1、湖南省邵阳市第二中学2019-2020学年高一物理下学期开学考试试题（含解析）一.选择题（1-8小题为单选题，9-12小题为多选题，共48分）1.一质点做曲线运动，它的速度方向和加速度方向的关系是（）A. 质点速度方向时刻在改变B. 质点加速度方向时刻在改变C. 质点速度方向一定与加速度方向相同D. 质点速度可能不变【答案】A【解析】【详解】AD质点做曲线运动，速度方向时刻在改变，即速度时刻在改变，选项A正确，D错误；B曲线运动的加速度方向不一定改变，例如平抛运动，选项B错误；C做曲线运动的质点的速度方向一定与加速度方向不相同，选项C错误；故选A。2.如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块A
2、汽车匀速向右运动，在物块A到达滑轮之前，关于物块A，下列说法正确的是A. 将竖直向上做匀速运动B. 将处于失重状态C 将处于超重状态D. 将竖直向上先加速后减速【答案】C【解析】【详解】设绳子与水平方向的夹角为，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于A的速度，根据平行四边形定则得vA=vcos，车子在匀速向右的运动过程中，绳子与水平方向的夹角为减小，所以A的速度增大，A做加速上升运动，且拉力大于重物的重力，A处于超重状态，故ABD错误，C正确【点睛】解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度3.将冥王星和土星绕太阳的
3、运动都看做匀速圆周运动已知冥王星绕太阳的公转周期约是土星绕太阳公转周期的8倍那么冥王星和土星绕太阳运行的轨道半径之比约为A. 21B. 41C. 81D. 161【答案】B【解析】【详解】开普勒第三定律：所有行星绕太阳运行的半长轴的三次方与公转周期二次方的比值都相等，即，已知得到，整理得到答案B正确4.如图所示，以9.8m/s的水平速度v0抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地撞在倾角为30的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是（）A. sB. sC. sD. 2s【答案】C【解析】【详解】物体做平抛运动，当垂直地撞在倾角为的斜面上时，把物体的速度分解如图所示由图可知，此时物体的竖直方向上的速度的
4、大小为由可得运动的时间故C正确，ABD错误。故选C。5.一质量为2.0103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ）A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4104NC. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2【答案】D【解析】【分析】汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，
5、其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确【点睛】本题也可以求解出以20m/s速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动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
6、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，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定不小于杆对球的作用力D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反【答案】C【解析】【详解】A当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力时，此时球对杆没有作用力，故A错误；B轻杆固定小球做圆周运动，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，根据向心力为
7、小球的合力可知则重力一定大于杆对球的作用，故C正确；D小球过最高点时，若速度大于，所需要的向心力大于重力，则杆对球作用力方向向下，与重力方向相同，故D错误。故选C。7.如图所示，主动轮M通过皮带带动从动轮N做匀速转动，a是M轮上距轴O1的距离等于M轮半径一半的点，b、c分别是N轮和M轮轮缘上的点，已知在皮带不打滑的情况下，N轮的转速是M轮的3倍，则（）A. a、b两点的角速度之比为31B. a、b两点的线速度之比为12C. b、c两点的周期之比为31D. a、c两点的线速度之比为11【答案】B【解析】【详解】A因为N轮的转速是M轮转速的3倍，根据知，N轮的角速度是M轮角速度的3倍，共轴转动的点
