【物理】山东省济宁市第二中学2019-2020学年高一下学期第一次线上检测（实验班）试题 （解析版） 13页

济宁二中2019-2020学年高一下学期第一次线上检测 物理试题 一、选择题 ‎1.下列关于匀速圆周运动的描述，正确的是（　　）‎ A. 是匀速运动 B. 是匀变速运动 C. 是加速度变化的曲线运动 D. 合力不一定时刻指向圆心 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．匀速圆周运动的速度方向时刻改变，故速度时刻变化，是变速运动，故A错误；‎ B．匀速圆周运动的加速度方向一直指向圆心，方向时刻改变，故加速度时刻变化，是变加速运动，故B错误，C正确；‎ D．匀速圆周运动的合力时刻指向圆心，称为向心力，故D错误。‎ 故选C。‎ ‎2.某游乐场的大型摩天轮半径为R，匀速旋转一周需要的时间为t。已知质量为m的小华乘坐的车厢此刻处于摩天轮的最底部，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 摩天轮运动的角速度为2πt B. 摩天轮运动的线速度为 C. 摩天轮运动的向心加速度为 D. 在最低点时座椅对小华的作用力为 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．匀速旋转一周需要的时间为t，所以周期T=t，角速度，故A错误；‎ B．摩天轮运动的线速度，故B正确；‎ C．摩天轮运动的向心加速度为，故C错误； ‎ D．在最低点，由牛顿第二定律 ，解得，在最低点时座椅对小华的作用力 ‎，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎3.转笔深受广大中学生的喜爱，如图所示，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关转笔中涉及到的物理知识的叙述，正确的是（　　）‎ A. 笔杆上各点线速度大小相同 B 笔杆上各点周期相同 C. 笔杆上的点离O点越远，角速度越小 D. 笔杆上的点离O点越远，向心加速度越小 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】BC．笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，所以笔杆上各点周期相同，角速度相同，故C错误，B正确； ‎ A．由知角速度相同时，线速度与半径成正比，笔杆上各点线速度大小不相同，故A错误； ‎ D．由知角速度相同时，向心加速度与半径成正比，笔杆上的点离O点越远，向心加速度越大，故D错误。‎ 故选B。‎ ‎4.开普勒的行星运动规律也适用于其他天体或人造卫星的运动，某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的，则此卫星运行的周期大约是（　　）‎ A. 1~4天 B. 4~8天 C. 8~16天 D. 16~20天 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】月球绕地球公转的周期大约是27天。设人造卫星轨道半径为r，则月球轨道半径为3r，它们都是绕地球做匀速圆周运动，围绕同一个中心天体，根据开普勒第三定律，可以得出，代入计算，所以B项正确，ACD错误 故选B。‎ ‎5.如图所示，底面半径为R的平底漏斗水平放置，质量为m的小球置于底面边缘紧靠侧壁，漏斗内表面光滑，侧壁的倾角为θ，重力加速度为g。现给小球一垂直于半径向里的某一初速度v0，使之在漏斗底面内做圆周运动，则（　　）‎ A. 小球一定受到两个力的作用 B. 小球可能受到三个力的作用 C. 当v0<时，小球对底面的压力为零 D. 当v0＝时，小球对侧壁的压力为零 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABD．对小球，由牛顿第二定律，有 ， ，‎ 可知侧壁对小球的支持力N2不能为零，底面对小球的支持力N1可能为零。所以小球可能受到三个力的作用，也可能受到两个力的作用。由牛顿第三定律可知，小球对侧壁的压力不能为零。所以AD错误，B正确；‎ C．当v0<时，由牛顿第三定律可知，当v0<时，小球对底面的压力不为零，故C错误。‎ 故选B。‎ ‎6.如图所示，一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是(　 　)‎ A. 小球过最高点时，杆所受的弹力不能等于零 B. 小球过最高点时，速度至少为 C. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大 D. 若把题中的轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，速度至少为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 当小球在最高点所需向心力恰好等于重力时，此时球对杆没有作用力，故A错误；‎ B. 轻杆固定的小球做圆周运动，由于杆能支撑小球，只要小球能够到达最高点就可以了，所以在最高点的速度可以为零，故B错误；‎ C. 