安徽省实验中学2020-2021学年高一物理12月月考试题

---如图所示，细绳一端系着质量〔：=二：的物体，静止在水平桌面上，另一端通过光滑小孔吊着质量「二二.：•的物体，M与圆孔的距离•二.，已知M与水平面间的动摩擦因数为二：设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取现使物体M随转台绕中心轴转动，当m和转台相对静止时，转台的角速度可能为：C-4D.-如图所示，一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点P，飞镖抛出时与P在同一竖直面内等高，且距离P点为-当飞镖以初速度'垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心0点水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度g,若飞镖恰好击中P点,飞镖击中P点所需的时间为：%圆盘的半径为:：飞镖击中P点所需的时间为：%圆盘的半径为:：圆盘转动角速度的最小值为.一一■■MP点随圆盘转动的线速度可能为一二三、实验题（本大题共1小题，共18.0分）13•:T；图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。其中正确的有a斜槽轨道的末端一定要保持水平其中正确的有a斜槽轨道的末端一定要保持水平b斜槽轨道的末端不能有摩擦c每次小球应从同一高度由静止释放d小球通过摩擦复写纸，在白纸上留下一道连续的抛物线轨迹（2）小刚同学利用频闪照相的方法，获取了做平抛运动小球的部分照片，如图所示。图中背景是边长为5cm的小方格，A，B，C是摄下的三个小球位置。小球抛出的初速度为：。小球经过B点的速度为■-:。&取i'■■:二：四、计算题（本大题共2小题，共34.0分）14.（14分）某铁路转弯处的圆弧半径是500m，若规定火车通过这个弯道的速度为：一质量为的机车俗称火车头通过该弯道，机车转弯时可以简化为质点做圆周运动，g取1：：宀MlSMlSI1若弯道处的铁轨铺设在水平路基上，如图1所示，求铁轨对车轮的侧向弹力大小;:若弯道处的铁轨铺设在倾斜路基上，如图2所示，为了使铁轨对车轮没有侧向弹力，则路基的倾角三多大？求出三的任一三角函数值即可15.（20分）如图所示，质量是lkg的小球用长为的细线悬挂在0点，0点距地面高度为lm，如果使小球绕;.：；；轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为「，求：-I；当小球的角速度为多大时，细线将断裂;:线断裂后小球落地点与悬点的水平距离.物理答案和解析1.C2.D3.D4.D5.B6.A物理答案和解析1.C2.D3.D4.D5.B6.A7.C&AD9.ABD10.AC11.AB12.AD(1)ac(2)-解：若在水平路基上，侧向弹力提供向心力,即：一■，解得：7=：,-■••:(2)由受力分析可得：mg'v2嘉s亓解得：I"15•解：(1)当绳子拉力达到最大时，在竖直方向上有：二「二匸=-:,代入数据解得：G根据牛顿第二定律得：V；：丫二二一…三―，代入数据解得：'-二二■；:小球转动的线速度为：，二一一…V二二」•一-二H:,落地时竖直位移为：-二；•-】「工二二打八，水平位移为：二…:「，小球落地点与悬点的水平距离为：；［二＞-:,代入数据解得'亠【答案】C【解析】解：A、做圆周运动的物体，其向心加速度一定指向圆心；但还可能存在切向加速度;故合加速度不一定指向圆心；故A错误；B、向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢；故B错误；C、匀速圆周运动的向心加速度指向圆心，方向不断改变；故C正确；D、匀速圆周运动的合力一定始终指向圆心，故一定为变力；故物体受恒力作用，不可能做匀速圆周运动；故D错误；【答案】D【解析】解：［轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：根据公式-=；.，有:…“2根据、.二：-，，有：-•'“：•，二'■:2根据.：：二…、.，有:二：j=F：2i轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：：宀：…二1：1根据公式-二•、.,有：「：.一，=:：2根据、.二：-，，有：■•.：•,］：1根据.：：二…、.，有：综合得到：二訂3：2■..，：：讥,：—.=F:2：22：2：；“：：；；：；:.二：：6：4故选：D。轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等；轮B、轮C是共轴传动，角速度相等；再结合公式.二二和.：：二…一列式分析.本题关键是明确同轴传动和同源传动的区别，然后根据公式=、.、、.=：-、•：：=：「列式分析，注意两两分析；再找出共同项得出最后的表达式丿【答案】D【解析】【分析】根据河宽与渡河时间，从而确定船在垂直河岸方向上的速度大小，再依据矢量的合成法则，则可确定船在静水中速度沿着水流方向的速度大小，从而即可一一求解。解决本题的关键知道分运动和合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不干扰，并掌握运动学公式的应用，注意船在静水中的速度分解，是解题的关键。【解答】根据题意：河宽为:：=、二”，在船头方向保持不变的情况下，小船渡河时间为=那么

