吉林省通榆县第一中学2017_2018学年高一物理下学期期中试题（含解析）.docx

吉林省通榆县第一中学20172018学年度高一下学期期中考试物理试题一、选择题（本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第18题只有一项符合题目要求，第912题有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。把正确的答案涂在答题卡上，答在试卷上的无效）1. 下列说法正确的是A. 曲线运动是变速运动，变速运动一定是曲线运动B. 抛体运动在某一特殊时刻的加速度可以为零C. 平抛运动是速度越来越大的曲线运动D. 匀速圆周运动的合外力方向可以不指向圆心【答案】C【解析】试题分析：曲线运动过程中，速度方向时刻在变化着，所以曲线运动一定是变速运动，但变速运动，如匀变速直线运动，不属于曲线运动，A错误；平抛运动过程中恒受重力作用，加速度恒为g，B错误；平抛运动的速度为水平方向与竖直方向上的和速度，即，恒定，所以随着时间增大，则速度越来越大，C正确；匀速圆周运动的合力时刻指向圆心，D错误；考点：考查了对曲线运动的理解【名师点睛】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合外力方向不一定变化；既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动要掌握曲线运动的两个特殊运动，匀速圆周运动，过程中速率大小恒定，加速度方向大小恒定，但时刻指向圆心，平抛运动，过程中，受力恒定，为匀变速曲线运动2. 如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OAOB。若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为 A. t甲t乙 B. t甲t乙C. t甲t乙 D. 无法确定【答案】C【解析】试题分析：设游速为v，水速为v0，OA=OB=l，则甲整个过程所用时间：，考点：运动的合成和分解【名师点睛】本题考查运动的合成（主要是速度的合成）和匀速运动规律，运用速度合成的矢量平行四边形法则求出各自的合速度是关键。视频3. 宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是A. 双星间的万有引力减小B. 双星做圆周运动的角速度增大C. 双星做圆周运动的周期增大D. 双星做圆周运动的半径增大【答案】B【解析】试题分析：双星间的距离在不断缓慢增加，根据万有引力定律，知万有引力减小故A正确根据，知，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离变大，则双星的轨道半径都变大，根据万有引力提供向心力，知角速度变小，周期变大故B错误，C D正确考点：考查了双星系统4. 如图所示，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为（如图），弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于则A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压C. 这时铁轨对火车的支持力等于D. 这时铁轨对火车的支持力大于【答案】A【解析】AB、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，由题知，质量为m的火车转弯时速度小于，所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故B错误，A正确；C、当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故C、D错误；故选A。【点睛】火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心力，当合力恰好等于需要的向心力时，火车对内外轨道都没有力的作用，速度增加，就要对外轨挤压，速度减小就要对内轨挤压。5. 同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是A. B. C. D. 【答案】D【解析】AB、同步卫星和地球自转的周期相同，运行的角速度亦相等，则根据向心加速度可知，同步卫星的加速度与地球赤道上物体随地球自转的向心加速度之比等于半径比，即，故A、 B错误；CD、同步卫星绕地于做匀速圆周运动，第一宇宙速度是近地轨道上绕地球做匀速圆周运动的线速度，两者都满足万有引力提供圆周运动的向心力，即：，由此可得： ，所以有：，故C错误，D正确；故选D。【点睛】卫星运动时万有引力提供圆周运动的向心力，第一宇宙速度是近地轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，同步卫星运行周期与赤道上物体自转周期相同，由此展开讨论即可。6. 如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动（弯管的半径为R），则下列说法正确的是（）A. 小球通过最高点的最小速度为B. 小球通过最高点的最小速度为零C. 小球在水平线ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球可以没有作用力D. 小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力【答案】B【解析】AB、在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，故A错误，B正确；C、小球在水平线ab以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，内侧管壁一定没有作用力，故C错误；D、小球在水平线ab以上管道中运动时，当速度非常大时，内侧管壁没有作用力，此时外侧管壁有作用力，当速度比较小时，内侧管壁有作用力，故D错误；故选B。【点睛】小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动，在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，从而可以确定在最高点的最小速度小球做圆周运动是，沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力。7. 