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学必求其心得,业必贵于专精学必求其心得,业必贵于专精学必求其心得,业必贵于专精2016-2017学年河北省保定市定州中学高一(下)第一次月考物理试卷(承智班)一、选择题1.一个做平抛运动的物体,从物体水平抛出开始发生水平位移为s的时间内,它在竖直方向的位移为d1;紧接着物体在发生第二个水平位移s的时间内,它在竖直方向发生的位移为d2.已知重力加速度为g,则做平抛运动的物体的初速度为()A. B.C. D.2.如图,以9.8m/s速度水平抛出的物体.飞行一段时间后.垂直撞在θ=30°的斜面上,可知物体完成这段飞行时间为()A.s B.s C.s D.2S3.如图所示,从倾角为θ的斜面顶端,以初速度v0将小球水平抛出,则小球落到斜面时的速度大小为()A. B.C. D.4.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动.转动半径比为3:4,在相同的时间里甲转过60圈时,乙转过45圈,则它们所受的向心加速度之比为()A.3:4 B.4:3 C.4:9 D.9:165.下列关于曲线运动的说法中正确的是()A.曲线运动的速度一定变化,加速度也一定变化B.曲线运动的速度一定变化,做曲线运动的物体一定有加速度C.曲线运动的速度大小可以不变,所以做曲线运动的物体不一定有加速度D.在恒力作用下,物体不可能做曲线运动6.如图所示,以初速度9.8m/s水平抛出的物体,飞行一段时间后撞在倾角为300的斜面上,则物体在空中飞行的时间是()A.s B.s C.S D.2s8.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为()A.1:4 B.2:3 C.4:9 D.9:169.一个机械钟的秒针的角速度为()A.πrad/s B.2πrad/s C.rad/s D.rad/s10.如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB,则三质点的向心加速度之比aA:aB:aC等于()A.4:2:1 B.2:1:2 C.1:2:4 D.4:1:411.转笔(PenSpinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示.转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是()A.笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小B.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的C.若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走D.若该同学使用的是金属笔杆,且考虑地磁场的影响,由于笔杆中不会产生感应电流,因此金属笔杆两端一定不会形成电势差12.在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为E,方向竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,一质量为m的带电粒子,在场区内的竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电质点()A.带有电荷量为的正电荷 B.沿圆周逆时针运动C.运动的角速度为 D.运动的速率为13.如图,可视为质点的小球,位于半径为m半圆柱体左端点A的正上方某处,以一定的初速度水平抛出小球,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点.过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°,则初速度为:(不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2)()A.m/s B.4m/s C.3m/s D.m/s14.如图所示,在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆,AB是一条直径,空间有匀强电场场强大小为E,方向与水平面平行.在圆上A点有一发射器,以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球,小球会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过C点的小球的动能最大.由于发射时刻不同时,小球间无相互作用,且∠α=30°.下列说法正确的是()A.电场的方向与AC间的夹角为30°B.电场的方向与AC间的夹角为60°C.小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为qERD.