船在垂直河岸方向的速度大小为一…，由于船在静水中的速度为■■二］:■■_■，根据矢量的合成法则，则船在平彳丁于水流方向分速度大小为■.二i■■■_■由上分析可知，船的位移不可能垂直河岸，故A错误；当船在平行于水流方向分速度方向逆着水流方向时，则船头与河岸夹角才为=:指向上游方向；若船在平行于水流方向分速度方向顺着水流方向时，则船头与河岸夹角为二厂：指向下游方向，故B错误；当偏向上游时，则位移为：=二：：--=二「—二n■■■；若偏向下游时，则位移为：=；：_「-=一二「二二三八故C错误；由上分析可知，到达对岸时可能在出发点下游二二「二：二「处，故D正确。【答案】D【解析】【分析】根据运动的合成与分解，结合矢量合成法则，及三角函数知识，即可求解两小球速度关系。本题考查运动的合成与分解，要掌握三角函数知识运用，注意两球沿着杆方向的分速度相等是解题的关键。【解答】根据速度的合成与分解，将两球的速度分解，如图所示：则有：…..，而’•.•.，所以-，故ABC错误，故D正确。【答案】B【解析】【分析】解决本题的关键是知道怎样运动时位移最小，再根据平抛运动的基本规律结合几何关系解题。由数学知识得：从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线。设经过时间t到达斜面上，根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，表示出水平和竖直方向上的位移，再根据几何关系即可求解。【解答】如图所示，过抛出点作斜面的垂线水平方向:如图所示，过抛出点作斜面的垂线水平方向:竖直方向：=_;?;根据几何关系有一二tariff则有解得t解得t.卄：,。（注:cot°为tan°的倒数）小球的水平位移大小为X二17口占二竖直位移大小为一.…"故AD错误，B正确。y由于，所以位移大小可以求出来，c错误。【答案】A【解析】【分析】【解答】A和B帀。增大，竖直分速度v便增大，v_0二gt可知上升时间t也增大，则总时间yyt二2t也增大。同时水平分速度v也增大，由x二vt，可知x增大，故A正确，B错误。总xx总C速度变化量△v=gt,故上升和下降两过程的Av相同，大小相等，方向都竖直向下，C错误。D若二变为原来的两倍，则v也变为原来的两倍，由2ghV2可知，高度变为原来yMy的四倍。故D错误。【答案】C【解析】【分析】对小球在最高点受力分析，找出向心力来源，根据牛顿第二、三定律和向心力公式列方程求解。本题要注意对小球受力分析，找出向心力来源；同时，题中要求的为轨道对小球的压力，而非支持力。【解答】当小球以速度v经内轨道最高点时且不脱离轨道，则小球仅受重力，重力充当向心力，有■；mg=m—当小球以速度2v经内轨道最高点时，小球受重力G和轨道对小球竖直向下的支持力N,如图,合力充当向心力，有..；mg+N=L又由牛顿第三定律得到，小球对轨道的压力与轨道对小球的支持力相等，…二.…；由以上三式得：："-；，故C正确，ABD错误。【答案】AD【解析】【分析】本题考查几种生活中常见的圆周运动。知道向心力的来源，知道向心力不是物体实际受到的力，而是物体受到的指向圆心方向的合力。解题的关键是分析向心力的来源，知道向心力的性质。【解答】如图a所示，汽车安全通过拱桥最高点时，根据牛顿第二定律有三.二.=「_二，车对桥面的压力小于车的重力，故A正确；如图b所示，在固定圆锥筒内做匀速圆周运动的小球，受重力、弹力、向心力不是物体实际受到的力，故B错误；如图c所示，轻质细杆一端固定一小球，绕另一端0在竖直面内做圆周运动，过最高点的

