安徽省池州市贵池区2022-2023高一下学期期中物理试题
安徽省池州市贵池区2022-2023学年高一下学期期中物理试题
一、单选题
1.(2023高一下·贵池期中)关于曲线运动,以下说法正确的是( )
A.曲线运动不可能是一种匀变速运动
B.做曲线运动的物体合外力可能为零
C.做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的
D.曲线运动是一种变速运动
【答案】D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A.曲线运动可能是一种匀变速运动,如平抛运动,故A不符合题意;
B.做曲线运动的物体速度方向一定变化,即运动状态一定变化,所以合外力不可能为零,故B不符合题意;
C.做曲线运动的物体所受的合外力不一定时变化的,如平抛运动,故C不符合题意;
D.曲线运动速度方向一定变化,是一种变速运动,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】曲线运动的物体速度方向一定变化,所以曲线运动一定是变速运动,合外力不为零;曲线运动也可能是匀变速曲线运动,合外力不变,如平抛运动。
2.(2016高三上·绥棱期中)下列说法不正确的是( )
A.平抛运动的物体速度变化的方向始终是竖直向下的
B.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
C.两个速率不等的匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动
D.做圆周运动的物体,其加速度不一定指向圆心
【答案】B
【知识点】平抛运动;匀速圆周运动;向心力
【解析】【解答】解:A、平抛运动的物体速度变化的方向与加速度g方向相同,始终是竖直向下.故A正确.
B、匀速圆周运动的物体的合力一定是向心力,而变速圆周运动则不一定.故B错误.
C、匀速直线运动的物体速度不变,两个速率不等的匀速直线运动合成后速度也不变,其合运动一定也是匀速直线运动.故C正确.
D、做圆周运动的物体所受合力不一定指向圆心,其加速度也不一定指向圆心.故D正确.
本题选错误的,故选B
【分析】物体速度变化量的方向与加速度方向相同.匀速圆周运动的物体的合力一定是向心力,而变速圆周运动则不一定.匀速直线运动的物体速度不变,两个速率不等的匀速直线运动合成后速度也不变.做圆周运动的物体,其加速度不一定指向圆心.
3.(2017高一下·桂林开学考)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )
A.大小和方向均不变 B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变 D.大小和方向均改变
【答案】A
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】解:橡皮在水平方向匀速运动,由于橡皮向右运动的位移一定等于橡皮向上的位移,故在竖直方向以相等的速度匀速运动,根据平行四边形定则,可知合速度也是一定的,故合运动是匀速运动;
故选A.
【分析】橡皮参加了两个分运动,水平向右匀速移动,同时,竖直向上匀速运动,实际运动是这两个运动的合运动,根据平行四边形定则可以求出合速度.
4.(2023高一下·贵池期中)世界上第一枚原子弹爆炸时,恩里克·费米把事先准备好的碎纸片从头顶上撒下,碎纸片落到他身后约 2m 处,由此,他根据估算出的风速(假设其方向水平)推测出那枚原子弹的威力相当于一万吨TNT 炸药。若纸片是从 1.8m 高处撒下,g取 10m/s2,则当时的风速大约是( )
A.3.3m/s B.5.6m/s C.11m/s D.33m/s
【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】碎纸片在竖直方向做自由落体运动,由得:。水平方向做匀速直线运动,有得:,故A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】碎纸片从头顶上撒下后,竖直方向做自由落体运动,由位移公式求得时间。水平方向做匀速直线运动,由位移公式求出速度。
5.(2023高一下·贵池期中)把物体以一定速度水平抛出,不计空气阻力,g=10m/s2,那么在落地前的任一秒内
A.物体的末速度大小一定等于初速度大小的10倍
B.物体的末速度大小一定比初速度大10m/s
C.物体的位移比前一秒多10 m
D.物体下落的高度一定比前一秒多10m
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.设平抛运动的初速度为,运动的总时间为t。在落地前的任一秒内末速度为:,初速度为:,由数学知识可知,物体的末速度大小不一定等于初速大小的10倍,与时间有关。物体的末速度大小不一定比初速度大,也与时间有关,故AB不符合题意;
CD.物体竖直方向做自由落体运动,根据,即在落地前的任一秒内物体下落的高度一定比前一秒多10m。水平方向物体做匀速直线运动,在落地前的任一秒内水平位移等于前一秒内水平位移,将下落位移与水平位移合成后,物体的位移比前一秒之差不等于10m,故C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】求得落地前的任一秒内物体的末速度与初速度表达式,在研究它们之间的关系。物体在竖直方向做自由落体运动,根据分析在落地前的任一秒内物体下落的高度一定比前一秒多10m,与水平方向位移合成后,物体的位移比前一秒之差不等于10m。
