云南省玉溪市民中2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题

云南省玉溪市民中学年下学期期中考试高一物理试题分卷I一、单选题(共8小题,每小题4.0分,共32分)1.光盘驱动器在读取内圈数据时，以恒定线速度方式读取．而在读取外圈数据时，以恒定角速度的方式读取．设内圈内边缘半径为R1，内圈外边缘半径为R2，外圈外边缘半径为R3.A，B，C分别为内圈内边缘、内圈外边缘和外圈外边缘上的点．则读取内圈上A点时A点的向心加速度大小和读取外圈上C点时C点的向心加速度大小之比为()A．B．C．D．【答案】D【解析】从A到B过程中：以恒定线速度方式读取，根据a＝可知：＝，从B到C过程中，以恒定角速度的方式读取，根据a＝ω2R可知，＝，因此＝，D正确．2.我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km，“神舟八号”的运行轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周，则()A．“天宫一号”比“神舟八号”速度大B．“天宫一号”比“神舟八号”周期长C．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大【答案】B【解析】由题知“天宫一号”运行的轨道半径r1大于“神舟八号”运行的轨道半径r2，天体运行时万有引力提供向心力．根据G＝m，得v＝.因为r1>r2，故“天宫一号”的运行速度较小，选项A错误；根据G＝m()2r得T＝2π，故“天宫一号”的运行周期较长，选项B正确；根据G＝mω2r，得ω＝，故“天宫一号”的角速度较小，选项C错误；根据G＝ma，得a＝，故“天宫一号”的加速度较小，选项D错误．3.某老师在做竖直面内圆周运动快慢的实验研究，并给运动小球拍了频闪照片，如图所示(小球相邻影像间的时间间隔相等)，小球在最高点和最低点的运动快慢比较，下列说法中不正确的是()A．该小球所做的运动不是匀速圆周运动B．最高点附近小球相邻影像间弧长短，线速度小，运动较慢C．最低点附近小球相邻影像间圆心角大，角速度大，运动较快D．小球在相邻影像间运动时间间隔相等，最高点与最低点运动一样快【答案】D【解析】由所给频闪照片可知，在最高点附近，像间弧长较小，表明最高点附近的线速度较小，运动较慢；在最低点附近，像间弧长较大，对应相同时间内通过的圆心角较大，故角速度较大，运动较快，A、B、C选项正确，D选项不正确．4.汽车在水平公路上转弯时，提供汽车所需向心力的是()A．汽车的重力B．路面对汽车的支持力C．汽车的重力与路面对汽车支持力的合力D．路面对汽车的静摩擦力【答案】D【解析】汽车在水平公路上拐弯，重力和支持力平衡，靠静摩擦力提供圆周运动的向心力，故D正确．5.如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上，通过定滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动．则关于拉力F及拉力作用点的移动速度v的下列说法正确的是()A．F不变、v不变B．F增大、v不变C．F增大、v增大D．F增大、v减小【答案】D【解析】设绳子与竖直方向的夹角为θ，因为A做匀速直线运动，在竖直方向上合力为零，有：Fcosθ＝mg，因为θ增大，则F增大．物体A沿绳子方向上的分速度v＝v物cosθ，因为θ增大，则v减小．D正确．6.在“探究平抛物体的运动规律”的实验中，已备有下列器材：有孔的硬纸片、白纸、图钉、平板、铅笔、弧形斜槽、小球、刻度尺、铁架台，还需的器材有()A．停表B．天平C．重垂线D．弹簧测力计【答案】C【解析】7.如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用钉子靠着线的左侧，沿与水平方向成30°角的斜面向右以速度v匀速运动，运动中始终保持悬线竖直，下列说法正确的是()A．橡皮的速度大小为vB．橡皮的速度大小为vC．橡皮的速度与水平方向成30°角D．橡皮的速度与水平方向成45°角【答案】B【解析】钉子沿斜面匀速运动，橡皮具有向上的分速度v，同时具有沿斜面方向的分速度v，根据运动的合成可知，橡皮的速度大小为v，速度与水平方向成60°角，选项B正确．8.有一个直角支架AOB，OA水平放置，OB竖直向下，OA上套有小环P，OB上套有小环Q，两环间由一根质量不计、不可伸长的细绳相连，小环P受水平向右外力作用使其匀速向右平动，在P平动过程中，关于Q的运动情况以下说法正确的是()A．Q匀速上升B．Q减速上升C．Q匀加速上升D．Q变加速上升【答案】D【解析】小环P、小环Q的合运动与分运动的关系如图所示，若细绳与OB的夹角为α，则v0=vPsinα，而vQ=，所以vQ=vPtanα，由于vP保持不变，α增大，所以vQ增大，Q加速度向上，但速度不是均匀增大，即Q变加速上升，因此只有选项D正确，选项A、B、C均错误.二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)9.（多选）质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°(大小不变)后，物体可能做()A．加速度大小为的匀变速直线运动B．加速度大小为的匀变速直线运动C．加速度大小为的匀变速曲线运动D．匀速直线运动【答案】BC【解析】物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，必有F3与F1、F2的合力等大反向，当F3大小不变，方向改变90°时，F1、F2的合力大小仍为F3，方向与改变方向后的F3夹角为90°，故F合＝，加速度a＝.若初速度方向与F合方向共线，则物体做匀变速直线运动；若初速度方向与F合方向不共线，则物体做匀变速曲线运动，综上所述本题选B、C.10.(多选)如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动．经P点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道．则飞行器()A．变轨后将沿轨道3运动B．相对于变轨前运行周期变长C．变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小相等D．