03-期中學(xué)業(yè)水平檢測

期中學(xué)業(yè)水平檢測注意事項:1.全卷滿分100分?？荚囉脮r90分鐘。2.無特殊說明,本試卷中重力加速度g取10m/s2。一、單項選擇題(本大題共8小題,每小題3分,共24分。在每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求)1.如圖所示,冰球以速度v1在水平冰面上向右運動,運動員沿冰面垂直v1的方向上快速擊打冰球,冰球立即獲得沿?fù)舸蚍较虻姆炙俣葀2。不計冰面摩擦和空氣阻力,下列圖中的虛線能正確反映冰球被擊打后運動路徑的是()ABCD2.如圖甲所示,“和諧號”動車的雨刷器由刮水片和懸臂構(gòu)成,M、N為刮水片的端點,P為刮水片和懸臂的連接點。懸臂OP繞O點往復(fù)轉(zhuǎn)動的過程中,刮水片不繞P點轉(zhuǎn)動,如圖乙所示。下列說法正確的是()A.M、N兩點的線速度不同B.M、N兩點的周期相同C.M、N兩點的加速度均指向O點D.P點的線速度大小始終不變3.下列情形中,關(guān)于向心力的來源判斷正確的是()A.圖甲中,動車在傾斜路面轉(zhuǎn)彎時,鐵軌的支持力提供向心力B.圖乙中,飛機在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎時,重力與升力的合力提供向心力C.圖丙中,汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時,軌跡切線方向上的摩擦力提供向心力D.圖丁中,小孩乘坐旋轉(zhuǎn)木馬運動時,木馬的重力提供向心力4.某同學(xué)根據(jù)打夯機原理制成了如圖所示的儀器,底座與支架連在一起,支架的上方有一轉(zhuǎn)軸,軸上連有一根輕桿,桿的另一端固定一鐵球,球的轉(zhuǎn)動半徑為r,底座和支架的質(zhì)量為M,鐵球的質(zhì)量為m,其余各部件的質(zhì)量都忽略不計,忽略空氣阻力和轉(zhuǎn)軸摩擦力,重力加速度為g。使鐵球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,若鐵球運動到最高點時,底座對地面的壓力為零,則此時鐵球的線速度大小為()A.(M+m)grm5.如圖所示,在半徑為R的半球形陶罐的內(nèi)表面上,一質(zhì)量為m的光滑小球在距碗口高度為h的水平面內(nèi)做勻速圓周運動,小球可視為質(zhì)點,重力加速度為g,則下列說法正確的是()A.小球運動的周期為2πg(shù)B.小球運動的線速度大小為gC.陶罐對小球的支持力大小為mg?D.小球運動的向心加速度為g?6.如圖所示,水平放置的水管(管壁的厚度不計)距地面的高度為h,管的橫截面積為S,管的直徑遠(yuǎn)小于h。有水從管口處以恒定的速度v0源源不斷地沿水平方向射出,且水流在空中不散開。重力加速度大小為g,不計空氣阻力。在水流穩(wěn)定后空中水的體積為()A.Sv02g?B.Sv02?7.如圖所示,同一高度有4個相同的小球,同一時刻甲、乙、丙分別沿豎直向下、水平向右和豎直向上方向以相同的速率拋出,丁做自由落體運動,均不計空氣阻力,則下列說法正確的是()A.四個小球同時落地B.甲、乙兩小球落地時的速度相等C.四個小球的加速度相同D.四個小球的位移相同8.如圖所示,在豎直的轉(zhuǎn)動軸上,a、b兩點間距為40cm,細(xì)線ac長50cm,bc長30cm,在c端系一質(zhì)量為m的小球,重力加速度為g,在轉(zhuǎn)動軸帶著小球轉(zhuǎn)動的過程中,下列說法正確的是()A.在細(xì)線bc拉直前,小球受到細(xì)線ac的拉力、重力和向心力三個力的作用B.細(xì)線bc拉直后轉(zhuǎn)速增大,細(xì)線bc拉力減小C.細(xì)線bc拉直后轉(zhuǎn)速增大,細(xì)線ac拉力增大D.細(xì)線bc剛好拉直時,細(xì)線ac中的拉力為1.25mg二、多項選擇題(本大題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有多個選項符合題目要求,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分)9.