛出圆环，圆环恰好都套中玩具小熊。若圆环离手后的运动可视为平抛运动，它们的初速度分别为v1与v2，下列说法正确的是（　　）

A．哥哥先套住玩具熊         B．两人同时套住玩具熊

C．v1＜v2                               D．v1=v2

3．如图，在倾角为30°的光滑斜面顶端M处，将质点a以大小为v0的初速度水平向左抛出，经时间t，质点a恰好落在斜面底端N处。现使另一质点b自M处沿斜面下滑，经过时间t也滑到N处，则质点b的初速度大小应为（　　）

A．v0           B．v0         C．v0               D．v0

4．如图所示的四幅图表示的是有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　）

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点时处于失重状态

B．图b所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高度不变，则圆锥摆的角速度减小

C．如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小均相等

D．如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用

5．如图所示，质量为m的小明（可视为质点）坐摩天轮。小明乘坐的座舱与摩天轮的转轴间的距离为r，摩天轮以大小为k（常数k<1，g为重力加速度）的角速度做匀速圆周运动。若小明坐在座舱水平座垫上且双脚不接触底板，则下列说法正确的是（　　）

A．小明通过最高点时不受重力

B．小明做匀速圆周运动的周期为

C．小明通过最高点时处于完全失重状态

D．小明通过最低点时对座舱座垫的压力大小为k2mg

6．“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au（天文单位） ，火星到太阳的平均距离为1. 5Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为（　　）

A．0.8年        B．1.4年       C．2.2年          D．2.6年

7．如图所示，轻杆长3L，在杆两端分别固定质量为m的球A和质量为2m的球B，光滑水平转轴穿过杆上距球A为L处的O点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球A运动到最高点时，杆对球A恰好无作用力。忽略空气阻力，重力加速度为g，则球A在最高点时（　　）

A．球A的速度为零

B．水平转轴对杆的作用力大小为4mg，方向竖直向上

C．水平转轴对杆的作用力大小为3mg，方向竖直向上

D．水平转轴对杆的作用力大小为6mg，方向竖直向上

8．小球、分别通过长度相等的轻绳拴在点，给、恰当速度，使两小球分别在不同水平面内做匀速圆周运动，已知两小球运动过程中始终在同一以点为球心的球面上，与竖直面夹角为，与竖直面夹角为，则做圆周运动的周期与做圆周运动的周期之比为（　　）

A．         B．      C．         D．

二、多选题

9．如图所示，河的宽度为L，河水流速为u，甲、乙两船均以在静水中的速度v同时渡河。出发时两船相距2L，甲、乙船头均与岸边成60°角，且乙船恰好能直达正对岸的A点。则下列判断正确的是（　　）

A．甲船在A点右侧靠岸

B．甲船在A点左侧靠岸

C．甲、乙两船到达对岸的时间相等

D．甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇

10．经过近两年的改造，原“佛山一环”被改造成了封闭管理的高速公路，但最高限速仍然为100 km/h。如果要将最高限速提高到120 km/h，则必须对道路主干道进行哪些改造（　　）

A．增大弯道的转弯半径 B．减小弯道路面向内侧倾斜的程度

C．增大沿线各拱形桥梁的曲率半径 D．减小沿线各拱形桥梁的曲率半径

11．如图所示，在匀速转动的水平圆盘上，沿半径方向放着用细线相连的质量均为m的两个物体A和B，它们分居圆心两侧，与圆心距离分别为RA=r，RB=2r，与盘间的动摩擦因数μ相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，下列说法正确的是（　　）

A．此时绳子张力为T=3μmg

B．此时圆盘的角速度为ω=

C．此时A所受摩擦力方向沿半径指向圆外

D．此时烧断绳子，A仍相对盘静止，B将做离心运动

三、实验题

12．（1）在“研究平抛物体的运动”实验中，已备有下列器材∶白纸、图钉、薄木板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需要下列器材中的____。

A．秒表　             B．天平               C．重垂线　　　　D．弹簧测力计

（2）图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置简图，在该实验中，应采取下列哪些措施减小实验误差____。

A．斜槽轨道末端必须水平

B．斜槽轨道必须光滑

C．每次实验要平衡摩擦力

D．小球每次都从斜槽上同一高度由静止释放

（3）图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为____m/s。

（4）在另一次实验中，将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5 cm。通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为____m/s，经过B点时的速度为____m/s，抛出点的坐标为____（用L表示）。（此问g取10 m/s2）

13．如图甲为探究向心力跟质量、半径、角速度关系式的实验装置，金属块放置在转台上，电动机带动转台做圆周运动，改变电动机的电压，可以改变转台的转速，光电计时器可以记录转台每转一圈的时间，金属块被约束在转台的凹槽中，只能沿半径方向移动，且跟转台之间的摩擦力很小，可以忽略不计。

