安徽省實(shí)驗(yàn)中學(xué)2020-2021學(xué)年高一物理12月月考試題

---如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量〔：=二：的物體，靜止在水平桌面上，另一端通過(guò)光滑小孔吊著質(zhì)量「二二.：?的物體，M與圓孔的距離?二.，已知M與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為二：設(shè)物體受到的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取現(xiàn)使物體M隨轉(zhuǎn)臺(tái)繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)m和轉(zhuǎn)臺(tái)相對(duì)靜止時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度可能為：C-4D.-如圖所示，一位同學(xué)玩飛鏢游戲。圓盤(pán)最上端有一點(diǎn)P，飛鏢拋出時(shí)與P在同一豎直面內(nèi)等高，且距離P點(diǎn)為-當(dāng)飛鏢以初速度'垂直盤(pán)面瞄準(zhǔn)P點(diǎn)拋出的同時(shí)，圓盤(pán)以經(jīng)過(guò)盤(pán)心0點(diǎn)水平軸在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。忽略空氣阻力，重力加速度g,若飛鏢恰好擊中P點(diǎn),飛鏢擊中P點(diǎn)所需的時(shí)間為：%圓盤(pán)的半徑為:：飛鏢擊中P點(diǎn)所需的時(shí)間為：%圓盤(pán)的半徑為:：圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為.一一■■MP點(diǎn)隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度可能為一二三、實(shí)驗(yàn)題（本大題共1小題，共18.0分）13?:T；圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過(guò)描點(diǎn)畫(huà)出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡。其中正確的有a斜槽軌道的末端一定要保持水平其中正確的有a斜槽軌道的末端一定要保持水平b斜槽軌道的末端不能有摩擦c每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d小球通過(guò)摩擦復(fù)寫(xiě)紙，在白紙上留下一道連續(xù)的拋物線軌跡（2）小剛同學(xué)利用頻閃照相的方法，獲取了做平拋運(yùn)動(dòng)小球的部分照片，如圖所示。圖中背景是邊長(zhǎng)為5cm的小方格，A，B，C是攝下的三個(gè)小球位置。小球拋出的初速度為：。小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度為■-:。&取i'■■:二：四、計(jì)算題（本大題共2小題，共34.0分）14.（14分）某鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是500m，若規(guī)定火車(chē)通過(guò)這個(gè)彎道的速度為：一質(zhì)量為的機(jī)車(chē)俗稱(chēng)火車(chē)頭通過(guò)該彎道，機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)可以簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，g取1：：宀MlSMlSI1若彎道處的鐵軌鋪設(shè)在水平路基上，如圖1所示，求鐵軌對(duì)車(chē)輪的側(cè)向彈力大小;:若彎道處的鐵軌鋪設(shè)在傾斜路基上，如圖2所示，為了使鐵軌對(duì)車(chē)輪沒(méi)有側(cè)向彈力，則路基的傾角三多大？求出三的任一三角函數(shù)值即可15.（20分）如圖所示，質(zhì)量是lkg的小球用長(zhǎng)為的細(xì)線懸掛在0點(diǎn)，0點(diǎn)距地面高度為lm，如果使小球繞;.：；；軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若細(xì)線最大承受拉力為「，求：-I；當(dāng)小球的角速度為多大時(shí)，細(xì)線將斷裂;:線斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離.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，側(cè)向彈力提供向心力,即：一■，解得：7=：,-■??:(2)由受力分析可得：mg'v2嘉s亓解得：I"15?解：(1)當(dāng)繩子拉力達(dá)到最大時(shí)，在豎直方向上有：二「二匸=-:,代入數(shù)據(jù)解得：G根據(jù)牛頓第二定律得：V；：丫二二一…三―，代入數(shù)據(jù)解得：'-二二■；:小球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為：，二一一…V二二」?