8、，角速度相等，则a、b两点的角速度之比为1：3故A错误；BDa点半径等于M轮半径的一半，根据v=r知，c点的线速度是a点线速度的2倍，则a、c两点的线速度之比为1：2，b、c两点的线速度相等，则a、b两点的线速度之比为1：2故B正确，D错误；Cb、c的角速度之比3：1，根据，知b、c两点的周期之比为1：3故C错误。故选B。8.如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（ ）A. 周期相同B. 角速度的大小相等C. 线速度的大小相等D. 向心加速度的大小相等【答案】AB【解析】【详解】对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球
9、做匀速圆周运动，故合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtan ；由向心力公式得到：F=m2r ；设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htan ；C、由三式得，与绳子的长度和转动半径无关，故C正确；A、又由知，周期相同，故A正确；B、由v=r，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故B错误；D、由a=2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误；故选AC9.如图所示，从某高度水平抛出一小球，经过时间t到达地面时，其速度方向与水平方向的夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。下列说法正确的是（）A. 小球水平抛出时的初速度大小为gtB. 小球落
10、地时速度大小为C. 小球落地时位移方向与水平方向的夹角为D. 若小球初速度增大，则减小【答案】BD【解析】【详解】A物体落地时竖直方向上的分速度 vy=gt因为落地时速度方向与水平方向的夹角为，所以小球的初速度故A错误；B小球落地时速度大小为选项B正确；C物体落地时速度与水平方向夹角的正切值位移与水平方向夹角的正切值所以tan=2tan但故C错误；D速度与水平方向夹角的正切值为，若小球初速度增大，下落时间t不变，所以tan减小，即减小，故D正确。故选BD。10.如图所示，AB为斜面，BC为水平面，从A点以水平速度v0抛出一小球，此时落点到A的水平距离为x1；从A点以水平速度3v0抛出小球，这次
11、落点到A点的水平距离为x2，不计空气阻力，则x1：x2可能等于（）A. 1：3B. 1：6C. 1：9D. 1：12【答案】ABC【解析】【详解】若都落在水平面上，运动的时间相等，有公式：x=vt得：x1=v0t，x2=3v0t，所以：x1：x2=1：3；故A正确；若都落在斜面上，设斜面与水平面的夹角为，水平位移：x=vt，竖直位移： y=gt2，则有： ，水平位移：，所以：x1：x2=1：9故C正确；都落在斜面上时，两个的水平位移比值最大，都在水平面上时，两个的水平位移的比值最小，其他的情况应在两者之间，故B正确，而D错误11. 如图，两个质量均为m的小木块a和b（可视为质点）放在水平圆盘上
12、，a与转轴OO的距离为l，b与转轴的距离为2l木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍，重力加速度大小为g若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是（ ）A. b一定比a先开始滑动B. a、b所受的摩擦力始终相等C. 是b开始滑动的临界角速度D. 当时，a所受摩擦力的大小为kmg【答案】AC【解析】试题分析：小木块都随水平转盘做匀速圆周运动时，在发生相对滑动之前，角速度相等，静摩擦力提供向心力即，由于木块b的半径大，所以发生相对滑动前木块b的静摩擦力大，选项B错随着角速度的增大，当静摩擦力等于滑动摩擦力时木块开始滑动，则有，代入两个木块的半径，小木块a开
13、始滑动时的角速度，木块b开始滑动时的角速度，选项C对根据，所以木块b先开始滑动，选项A对当角速度，木块b已经滑动，但是，所以木块a达到临界状态，摩擦力还没有达到最大静摩擦力，所以选项D错考点：圆周运动 摩擦力12.如图甲所示，一长为l的轻绳一端穿在过O点的水平转轴上，另一端固定一质量未知的小球，整个装置绕O点在竖直面内转动小球通过最高点时，绳对小球的拉力F与其速度二次方v2的关系如图乙所示，重力加速度为g.下列判断正确的是()A. 图线的函数表达式为FmmgB. 重力加速度gC. 若绳长不变，用质量较小的球做实验，则图线上b点的位置不变D. 若绳长不变，用质量较小的球做实验，则得到的图线斜率更