（1）某同学为了探究向心力跟角速度的关系，需要控制___________和___________两个物理量保持不变，改变转台的转速，对应每个转速由力的传感器读出金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度ω=___________。

（2）上述实验中，该同学多次改变转速后，记录一组力与对应周期数据，他用图像法来处理数据，结果画出了如图乙所示的图像，该图线是一条过原点的直线，请你分析他的图像横坐标x表示的物理量是___________（填正确答案的字母序号）。

A．ω               B．T                  C．T2 D．

（3）为了验证向心力跟半径、质量的关系，还需要用到的实验器材有___________和天平。

四、解答题

14．12．如图所示，在倾角为37°的斜面上从A点以6m/s的初速度水平抛出一个小球，小球落在B点。取sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度大小为g，求：

（1）A、B两点间的距离和小球在空中飞行的时间；

（2）小球刚碰到斜面时的速度方向与水平方向夹角的正切值。

15．如图所示，在光滑的圆锥体顶端用长为L的细线悬挂一质量为m的小球。圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角=30°。现使小球绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动。

（1）当小球角速度1=时，求细线对小球的拉力；

（2）当小球角速度2=时，求细线对小球的拉力。

16．如图所示，装置BOO′可绕竖直轴OO′转动，可视为质点的小球与两细线AB、AC连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°。已知小球的质量为m，细线AC长为l，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度为g。求：

(1)当装置处于静止状态时，细线AB的拉力和AC的拉力的大小；

(2)当细线AB拉力的大小等于小球重力的一半时，该装置绕OO′轴转动的角速度的大小；

(3)当细线AB的拉力为零时，该装置绕OO′轴转动的角速度的最小值。

高一物理强化训练A3参考答案：

1．A

如图，细棒A端的速度为vA，B端的速度为vB，细棒与地面的夹角为

则，，当端与端的速度大小之比为时

即

故A正确，BCD错误。故选A。

2．C【详解】AB．设抛出的圈圈做平抛运动的高度为h，则下落的时间为

平抛运动的物体飞行时间由高度决定，弟弟抛出的圆环运动时间较短，故AB错误；CD．水平方向位移为

因水平位移相同，哥哥抛出的圆环运动时间长，则哥哥抛环的速度小，故C正确，D错误。故选C。

3．B    【详解】设MN＝L，则Lsin30°＝根据平抛运动在水平方向为匀速直线运动可得运动时间t＝质点b自M处沿斜面下滑的加速度a＝gsin30°根据位移—时间关系可得L＝vt+

即L＝将Lsin30°＝代入上式，解得v＝

故B正确，ACD错误。故选B。

4．A   【详解】

A．在题图a中，汽车通过拱桥的最高点时，向心力方向向下，桥对车的支持力小于车的重力，车处于失重状态，故A正确；

B．在题图b中，由牛顿第二定律可得    mgtanθ=mω2htanθ   圆锥摆的角速度     ω=

所以若保持圆锥的高度不变，则角速度不变，故B错误；

C．在题图c中，在A、B两位置时小球所受筒壁的支持力大小相等，则向心力相等，但在B位置时的轨迹半径小，根据    Fn=mω2r     可知，B位置时角速度大，故C错误；

D．在题图d中，火车转弯超过规定速度行驶时，应是外轨对外轮缘有挤压作用，故D错误。

故选A。

5．B    【详解】

A．当小明通过最高点时，小明依然受到重力作用，A错误；    B．小明做匀速圆周运动的周期

    B正确；    C．小明做圆周运动所需的向心力大小为   F向=mω2r=k2mg<mg

故小明通过最高点时处于失重状态，但并非处于完全失重状态，C错误；

D．当小明通过最低点时，由牛顿第二定律有    F-mg=mω2r     解得    F=(1+k2）mg

根据牛顿第三定律可知，此时小明对座舱座垫的压力大小为（1+k2）mg，D错误。

故选B。

6．B

【详解】

“天问一号”做椭圆运动的半长轴为  根据开普勒第三定律，可得地球公转周期为解得故选B。

7．D

【详解】A．球A运动到最高点时，球A对杆恰好无作用力，即重力恰好提供向心力，则有：

解得故A错误；

BCD．A球到最高点时，对杆无弹力，此时B球受重力和拉力的合力提供向心力，有：

由于A、B两球的角速度相等，由v=ωr得：球B的速度大小为解得：

方向竖直向上，故D正确BC错误；故选D。

8．C【详解】由图可知设球面半径为，所以向心加速度

解得所以ABD错误，C正确。故选C。

9．BC详解】依题意，乙船恰好能直达正对岸的A点，根据速度合成与分解，知

将小船的运动分解为平行于河岸和垂直于河岸两个方向，根据分运动和合运动具有等时性，知甲乙两船到达对岸的时间相等，渡河的时间均为且可得甲船沿河岸方向上的位移即甲船在A点左侧靠岸，显然甲、乙两船不可能在未到达对岸前相遇，故选BC。

