深圳市富源学校2022-2023学年高一下学期3月调研考试物理试卷(含答案)
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这是一份深圳市富源学校2022-2023学年高一下学期3月调研考试物理试卷(含答案),共13页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,计算题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.下列说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体,加速度可能为零
B.物体的运动状态发生改变,其运动轨迹可能是直线也可能是曲线
C.做曲线运动的物体,其加速度方向与速度方向可能一致
D.曲线运动可以是匀速运动
2.小船在水速较小的河中横渡,并使船头始终垂直河岸航行。到达河中间时,突然上游放水使水流速度加快,则对此小船渡河的说法正确的是( )
A.小船渡河时间变长
B.小船渡河时间不变,但位移将变大
C.因船头始终垂直河岸,故渡河时间及位移都不会变化
D.因船速与水速关系未知,故无法确定渡河时间及位移的变化
3.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,转动半径之比为1:3,在相等时间里都转过80°圆心角。则( )
A.线速度之比为1:1B.线速度之比为3:1
C.角速度之比为1:3D.角速度之比为1:1
4.如图所示是机械手表传动装置中相互啮合的两个齿轮。齿轮转动时,其边缘P、Q两点线速度大小分别为和,角速度大小分别为和,则( )
A.B.C.D.
5.甲、乙两物体做匀速圆周运动,其质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受合外力之比为( )
A.1:4B.2:3C.4:9D.9:16
6.如图,一小球用长为l的细线悬于P点,并在水平面内做角速度为ω的匀速圆周运动,轨迹圆的圆心O到P点的距离为h。下列说法正确的是( )
A.保持h不变,增大l,ω不变B.保持h不变,增大l,ω变大
C.保持l不变,增大ω,h不变D保持l不变,增大ω,h变大
7.如图所示,斜面固定在水平面上,两个小球分别从斜面底端O点正上方A、B两点向右水平抛出,B为AO连线的中点,最后两球都垂直落在斜面上,A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为( )
A.B.C.D.
二、多选题
8.2020年12月初我市迎来今年第一场降雪,一名同学站在自家的平房顶上,向对面的竖直高墙上投掷雪球,第一次水平抛出的速度是,第二次水平抛出的速度是,(不计空气阻力)则比较前后两次被抛出的雪球在碰到墙的过程中,下列判断正确的是( )
A.运动时间之比是2:1B.下落的高度之比是2:1
C.下落的高度之比是4:1D.运动的加速度之比是1:1
9.质量为4kg的质点在xOy平面上做曲线运动,它在x方向的速度—时间图象和y方向的位移—时间图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.质点的初速度大小为5m/s
B.2s末质点速度大小为6m/s
C.质点初速度的方向与合外力方向垂直
D.质点所受的合外力为6N
10.如图是带车牌自动识别系统的直杆道闸。离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动,杆的中点A和前端B点各有一装饰小旗子。汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为2.3s,自动识别系统的反应时间为0.3s;汽车可看成高1.6m的长方体,其左侧面底边在直线上,且O到的距离为0.6m,下列说法正确的是( )
A.A、B两小旗子的角速度大小之比为1:2
B.A、B两小旗子的向心加速度大小之比为1:2
C.要使汽车安全通过道闸,直杆转动的角速度至少为
D.要使汽车安全通过道闸,直杆转动的角速度至少为
三、实验题
11.图(甲)所示是研究平抛物体运动的实验装置图,(乙)是实验后在白纸上作的图。
(1)安装斜槽轨道时要注意___________。
(2)实验过程需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描出小球作平抛运动的轨迹,每次释放小球时应使小球___________,目的是___________。
(3)O为平抛运动起点,计算小球作平抛运动的初速度的公式是___________,根据(乙)图给出的数据,计算出小球平抛的初速度___________m/s。
12.在“探究向心力大小的表达式”实验中,所用向心力演示器如图(a)所示。图(b)是演示器部分原理示意图:皮带轮①、④的半径相同,轮②的半径是轮①的1.5倍,轮③的半径是轮①的2倍,轮④的半径是轮⑤的1.5倍,轮④的半径是轮⑥的2倍;两转臂上黑白格的长度相等;A、B、C为三根固定在转臂上的挡板,可与转臂上做圆周运动的实验球产生挤压,从而提供向心力。图(a)中的标尺1和2可以显示出两球所受向心力的大小关系。可供选择的实验球有:质量均为2m的球1和球2,质量为m的球3。
(1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时,我们主要用到了物理学中的______。
A.等效替代法B.控制变量法C.理想实验法D.转化法
(2)实验时将球1、球2分别放在挡板A、C位置,将皮带与轮②和轮⑤连接,转动手柄观察左右两个标尺,此过程是验证向心力的大小与________的关系。
(3)实验时将皮带与轮③和轮⑥相连,将球2、3分别放在挡板B、C位置,转动手柄,则标尺1和标尺2显示的向心力之比为________。
四、计算题
13.某质点做匀速圆周运动的轨道半径为80cm,周期为2s,则它做匀速圆周运动的:
(1)角速度为多大?
(2)线速度多大?
(3)向心加速度多大?
14.平抛一小球,当抛出1s后它的速度方向与水平方向的夹角为45°,落地时速度方向与水平方向成60°角,,求:
(1)初速度的大小;
(2)落地时的速度大小;
(3)抛出点离地面的高度。
15.如图所示,常见的圆形餐桌的中部是一个半径为的圆玻璃盘,圆玻璃盘是可以绕中心轴转动的。本题近似认为圆玻璃盘与餐桌在同一水平面内,且两者之间的间隙可忽略不计。一只茶杯放置在圆玻璃盘边缘,茶杯与圆玻璃盘间的动摩擦因数为,茶杯与餐桌间的动摩擦因数为。设茶杯与圆盘、茶杯与餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取。
(1)现转动圆玻璃盘,茶杯不滑到餐桌上时,圆玻璃盘的最大角速度ω为多少?
