吉林省延边朝鲜族自治州第二中学2018_2019学年高一物理下学期期中试题（含解析）.docx

延边第二中学2018-2019学年度第二学期期中考试高一年级物理试卷一、选择题1.下列说法正确的是（）A. 经典力学的适用条件宏观、低速、弱引力作用B. 平抛运动的物体在相同时间内速率的变化量相同C. 做匀速圆周运动的物体的加速度保持不变D. 两个不共线的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动【答案】A【解析】【详解】A.经典力学的适用范围就是宏观、低速、弱引力作用，A正确。B.设平抛运动竖直速度，过后，速率变化量为：，并非随时间均匀变化，所以相同时间内速率变化量不同，B错误。C.向心加速度时刻指向圆心，方向一直在变，C错误。D.如果合初速度方向与合加速度方向不在一条直线上，就可以做曲线运动，并不一定是直线运动，D错误。2.如图所示，在天花板上的O点系一根细绳，细绳的下端系一小球将小球拉至细绳处于水平的位置，由静止释放小球，小球从位置A开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B点的运动过程中，下面说法正确的是（）A. 小球的向心力大小不变B. 细绳对小球的拉力对小球做正功C. 细线的拉力对小球做功的功率为零D. 重力对小球做功的功率先变小后变大【答案】C【解析】【详解】A.从A运动到B过程中，重力做正功，小球动能增大，速度变大，根据向心力方程，向心力变大，A错误B.小球拉力方向沿半径方向，与速度即切线方向始终垂直，所以拉力不做动，B错误C.因为拉力对小球不做功，根据功率方程，功率为0，C正确D.功率方程，所以重力功率等于重力与竖直分速度的乘积，根据题意可知，到B位置时，竖直速度为0，重力功率为0，功率最小，D错误3.如图所示，从地面上同一位置抛出两小球AB，分别落在地面上的MN点，两球运动的最大高度相同。 空气阻力不计，则()A. B的加速度比A的大B. B的飞行时间比A的长C. B在最高点的速度等于A在最高点的速度D. B在落地时的速度比A在落地时的大【答案】D【解析】【详解】A不计空气阻力，两球的加速度都为重力加速度g。大小相等，故A错误；B两球都做斜抛运动，竖直方向的分运动是竖直上抛运动，根据运动的对称性可知，两球上升和下落的时间相等，而下落过程，由知下落时间相等，则两球运动的时间相等，故B错误；C根据对称性性可知从抛出到落地的时间相同，达到最高点的速度等于水平方向的速度，根据x=vxt可知B在最高点的速度比A在最高点的大，故C错误；D根据速度的合成可知，B的初速度大于A球的初速度，运动过程中两球的机械能都守恒，则知B在落地时的速度比A在落地时的大，故D正确。4.如图所示，足够长的斜面上有a、b、c、d、e五个点，abbccdde，从a点水平抛出一个小球，初速度为v时，小球落在斜面上的b点，落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为；不计空气阻力，初速度为2v时A. 小球可能落在斜面上的c点与d点之间B. 小球一定落在斜面上的e点C. 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于D. 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角小于【答案】B【解析】【详解】设斜面与水平的夹角为，小球以速度平抛落到斜面上时的水平位移为x，竖直位移为h，下落的时间为t，由平抛运动的关系可知，解得，由几何关系可知，联立解得，因此当速度变为2v时，落到斜面上的时间为2t，因此水平方向的位移，因此小球会落到e点，故A错B正确；小球落在斜面时可知小球的位移的方向不变， 又可知速度夹角的正切是位移夹角正切的2倍，位移的方向不变，速度的方向也不变，小球落在斜面上的速度方向与斜面的夹角还是，故CD错误。5.固定在竖直平面内的半圆形刚性铁环,半径为R,铁环上穿着小球,铁环圆心O的正上方固定一个小定滑轮。用一条不可伸长的细绳,通过定滑轮以一定速度拉着小球从A点开始沿铁环运动,某时刻角度关系如下图所示,若绳末端速度为则小球此时的速度为A. B. C. D. 【答案】A【解析】【分析】小球的速度沿圆弧的切线方向，将小球的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向的分量，由几何知识求解.【详解】小球的速度沿圆弧的切线方向，将小球的速度分解为沿绳子方向和垂直绳子方向的分量，沿绳子方向的速度为v，则：，解得，故选A.6.质量为M的物体内有光滑圆形轨道，现有一质量为m的小滑块沿该圆形轨道的竖直面做圆周运动，A、C为圆周的最高点和最低点，B、D于圆心O在同一水平线上小滑块运动时，物体M保持静止，关于物体M对地面的压力N和地面对物体的摩擦力，下列说法正确的是（ ）A. 滑块运动到A点时，NMg，摩擦力方向向左B. 滑块运动到B点时，NMg，摩擦力方向向右C. 滑块运动到C点时，N=（M+m）g，M于地面无摩擦力D. 