2018-2019学年山东省济南第一中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

2018-2019学年山东省济南第一中学高二上学期期中考试物理试题 解析版

‎2018－2019学年度第一学期期中考试 高二物理试题 一、选择题： ‎ ‎1.某草地浇花草的喷水装置如图所示，水由喷水口向两旁水平喷出，若忽略空气阻力及水之间的相互作用，则下列说法正确的是 A. 喷水速度一定，水在空中的运动时间就一定 B. 喷水速度一定，喷水口越高，水喷得越近 C. 喷水口高度一定，喷水速度越大，水喷得越远 D. 喷水口高度一定，喷水速度越大，水在空中运动时间越长 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 水从喷水口沿水平喷出后做平抛运动，根据h=gt2，得：，则知喷水口高度一定，水在空中运动时间一定，与喷水速度无关，故AD错误．喷水速度一定，喷水口越高，水在空中运动时间越长，由x=v0t知，水喷得越远，故B错误．喷水口高度一定，水在空中运动时间一定，根据x=v0t得：喷水速度越大，水喷得越远，故C正确．故选C 点睛：解决本题时要明确水的运动情况，掌握平抛运动的基本规律，知道平抛运动的时间由高度决定，水平位移由高度和初速度共同决定．‎ ‎2.如图所示，用细绳系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，不计空气阻力，关于小球的受力情况，下列分析正确的是 A. 只受重力 B. 只受绳子拉力 C. 受重力、绳子拉力 D. 受重力、绳子拉力和向心力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：该小球在运动中受到重力G和绳子的拉力F，拉力F和重力G的合力提供了小球在水平面上做匀速圆周运到的向心力；向心力是沿半径方向上的所有力的合力，所以受力分析时，不要把向心力包括在内．C正确。‎ 考点：考查了受力分析，向心力 ‎3.17世纪中叶，牛顿通过“月——地”检验，证明了地球对地面物体的引力与天体间的引力是相同性质的力。如果地球的半径为R，自转周期为T1，月球到地心的距离为r，月球绕地球做圆周运动的周期为T2。从圆周运动知识可以得出月球的加速度大小为 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】月球绕地球做圆周运动，故合外力做向心力，所以月球的加速度为月球做圆周运动的向心加速度，故a＝()2r，故BCD错误，A正确；故选A。‎ ‎4.如图所示，以v0＝‎10 m/s的水平速度抛出的物体，飞行一段时间后，垂直地打在倾角为30°的斜面上，不计小球飞行中受到的空气阻力，重力加速度g＝‎10 m/s2。可知物体完成这段飞行的时间是 A. s B. s C. s D. 2 s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】物体做平抛运动，垂直地撞在倾角为θ的斜面上时，把物体的速度分解如图所示．由图可知，此时物体的竖直方向上的速度的大小为：．根据vy=gt得：，故选C．‎ ‎【点睛】解决本题的关键是要知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道速度的合成和分解遵循平行四边形定则．‎ ‎5.如图所示，一辆装满货物的汽车在丘陵地区行驶，由于轮胎太旧，途中“放了炮”，你认为在图中A、B、C、D四处中，“放炮”可能性最大的地点是 A. A处 B. B处 C. C处 D. D处 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 放炮可能最大，即车对地面的压力最大，在AC两点为，没有在BD两点时的大，排除，半径越大，向心力越小，因为B点的半径大于D的点半径，所以在D点最容易放炮。D正确。‎ ‎6.下列关于同步卫星的说法，正确的是 A. 同步卫星和地球自转同步，卫星的高度和速率是确定的 B. 同步卫星的角速度是确定的，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大，且仍保持同步 C. 一颗人造地球卫星的周期是114 min，比同步卫星的周期短，所以这颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星高 D. 同步卫星的速率比地球大气层附近的人造卫星的速率大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力提供向心力，列出等式：，而r=R+h，由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星的运行速率是一定的，离地面的高度h也为一定值。故A正确，B错误；我国发射第一颗“东方红号”人造地球卫星的周期是114min，比地球同步卫星的周期短，根据T=2π得，第一颗“东方红号”人造卫星离地面的高度比同步卫星低，选项C错误；根据可知，同步卫星的运行的速率比地球大气层附近的人造卫星的速率小，故D错误；故选A。