1、河北省邯郸市大名县第一中学 2018-2019 学年高一（清北组）下学期第一次半月考物理试题一、选择题1.关于曲线运动，下列说法正确的是（）A. 做曲线运动的物体，速度和加速度都在改变B. 只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心C. 做曲线运动的物体，受到的合外力可以是恒力D. 做匀速圆周运动物体，只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，【答案】C【解析】做曲线运动的物体，速度不断变化，而加速度可以不变，如平抛运动，故 A 错误；物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力是向心力，故 B 错误；做曲线运动的物体，受到的合外力可以是恒力，如平抛运动，故 C 正确；物体只要受
2、到垂直于初速度方向的力作用且力的大小不变，就一定能做匀速圆周运动，故 D 错误。所以 C 正确，ABD 错误。2.如下图是直升机训练伞兵的情境.假设直升机放下绳索吊起伞兵后（如图甲） ，竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，则（）A. 绳索中拉力可能倾斜向上 B. 在地面上观察到伞兵的运动轨迹是一条抛物线C. 伞兵始终处于失重状态 D. 绳索中拉力先大于重力，后小于重力【答案】D【解析】由图丙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，即在水平方向处于平衡状态，受到的合外力等于零，所以可知绳子沿水平方向的作用力为零，则绳索中拉力方向一定沿竖直向上，故 A 错误；由图可知，伤员沿水平
3、方向做匀速直线运动，而沿竖直方向做变速运动，所以其轨迹一定是曲线，故 B 错误；绳索吊起伤员后伤员在竖直方向运动的方向向上，结合图乙可知，在竖直方向伤员先向上做加速运动，后向上做减速运动，所以加速度的方向先向上后向下，伤员先超重后失重，所以绳索中拉力先大于重力，后小于重力，故 D 正确，C错误。所以 D 正确，ABC 错误。3.一轻杆两端分别固定质量为 和 的两个小球 A 和 可视为质点。将其放在一个光滑 (球形容器中从位置 1 开始下滑，如图所示，当轻杆到达位置 2 时球 A 与球形容器球心等高，其速度大小为 ，已知此时轻杆与水平方向成 角，B 球的速度大小为 ，则 1 =30 2A. 2=
4、121B. 2=21C. 2=1D. 2=31【答案】C【解析】根据题意，将 A 球速度分解成沿着杆与垂直于杆方向，同时 B 球速度也是分解成沿着杆与垂直于杆两方向则有，A 球：v =v1sin；而 B 球，v =v2sin由于同一杆，则有 v1sin=v2sin所以 v2=v1，故 C 正确，ABD 错误；故选 C.点睛：考查运动的分成与分解的规律，学会对实际的分解，同时对动能定理理解，当然也可以使用机械能守恒定律，但需要对系统做出守恒的判定4.如图， （d 和 c 共轴）靠轮传动装置中右轮半径为 2r，a 为它边缘上的一点，b 为轮上的一点、距轴为 r；左侧为一轮轴，大轮的半径为 4r，d
5、 为它边缘上的一点；小轮半径为 r，c为它边缘上的一点。若传动中靠轮不打滑，则下列说法错误的是（ ）A. a 点与 d 点的向心加速度大小之比为 1：4B. a 点与 c 点的线速度之比为 1：1C. c 点与 b 点的角速度之比为 2：1D. b 点与 d 点的周期之比为 2：1【答案】A【解析】【分析】根据题中“靠轮传动装置”可知，本题考察共轴传动和摩擦传动问题，应用线速度、角速度、向心加速度等知识分析计算。【详解】B：小轮与右轮间靠摩擦传动不打滑，两轮边缘上点的线速度大小相等，即.故 B 项正确。=C： 、 、 ，据 可得， ；a、b 两点均在右轮上， ；= =2 = = =2 =所以
6、.故 C 项正确。=2D：大轮与小轮同轴传动，则 ；又 ，所以 .据 可得，= =2 =2 =2.故 D 项正确。=2A： 、 ，则 ；又 、 ；据 可得， .故=2 = =2 =2 =4 =2 =8A 项错误。本题选错误的，答案是 A.5.近年来我国高速铁路发展迅速，现已知某新型国产列车车厢质量为 m,如图所示，已知两轨间宽度为 a,内外轨高度差为 b,重力加速度为 g,如果列车要进入半径为 r 的水平弯道，该弯道处的设计速度最为适宜的是( )A. 22B. 22C. 22D. 【答案】C【解析】转弯中，当内外轨对车轮均没有侧向压力时，火车的受力如图，由牛顿第二定律得： ，=2=22解得 ，