小球在最高点时，如果速度恰好为，则此时恰好只有重力作为它的向心力，杆和球之间没有作用力；如果速度小于，重力大于所需要的向心力，杆对球有向上的支持力，方向与重力的方向相反．速度越大，向心力越大，杆对球的作用力一定随速度增大而减小，故C错误；‎ D. 若把轻杆换为轻绳，其他条件不变，小球过最高点时，向心力最小为mg，根据，速度至少为，故D正确．‎ 故选D ‎7.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时 A. 汽车对凹形桥的压力等于汽车的重力 B. 汽车对凹形桥的压力小于汽车的重力 C. 汽车的向心加速度大于重力加速度 D. 汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”．如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时，解得：，，可知汽车对桥的压力大于汽车的重力，故AB错误；‎ C. 汽车通过凹形桥的最低点时，所以汽车的向心加速度不一定大于重力加速度；‎ D. 汽车通过凹形桥的最低点时，解得：，所以汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大，故D正确．‎ ‎8.杜杰老师心灵手巧，用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。则下列说法正确的是（　　）‎ A. 小球通过最高点时，绳子张力不可以为0‎ B. 小球刚好通过最高点时的速度是 ‎ C. 若小球做匀速圆周运动，则小球通过最低点和最高点，绳的张力差为2mg D. 若小球做匀速圆周运动，则小球通过最低点和最高点，绳的张力差为4mg ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力，此时拉力为零，故A错误；‎ B．小球刚好能过最高点时满足的条件是小球受的重力提供向心力，即。即 ‎，故B错误；‎ CD．小球通过最低点时，由牛顿第二定律 ，小球通过最高点时，由牛顿第二定律，解得绳的张力差为 ，故C正确，D错误。‎ 故选C。‎ ‎9.关于如图所示的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（　　）‎ A. 如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力小于车的重力 B. 如图b所示，在光滑固定圆锥筒的水平面内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力和向心力 C. 如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受的弹力方向一定向上 D. 如图d所示，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮可能对内外轨均无侧向压力 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．图a汽车安全通过拱桥最高点时，重力和支持力的合力提供向心力，方向竖直向下，所以支持力小于重力，根据牛顿第三定律，车对桥面的压力小于车的重力，故A正确；‎ B．图b沿固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力和弹力作用，向心力是二者的合力，故B错误；‎ C．图c中轻质细杆一端固定的小球，当小球在最高点压力为零时，重力提供向心力，有 ‎，解得，当速度小于v时，杆对小球有支持力，方向竖直向上；当速度大于v时，杆对小球有拉力，方向竖直向下，故C错误；‎ D．图d中火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时，车轮对内外轨均无侧向压力，故D正确。‎ 故选AD。‎ ‎10.如图为一压路机的示意图，其大轮半径是小轮半径的1.5倍，A、B分别为大轮和小轮边缘上的点，在压路机前进时（）‎ A. A、B两点的转速之比nA∶nB=1∶1‎ B. A、B两点的线速度之比vA∶vB=3∶2‎ C. A、B两点的角速度之比ωA∶ωB=3∶2‎ D. A、B两点的向心加速度之比aA∶aB=2∶3‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】压路机前进时，其轮子边缘上的点参与两个分运动，即绕轴心的转动和随着车的运动；与地面接触点速度为零，故两个分运动的速度大小相等、方向相反，故A、B两点圆周运动的线速度都等于汽车前进的速度，故A、B两点的线速度之比vA：vB=1：1，根据v=2πr n可知转速之比为2:3，故AB错误；A、B两点的线速度之比vA：vB=1：1，根据公式v=rω，线速度相等时，角速度与半径成反比，故A、B两点的角速度之比ωA：ωB=2：3，故C错误；根据a= vω可知A、B两点的向心加速度之比aA∶aB=2∶3，故D正确。‎ 故选D．‎ ‎11.关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是(　　)‎ A. 由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大 B. 