如圖所示,從t=0時刻在O點沿光滑斜面向上拋出的小球,通過斜面末端P后到達(dá)空間最高點Q,下列圖線是小球沿x方向和y方向分運動的速度時間圖線,不計空氣阻力,其中正確的是()ABCD10.如圖所示,機械人手臂由兩根長均為l的輕質(zhì)臂桿OM和MN連接而成,OM可繞O點轉(zhuǎn)動。N端抓住貨物后,在智能遙控操控下,OM桿在t時間內(nèi)繞O點由豎直位置逆時針勻速轉(zhuǎn)過θ角到圖示虛線位置,整個過程,MN桿始終水平。則下列說法正確的是()A.M點的線速度大小為θltB.M點的向心加速度大小為C.貨物在水平方向的速度減小D.貨物在豎直方向做勻速運動11.如圖所示,A、B為釘在光滑水平面上的兩根細(xì)鐵釘,將可視為質(zhì)點的小球C用長為L0的輕繩拴在鐵釘B上,輕繩能承受足夠大的拉力。t=0時刻,A、B、C在同一直線上,給小球C一個垂直于輕繩的速度,使小球繞著兩根鐵釘在水平面上做圓周運動,每次輕繩碰到鐵釘時小球的速度大小不變。在第5s末時輕繩第一次碰到鐵釘A,輕繩的拉力由4N突變?yōu)?N,小球碰到鐵釘時立即停止運動,下列說法正確的是()A.A、B間的距離為25LB.A、B間的距離為15LC.在t=13s時輕繩第二次碰到鐵釘D.在t=9s時輕繩第二次碰到鐵釘12.如圖所示,同一豎直平面內(nèi)有四分之一圓弧AC和傾角為θ=60°的斜面BC相接于C點,D為BC中點,A、B兩點與圓弧AC的圓心O等高?，F(xiàn)將甲、乙小球同時從A、B兩點以一定大小的初速度沿水平方向同時拋出,兩球恰好在C點相碰(不計空氣阻力)。則下列說法正確的是()A.甲、乙兩球初速度大小之比為3∶1B.若僅增大兩球質(zhì)量,則兩球不再相碰C.若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼囊话?則落在斜面BD之間某點D.若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼?倍,則可能垂直擊中圓弧AC三、非選擇題(本大題共6小題,共60分)13.(6分)采用如圖甲所示的實驗裝置做“探究平拋運動的特點”實驗:(1)做實驗時,讓小球多次沿同一軌道運動,通過描點法畫出小球平拋運動的軌跡。下列一些操作要求,正確的是。

A.每次必須由同一位置靜止釋放小球B.每次必須嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置C.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸D.記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些(2)若用頻閃攝影方法來驗證小球在平拋過程中水平方向是勻速運動,記錄如圖乙所示的頻閃照片,在測得x1、x2、x3、x4后,需要驗證的關(guān)系是。已知頻閃周期為T,用下列計算式求得的水平速度誤差較小的是。

A.x1TB.x2214.(8分)某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置進行了向心力來源分析并探究向心力表達(dá)式的實驗。固定在豎直面內(nèi)的軌道由豎直軌道AB和四分之一圓弧軌道組成,C處固定有壓力傳感器和光電門(檢測光線與球心等高)。實驗中用小球壓縮彈簧到某一位置后由靜止釋放,小球沿軌道運動經(jīng)過C點時,數(shù)字計時器顯示遮光時間,壓力傳感器顯示壓力數(shù)值。已知圓弧軌道半徑為R,小球直徑為d。實驗過程如下:(1)調(diào)節(jié)小球釋放位置,使小球經(jīng)過C點時,壓力傳感器的示數(shù)恰好為零,此時數(shù)字計時器顯示遮光時間為t0,則小球經(jīng)過C點時的速度大小v=,實驗所在地的重力加速度大小g=。

