【物理】山东省潍坊市2019-2020学年高一下学期4月阶段考试试题 （解析版） 15页

山东省潍坊市2019-2020学年高一下学期4月阶段考试试题 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。‎ ‎1.做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的量是（　　）‎ A. 速率 B. 速度 C. 加速度 D. 合外力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．曲线运动的物体，它的速度方向是轨迹的切线方向，肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，但速度大小可以不变，故速率可能不变，A错误B正确；‎ CD．曲线运动的物体可能受恒力作用，如平抛运动，只受重力不变，其加速度为重力加速度，保持不变，CD错误。‎ ‎2.物体在几个水平恒力作用下在水平面做匀速直线运动，若突然撤去与速度方向垂直的一个力F，它将做（　　）‎ A. 匀速圆周运动 B. 匀加速直线运动 C. 匀减速直线运动 D. 匀变速曲线运动 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．物体做匀速运动时，受力平衡，若运动过程中沿与速度方向垂直的一个力突然消失，则物体剩余其余各力的合力方向仍然与速度方向垂直，只不过与撤去的力的方向相反，所以物体一定匀变速曲线运动，ABC错误D正确。‎ ‎3.质点由A向C做曲线运动，它的轨迹如图所示，关于它通过B点时速度v和加速度a的方向正确的是 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ A图中速度方向沿轨迹的切线方向，加速度指向轨迹的内侧，符合实际．故A正确．B图中速度方向沿轨迹切线方向，但是加速度指向轨迹的外侧，不符合实际．故B错误．C 图中速度方向沿轨迹的切线方向，但加速度也沿切线方向，不符合题意，故C错误．D图中速度方向是正确的，而加速度方向是错误的，加速度指向轨迹的内侧．故D错误．故选A．‎ 点睛：解答此题要根据曲线运动中质点的速度方向是轨迹的切线方向、加速度方向指向轨迹的内侧分析选择．‎ ‎4.某质点在Oxy平面上运动。t =0时，质点位于y轴上。它x方向运动速度－时间图像如图甲所示，它在y方向的位移－时间图像如图乙所示，则（　　）‎ A. 质点做匀加速直线运动 B. 1s末的瞬时速度大小为‎11m/s C. 2s内的位移大小为2m D. 质点沿y轴正方向做匀速直线运动 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．质点在x轴方向做匀变速运动，而在y轴方向上为匀速直线运动，故合运动一定为匀变速曲线运动，A错误；‎ B．物体在x方向的加速度为,物体在x方向1秒末的速度为,物体在y方向做匀速直线运动，在y方向的速度为，则1秒末瞬时速度大小为,B错误；‎ C．2秒末，物体在x方向的位移,物体在y方向的位移,‎ 则2秒末位移,C正确；‎ D．物体的运动方向应该是合速度的方向，不是y轴的方向，D错误。‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，细绳的一端固定于O点，另一端系一个小球，在O点的正下方钉一个钉子A，小球从一定高度摆下。当细绳与钉子相碰的瞬间，则（　　）‎ A. 小球的线速度变大 B. 小球的角速度不变 C. 细绳对小球的拉力变小 D. 钉子的位置越靠下，细绳越容易被拉断 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．细绳与钉子相碰前后线速度大小不变，半径变小，根据，得知，角速度增大，AB错误；‎ CD．根据，则拉力，可知钉子的位置越靠下，半径越小，向心力越大，则拉力越大，绳子越容易断，C错误D正确。‎ 故选D。‎ ‎6.西班牙某小镇举行了西红柿狂欢节，一名儿童站在自家的平房顶上，向他对面水平距离为L的竖直墙上投掷西红柿，第一次水平抛出的速度是v0，第二次水平抛出的速度是3v0，两次抛出的西红柿均碰到竖直墙上，则有（不计空气阻力）（　　）‎ A. 运动时间之比是1∶1 B. 下落的高度之比是2∶1‎ C. 下落的高度之比是9∶1 D. 运动的加速度之比是3∶1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．两次抛出后都碰到了墙，西红柿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。水平位移相同，初速度之比为，根据 ‎，A错误；‎ BC．下落的高度，则下落高度之比为，B错误C正确；‎ D．因为都是平抛运动，加速度相同，D错误。‎ 故选C。‎ ‎7.用m、v0、h 分别表示平抛运动物体的质量、初速度和抛出点离水平地面的高度，不考虑空气阻力，以下说法正确的是（　　）‎ A. 物体在空中运动的时间只由h决定 B. 物体在空中运动的水平位移只由v0决定 C. 物体落地时瞬时速度的大小与m、h无关，与v0有关 D. 物体落地时瞬时速度方向与水平方向的夹角随h的增大而减小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据得，知物体在空中运动的时间由h决定，A正确；‎ B．物体在空中的水平位移，知物体的水平位移由和h决定，B错误；‎ C．竖直方向上的分速度，根据平行四边形定则知，落地的瞬时速度 ‎，可知由和h决定，与m无关，C错误；‎ D．根据平行四边形定则得，知落地的速度方向由和h决定，D错误。‎ 故选A。‎ ‎8.如图所示，A、B两点分别位于大、 小轮的边缘上，C 点位于大轮半径的中点，大轮的半径是小轮的2倍，它们之间靠摩擦传动，接触面上没有滑动。