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1、
第四單元
注意事項:
1.答題前,先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上,并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。
2.選擇題的作答:每小題選出答案后,用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑,寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
3.非選擇題的作答:用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。
4.考試結束后,請將本試題卷和答題卡一并上交。
一、 (本題共13小題,每小題4分,共52分。在每小題給出的四個選項中,第1~8題只有一項符合題目要求,第9~13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但
2、不全的得2分,有選錯的得0分)
1.圖為某運動員在水平冰面上滑行時的運動軌跡,圖中關于運動員的速度方向和合力方向的畫法可能正確的是( )
2.一質點受兩個互成銳角的恒力F1和F2作用,由靜止開始做勻加速直線運動,若運動過程中保持二力方向不變,但F1突然增大到F1+ΔF,則質點以后( )
A.繼續(xù)做勻變速直線運動 B.在相等時間內速度的變化量一定相等
C.可能做勻速直線運動 D.可能做變加速曲線運動
3.如圖所示,一質量為m的小滑塊從半徑為R的固定的粗糙圓弧形軌道的a點勻速率滑到b點,則下列說法中正確的是(
3、 )
A.它所受的合力的大小是恒定的 B.向心力的大小逐漸增大
C.向心力的大小逐漸減小 D.向心加速度逐漸增大
4.一個質量為m的小鐵球從半徑為R的固定半圓形軌道上端邊緣由靜止下滑,當滑到半圓形軌道底部時,半圓形軌道底部所受壓力為鐵球重力的3倍,則此時鐵球的瞬時速度大小為( )
A.Rg B. C. D.
5.某人在距地面某一高度處以初速度v水平拋出一物體,物體落地時的速度大小為2v,則它在空中飛行的時間及拋出點距地面的高度分別為( )
A., B., C., D.,
6.
4、如圖甲所示,質量相等、大小可忽略的a、b兩小球用不可伸長的等長輕質細線懸掛起來,使小球a在豎直平面內來回擺動,小球b在水平面內做勻速圓周運動,連接小球b的繩子與豎直方向的夾角和小球a擺動時繩子偏離豎直方向的最大夾角都為θ,運動過程中兩繩子的拉力大小隨時間變化的關系如圖乙中c、d所示。則下列說法正確的是( )
A.圖乙中直線d表示繩子對小球a的拉力大小隨時間變化的關系
B.θ可以是任意值
C.θ應為30°
D.θ應為60°
7.如圖所示,一個內壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動,有兩個質量相同的小球A和B緊貼著內壁分別在圖中所示的水平面內做勻速圓周運動,則( )
A
5、.小球A的線速度必定大于小球B的線速度
B.小球A的角速度必定大于小球B的角速度
C.小球A的角速度必定等于小球B的角速度
D.小球A的線速度必定等于小球B的線速度
8.某綜合娛樂節(jié)目中有這樣一種項目,選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對面的平臺上,如果已知選手的質量為m,選手抓住繩由靜止開始擺動,此時繩與豎直方向的夾角為α,如圖所示,不考慮空氣的阻力和繩的質量,選手可視為質點。下列說法正確的是( )
A.選手擺到最低點時,繩子對選手的拉力大于mg
B.選手擺到最低點時,繩子對選手的拉力大于選手對繩子的拉力
C.選手從初始位置擺到最低點的運動過程中所受重力的功率一直增大
D
6、.選手從初始位置擺到最低點的運動過程為勻變速曲線運動
9.降落傘在勻速下降過程中遇到水平方向吹來的風,若風速越大,則降落傘( )
A.下落的時間越短 B.下落的時間不變
C.落地時的速度越小 D.落地時的速度越大
10.如圖所示,“旋轉秋千”中的A、B兩個座椅質量相等,通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉圓盤上。不考慮空氣阻力的影響,當旋轉圓盤繞豎直的中心軸勻速轉動時,下列說法正確的是( )
A.A的線速度比B的小
B.A的周期比B的小
C.A與B的向心加速度大小相等
D.懸掛A的纜繩所受的拉力比B的小
11.輕桿的一端可繞光滑轉動
7、軸O自由轉動,另一端固定一個小球。給小球一個初速度,使小球能在豎直面內繞O做圓周運動。a、b分別是小球運動軌跡的最高點和最低點。在a、b兩點處,輕桿對球的作用力效果可能為( )
A.a(chǎn)處為壓力,b處為壓力 B.a(chǎn)處為拉力,b處為拉力