‎ ‎【点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小.‎ ‎7.小船要在宽‎100m的河中横渡到对岸，已知水流的速度为‎3m/s，船在静水中的速度为‎5m/s，下列说法正确的是 A. 小船过河的最短时间为25s B. 小船不可能垂直河岸过河 C. 小船能垂直河岸过河，过河的时间是20s D. 小船能垂直河岸过河，过河的时间为25s ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】当静水船速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短为：，故A错误；因船在静水中的速度大于水流速度，因此船能垂直河岸过河，故B 错误；船要垂直河岸过河即合速度垂直河岸，合速度与分速度如图： 过河时间用合位移除以合速度：，因此船垂直过河，过河时间为25s，故C错误，D正确；故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短；当合速度的方向与河岸垂直时，位移最小.‎ ‎8.如图所示，长为L的轻杆一端有一个质量为m的小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直平面内转动，不计空气阻力，则 A. 小球到达最高点的速度必须大于 B. 小球到达最高点的速度可能为0‎ C. 小球到达最高点受杆的作用力一定为拉力 D. 小球到达最高点受杆的作用力一定为支持力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设轻杆对小球的作用力大小为F，方向向上，小球做完整的圆周运动经过最高点时，对小球，由牛顿第二定律得：mg-F=m； 当轻杆对小球的作用力向上，大小F=mg时，小球的速度最小，最小值为零，故A错误，B正确。由mg-F=m知，当v=时，杆对球的作用力F=0；当v＞，F＜0，F向下，说明杆对球为拉力；当v＜，F＞0，F向上，说明杆对球为支持力；故CD错误。故选B。‎ ‎【点睛】本题关键对小球在最高点和最低点分别受力分析，然后根据牛顿第二定律列式分析，要注意，杆对小球可以无弹力，可以是拉力、支持力.‎ ‎9.跳远时，跳在沙坑里比跳在水泥地上安全，这是由于 A. 人跳在沙坑里的动量比跳在水泥地上的小 B. 人跳在沙坑里的动量变化比跳在水泥地上的小 C. 人跳在沙坑里受到的冲量比跳在水泥地上的小 D. 人跳在沙坑里受到的平均作用力比跳在水泥地上的小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】人在下落中接触地面的瞬间速度不变，故跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的。故A错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量是相等的，到人的动量变成0，动量的变化是相等的。故B错误；人跳在沙坑的动量与跳在水泥地的动量变化是相等的，则由动量定理mv=Ft可知，人受到的冲量也是相等的，但在沙坑中由于沙的缓冲，使减速时间延长，故人受到的冲力将小于人在地面上的冲力，故人跳到沙坑里要安全；故C错误，D正确。故选D。‎ ‎10.关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是 A. 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度 B. 第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的最小速度 C. 第一宇宙速度跟地球的质量无关 D. 第一宇宙速度跟地球的半径无关 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】第一宇宙速度为‎7.9km/s，这是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度也是最小发射速度，则A错误，B正确；由万有引力提供向心力：得：，则与地球的质量、半径有关，则CD错误，故选B。‎ ‎【点睛】第一宇宙速度为‎7.9km/s，这是卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度也是最小发射速度，发射卫星时发射速度要大于等于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，要是大于第二宇宙速度，物体将脱离地球的约束。‎ ‎11.在地面上观察下列物体的运动，其中物体做曲线运动的是 A. 向东运动的质点受到一个向西的力的作用 B. 正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风 C. 河水匀速流动，正在河里匀速驶向对岸的汽艇 D. 在以速度v匀速行驶的列车上，自由释放的一个小铁球 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A．