则（　　）‎ A. A、B两点的线速度大小相等 B. A、B两点的角速度大小相等 C. A、C两点的向心加速度大小相等 D. B、C两点的向心加速度大小相等 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，知A、B两点具有相同的线速度， A正确；‎ B．根据，A、B两点半径不一样，角速度不同，B错误；‎ C．A、C两点在同一个大圆上，角速度大小相等，半径不同，根据，C错误；‎ D．A、C两点在同一个大圆上，角速度大小相等，根据，得A、C两点速度不同，则B、C两点速度不同，B、C两点的半径相同， 根据，B点和C点的向心加速度不同，D错误。‎ 故选A。‎ 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎9.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，在水平面内做匀速圆周运动。如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，车轮和接触面间没有侧向滑动趋势，下列说法中正确的是（　　）‎ A. h越高，摩托车对侧壁的压力将越大 B. h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大 C. h越高，摩托车做圆周运动的角速度将越大 D. 摩托车做圆周运动的向心力大小不随h的变化而改变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力和支持力的合力，如图，‎ 侧壁对摩托车的支持力，不变，则摩托车对侧壁的压力不变，摩托车做圆周运动的向心力，可知向心力不随h变化而变化，A错误D正确；‎ B．根据，可知，h越高，r越大，则v越大，B正确；‎ C．根据，可知，h越高，r越大，则越小，C错误。‎ 故选BD。‎ ‎10.如图所示为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。已知质量为‎60 kg的学员在A点位置，质量为‎70 kg的教练员在B点位置，A点的转弯半径为‎5.0 m，B点的转弯半径为‎4.0 m，则学员和教练员（均可视为质点）（　　）‎ A. 线速度大小之比为5∶4‎ B. 周期之比为5∶4‎ C. 向心加速度大小之比为4∶5‎ D. 受到合力大小之比为15∶14‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．一起做圆周运动的角速度相等，根据，知半径之比为5：4，则线速度之比为5：4，A正确；‎ B．做圆周运动的角速度相等，根据，周期相等，B错误；‎ C．做圆周运动的角速度相等，根据，半径之比为5：4，则向心加速度大小之比为5：4，C错误；‎ D．根据，向心加速度之比为5：4，质量之比为6：7，则合力大小之比为15：14，D正确。‎ 故选AD。‎ ‎11.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T，在此后的运动过程中，下列说法正确的是（ ）‎ A. 物体A做加速运动 B. 物体A做匀速运动 C. T可能小于mg D. T一定大于mgsin ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、由题意可知，物体B可以看成绳子的端点，物体B向下的速度可以分解成沿绳子方向伸长的速度和绳子摆动的速度，绳子伸长的速度等于物体A的速度，如图根据平行四边形定则有：vBsin=v绳；因B以速度v0匀速下滑，又在增大，所以绳子的速度在增大，则物体A做加速运动，故A正确，B错误；‎ CD、对A受力分析，结合牛顿第二定律有：绳子上的张力T＞mgsin，故D正确，C错误．‎ ‎12.如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，下列说法正确的是(　　)‎ A. 车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来 B. 人在最高点时对座位仍可能产生压力 C. 人在最低点时对座位的压力等于mg D. 人在最低点时对座位的压力大于mg ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、当人与保险带间恰好没有作用力，由重力提供向心力，得临界速度为；当速度时，人与座椅产出外侧挤压，没有保险带，人也不会掉下来；故A错误.‎ B、当人在最高点的速度时，人对座位就产生压力；故B正确.‎ C、D人在最低点时，加速度方向竖直向上，根据牛顿第二定律分析可知，人处于超重状态，有，由牛顿第三定律可知人对座位的压力大于mg；故C错误，D正确.‎ 故选BD.‎ 三、非选择题：本题共6小题，共60分。‎ ‎13.如图为小明同学拍摄的高速公路某弯道处的照片，通过请教施工人员得知，该段公路宽度为‎16m，内外侧的高度差为‎2m，某车道设计安全时速为‎90km/h（无侧滑趋势）。已知角度较小时，角的正切值可近似等于正弦值，若g取‎10m/s2.根据所学圆周运动得知识，可计算出该车道的转弯半径为___m；若汽车在该处的行驶速度大于‎90km/h，则汽车有向弯道_____（填“内侧”或“外侧”）滑动的趋势。‎ ‎【答案】 (1). 500 (2). 外侧 ‎【解析】‎ 详解】（1）汽车受力如图 由牛顿第二定律可知 由几何关系知 联立解得 ‎（2），因为速度变大，汽车需要的向心力增大，而由重力和支持力的合力提的向心力不足，则汽车将要有做离心运动的趋势，所以有向外滑动的趋势 ‎14.某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。‎ ‎(1)甲同学采用如图1所示的装置。用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明_______。‎ ‎(2)乙同学采用如图2所示的装置。