2022-2022学年山东省青岛市开发区致远中学高二（下）第一次月考物理试卷（3月份）一、不定项选择题（本题共有10小题．每小题4分，共计40分）1．（4分）（2022•武侯区校级一模）关于曲线运动，下列说法正确的有（ ） A．做曲线运动的物体速度方向在时刻改变，故曲线运动是变速运动 B．做曲线运动的物体，受到的合外力方向在不断改变 C．只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心 D．物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，就一定能做匀速圆周运动考点：物体做曲线运动的条件．版权所有专题：物体做曲线运动条件专题．分析：物体做曲线运动时，所受合外力的方向与速度的方向在同一直线上，合力可以是恒力，也可以是变力，加速度可以是变化的，也可以是不变的．平抛运动的物体所受合力是重力，加速度恒定不变，平抛运动是一种匀变速曲线运动．物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力．解答：解：A、无论是物体速度的大小变了，还是速度的方向变了，都说明速度是变化的，都是变速运动，做曲线运动的物体的速度方向在时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动．所以A正确．B、物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力方向不一定变化，如平抛运动，故B错误．C、物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力是向心力．故C错误；D、匀速圆周运动受到的向心力是始终指向圆心的，合力垂直于初速度方向的方向，并不一定始终与速度的方向垂直，比如平抛运动的受力就是这样，所以D错误．故选A．点评：本题主要是考查学生对物体做曲线运动的条件、圆周运动特点的理解，涉及的知识点较多，是一道比较好的题目． 2．（4分）（2022春•黄岛区校级月考）关于向心力的下列说法中正确的是（ ） A．向心力不改变做圆周运动物体速度的大小 B．做匀速圆周运动的物体，其向心力是不变的 C．做圆周运动的物体，所受合力一定等于向心力 D．做匀速圆周运动的物体，所受的合力为零-10-\n考点：向心力；牛顿第二定律．版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，大小不变，故又称向心力；物体做变速圆周运动时，合力不总是指向圆心，故合力不一定等于向心力．解答：A、向心力总是指向圆心，而速度总是沿着切线方向，故向心力一定垂直于速度，不改变速度的大小，故A正确；B、做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，方向不断变化，是变力，故B错误；C、物体做变速圆周运动时，合力不总是指向圆心，故合力不一定等于向心力，故C错误；D、做匀速圆周运动的物体所受的合力总是指向圆心，提供向心力，不为零，故D错误；故选：A．点评：向心力的方向不断变化，一定是变力；变速圆周运动的合外力不一定指向圆心，只有当合力指向圆心时，合力才完全充当向心力！ 3．（4分）（2022春•黄岛区校级月考）雨滴由高层建筑的屋檐边自由下落，遇到水平方向吹来的风．关于雨滴的运动，下列判断正确的是（ ） A．风速越大，雨滴下落的时间越长 B．无论风速多大，雨滴下落的时间不变 C．风速越大，雨滴落地时的速度越大 D．无论风速多大，雨滴落地时的速度都不变考点：运动的合成和分解．版权所有专题：运动的合成和分解专题．分析：将水滴的实际运动沿着水平方向和竖直方向正交分解，合运动的时间等于竖直分运动的时间，与水平分速度无关；合速度为水平分速度和竖直分速度的矢量和．解答：解：AB、根据运动的独立性，雨滴在竖直方向上做自由落体运动，下落时间由高度决定，与风速大小无关，故选项A错误，B正确．CD、当水平方向有风且风速越大时，雨滴落地时在水平方向上的速度越大，雨滴落地速度为v=，可知雨滴落地的速度越大，故选项C正确，D错误．答案：BC点评：解决本题的关键将雨滴的运动分解为水平方向和竖直方向，知道两方向上的运动情况以及知道分运动和合运动具有等时性，各分运动具有独立性，互不影响． 4．（4分）（2022秋•阜城县校级月考）一个物体以初速V0水平抛出，经时间t，竖直方向速度大小为V0，则t为（ ） A．B．C．D．-10-\n考点：平抛运动．版权所有专题：平抛运动专题．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，根据速度时间公式求出运动的时间．解答：解：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，则运动的时间t=．故A正确，B、C、D错误．故选：A．点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解，基础题． 5．（4分）（2022春•晋江市校级期末）如图所示，静止在地球上的物体都要随地球一起转动，下列说法正确的是（ ） A．它们的运动周期都是相同的 B．它们的线速度都是相同的 C．它们的线速度大小都是相同的 D．它们的角速度是不同的考点：线速度、角速度和周期、转速．版权所有专题：匀速圆周运动专题．分析：物体随地球一起转动的角速度相同．根据公式v=ωr分析各地区的线速度大小．