6.(2023高一下·贵池期中)在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低。如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看做是做半径为R的在水平面内的圆周运动。设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】设路面的倾角为,对汽车受力分析如图:
根据牛顿第二定律得:,又由数学知识得:,联立可得:,故B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B
【分析】要使车轮与路面之间的横向摩擦力等于零,则汽车转弯时,由路面的支持力和重力的合力提供汽车转弯的向心力,根据牛顿第二定律,结合数学知识求解车速。
7.(2023高一下·贵池期中)如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图。演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动。图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹。不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是( )
A.在b轨道上运动时角速度较大
B.在b轨道上运动时线速度较大
C.在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大
D.在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大
【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.对摩托受力分析如图:
设侧壁与水平方向的夹角为,根据牛顿第二定律得:,解得:,相同,r大的,小,所以a的角速度较小,故A符合题意;
B.根据牛顿第二定律得:,解得:,r大的,v大,所以a的线速度较大,故B不符合题意;
CD.由三角形法得:,,可见,N、F不变,故CD不符合题意。
故答案为:A
【分析】对任意摩托车进行受力分析,根据牛顿第二定律求角速度和线速度表达式进行比较;根据三角形法求出支持力和向心力进行分析比较。
8.(2023高一下·贵池期中)两个同高度斜面,倾角分别为α、β,小球1、2分别由斜面顶端以相等水平速度抛出,如图所示,假设两球均能落在斜面上,则小球1、2飞行下落的高度之比为( )
A.1:1 B.tanα:tanβ
C.tanβ:tanα D.tan2α:tan2β
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设初速度为,则位移与水平方向夹角的正切:,解得:,下落高度为:,所以,,故D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D
【分析】小球水平抛出落在斜面上,位移与水平方向的夹角等于斜面的倾角,根据位移与水平方向夹角正切公式求出平抛运动的时间,在由竖直方向小球做自由落体运动求出高度,最后求解高度之比。
9.(2023高一下·贵池期中)如图所示,水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点正立方体物块,与转盘间的动摩擦因数相同,B、C处物块的质量相等为m,A处物块的质量为2m,点A、B与轴O的距离相等且为r,点C到轴O的距离为2r,转盘以某一角速度匀速转动时,A、B、C处的物块都没有发生滑动现象,下列说法中正确的是( )
A.C处物块的向心加速度最小
B.A处物块受到的静摩擦力最小
C.当转速增大时,最先滑动起来的是C处的物块
D.当转速继续增大时,最后滑动起来的是A处的物块
【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】 A、B、C处的物块都没有发生滑动现象 ,则。
A.根据得:,故A不符合题意;
B.三个滑块做匀速圆周运动的向心力由静摩擦力来提供,则,,,可见,,故B不符合题意;
CD.三个滑块的最大静摩擦力为:,,,对比分析得到,当转速增大时,C处的物块静摩擦力先达到最大值,最先滑动,故C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】三个滑块做匀速圆周运动,角速度相同,根据分析向心加速度关系;三个滑块做匀速圆周运动的向心力由静摩擦力来提供,根据牛顿第二定律求出三个滑块的静摩擦力进行比较;转速增大时,当滑块受到的静摩擦力达到最大时,滑块将开始滑动,根据最大静摩擦力与实际受到的摩擦力的关系,分析那个滑块的摩擦力先达到最大,确定那个滑块最先滑动。
10.(2017高一下·博白期末)如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是( )
A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来
B.人在最高点时对座位不可能产生压力
C.人在最低点时对座位的压力等于mg
D.人在最低点时对座位的压力大于mg
【答案】D
【知识点】圆周运动实例分析;向心力;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】解:A、当人与保险带间恰好没有作用力,由重力提供向心力时,临界速度为v0= .当速度v≥ 时,没有保险带,人也不会掉下来.故A错误.