滑块运动到D点时，N=Mg，摩擦力方向向左【答案】D【解析】【分析】小滑块在竖直面内做圆周运动，小滑块的重力和圆形轨道对滑块的支持力的合力作为向心力，根据在不同的地方做圆周运动的受力，可以分析得出物体M对地面的压力N和地面对物体M的摩擦力的大小。【详解】小滑块在A点时，滑块对M的作用力在竖直方向上，系统在水平方向不受力的作用，所以没有摩擦力的作用，故A错误；小滑块在B点时，需要的向心力向右，所以M对滑块有向右的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对物体有向右的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力N=Mg，故B错误；小滑块在C点时，滑块的向心力向上，所以小滑块对物体M的压力要大于小滑块的重力，故M受到的滑块的压力大于mg，那么M对地面的压力就要大于（M+m）g，故C错误；小滑块在D点时，需要的向心力向左，所以M对滑块有向左的支持力的作用，对M受力分析可知，地面要对物体有向左的摩擦力的作用，在竖直方向上，由于没有加速度，物体受力平衡，所以物体M对地面的压力N=Mg，故D正确。所以D正确，ABC错误。7.已知地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a 。若地球的自转角速度变大，使赤道上物体刚好能“飘”起来（不考虑空气的影响），则地球的自转角速度应为原来的A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】物体在赤道上随地球自转时，有a=12R；物体随地球自转时，赤道上物体受万有引力和支持力，支持力等于重力，即F-mg=ma；物体“飘”起来时只受万有引力，故F=ma；故a=g+a，即当物体“飘”起来时，物体的加速度为g+a，则有g+a=22R，解得，解得，故选B。【点睛】本题直接根据向心加速度的表达式进行比较，关键要知道物体“飘”起来时的加速度，熟悉向心加速度公式a=2r8.如图所示，两根相同的轻绳一端分别系在竖直杆上的A点与B点。另一端系在质量为m的小球C上。当小球随竖直杆一起以某一角速度匀速转动时，两根绳子都伸直，AC绳与竖直方向夹角为,BC绳水平，重力加速度为g，下列说法正确的是（ ） A. 小球的向心加速度可能等于B. AC绳的拉力一定等于C. 如果缓慢减小，则也一定同步减小D. 如果缓慢增加，BC绳一定先断【答案】ABD【解析】【详解】B、两根绳子都伸直，AC一定有拉力，且，；B选项正确.A、对小球有 ，BC绳拉力可以为零，也可以不为零，所以小球的向心加速度一定大于或等于；选项A正确.C、如果略微减小，减小，可能不变；选项C错误D、如果增加，不再变化，增加，BC绳一定先断；故D正确.故选ABD.【点睛】本题的关键是明确明确小球合力的水平分力提供向心力，竖直分力平衡，要注意分析隐含的临界状态9.两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是（）A. 两卫星在图示位置的速度v2v1B. 卫星2在A处的加速度较大C. 两颗卫星在A或B点处可能相遇D. 两卫星运动周期不相同【答案】A【解析】【详解】A.卫星2进入图示位置距地心距离为半径圆形轨道，需要加速离心，根据可知，此时的圆轨道环绕速度小于卫星1轨道环绕速度，所以图示位置的速度v2v1，A正确。B.在A处，根据可知，两个轨道在A处的加速度均相同，B错误。CD.根据开普勒第三定律可知，两卫星运行周期相同；卫星2从图示位置到达A点需要t, ，卫星2从图示位置到达B两点需要这两个时刻t ,卫星1不可能出现在A、B两点，CD错误。10.火车在铁轨上转弯可以看成是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是（ ）A. 增大弯道半径B. 减小弯道半径C. 适当增加内外轨道的高度差D. 适当减小内外轨道的高度差【答案】AC【解析】【详解】火车转弯时，外轨略高于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压，此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图：，解得：；火车速度提高时，为使外轨道不受损，应适当增大弯道半径或适当增加内外轨道的高度差。故AC两项正确，BD两项错误。11.一滑块在水平地面上沿直线滑行，时其速度为。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图（甲）和(乙)所示。设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的平均功率分别为，则（ ）A. B. C. 内力F对滑块做功为6JD. 内摩擦力对滑块做功为6J【答案】BC【解析】【详解】AB.根据可知，所以，A错误B正确。C.根据，第1秒内外力做功：，同理第2秒：，所以前2秒总功，C正确。D. 前2秒动能没变，合外力做功为零，所以，摩擦力做功为-6J，D错误。12.