(2)逐漸壓低小球釋放點的位置,多次操作,記錄每次對應(yīng)的壓力數(shù)值F、遮光時間t,作出F1t2圖像,分析可知圖線的斜率為k,則小球的質(zhì)量m=,F與t之間的關(guān)系式可表示為15.(8分)世界杯上頭球具有很大的殺傷力。某次訓(xùn)練中,運動員跳起將足球頂出,欲擊中地面上A點。其中有兩次在3.2m高度將球頂出,第一次頂出球的速度方向沿水平方向,速度大小為15m/s,落地點比A點近了0.3m;第二次頂出球的速度方向與水平方向夾角為37°,速度大小為10m/s,兩次運動軌跡在同一豎直面內(nèi),如圖所示,不計空氣阻力,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:(1)第一次足球在空中飛行的時間;(2)第二次足球落地點與A點的距離。16.(9分)類比法是物理學(xué)習(xí)中經(jīng)常用到的一種方法。我們可以嘗試用類比法分析以下情景:如圖1所示,質(zhì)量為m的某滑雪運動員以一定初速度v0由O點水平(即v0∥CD)滑到一傾斜平臺上,平臺與水平面成θ角,運動員最終在E點落地。已知O點距水平面的高度為h,試分析:(1)忽略滑板與平臺間的摩擦,忽略空氣阻力,請在圖2中對運動員在平臺上的運動進行受力分析并求出加速度a的大小和方向。(2)類比平拋運動的分析方法,可以以v0方向為x軸,BC方向為y軸建立坐標(biāo)系(如圖1),將運動員的實際運動分解為x、y兩方向的分運動。請說明兩分運動的運動性質(zhì),并求出運動員的落地時間t。(3)根據(jù)你的分析請說明,如果要使該運動員不從平臺落地,而從AD側(cè)面飛出,可以采取哪些措施(至少說兩項措施)?17.(13分)如圖所示,水平直線軌道AB與CD在同一豎直平面內(nèi),CD與豎直放置的光滑圓筒的上邊緣于D點相切,D'位于筒的下邊緣,D″在水平直線軌道AB上。其中,D、D'、D″三點位于同一豎直線上。現(xiàn)有一可以視為質(zhì)點的小球沿D點以某一水平速度滑入圓筒,在筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周后于D'處離開圓筒,最終落于AB上的E點(未畫出)。已知AB與CD相距H=1.8m,筒高為h=0.8m,D″E間的距離為x=1m。則:(1)分析小球在筒內(nèi)豎直方向做什么運動,并求出小球從D點運動到D'點的時間;(2)求小球滑入D點時的速度和圓筒的半徑(結(jié)果可以用π表示);(3)若小球滑入D點的速度大小可調(diào)節(jié)但不為零,且由于材料原因小球無法承受超過自身重力250倍的壓力。則小球在直線軌道AB上D″的右側(cè)有多少個可能的落點?18.(16分)如圖甲所示,一半徑為R=0.5m的水平轉(zhuǎn)盤可以繞著豎直軸OO'轉(zhuǎn)動,水平轉(zhuǎn)盤中心O處有一個光滑小孔,一根長為L=1m的細(xì)線穿過小孔,將質(zhì)量分別為mA=0.2kg、mB=0.5kg的小球A和小物塊B連接?，F(xiàn)讓小球和水平轉(zhuǎn)盤各以一定的角速度在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動起來,小物塊B與水平轉(zhuǎn)盤間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,且始終處于水平轉(zhuǎn)盤的邊緣處與轉(zhuǎn)盤相對靜止。求:(1)若小球A的角速度ωA=5rad/s,細(xì)線與豎直方向的夾角θ;(2)在滿足(1)中的條件下,通過計算給出水平轉(zhuǎn)盤角速度ωB的取值范圍,并在圖乙中畫出fωB(3)在水平轉(zhuǎn)盤角速度ωB為(2)中的最大值的情況下,當(dāng)小球A和小物塊B轉(zhuǎn)動至兩者速度方向相反時,由于某種原因細(xì)線突然斷裂,經(jīng)過多長時間A和B的速度相互垂直?？赡苁褂玫降臄?shù)據(jù):sin30°=

