1、(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。全部选对的得5分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.体在做平抛运动的过程中,以下物理量不变的是() A.物体的速度B.物体位移的方向C.物体竖直向下的分速度D.物体的加速度解析:物体做平抛运动时,速度方向沿轨迹的切线方向,速度不断变化,选项A错误;在不同时刻,位移的方向不断改变,选项B错误;由vy=gt可知,物体竖直方向的速度不断改变,选项C错误;由牛顿第二定律可知,平抛运动物体的加速度等于重力加速度,大小、方向均不变,为一恒量,
2、选项D正确。答案:D2.型游乐场中有一种“摩天轮”的娱乐设施,如图所示,坐在其中的游客随轮的转动而做匀速圆周运动,对此有以下说法,其中正确的是()A.游客处于一种平衡状态B.游客做的是一种变加速曲线运动C.游客做的是一种匀变速运动D.游客的速度和加速度都在不断地改变着解析:游客做匀速圆周运动,速度和加速度的大小不变,但它们的方向时刻在改变,均为变量,因此游客做的是变加速曲线运动,而非匀变速运动,不是处于平衡状态。答案:BD3.图所示,在长约80100cm一端封闭的玻璃管中注满清水,水中放一个用红蜡做成的小圆柱体(小圆柱体恰能在管中匀速上浮),将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将玻璃管竖直倒置,在
3、红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右匀加速移动,你正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是下图中的()解析:蜡块在竖直方向做匀速运动,在水平方向匀加速运动,蜡块受的合力方向始终沿水平方向,与速度方向不在一条直线上,故做曲线运动,轨迹要向合力所指的方向即向右弯曲,且为抛物线。答案:C4.落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞()A.下落的时间越短B.下落的时间越长C.落地时速度越小D.落地时速度越大解析:根据H=vyt,下落的时间不变;根据v=,若风速越大,降落伞落地时速度越大。答案:D5.行员的质量为m,驾驶飞机在竖直平面内以速度v做匀速圆周运动,在
4、其运动圆周的最高点和最低点,飞行员对座椅产生的压力()A.在最低点比最高点大B.相等C.在最低点比最高点大2mgD.在最高点的压力大些解析:飞行员在最高点和最低点时受重力、弹力两个力的作用,合力指向圆心。在最高点时:mg+F1=m,在最低点时:F2-mg=m,由两式得F2-F1=2mg,故C正确。答案:C6.众多比赛项目中,跳台滑雪是非常好看、刺激的项目。如一运动员以10m/s的初速度从倾角为60的斜坡顶端水平滑出,如图所示,该运动员再次落到斜面上时飞行的时间为(g取10m/s2)()A.sB.sC.sD.2s解析:设运动员下落的高度为H,水平位移为x,飞行时间为t,那么H=gt2,x=vt,
5、tan =,联立以上三式可得t=2s。答案:D7.图所示,一同学在玩闯关类的游戏,他站在平台的边缘,想在1s内水平跳离平台后落在支撑物P上,人与P间的水平距离为3m,人跳离平台的最大速度为6m/s,若该同学能成功地落在支撑物上,则支撑物距离人的竖直高度可能为()A.1 mB.2 mC.3 mD.8 m解析:人以最大速度跳离平台时,用时0.5s,下落的高度为h=1.25m;在1 s内,下落的最大高度为5m,人要跳到P上,高度差满足1.25mh5m,正确选项为B、C。答案:BC8.2013浙江嘉兴高一考试)如图所示,长为r的细杆一端固定一个质量为m的小球,使之绕另一端O在竖直面内做圆周运动,运动到
6、最高点时的速度v=,小球经过最高点时()A.小球对细杆的拉力是B.小球对杆的压力是C.小球对杆的拉力是mgD.小球对杆的压力是mg解析:设在最高点,小球受杆的支持力FN,方向向上,则由牛顿第二定律得:mg-FN=m,得出FN=mg,故杆对小球的支持力为mg,由牛顿第三定律知,小球对杆的压力为mg,B正确。答案:B9.图所示,某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动,将螺丝帽套在塑料管上,手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动,则只要运动角速度合适,螺丝帽恰好不下滑,假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为,认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。则在该同学手转动塑料
7、管使螺丝帽恰好不下滑时,下述分析正确的是()A.螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B.螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外,背离圆心C.此时手转动塑料管的角速度=D.若杆的转动加快,螺丝帽有可能相对杆发生运动解析:由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑,则竖直方向上重力与最大静摩擦力平衡,杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力,有mg=Fmax=FN=m2r得=,选项A正确,B、C错误;杆的转动速度增大时,杆对帽的弹力增大,最大静摩擦力也增大,竖直方向受力平衡,故选项D错误。答案:A10.量为2kg的物体在xy平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲和图乙所示,下列说法正确