7、故 C 正确=22故选 C点睛： 1、本题考查了向心力，需要掌握牛顿第二定律在圆周运动中的应用；2、火车拐弯时以规定速度行驶，此时火车的重力和支持力的合力提供圆周运动所需的向心力；3、若速度大于规定速度，重力和支持力的合力不够提供，此时外轨对火车有侧压力，若速度小于规定速度，重力和支持力的合力提供偏大，此时内轨对火车有侧压力，根据牛顿第二定律求出规定速度，据此解答。6.某物体做平抛运动时，它的速度方向与水平方向的夹角为 ，其正切值 tan 随时间 t 变化的图象如图所示，(g 取 10m/s2)则 ( )A. 第 1s 物体下落的高度为 5mB. 第 1s 物体下落的高度为 10mC. 物体的
8、初速度为 5m/sD. 物体的初速度为 10m/s【答案】AD【解析】试题分析：设物体水平抛出时的初速度为 v0，平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，所以水平方向的速度保持 v0 不变，而竖直方向的速度，第 1 s 物体下落的高度 ，A 正确；B 错误；它的速度的方向和水平方向间的夹角 的正切 ，由这个表达式可以知道 tan 与时间 t成正比,图象的斜率为 ，所以，v 0=10m/s,D 正确；C 错误。考点：平抛运动。7.如图所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径 R=90 m 的大圆弧和 r=40 m 的小圆弧，直道与弯道相切大、小圆弧圆心 O、
9、O距离 L=100 m赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2.25 倍假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度 g=10 m/s2，=3.14)，则赛车( )A. 在绕过小圆弧弯道后加速B. 在大圆弧弯道上的速率为 45 m/sC. 在直道上的加速度大小为 5.63 m/s2D. 通过小圆弧弯道的时间为 5.85 s【答案】AB【解析】试题分析：设经过大圆弧的速度为 v，经过大圆弧时由最大静摩擦力提供向心力，由可知，代入数据解得： ，故 B 正确；设经过小圆弧的速度为 v0，2.25=
10、2 =45/经过小圆弧时由最大静摩擦力提供向心力，由 可知，代入数据解得：2.25=20，由几何关系可得直道的长度为： 再由0=30/ =1002(9040)2=503代入数据解得：a=650m/s，故 C 错误；设 R 与 OO的夹角为 ，由几何关系220=2可得： ， ，小圆弧的圆心角为：120，经过小圆弧弯道的时间为=50100=12 =60，故 D 错误在弯道上做匀速圆周运动，赛车不打滑，绕赛道一=212036010=2.79圈时间最短，则在弯道上都由最大静摩擦力提供向心力，速度最大，由 BC 分析可知，在绕过小圆弧弯道后加速，故 A 正确；考点：考查了圆周运动，牛顿第二定律，运动学公
11、式【名师点睛】解答此题的关键是由题目获得条件：绕赛道一圈时间最短，则在弯道上都由最大静摩擦力提供向心力；由数学知识求得直道长度；由数学知识求得圆心角另外还要求熟练掌握匀速圆周运动的知识【此处有视频，请去附件查看】8.如图所示，一演员表演飞刀绝技，由 O 点先后抛出完全相同的三把飞刀，分别依次垂直打在竖直木板 M、N、P 三点上。假设不考虑飞刀的转动及空气阻力，并可将其看做质点，己知 O、M、N、P 四点距离水平地面的高度分别为 h、10h、5h、 2h,下列说法正确的( )A. 三把飞刀击中 M、N、P 三点时速度之比为 2:3:6B. 三把飞刀击中 M、N、P 三点时速度之比为 1:2:3C
12、. 到达 M、N、P 三点的飞行时间之比为 1: 2: 3D. 到达 M、N、P 三点的初速度的竖直分量之比为 3:2:1【答案】AD【解析】ABC 项，将抛出飞刀的过程逆向分析，可以看做是飞刀分别从 M、N、P 三点水平方向抛出，并落到 O 点。由于竖直方向上做匀加速运动，即 ，所以下落的时间为 ，到=122 =2达 M、N、P 三点的飞行时间之比为 3:2:1；设 O 点与木板的距离为 s，则飞刀水平运动的速度为 ，根据题中条件可以得到三把飞刀击中 M、N、P 三点时速度之比为 2:3:6，= 2故 A 正确；BC 错误D、竖直方向上分速度为 ，所以竖直分速度之比为 3:2:1 故 D 正
13、确；=2=2故选 AD9.如图所示，小球 A 可视为质点，装置静止时轻质细线 AB 水平，轻质细线 AC 与竖直方向的夹角 ，已知小球的质量为 m，细线 AC 长 L，B 点距 C 点的水平和竖直距离相=37等。装置 BOO 能以任意角速度绕竖直轴 OO 转动，且小球始终在 BOO 平面内，那么在 从零缓慢增大的过程中（ ） （g 取 10m/s2， ， ）37=0.637=0.8A. 两细线张力均增大B. 细线 AB 中张力一直变小，直到为零C. 细线 AC 中张力先不变，后增大D. 当 AB 中张力为零时，角速度可能为54【答案】CD【解析】当静止时，受力分析如右图，由平衡条件TAB=mg