小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为qER15.一卫星绕地球沿椭圆轨道运动,A、C为椭圆轨道长轴端点,B、D为椭圆轨道短轴端点,关于卫星的运动,以下说法不正确的是()A.A点的速度可能大于7.9km/sB.C点的速度一定小于7.9km/sC.卫星在A点时引力的功率最大D.卫星由C运动到A万有引力的平均功率大于卫星由B运动到D万有引力的平均功率16.如图所示,可视为质点、质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是()A.小球通过最高点的最小速度为B.小球通过最高点的最小速度为0C.如果小球在最高点时的速度大小为,则此时小球给管道壁有坚直向下作用力D.如果小球在最低点时的速度大小为,则此时小球给管道间的压力大小为6mg17.如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径等于地球半径),c为地球的同步卫星,以下关于a、b、c的说法中正确的是()A.a、b、c的向心加速度大小关系为ab>ac>aaB.a、b、c的角速度大小关系为ωa>ωb>ωcC.a、b、c的线速度大小关系为Va=Vb>VcD.a、b、c的周期关系为Ta>Tc>Tb18.如图所示,悬挂在小车支架上的摆长为l的摆,小车与摆球一起以速度v0匀速向右运动.小车与矮墙相碰后立即停止(不弹回),则下列关于摆球上升能够达到的最大高度H的说法中,正确的是()A.若,则H=lB.若,则H=2lC.当v0很大时,可以使上升的最大高度D.上述说法都正确19.关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是速率不变的运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的20.如图所示,在水平圆盘上,沿半径方向放置用细线相连的质量相等的两物体A和B,它们与圆盘间的摩擦因数相同,当圆盘转速加大到两物体刚要发生滑动时烧断细线,则两个物体将要发生的运动情况是()A.两物体仍随圆盘一起转动,不会发生滑动B.只有A仍随圆盘一起转动,不会发生滑动C.两物体均滑半径方向滑动,A靠近圆心、B远离圆心D.两物体均滑半径方向滑动,A、B都远离圆心21.如图所示,两个半径不同内壁光滑的半圆轨道,固定于地面,一小球先后从与球心在同一高度上的A、B两点由静止自由滑下,通过最低点时,下列说法正确的是()A.小球对轨道底端的压力是相同的B.小球对轨道底端的压力是不同的,半径小的压力大C.通过最低点的速度不同,半径大的速度大D.通过最低点时向心加速度是相同的22.如图所示,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,以下说法正确的是()A.甲的运行周期比乙的大 B.甲的运行周期比乙的小C.甲的向心加速度比乙的大 D.甲的向心加速度比乙的小23.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面上做匀速圆周运动,以下说法正确的是()A.压力NA>NB B.ωA>ωB C.aA>aB D.vA>vB24.开口向上的半球形曲面的截面如图所示,直径AB水平.一小物块在曲面内A点以某一速率开始下滑,曲面内各处动摩擦因数不同,因摩擦作用物块下滑时速率不变,则下列说法正确的是()A.物块运动过程中加速度始终为零B.物块所受合外力恒定不变C.在滑到最低点C以前,物块所受摩擦力大小逐渐变小D.滑到最低点C时,物块所受重力的瞬时功率达到最大25.如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内.将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速释放,物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.关于物块从A位置运动至C位置的过程,下列说法中正确的是()A.小车和物块构成的系统动量守恒B.摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和为零C.物块的最大速度为D.小车的最大速度为二、计算题26.如图是阿毛同学的漫画中出现的装置,描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿:将板栗在地面小平台上以初速度v0经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道,从最高点P飞出进入炒锅内,利用来回运动使其均匀受热.我们用质量为m的小滑块代替栗子,借这套装置来研究一些物理问题.设两个四分之一圆弧半径分别为2R和R,小平台和圆弧均光滑.将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧组成.两斜面倾角均为θ=37°,滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内,重力加速度为g.设滑块恰好能经P点飞出,且恰好沿AB斜面进入锅内.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)滑块经过O点时对轨道压力多大?(2)滑块经P点时的速度大小?(3)P、A两点间的水平距离为多少?27.(理)如图所示的半圆形光滑轨道,半径为R,固定于水平面上,最高点C和最低点A切线均水平,一质量为m的物体由A点以水平速度V0(未知)进入半圆轨道.求(1)V0至少多大,才能使物体通过C点(2)物体刚进入半圆轨道时对轨道的压力.