8、的是()A.质点的初速度为5 m/sB.质点所受的合力为3 NC.质点初速度的方向与合力方向垂直D.2s末质点速度大小为6 m/s解析:由图象可知,物体在x方向做匀加速运动,初速度v0x=3m/s,加速度a=1.5 m/s2,y方向做匀速直线运动,速度vy=4m/s;所以物体的初速度v0= m/s=5m/s,选项A正确;物体受到的合力F=ma=21.5N=3N,方向沿x方向,选项B正确、C错误;2s末物体在x方向的速度v2x=v0x+at=3m/s+1.52m/s=6m/s,所以2s末物体的速度为v2=m/s=2m/s,选项D错误。答案:AB二、填空题(本题共2小题,11题6分,12题10分,
9、共16分)11.1是利用激光测转速的原理示意图,图中圆盘可绕固定轴转动,盘边缘侧面上有一小段涂得很薄的反光材料。当盘转到某一位置时,接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束,并将所收到的光信号转变成电信号,在示波器显示屏上显示出来(如图2所示)。图1图2(1)若图2中示波器显示屏横向的每大格(5小格)对应的时间为5.0010-2s,则圆盘的转速为r/s。(保留三位有效数字)(2)若测得圆盘直径为10.20cm,则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为cm。(保留三位有效数字)解析:(1)由题图2可知圆盘转动的周期为T=22.0010-2s,所以转速为n= r/s=4.55 r/s;(2)圆盘半径为r=5
10、.10cm,其边缘线速度为v=r,=2n,反光涂层长度为s=vt,代入数据解得s=1.46cm。答案:(1)4.55(2)1.4612.做“研究平抛物体的运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻所通过的位置,实验时用如图所示的装置,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于紧靠槽口处。使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C。若测得木板每次移动距离x=10.00c
11、m,A、B间距离y1=4.78cm,B、C间距离y2=14.82 cm。(g取9.80m/s2)(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?。(2)根据以上直接测量的物理量得小球初速度v0=(用题中所给字母表示)。(3)小球初速度的测量值为m/s。解析:(1)保证小球以相同的初速度平抛。(2)应用v=,一种方法因为y1段初速度为0,直接求出t=,故v0=x也可以根据竖直方向s=y2-y1=gt2求出t,则v0=x。答案:(1)保证小球以相同的初速度平抛(2)x(或x)(3)1.000.02三、解答题(本题共2小题,共34分。解题时要有必要的步骤和文字说明)13.14分)如图所示,一
12、小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为=53的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8m,取g=10m/s2,sin53=0.8,cos53=0.6,求:小球水平抛出的初速度v0是多少?斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多少?解析:由题意可知:小球落到斜面上并刚好沿斜面下滑,说明此时小球速度方向与斜面平行,所以vy=v0tan 53=2gh代入数据,得vy=4m/s,v0=3m/s由vy=gt1得t1=0.4s则x=v0t1=30.4m=1.2m。答案:3m/s1.2m14.20分)如图所示,一过山车在半径为R的轨道内运动,过山车的质量为M,里面人的质量
13、为m,运动过程中人与过山车始终保持相对静止。则:(1)当过山车以多大的速度经过最高点时,人对座椅的压力大小刚好等于人的重力?此时过山车对轨道的压力为多大?(2)当过山车以的速度经过最低点时,人对座椅的压力为多大?解析:(1)在最高点时,人的重力和座椅对人的压力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律FN+mg=mFN=mg解得v1=将过山车和人作为一个整体,向心力由整体的总重力和轨道的压力的合力提供,设此时轨道对整体的压力为F,根据牛顿第二定律F+(M+m)g=(M+m)解得F=(M+m)g根据牛顿第三定律,过山车对轨道的压力大小也为(M+m)g。方向竖直向上。(2)在最低点时,设座椅对人的弹力为FN,则根据牛顿第二定律FN-mg=m代入v2=得FN=7mg根据牛顿第三定律,人对座椅的压力大小也为7mg,方向竖直向下。答案:(1)(M+m)g,方向竖直向上(2)7mg,方向竖直向下