解答：解：AD、物体随地球一起转动时，周期都等于地球的自转周期，所以它们的周期是相同，所以角速度一定相同；故A正确，D错误；BC、根据线速度与角速度的关系：v=ωr，地球上的物体的转动半径是以转轴为中心的半径，所以不同的纬度上的物体的转动半径不同，所以它们的线速度是不相同的．故BC错误．故选：A．点评：本题要抓住共轴转动的物体角速度都相同，线速度与半径成正比，知道各点的转动半径． -10-\n6．（4分）（2022•浙江校级模拟）如图所示，两个小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆上的O点做圆周运动．当小球A的速度为vA时，小球B的速度为vB，则轴心O到小球A的距离是（ ） A．vA（vA+vB）LB．C．D．考点：线速度、角速度和周期、转速．版权所有分析：本题主要考察了物体做圆周运动时线速度、角速度、半径等物理量之间的关系，在本题中注意两球做圆周运动时角速度相等这一隐含条件．解答：解：设球A的半径为rA，球B的半径为rB，则有rA+rB=L，vA+vB=ωrA+ωrB=ωL①vA=ωrA②，由此可知选项ACD错误，B正确．故选B．点评：本题通过噶“杆”模型考察了线速度、角速度、半径等物理量之间的关系，题意新颖，有思维含量． 7．（4分）（2022秋•会宁县校级月考）如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B，这时，突然使它所受力反向，大小不变，即由F变为﹣F．在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（ ） A．物体不可能沿曲线Ba运动 B．物体不可能沿直线Bb运动 C．物体不可能沿曲线Bc运动 D．物体不可能沿原曲线由B返回A考点：物体做曲线运动的条件．版权所有专题：物体做曲线运动条件专题．分析：物体做曲线运动时，运动轨迹是在速度与力的夹角之中，根据这一点可以判断原来的恒力F的方向是向下的，当F变成向上时，运动轨迹仍然要处于速度与合力的夹角之间．解答：-10-\n解：物体从A到B运动，因为运动轨迹是在速度与力的夹角之中，所以物体所受恒力方向应是向下的．到达B点后，力的大小不变方向相反，变成向上．因为物体在B点的速度方向为切线方向，即直线Bb，而力与速度方向不同，所以物体不可能做直线运动，故B正确．由于力的方向发生了改变，曲线Ba不在力与速度的夹角内，故A正确．很明显，物体不可能由B返回A，故D正确．而Bc在力与速度的夹角内，物体有可能沿Bc运动，故C错误．故选ABD．点评：此题要理解物体做曲线运动时轨迹处于合力和速度的夹角之间．属于基础题． 8．（4分）（2022秋•偃师市校级期末）如图所示，将一质量为m的摆球用长为L的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆．关于摆球A的受力情况，下列说法中正确的是（ ） A．摆球受重力、拉力和向心力的作用 B．摆球受拉力和向心力的作用 C．摆球受重力和拉力的作用 D．摆球受重力和向心力的作用考点：向心力．版权所有专题：运动学与力学（一）．分析：分析小球的受力：受到重力、绳的拉力，二者的合力提供向心力，向心力是效果力，不能分析物体受到向心力．解答：解：摆球在水平面内做匀速圆周运动，小球只受重力和绳的拉力作用，二者合力提供向心力，故C正确．故选：C点评：本题要正确理解向心力：是效果力，它由某一个力或几个力的合力提供，它不是性质的力，分析物体受力时不能分析向心力． 9．（4分）（2022秋•偃师市校级期末）如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的是（ ）-10-\n A．A球的线速度必定大于B球的线速度 B．A球的角速度必定小于B球的线速度 C．A球的运动周期必定小于B球的运动周期 D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力考点：向心力；线速度、角速度和周期、转速．版权所有专题：匀速圆周运动专题．分析：对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可．解答：解：A、对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图根据牛顿第二定律，有：F=mgtanθ=m解得：v=．由于A球的转动半径较大，A线速度较大，故A正确；B、根据ω==可知，A球的转动半径较大，则A的角速度较小．故B正确．C、周期T==2π，因为A的半径较大，则周期较大．故C错误．D、由上分析可知，筒对小球的支持力N=，与轨道半径无关，则由牛顿第三定律得知，小球对筒的压力也与半径无关，即有球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力．故D错误．故选：AB．点评：本题关键是对小球受力分析，知道小球做圆周运动向心力的来自于合外力． 10．（4分）（2022春•秦州区校级期末）如图所示的两轮靠皮带传动，皮带没有打滑，A、B、C三点的位置关系如图，若r1＞r2，O1C=r2，则三点的向心加速度的关系为（ ）-10-\n A．aA=aB=aCB．aC＞aA＞aBC．aC＜aA＜aBD．aC=aB＞aA考点：线速度、角速度和周期、转速．版权所有分析：A和B是通过皮带相连，它们有共同的线速度，A和C在同一个轮上，它们的角速度相等，再由线速度和角速度之间的关系V=rω，及向心力公式，就可以判断它们的关系．