用两个相同的弧形轨道M、N分别于发射小铁球 P、Q，其中N的末端与光滑水平面相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D，调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，切断电源，使两小铁球同时分别从轨道M、N的下端射出。实验可观察到的现象应是_____________ ；保持AC=BD，仅仅改变弧形轨道M在竖直方向的位置，重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明_________ 。‎ ‎(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为‎2.5cm，分析可知，位置1_________（填“是”或“不是”）平抛运动的起点；该小球平抛运动的初速度大小为_________m/s（g取‎10m/s2）。‎ ‎【答案】 (1). 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动 ‎ ‎ (2). P，Q二球相碰 平抛运动在水平方向上是匀速运动 (3). 不是 1‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）在打击金属片时，A小球同时做平抛运动与自由落体运动，B小球同时做自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动。‎ ‎（2） P，Q二球相碰。‎ 让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下，从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度．小球P做平抛运动，小球Q做匀速直线运动，当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动．当同时改变两小球滚下的高度时，仍能相碰，则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。‎ ‎（3）平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动，如果是平抛运动的起点，根据初速度为零的匀变速运动的特点，在竖直方向上在相等的时间内位移之比为 ，由图可知是 ，所以 1不是平抛运动的起点。‎ 平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动，设每个小方格的边长为，闪光时间间隔为，在竖直方向 可得 水平方向 得 ‎15.物体在一平面直角坐标系内运动，开始时位于坐标原点，物体在x轴和y轴方向运动的速度-时间图像分别如图甲、乙所示。求：‎ ‎(1) t1=2s时物体的速度大小；‎ ‎(2) t2=4s时物体的位移大小。‎ ‎【答案】（1）‎2.5m/s；（2）‎10m。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由图像可知，物体沿轴正方向作 的匀速直线运动，沿轴正方向作初速度为0，加速度为 的匀加速直线运动 ‎ ‎(1)s时，x轴方向速度 ‎ y轴方向速度 合速度大小 ‎ 代入数据得 ‎(2)s时，x轴方向位移 ‎ y轴方向位移 合位移大小 代入数据得 ‎ ‎16.汽车以‎4m/s的速度在水平地面上匀速行驶，汽车后壁货架上放有一小球（可视作质点），货架到底板的高度为‎45cm ‎，由于前方事故，突然急刹车，小球从架上落下。已知该汽车刹车后做加速度大小为‎8m/s2的匀减速直线运动，忽略货物与架子间的摩擦及空气阻力，g取‎10m/s2.求：‎ ‎(1)小球的下落时间和对地的水平位移；‎ ‎(2)小球在车厢底板上落点距车后壁的距离。‎ ‎【答案】（1）03s，‎1.2m；（2）‎‎0.36m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）汽车刹车后，货物做平抛运动，设下落时间为t，则 ‎ 代入数据得 ‎ 货物的水平位移为 ‎ 代入数据得 ‎ ‎（2）汽车做匀减速直线运动，刹车时间为，则 小球下落时间内汽车的位移为 由 代入数据得 ‎17.我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图1所示。一辆质量为1.2t的小车，以‎10m/s速度经过半径为‎40m的拱形桥最高点，如图2所示，取g=‎10m/s2.求：‎ ‎(1)桥对小车支持力的大小；‎ ‎(2)为保证安全，小车经过桥顶时不能离开桥面，则此时的最大速度为多少？‎ ‎(3)若小车以‎10m/s速度通过半径为‎40m的凹形路面，如图3所示。求经过最低点时路面对小车支持力的大小。‎ ‎【答案】（1）9000N，（2）‎20m/s；（3）15000N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据向心力公式和牛顿第二定律得 ‎ 解得 ‎(2)最大允许速度满足 ‎ 解得 ‎（3）经过凹形路面时 ‎ 解得 ‎18.下图1为游乐场的悬空旋转椅，可抽象为如图2所示模型，已知绳长L =‎5m，水平横梁L′=‎3m，小孩质量m=‎40kg，整个装置可绕竖直轴转动，绳与竖直方向夹角θ=37°，小孩可视为质点，g取‎10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：‎ ‎(1)绳子的拉力为多少？‎ ‎(2)该装置转动的角速度多大？‎ ‎(3)增大转速后，绳子与竖直方向的夹角变为53°，求此时装置转动的角速度。‎ ‎【答案】（1）500N；（2）；（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小孩受力情况如图所示 由于竖直方向受力平衡，有 代入数据得 ‎（2）小孩做圆周运动的半径 ‎ 由 代入数据解得 ‎（3）此时半径为 ‎ 由 解得 ‎ ‎