变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等【答案】AD【解析】由于在P点推进器向前喷气，飞行器将做减速运动，即v减小，飞行器做圆周运动需要的向心力m减小，小于在P点受到的万有引力，飞行器将开始做近心运动，r减小，故将沿轨道3运动，A正确；根据开普勒行星运动定律知，卫星轨道半径减小，则周期减小，B错误；因为变轨过程是飞行器向前喷气过程，是减速过程，所以变轨前后经过P点的速度大小不相等，C错误；飞行器在轨道P点都是由万有引力产生加速度，因为在同一点P，万有引力产生的加速度大小相等，D正确．11.(多选)自行车的大齿轮、小齿轮、后轮的半径不一样，它们的边缘有三个点A，B，C，如图所示．在自行车正常骑行时，下列说法正确的是()A．A，B两点的线速度大小相等B．B，C两点的角速度大小相等C．A，B两点的角速度与其半径成反比D．A，B两点的角速度与其半径成正比【答案】ABC【解析】大齿轮与小齿轮类似于皮带传动，所以两轮边缘的点A，B的线速度大小相等，A正确；小齿轮与后轮类似于同轴传动，所以B，C的角速度大小相等，B正确．A，B两点的线速度大小相等，由v＝ωr知A，B两点的角速度与半径成反比，C正确．12.(多选)关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中，正确的是()A．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量就可算出地球质量B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的C．原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可D．一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小【答案】AB【解析】根据：G＝mr可知，若知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期可以算出地球的质量，A正确；根G＝m可知，两颗人造地球卫星，只要它们的轨道速率相等，它们的轨道半径一定相同，周期也一定相同，B正确；原来某一轨道上沿同一方向绕行的两颗卫星，一前一后，若后一卫星的速率增大，根据G＜m，那么后一卫星将做离心运动，C错误；根据G＝m知飞行速度与飞船质量无关，D错误．故选A、B.分卷II三、计算题13.如图所示，半径为R的圆板匀速转动，当半径OB转动到某一方向时，在圆板中心正上方高h处以平行OB方向水平抛出一小球，要使小球与圆板只碰撞一次，且落点为B，求：(1)小球的初速度的大小；(2)圆板转动的角速度．【答案】①v0＝R②nπ(n＝1,2,3…)【解析】①小球水平方向匀速运动R＝v0，竖直方向自由落体运动h＝gt2，可求出水平初速度v0＝R.②两小球相遇＝，ω＝nπ(n＝1,2,3…)14.有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示．长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动．当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转动轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ.不计钢绳的重力，求：(1)转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系；(2)此时钢绳的拉力多大？【答案】(1)(2)【解析】(1)对座椅受力分析，如图所示．转盘转动的角速度为ω时，钢绳与竖直方向的夹角为θ，则座椅到转轴的距离即座椅做圆周运动的半径为R＝r＋Lsinθ①根据牛顿第二定律：mgtanθ＝mω2R②由①②得：ω＝(2)设钢绳的拉力为FT，由力的三角形知：FT＝15.如图所示，已知绳长为L＝20cm，水平杆长为L′＝0.1m，小球质量m＝0.3kg，整个装置可绕竖直轴转动．(g取10m/s2)问：(1)要使绳子与竖直方向成45°角，试求该装置必须以多大的角速度转动才行？(2)此时绳子的张力多大？【答案】(1)6.44rad/s(2)4.24N【解析】小球绕竖直轴做圆周运动，其轨道平面在水平面内，轨道半径r＝L′＋Lsin45°.对小球受力分析如图所示，设绳对小球拉力为FT，小球重力为mg，则绳的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力．对小球利用牛顿第二定律可得：mgtan45°＝mω2r①r＝L′＋Lsin45°②联立①②两式，将数值代入可得ω≈6.44rad/sF＝≈4.24N16.如图所示，甲、乙两物体自同一水平线上同时开始运动，甲沿顺时针方向做匀速圆周运动，圆半径为R；乙做自由落体运动，当乙下落至A点时，甲恰好第一次运动到最高点B，求甲物体匀速圆周运动的向心加速度的大小．【答案】π2g【解析】设乙下落到A点所用时间为t，则对乙，满足R＝gt2，得t＝，这段时间内甲运动了T，即T＝①又由于a＝ω2R＝R②由①②得，a＝π2g.四、填空题(共4小题,每小题5.0分,共20分)17.长为L＝0.5m的轻杆，其一端固定于O点，另一端连着质量m＝1kg的小球，小球绕O点在竖直平面内做圆周运动，当它通过最高点速度v＝3m/s时，小球受到细杆的作用力大小为__________N，是__________．(填“拉力”或“支持力”)(g＝10m/s2)【答案】8拉力【解析】小球在最高点时，对小球受力分析，受重力G和杆的弹力FN，假定弹力向下，由向心力公式得FN＋mg＝，解得FN＝－mg＝8N，FN为正值，因而杆对球为拉力．18.如图所示，如果把钟表上的时针、分针、秒针看成匀速转动，那么它们的角速度之比为ω时∶ω分∶ω秒＝________；设时针、分针、秒针的长度之比为1∶1.5∶1.8，那么三个指针尖端的线速度大小之比为v时∶v分∶v秒＝________.【答案】1∶12∶7201∶18∶1296【解析】时针的周期T时＝12h＝720min，分针的周期T分＝1h＝60min，秒针的周期T秒＝1min，所以ω时∶ω分∶ω秒＝∶∶＝∶∶＝1∶12∶720；又r时∶r分∶r秒＝1∶1.5∶1.8，则v时∶v分∶v秒＝ω时r时∶ω分r分∶ω秒r秒＝1∶18∶129619.A，B两质点分别做匀速圆周运动，若在相同时间内，它们通过的弧长之比SA：SB＝2∶3，而转过的角度之比φA：φB＝3∶2，则它们的线速度