C.a(chǎn)處為壓力,b處為拉力 D.a(chǎn)處和b處的作用力都為零
12.如圖甲所示,輕繩一端固定在O點,另一端系住一小球在豎直面內做圓周運動,小球經(jīng)過最高點時的速度大小為v,此時輕繩的拉力大小為FT。拉力FT與速度的平方v2的關系如圖乙所示,圖象中的數(shù)據(jù)a和b以及重力加速度g都為已知量。下列說法正確的是(
8、 )
A.數(shù)據(jù)a與小球的質量有關
B.數(shù)據(jù)b與圓周軌道半徑有關
C.比值只與小球的質量有關,與圓周軌道半徑無關
D.利用數(shù)據(jù)a、b和g能夠求出小球的質量和圓周軌道半徑
13.(2019?全國II卷)如圖(a),在跳臺滑雪比賽中,運動員在空中滑翔時身體的姿態(tài)會影響其下落的速度和滑翔的距離。某運動員先后兩次從同一跳臺起跳,每次都從離開跳臺開始計時,用v表示他在豎直方向的速度,其v-t圖象如圖(b)所示,t1和t2是他落在傾斜雪道上的時刻。則( )
A.第二次滑翔過程中在豎直方向上的位移比第一次的小
B.第二次滑翔過程中在水平方向上的位移比第一次的大
C.第一次滑翔過程中在豎直方
9、向上的平均加速度比第一次的大
D.豎直方向速度大小為v1時,第二次滑翔在豎直方向上所受阻力比第一次的大
二、(本題共4小題,共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
14.(10分)如圖所示,一小球自平臺上水平拋出,恰好落在臨近平臺的一傾角為α=53°的光滑斜面頂端,并剛好沿光滑斜面下滑,已知斜面頂端與平臺的高度差h=0.8 m,g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,求:
(1)小球水平拋出時的初速度v0的大小是多少。
(2
10、)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離s是多少。
15.(10分)小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內做圓周運動。當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示。已知握繩的手離地面的高度為d,手與球之間的繩長為,重力加速度為g,忽略手的運動半徑和空氣阻力。
(1)求繩斷時球的速度大小v。
(2)問繩能承受的最大拉力為多大?
16.(13分)如圖所示,長為L的細繩上端系一質量不計的環(huán),環(huán)套在光滑水平桿上,在細線的下端吊一個質量為m的鐵球(可視作質點),球離地面
11、的高度h=L。現(xiàn)讓環(huán)與球一起以v=的速度向右運動,在A處環(huán)被擋住后立即停止。已知A離右墻的水平距離也為L,當?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計空氣阻力。
(1)在環(huán)被擋住立即停止時,則繩對小球的拉力為多大?
(2)若在環(huán)被擋住的瞬間細線突然斷裂,則在以后的運動過程中,球的第一次碰撞點離墻角B點的距離是多少?
17.(15分)如圖所示,半徑為R的圓盤的轉軸OO'與豎直方向OO1的夾角θ=30°,O為圓盤中心,O1為O的投影點,OO1的長度H=m。小物塊A放置在圓盤的邊緣,小物塊A與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ=,它們間的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。現(xiàn)使圓盤繞軸OO'從靜止開始轉動起來
12、,逐漸增大轉速,小物塊恰好在最低點離開圓盤,g取10 m/s2。
(1)若R=m,則小物塊A落地后的落點到O1的距離為多大?(結果可保留根式)
(2)若R大小可調節(jié)(R<m),求小物塊A離開圓盤過程中的最大水平距離。
1
單元訓練金卷·高三·物理(A)卷
第四單元 答 案
一、 (本題共13小題,每小題4分,共52分。在每小題給出的四個選項中,第1~8題只有一項符合題目要求,第9~13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)
1.【答案】D
【解析】曲線運動的速度方向沿軌跡的切線方向,合力方向指向軌跡的凹面,
13、選項D正確。
2.【答案】B
【解析】F1、F2為恒力,質點從靜止開始做勻加速直線運動,F(xiàn)1增大到F1+ΔF后仍為恒力,合力仍為恒力,加速度恒定,但合力的方向與速度方向不再共線,所以質點將做勻變速曲線運動,故A、C、D錯;由加速度的定義式a=知,在相等時間Δt內Δv=aΔt必相等,故B對。
3.【答案】A
【解析】滑塊勻速率下滑,合力提供向心力,故滑塊的合力、向心力、向心加速度的大小均不變,故選項A正確。