一-二H:,落地時(shí)豎直位移為：-二；?-】「工二二打八，水平位移為：二…:「，小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離為：；［二＞-:,代入數(shù)據(jù)解得'亠【答案】C【解析】解：A、做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其向心加速度一定指向圓心；但還可能存在切向加速度;故合加速度不一定指向圓心；故A錯(cuò)誤；B、向心加速度描述的是線速度方向變化的快慢；故B錯(cuò)誤；C、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度指向圓心，方向不斷改變；故C正確；D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的合力一定始終指向圓心，故一定為變力；故物體受恒力作用，不可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；故D錯(cuò)誤；【答案】D【解析】解：［輪A、輪B靠摩擦傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)線速度相等，故：根據(jù)公式-=；.，有:…“2根據(jù)、.二：-，，有：-?'“：?，二'■:2根據(jù).：：二…、.，有:二：j=F：2i輪B、輪C是共軸傳動(dòng)，角速度相等，故：：宀：…二1：1根據(jù)公式-二?、.,有：「：.一，=:：2根據(jù)、.二：-，，有：■?.：?,］：1根據(jù).：：二…、.，有：綜合得到：二訂3：2■..，：：譏,：—.=F:2：22：2：；“：：；；：；:.二：：6：4故選：D。輪A、輪B靠摩擦傳動(dòng)，邊緣點(diǎn)線速度相等；輪B、輪C是共軸傳動(dòng)，角速度相等；再結(jié)合公式.二二和.：：二…一列式分析.本題關(guān)鍵是明確同軸傳動(dòng)和同源傳動(dòng)的區(qū)別，然后根據(jù)公式=、.、、.=：-、?：：=：「列式分析，注意兩兩分析；再找出共同項(xiàng)得出最后的表達(dá)式丿【答案】D【解析】【分析】根據(jù)河寬與渡河時(shí)間，從而確定船在垂直河岸方向上的速度大小，再依據(jù)矢量的合成法則，則可確定船在靜水中速度沿著水流方向的速度大小，從而即可一一求解。解決本題的關(guān)鍵知道分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，各分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性，互不干擾，并掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用，注意船在靜水中的速度分解，是解題的關(guān)鍵?！窘獯稹扛鶕?jù)題意：河寬為:：=、二”，在船頭方向保持不變的情況下，小船渡河時(shí)間為=那么

船在垂直河岸方向的速度大小為一…，由于船在靜水中的速度為■■二］:■■_■，根據(jù)矢量的合成法則，則船在平彳丁于水流方向分速度大小為■.二i■■■_■由上分析可知，船的位移不可能垂直河岸，故A錯(cuò)誤；當(dāng)船在平行于水流方向分速度方向逆著水流方向時(shí)，則船頭與河岸夾角才為=:指向上游方向；若船在平行于水流方向分速度方向順著水流方向時(shí)，則船頭與河岸夾角為二廠：指向下游方向，故B錯(cuò)誤；當(dāng)偏向上游時(shí)，則位移為：=二：：--=二「—二n■■■；若偏向下游時(shí)，則位移為：=；：_「-=一二「二二三八故C錯(cuò)誤；由上分析可知，到達(dá)對(duì)岸時(shí)可能在出發(fā)點(diǎn)下游二二「二：二「處，故D正確?！敬鸢浮緿【解析】【分析】根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，結(jié)合矢量合成法則，及三角函數(shù)知識(shí)，即可求解兩小球速度關(guān)系。本題考查運(yùn)動(dòng)的合成與分解，要掌握三角函數(shù)知識(shí)運(yùn)用，注意兩球沿著桿方向的分速度相等是解題的關(guān)鍵?！窘獯稹扛鶕?jù)速度的合成與分解，將兩球的速度分解，如圖所示：則有：…..，而’?.?.，所以-，故ABC錯(cuò)誤，故D正確?！敬鸢浮緽【解析】【分析】解決本題的關(guān)鍵是知道怎樣運(yùn)動(dòng)時(shí)位移最小，再根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律結(jié)合幾何關(guān)系解題。由數(shù)學(xué)知識(shí)得：從拋出點(diǎn)到達(dá)斜面的最小位移為過(guò)拋出點(diǎn)作斜面的垂線。設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間t到達(dá)斜面上，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，表示出水平和豎直方向上的位移，再根據(jù)幾何關(guān)系即可求解?！窘獯稹咳鐖D所示，過(guò)拋出點(diǎn)作斜面的垂線水平方向:如圖所示，過(guò)拋出點(diǎn)作斜面的垂線水平方向:豎直方向：=_;?;根據(jù)幾何關(guān)系有一二tariff則有解得t解得t.