山东省潍坊市第一中学2019-2020学年高一4月线上调研考试物理试卷

物理试题
一、单选题（每题6分，共36分）
1.下列关于运动和力的叙述中，正确的是（）
A、物体所受合力方向与运动方向有夹角时，物体速度一定变化，加速度也一定变化
B、物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心
C、物体运动的速率在增加，则物体所受合力方向与运动方向的夹角一定小于
D、物体在变力作用下有可能做曲线运动，做曲线运动的物体一定受到变力作用
答案 C
解析物体所受合力方向与运动方向有夹角时做曲线运动，其速度一定变化，但加速度不一定变化，可能受到恒力作用，如平抛运动，选项A、D错误；
只有物体做匀速圆周运动时，合力才一定指向圆心，选项B错误；
物体运动的速率在增加，所受合力方向与运动方向的夹角一定小于，选项C正确．
2.细绳的一端固定于点，另一端系一小球，初始，将小球拉至点，此时细绳恰好绷直，然后给小球一垂直向下的初速度，使其在竖直面内做圆周运动，关于小球运动到点的加速度方向，下图中可能正确的是（）
A
、B、
C、D、答案 D
解析小球在竖直面内做圆周运动，运动到题图示的点时，受重力和细绳的拉力作用，所受的合力可分解为向心力和切向方向的力，即点的加速度可分解为沿方向的向心加速度和垂直于方向的切向加速度，选项D正确．
3.如左图所示，竖直墙上水平固定一把直尺，沿直尺的边缘放置一块直角三角板，初始时一支铅笔笔尖放在直角三角板和直尺的交点处，现将三角板沿刻度尺水平向右匀速运动，为了要得到如右图所示的图线，铅笔应该如何（）
A、沿直角三角板直角边向上做加速直线运动
B、沿直角三角板直角边向上做匀速直线运动
C、沿直角三角板直角边向上做减速直线运动
D、随着直角三角板向右运动
答案 A
解析当笔尖同时参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的加速直线运动，即加速度方向竖直向上，轨迹凹向加速度的方向一侧，此时笔尖所做的运动才有可能为题右图所示的曲线运动，选项A正确．
4.某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为，人体重为，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为（）
A、B、C、D、
答案 C
解析
由题意可知，最高点时：，最高点时人受到座椅的压力与人
对座椅的压力相等，等于自身重力，即，解得：，故C
正确．
5.如图所示，工人将一根长为的电线杆倾斜一定角度，端触地（始终不滑动），电线杆上的点靠在一梯子上，离地高度为，此时电线杆与水平方向的夹角为，若某时刻突然使电线杆上的点获得一水平向右、大小为的速度，则此时点速度为
（）
A 、B、
C、D、
答案 B
解析根据运动的合成与分解可知，接触点的实际运动为合运动，可将点运动的水平速度沿垂直于杆和沿杆（指向）的方向分解成和，其中为点做圆周运动的线速度，为点沿杆运动
的速度，，由于点的线速度为，所
以，所以点的线速度，选项B正确．
6.如图所示，在直角斜面体中，斜面与水平方向的夹角为，在点正上方与点等高处水平抛出一小球，其速度垂直斜面落到点，则与之比为（）
A 、B、C、D、
答案 D
解析
如图所示，设小球水平抛出的初速度为，落到点时的竖直速度为，所
用时间为，在中，有；在中，
有．又，在中，有
，解以上四式得，选项D正确．
二、多选题（每题6分，共24分）
7.如图所示，某型号自行车的大齿轮半径，小齿轮半径，后轮半径，它们的边缘有三个点、、．当点的线速度为时，下列说法正确的是（）
A 、
B、
C、、两点的向心加速度大小之比
D、、两点的向心加速度大小之比答案AD
解析自行车以的速度正常骑行时，点的速度，
，选项A正确；
，选项B错误；
由得，选项C错误；
由得，选项D正确．
8.如图，在半径为圆环圆心正上方的点，将一小球以速度水平抛出后恰能从
圆环上点沿切线飞过，若与间夹角为，不计空气阻力．则（）
A、从点运动到点的时间为
B、从点运动到点的时间为
C、小球运动到点时的速度为
D、小球运动到点时的速度为
答案AD
解析
过点做的垂线，根据几何关系可知，小球在水平方向上的位移的大小
为，根据，可得时间：，故A正确，B
错误；
根据几何关系知，点的速度方向与水平方向的夹角为，根据平行四边形定
则知，小球运动到点时的速度为，故C错误，D正确．
9.如图所示，一水平转台以恒定的角速度绕中心轴线匀速转动．现将甲、乙、丙三个物块放在台面上，三个物块均与转台保持相对静止．已知三物块与转台之间的动摩擦因数相等，质量关系为，到转轴的距离关系为
．则下列说法正确的是（）
