【物理】云南省昆明市东川区明月中学2018-2019学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】云南省昆明市东川区明月中学2018-2019学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

云南省昆明市东川区明月中学2018-2019学年 高一下学期期中考试试题 一、选择题 ‎1.关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是(　　)‎ A. 平抛运动是匀变速曲线运动 B. 匀速圆周运动是速度不变的运动 C. 圆周运动是匀变速曲线运动 D. 做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动．故A正确．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向时刻改变，是变速运动．故B错误．匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，时刻变化，不是匀变速运动．故C错误．平抛运动水平方向速度不可能为零，则做平抛运动的物体落地时的速度不可以竖直向下．故D错误．故选A．‎ ‎2.一只船在静水中的速度为‎5m/s，它要横渡一条‎120 m宽的河，水流速度为‎3 m/s，则船以最短位移过河所需时间为（ ）‎ A. 30s B. 40s C. 50s D. 60s ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】最短位移过河时，船头指向上游，船沿垂直河岸运动，合速度垂直河岸，根据速度的合成，合速度大小为，因此过河时间，A正确。BCD错误。‎ ‎3.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当物体P匀速向上运动时，下列说法正确的是( ) ‎ A. 小车向左匀速运动 B. 小车向左减速运动 C. 绳上的拉力减小 D. 假设小车的牵引力不变，则小车做匀减速直线运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】将小车运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示：‎ 沿绳子方向的分速度等于P的速度，根据平行四边形定则有：vcosθ=vp，解得：，P匀速上升时，θ减小，则v减小．可知小车向左减速运动，故A错误，B正确；P匀速上升，则绳子的拉力不变，等于P的重力，故C错误；小车的牵引力不变，根据牛顿第二定律，解得：，拉力不变，θ减小，即加速度变化，故D错误．所以B正确，ACD错误．‎ ‎4.A、B两物体都做匀速圆周运动，A的质量是B的质量的一半，A的轨道半径是B轨道半径的一半，当A转过60°角的时间内，B转过了45°角，则A物体的向心力与B的向心力之比为 （ ）‎ A. 1：4 B. 2：‎3 ‎C. 4：9 D. 9：16‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】当A转过60°角的时间内，B转过45°角，A的角速度是B角速度的4/3，‎ ‎，C正确．‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，两个啮合的齿轮，其中小齿轮半径为‎10cm，大齿轮半径为‎20cm，大齿轮中C点离圆心O2的距离为‎10cm，A、B两点分别为两个齿轮边缘上的点，则A、B、C三点的（　 　）‎ A. 线速度之比是1：1：1 B. 角速度之比1：1：1‎ C. 向心加速度之比4：2：1 D. 转动周期之比是1：1：2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、同缘传动时，边缘点的线速度相等，故：vA=vB；同轴传动时，角速度相等，故：ωB=ωC；根据题意，有rA:rB：rC=1:2:1；根据v=ωr，由于ωB=ωC，故vB：vC=rB：rC=2:1；故vA:vB：vC=2:2:1，故A错误；B、根据v=ωr，由于vA=vB，故ωA：ωB=rB：rA=2:1；故ωA：ωB：ωC=rB：rA=2:1:1，故B错误；C、向心加速度之比为，故C正确．D、转动周期之比为，故D错误．故选C．‎ ‎6.如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是（）‎ A. 卫星在轨道1的任何位置都受到相同的引力 B. 卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度 C. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 D. 不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据万有引力定律得，可知卫星在轨道1的不同位置受到引力不同，故A错误；‎ B．卫星在轨道2的任何位置的速度方向不同，所以速度不同，故B错误；‎ C．设P点到地心的距离为m，卫星的质量为m，加速度为a，地球的质量为M，由牛顿第二定律得 ，得，P到地心的距离r是一定的，所以不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同，故C正确；‎ D．卫星要由轨道1进入轨道2，在P点必须点火加速，做离心运动，所以在轨道1和在轨道2运行经过P点的速度不同，故D错误；‎ ‎7.