B、当人在最高点的速度v> 时,人对座位就产生压力.故B错误.
C、D人在最低点时,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析可知,人处于超重状态,人对座位的压力大于mg.故C错误,D正确.
故选D
【分析】车在最高点时,若恰好由重力提供向心力时,人与保险带间恰好没有作用力,没有保险带,人也不会掉下来.当速度更大时,人更不会掉下来.当速度大于临界速度 时,人在最高点时对座位就产生压力.人在最低点时,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析压力与重力的关系.
二、填空题
11.(2023高一下·贵池期中)在皮带轮传动装置中,已知大轮的半径是小轮半径的2倍,A和B两点分别在两轮的边缘上,C点离大轮轴距离等于小轮半径,若皮带不打滑,则角速度之比ω:ω:ω ,向心加速度之比a:a:a= 。
【答案】2:1:1;4:2:1
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A、B属于皮带传动,则线速度大小相等,即,B、C属于同轴转动,则角速度相等,即。根据得:,,所以:,,根据得:。
故答案为:;4:2:1。
【分析】A、B属于皮带传动,则线速度大小相等,B、C属于同轴转动,则角速度相等。根据求线速度之比和角速度之比,根据求向心加速度之比。
12.(2023高一下·贵池期中)船在100m宽的河中横渡,船在静水中的航速是4m/s,水流的速度为5m/s。试分析:
(1)船至少需要多少时间才能达到对岸 s。
(2)船登陆的地点离船出发点的最小距离是 m。
【答案】(1)25
(2)125
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】(1)当船头方向垂直河岸过河时渡河时间最短,则。
(2)当船相对于水的速度与合速度垂直时,船登录的地点离船出发点的距离最小
。
故答案为:(1)25s;(2)125m
【分析】当船头方向垂直河岸过河时渡河时间最短;当船相对于水的速度与合速度垂直时,船登录的地点离船出发点的距离最小。
三、实验题
13.(2023高一下·贵池期中)如图是小球做平抛运动的闪光照片的一部分,正方形小方格每边长L=1.09 cm,闪光的快慢是每秒30次,则可以计算出小球做平抛运动的初速度是 m/s,重力加速度的大小是 m/s2(两个答案均保留三位有效数字).
【答案】0.654;9.81
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题意知,,水平方向做匀速运动,根据,解得:,竖直方向做自由落体运动,根据,解得:。
故答案为:0.654;9.81。
【分析】根据每秒的闪光次数,求出小球运动的时间间隔,然后根据水平方向和竖直方向运动规律求初速度和重力加速度。
四、填空题
14.(2023高一下·贵池期中)如图,物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑,物体B在水平面上用细绳跨过定滑轮与A相连,当绳与水平面成θ时,物体B的速率为 ,B做 (填“加速”、“减速”或“匀速”)运动。
【答案】vsinθ;加速
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】将A物体的速度v沿绳子方向和垂直绳子方向分解如图:
由几何关系:,可见, 物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑时,增大,增大,B做加速运动。
故答案为:,加速
【分析】物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑,绳子的速率等于物体B的速率,将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向,沿绳子方向的分速度等于绳速,由几何关系求B的速率,再讨论B的运动情况。
15.(2023高一下·贵池期中)一个物体从某一高处以初速度v0水平抛出,它落地时的速度为大小为v,方向和水平地面成θ角,那么sinθ= ;它运动的时间为 。
【答案】;
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】对物体落地的速度进行分解如图:
由几何关系得:,根据解得:。
故答案为:,
【分析】将物体落地时的速度进行分解,由几何关系求,再根据求运动时间。
五、解答题
16.如图所示,质量为 的小球固定在长为 的轻杆的一端,杆可绕O点在竖直平面内转动 ,
(1)当小球在最高点的速度为多大时,球对杆的作用力为零?