11．AC

【详解】AB．汽车在弯道上行驶时，若按规定速度拐弯，则由重力和路面弹力的合力提供向心力，设弯道倾角为θ，转弯半径为r，根据牛顿第二定律有得

可见，若要提高最高限速，可以通过增大转弯半径、增大弯道的倾斜程度等方式实现，故A正确，B错误；

CD．汽车以某临界速度过拱形桥最高点时，所受支持力恰好等于零，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律有mg=m得若要增大临界速度，需增大拱形桥的曲率半径，故C正确，D错误。

故选AC。

12．ABC

【详解】

A．两物体角速度相同，所以B所受向心力比A大，当圆盘转速加快到两物体刚好还未发生滑动时，B有背离圆心的离心趋势，A有指向圆心的近心趋势。设此时绳子的张力大小为T，对A、B分别应用牛顿第二定律有两式联立解得T=3μmg故A正确；

B．由上面分析可知解得此时圆盘的角速度为

故B正确；

C．此时A有指向圆心的近心趋势，所受摩擦力方向沿半径指向圆外，故C正确；

D．A、B以角速度做匀速圆周运动时所需的向心力大小分别为

若此时烧断绳子，A、B所受最大静摩擦力均不足以提供向心力，所以A、B都将做离心运动，故D错误。故选ABC。

16．     C     AD##DA     1.6     1.5     2.5     （-L，L）

【详解】

（1）[1]除所给器材外，还需要重垂线，来确定y轴。由于实验不需要测量小球的质量、受力以及运动的时间，所以不需要天平、弹簧测力计、秒表。

故选C。

（2）[2]A．为了保证小球离开斜槽轨道后做平抛运动，需调节使斜槽轨道的末端水平，故A正确；

BD．为了保证小球每次平抛的初速度大小相等，应使小球每次均从斜槽的同一位置由静止开始下滑，斜槽不需要光滑，故B错误，故D正确；

C．本实验中不需要平衡摩擦力，故C错误。

故选AD。

（3）[3]取题图乙可知，时，，在竖直方向有可得小球平抛运动的时间则小球做平抛运动的初速度

（4）[4]小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，有

解得小球做平抛运动的初速度

[5]小球经过B点时的竖直分速度则小球经过B点时的速度

[6]小球从抛出点到B点的时间则抛出点到B点的水平距离

抛出点到B点的竖直距离

由于B点的坐标为（5L，5L），所以抛出点的坐标为（-L，L）‍‍。

17．     金属块转动半径     金属块质量          C     刻度尺

【详解】

（1）[1][2]根据F=mrω2知要研究小球受到的向心力大小与角速度的关系，需控制金属块质量和金属块转动半径不变；

[3]改变转台的转速，对应每个转速由传感器读出金属块受到的拉力，由光电计时器读出转动的周期T，计算出转动的角速度

（2）[4]为了探究向心力跟角速度的关系，用图像法来处理数据，图线是一条过原点的直线，根据

F=mrω2F=mr

图像横坐标x表示的物理量是，ABD错误，C正确。故选C。

（3）[5]为了验证向心力跟半径、质量的关系，需要测金属块转动半径和金属块质量，故需要用到的实验器材有刻度尺和天平。

19．（1）6.75m，0.9s；（2）

【详解】

（1）如图所示，设小球落到B点时竖直分位移为h，水平分位移为x，速度的偏转角为α，运动时间为t。

则解得t=0.9sx=v0t=5.4m

则A、B两点间的距离

（2）在B点时，有

13．（1）mg；（2）mg

【详解】（1）小球离开圆锥体的临界条件为圆锥体对小球的支持力为FN=0

由牛顿第二定律可得解得因ω1=<ω0，FN≠0，对小球进行受力分析，如图甲所示

根据牛顿第二定律有T1sinθ-N1cosθ=mLsinT1cosθ+N1sinθ-mg=0解得T1=mg

（2）因ω2=>ω0，小球离开圆锥体，对小球进行受力分析如图乙所示，设细线与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得T2sin=mLsin解得T2=mg

14．(1)0.75mg   1.25mg；(2)；(3)

【详解】

(1)对小球进行受力分析如图，由平衡条件得TAB＝mgtan37°＝0.75mgTAC＝＝1.25mg

(2)根据牛顿第二定律得其中＝mg

解得

(3)由题意，当 最小时，绳AC与竖直方向的夹角仍为37°，对小球受力分析，则有

解得