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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年人教A新版共同必修2物理上冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共9題,共18分)1、如圖所示,游樂園的游戲項目——旋轉飛椅,飛椅從靜止開始緩慢轉動,經過一小段時間,坐在飛椅上的游客的運動可以看作勻速圓周運動.整個裝置可以簡化為如圖所示的模型.忽略轉動中的空氣阻力.設細繩與豎直方向的夾角為,則
A.飛椅受到重力、繩子拉力和向心力作用B.角越大,小球的向心加速度就越大C.只要線速度足夠大,角可以達到D.飛椅運動的周期隨著角的增大而增大2、假設某桅桿起重機將質量為1000kg的貨物由靜止開始以1m/s2的加速度勻加速向上提升,若g取10m/s2,則在1s內起重機對貨物所做的功是()A.500JB.4500JC.5000JD.5500J3、在下列所述實例中,機械能守恒的是:A.滑塊沿光滑斜面下滑的過程B.火箭加速上升的過程C.雨滴在空中勻速下落的過程D.游客在摩天輪中隨摩天輪在豎直面內勻速轉動的過程4、下列運動過程中,滿足機械能守恒的是A.沿圓弧勻速下滑的物塊B.在空氣中勻速下落的雨滴C.沿豎直光滑圓軌道運動的小球D.平直軌道減速進站的列車5、一輛小汽車駛上圓弧半徑為90m的拱橋。當汽車經過橋頂時恰好對橋沒有壓力而騰空,g=10m/s2,則此時汽車的速度大小為()A.90m/sB.30m/sC.10m/sD.3m/s6、汽車在轉彎時容易打滑出事故,為了減少事故發(fā)生,除了控制車速外,一般會把彎道做成斜面.如圖所示,斜面的傾角為θ,汽車的轉彎半徑為r;則汽車安全轉彎速度大小為()
A.B.C.D.7、鐵路在彎道處的內外軌道高度不同,已知內外軌道平面與水平的夾角為如圖所示,彎道處的圓弧半徑為R,若質量為m的火車轉彎時速度等于則()
A.內軌對內側車輪輪緣有擠壓B.外軌對外側車輪輪緣有擠壓C.這時鐵軌對火車的支持力等于D.這時鐵軌對火車的支持力等于8、如圖所示,光滑木板長1m,木板上距離左端處放有一物塊,木板可以繞左端垂直紙面的軸轉動,開始時木板水平靜止.現讓木板突然以一恒定角速度順時針轉動時,物塊下落正好可以砸在木板的末端,已知重力加速度g=10m/s2;則木板轉動的角速度為()
A.B.C.D.9、如圖所示;小車放在木板上,小車的前端系一條細繩,繩的一端跨過定滑輪掛一個小盤,盤中放重物,用懸吊重物的方法為小車提供拉力.小車后面固定一條紙帶,紙帶穿過打點計時器.以小車為研究對象,用該裝置進行物理實驗,下列說法正確的是。
A.若探究動能定理,必須調整定滑輪的高度使細線與木板平行B.若探究動能定理,必須使盤和盤上重物的質量遠大于小車質量C.若研究勻變速直線運動規(guī)律,必須墊高木板一端以平衡小車受到的摩擦力D.若研究勻變速直線運動規(guī)律,必須使盤和盤上的重物質量遠大于小車質量評卷人得分二、多選題(共9題,共18分)10、如圖所示,水平圓盤繞過圓心O的豎直軸以角速度勻速轉動,A、B、C三個木塊放置在圓盤上面的同一條直徑上,已知A的質量為2m,A與圓盤間的動摩擦因數為B和C的質量均為m,B和C與圓盤間的動摩擦因數均為,OA、OB、BC之間的距離均為L,開始時,圓盤勻速轉動時的角速度比較小,A、B、C均和圓盤保持相對靜止,重力加速度為g,則下列說法中正確的是()