已知某星球的平均密度是地球的n倍，半径是地球的k倍，地球的第一宇宙速度为v，则该星球的第一宇宙速度为( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】本题考查的是第一宇宙速度的计算问题．第一宇宙速度：，所以该星球的第一宇宙速度为 ‎8.如图所示，木块P静止在水平放置的木板上。现缓慢抬起木板的左端，在倾角逐渐增大至90°的过程中，木块P所受摩擦力的大小变化情况是（ ）‎ A. 一直增大 B. 先增大后减小 C. 先增大后不变 D. 先减小后不变 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】在开始一段时间内，木块相对木板静止，木块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为 ‎，随增大而增大；当增大到一定程度时，木块开始下滑，此时受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为，随增大而减小，因此摩擦力先增大后减小，B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎9. 一质量为‎1000kg的小汽车受恒定的牵引力在水平路面上沿直线行驶，4s末撤去牵引力F，其v-t图像如图所示，则小汽车的牵引力F和所受的阻力f的大小是 A. F=7500N B. F=5000N C. f=2500N D. f=1500N ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析：在加速阶段汽车受到牵引力和阻力作用，在减速阶段汽车只受阻力作用，而速度时间图像的斜率表示加速度，所以加速时的加速度为，减速阶段的加速度为，根据牛顿第二定律可得加速时有，减速时有，解得，故AC正确 ‎10.如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的（ 　）‎ A. 周期相同 B. 角速度的大小相等 C. 线速度的大小相等 D. 向心加速度的大小相等 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】对其中一个小球受力分析，如图，受重力，绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故合力提供向心力；‎ 将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，合力：F=mgtanθ ①；‎ 由向心力公式得到：F=mω2r ②；‎ 设绳子与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ ③；‎ C、由①②③三式得，与绳子的长度和转动半径无关，故C正确；‎ A、又由知，周期相同，故A正确；‎ B、由v=ωr，两球转动半径不等，则线速度大小不等，故B错误；‎ D、由a=ω2r，两球转动半径不等，向心加速度不同，故D错误；‎ 故选AC.‎ ‎11.a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为v1，c是地球同步卫星，离地心距离为r，运行速率为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如下图，地球的半径为R，则有(　　)‎ A. a的向心加速度等于重力加速度g B. d的运动周期有可能是20小时 C. ‎ D. ‎ ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大，由可知，‎ 卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；‎ B项：由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故B错误；‎ C项：同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，故C正确；‎ D项：根据公式可知，故D正确。‎ ‎12.如图所示，小球m可以在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的是（ ）‎ 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可以为0‎ C. 小球在水平线ab以下管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力 D. 小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球可能有作用力 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．由于是圆形轨道，外管或内管都可以对小球产生弹力作用，因此通过最高点的最小速度为0，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，内侧没有力的作用，C正确。‎ D．小球在水平线ab以上管道中运动时，当速度太大时，重力沿半径方向的分力不足以提供向心力时，外侧管壁对小球有压力作用；当速度太小重力沿半径方向的分力大于所需向心力时，内侧管壁对小球有支持力作用，D正确。‎ 故选BCD。‎ 二、实验题 ‎13.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取9．‎8m/s2）‎ ‎【答案】 (1). 水平 初速度相同 (2). 1．6‎ ‎【解析】‎ ‎（1）平抛运动的初速度一定要水平，因此为了获得水平的初速度安装斜槽轨道时要注意槽口末端要水平，为了保证小球每次平抛的轨迹都是相同的，这就要求小球平抛的初速度相同，因此在操作中要求每次小球能从同一位置静止释放．