A、物块丙受到的静摩擦力小于物块甲受到的静摩擦力
B、物块乙受到的静摩擦力最小
C、物块丙的向心加速度最大
D、如果转台的转速逐渐变大，则最先发生相对滑动的为物块甲
答案BC
解析
假设物块乙、丙的质量分别为，则物块甲的质量为，物块甲、乙的运
动半径为，则物块丙的运动半径为，由题意可知甲、乙、丙三个物块转
动的角速度相等，发生相对滑动前，均由静摩擦力提供其做圆周运动的向心
力，根据知，物块甲所受的静摩擦力，物块乙所
受的静摩擦力，物块丙所受的静摩擦力
，显然物块甲与物块丙所受的静摩擦力大小相等，物块乙所受的静摩擦力最小，选项A错误，B正确；
向心加速度，又由题意知物块丙的运动半径最大，则物块丙的向心加
速度最大，选项C正确；
根据得，物块的转速，物块丙的运动
半径最大，发生相对滑动的临界转速最小，可知转台的转速逐渐变大时，物块
丙最先开始滑动，选项D错误．
10.某小河宽为，一小船船头垂直于河岸渡河，小船运动速度为．河水中各点水流速
度水与各点到较近的河岸边的距离成正比，即，其中，则下列说法中正确的是（）
A、小船渡河时的轨迹是直线
B、小船到达距河岸处时，小船的渡河速度为
C、小船渡河时的轨迹是曲线
D、小船到达距河岸处时，小船的渡河速度为答案BC
解析小船同时参与了两个分运动，即小船垂直河岸的匀速直线运动（速度为）和
随水流方向的运动（速度为，），其实际运动的轨迹即为合运动的轨迹，由于随水流方向的运动速度在发生变化，故合运动的加速度方向始终与河岸平行，与合速度方向不在同一直线上，所以小船的实际运动轨迹是曲线，选项A错误，C正确；
小船到达距河岸处时，，与小船运动速度垂直，所以小船此时的渡河速度为，选项B正确；
小船到达距河岸处时，也就是离较近的对岸处，此时小船的渡河速度仍为，选项D错误．
三、计算题
11.（10分）如图所示，一质点在光滑的水平面内以的速度沿轴正方向运动，经过原点后受一沿轴正方向的恒力作用．若质点的质量为，且质点在运动过程中与直线相遇前离直线的最大距离为，已知直线与轴成角，，，求恒力的大小．
答案建立如图所示的坐标系，将质点的运动分解成垂直方向上（方向）的匀减速直线运动和平行于方向的匀加速直线运动．
质点垂直方向上做匀减速直线运动的初速度大小是
，
加速度大小，
离开直线的距离最大时有，
则由，
可得质点离线的最大距离为：
，
解得，
故有．
解析无
12.（12分）如图所示，一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做特技表演，若摩托车运动的速率恒为，人和车的总质量为，摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的倍，且．摩托车通过与圆心在同一水平面上的点向下运动时牵引力恰好为零，摩托车车身的长度不计，取，试求：
(1)运动员完成一次圆周运动所需的时间；（取）（4分）
答案
车速率恒定，摩托车通过与圆心在同一水平面上的点时牵引力恰好为零，
此时摩托车所受摩擦阻力与重力平衡，所以有，
而根据向心力公式有，解得：，
运动员完成一次圆周运动所需的时间．
解析无
(2)摩托车通过最低点时牵引力的大小；（4分）
在点由向心力公式得，而，
答案
所以有．
解析无
(3)摩托车通过最高点时牵引力的大小．（4分）
在点由向心力公式得，而，
答案
所以有．
解析无
13.（18分）如图所示为某电视台正在策划的“快乐向前冲”节目的场地设施，为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，下方水面上漂浮着一个半径为铺有海绵垫的转盘，转盘轴心离平台的水平距离为，悬挂器与转盘平面的高度差为．选手抓住悬挂器后，按动开关，在电动机的带动下从点沿轨道做初速度为零、加速度为的匀加速直线运动．启动后人松开手．已知人（可视为质点）的质量为，人与转盘间的最大静摩擦力为，重力加速度取．
(1)假设人落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，求转盘的角速度应限制在什么范围；（用题干中所给物理量的字母表示）；（6分）
答案设人落在圆盘边缘处不致被甩下，临界情况下，最大静摩擦力提供向心力，则有，解得，
故转盘的角速度．
解析无
(2)若，，当时人恰好落到转盘的圆心上，求（6分）；
答案匀加速运动的过程中，，
，
平抛运动的过程中，由得，
则，
故．
解析无
(3)若，，，人要想成功落在转盘上，求加速度的范围．（结果可用分式表示）（6分）
答案分析知当最小时，人落在转盘左端；
当最大时，人落在转盘右端．
由，得，
当最小时，有，
解得，
当最大时，有，
解得，
综上，人要想成功浴在转盘上，加速度的范围为
．
解析无。