一、单选题
1.一只小船渡河,运动轨迹如图所示.水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于岸边;小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船相对于静水的初速度大小均相同,方向垂直于岸边,且船在渡河过程中船头方向始终不变.由此可以确定船( )
A. 沿AD轨迹运动时,船相对于静水做匀减速直线运动
B. 沿三条不同路径渡河的时间相同
C. 沿AB轨迹渡河所用的时间最短
D. 沿AC轨迹船到达对岸的速度最小
【答案】A
【解析】
当沿AD轨迹运动时,则加速度方向与船在静水中的速度方向相反,因此船相对于水做匀减速直线运动,故A错误;船相对于水的初速度大小均相同,方向垂直于岸边,因运动的性质不同,则渡河时间也不同,故B错误;船相对于水的初速度大小均相同,方向垂直于岸边,由于AC轨迹船相对于静水沿v0方向做匀加速运动,AB轨迹船相对于静水沿v0方向做匀速运动,AD轨迹船相对于静水沿v0方向做匀减速运动,故沿三条不同路径渡河的时间不同,沿AC轨迹渡河所用的时间最短,故BCD错误。所以A正确,BCD错误。
2.如图所示,一个内壁光滑的圆锥形筒固定不动且轴线竖直,两个质量相同的球甲、乙紧贴着内壁,分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动,半径R甲>R乙,则( )
A. 角速度ω甲>ω乙 B. 对筒壁的弹力N甲>N乙
C. 加速度a甲>a乙 D. 线速度v甲>v乙
【答案】D
【解析】
【详解】A. 两球所受的重力大小相等,根据力的合成,知两支持力大小、合力大小相等。合力沿水平方向,提供向心力。根据F合=mrω2,得:ω=,r大则角速度小。所以球甲的角速度小于球乙的角速度。故A错误,B错误;
C. 根据F=ma可知,由于合力相同,故向心加速度相同,故C错误;
D.根据F合=m,得v=,合力、质量相等,r大线速度大,所以球甲的线速度大于球乙的线速度。故D正确。
故选:D
【点睛】小球受重力和支持力,靠重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力,根据F合=ma=m=mω2r比较线速度、角速度、向心加速度的大小。
3.有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在赤道表面上,b是近地轨道卫星,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,它们均做匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示,则( )
A. 在相同时间内b转过的弧长最长
B. a的向心加速度等于重力加速度g
C. c在4小时内转过的圆心角是
D. d的运动周期有可能是20小时
【答案】A
【解析】
【详解】根据万有引力提供向心力:,解得:,则知卫星的轨道半径越大,线速度越小,所以b的线速度最大,在相同时间内转过的弧长最长,故A正确;地球同步卫星的角速度与地球自转的角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据a=ω2r知,c的向心加速度大。根据,可得:,可知卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则地球同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度约为g,故a的向心加速度小于重力加速度g,故B错误;c是地球同步卫星,周期是24h,则c在4h内转过的圆心角是,故C错误;由开普勒第三定律,知卫星的轨道半径越大,周期越大,所以d的运动周期大于c的周期24h,故D错误。所以A正确,BCD错误。