A.若B、C之間用一根長L的輕繩連接起來,則當圓盤轉動的角速度時,B與圓盤間靜摩擦力一直增大B.若B、C之間用一根長L的輕繩連接起來,則當圓盤轉動的角速度時,B、C可與圓盤保持相對靜止C.若A、B之間用一根長2L的輕繩連接起來,則當圓盤轉動的角速度時,A與圓盤間靜摩擦力先增大后保持不變,B與圓盤間靜摩擦力先減小后增大D.若A、B之間用一根長2L的輕繩連接起來,則當圓盤轉動的角速度時,A、B可與圓盤保持相對靜止11、如圖甲所示,一固定在地面上的足夠長斜面,傾角為37°,物體A放在斜面底端擋板處,通過不可伸長的輕質繩跨過光滑輕質滑輪與物體B相連接,B的質量M=1kg,繩繃直時B離地面有一定高度.在t=0時刻,無初速度釋放B,由固定在A上的速度傳感器得到的數據繪出的A沿斜面向上運動的v﹣t圖象如圖乙所示,若B落地后不反彈,g取10m/s2;sin37°=0.6,cos37°=0.8,則()
A.B下落的加速度大小a=4m/s2B.A沿斜面向上運動的過程中,繩的拉力對A做的功W=3JC.A的質量m=1.5KgD.A與斜面間的動摩擦因數μ=0.2512、在傾角為θ的光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A、B,它們的質量均為m,彈簧勁度系數為k,C為一固定擋板,系統處于靜止狀態(tài).現用一恒力F沿斜面方向拉物塊A使之向上運動,當物塊B剛要離開C時,A的速度為v,則此過程(彈簧的彈性勢能與彈簧的伸長量或壓縮量的平方成正比,重力加速度為g),下列說法正確的是()
A.物塊A運動的距離為B.物塊A加速度為C.拉力F做的功為mv2D.拉力F對A做的功等于A的機械能的增加量13、如圖所示,豎直平面內固定兩根足夠長的細桿L1、L2,兩桿分離不接觸,且兩桿間的距離忽略不計.兩個小球a、b(視為質點)質量均為m,a球套在豎直桿L1上,b桿套在水平桿L2上,a、b通過鉸鏈用長度為的剛性輕桿連接,將a球從圖示位置由靜止釋放(輕桿與L2桿夾角為45°),不計一切摩擦,已知重力加速度為g.在此后的運動過程中;下列說法中正確的是。
A.a球和b球所組成的系統機械能守恒B.b球的速度為零時,a球的加速度大小一定等于gC.b球的最大速度為D.a球的最大速度為14、公路急轉彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖所示,某公路急轉彎處是一圓弧,當汽車行駛的速率為vc時,汽車恰好沒有向公路內外兩側滑動的趨勢,則在該彎道處()
A.質量更大的卡車經過時,vc的值變小B.車速只要低于vc,車輛便會向內側滑動C.車速雖然高于vc,但只要不超出某一最高限度,車輛便不會向外側滑動D.當路面結冰時,與未結冰時相比,不發(fā)生側滑的最大轉彎速度變小15、如圖所示,兩個質量均為m的小木塊a和b,(可視為質點)放在水平圓盤上,之間用輕質細線連接,且a,b之間的距離恰等于線長,a與轉軸OO’的距離為L,b與轉軸的距離為2L;木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g,若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢地加速轉動.用ω表示圓盤轉動的角速度,下列說法正確的是。
A.b一定比a先開始滑動B.當時,細線突然斷開,a立即做離心運動C.當時,a所受摩擦力的大小為kmgD.當時,b受到的靜摩擦力達到最大值16、如圖所示,一輛可視為質點的汽車以恒定的速率駛過豎直面內的凸形橋.已知凸形橋面是圓弧形柱面,半徑為R,重力加速度為g.則下列說法中正確的是()
A.汽車在凸形橋上行駛的全過程中,其所受合力始終為零B.汽車在凸形橋上行駛的全過程中,其所受合外力始終指向圓心C.汽車到橋頂時,若速率小于則不會騰空D.汽車到橋頂時,若速率大于則不會騰空17、如圖甲,質量為2kg的物體在水平恒力F作用下沿粗糙的水平面運動,1s后撤掉恒力F,其運動的v-t圖象如圖乙,g=10m/s2;下列說法正確的是。