2016-2017学年河北省保定市定州中学高一(下)第一次月考物理试卷(承智班)参考答案与试题解析一、选择题1.一个做平抛运动的物体,从物体水平抛出开始发生水平位移为s的时间内,它在竖直方向的位移为d1;紧接着物体在发生第二个水平位移s的时间内,它在竖直方向发生的位移为d2.已知重力加速度为g,则做平抛运动的物体的初速度为()A. B.C. D.【考点】平抛运动.【分析】物体做平抛运动,我们可以把平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解,两个方向上运动的时间相同.【解答】解:从运动开始到发生水平位移s的时间内,它在竖直方向的位移为d1;根据平抛运动的规律可得水平方向上:s=V0t竖直方向上:d1=gt2联立可以求得初速度V0=s,所以B正确;在竖直方向上,物体做自由落体运动,根据△x=gT2可得d2﹣d1=gT2,所以时间的间隔T=,所以平抛的初速度V0==s,所以A正确;再根据匀变速直线运动的规律可知,所以从一开始运动物体下降的高度为,由=,可得物体运动的时间间隔为t=,所以平抛的初速度V0==s,所以D正确;故选ABD.2.如图,以9.8m/s速度水平抛出的物体.飞行一段时间后.垂直撞在θ=30°的斜面上,可知物体完成这段飞行时间为()A.s B.s C.s D.2S【考点】平抛运动.【分析】研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,两个方向上运动的时间相同.【解答】解:物体做平抛运动,当垂直地撞在倾角为30°的斜面上时,速度与斜面垂直,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分速度的大小为:vy=由vy=gt可得运动的时间:t===s=s,故选:A.3.如图所示,从倾角为θ的斜面顶端,以初速度v0将小球水平抛出,则小球落到斜面时的速度大小为()A. B.C. D.【考点】平抛运动.【分析】熟练应用平抛运动过程中位移与水平方向夹角θ的表达式:,求出竖直方向速度,然后根据即可求出落到斜面上时的速度.【解答】解:小球落到斜面上时有:,所以竖直方向速度为vy=gt=2v0tanθ所以物体落到斜面上的速度为=,故ABD错误,C正确.故选C.4.甲、乙两个物体都做匀速圆周运动.转动半径比为3:4,在相同的时间里甲转过60圈时,乙转过45圈,则它们所受的向心加速度之比为()A.3:4 B.4:3 C.4:9 D.9:16【考点】向心加速度.【分析】根据角速度定义ω=可知甲、乙的角速度之比,再由向心加速度公式a=ω2r可以求出他们的向心加速度之比.【解答】解:相同时间里甲转过60圈,乙转过45圈,根据角速度定义ω=可知ω1:ω2=4:3由题意r1:r2=3:4根据a=ω2r得:a1:a2=4:3故选B5.下列关于曲线运动的说法中正确的是()A.曲线运动的速度一定变化,加速度也一定变化B.曲线运动的速度一定变化,做曲线运动的物体一定有加速度C.曲线运动的速度大小可以不变,所以做曲线运动的物体不一定有加速度D.在恒力作用下,物体不可能做曲线运动【考点】物体做曲线运动的条件.【分析】物体运动轨迹是曲线的运动,称为“曲线运动”.当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上,物体就是在做曲线运动.【解答】解:A、D、既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,在恒力作用下,物体可以做曲线运动,如平抛运动,加速度始终是g,保持不变.故AD错误;B、C、既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,加速度不为零,故C错误,B正确;故选:B.6.如图所示,以初速度9.8m/s水平抛出的物体,飞行一段时间后撞在倾角为300的斜面上,则物体在空中飞行的时间是()A.s B.s C.S D.2s【考点】平抛运动.【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据竖直位移和水平位移的关系求出物体飞行的时间.【解答】解:根据tan30°===得飞行的时间为:t==s=s故选:B.8.