临界速度为零，在最高点小球所受合力可能为零，故C错误；如图d所示，火车以规定速度经过外轨高于内轨的弯道，向心力由火车所受重力和支持力的合力提供，故D正确。【答案】ABD【解析】解：A、前2S内物体在y轴方向没有速度，只有x轴方向有速度，由图看出，物体在x轴方向做匀加速直线运动，故A正确；B、在内，物体在x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，根据运动的合成得知，物体做匀加速曲线运动，加速度沿y轴方向•故B正确；CD在前2s内，物体在x轴方向的位移一，‘在后2s内，x轴方向的位移为-1=-x2m=2m.Jrin轴方向位移^则轴方向位移^则4s末物体的坐标为「I故C错误，D正确。【答案】AC【解析】【分析】水滴受到衣服的附着力，但是没有离心力这个说法；脱水的基本原理是：由于水滴依附的附着力是一定的，当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴被甩掉。【解答】衣服受到重力，筒壁的弹力，静摩擦力，故A正确；对衣服受力分析，在竖直方向，受到重力和摩擦力，大小相同，故摩擦力不变，故错误；脱水过程中，衣物做离心运动而甩向桶壁。水滴依附的附着力是一定的，当水滴和衣物一起做高速圆周运动的时候，因水滴做圆周运动所需的向心力大于该附着力时，水滴做离心运动，被沿切线方向甩出，故C正确；水滴依附的附着力是一定的，根据向心力公式二二--，角速度越大，需要的向心力越大，脱水效果会更好，又因为T=2n/w，角速度越大，周期应该越小。故D错误。故选AC。【答案】AB【解析】【分析】当此平面绕中心轴线以角速度.转动时，若M恰好要向里滑动时，-取得最小值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力，若M恰好要向外滑动时，、取得最大值，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，由最大静摩擦力和绳子拉力的合力提供M所需要的向心力，根据牛顿第二定律分别

求出、.的最小值和最大值，即可得到、.的取值范围。本题是圆周运动中临界问题，抓住当M恰好相对此平面滑动时静摩擦力达到最大，由牛顿第二定律求解角速度的取值范围。【解答】最大静摩擦力三、..二..二一：二二二当、.取较小值、.时，M有向0点滑动趋势，此时M所受静摩擦力背离圆心0，对M有：=_=..二代入数据得：...=]•：■：：：：:，当:一.■取较大值一.时，M有背离O点滑动趋势，此时M所受静摩擦力指向圆心O,对M有：行-二，=-，代入数据得：一一=_：所以角速度的取值范围是：■:':':，故AB正确,故CD错误。故选AB。【答案】AD【解析】解：A、飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，因此.，故At=-正确;B、B、飞镖击中P点时，P恰好在最下方，则：一:一解得圆盘的半径一丄’故B错误;C、飞镖击中P点，则P点转过的角度满足-=7=--=:1，-，■-故；..___.，则圆盘转动角速度的最小值为，故C错误;=—=TOC\o"1-5"\h\ztLLD、P点随圆盘转动的线速度为"一一「，当=^时，一：.：故D正确;IT二咖二=—P=—.丄4內故选：AD。飞镖做平抛运动的同时，圆盘上P点做匀速圆周运动，恰好击中P点，说明A点正好在最低点被击中，则P点转动的时间一，根据平抛运动水平位移可求得平抛的时间，两时间相等联立可求解。本题关键知道恰好击中P点，说明P点正好在最低点，利用匀速圆周运动的周期性和平抛运动规律联立求解。【答案】（1）ac

【解析】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，故a正确；b即使末端有摩擦，小球每一次滚下做的都是同一平抛运动，故b错误。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错误，c正确；.「；.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，最后轨迹应由实验得到的落点连成平滑的曲线，故d错误。(2)【答案】门【解答】根据_■-二-得,，小球抛出的初速度口・1£根据_■-二-得,，小球抛出的初速度口・1£点在竖直方向上的分速度.一，则B点的速度--■■:=■■:。【答案】解：1若在水平路基上，侧向弹力提供向心力,即:,，解得：-=二<I：-.'(2)由受力