四川省资中县球溪高级中学2016_2017学年高一物理下学期半期考试试题（含解析）.docx

四川省资中县球溪高级中学2016-2017学年高一下学期半期考试物理试题一.选择题（第I卷共7题，每题6分。每题给出的四个选项中，有的只有一个选项、有的有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分.有选错和不选的得0分。）1. 小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是 （ ）A. 小船要用更长的时间才能到达对岸B. 小船到达对岸的时间不变，但位移将变大C. 因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化D. 因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化【答案】B【解析】因为分运动具有等时性，所以分析过河时间时，只分析垂直河岸方向的速度即可，渡河时小船船头垂直指向河岸，即静水中的速度方向指向河岸，而其大小不变，因此，小船渡河时间不变当到达河中央恰逢上游水电站泄洪，使水流速度变大，那么渡河的位移变大，速度变大，综上所述，故B正确，ACD错误故选B点睛：小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，使用平行四边形法则求合速度，水流速度变，则合速度变，过河位移变化2. 如图所示的皮带传动装置中，轮B和C同轴， A、B、C分别是三个轮边缘的质点，且其半径RA=RC=2RB，则三质点的向心加速度之比aA：aB：aC 等于（ ）A. 4：2：1 B. 2：1：2C. 1：2：4 D. 4：1：4【答案】C【解析】试题分析：由于B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，即：由于A轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即，即：由角速度和线速度的关系式可得：所以又因为由可得：，所以BCD错误，A正确。考点：向心加速度【名师点睛】要求线速度之比需要知道三者线速度关系：A、B两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，B、C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同3. 如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A. B的向心力是A的向心力的2倍B. 盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍C. A、B都有沿半径向内滑动的趋势D. 若B先滑动，则B对A的动摩擦因数A小于盘对B的动摩擦因数B【答案】B考点：向心力，圆周运动的临界问题，最大静摩擦力，滑动摩擦力4. “北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星的高度约为21500Km，同步卫星的高度约为36000Km，下列说法正确的是 （ ）A. 同步卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度大B. 同步卫星和中轨道卫星的线速度均大于第一宇宙速度C. 中轨道卫星的周期比同步卫星周期小D. 赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度大【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力，得，由此可知，半径越大，加速度越小，同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，所以同步卫星的加速度比中轨道卫星的加速度小，故A错误根据万有引力提供向心力，得，由此可知，半径越大，速度越小，半径越小，速度越大，当半径最小等于地球半径时，速度最大等于第一宇宙速度，由于一般轨道卫星的轨道高度和同步卫星的轨道高度远大于地球半径，所以一般轨道卫星的线速度和同步卫星的线速度均小于第一宇宙速度故B错误根据万有引力提供向心力，得T=2，由此可知，轨道半径越大，周期越大，同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的轨道半径，所以同步卫星的周期比中轨道卫星的周期大，故C正确赤道上随地球自转的物体向心加速度为，同步卫星的向心加速度为，周期相同，由表达式可知，故赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度小故D错误故选C5. 一轻杆一端固定质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是 （ ）A. 小球过最高点时，杆所受到的弹力可以等于零B. 小球过最高点的最小速度是C. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而增大D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定随速度增大而减小【答案】A【解析】当小球到达最高点弹力为零时，重力提供向心力，有mg=m，解得，即当速度时，杆子所受的弹力为零故A正确由于杆能支撑小球，所以小球通过最高点的最小速度为零故B错误小球在最高点，若v时，则有：mg-F=m，得 F=mg-m，杆子杆对球的作用力随着速度的增大而减小；若v时，则有：mg+F=m，杆子杆对球的作用力随着速度增大而增大故CD错误故选A点睛：解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道最高点的临界情况，结合牛顿第二定律进行求解6. 经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1m2 =32，则可知 （ ）A. m1做圆周运动的半径为2L/5B. m1、m2做圆周运动的向心力大小相等C. m1、m2做圆周运动的角速度之比为23D. m1、m2做圆周运动的线速度之比为32【答案】AB【解析】向心力大小相等，有：m1r12=m2r22，即m1r1=m2r2，因为质量之比为m1：m2=3：2，则轨道半径之比r1：r2=2：3，所以m1做圆周运动的半径为，根据v=r知，m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：3，故A正确，D错误双星靠相互间的万有引力提供向心力，角速度相等，向心力大小相等，故C错误，B正确故选AB.点睛：解决本题的关键知道双星模型的特点，即角速度相等，向心力大小相等，轨道半径之比等于质量之反比，结合万有引力提供向心力进行求解7. 