答案全解全析1.B2.B3.B4.A5.B6.C7.C8.D9.AD10.AC11.BD12.AC1.B實際運動的速度為合速度,根據(jù)平行四邊形定則可知,合速度不可能沿?fù)舸蚍较?一定沿以兩分速度為鄰邊的平行四邊形的對角線的方向,A錯誤,B正確;根據(jù)物體做曲線運動的條件,即物體所受的合力與速度方向不在同一直線上分析,由于題中冰球受擊打后在水平方向上不受力,故做直線運動,C、D錯誤。2.B刮水片不繞P點轉(zhuǎn)動,則刮水片上的各點運動情況完全相同,所以M、N的線速度始終相同,周期也是相等的,A錯誤,B正確;由于刮水片上的各點的運動情況完全相同,即M、N、P點的線速度、角速度始終相同,根據(jù)v=rω可知三點的半徑相同,則M、N兩點轉(zhuǎn)動的圓心不可能是O點,加速度不可能均指向O點,C錯誤;懸臂OP繞O點往復(fù)轉(zhuǎn)動的過程是非勻速圓周運動,故P點的線速度大小是變化的,D錯誤。3.B題圖甲中,動車在傾斜路面轉(zhuǎn)彎時,鐵軌的支持力和重力的合力提供向心力,A錯誤;題圖乙中,飛機在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎時,升力和重力的合力提供向心力,B正確;題圖丙中,汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎時,沿半徑方向的摩擦力提供向心力,C錯誤;題圖丁中,小孩乘坐旋轉(zhuǎn)木馬運動時,木馬的支持力和重力的合力提供向心力,D錯誤。4.A鐵球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,在最高點時,底座對地面的壓力為零,根據(jù)平衡條件可知桿對底座和支架的拉力為F=Mg,方向豎直向上,則桿對鐵球的拉力大小為Mg,方向豎直向下,對鐵球,由牛頓第二定律有F+mg=mv2r,解得v=5.B設(shè)小球與球心的連線與豎直方向的夾角為θ,對小球受力分析,可知mgtanθ=mv2r=m4π2T2r=ma,其中小球做圓周運動的半徑為r=R2??2,且tanθ=R2??2?,可得T=2π?g6.C在水流穩(wěn)定后,由于水離開管口做平拋運動,根據(jù)h=12gt2可得水在空中運動的時間為t=2?g,解得空中水的體積為V=Sv0t=Sv7.C四個小球只受重力作用,加速度均為g,C正確;在豎直方向,設(shè)豎直向下為正方向,對甲球有h=v0t1+12gt12,對乙球有h=12gt22,對丙球有h=v0t3+12gt32,對丁球有h=12gt42,可得t3>t2=t4>t1,A錯誤;甲球落地時的速度為v18.D在細(xì)線bc拉直前,小球受到細(xì)線ac的拉力、重力,這兩個力的合力提供向心力,A錯誤;細(xì)線bc拉直后,設(shè)細(xì)線ac與豎直方向的夾角為θ,在豎直方向有Tcosθ=mg,在水平方向,由牛頓第二定律有Tsinθ+T'=mω2r,其中T為細(xì)線ac的拉力,T'為細(xì)線bc的拉力,可得T=mgcosθ,T'=mω2r+mgtanθ,可見轉(zhuǎn)速增大,細(xì)線bc的拉力T'增大,細(xì)線ac的拉力T不變,B、C錯誤;細(xì)線bc剛好拉直時,細(xì)線bc上還沒有拉力,細(xì)線ac與豎直方向的夾角滿足cosθ=45,在豎直方向由平衡條件可得Tcosθ=mg,解得細(xì)線ac上的拉力為T=1.9.AD小球在斜面上做勻減速直線運動,將速度和加速度分解,知在水平方向和豎直方向都做勻減速直線運動;離開斜面后水平方向上不受力,做勻速直線運動,在豎直方向上做豎直上拋運動,加速度為g,加速度大小大于在斜面上運動時豎直方向上的加速度大小,故A、D正確。10.ACM點繞O點做勻速圓周運動,角速度ω=θt,則線速度大小為v=ωl=θlt,向心加速度大小為a=ω2l=θ2lt2,故A正確,B錯誤;由于MN桿始終水平,故貨物與M點的運動狀態(tài)相同,將M點的速度v分解,如圖所示,水平方向有v1=vcosθ,豎直方向有v2=vsinθ,角θ增大,11.BD輕繩碰到鐵釘A前,小球C繞鐵釘B做勻速圓周運動,輕繩的拉力為4N,根據(jù)牛頓第二定律有F1=mv2L0;碰到鐵釘A后,小球C繞鐵釘A做勻速圓周運動,輕繩的拉力突變?yōu)?N,根據(jù)牛頓第二定律有F2=mv2L0?xAB,解得A、B間的距離12.AC甲、乙小球分別從A、B兩點同時拋出,在C點相碰,則兩小球運動的時間相等,由幾何知識可知,兩小球水平位移之比為x1∶x2=tan60°=3,則甲、乙兩球初速度大小之比為3∶1,故A正確;兩球的運動時間與質(zhì)量無關(guān),若改變質(zhì)量,兩球仍會相碰,故B錯誤;若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼囊话?