A.在0~2s內,合外力一直做正功B.在0.5s時,恒力F的瞬時功率為150WC.在0~1s內,合外力的平均功率為150WD.在0~3s內,物體克服摩擦力做功為150J18、如圖所示,動滑輪下系有一個質量為的物塊,細線一端系在天花板上,另一端繞過動滑輪。用的恒力豎直向上拉細線的另一端。滑輪、細線的質量不計,不計一切摩擦。經過(),則()
A.拉力做功為B.拉力做功為C.物體的動能增加了D.物體的機械能增加了評卷人得分三、填空題(共7題,共14分)19、一條河的寬度為100m,一只小船在靜水中的速度為5m/s,若船頭垂直河岸過河,船到達對岸下游60m處,則水流速度大小為_______m/s,若此船以最短位移過河,則過河需要的時間為________s20、近年,我國的高鐵發(fā)展非常迅猛.為了保證行車安全,車輛轉彎的技術要求是相當高的.如果在轉彎處鋪成如圖所示內、外等高的軌道,則車輛經過彎道時,火車的_____(選填“外輪”、“內輪”)對軌道有側向擠壓,容易導致翻車事故.為此,鋪設軌道時應該把____(選填“外軌”、“內軌”)適當降低一定的高度.如果兩軌道間距為L,內外軌高度差為h,彎道半徑為R,則火車對內外軌軌道均無側向擠壓時火車的行駛速度為_____.(傾角θ較小時;sinθ≈tanθ)
21、高速鐵路彎道處,外軌比內軌_____(填“高”或“低”);列車通過彎道時______(填“有”或“無”)加速度.22、如圖所示,一個內壁光滑的圓錐筒的軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動,兩個質量相同的小球A和B緊貼著內壁分別在圖中所示的水平面內做勻速圓周運動,則vA____vB,ωA____ωB,TA___TB.(填“>”“=”或“<”)
23、修建鐵路彎道時,為了保證行車的安全,應使彎道的內側__________(填“略高于”或“略低于”)彎道的外側,并根據設計通過的速度確定內外軌高度差。若火車經過彎道時的速度比設計速度小,則火車車輪的輪緣與鐵道的_______(填“內軌”或“外軌”)間有側向壓力。24、質量為m的汽車,在半徑為20m的圓形水平路面上行駛,最大靜摩擦力是車重的0.5倍,為了不使輪胎在公路上打滑,汽車速度不應超過__________m/s.(g取10m/s2)25、質量為的小球沿光油水平面以的速度沖向墻壁,又以的速度反向彈回,此過程中小球的合力沖量的大小為__________小球的動能變化量的大小為__________評卷人得分四、實驗題(共4題,共40分)26、向心力演示器如圖所示。
(1)本實驗采用的實驗方法是__________。
A.控制變量法B.等效法C.模擬法。
(2)若將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的圓盤上,質量相同的兩鋼球分別放在不同位置的擋板處,轉動手柄,可探究小球做圓周運動所需向心力F的大小與__________(選填“”、“”或“”)的關系。
(3)若將皮帶套在兩輪塔最下面圓盤上(兩圓盤半徑之比為),質量相同的兩鋼球放在圖示位置的擋板處,轉動手柄,穩(wěn)定后,觀察到左側標尺露出1格,右側標尺露出9格,則可以得出的實驗結論為:__________。27、某同學利用圖示裝置“探究功與動能變化的關系”;圖中氣墊導軌已調至水平.
(1)測得兩光電門中心間的距離為L,測得固定在滑塊上的豎直擋光條的寬度為d,記錄擋光條通過光電門1和2的時間分別為t1和t2,則滑塊通過光電門1時的速度大小v1=_____________(用對應物理量的符號表示).
(2)在(1)中,從力傳感器中讀出滑塊受到的拉力大小為F,滑塊、擋光條和力傳感器的總質量為M,若動能定理成立,則必有FL=_____________(用對應物理量的符號表示).