4.【答案】C
【解析】鐵球滑到底部時,支持力與重力的合力提供向心力,有3mg-mg=,解得v=,C正確。
5.【答案】D
【解析】物體落地時,有(2v)2=v2+,得v豎=
14、v,由于豎直方向的分運動是自由落體運動,得=2gh,v豎=gt,解得h=,t=,選項D正確。
6.【答案】D
【解析】a球在擺動過程中拉力的大小是變化的,而b球在運動過程中的拉力大小是保持不變的,故選項A錯誤;繩對a球的拉力的最大值與繩對b球的拉力大小要相等,有mg+,即mg+m×2g(1-cos θ)=,解得θ=60°,選項D正確,B、C錯誤。
7.【答案】A
【解析】A、B兩球的受力情況相同,也即A、B兩球的向心力相等,由F向==mω2r,知r越大、v越大,r越大、ω越小,選項A正確。
8.【答案】A
【解析】選手擺到最低點時,繩子的拉力與重力的合力提供向心力,故拉力大于重力,
15、選項A正確;繩子對選手的拉力與選手對繩子的拉力是一對作用力與反作用力,大小相等,選項B錯誤;選手在擺動過程中,剛開始時,由于v為零,故重力的功率為零,到最低點時,因v與重力的方向垂直,重力的功率也為零,故重力的功率是先增大后減小,選項C錯誤;在下擺過程中,選手受到的合力是變化的,故不是勻變速曲線運動,選項D錯誤。
9.【答案】BD
【解析】由運動的獨立性知水平方向風速的大小對豎直運動沒有影響,降落傘下落的時間不變,選項A錯誤、B正確;水平速度大一些,合速度也大一些,選項C錯誤、D正確。
10.【答案】AD
【解析】A、B運動的角速度相同,周期也相同,而A的半徑小,故A的線速度較小,選項
16、A正確、B錯誤;由a心=ω2r知ω相同,r越大、a心也越大,所需向心力也越大一些,可知繩對B的拉力大一些,選項C錯誤、D正確。
11.【答案】BC
【解析】在最低點b處,輕桿對小球的拉力和小球的重力的合力提供向心力,故在此處輕桿對小球必為拉力;在最高點a處,小球的運動速度大于時,輕桿對小球的力為拉力,小于時,輕桿對小球的力為壓力,故選項B、C正確。
12.【答案】D
【解析】在最高點時對小球受力分析,由牛頓第二定律有FT+mg=m,可得FT=m-mg,對照題圖乙則有0=m-mg,得g=,則a=gR;圖線過點(2a,b),則b=m-mg,得b=mg,則=,A、B、C錯誤;由b=mg得m=
17、,由a=gR得R=,D正確。
13.【答案】BD
【解析】由v-t圖面積易知第二次面積大于等于第一次面積,故第二次豎直方向下落距離大于第一次下落距離,A錯誤;由于第二次豎直方向下落距離大,由于位移方向不變,故第二次水平方向位移大,B正確;由于v-t斜率知第一次大、第二次小,斜率越大,加速度越大,或由 易知a1>a2,C錯誤;由圖象斜率,速度為v1時,第一次圖象陡峭,第二次圖象相對平緩,故a1>a2,由G-fy=ma,可知fy1
18、分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)
14.【解析】(1)小球落到斜面頂端時的豎直分速度為:
v豎==4 m/s (2分)
而小球的初速度v0等于此時的水平分速度,有:
v0=v平==3 m/s。 (3分)
(2)從拋出到運動到斜面頂端的時間t==0.4 s (3分)
故斜面頂端與平臺邊緣的水平距離s=v0t=1.2 m。 (2分)
15.【解析】(1)設繩斷后球的飛行時間為t,由平拋運動的規(guī)律,有:
在豎直方向上,有d=gt2 (2分)
在水平方向上,有d=vt (2分)
得v=?!?2分)
(2)設繩能承受的最大拉力大小為T,這也是球受到繩的最大拉力的大
19、小
球做圓周運動的半徑R=d
由圓周運動的向心力公式,有 T-mg=m (2分)
得T=mg。 (2分)
16.【解析】(1)在環(huán)被擋住而立即停止時,小球立即以速率v繞A點做圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動的向心力公式,有:
F-mg= (2分)
解得:F=3mg?!?2分)
(2)細繩斷裂后,小球做平拋運動。假設小球直接落到地面上,則:
h=L=gt2 (2分)
球的水平位移x=vt=2L>L (1分)
故實際上小球應先碰到右墻,則L=vt' (2分)
小球下落的高度h'=gt'2= (2分)
所以球的第一次碰撞點距B的距離為:H=L-L?!?2分)
17.【解析】(1)小物塊A處于最低點且摩擦力達到滑動摩擦力時恰好飛出做平拋運動,設小物塊A做平拋運動的初速度為v由牛頓第二定律有:
(2分)
設小物塊A做平拋運動的時間為t、水平距離為x,落點到O1距離為s,由運動學公式有:
(2分)
(2分)
由幾何關系有 (2分)
聯(lián)立解得:m (2分)
(2)若R大小可以改變,由(1)得 (2分)
即 (1分)
由數(shù)學知識可知,當R=H時,水平距離最大,最大水平距離m (2分)
1