會落在斜面上,與落在水平面相比下落高度減小,則運動時間減小,所以乙球的水平位移會小于原來位移的一半,則落在斜面BD之間某點,C正確;若乙球垂直擊中圓弧AC,則落點處的速度的反向延長線過圓心O,如圖所示,根據(jù)平拋運動的推論,即速度方向的反向延長線交于水平位移的中點,可知此時的水平位移變?yōu)樵瓉淼?倍,但由于下落高度減小,則運動的時間減小,故此時的初速度大于原來的2倍,則若乙球速度大小變?yōu)樵瓉淼?倍,則不可能垂直擊中圓弧AC,故D錯誤。13.答案(1)ACD(2分)(2)x4x3=x3x2=x2x1=x1(2分)D(2分)解析(1)實驗時每次必須從同一位置靜止釋放小球,以保證小球平拋的初速度相同,運動軌跡相同,A正確;每次不一定嚴(yán)格地等距離下降記錄小球位置,B錯誤;小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙相接觸,否則會改變運動軌跡,C正確;記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些,以便描繪軌跡,減小誤差,D正確。(2)因相鄰兩位置的時間間隔相同,則若小球在平拋過程中水平方向是勻速運動,則滿足x4x3=x3x2=x2x1=x1;由小球最后一個位置與第一個位置的水平距離計算求得的水平速度誤差較小,則用x414.答案(1)dt0(2分)(2)k(2R?d)2解析(1)由于小球經(jīng)過光電門的時間極短,可用平均速度代替瞬時速度,則小球經(jīng)過C點時的速度大小v=dt0;在最高點,重力提供向心力,有mg=mv2R?(2)根據(jù)牛頓第二定律有F+mg=m2d2(2R?d)t2,可得F=2md2(2R?d)t2mg,故F1t2圖線的斜率為k=2md15.答案(1)0.8s(2)0.5m解析(1)第一次頂出球的速度方向沿水平方向,足球做平拋運動。設(shè)足球在空中飛行的時間為t1,豎直方向有h=12gt1解得t1=0.8s(1分)(2)設(shè)球第一次頂出后的水平距離為x1,則水平方向有x1=v1t1(1分)設(shè)球第二次頂出后飛行時間為t2,規(guī)定豎直向上為正方向,則豎直方向有h=v2sin37°·t212gt2水平距離為x2=v2cos37°·t2(1分)第二次足球落地點與A點的距離d=x2x10.3m(1分)解得d=0.5m(1分)16.答案(1)gsinθ沿斜面向下(2)見解析1sinθ解析(1)對運動員受力分析,沿斜面方向上,由牛頓第二定律有mgsinθ=ma,(1分)解得a=gsinθ,方向沿斜面向下(1分)(2)由等效原理可知,運動員只受沿斜面向下的力,大小為mgsinθ,運動員沿x方向以速度v0滑出,即力的方向與v0方向垂直,則在x方向做勻速直線運動,(1分)沿y方向做初速度為0、加速度為gsinθ的勻加速直線運動,(1分)根據(jù)圖1,由幾何關(guān)系可知,運動員在沿y方向上的位移為L=?sinθ又有L=12gsinθ·t2(1分)解得t=2?gsin2θ(3)如果要使該運動員不從平臺落地,而從AD側(cè)面飛出,即在v0方向上的位移變大,由于在v0方向上運動員做勻速運動,則有x=v0t(1分)要使x變大,可以增大初速度v0,也可以增大時間t,即減小斜面傾角。(1分)17.答案(1)自由落體運動0.4s(2)5m/s1π解析(1)小球從D點滑入圓筒后緊貼內(nèi)壁運動,豎直方向只受重力作用,故做自由落體運動,有h=12gt1解得t1=0.4s(1分)(2)小球從D點滑入圓筒到到達(dá)軌道AB,在