(2)当小球在最高点的速度为 时,球对杆的作用力的大小等于多少?方向如何?
【答案】(1)解:球在最高点对杆作用力为零时,其受地球重力G提供球绕O作圆周运动所需向必力,故有:
代入数据解得:
(2)解:当球在最高点速度为 时,设杆对球的作用力大小为F,方向向下,则有:
,
代入数据得: N
根据牛顿第三定律,球对杆的作用力为 N,方向竖直向上
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)如果杆对球无作用力,此时小球的重力提供向心力,利用向心力公式求解速度即可。
(2)利用向心力公式求出此时小球的向心力,即合力,再对小球进行受力分析,求解杆对球的作用力。
17.(2023高一下·贵池期中)如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°,表面光滑的斜面体,物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。(A、B均可看作质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;
(2)物体B抛出时的初速度v2;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h。
【答案】(1)解:物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得
代入数据得
设经过t时间A物体上滑到最高位置,由运动学公式:代入数据得
(2)解:抛物体B的水平位移为
平抛速度
(3)解:物体A、B间初始位置的高度差等于A上升的高度和B下降的高度的和,所以物体A、B间的高度差为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)物体A上滑过程做匀减速运动,由牛顿第二定律求出加速度,再由速度公式求出上滑到最高点所用的时间;
(2)先求出物体A上滑到最高点过程的位移,然后由几何关系求出B的水平位移,最后根据求解初速度;
(3) 物体A、B间初始位置的高度差 等于平抛运动竖直方向的位移和A物体位移在竖直方向投影之和。
安徽省池州市贵池区2022-2023学年高一下学期期中物理试题
一、单选题
1.(2023高一下·贵池期中)关于曲线运动,以下说法正确的是( )
A.曲线运动不可能是一种匀变速运动
B.做曲线运动的物体合外力可能为零
C.做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的
D.曲线运动是一种变速运动
2.(2016高三上·绥棱期中)下列说法不正确的是( )
A.平抛运动的物体速度变化的方向始终是竖直向下的
B.做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力
C.两个速率不等的匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动
D.做圆周运动的物体,其加速度不一定指向圆心
3.(2017高一下·桂林开学考)如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度( )
A.大小和方向均不变 B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变 D.大小和方向均改变
4.(2023高一下·贵池期中)世界上第一枚原子弹爆炸时,恩里克·费米把事先准备好的碎纸片从头顶上撒下,碎纸片落到他身后约 2m 处,由此,他根据估算出的风速(假设其方向水平)推测出那枚原子弹的威力相当于一万吨TNT 炸药。若纸片是从 1.8m 高处撒下,g取 10m/s2,则当时的风速大约是( )
A.3.3m/s B.5.6m/s C.11m/s D.33m/s
5.(2023高一下·贵池期中)把物体以一定速度水平抛出,不计空气阻力,g=10m/s2,那么在落地前的任一秒内
A.物体的末速度大小一定等于初速度大小的10倍
B.物体的末速度大小一定比初速度大10m/s
C.物体的位移比前一秒多10 m
D.物体下落的高度一定比前一秒多10m
6.(2023高一下·贵池期中)在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低。如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看做是做半径为R的在水平面内的圆周运动。设内外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L。已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( )