(3)該實驗__________(選填“需要”或“不需要”)滿足砝碼盤和砝碼的總質量遠小于滑塊、擋光條和力傳感器的總質量.28、某實驗小組用如圖甲所示的裝置測定物塊與水平木板間的動摩擦因數。實驗部分步驟如下:給物塊一初速度使其向右運動,O點正上方的光電門記下物塊上遮光條的擋光時間t,測量物塊停止運動時物塊到O點的距離x,多次改變速度,并記下多組x、t,已知重力加速度為g0
(1)用游標卡尺測量遮光條的寬度d如圖乙所示,則d=________mm;
(2)本實驗________(填“需要”或“不需要”)測量物塊的質量;
(3)該小組同學處理數據時作出了關系圖線,圖線的斜率為k則物塊與桌面間的動摩擦因數為_________(用題目中的字母表示)。29、用如圖所示裝置做“驗證動能定理”的實驗.實驗中;小車碰到制動擋板時,鉤碼尚未到達地面.
(1)為了使細繩的拉力等于小車所受的合外力,以下操作必要的是__________(選填選項前的字母)
A.在未掛鉤碼時;將木板的右端墊高以平衡摩擦力。
B.在懸掛鉤碼后;將木板的右端墊高以平衡摩擦力。
C.調節(jié)木板左端定滑輪的高度;使牽引小車的細繩與木板平行。
D.所加鉤碼的質量盡量大一些。
(2)如圖是某次實驗中打出紙帶的一部分.為個相鄰的計數點,相鄰的兩個計數點之間還有個打出的點沒有畫出,所用交流電源的頻率為.通過測量,可知打點計時器打點時小車的速度大小為__________.
(3)甲同學經過認真、規(guī)范地操作,得到一條點跡清晰的紙帶.他把小車開始運動時打下的點記為再依次在紙帶上取等時間間隔的等多個計數點,可獲得各計數點到的距離及打下各計數點時小車的瞬時速度.如圖是根據這些實驗數據繪出的圖象.已知此次實驗中鉤碼的總質量為小車中砝碼的總質量為取重力加速度則由圖象可知小車的質量為__________.(結果保留三位有效數字)
(4)在鉤碼質量遠小于小車質量的情況下,乙同學認為小車所受拉力大小等于鉤碼所受重力大小.但經多次實驗他發(fā)現拉力做的功總是要比小車動能變化量小一些,造成這一情況的原因可能是__________________________________________________.
(5)假設已經完全消除了摩擦力和其它阻力的影響,若重物質量不滿足遠小于小車質量的條件,則從理論上分析,圖中正確反映關系的是____________.
評卷人得分五、解答題(共1題,共6分)30、如圖甲所示為豎直放置的離防軌道,其中圓軌道的半徑在軌道的最低點A和最高點各安裝了一個壓力傳感器(圖中未畫出),小球(可視為質點)從斜軌道的不同高度由靜止釋放,可測出小球在軌道內側通過這兩點時對軌道的壓力和(?。?/p>
()若不計小球所受阻力,且小球恰能過點,求小球通過A點時速度的大小。
()若不計小球所受阻力,小球每次都能通過點,隨變化的圖線如圖乙中的a所示,求小球的質量
()若小球所受阻力不可忽略,小球質量為第()問所述結果,隨變化的圖線如圖乙中的b所示,求當時,小球從A運動到的過程中損失的機械能參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【分析】
飛椅做勻速圓周運動時;由重力和繩子的拉力的合力提供向心力,根據牛頓第二定律進行分析即可;
【詳解】
A;飛椅受到重力和繩子的拉力作用;二者的合力提供向心力,故選項A錯誤;
B、根據牛頓第二定律可知:則向心加速度為大小為:可知角越大;小球的向心加速度就越大,故選項B正確;
C、若角可以達到則在水平方向繩子的拉力提供向心力,豎直方向合力為零,但是豎直方向只有重力作用,合力不可能為零,故選項C錯誤;
D、設繩長為L,則根據牛頓第二定律可知:
整理可以得到:當增大則減??;導致周期T減小,故選項D錯誤.