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们所受外力的合力之比为()A.1:4 B.2:3 C.4:9 D.9:16【考点】向心力.【分析】根据角速度定义ω=可知甲、乙的角速度之比,再由向心力公式F向=mω2r可以求出他们的向心力之比.【解答】解:相同时间里甲转过60°角,乙转过45°角,根据角速度定义ω=可知:ω1:ω2=4:3由题意:r1:r2=1:2m1:m2=1:2根据公式式F向=mω2rF1:F2=m1ω12r1:m2ω22r2=4:9故选:C.9.一个机械钟的秒针的角速度为()A.πrad/s B.2πrad/s C.rad/s D.rad/s【考点】线速度、角速度和周期、转速.【分析】角速度等于单位时间质点与圆心连线绕过的角速度,根据一个周期内秒针转过的角速度求出秒针的角速度.【解答】解:秒针的周期T=60s,转过的角度为2π,则角速度ω==rad/s=rad/s.故选:D.10.如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB,则三质点的向心加速度之比aA:aB:aC等于()A.4:2:1 B.2:1:2 C.1:2:4 D.4:1:4【考点】线速度、角速度和周期、转速.【分析】要求线速度之比需要知道三者线速度关系:B、C两轮是皮带传动,皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同,A、B两轮是轴传动,轴传动的特点是角速度相同.【解答】解:由于B轮和C轮是皮带传动,皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同,故vC=vB,∴vB:vC=1:1由于A轮和B轮共轴,故两轮角速度相同,即ωA=ωB,故ωA:ωB=1:1由角速度和线速度的关系式v=ωR可得vA:vB=RA:RB=2:1∴vA:vB:vC=2:1:1又因为RA=RC=2RB根据a=得:aA:aB:aC=4:2:1故选:A.11.转笔(PenSpinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示.转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是()A.笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小B.笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的C.若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走D.若该同学使用的是金属笔杆,且考虑地磁场的影响,由于笔杆中不会产生感应电流,因此金属笔杆两端一定不会形成电势差【考点】向心力;牛顿第二定律.【分析】A、根据向心加速度公式an=ω2R,即可确定向心加速度大小;B、各点做圆周运动的向心力是杆的弹力提供;C、当提供的向心力小于需要向心力,则会出现离心现象;D、根据电磁感应现象,结合地磁场,从而判定是否感应电动势,及感应电流.【解答】解:A、由向心加速度公式an=ω2R,笔杆上的点离O点越近的,做圆周运动的向心加速度越小,故A正确;B、杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的,与万有引力无关,故B错误;C、当转速过大时,当提供的向心力小于需要向心力,出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走,故C正确;D、当金属笔杆转动时,切割地磁场,从而产生感应电动势,但不会产生感应电流,故D错误;故选:AC.12.在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的场强为E,方向竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,一质量为m的带电粒子,在场区内的竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电质点()A.带有电荷量为的正电荷 B.沿圆周逆时针运动C.运动的角速度为 D.运动的速率为【考点】带电粒子在混合场中的运动;牛顿第二定律;向心力.【分析】粒子做匀速圆周运动,根据重力和电场力平衡以及洛伦兹力提供向心力分析判断.【解答】解:A、带电粒子在竖直平面内做匀速圆周运动,有mg=qE,求得电荷量q=,根据电场强度方向和电场力方向相反判断出粒子带负电,故A错误;B、粒子带负电,已知任意位置的洛伦兹力方向和磁场方向,由左手定则可判断粒子的速度方向,故粒子沿顺时针方向运动,故B错误;C、D、由qvB=mvω得ω===,故C正确;D、在速度选择器装置中才有v=,故D错误;故选C.13.如图,可视为质点的小球,位于半径为m半圆柱体左端点A的正上方某处,以一定的初速度水平抛出小球,其运动轨迹恰好能与半圆柱体相切于B点.