‎ ‎（2）由于O为抛出点，所以根据平抛运动规律有：‎ x=v0t y=gt2‎ 将x=‎32cm，y=‎19.6cm，代入解得：v0=‎1.6m/s．‎ ‎14.甲同学采用频闪照相法研究平抛运动．图为小球做平抛运动时所拍摄闪光照片的一部分，小方格的边长为‎5cm，则A、B两点之间的时间间隔是_______s ，小球的初速度大小为 ______ m/s，小球在B点时的瞬时速度大小为 ______ m/s,以A点为坐标原点，建立直角坐标系，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则抛出点的坐标为__________________．（g=‎10m/s2）‎ ‎【答案】 0.1 1.5 2.5 (‎-15cm,‎-5cm)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差公式可得，解得，B点为竖直位移AC中间时刻，故，小球在水平方向上做匀速直线运动，故平抛初速度；所以小球在B点的瞬时速度为；从抛出点到B的时间为；从抛出点到B点的水平位移为；故从抛出点到B点的竖直位移为；因AB的水平位移为，而竖直位移为，所以，抛出点坐标为：（‎-15cm，‎-5cm）‎ 三、计算题 ‎15.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响． ‎ ‎（1）推导第一宇宙速度v1的表达式； ‎ ‎（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T．‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据题给条件由万有引力公式可得:‎ 则：‎ ‎（2） 由公式可得:‎ ‎16.如图所示，长为L的轻杆，两端各连接一个质量都是m的小球，使它们以轻杆中点为轴在竖直平面内做匀速圆周运动，周期T＝，求它们通过竖直位置时杆分别对上下两球的作用力，并说明是拉力还是支持力。‎ ‎【答案】最低点：，拉力　；最高点：，支持力 ‎【解析】‎ ‎【详解】对小球受力分析，在最低点处F1－mg＝‎ 可得F1＝mg 方向向上，为拉力。‎ 在最高点处，设球受杆拉力为F2‎ F2＋mg＝‎ 可得F2＝－mg 故知F2方向向上，为支持力。‎ ‎17.如图所示，固定在水平面上倾角为α=37°、长为s=‎4.8m的斜面，一个质量为‎2kg的小物块（可视为质点）放置在斜面上，小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5，现用大小为F=24N、方向与斜面平行的力推物块，使小物块从斜面的最底端由静止开始向上运动．（sin37°=0.60，cos37°=0.80，g=‎10m/s2）．求 ‎（1）小物块在推力F作用下的加速度大小 ‎（2）要使小物块能从斜面的最底端到达斜面的顶端，推力F作用的时间至少为多长？‎ ‎【答案】（1）a1=‎2m/s2（2）t=2s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由牛顿第二定律：F-mgsin37°-f=ma1 ①‎ FN=mgcos37°+F sin37°        ②‎ f=μFN ③‎ 由①②③代入数据得a1=‎2m/s2 ④‎ ‎（2）当小物块到达顶端时速度刚好为零，推力F作用的时间最少．‎ 设力作用的时间至少为t，撤去力F时的速度为v，撤去力F后的加速度为a2‎ mgsin37°+μmgcos37°=ma2‎ 代入数据解得a2=‎10m/s2 ⑤‎ 根据速度时间公式得v=a1t    ⑥‎ 由位移关系得，     ⑦‎ 由④⑤⑥⑦代入数据解得t=2s．‎ ‎18.如图所示，水平实验台A端固定，B端左右可调，将弹簧左端与实验平台固定，右端有一可视为质点，质量为‎2 kg的滑块紧靠弹簧（未与弹黄连接），弹簧压缩量不同时，将滑块弹出去的速度不同。圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因素为0.4的粗糙水平地面相切D点，AB段最长时，BC两点水平距离xBC=‎0.9 m，实验平台距地面髙度h=‎0.53 m，圆弧半径R=‎0.4 m，θ=37°，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8。完成下列问題：‎ ‎(1)轨道末端AB段不缩短，压缩弹簧后将滑块弹出，滑块经过B点速度为vB，求落到C点时速度与水平方向夹角；‎ ‎(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE上继续滑行‎2 m，求滑块在圆弧轨道上对D点的压力大小；‎ ‎(3)通过调整弹簧压缩量，并将AB段缩短，滑块弹出后恰好无碰撞从C点进入圆弧轨道，求滑块从平台飞出的初速度以及AB段缩短的距离。 ‎ ‎【答案】(1)45° ；(2)100 N ；(3)‎4 m/s；‎‎0.3 m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)根据题意可知C点的高度 从B点抛出后，滑块做平抛运动 整理得 ‎，‎ 飞到C点时的竖直速度 因此 故落到C点时速度与水平方向夹角为。‎ ‎(2)滑块地DE段做匀减速直线运动，加速度大小 根据 联立两式则 在圆弧轨道最低处 解得 根据牛顿第三定律 ，即对轨道压力为100 N。‎ ‎(3)滑块弹出恰好无碰撞从C点进入圆弧轨道，说明滑块落到C点时的速度方向正好沿着圆弧的切线，即 由于高度没变，所以 而 因此 对应的水平位移 因此缩短的AB段应该是