【點睛】
飛椅做勻速圓周運動時,由重力和繩子的拉力的合力提供向心力,因此受力分析時不能將向心力作為單獨的力而分析出來,這是部分同學易錯的地方.2、D【分析】【詳解】
根據牛頓第二定律得,F-mg=ma,解得F=mg+ma=1000×(10+1)N=11000N.上升的位移x=at2=×1×1m=0.5m.則拉力做功W=Fx=11000×0.5J=5500J.故D正確,ABC錯誤.3、A【分析】【分析】
物體機械能守恒的條件是只有重力或者是彈力做功;根據機械能守恒的條件逐個分析物體的受力的情況,判斷做功情況,即可判斷物體是否是機械能守恒.也可以根據機械能的概念分析.
【詳解】
A;木箱沿光滑斜面下滑的過程;斜面對木箱的支持力不做功,只有重力做功,所以木箱的機械能守恒;故A正確.
B;火箭加速上升的過程;動能增加,重力勢能增加,故機械能增加;故B錯誤.
C;雨滴在空中勻速下落的過程;動能不變,重力勢能減小,所以機械能減?。还蔆錯誤.
D;游客在摩天輪中隨摩天輪在豎直面內勻速轉動的過程;動能不變,重力勢能不斷變化,所以機械能也在變化;故D錯誤.
故選A.
【點睛】
本題是對機械能守恒條件的直接考查,掌握住機械能守恒的條件及機械能的概念即可進行判斷.4、C【分析】【詳解】
A.圓弧勻速下滑;動能不變,重力勢能減小,機械能等于重力勢能與動能之和,所以機械能減小,不守恒,A錯誤。
B.勻速下落的雨滴;動能不變,重力勢能減小,所以機械能減小,不守恒,B錯誤。
C.沿豎直光滑圓軌道運動的小球;只有重力做功,動能和重力勢能相互轉化,總機械能不變,守恒,C正確。
D.平直軌道減速進站的列車,重力勢能不變,動能減小,所以機械能減小,不守恒,D錯誤5、B【分析】【詳解】
汽車經過橋頂時受力分析;如圖所示:
車對橋恰好沒有壓力而騰空,根據牛頓第三定律知橋對車的支持力為零,即
即汽車做圓周運動的向心力完全由其自身的重力提供,有:
解得:
A.90m/s與計算結果不相符;故A項不合題意.
B.30m/s與計算結果相符;故B項符合題意.
C.10m/s與計算結果不相符;故C項不合題意.
D.3m/s與計算結果不相符;故D項不合題意.6、C【分析】【詳解】
根據題意可知:解得:ABD錯誤C正確.7、C【分析】【詳解】
火車以某一速度v通過某彎道時;內;外軌道均不受側壓力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力。
由圖可以得出。
F合=mgtanθ(θ為軌道平面與水平面的夾角)支持力。
合力等于向心力;故。
解得。
AB.由上面分析可知,當火車轉彎時速度等于時;內;外軌道均不受側壓力作用,故AB錯誤;
C.這時鐵軌對火車的支持力等于與上面計算結果相符;故C符合題意;
D.這時鐵軌對火車的支持力等于與上面計算結果不相符,故D不符合題意。8、B【分析】【詳解】
設從開始到物塊砸在木板的末端,木板轉過的角度為α,則有所以物塊下落的高度由得物塊下落時間為所以木板轉動的角速度選項B正確.9、A【分析】【詳解】
若探究動能定理,必須調整定滑輪的高度使細線與木板平行,這樣才能使得小車受到的拉力等于合外力,選項A正確;若探究動能定理,應使盤和盤上重物的質量遠小于小車質量,選項B錯誤;若研究勻變速直線運動規(guī)律,只需讓小車做勻加速運動即可,沒必要平衡小車受到的摩擦力,也沒必要使盤和盤上的重物質量遠大于小車質量,選項CD錯誤.二、多選題(共9題,共18分)10、A:D【分析】【詳解】