卄：,。（注:cot°為tan°的倒數(shù)）小球的水平位移大小為X二17口占二豎直位移大小為一.…"故AD錯(cuò)誤，B正確。y由于，所以位移大小可以求出來(lái)，c錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼【解析】【分析】【解答】A和B帀。增大，豎直分速度v便增大，v_0二gt可知上升時(shí)間t也增大，則總時(shí)間yyt二2t也增大。同時(shí)水平分速度v也增大，由x二vt，可知x增大，故A正確，B錯(cuò)誤?？倄x總C速度變化量△v=gt,故上升和下降兩過(guò)程的Av相同，大小相等，方向都豎直向下，C錯(cuò)誤。D若二變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，則v也變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，由2ghV2可知，高度變?yōu)樵瓉?lái)yMy的四倍。故D錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾【解析】【分析】對(duì)小球在最高點(diǎn)受力分析，找出向心力來(lái)源，根據(jù)牛頓第二、三定律和向心力公式列方程求解。本題要注意對(duì)小球受力分析，找出向心力來(lái)源；同時(shí)，題中要求的為軌道對(duì)小球的壓力，而非支持力?！窘獯稹慨?dāng)小球以速度v經(jīng)內(nèi)軌道最高點(diǎn)時(shí)且不脫離軌道，則小球僅受重力，重力充當(dāng)向心力，有■；mg=m—當(dāng)小球以速度2v經(jīng)內(nèi)軌道最高點(diǎn)時(shí)，小球受重力G和軌道對(duì)小球豎直向下的支持力N,如圖,合力充當(dāng)向心力，有..；mg+N=L又由牛頓第三定律得到，小球?qū)壍赖膲毫εc軌道對(duì)小球的支持力相等，…二.…；由以上三式得：："-；，故C正確，ABD錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼D【解析】【分析】本題考查幾種生活中常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng)。知道向心力的來(lái)源，知道向心力不是物體實(shí)際受到的力，而是物體受到的指向圓心方向的合力。解題的關(guān)鍵是分析向心力的來(lái)源，知道向心力的性質(zhì)。【解答】如圖a所示，汽車(chē)安全通過(guò)拱橋最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有三.二.=「_二，車(chē)對(duì)橋面的壓力小于車(chē)的重力，故A正確；如圖b所示，在固定圓錐筒內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球，受重力、彈力、向心力不是物體實(shí)際受到的力，故B錯(cuò)誤；如圖c所示，輕質(zhì)細(xì)桿一端固定一小球，繞另一端0在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，過(guò)最高點(diǎn)的

臨界速度為零，在最高點(diǎn)小球所受合力可能為零，故C錯(cuò)誤；如圖d所示，火車(chē)以規(guī)定速度經(jīng)過(guò)外軌高于內(nèi)軌的彎道，向心力由火車(chē)所受重力和支持力的合力提供，故D正確。【答案】ABD【解析】解：A、前2S內(nèi)物體在y軸方向沒(méi)有速度，只有x軸方向有速度，由圖看出，物體在x軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，故A正確；B、在內(nèi)，物體在x軸方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，y軸方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成得知，物體做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度沿y軸方向?故B正確；CD在前2s內(nèi)，物體在x軸方向的位移一，‘在后2s內(nèi)，x軸方向的位移為-1=-x2m=2m.Jrin軸方向位移^則軸方向位移^則4s末物體的坐標(biāo)為「I故C錯(cuò)誤，D正確。【答案】AC【解析】【分析】水滴受到衣服的附著力，但是沒(méi)有離心力這個(gè)說(shuō)法；脫水的基本原理是：由于水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴因做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附著力時(shí)，水滴被甩掉。【解答】衣服受到重力，筒壁的彈力，靜摩擦力，故A正確；對(duì)衣服受力分析，在豎直方向，受到重力和摩擦力，大小相同，故摩擦力不變，故錯(cuò)誤；脫水過(guò)程中，衣物做離心運(yùn)動(dòng)而甩向桶壁。