云南省永善一中高一下学期期中考试物理试题

绝密★启用前云南省永善一中20172018学年下学期期中考试高一物理试卷命题：审题：【考生注意】：1.考试时间120分钟2.必须在答题卡指定位置按规定要求作答，答在试卷上一律无效一．单项选择题（本题包括12个小题，每小题3分，共36分。每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题意，选对的得3分，选错或不选的得01.如图四幅图是用来描述物体做平抛运动所遵从的某一规律的图象．图中坐标系的纵轴是tanα，横轴是tanβ．这里α和β分别指物体平抛运动过程中，速度和位移与水平方向的夹角．下列四幅图中正确的是（）A．B．C．D．2.2015年1月9日亚洲杯足球赛在澳大利亚举行，分在B组的中国队三战全胜挺近淘汰赛．如图所示是我国队员训练时在地面不同点进行射门训练，踢出的足球飞跃守门员形成三条飞行路径，三条路径在同一平面内，其最高点是等高的且到达最高点速度沿均沿水平方向．忽略空气对飞行的影响，关于这三条路径，下列说法正确的是()A．沿路径1飞行的足球其踢出时速率最大B．沿路径2飞行的足球的初速度的水平分量最大C．沿路径3飞行的足球运动的时间最长D．沿各路径飞行的足球的初速度的竖直分量相同3.如图所示，O1为皮带的主动轮的轴心，轮半径为r1，O2为从动轮的轴心，轮半径为r2，r3为固定在从动轮上的小轮半径．已知r2＝2r1，r3＝1.5r1.A，B和C分别是3个轮边缘上的点，质点A，B，C的向心加速度之比是()A．1∶2∶3B．8∶4∶3C．3∶6∶2D．2∶4∶34.在弯道上高速行驶的赛车后轮突然脱离赛车，关于脱离了赛车的后轮的运动情况，以下说法正确的是()A．仍然沿着汽车行驶的弯道运动B．沿着与弯道垂直的方向飞出C．沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道D．上述情况都有可能5.在空间某一点以大小相等的速度分别竖直上抛、竖直下抛、水平抛出质量相等的小球，不计空气阻力，经过相等的时间（设小球均未落地）（）A．做竖直下抛运动的小球加速度最大B．三个小球的速度变化相同C．做平抛运动的小球速度变化最小D．做竖直下抛的小球速度变化最小6.如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为ωP和ωQ，线速度大小分别为vP和vQ，则()A．ωP＜ωQ，vP＜vQB．ωP＝ωQ，vP＜vQC．ωP＜ωQ，vP＝vQD．ωP＝ωQ，vP＞vQ7.现代观测表明，由于引力作用，恒星有“聚集”的特点，众多的恒星组成了不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，事实上，冥王星也是和另一星体构成双星，如图所示，这两颗行星m1、m2各以一定速率绕它们连线上某一中心O匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，现测出双星间的距离始终为L，且它们做匀速圆周运动的半径r1与r2之比为3∶2，则()A．它们的角速度大小之比为2∶3B．它们的线速度大小之比为3∶2C．它们的质量之比为3∶2D．它们的周期之比为2∶38.2015年12月29日，“高分4号”对地观测卫星升空．这是中国“高分”专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星．下列关于“高分4号”地球同步卫星的说法中正确的是()A．该卫星定点在北京上空B．该卫星定点在赤道上空C．它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍D．它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小9.关于宇宙速度，下列说法正确的是()A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度10.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯．目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍．假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为()A．1hB．4hC．8hD．16h11.某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，春分那天(太阳光直射赤道)在日落12小时内有t1时间该观察者看不见此卫星．已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转周期为T，卫星的运动方向与地球转动方向相同，不考虑大气对光的折射．