过B点的半圆柱体半径与水平方向的夹角为60°,则初速度为:(不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2)()A.m/s B.4m/s C.3m/s D.m/s【考点】平抛运动.【分析】根据平抛运动速度与水平方向夹角的正切值等于位移与水平方向夹角正切值的2倍,求出竖直方向上的位移,从而求出竖直方向上的分速度,根据速度方向求出平抛运动的初速度.【解答】解:飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点,知速度与水平方向的夹角为30°,设位移与水平方向的夹角为θ,则有:tanθ==.因为tanθ==.则竖直位移为:y=R,=2gy=R所以,tan30°=.联立以上各式解得:v0===3m/s故选:C.14.如图所示,在光滑绝缘水平面上有一半径为R的圆,AB是一条直径,空间有匀强电场场强大小为E,方向与水平面平行.在圆上A点有一发射器,以相同的动能平行于水平面沿不同方向发射带电量为+q的小球,小球会经过圆周上不同的点,在这些点中,经过C点的小球的动能最大.由于发射时刻不同时,小球间无相互作用,且∠α=30°.下列说法正确的是()A.电场的方向与AC间的夹角为30°B.电场的方向与AC间的夹角为60°C.小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为qERD.小球在A点垂直电场方向发射,恰能落到C点,则初动能为qER【考点】带电粒子在匀强电场中的运动.【分析】小球在匀强电场中,从A点运动到C点,根据动能定理qUAC=Ek,因为到达C点时的小球的动能最大,所以UAC最大,即在圆周上找不到与C电势相等的点.所以与C点电势相等的点在过C点的切线上.再根据电场线与等势线垂直,可以画出电场线,即可确定电场的方向.小球做类平抛运动,根据平抛运动的知识分析小球的运动情况,分别在水平方向和竖直方向上列式求解初动能.【解答】解:A、B、小球在匀强电场中,从a点运动到c点,根据动能定理qUAC=Ek,因为到达C点时的小球的动能最大,所以UAC最大,则在圆周上找不到与C电势相等的点.且由A到C电场力对小球做正功.过C点作切线,则CF为等势线.过A点作CF的垂线,则该线为电场线,场强方向如图示.因为∠CAB=30°,则连接CO,∠ACO=30°,所以电场方向与AC间的夹角θ为30°;故A正确,B错误.C、D、小球只受电场力,做类平抛运动.水平方向上:x=Rcos30°=v0t,竖直方向上:y=R+Rsin30°=,由以上两式得:Ek=mv02=qER;故C错误,D正确.故选:AD.15.一卫星绕地球沿椭圆轨道运动,A、C为椭圆轨道长轴端点,B、D为椭圆轨道短轴端点,关于卫星的运动,以下说法不正确的是()A.A点的速度可能大于7。9km/sB.C点的速度一定小于7.9km/sC.卫星在A点时引力的功率最大D.卫星由C运动到A万有引力的平均功率大于卫星由B运动到D万有引力的平均功率【考点】万有引力定律及其应用.【分析】根据万有引力提供向心力,得出线速度与轨道半径的关系,比较出在C点做圆周运动的线速度与第一宇宙速度的大小关系,从而确定C点的速度与第一宇宙速度的大小.根据引力和速度的方向关系得出A点的引力功率为零.根据做功的大小,结合平均功率公式比较平均功率的大小.【解答】解:A、贴近地球表面做圆周运动的线速度为7.9km/s,是做圆周运动最大的环绕速度,A点的速度可能大于7。9km/s,万有引力小于向心力,做离心运动,故A正确.B、根据v=知,在C绕地球做匀速圆周运动的线速度小于7.9km/s,欲使在C点进入圆轨道,需加速,可知C点的速度一定小于7.9km/s,故B正确.C、在A点万有引力的方向与速度方向垂直,则引力功率为零,故C错误.D、卫星从C到A的过程中,动能增加,引力做正功,从B到D的过程中,动能不变,引力做功为零,可知卫星由C运动到A万有引力的平均功率大于卫星由B运动到D万有引力的平均功率,故D正确.本题选错误的,故选:C.16.如图所示,可视为质点、质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是()A.小球通过最高点的最小速度为B.小球通过最高点的最小速度为0C.如果小球在最高点时的速度大小为,则此时小球给管道壁有坚直向下作用力D.如果小球在最低点时的速度大小为,则此时小球给管道间的压力大小为6mg【考点】向心力;牛顿第二定律.【分析】圆形管道内能支撑小球,小球能够通过最高点时的最小速度为0.小球在最高点时的速度大小为2时,由牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向,再由牛顿第三定律分析小球对管道的作用力.在最低点时的速度大小为时,同样根据牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向.