行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小 C. 由F＝G可知，G＝，由此可见G与F和r2的乘积成正比，与M和m的乘积成反比 D. 行星绕太阳运动椭圆轨道可近似看作圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力，B对．引力还跟星体质量有关，所以A错．G是万有引力常量是个定值，C错．万有引力提供天体做圆周运动的向心力，D对．‎ ‎12.如图所示，在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块（可视为质点）。A和B距轴心O的距离分别为rA＝R，rB＝2R，且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm，两物块A和B随着圆盘转动时，始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（　　）‎ A. B所受合力一直等于A所受合力 B. A受到的摩擦力一直指向圆心 C. B受到的摩擦力先增大后不变 D. A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度ωm＝ ‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】当圆盘角速度比较小时，由静摩擦力提供向心力。两个物块的角速度相等，由可知半径大的物块B 所受的合力大，需要的向心力增加快，最先达到最大静摩擦力，之后保持不变。当B的摩擦力达到最大静摩擦力之后，细线开始提供拉力，根据，可知随着角速度增大，细线的拉力T增大，A的摩擦力将减小到零然后反向增大，当A的摩擦力反向增大到最大，即时，解得，‎ 角速度再继续增大，整体会发生滑动。由以上分析，可知AB错误，CD正确。‎ 故选CD。‎ 二、计算题 ‎13.申雪、赵宏博是我国双人花样滑冰的名将，曾代表祖国在世界各大比赛中取得了骄人的成绩。如图所示是模拟赵宏博（男）以自己为转动轴拉着申雪（女）做匀速圆周运动，若赵宏博的转速为30 r/min，申雪触地冰鞋的线速度为‎4.7 m/s。‎ ‎(1)求申雪触地冰鞋做圆周运动的角速度和半径；‎ ‎(2)若他们手拉手绕他们连线上的某点做匀速圆周运动，已知男、女运动员触地冰鞋的线速度分别为‎3.6 m/s和‎4.8 m/s，问男、女运动员做圆周运动的半径之比为多少？‎ ‎【答案】(1)3.14 rad/s；‎1.5 m；(2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 申雪触地冰鞋做圆周运动转速n＝30 r/min＝0.5 r/s 角速度 设触地冰鞋做圆周运动的半径为r，由v＝ωr得 ‎(2)他们的角速度相同，设男运动员做圆周运动的半径为r1，女运动员做圆周运动的半径为r2，则 ‎14.如图所示，斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连，斜面倾角为=45°，半圆轨道的半径为‎2m，一小球从斜面下滑，进入半圆轨道，最后落到斜面上，当小球通过C点时，小球对轨道的压力为66N,小球的质量为‎3kg，g取‎10 m/s2试求：‎ ‎ ‎ ‎（1）小球通过C 点的速度为多大？‎ ‎（2）小球从离开轨道到落到斜面所用的时间 ‎【答案】（1）‎8m/s；(2)0.4s ‎【解析】‎ ‎（1）在C点，根据牛顿第二定律可得： ‎ 解得vC=‎8m/s ‎（2）小球做平抛运动，则； ‎ 联立解得：t=0.4s ‎ ‎15.如图所示，一根长‎0.1 m的细线，一端系着一个质量为‎0.18 kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动。当小球的转速增加到原来的3倍时，细线断裂，这时测得线的拉力比原来大40 N。‎ ‎(1)求此时线的拉力为多大？‎ ‎(2)求此时小球运动的线速度为多大？‎ ‎(3)若桌面高出地面‎0.8 m，则线断后小球垂直桌面边缘飞出，落地点离桌面边缘的水平距离为多少？（g取‎10 m/s2）‎ ‎【答案】(1)45 N；(2)‎5 m/s；(3)‎‎2 m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设小球原来的角速度为，线的拉力为F，则有 F＝mrω2‎ F＋＝mr 又＝40 N 解得F＝5 N 所以线断时，线的拉力为 F′＝F＋＝45 N ‎(2)设此时小球的线速度为v，则有 F＋＝m 代入数据得 v＝‎5 m/s ‎(3)飞出桌面后小球做平抛运动，则有 h＝gt2‎ x＝vt 联立两式并代入数据得 x＝‎‎2 m ‎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。‎ ‎【答案】(1)0.75mg 1.25mg；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对小球进行受力分析如图，由平衡条件得 TAB＝mgtan37°＝0.75mg TAC＝＝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