解答：解：由题意可知，VA=VB，ωA=ωC，A点的向心加速度为aA=，B点的向心加速度为aB=，由于VA=VB，r1＞r2，所以aB＞aA，A点的向心加速度也等于aA=r1ωA2，C点的向心加速度等于aC=r2ωC2，由于r1＞r2，ωA=ωC，所以aA＞aC，所以aB＞aA＞aC，故选C．点评：通过皮带相连的，它们的线速度相等；同轴转的，它们的角速度相等，这是解本题的隐含条件，再V=rω，及向心力公式做出判断，考查学生对公式得理解． 二、解答题（共4小题，满分62分）11．（12分）（2022春•黄岛区校级月考）光滑水平桌面上的O处有一光滑的圆孔，一根轻绳一端系质量为m的小球，另一端穿过小孔拴一质量为M的木块．当m以某一角速度在桌面上做匀速圆周运动时，木块M恰能静止不动，这时小球做圆周运动的半径为r，求此时小球做匀速圆周运动的角速度．考点：向心力；牛顿第二定律．版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：-10-\n对M，受力平衡，绳子的拉力等于重力，对m受力分析，绳子的拉力提供A所需的向心力，根据向心力公式T=mω2r即可求解．解答：解：m受重力、支持力、轻绳拉力的共同作用，而重力与支持力平衡，所以轻绳拉力F充当向心力，即F=mrω2．木块M静止，所以轻绳拉力F=Mg，即Mg=mrω2，所以ω=答：此时小球做匀速圆周运动的角速度为．点评：解决本题的关键知道绳子的拉力提供m做圆周运动的向心力，结合M受力分析列出受力平衡方程进行求解，注意研究对象的灵活选择． 12．（16分）（2022•江阴市校级学业考试）如图所示，一架装载救援物资的飞机，在距水平地面h=500m的高处以v=100m/s的水平速度飞行．地面上A、B两点间的距离x=100m，飞机在离A点的水平距离x0=950m时投放救援物资，不计空气阻力，g取10m/s2．（1）求救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间．（2）通过计算说明，救援物资能否落在AB区域内．考点：平抛运动．版权所有专题：平抛运动专题．分析：（1）将平抛运动分解为水平方向和竖直方向去分析，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．分运动和合运动具有等时性，根据竖直方向上的运动去求时间．（2）求出救援物资的水平位移，与x0和x0+x比较．解答：解：（1）h=t==10s故救援物资从离开飞机到落至地面所经历的时间为10s．（2）x=v0t=1000m由于x﹣x0=1000m﹣950m=50m＜100m，所以在AB范围内．故救援物资能落在AB区域内．点评：解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，将平抛运动分解为水平方向和竖直方向去分析，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．分运动和合运动具有等时性． 13．（16分）（2022春•黄岛区校级月考）如图所示，一辆质量为4t的汽车匀速经过一半径为50m的凸形桥．（g=10m/s2）（1）汽车若能安全驶过此桥，它的速度范围为多少？（2）若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半，求此时汽车的速度多大？-10-\n考点：向心力．版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：（1）当小车对桥无压力时，汽车速度最大，此时只受重力，重力恰好提供向心力．（2）在最高点，根据合外力提供向心力列式即可求解．解答：解：（1）汽车经最高点时对桥的压力为零时，求出速度最大，此时重力提供向心力，则有：mg=m解得：v=所以汽车能安全驶过此桥的速度范围为v（2）汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半时，根据合外力提供向心力mg﹣解得：v″==5m/s答：（1）汽车能安全驶过此桥的速度范围为v；（2）若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半，此时汽车的速度为5m/s．点评：本题关键对物体进行运动情况分析和受力情况分析，然后根据向心力公式列式求解！ 14．（18分）（2022•浙江校级模拟）如图所示，已知绳长为L=20cm，水平杆L′=0.1m，小球质量m=0.3kg，整个装置可竖直轴转动（g取10m/s2）问：（1）要使绳子与竖直方向成45°角，试求该装置必须以多大的角速度转动才行？（2）此时绳子的张力多大？考点：向心力．版权所有专题：匀速圆周运动专题．分析：对小球受力分析，小球靠重力和拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度的大小；根据平行四边形定则求出绳子的张力．解答：解：小球绕杆做圆周运动，其轨道平面在水平面内，轨道半径r=L′+Lsin45°，绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力．对小球受力分析如图所示，设绳对小球拉力为F，重力为mg，对小球利用牛顿第二定律可得：mgtan45°=mω2r①r=L′+Lsin45°②-10-\n联立①②两式，将数值代入可得ω≈6.44rad/sF==4.24N．答：（1）该装置转动的角速度为6.44rad/s； （2）此时绳子的张力为4.24N．点评：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解． -10-