【解答】解:A、B、圆形管道内能支撑小球,小球能够通过最高点时的最小速度为0,故A错误,B正确;C、设管道对小球的弹力大小为F,方向竖直向下.由牛顿第二定律得mg+F=m,v=2,代入解得F=3mg>0,方向竖直向下.根据牛顿第三定律得知:小球对管道的弹力方向竖直向上,即小球对管道的外壁有作用力.故C错误;D、重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:N﹣mg=m,解得:N=mg+m=mg+m=6mg;根据牛顿第三定律,球对管道的压力大小为6mg;故D正确;故选BD.17.如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径等于地球半径),c为地球的同步卫星,以下关于a、b、c的说法中正确的是()A.a、b、c的向心加速度大小关系为ab>ac>aaB.a、b、c的角速度大小关系为ωa>ωb>ωcC.a、b、c的线速度大小关系为Va=Vb>VcD.a、b、c的周期关系为Ta>Tc>Tb【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.【分析】对于地球赤道上的物体与同步卫星,它们具有相同的角速度和周期,根据v=rω,a=rω2比较线速度的大小和向心加速度的大小.对于b、c两卫星,根据万有引力提供向心力,比较b、c的线速度、角速度、周期和向心加速度大小,再比较三个物体各个量的大小.【解答】解:A、地球赤道上的物体a与地球同步卫星c角速度相同的,即ωa=ωc,根据a=rω2知,c的向心加速度大于a的向心加速度.即有ac>aa.对于b、c两卫星,根据a=,知b的向心加速度大于c的向心加速度,即有ab>ac.所以有ab>ac>aa.故A正确.B、对于b、c两卫星,由ω==,知ωb>ωc,所以有ωb>ωc=ωa.故B错误.C、地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度,所以ωa=ωc,根据v=rω,c的线速度大于a的线速度.即ac>aa.对于b、c两卫星,根据v=,知b的线速度大于c的线速度,即vb>vc.所以有vb>vc>aa.故C错误D、卫星c为地球同步卫星,所以Ta=Tc,根据T=2π得知c的周期大于b的周期,所以Ta=Tc>Tb,故D错误.故选:A18.如图所示,悬挂在小车支架上的摆长为l的摆,小车与摆球一起以速度v0匀速向右运动.小车与矮墙相碰后立即停止(不弹回),则下列关于摆球上升能够达到的最大高度H的说法中,正确的是()A.若,则H=lB.若,则H=2lC.当v0很大时,可以使上升的最大高度D.上述说法都正确【考点】机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力.【分析】小车突然静止后,小球由于惯性继续绕悬挂点转动,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律列式分析.【解答】解:A、小车突然静止后,小球由于惯性继续绕悬挂点转动,机械能守恒,有mgH=当时,H=l,故A正确;B、小球恰好到最高点时,重力提供向心力,有mg=mmg(2l)=﹣解得故B错误;C、由几何关系可知,H≤2l,故C错误;D、由ABC分析知,选项D错误;故选A.19.关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是速率不变的运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的【考点】平抛运动;匀速圆周运动.【分析】平抛运动的加速度不变,做匀变速曲线运动,匀速圆周运动的加速度大小不变,方向时刻改变.【解答】解:A、平抛运动的加速度不变,做匀变速曲线运动,故A正确.B、匀速圆周运动的速度大小不变,方向时刻改变,故B正确.C、圆周运动的加速度方向在变化,不是匀变速运动,故C错误.D、平抛运动的物体落地时由于有水平分速度,根据平行四边形定则知,落地速度不可能竖直向下,故D错误.故选:AB.20.如图所示,在水平圆盘上,沿半径方向放置用细线相连的质量相等的两物体A和B,它们与圆盘间的摩擦因数相同,当圆盘转速加大到两物体刚要发生滑动时烧断细线,则两个物体将要发生的运动情况是()A.两物体仍随圆盘一起转动,不会发生滑动B.只有A仍随圆盘一起转动,不会发生滑动C.两物体均滑半径方向滑动,A靠近圆心、B远离圆心D.两物体均滑半径方向滑动,A、B都远离圆心【考点】向心力;牛顿第二定律.【分析】首先分析当圆盘转速由较小时逐渐加速的过程中,AB两物体的受力变化情况,结合向心力的公式,再仔细分析绳子拉力的变化,当绳子突然被烧断时,再次分析AB两物体的受力,结合所需要的向心力大小,可知AB两物体相对圆盘的运动情况.【解答】解:两物体与圆盘间的摩擦因数相同,开始转速较小时,由摩擦力提供向心力,向心力为:F=mω2r,在转速一定的情况下,B物体所需要的向心力要大,B物体更容易相对圆盘发生相对滑动,当B的静摩擦力刚好不能满足B的圆周运动所需的向心力时,而A物体所需要的向心力还小于最大静摩擦力,此时开始细线要有张力.