14、大【答案】BC【解析】【详解】A项：小球在最高点，根据牛顿第二定律有：，解得：，故A错误；B项：当F=0时，根据表达式有：，解得：，故B正确；C项：当F=0时，可知b点的位置与小球的质量无关，绳长不变，用质量较小的球做实验，图线b点的位置不变，故C正确；D项：根据知，图线的斜率，绳长不变，用质量较小的球做实验，斜率更小，故D错误二.实验题（每空3分，共18分）13.在做“研究平抛物体的运动”的实验时，某同学让小球多次从斜槽上滚下，在坐标纸上依次记下小球的位置如图所示（O为小球的抛出点）（1）在图中描出小球的运动轨迹_（2）从图中可看出，某一点的位置有明显的错误，其产生的原因可能是该次实验中，小
15、球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏_（选填“高”或“低”）（3）某同学从图象中测得的三组数据如表所示，则此小球做平抛运动的初速度v0=_m/s（g=10m/s2）x/cm10.0020.0030.00y/cm5.0020.0045.00【答案】 (1). 轨迹为平滑曲线 (2). 低 (3). 1【解析】【详解】（1）1画一条抛物线，不在线上的点要舍弃（2）2第4个点明显不到线上，水平方向的位移小了很多，是由于水平方向的初速度太小，所以原因是：小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次的位置偏低（3）3根据得则平抛运动的初速度为 14.一小球做平抛运动的闪光照片的一部分，图中背景方格的边长均为
16、5cm，如果取，那么：（1）闪光频率是_ Hz （2）小球运动中水平分速度的大小 _ m/s（3）小球在B点的速度大小为_m/s【答案】 (1). 10 (2). 1.5 (3). 2.5【解析】【详解】（1）1在竖直方向上有：其中：代入求得：则频率为：；（2）2水平方向匀速运动，有：，其中，代入解得：；（3）3根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：所以B点速度为：三.计算题（其中14题和16题每题12分，15题10分，共34分）15.小船在200m宽的河中横渡，水流速度为2m/s，船在静水中的航速是4m/s，求：(1)若小船的船头始终正对对岸行驶，它将在何时
17、、何处到达对岸？(2)要使小船到达河的正对岸，所用时间为多长？(3)若水流速度是5m/s，船在静水中的速度是3m/s，则最短过河距离是多少？【答案】(1)50s，下游100m；(2)s；(3)m【解析】【详解】(1)当小船的船头始终正对对岸时，渡河时间为此过程船沿河流方向的位移为s=v水t=250m=100m所以船将历时50s时在河对岸的下游100m到达对岸。(2)要使得小船到达正对岸，船在沿河岸方向上的合速度为零，即船的速度在沿河岸方向上的分量与水流的速度等大反向，设船在静水中的速度方向与河岸之间的夹角为，有：v船cos=v水代入数据解得=60；到达对岸的时间为(3)若水流速度是5m/s，船
18、在静水中的速度是3m/s，因水流的速度大于船在静水中的速度，所船不能垂直于河岸对河，要使渡河距离最小，需要使船在静水中的速度方向垂直于合速度的方向，此时合速度与河岸方向之间的夹角为，有得=37；此情况下渡河，船最短过河的距离为16.晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉球飞离水平距离d后落地，如图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2(2)问绳能承受的最大拉力多大？【答案】（1
19、）v1=；v2= （2）T=mg【解析】【详解】(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有：y方向：x方向：d=v1t，所以根据机械能守恒定律则：，所以(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小.球做圆周运动的半径为，根据圆周运动向心力公式，解得17.如图所示，在光滑的圆锥体顶端用长为L的细线悬挂一质量为m的小球圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角=30现使小球以一定的角速度绕圆锥体的轴线在水平面内做圆周运动（1）当小球线速度v1=时，求细线对小球的拉力；（2）当小球线速度v2=时，求细线对小球的拉力【答案】（1） （2）2mg【解析】【详解】临界条件为圆锥体对小球的支持力 FN0由牛顿第二定律可列出方程：解得：（1）因所以FN0，对小球进行受力分析，如图所示：根据牛顿第二定律有：T1sinN1cosT1cos+N1sinmg0解得：（2）因物体离开斜面，对小球受力分析如图所示：设绳与竖直方向的夹角为由牛顿第二定律得：T2sinT2cosmg0解得：T22mg