我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星-500”的实验活动。假设王跃登陆火星 后，测得火星半径是地球半径的，质量是地球质量的。已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地球上能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，下列说法正确的是A. 王跃以在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是B. 火星表面的重力加速度是C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为2:3D. 火星的密度为【答案】D【解析】B、由得到：，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为，故B错误；A、王跃以在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是：，则能达到的最大高度是，故A错误；C、由，得到，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，故C错误；D、设火星质量为，由万有引力等于重力可得：，解得：，密度为：，故D正确；故D正确；【点睛】根据万有引力等于重力，得出重力加速度的关系，根据万有引力等于重力求出质量表达式，在由密度定义可得火星密度；由重力加速度可得出上升高度的关系，根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系。8. 如图所示，在绕中心轴OO转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动在圆筒的角速度逐渐增大的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，下列说法中正确的是 A. 物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小一定不变B. 物体所受弹力不变，摩擦力大小减小了C. 物体所受的摩擦力与竖直方向的夹角一定为零D. 物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小可能不变【答案】D【解析】ABD、物体受重力、弹力和静摩擦力大小，指向圆心的合力提供向心力，可知弹力提供向心力，角速度增大，则弹力逐渐增大；摩擦力在竖直方向上的分力等于重力，摩擦力沿运动方向上的分力产生切向加速度，若切向加速度不变，则切向方向上的分力不变，若切向加速度改变，则切向方向的分力改变，则摩擦力的大小可能不变，可能改变，故AB错误，D正确；C、因为摩擦力在竖直方向和圆周运动的切线方向都有分力，可知摩擦力与竖直方向的夹角不为零，故C错误；故选D。【点睛】物体随圆筒一起做圆周运动，指向圆心的合力提供向心力，向心力只改变速度的方向，切向的合力产生切向加速度根据牛顿第二定律进行分析求解。9. 已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M(引力常量G为已知)A. 地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离r2B. 月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离r1C. 人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3D. 地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离r4【答案】BC【解析】A、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，列式如下：可知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故A错误；B、月球绕地球做圆周运动，地球对月球的万有引力提供圆周运动的向心力，列式如下：，可得：地球质量，故B正确；C、人造地球卫星绕地球做圆周运动，地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，列式有：，可得地球质量，故C正确；D、地球绕太阳做圆周运动，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动向心力，列式如下：，知，m为地球质量，在等式两边刚好消去，故不能算得地球质量，故D错误；故BC正确；【点睛】万有引力的应用之一就是计算中心天体的质量，计算原理就是万有引力提供球绕天体圆周运动的向心力，列式只能计算中心天体的质量。10. 如图所示物体A和B的质量均为m，且分别与跨过定滑轮的轻绳连接(不计绳与滑轮、滑轮与轴之间的摩擦)在用水平变力F拉物体B沿水平方向向右做匀速直线运动的过程中则 A. 物体A也做匀速直线运动B. 物体A做加速直线运动C. 绳子拉力始终大于物体A所受重力D. 绳子对A物体的等于于物体A所受重力【答案】BC【解析】将B物体的速度vB进行分解如图所示，则，在向右运动中，减小，而vB不变，则vA逐渐增大，说明A物体在竖直向上做加速运动，由牛顿第二定律，可知绳子对A的拉力，故B、C正确，A、D错误；故选BC。【点睛】本题考查运动的合成和牛顿第二定律的应用，要注意明确A和B的速度关系，利用平行四边形定则分析B的速度，从而明确A物体做什么运动，由牛顿第二定律分析绳子的拉力与重力的大小关系。11. 2013年6月20日上午10时，中国首位“太空教师”王亚平在天宫一号太空舱内做了如下两个实验：实验一，将用细线悬挂的小球由静止释放，小球呈悬浮状。实验二，拉紧细线给小球一个垂直于线的速度，小球以悬点为圆心做匀速圆周运动。设线长为L，小球的质量为m，小球做圆周运动的速度为v。已知地球对小球的引力约是地面重力mg的09倍，则在两次实验中，绳对小球拉力大小是 A. 实验一中拉力为0 B. 实验一中拉力为09mgC. 实验二中拉力为09mg D. 实验二中拉力为【答案】AD【解析】太空舱内物体处于完全失重状态，小球相对太空舱呈悬浮状，小球受到的引力提供绕地球飞行的向心力，绳子拉力为零，故A正确，B错误；实验二中拉力提供做圆周运动的向心力，根据向心力公式得： ，故C错误，D正确故选AD.12. 假设地球可视为质量分布均匀的球体。