14、tan37=0.75mg，TAC 1.25mg ，37若 AB 中的拉力为 0，当 最小时绳 AC 与竖直方向夹角 1=37，受力分析如右图，mgtan1m(lsin 1)min2，得 min 54当 最大时绳 AC 与竖直方向夹角 2=53，mgtan2m max2lsin2，得 max 所以 53取值范围为 绳子 AB 的拉力都是 0由以上的分析可知，开始时 AB 是拉力不54 53为 0，当转速在 时，AB 的拉力为 0，角速度再增大时，AB 的拉力又会增大，故54 53AB 错误；当绳子 AC 与竖直方向之间的夹角不变时，AC 绳子的拉力在竖直方向的分力始终等于重力，所以绳子的拉力绳子
15、等于 1.25mg；当转速大于 后，绳子与竖直方向之间54的夹角增大，拉力开始增大；当转速大于 后，绳子与竖直方向之间的夹角不变，AC 上53竖直方向的拉力不变当水平方向的拉力增大，AC 的拉力继续增大；故 C 正确；由开始时的分析可知，当 取值范围为 绳子 AB 的拉力都是 0故 D 正确故选 CD.54 53点睛：本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，解决本题的关键理清小球做圆周运动的向心力来源，确定小球运动过程中的临界状态，运用牛顿第二定律进行求解10.球 A 和球 B 可在光滑杆上无摩擦滑动，两球用一根细绳连接如图所示，球 A 的质量是球 B 的两倍，当杆以角速度 匀速转动时，
16、两球刚好保持与杆无相对滑动，那么A. 球 A 受到的向心力等于 B 受的向心力B. 球 A 转动的半径是球 B 转动半径的一半C. 当 增大时，球 A 向外运动D. 当 增大时，球 B 向外运动【答案】AB【解析】【分析】根据题中“光滑杆杆以角速度 匀速转动时，两球刚好保持与杆无相对滑动”可知，本题考察水平面上的圆周运动问题，应据牛顿第二定律、向心力公式等分析求解。【详解】AB：两球做圆周运动，均靠拉力提供向心力，拉力大小相等，则球 A 受到的向心力等于 B 受的向心力。两球转动的角速度相等，向心力大小相等，则 ，2=2解得： .故 AB 两项正确。=12CD：因为拉力提供向心力，角速度增大，
17、向心力增大，绳子拉力增大，两球所需向心力大小仍然相等，两球仍处于原来的状态。故 CD 两项错误。二、非选择题11.人在距地面高 h、离靶面距离 L 处，将质量为 m 的飞镖以速度 v0 水平投出，落在靶心正下方，如图所示只改变 m、 h、L 、v 0 四个量中的一个，减少_,可使飞镖投中靶心【答案】L【解析】【分析】根据题中“飞镖以速度 v0 水平投出”可知，本题考察平抛运动。根据平抛运动的规律，应用运动的分解、匀速直线运动、自由落体运动等知识分析求解。【详解】飞镖水平投出后做平抛运动，则 、 ，解得：平抛运动下降的竖直=0 =122距离 .原来飞镖落在靶心正下方，要使飞镖投中靶心，可增大抛出
18、点的起始高度 h；也=2220可减小平抛运动下降的竖直距离，即减小离靶面距离 L 或增大初速度 v0.综上使飞镖投中靶心，应减少人离靶面距离 L.12.一条河，宽为 80m.水流速度为 4m/s，一艘船在静水中的速度为 3m/s，则该小船渡河时,小船_（能不能）到达正对岸；以最短位移渡河时，位移大小为_；渡河时间最少短为_，最短时间渡河时，实际位移与水流方向夹角正切值是_.【答案】 (1). 不能 (2). 106.7m (3). 26.7s (4). 0.75【解析】【详解】因为水流速度大于静水中的船速，所以船在水中的合速度方向不可能垂直河岸，小船不能到达正对岸。当船以最短位移过河时，船在水
19、中的合速度方向与河岸所成锐角最大，此时的速度合成(三角形定则)如图：则 ，船过河的最短位移 .=34 =4380106.7最短时间渡河时，渡河时间 ，此时的速度合成( 三角形定则)如图：=80326.7实际位移与水流方向夹角正切值 .=34=0.7513.在“金庸作品”的电视剧里，我们经常看到这样的画面：屋外刺客向屋里投来两只飞镖，落在墙上，如图所示。现设飞镖是从同一位置做平抛运动平动射出来的，飞镖 A 与竖直墙壁成 53角，B 为 37角，落点相距为 d，则刺客离墙壁的水平距离为_【答案】247【解析】【详解】设水平距离为 x，镖的初速度为 ，竖直分速度为 ，则 ，0 =0=，联立解得： .