下列说法中正确的是()A．同步卫星离地高度为B．同步卫星加速度小于赤道上物体向心加速度C．t1＝arcsinD．同步卫星加速度大于近地卫星的加速度12.2015年7月14日，“新视野”号太空探测器近距离飞掠冥王星．冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，同时绕它们连线上的O点做匀速圆周运动．O点到冥王星的距离为两者连线距离的八分之一，下列关于冥王星与卡戎的说法正确的是()A．质量之比为8∶1B．向心力大小之比为1∶7C．角速度大小之比为1∶7D．线速度大小之比为1∶7二、双项选择题(本题包括4个小题,每小题4.0分,共16分，每个小题四个选项中有两个符合题意，全选对得４分，选不全得２分，选错或不选得0分)13.(多选)在汽车无极变速器中，存在如图所示的装置，A是与B同轴相连的齿轮，C是与D同轴相连的齿轮，A、C、M为相互咬合的齿轮．已知齿轮A、C规格相同，半径为R，齿轮B、D规格也相同，半径为1.5R，齿轮M的半径为0.9R.当齿轮M如图方向转动时()A．齿轮D和齿轮B的转动方向相同B．齿轮D和齿轮A的转动周期之比为1∶1C．齿轮M和齿轮C的角速度大小之比为9∶10D．齿轮M和齿轮B边缘某点的线速度大小之比为2∶314.(多选)关于运动的合成和分解，下列说法正确的是（）A．合运动的时间就是分运动的时间之和B．已知两分运动速度的大小，就可以确定合速度的大小C．已知两分运动的速度的大小和方向，可以用平行四边形定则确定合速度的大小和方向D．若两匀速直线运动的速度大小分别为v1、v2，则合速度v大小的范围为∣v1v2∣≤v≤v1+v215.（多选）一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则地球的质量可表示为()A．B．C．D．16.(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是()A．第一宇宙速度v1＝7.9km/s，第二宇宙速度v2＝11.2km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度C．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度D．第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度分卷II三、实验题(共2小题,共16分)17.(1)如图甲所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm，如果g＝10m/s2，那么：①照相机的闪光频率是________Hz②小球输出的初速度的大小是________m/s③小球经过B点时的速度大小是________m/s(2)某同学获得了如图乙所示的平抛运动的轨迹，并在图上建立了直角坐标系，坐标原点O为小球的抛出点．若在轨迹上任取一点，测得坐标为(x，y)，则还可以利用图象求出小球抛出时的初速度v0＝________18.电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是V，电火花打点计时器工作的电压是V．当电源频率是50HZ时，它每隔打一个点．四、计算题(本题包括4个小题,共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和主要演算步骤，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位，只写出最后答案不得分)19（6分）.长为L的轻杆一端固定着一质量为m的小球，使小球在竖直面内做圆周运动.(如图)(1)当小球在最高点B的速度为v1时，求杆对球的作用力.(2)杆拉球过最高点的最小速度为多少？(3)试分析光滑圆管竖直轨道中，小球过最高点时受管壁的作用力与速度的关系？20（8分）.跳台滑雪是勇敢者的运动，运动员在专用滑雪板上，不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆，这项运动极为壮观．设一位运动员由A点沿水平方向跃起，到山坡B点着陆，如图所示．测得A，B间距离L＝40m，山坡倾角θ＝30°，山坡可以看成一个斜面．试计算：(1)运动员起跳后他在空中从A到B飞行的时间．(2)运动员在A点的起跳速度大小．(不计空气阻力，g取10m/s2)21（10分）.经过天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识，双星系统由两个星体组成，其中每个星体的大小都远小于两星体之间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统来处理(即其它星体对双星的作用可忽略不计)．