(2)若茶杯恰好从圆玻璃盘上甩出,为使茶杯不滑落到地面上,餐桌半径R的最小值为多大?
参考答案
1.答案:B
解析:AD.物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,所以做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零,加速度一定不为零,不可能是匀速运
动,故AD错误;
B.物体的运动状态发生改变,其所受合外力一定不为零,当合外力与速度方向在一条直线上,物体做匀变速直线运动,合外力与速度方向不在一条直线上,物体做曲线运动,所以动轨迹可能是直线也可能是曲线,B正确;
C.做曲线运动的物体,其加速度方向与速度方向一定不在一条直线上,故C错误;
故选B。
2.答案:B
解析:因为各分运动具有独立性,在垂直于河岸方向上
知运动的时间仍然不变且最短,合运动与分运动具有等时性。在沿河岸方向上
水流速度加快,则沿河岸方向上的位移增大,根据运动的合成,最终的位移增大。
故选B。
3.答案:D
解析:CD.由题意在相等时间里都转过80°圆心角可知,甲、乙两物体的角速度相等,则角速度之比为1:1,故D项正确,C错误;
AB.转动半径之比为1:3,由公式,可得线速度之比为1:3,故AB错误。
故选D。
4.答案:D
解析:齿轮传动装置中,齿轮边缘的线速度大小相等,即
根据角速度与线速度的关系有
由于
则有
ABC错误,D正确。
故选D。
5.答案:C
解析:在相同的时间内甲转过60°,乙转过45°,则有
根据公式,有
可得
故选C。
6.答案:A
解析:对小球受力分析如图,设绳子的拉力为F,绳子与竖直方向之间的夹角为θ,小球所受重力和绳子的拉力的合力提供了向心力,得
则
解得
又几何关系可得
代入可得
可知小球的角速度与绳子的长度无关,保持h不变,增大l,ω不变,保持l不变,增大ω,h变小。
故选A。
7.答案:B
解析:设任一小球的初速度为,抛出点离O点的高度为h,平抛运动的时间为t,斜面的倾角为θ。
据题小球垂直击中斜面,速度与斜面垂直,由速度分解可知:;
又
可得:
根据几何关系得:
击中斜面位置到O点的距离为
据题有故得A、B两球击中斜面位置到O点的距离之比为2:1,故选:B。
8.答案:ACD
解析:两次抛出后都碰到了墙,所以水平位移相同,雪球的运动可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动。
A.水平位移相同,初速度之比为1:2,根据可知,运动时间之比是2:1,故A正确;
BC.下落的高度,则下落高度之比为4:1,故B错误,C正确;
D.都做平抛运动,加速度都是重力加速度,相等,故D正确。
故选:ACD。
9.答案:AD
解析:A.x轴方向初速度为
y轴方向初速度
代入解得,质点的初速度
故A正确;
B.2s末质点速度应该为
故B错误;
C.合力沿x轴方向,而初速度方向既不在x轴,也不在y轴方向,质点初速度的方向与合外力方向不垂直。故C错误;
D.x轴方向的加速度
质点的合力
故D正确。
故选AD。
10.答案:BD
解析:A.A、B两小旗子一起随细直杆绕口做同轴匀速转动,角速度相同,角速度大小之比为l:1,故A错误;
B.由匀速圆周运动向心加速度与角速度关系
则A、B两小旗子的向心加速度大小之比为
故B正确;
CD.由题知要使汽车安全通过道闸,直杆在时间内至少要转动的角度为,则转动的角速度至少为
故C错误,D正确。
故选BD。
11.答案:(1)斜槽末端水平(2)从同一位置静止滚下;保证每次具有相同的初速度(3);
解析:(1)为了保证小球做平抛运动的初速度水平,安装斜槽轨道时要注意斜槽末端水平。
(2)实验过程中需要多次释放小球使它沿斜槽轨道滚下才能描绘出小球平抛运动的轨迹,每次释放小球时应使小球从同一位置静止滚下,目的是保证每次具有相同的初速度。
(3)小球做平抛运动
竖直方向
水平方向
联立得
代入图乙中两组数据得
所以,小球平抛运动的初速度为
12.答案:(1)B(2)角速度(3)
解析:(1)本实验采用控制变量法,故B正确,ACD错误。
(2)将球1、球2分别放在挡板A、C位置时,两球的质量、运动半径均相同,但转动的角速度不同,从而向心力不同,故此过程是向心力的大小与角速度的关系;
(3)根据
由题可知
代入数据可得
13.答案:(1)(2)2.51m/s(3)
解析:(1)由公式知:角速度
(2)线速度
(3)向心加速度
14.答案:(1)10m/s(2)20m/s(3)15m。
解析:(1)如图所示,将速度进行分解
由
可得:
且初速度的大小为:
(2)落地速度为:
(3)落地时竖直分速度为:
则有:
抛出点高度为:
15.答案:(1)2rad/s(2)2.5m
解析:(1)茶杯即将滑动时圆玻璃盘的角速度达到最大值,则
可得
(2)茶杯在餐桌上滑动的初速度
茶杯滑到餐桌边缘时速度恰好减为零,对应的餐桌半径取最小值。设茶杯在餐桌上滑动的位移为s,物体在餐桌上做匀减速运动的加速度大小为a,则
得
由运动学公式得,可得
由几何关系可得餐桌半径的最小值为
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