A的質量為A與圓盤間的動摩擦因數為A與圓盤之間的最大靜摩擦力
A需要的向心力等于最大靜摩擦力時的角速度則
所以
同理,B與圓盤之間的最大靜摩擦力
B需要的向心力等于最大靜摩擦力時的角速度則
所以
C與圓盤之間的最大靜摩擦力
C需要的向心力等于最大靜摩擦力時的角速度則
所以
A.若B、C之間用一根長L的輕繩連接起來,則當圓盤轉動的角速時,由于
大于C的臨界角速度,所以繩子是有力的,以C為對象
得
以B為對象
聯立得
當時
當時
剛好達到最大靜摩擦力,所以當通過計算得到B受到的摩擦力的范圍
所以B受到是靜摩擦力且與圓盤間靜摩擦力一直增大;A正確;
B.若B、C之間用一根長L的輕繩連接起來,則當圓盤轉動的角速度時。
把BC當做一個整體,所需的合外力
由于
所以B、C與圓盤發(fā)生相對滑動;B錯誤;
C.若A、B之間用一根長2L的輕繩連接起來,則當圓盤轉動的角速時,通過分析知此時給的角速度大于A和B的臨界角速度,所以繩子提供力,對A分析有
對B分析
整理兩個公式可得
所以隨著的增大,增大,減小,當時,達到最大值,不變,而繼續(xù)減小直到等零,然后的摩擦力方向發(fā)生變化。
對A分析
對B分析
當時,達到最大值,A、B要發(fā)生相對滑動,所以當
A的靜摩擦力大小不變,而B的摩擦力先減小后反向增大;C錯誤;
D.若A、B之間用一根長2L的輕繩連接起來,當時,達到最大值,A、B要發(fā)生相對滑動,則當圓盤轉動的角速度時,A、B可與圓盤保持相對靜止;D正確。
故選AD。11、A:B:D【分析】【詳解】
AB具有相同的加速度,由圖可知B的加速度為:故A正確.設繩的拉力為T,對B由牛頓第二定律:Mg-T=Ma,解得:T=Mg-Ma=1×10-1×4=6N,AB位移相同則由圖可知A上升階段,A的位移為:x=×2×0.5=0.5m,故繩的拉力對A做功為:W=Tx=6×0.5J=3J,故B正確.由圖可知后0.25s時間A的加速度大小為:此過程A只受摩擦力和重力:μmgcosθ+mgsinθ=ma′,解得:故C錯誤.上升過程中,對A根據牛頓第二定律得:
T-mgsinθ-μmgcosθ=ma,解得A的質量:m=0.5kg,選項C錯誤.12、A:D【分析】【詳解】
開始時,彈簧處于壓縮狀態(tài),壓力等于物體A重力的下滑分力,根據胡克定律,有:mgsinθ=kx1
解得:物塊B剛要離開C時;彈簧的拉力等于物體B重力的下滑分力,根據胡克定律,有;
mgsinθ=kx2;解得:故物塊A運動的距離為:△x=x1+x2=故A正確;
此時物體A受拉力;重力、支持力和彈簧的拉力;根據牛頓第二定律,有:F-mgsinθ-T=ma
彈簧的拉力等于物體B重力的下滑分力,為:T=mgsinθ,故:a=?2gsinθ,故B錯誤;拉力F做的功等于物體A、物體B和彈簧系統機械能的增加量,為:W=mg?△xsinθ+mv2+EP彈;故C錯誤;由于質量相等,那么剛好要離開擋板時候的彈性勢能和剛開始相同,同時B物體機械能沒有變化,那么整個過程中外力F做的功全部用于增加物塊A的機械能,故D正確;故選AD.