20、下落高度 ，可得： 、 ，根据0= 2= =122=2 =38 =23，解得： .= =24714.在 H 高的斜面顶端水平抛出一个小球，恰落在斜面底端，斜面倾角为 ，则小球在过程中飞行时间为_，初速度为_，离斜面最远距离为_,由抛出到离斜面最远所用时间为_【答案】 (1). (2). (3). (4). 2 22 4 22【解析】【详解】小球抛出后做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，则 ，解得：=122小球在空中飞行时间 .=2小球水平方向的分运动是匀速直线运动，则 ；又斜面倾角为 ，所以 ；联0= =立解得：小球的初速度 .0=22当小球的速度方向与斜面平行时，小球离斜面最远，则
21、，解得：由抛出到离斜面=10最远所用时间 .1=22将小球的运动分解成沿斜面和垂直于斜面，小球在垂直于斜面方向做初速度 、1=0加速度 的匀变速直线运动，经时间 ，小球在垂直斜面方向上运动的距离1= 1.小球离斜面最远距离为 .=1112121=4 415.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一斜槽轨道滑下，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_.A.通过调节使斜槽的末端保持水平B.每次释放小球的位置必须相同 C.每次必须由静止释放小球D.记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降E.小球运
22、动时不应与木板上的白纸相接触F.将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线在做该实验中某同学只记录了物体运动的轨迹上的 A、B、C 三点并以 A 点为坐标原点建立了直角坐标系，得到如图所示的图象:（2）试根据图象求出物体平抛运动的初速度大小为_m/s；（3）物体运动到 B 点时的速度大小为 _m/s； 抛出点的坐标为( _cm，_cm).(，且所有结果均保留 2 位有效数字)=10/2【答案】 (1). （1）ABCE； (2). （2）2.0； (3). （3）2.8； (4). -20； (5). -5.0；【解析】(1).A、通过调节使斜槽末端保持水平， 是为了保证小球做平抛运动
23、.故 A 正确； B、因为要画同一运动的轨迹， 必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故 B C 正确； D、记录小球经过不同高度的位置时 ，每次不必严格地等距离下降，故 D 错误； E、实验要求小球滚下时不能碰到木板上的白纸， 避免因摩擦而使运动轨迹改变，故 E 正确；F、将球的位置记录在纸上后，取下纸， 最后轨迹应连成平滑的曲线，故 F 错误；故 ABCE 正确；(2).在竖直方向上 ，则 ，则初速度为：=2 =0.110=0.1 0=0.20.1=2/B 点竖直方向上的分速度为： =0.40.2=2/则运动到 B 点的速度为: ,则运动到 B 点的时间： =2
24、0+2+22+22=2.8/已运动的水平位移： =0=0.4竖直位移： =122=0.2所以平抛运动的初位置的横坐标为 ，纵坐标为 。0.20.4=0.2 0.150.2=0.05【点睛】保证小球做平抛运动必须通过调节使斜槽的末端保持水平，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同 ，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，实验要求小球滚下时不能碰到木板平面，避免因摩擦而使运动轨迹改变 ，最后轨迹应连成平滑的曲线。16.如图所示，斜面体 ABC 固定在地面上，小球 p 从 A 点静止下滑，当小球 p 开始下滑时，另一小球 q 从 A 点正上方的 D 点水平抛出，两球同时到达斜面底端的 B
25、 处已知斜面 AB光滑，长度 l=2.5 m，斜面倾角为 =30不计空气阻力，g 取 10 m/s2求：（1）小球 p 从 A 点滑到 B 点的时间；（2）小球 q 抛出时初速度的大小【答案】 （1）1s；（2） m/s；534【解析】试题分析：（1）小球 p 从斜面上下滑的加速度为 a，根据牛顿第二定律=下滑所需时间为 t1，根据运动学公式得 =1221由得 1=2代入数据得 t1=1s（2）小球 q 运动为平抛运动，水平方向做匀速直线运动，设抛出速度为 v0则x=lcos30=v0t2依题意得：t 2=t1由得 0=301 534/考点：牛顿第二定律；平抛运动【名师点睛】本题是匀加速直线运