水滴依附的附著力是一定的，當(dāng)水滴和衣物一起做高速圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，因水滴做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力大于該附著力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)，被沿切線方向甩出，故C正確；水滴依附的附著力是一定的，根據(jù)向心力公式二二--，角速度越大，需要的向心力越大，脫水效果會(huì)更好，又因?yàn)門(mén)=2n/w，角速度越大，周期應(yīng)該越小。故D錯(cuò)誤。故選AC。【答案】AB【解析】【分析】當(dāng)此平面繞中心軸線以角速度.轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若M恰好要向里滑動(dòng)時(shí)，-取得最小值，此時(shí)M所受的靜摩擦力達(dá)到最大，方向沿半徑向外，由最大靜摩擦力和繩子拉力的合力提供M所需要的向心力，若M恰好要向外滑動(dòng)時(shí)，、取得最大值，此時(shí)M所受的靜摩擦力達(dá)到最大，方向沿半徑向里，由最大靜摩擦力和繩子拉力的合力提供M所需要的向心力，根據(jù)牛頓第二定律分別

求出、.的最小值和最大值，即可得到、.的取值范圍。本題是圓周運(yùn)動(dòng)中臨界問(wèn)題，抓住當(dāng)M恰好相對(duì)此平面滑動(dòng)時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大，由牛頓第二定律求解角速度的取值范圍。【解答】最大靜摩擦力三、..二..二一：二二二當(dāng)、.取較小值、.時(shí)，M有向0點(diǎn)滑動(dòng)趨勢(shì)，此時(shí)M所受靜摩擦力背離圓心0，對(duì)M有：=_=..二代入數(shù)據(jù)得：...=]?：■：：：：:，當(dāng):一.■取較大值一.時(shí)，M有背離O點(diǎn)滑動(dòng)趨勢(shì)，此時(shí)M所受靜摩擦力指向圓心O,對(duì)M有：行-二，=-，代入數(shù)據(jù)得：一一=_：所以角速度的取值范圍是：■:':':，故AB正確,故CD錯(cuò)誤。故選AB?！敬鸢浮緼D【解析】解：A、飛鏢水平拋出做平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，因此.，故At=-正確;B、B、飛鏢擊中P點(diǎn)時(shí)，P恰好在最下方，則：一:一解得圓盤(pán)的半徑一丄’故B錯(cuò)誤;C、飛鏢擊中P點(diǎn)，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度滿足-=7=--=:1，-，■-故；..___.，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的最小值為，故C錯(cuò)誤;=—=TOC\o"1-5"\h\ztLLD、P點(diǎn)隨圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為"一一「，當(dāng)=^時(shí)，一：.：故D正確;IT二咖二=—P=—.丄4內(nèi)故選：AD。飛鏢做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，圓盤(pán)上P點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，恰好擊中P點(diǎn)，說(shuō)明A點(diǎn)正好在最低點(diǎn)被擊中，則P點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間一，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)水平位移可求得平拋的時(shí)間，兩時(shí)間相等聯(lián)立可求解。本題關(guān)鍵知道恰好擊中P點(diǎn)，說(shuō)明P點(diǎn)正好在最低點(diǎn)，利用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期性和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律聯(lián)立求解?！敬鸢浮浚?）ac

【解析】a,通過(guò)調(diào)節(jié)使斜槽末端保持水平，是為了保證小球做平拋運(yùn)動(dòng)，故a正確；b即使末端有摩擦，小球每一次滾下做的都是同一平拋運(yùn)動(dòng)，故b錯(cuò)誤。因?yàn)橐?huà)同一運(yùn)動(dòng)的軌跡，必須每次釋放小球的位置相同，且由靜止釋放，以保證獲得相同的初速度，故b錯(cuò)誤，c正確；.「；.實(shí)驗(yàn)要求小球滾下時(shí)不能碰到木板平面，避免因摩擦而使運(yùn)動(dòng)軌跡改變，最后軌跡應(yīng)由實(shí)驗(yàn)得到的落點(diǎn)連成平滑的曲線，故d錯(cuò)誤。(2)【答案】門(mén)【解答】根據(jù)_■-二-得,，小球拋出的初速度口?1￡根據(jù)_■-二-得,，小球拋出的初速度口?1￡點(diǎn)在豎直方向上的分速度.一，則B點(diǎn)的速度--■■:=■■:?！敬鸢浮拷猓?若在水平路基上，側(cè)向彈力提供向心力,即:,，解得：-=二<I：-.'(2)由受力