【點睛】
本題關鍵抓住兩個臨界狀態(tài),開始時的平衡狀態(tài)和最后的B物體恰好要滑動的臨界狀態(tài),然后結合功能關系分析,不難.13、A:C【分析】【詳解】
A.a球和b球組成的系統沒有外力做功,只有a球和b球的動能和重力勢能相互轉換,因此a球和b球的機械能守恒;故A正確;
B.當再次回到初始位置向下加速時,b球此時刻速度為零,但a球的加速度小于g;故B錯誤;
C.當桿L和桿L1平行成豎直狀態(tài),球a運動到最下方,球b運動到L1和L2交點的位置的時候球b的速度達到最大,此時由運動的關聯可知a球的速度為0,因此由系統機械能守恒有:
得:
故C正確;
D.當輕桿L向下運動到桿L1和桿L2的交點的位置時,此時桿L和桿L2平行,由運動的關聯可知此時b球的速度為零,有系統機械能守恒有:
得:
此時a球具有向下的加速度因此此時a球的速度不是最大,a球將繼續(xù)向下運動到加速度為0時速度達到最大,故D錯誤.14、C:D【分析】【詳解】
A;支持力和重力的合力作為向心力。
則有解得質量更大的卡車經過時,vc的值不變;故A錯誤;
B、車速高于或低于vc時,摩擦力會起作用,只要在一個范圍內,車就不會滑動,車速低于vc;所需的向心力減小,此時摩擦力可以指向外側,減小提供的力,車輛不會向內側滑動,故B項錯誤;
C、速度高于vc時;摩擦力指向內側,只要速度不超出最高限度,車輛不會側滑,故C項正確;
D;由于汽車拐彎靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力;當路面結冰時,與未結冰時相比,不發(fā)生側滑的最大轉彎速度變小,故D項正確;
故選CD.
【點睛】汽車拐彎處將路面建成外高內低,汽車拐彎靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力,速率為vc時,靠重力和支持力的合力提供向心力,摩擦力為零,根據牛頓第二定律進行分析.15、C:D【分析】【詳解】
兩個物體用細線相連,一定是同時開始滑動,故A錯誤;對于單個木塊,靜摩擦力提供向心力,恰好不滑動時,有:kmg=mω2r,故故如果沒有細線相連,a、b恰好不滑動的臨界角速度分別為:若ω=時,細線突然斷開,由于<故a不會做離心運動,故B錯誤;角速度逐漸增加的過程中,是b物體的靜摩擦力先達到最大,臨界角速度為故D正確;當a的靜摩擦力達到最大時,兩個物體整體恰好不滑動,故:kmg+kmg=mω2L+mω22L,聯立解得:ω=故C正確;故選CD.
點睛:本題的關鍵是正確分析木塊的受力,明確木塊做圓周運動時,靜摩擦力提供向心力,把握住臨界條件:單個靜摩擦力達到最大、兩個物體的靜摩擦力達到最大,由牛頓第二定律分析解答.16、B:C【分析】【分析】
明確汽車的運動為勻速圓周運動;根據其運動性質和受力特點分析其力的變化;根據牛頓運動定律得到汽車對橋的壓力的關系式,分析速度增大時,壓力如何變化,找到臨界條件和對應的現象.
【詳解】
A、B、汽車以恒定的速率駛過豎直面內的凸形橋,則汽車做勻速圓周運動,汽車受到的合力提供向心力,故所受合外力不為零而是指向圓心;故A錯誤,B正確.
C、D、當汽車通過凸形橋最高點時,而即時,剛好于橋面無擠壓,是飛離橋面的臨界情況,則汽車的速度小于時不會分離;而汽車的速度大于時會分離;故C正確;D錯誤.
故選BC.
【點睛】
本題考查勻速圓周運動和變速圓周運動中的受力以及運動特點,注意臨界條件的求解.17、B:D【分析】【詳解】
A、由v-t圖象可知0~2s速度先增大后減小,則合力先做正功后做負功,A錯誤.B、由v-t圖象的斜率可得根據牛頓第二定律可知解的故恒力F的瞬時功率為B項正確.C、由動能定理可知故C錯誤.D、摩擦力做的功為故D正確.則選BD.