现根据对某一双星系统的光度学测量确定：该双星系统中每个星体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动．(1)试计算该双星系统的运动周期T1.(2)若实际中观测到的运动周期为T2,T2与T1并不是相同的，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质，它均匀地充满整个宇宙，因此对双星运动的周期有一定的影响．为了简化模型，我们假定在如图所示的球体内(直径看作L)均匀分布的这种暗物质才对双星有引力的作用，不考虑其他暗物质对双星的影响，已知这种暗物质的密度为ρ，求T1∶T2.22（8分）.如图所示一辆箱式货车的后视图．该箱式货车在水平路面上做弯道训练．圆弧形弯道的半径为R＝8m，车轮与路面间的动摩擦因数为μ＝0.8，滑动摩擦力等于最大静摩擦力．货车顶部用细线悬挂一个小球P，在悬点O处装有拉力传感器．车沿平直路面做匀速运动时，传感器的示数为F0＝4N．取g＝10m/s2.(1)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时，为了防止侧滑，车的最大速度vm是多大？(2)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动，稳定后传感器的示数为F＝5N，此时细线与竖直方向的夹角θ是多大？货车的速度v是多大？

答案解析1.【答案】A【解析】速度与水平方向夹角的正切值．位移与水平方向夹角的正切值．则tanα=2tanβ．故A正确，B，C，D错误．2.【答案】D【解析】采用逆向思维，足球做平抛运动，由于高度相同，根据h＝gt2知，运动的时间相同，故C错误．路径3足球的水平位移最大，根据v＝知，沿路径3运动的足球在最高点的速度最大，即初速度在水平方向上分量最大．故B错误．因为时间相等，根据vy＝gt知，沿各路径飞行的足球初速度的竖直分量相同，故D正确．根据平行四边形定则知，沿路径3的水平分速度最大，竖直分速度相等，则沿路径3飞行的足球踢出时的速率最大，故A错误．3.【答案】B【解析】对于A与B，由于皮带不打滑，线速度大小相等，即vA＝vB.由v＝ωr得ωA∶ωB＝r2∶r1＝2∶1.对于B与C，绕同一转轴转动，角速度相等，即ωB＝ωC.则ωA∶ωB∶ωC＝2∶1∶1.根据a＝ω2r可知，质点A，B，C的向心加速度之比为8∶4∶3.故选B.4.【答案】C【解析】曲线上某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向，所以脱离了赛车的后轮将沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动而离开弯道，故C正确．5.【答案】B【解析】在运动过程中三个小球都是只受重力作用，加速度相同，同理由∆v=g∆t在相等时间内速度变化量相同，ACD错；B对；6.【答案】B【解析】由于P、Q两点属于同轴转动，所以P、Q两点的角速度是相等的，即ωP＝ωQ；同时由图可知Q点到螺母的距离比较大，由v＝ωR可知，Q点的线速度大，即vP＜vQ.故选：B7.【答案】B【解析】双星的角速度和周期都相同，故A、D均错；由＝m1ω2r1，＝m2ω2r2，解得m1∶m2＝r2∶r1＝2∶3，C错误；由v＝ωr知，v1∶v2＝r1∶r2＝3∶2，B正确．8.【答案】B【解析】地球同步卫星相对地面静止不动，必须定点在赤道的正上方，B正确，A错误；因为同步卫星要和地球自转同步，即它们的T与ω相同，根据F＝＝mω2r＝m，因为ω一定，所以r必须固定，且v也是确定的，C、D错误；故选B.9.【答案】A【解析】第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度，是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度，A正确，B错误；当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道，而卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度小于第二宇宙速度，C错误；当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/s时物体将脱离太阳的束缚．D错误；故选A.10.【答案】B【解析】地球自转周期变小，卫星要与地球保持同步，则卫星的公转周期也应随之变小，由开普勒第三定律＝k可知卫星离地球的高度应变小，要实现三颗卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小时，由数学几何关系可作出他们间的位置关系如图所示．