A. B. C. D.
7.(2023高一下·贵池期中)如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图。演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰,做匀速圆周运动。图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托,在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹。不考虑车轮受到的侧向摩擦,下列说法中正确的是( )
A.在b轨道上运动时角速度较大
B.在b轨道上运动时线速度较大
C.在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大
D.在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大
8.(2023高一下·贵池期中)两个同高度斜面,倾角分别为α、β,小球1、2分别由斜面顶端以相等水平速度抛出,如图所示,假设两球均能落在斜面上,则小球1、2飞行下落的高度之比为( )
A.1:1 B.tanα:tanβ
C.tanβ:tanα D.tan2α:tan2β
9.(2023高一下·贵池期中)如图所示,水平转盘上的A、B、C三处有三块可视为质点正立方体物块,与转盘间的动摩擦因数相同,B、C处物块的质量相等为m,A处物块的质量为2m,点A、B与轴O的距离相等且为r,点C到轴O的距离为2r,转盘以某一角速度匀速转动时,A、B、C处的物块都没有发生滑动现象,下列说法中正确的是( )
A.C处物块的向心加速度最小
B.A处物块受到的静摩擦力最小
C.当转速增大时,最先滑动起来的是C处的物块
D.当转速继续增大时,最后滑动起来的是A处的物块
10.(2017高一下·博白期末)如图所示,乘坐游乐园的翻滚过山车时,质量为m的人随车在竖直平面内旋转,下列说法正确的是( )
A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,没有保险带,人就会掉下来
B.人在最高点时对座位不可能产生压力
C.人在最低点时对座位的压力等于mg
D.人在最低点时对座位的压力大于mg
二、填空题
11.(2023高一下·贵池期中)在皮带轮传动装置中,已知大轮的半径是小轮半径的2倍,A和B两点分别在两轮的边缘上,C点离大轮轴距离等于小轮半径,若皮带不打滑,则角速度之比ω:ω:ω ,向心加速度之比a:a:a= 。
12.(2023高一下·贵池期中)船在100m宽的河中横渡,船在静水中的航速是4m/s,水流的速度为5m/s。试分析:
(1)船至少需要多少时间才能达到对岸 s。
(2)船登陆的地点离船出发点的最小距离是 m。
三、实验题
13.(2023高一下·贵池期中)如图是小球做平抛运动的闪光照片的一部分,正方形小方格每边长L=1.09 cm,闪光的快慢是每秒30次,则可以计算出小球做平抛运动的初速度是 m/s,重力加速度的大小是 m/s2(两个答案均保留三位有效数字).
四、填空题
14.(2023高一下·贵池期中)如图,物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑,物体B在水平面上用细绳跨过定滑轮与A相连,当绳与水平面成θ时,物体B的速率为 ,B做 (填“加速”、“减速”或“匀速”)运动。
15.(2023高一下·贵池期中)一个物体从某一高处以初速度v0水平抛出,它落地时的速度为大小为v,方向和水平地面成θ角,那么sinθ= ;它运动的时间为 。
五、解答题
16.如图所示,质量为 的小球固定在长为 的轻杆的一端,杆可绕O点在竖直平面内转动 ,
(1)当小球在最高点的速度为多大时,球对杆的作用力为零?
(2)当小球在最高点的速度为 时,球对杆的作用力的大小等于多少?方向如何?
17.(2023高一下·贵池期中)如图所示,在水平地面上固定一倾角θ=37°,表面光滑的斜面体,物体A以v1=6m/s的初速度沿斜面上滑,同时在物体A的正上方,有一物体B以某一初速度水平抛出。如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中。(A、B均可看作质点,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)物体A上滑到最高点所用的时间t;
(2)物体B抛出时的初速度v2;
(3)物体A、B间初始位置的高度差h。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】A.曲线运动可能是一种匀变速运动,如平抛运动,故A不符合题意;
B.做曲线运动的物体速度方向一定变化,即运动状态一定变化,所以合外力不可能为零,故B不符合题意;
C.做曲线运动的物体所受的合外力不一定时变化的,如平抛运动,故C不符合题意;
D.曲线运动速度方向一定变化,是一种变速运动,故D符合题意。
故答案为:D
【分析】曲线运动的物体速度方向一定变化,所以曲线运动一定是变速运动,合外力不为零;曲线运动也可能是匀变速曲线运动,合外力不变,如平抛运动。
2.【答案】B
【知识点】平抛运动;匀速圆周运动;向心力
【解析】【解答】解:A、平抛运动的物体速度变化的方向与加速度g方向相同,始终是竖直向下.故A正确.
B、匀速圆周运动的物体的合力一定是向心力,而变速圆周运动则不一定.故B错误.
C、匀速直线运动的物体速度不变,两个速率不等的匀速直线运动合成后速度也不变,其合运动一定也是匀速直线运动.故C正确.
D、做圆周运动的物体所受合力不一定指向圆心,其加速度也不一定指向圆心.故D正确.