如图在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，则 （ ） A. 该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB. 卫星在同步轨道上的运行速度大于7.9km/sC. 在轨道上，卫星在P点速度大于在Q点的速度D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道进入轨道【答案】CD【解析】试题分析：A、112km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，故A错误B、79km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度故B错误C、从椭圆轨道到同步轨道，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力所以在轨道上Q点的速度大于轨道上Q点的速度故C正确D、根据C选项分析，故D正确故选CD二.实验题（共计17分）8. 图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。(1)实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线_。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛_。(2)图乙是正确实验取得的数据，其中O为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_m/s。（g=9.8m/s2）(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_m/s；B点的竖直分速度为_m/s。（g=10m/s2） 【答案】 (1). （1)水平； (2). 得到相同的初速度 (3). （2)1.6m/s (4). （3)1.5m/s (5). 2m/s【解析】试题分析：（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同；（2）因为O点是抛出点，则，则小球的初速度（3）由图可知，AB、BC之间的时间间隔相等，根据y=gT2得，则小球的初速度B点竖直方向上的分速度等于AC在竖直方向上的平均速度，考点：研究平抛运动【名师点睛】解决本题的关键掌握平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律；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，根据运动学公式抓住等时性进行求解。三、计算题（共计51分，解答时应写出必要的文字说明、公式、方程式和重要的演算步骤，只写出结果的不给分，有数值计算得题，答案必须写出明确的数值和单位）9. 如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2m的光滑1/4圆形轨道，BC段为高为h=5m的竖直轨道，CD段为水平轨道。一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B点时速度的大小为2m/s，离开B点做平抛运动（g取10m/s2），求：（1）小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C的水平距离； （2）小球到达B点时对圆形轨道的压力大小？（3）如果在BCD轨道上放置一个倾角45的斜面（如图中虚线所示），那么小球离开B点后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置。【答案】（1）2m（2）3N（3）1.13m【解析】试题分析：（1）设小球离开B点做平抛运动的时间为，落地点到C点距离为由得：，。（2）小球达B受重力G和向上的弹力F作用，由牛顿第二定律知：解得：，由牛顿第三定律知球对B的压力和对球的支持力大小相等，即小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为，方向竖直向下。（3）如图，斜面BEC的倾角，CE长因为，所以小球离开B点后能落在斜面上假设小球第一次落在斜面上F点，BF长为L，小球从B点到F点的时间为 联立、两式得：，。考点：平抛运动、牛顿第二定律.10. 如图所示，在匀速转动的圆盘上，沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块。A离轴心r120 cm，B离轴心r230 cm，A、B与圆盘面间相互作用的最大静摩擦力为其重力的0.4倍，取g10 m/s2。 (1)若细线上没有张力，圆盘转动的角速度应满足什么条件？(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动，则圆盘转动的最大角速度多大？(3)当圆盘转速达到A、B刚好不滑动时，烧断细线，则A、B将怎样运动？【答案】(1)3.7rad/s(2)4.0rad/s (3)A随圆盘一起转动，B做离心运动【解析】(1)当物块B所需向心力FBFfm时，细线上张力为零随着角速度的增大，当FBFfm时，有kmgmr2，得036 rad/s.当03.6 rad/s时，细线上不会有张力(2)当A、B所受静摩擦力均达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度达到最大值m，超过m时，A、B将相对圆盘滑动(设细线中张力为T.)对A有kmgTmm2r1，对B有kmgTmm2r2，解得m4.0 rad/s.(3)烧断细线时，A做圆周运动所需向心力FAmm2r13.2 N，最大静摩擦力为4 N，A物体随盘一起转动B此时所需向心力为FBmm2r24.8 N，大于它的最大静摩擦力4 N，因此B物体将沿一条曲线运动，离圆心越来越远两物体做圆周运动的向心力由沿径向方向的合力提供，及最大静摩擦力提供，第二问中分别以两小球为研究对象，绳子的拉力和静摩擦力的合力提供向心力列式求解11. 宇航员来到某星球表面做了如下实验：将一小钢球由距星球表面高h（h远小于星球半径）处由静止释放，小钢球经过时间t落到星球表面，该星球为密度均匀的球体，引力常量为G. （1）求该星球表面的重力加速度；（2）若该星球的半径为R，忽略星球的自转，求该星球的密度；（3）若该星球的半径为R，有一颗卫星在距该星球表面高度为H处的圆轨道上绕该星球做匀速圆周运动，求该卫星的线速度大小.【答案】（1） （2）（3）【解析】试题分析：（1）小球在星球表面做平抛运动，其加速度等于该星球表面的重力加速度g，根据平抛运动的规律列式求g（2）根据物体的重力等于万有引力，列式求该星球的质量（3）根据万有引力提供向心力列式化简可得卫星的线