【點睛】本題一要理解圖象的意義,知道斜率等于加速度,面積表示位移,二要掌握牛頓第二定律和動能定理,并能熟練運用.18、B:D【分析】【詳解】
AB.對m,根據牛頓第二定律
得
則
則
故A錯誤;B正確;
C.物體的動能增加了
故C錯誤;
D.物體的機械能增加了
故D正確。
故選BD。
【點睛】
解決本題的關鍵是明確動滑輪的力學特性,知道拉力F的作用點位移等于物體位移的2倍。要注意選擇研究對象;知道機械能的增量等于動能和勢能增量之和,也等于除重力外的其它力的功。三、填空題(共7題,共14分)19、略
【分析】【詳解】
設靜水速為水流速度為船頭跟河岸垂直的方向航行時有:而則有:當合速度與河岸垂直時,則渡河的位移最短,合速度為:且聯立以上各式解得:.【解析】3m/s25s20、略
【分析】【詳解】
試題分析:火車內外軌道一樣高時,火車轉彎,由于離心運動,會向外滑離軌道,所以外輪對外軌有個側向壓力.當把內軌降低一定高度后,內外軌有個高度差,火車轉彎時就可以讓重力與軌道對火車彈力的合力來提供向心力,從而避免了對軌道的側向壓力.由幾何知識可知此時的合力當傾角比較小時根據得出
考點:水平圓周運動、離心運動【解析】外輪內軌21、略
【分析】【詳解】
高速鐵路彎道處由重力和支持力的合力提供向心力,故外軌比內軌高;列車在鐵路彎道處即使速度大小不變,至少速度方向變化,有向心加速度.【解析】高有22、略
【分析】【詳解】
對任一小球受力分析,受重力和支持力,如圖,由重力與支持力的合力提供向心力,則
根據牛頓第二定律,有T=mgtanθ=m=mω2r;則得:v=ω=因為A球的轉動半徑r較大,則有:vA>vB,ωA<ωB.Ta=Tb
【點睛】
解決本題的關鍵知道小球做勻速圓周運動,靠重力和支持力的合力提供向心力.會通過F合=ma=m比較線速度、角速度的大?。窘馕觥?gt;<=23、略
【分析】【詳解】
火車以規(guī)定的速度轉彎時;其所受的重力和支持力的合力提供向心力,當轉彎的實際速度大于或小于規(guī)定的速度時,火車所受的重力和支持力的合力不足以提供向心力或大于所需要的向心力,火車有離心趨勢或向心趨勢,故其輪緣會擠壓車輪;如果內外軌道等高,火車轉彎,靠外軌對車輪向內的擠壓提供向心力,這樣容易破壞鐵軌,不安全,所以應使彎道的內側略低于彎道的外側,靠重力和支持力的合力來提供向心力一部分;火車以某一速度v通過某彎道時,內;外軌道均不受側壓力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力。
由圖可以得出
為軌道平面與水平面的夾角,合力等于向心力,故
如果火車以比規(guī)定速度稍小的速度通過彎道,重力和支持力提供的合力大于向心力,所以火車車輪的輪緣與鐵道的內軌間有側向壓力。【解析】略低于內軌24、略
【分析】質量為m的汽車,在半徑為20m的圓形水平路面上行駛時,靜摩擦力提供向心力,最大靜摩擦力對應汽車行駛的最大速度,所以有:kmg=m得:v=m/s="10"m/s.
思路分析:根據靜摩擦力提供向心力,當摩擦力最大時,汽車的速度最大,根據kmg=m代入數據可得最大速度不得超過10m/s。
試題點評:考查靜摩擦力作用下的勻速圓周運動的實例分析【解析】1025、略
【分析】【詳解】
[1]規(guī)定初速度方向為正方向,初速度末速度則動量的變化量為
根據動量定理有
得合力沖量大小為
[2]動能變化量【解析】160四、實驗題(共4題,共40分)26、略
【分析】【詳解】
(1)[1]本實驗采用的實驗方法是控制變量法;A正確。
故選A。
(2)[2]若將傳動皮帶套在兩塔輪半徑相同的圓盤上,則角速度ω相同,質量m相同的兩鋼球分別放在不同位置的擋板處,則轉動半徑r不同,轉動手柄,可探究小球做圓周運
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