本题选错误的,故选B
【分析】物体速度变化量的方向与加速度方向相同.匀速圆周运动的物体的合力一定是向心力,而变速圆周运动则不一定.匀速直线运动的物体速度不变,两个速率不等的匀速直线运动合成后速度也不变.做圆周运动的物体,其加速度不一定指向圆心.
3.【答案】A
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】解:橡皮在水平方向匀速运动,由于橡皮向右运动的位移一定等于橡皮向上的位移,故在竖直方向以相等的速度匀速运动,根据平行四边形定则,可知合速度也是一定的,故合运动是匀速运动;
故选A.
【分析】橡皮参加了两个分运动,水平向右匀速移动,同时,竖直向上匀速运动,实际运动是这两个运动的合运动,根据平行四边形定则可以求出合速度.
4.【答案】A
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】碎纸片在竖直方向做自由落体运动,由得:。水平方向做匀速直线运动,有得:,故A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:A
【分析】碎纸片从头顶上撒下后,竖直方向做自由落体运动,由位移公式求得时间。水平方向做匀速直线运动,由位移公式求出速度。
5.【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】AB.设平抛运动的初速度为,运动的总时间为t。在落地前的任一秒内末速度为:,初速度为:,由数学知识可知,物体的末速度大小不一定等于初速大小的10倍,与时间有关。物体的末速度大小不一定比初速度大,也与时间有关,故AB不符合题意;
CD.物体竖直方向做自由落体运动,根据,即在落地前的任一秒内物体下落的高度一定比前一秒多10m。水平方向物体做匀速直线运动,在落地前的任一秒内水平位移等于前一秒内水平位移,将下落位移与水平位移合成后,物体的位移比前一秒之差不等于10m,故C不符合题意,D符合题意。
故答案为:D
【分析】求得落地前的任一秒内物体的末速度与初速度表达式,在研究它们之间的关系。物体在竖直方向做自由落体运动,根据分析在落地前的任一秒内物体下落的高度一定比前一秒多10m,与水平方向位移合成后,物体的位移比前一秒之差不等于10m。
6.【答案】B
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】设路面的倾角为,对汽车受力分析如图:
根据牛顿第二定律得:,又由数学知识得:,联立可得:,故B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B
【分析】要使车轮与路面之间的横向摩擦力等于零,则汽车转弯时,由路面的支持力和重力的合力提供汽车转弯的向心力,根据牛顿第二定律,结合数学知识求解车速。
7.【答案】A
【知识点】生活中的圆周运动
【解析】【解答】A.对摩托受力分析如图:
设侧壁与水平方向的夹角为,根据牛顿第二定律得:,解得:,相同,r大的,小,所以a的角速度较小,故A符合题意;
B.根据牛顿第二定律得:,解得:,r大的,v大,所以a的线速度较大,故B不符合题意;
CD.由三角形法得:,,可见,N、F不变,故CD不符合题意。
故答案为:A
【分析】对任意摩托车进行受力分析,根据牛顿第二定律求角速度和线速度表达式进行比较;根据三角形法求出支持力和向心力进行分析比较。
8.【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】设初速度为,则位移与水平方向夹角的正切:,解得:,下落高度为:,所以,,故D符合题意,ABC不符合题意。
故答案为:D
【分析】小球水平抛出落在斜面上,位移与水平方向的夹角等于斜面的倾角,根据位移与水平方向夹角正切公式求出平抛运动的时间,在由竖直方向小球做自由落体运动求出高度,最后求解高度之比。
9.【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动
【解析】【解答】 A、B、C处的物块都没有发生滑动现象 ,则。
A.根据得:,故A不符合题意;
B.三个滑块做匀速圆周运动的向心力由静摩擦力来提供,则,,,可见,,故B不符合题意;
CD.三个滑块的最大静摩擦力为:,,,对比分析得到,当转速增大时,C处的物块静摩擦力先达到最大值,最先滑动,故C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】三个滑块做匀速圆周运动,角速度相同,根据分析向心加速度关系;三个滑块做匀速圆周运动的向心力由静摩擦力来提供,根据牛顿第二定律求出三个滑块的静摩擦力进行比较;转速增大时,当滑块受到的静摩擦力达到最大时,滑块将开始滑动,根据最大静摩擦力与实际受到的摩擦力的关系,分析那个滑块的摩擦力先达到最大,确定那个滑块最先滑动。
10.【答案】D
【知识点】圆周运动实例分析;向心力;竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】解:A、当人与保险带间恰好没有作用力,由重力提供向心力时,临界速度为v0= .当速度v≥ 时,没有保险带,人也不会掉下来.故A错误.