假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B， A、B球半径分别为和，两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方(r)与运行公转周期的平方(T)的关系如图所示：为卫星环绕各自行星表面运行的周期。则A. 行星A的质量大于行星B的质量B. 行星A的密度等于行星B的密度C. 行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度D. 当两行星周围的卫星的运动轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度大于行星B的卫星的向心加速度【答案】ABD【解析】【详解】A.根据整理得：，所以图像斜率大的质量大，所以A行星质量大，A正确。B.因为近地卫星周期相同，根据，且，联立解得：，周期相同，B正确。C.第一宇宙速度即近地卫星环绕速度：，根据图像可知，A的半径大，所以A的第一宇宙速度大，C错误。D.根据，半径相同，但A的质量大，所以行星A的卫星向心加速度大，D正确13.“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知火星半径为R，万有引力常量为G。不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是（ ）A. 火星表面的重力加速度B. 火星的第一宇宙速度为C. 火星的质量为D. 火星的平均密度为【答案】BC【解析】【详解】平抛运动的时间再根据h=gt2得，得火星表面的重力加速度，故A错误；火星的第一宇宙速度为 ，选项B正确；根据，解得火星的质量为，选项C正确；火星的平均密度为，故D错误；故选BC。【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律，以及掌握万有引力提供向心力以及万有引力等于重力这两个理论的运用；知道联系这两个问题的桥梁是重力加速度。14.某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角=15的斜坡时，汽车受到的摩擦阻力恒定不变，空气阻力忽略不计，则汽车上坡过程的v-t图象不可能是下图中的（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】汽车冲上斜坡，受重力mg、支持力N、牵引力F和阻力f，设斜面的坡角为，根据牛顿第二定律，有F-mgsin-f=ma，其中，故.B、C、若a0，则物体加速运动，加速度会减小，当加速度减为零时，速度达到最大，故C正确，B错误；A、若a=0，则物体速度不变，做匀速运动，故A正确；D、若a0，即加速度沿斜面向下，物体减速，故加速度会减小（因为加速度的绝对值减小，负号表示方向，不表示大小），故D正确；本题选不可能的故选B.【点睛】本题关键是先对物体受力分析，然后根据牛顿第二定律列式求解出加速度的一般表达式，再结合实际情况判断速度的改变情况二、实验题15.某实验小组为了测量当地的重力加速度g设计了如下实验，将一根长为L的轻绳,一端固定在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,使整个装置绕O点在竖直面内转动。在小球转动过程中的最高点处放置一光电门，在绳子上适当位置安装一个力的传感器，如图甲，实验中记录小球通过光电门的时间以确定小球在最高点的速度v，同时记录传感器上绳子的拉力大小F，即可做出小球在最高点处绳子对小球的拉力与其速度平方的关系图如图乙；(1)根据实验所给信息，写出小球在最高点处F与v的关系式_；(2)请根据作出的F-v2图象的信息可以求出当地的重力加速度g=_；（用b、L表示）(3)如果实验中保持绳长不变，而减小小球的质量m，则图像中b的位置_；（变化/不变），图像斜率_（不变/变小/变大）。【答案】 (1). (2). (3). 不变 (4). 变小【解析】【详解】(1)对最高处的小球受力分析，由牛顿第二定律可得，解得：。(2)根据图像可得，当时，；则：，解得：(3)实验中保持绳长不变，减小小球的质量m；因为，则图像的横截距不变，图像的斜率变小。三、解答题16.质量为5 kg的物体置于粗糙水平地面上，受到水平恒力F作用一段时间后撤去，运动的vt图象如图所示。(g取10 m/s2)求： (1)物体与水平地面间的动摩擦因数；(2)全过程物体克服摩擦力做的功W克；(3)水平恒力F的最大功率Pm。【答案】（1）0.2（2）500J（3）200W【解析】(1)撤去拉力后物体的加速度a2=2m/s2，物体所受的摩擦力f=ma2=10N，f=mg， =0.2 (2)全过程物体的位移x=vt/2=50m，克服摩擦力做的功Wf=fx=500J(3)物体受F作用时的加速度a1=2m/s2 Ff=ma1 F=20N Pm=Fvm=200W17.半径R = 40cm竖直放置的光滑圆轨道与水平直轨道相连接（如图所示）。质量m = 50g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去。如A经过轨道最高点M后作平抛运动，平抛的水平距