卫星的轨道半径为r＝＝2R由＝得＝.解得T2≈4h.11.【答案】C【解析】根据＝，GM＝gR2，得同步卫星轨道半径为r，离地高度为h＝－R，选项A错误；由于同步卫星与赤道上物体转动角速度相同，根据a＝ω2r，同步卫星离地心距离较大，同步卫星加速度大于赤道上物体向心加速度，选项B错误；根据光的直线传播规律，日落12小时内有t1时间该观察者看不见此卫星，如图所示同步卫星相对地心转过角度为θ＝2α，sinα＝，结合θ＝ωt＝t，解得t1＝arcsin，选项C正确；根据a＝，同步卫星的轨道半径比近地卫星轨道半径大，故同步卫星的加速度小于近地卫星的加速度，选项D错误．12.【答案】D【解析】它们之间的万有引力提供各自的向心力：mω2r＝Mω2R，O点到冥王星的距离为两者连线距离的八分之一，所以冥王星的轨道半径是卡戎星的，质量之比约为7：1，故A错误；它们之间的万有引力提供各自的向心力，冥王星和卡戎向心力大小相等，故B错误；冥王星卡戎可视为双星系统，所以冥王星和卡戎的周期是相等的，角速度也是相等的，故C错误；冥王星绕O点运动的轨道半径约为卡戎的，根据v＝ωr得＝＝，故D正确．13.【答案】ABD【解析】AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，因为M顺时针转动，故A逆时针转动，C逆时针转动，又AB同轴转动，CD同轴转动，所以齿轮D和齿轮B的转动方向相同，故A正确；AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，边缘线速度大小相同，齿轮A、C规格相同，半径为R，根据v＝ωr得，AC转动的角速度相同，AB同轴转动，角速度相同，CD同轴转动，角速度相同，且齿轮B、D规格也相同，所以齿轮D和齿轮A的转动角速度相同，由T＝可知，齿轮D和齿轮A的转动周期相同，故B正确；AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，边缘线速度大小相同，根据v＝ωr得：＝＝＝，故C错误；AMC三个紧密咬合的齿轮是同缘传动，边缘线速度大小相同，根据v＝ωr得＝＝＝，AB同轴转动，所以ωA＝ωB，所以＝＝；根据v＝ωr得：＝＝＝×＝，故D正确；14.【答案】CD【解析】合运动和分运动具有等时性，A错；合速度的大小，可用平行四边形定则来算，只知道分速度的大小，不能确定合速度的大小，B错；平行四边形定则是一切矢量合成的普遍法则，C对；当两速度方向相同时，合速度最大，当它们方向相反时，合速度最小，所以本题选C、D.15.【答案】AC【解析】根据G＝mr得，M＝，选项A正确，选项B错误；在地球的表面附近有mg＝G，则M＝，选项C正确，选项D错误.16.【答案】CD【解析】根据v＝可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v1＝7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，选项D正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，选项A错误；美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，选项B错误；第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球束缚而成为太阳的一颗人造行星的最小发射速度，选项C正确．17.【答案】(1)①10②1.5③2.5(2)x【解析】研究平抛运动实验时，牢记两条：一、在相等时间内走过的位移差是一个定值，即Δx＝aT2，二、在选定的某一过程中，中间时刻瞬时速度等于该过程中的平均速度．(1)①小球在竖直方向上做自由落体运动，即匀变速直线运动，在相等时间内走过的位移是一个定值，即Δy＝gT2，所以0.1＝10T2，解得T＝0.1s，故闪光频率为f＝Hz＝10Hz②小球水平方向上做匀速直线运动，所以x＝v0T，其中x＝3L＝0.15m，T＝0.1s，故v0＝1.5m/s.③根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点有：vBy＝＝2m/s，所以B点速度为：vB＝＝m/s＝2.5m/s(2)小球在竖直方向上有y＝gt2，在水平方向上有x＝v0t，联立解得v0＝x18.【答案】交流，4～6，220，0.02．【解析】电磁打点计时器和电火花打点计时器都是使用交流电源的计时仪器，电磁打点计时器工作的电压是4～6V，电火花打点计时器工作电压是220V，当电源频率是50Hz时，它每隔0.02打一个点．19.【答案】(1)