当圆盘转速加大到两物体刚要发生滑动时,物体A所需要的向心力还小于A的最大静摩擦力,而B物体所需要的向心力大于最大静摩擦力,此时烧断细线,物体B将沿半径方向远离圆心,物体A仍仍随圆盘一起转动.选项B正确,ACD错误.故选:B21.如图所示,两个半径不同内壁光滑的半圆轨道,固定于地面,一小球先后从与球心在同一高度上的A、B两点由静止自由滑下,通过最低点时,下列说法正确的是()A.小球对轨道底端的压力是相同的B.小球对轨道底端的压力是不同的,半径小的压力大C.通过最低点的速度不同,半径大的速度大D.通过最低点时向心加速度是相同的【考点】动能定理的应用;向心力.【分析】小球从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由下滑过程中,受到重力和支持力作用,但只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律可求出小球到最低点的速度,然后由向心加速度公式求向心加速度,由牛顿第二定律求出支持力,进而来比较向心加速度大小和压力大小.【解答】解:C、根据机械能守恒得:,解得最低点的速度为:v=,半径大的小球,通过最低点的速度大,故C正确,AB、根据解得:N=3mg,可知小球对轨道的最低点压力是相同的,故A正确,B错误.D、根据a=,可知小球通过最低点的向心加速度是相同的.故D正确.故选:ACD.22.如图所示,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,以下说法正确的是()A.甲的运行周期比乙的大 B.甲的运行周期比乙的小C.甲的向心加速度比乙的大 D.甲的向心加速度比乙的小【考点】万有引力定律及其应用;向心力.【分析】卫星做圆周运动向心力由万有引力提供,得到向心加速度、周期与轨道半径的关系式,再进行分析.【解答】解:卫星由万有引力提供向心力有:G=ma=mr,则得:a=,T=2,A、由公式可知,中心天体的质量M越小,周期T越大,故A正确,B错误;C、由公式可知,中心天体的质量M越小,向心加速度越小,而甲的向心加速度小.故D正确,C错误.故选:AD23.如图所示,固定的锥形漏斗内壁是光滑的,内壁上有两个质量相等的小球A和B,在各自不同的水平面上做匀速圆周运动,以下说法正确的是()A.压力NA>NB B.ωA>ωB C.aA>aB D.vA>vB【考点】向心力;线速度、角速度和周期、转速.【分析】小球做匀速圆周运动,因此合外力提供向心力,对物体正确进行受力分析,然后根据向心力公式列方程求解即可.【解答】解:物体受力如图:将FN沿水平和竖直方向分解得:FNcosθ=ma①,FNsinθ=mg②.由②可知支持力相等,则A、B对内壁的压力大小相等.根据牛顿第二定律,合外力提供向心力,合外力相等,则向心力相等.由①②可得:mgcotθ=ma=m=mω2R.可知半径大的线速度大,角速度小.则A的线速度大于B的线速度,A的角速度小于B的角速度,A、B的向心加速度相等.故D正确,A、B、C错误.故选:D.24.开口向上的半球形曲面的截面如图所示,直径AB水平.一小物块在曲面内A点以某一速率开始下滑,曲面内各处动摩擦因数不同,因摩擦作用物块下滑时速率不变,则下列说法正确的是()A.物块运动过程中加速度始终为零B.物块所受合外力恒定不变C.在滑到最低点C以前,物块所受摩擦力大小逐渐变小D.滑到最低点C时,物块所受重力的瞬时功率达到最大【考点】向心力;摩擦力的判断与计算.【分析】小物块下滑时的速度大小不变,所以物块做的是匀速圆周运动,根据匀速圆周运动的规律可以逐项分析求解.【解答】解:A、B、物体做的是匀速圆周运动,受到的合力作为物体的向心力,产生加速度,所以物体的加速度大小不变,方向时刻在变化,合外力也大小不变方向时刻变化,所以A错误,B错误;C、物块在下滑的过程中,速度的大小不变,所以沿切线方向上合力为零,重力在切线方向上的分力与摩擦力大小相等,重力在切线方向上的分力减小,摩擦力减小,所以C正确;D、滑到最低点C时,物块所受重力的瞬时功率为零,故D错误.故选:C.25.如图所示,水平光滑地面上停放着一辆质量为M的小车,其左侧有半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内.将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速释放,物块沿轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.重力加速度为g,空气阻力可忽略不计.关于物块从A位置运动至C位置的过程,下列说法中正确的是()A.小车和物块构成的系统动量守恒B.摩擦力对物块和轨道BC所做功的代数和为零C.物块的最大速度为D.小车的最大速度为【考点】动量守恒定律.【分析】系统所受合外力为零,系统动量守恒,应用动量
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