B、当人在最高点的速度v> 时,人对座位就产生压力.故B错误.
C、D人在最低点时,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析可知,人处于超重状态,人对座位的压力大于mg.故C错误,D正确.
故选D
【分析】车在最高点时,若恰好由重力提供向心力时,人与保险带间恰好没有作用力,没有保险带,人也不会掉下来.当速度更大时,人更不会掉下来.当速度大于临界速度 时,人在最高点时对座位就产生压力.人在最低点时,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析压力与重力的关系.
11.【答案】2:1:1;4:2:1
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】A、B属于皮带传动,则线速度大小相等,即,B、C属于同轴转动,则角速度相等,即。根据得:,,所以:,,根据得:。
故答案为:;4:2:1。
【分析】A、B属于皮带传动,则线速度大小相等,B、C属于同轴转动,则角速度相等。根据求线速度之比和角速度之比,根据求向心加速度之比。
12.【答案】(1)25
(2)125
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】(1)当船头方向垂直河岸过河时渡河时间最短,则。
(2)当船相对于水的速度与合速度垂直时,船登录的地点离船出发点的距离最小
。
故答案为:(1)25s;(2)125m
【分析】当船头方向垂直河岸过河时渡河时间最短;当船相对于水的速度与合速度垂直时,船登录的地点离船出发点的距离最小。
13.【答案】0.654;9.81
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】由题意知,,水平方向做匀速运动,根据,解得:,竖直方向做自由落体运动,根据,解得:。
故答案为:0.654;9.81。
【分析】根据每秒的闪光次数,求出小球运动的时间间隔,然后根据水平方向和竖直方向运动规律求初速度和重力加速度。
14.【答案】vsinθ;加速
【知识点】运动的合成与分解
【解析】【解答】将A物体的速度v沿绳子方向和垂直绳子方向分解如图:
由几何关系:,可见, 物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑时,增大,增大,B做加速运动。
故答案为:,加速
【分析】物体A以速度v沿竖直杆匀速下滑,绳子的速率等于物体B的速率,将A物体的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向,沿绳子方向的分速度等于绳速,由几何关系求B的速率,再讨论B的运动情况。
15.【答案】;
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】对物体落地的速度进行分解如图:
由几何关系得:,根据解得:。
故答案为:,
【分析】将物体落地时的速度进行分解,由几何关系求,再根据求运动时间。
16.【答案】(1)解:球在最高点对杆作用力为零时,其受地球重力G提供球绕O作圆周运动所需向必力,故有:
代入数据解得:
(2)解:当球在最高点速度为 时,设杆对球的作用力大小为F,方向向下,则有:
,
代入数据得: N
根据牛顿第三定律,球对杆的作用力为 N,方向竖直向上
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【分析】(1)如果杆对球无作用力,此时小球的重力提供向心力,利用向心力公式求解速度即可。
(2)利用向心力公式求出此时小球的向心力,即合力,再对小球进行受力分析,求解杆对球的作用力。
17.【答案】(1)解:物体A上滑的过程中,由牛顿第二定律得
代入数据得
设经过t时间A物体上滑到最高位置,由运动学公式:代入数据得
(2)解:抛物体B的水平位移为
平抛速度
(3)解:物体A、B间初始位置的高度差等于A上升的高度和B下降的高度的和,所以物体A、B间的高度差为
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)物体A上滑过程做匀减速运动,由牛顿第二定律求出加速度,再由速度公式求出上滑到最高点所用的时间;
(2)先求出物体A上滑到最高点过程的位移,然后由几何关系求出B的水平位移,最后根据求解初速度;
(3) 物体A、B间初始位置的高度差 等于平抛运动竖直方向的位移和A物体位移在竖直方向投影之和。