26、动和平抛运动的综合，既要分别研究两个物体的运动情况，更要抓住它们运动的同时性。17.如图所示，半径为 R 的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心 O 的对称轴 重合。转台以一定角速度 匀速旋转，一质量为 m 的小物块 落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和 O 点的连线与 之间的夹角 ,已知重力加速度大小为 g，小物块与陶罐之间的摩擦系数大小为。 (计算结果含有根式的保留) （1）若小物块受到的摩擦力恰好为零，求此时的角速度 ； 0（2）若小物块一直相对陶罐静止，求陶罐旋转的角速度最大值和最小值。【答案】 （1） （2） 0= 1=
27、 (+)() 2= ()(+)【解析】【详解】(1)物块随陶罐在水平面内做匀速圆周运动，当物块受到的摩擦力恰好等于零时，物块受到的重力和陶罐对其指向 O 点的支持力的合力提供向心力，则 ，=20解得： .0=(2) 物块随陶罐在水平面内做匀速圆周运动，当物块恰要往上滑时，陶罐转动的角速度最大，此时物块受重力、陶罐对其的支持力和陶罐对其沿陶罐壁切线向下的摩擦力如图：将力分解成水平方向和竖直方向可得， 、1=+1、 ，联立解得： .1+1=21 1=1 1= (+)()物块随陶罐在水平面内做匀速圆周运动，当物块恰要往下滑时，陶罐转动的角速度最小，此时物块受重力、陶罐对其的支持力和陶罐对其沿陶罐壁切
28、线向上的摩擦力如图：将力分解成水平方向和竖直方向可得， 、2+2=、 ，联立解得： .22=22 2=2 2= ()(+)18.如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为 m=1kg 的 A、B 两个物块，B 物块用长为 l=0.25m 的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为 ，A、B 间的动摩擦因数为 =0.4，B=8 1与转盘间的动摩擦因数为 =0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力 .转盘静止时，细2线刚好伸直，传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数 F，试通过计算在如图 2
29、坐标系中作出 图象，( ) (要求写出必要2 =10/2的计算过程)（1）求 A 物块能随转盘做匀速转动的最大角速度；（2）随着转盘角速度增加，细线中刚好产生张力时转盘的角速度多大? （3）试通过计算写出传感器读数 F 能随转盘角速度 变化的函数关系式，并在如图 2 坐标系中作出 图象。2【答案】(1)4rad/s(2)2rad/s(3)0， =0.522,=0.2521【解析】试题分析：对 A 分析，当绳子刚有拉力时，摩擦力达到最大，根据牛顿第二定律求出绳子刚有拉力时转盘的角速度； B 与转盘间的最大静摩擦力为 AB 系统提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度；对 A 分析，根据最大拉力以及
30、 A 所受的最大静摩擦力，通过牛顿第二定律求出绳子刚要断时的角速度，以及绳子拉力的表达式。(1)AB 间最大静摩擦力提供向心力，由向心力公式有： 11=121代入数据计算得出： 1=4/(2)B 与转盘间的最大静摩擦力为 AB 系统提供向心力，有： 2(1+2)=(1+2)22代入数据计算得出： 2=2/(3)当 时，F =02/当 时有： 2/4/ +2(1+2)=(1+2)2可得： =0.522当 时，且绳子未拉断时，有： 4/ +22=22则有： =0.2521若 F=Tm时，角速度为： =6/做出 的图象如图所示 ：2点睛：本题主要考查了水平面上的圆周运动，正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定律进行求解。