已知地球表面重力加速度的大小在两极为g0，在赤道为g，地球的自转周期为T，引力常量为G，则A. 地球的半径B. 地球的半径C. 假如地球自转周期T增大，那么两极处重力加速度g0值不变D. 假如地球自转周期T增大，那么赤道处重力加速度g值减小【答案】AC【解析】AB、在两极地区，物体受到地球的万有引力，则有，在赤道处，万有引力可分解为重力和向心力，则有：，联立得：，解得，故A正确，B错误；C、地球两极：，两极处的重力加速度与地球自转周期无关，故C正确；D、在 地球赤道上：，假如地球自转周期T增大，赤道处重力加速度g值增大，故D错误；故选AC。【点睛】解决本题的关键是认识到在赤道处的重力实为地球对物体的万有引力减去物体随地球自转的向心力，掌握力的关系是正确解题的前提。二.实验题（本题共2小题.每空2分,共14分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答）13. 某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v03 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动同学们测出某时刻R的坐标为(4,6)单位均为厘米，此时R的速度大小为_cm/s，R在上升过程中运动轨迹的示意图是_ (R视为质点，结果保留整数)【答案】 (1). 5 (2). D【解析】小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有：y=v0t，解得： 在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动，有： 解得： 那么R的速度大小：因合外力沿x轴，由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D。【点睛】分析好小圆柱体的两个分运动，由运动的合成与分解求其合速度；讨论两个分运动的合运动的性质，要看两个分运动的合加速度与两个分运动的合速度是否在一条直线上，如果在一条直线上，则合运动是直线运动，否则为曲线运动，由合外力的方向判断曲线弯曲的方向。14. 在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。（1）为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项的前面字母填在横线上：_。(a)通过调节使斜槽的末端保持水平(b)每次释放小球的位置必须不同(c)每次必须由静止释放小球(d)记录小球位置用的木条（或凹槽）每次必须严格地等距离下降(e)小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触(f)将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线（2）若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0= _（用L、g表示）。（3）某同学通过实验对平抛运动进行研究，他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分，如图所示O点不是抛出点，x轴沿水平方向，由图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是_m/s,抛出点的坐标x_m, y_m (g取10m/s2,结果保留小数点后两位)【答案】 (1). a、c、e (2). (3). 4.00m/s (4). -0.80m (5). -0.20m【解析】（1）要保证小球做平抛运动，必须通过调节使斜槽的末端保持水平，故a正确；为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次释放小球的位置必须相同，故b错误；为保证小球做平抛运动的初速度相等，每次必须由静止释放小球，故c正确；只要描出小球的位置即可，记录小球位置用的木条（或凹槽）每次不必严格地等距离下降，故d错误；为避免摩擦影响小球的运动轨迹，小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触，故e正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，应用平滑的曲线把各点连接起来，不是用直尺将点连成折线，故f错误；故选ace；（2）由图示可知，a、b、c、d三个点间的水平位移均相等，为x=2L，这4个点是等时间间隔点在竖直方向上，相邻两点间的位移差y=3L-2L=2L-L=L；由匀变速运动的推论y=gt2，可得：L=gt2，在水平方向上：x=2L=v0t，解得：v0=2；（3）根据y=gT2，T=0.1s，则平抛运动的初速度v0=4m/sA点在竖直方向上的分速度vyA=3m/s平抛运动到A的时间t=0.3s，此时在水平方向上的位移x=v0t=1.2m，在竖直方向上的位移y=gt2=0.45m，所以抛出点的坐标x=-0.80m，y=-0.20m点睛：（1）本题考查平抛物体的运动规律要求同学们能够从图中读出有用信息，再根据平抛运动的基本公式解题；（2）解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，以及分运动和合运动具有等时性三、计算题（15,16小题8分，17小题10分,18小题12分，共38分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给分。有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15. 小船在200m宽的河中横渡，水流速度为3m/s，船在静水中的航速是5m/s，(cos530=0.6,sin530=0.8)求：（1）要想在最短时间内过河，应如何行驶？它将在何时达对岸？（2）要想过河航程最短，应如何行驶？耗时多少？?【答案】（1）40s(2)50s【解析】解：（1）船头应始终正对对岸行驶，过河时间最短，过河时间：（2）如图： 即，应与河岸成53角斜向上游行驶，方向垂直于河岸耗时： 16. 如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，然后小球从轨道口B处飞出，最后落在水平面上，已知小球落地点C距B处 的水平距离为3R.求小球对轨道口B处的压力为多大？【答案】【解析】试题分析：根据平抛运动的规律求出B点的速度，结合牛顿第二定律求出小球在B点时受到轨道的弹力，从而得出小球对B点