向东运动的质点受到一个向西的力的作用，此时力的方向与速度的方向相反，物体将做匀减速直线运动，不是曲线运动，所以A错误；‎ B．正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风，此时速度的方向是向上，而力的方向是水平的，不在一条直线上，物体将做曲线运动，所以B正确；‎ C．汽艇匀速运动，河水也是匀速流动的，所以汽艇的合运动是做匀速运动，故C错误；‎ D．在匀速行驶的列车上，自由下落的小球水平方向的速度与列车相同，只受到重力作用，合力和速度方向不在一条直线上，小球将做曲线运动，所以D正确．‎ 故选：BD．‎ 点睛：物体做曲线运动的条件是合外力或加速度与速度不在一条直线上。解题的关键是判断合外力的方向，或加速度的方向。‎ ‎12.如图所示，我国发射的“嫦娥二号”卫星运行在距月球表面‎100km的圆形轨道上，到A点时调整成沿椭圆轨道运行，至距月球表面‎15km的B点作近月拍摄，以下判断正确的是 A. 卫星在圆轨道上运行时处于完全失重状态 B. 卫星从圆轨道进入椭圆轨道必须减速制动 C. 卫星沿椭圆轨道运行时，在A点的速度比在B点的速度大 D. 卫星沿圆轨道运行时在Ａ点的加速度和沿椭圆轨道运行时在A点的加速度大小相等 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】卫星在圆轨道上运行时处于完全失重状态，故A错误。卫星从圆轨道进入椭圆轨道须减速制动。故B正确。根据动能定理得，从A到B的过程，万有引力做正功，则动能增大，所以A的速度小于B点的速度。故C错误；根据=ma得：a=，所以沿圆轨道运行时在A点的加速度和沿椭圆轨道运行时在A点的加速度大小相等，故D正确。故选 ABD。‎ ‎13.古时候有“守株待兔”的寓言．假设兔子的质量为‎2kg，以‎15 m/s的速度奔跑，撞树后反弹的速度为‎1 m/s，取兔子初速度方向为正方向，则 A. 兔子撞树前的动量大小为‎30 kg·m/s B. 兔子撞树过程中的动量变化量为‎28 kg·m/s C. 兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相同 D. 兔子受到撞击力的冲量大小为32 N·s ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】兔子撞树前的动量大小：P=mv=2×15=‎30kg•m/s，故A正确；以撞树前兔子的速度方向为正方向，兔子撞树后的动量：P′=mv′=2×（-1）=‎-2kg•m/s，兔子撞树过程动量变化量：△P=P′-P=-2-30=‎-32kg•m/s，故B错误；兔子撞树过程中的动量变化的方向与兔子撞树前的速度方向相反，故C错误；由动量定理得：I=△P=-32N•s，则：兔子受到撞击力的冲量大小为32N•s，故D正确；故选AD。‎ ‎【点睛】本题考查动量定理的直接应用，同于表达式中有多个矢量，故应注意设定正方向，并明确各量的方向.‎ ‎14.如图所示，x轴水平，y轴竖直。图中画出了从y轴上沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，若a、b、c的飞行时间分别为ta、tb、tc，抛出的初速度分别为va、vb、vc，则 A. ta＞tb＞tc B. ta＜tb＝tc C. va＞vb＝vc D. va>vb>vc ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】根据h=gt2得，t=，因为ha＜hb=hc，可知ta＜tb=tc。在水平方向上，有x=v0t，因为ta＜tb=tc，xa＞xb＞xc，则初速度va＞vb＞vc．故BD正确，AC错误。故选BD。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解．‎ ‎15.我国发射的第一颗探月卫星“嫦娥一号”，在距月球表面高度为h的圆形轨道上正常运行。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则 A. 嫦娥一号绕月球运行的线速度为 B. 嫦娥一号绕月球运行的角速度为 C. 嫦娥一号绕月球运行的重力加速度 D. 嫦娥一号轨道处的周期为2π ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】嫦娥一号”卫星绕月做匀速圆周运动，由月球的万有引力提供向心力，则得：‎ 在月球表面上，万有引力等于重力，则有：m′g=G，得 GM=gR2，由上解得：，v=，，，故选AC。‎ ‎【点睛】卫星问题基本的思路有两条：一是万有引力提供向心力，二是万有引力等于重力，得到黄金代换式GM=gR2，再运用数学变形求解．‎ 二、实验题: ‎ ‎16.同学们做探究平抛运动规律的实验，其实验过程如下：‎ 甲同学采用如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，A球沿水平方向弹出，同时B球被释放自由下落，观察到两球同时落地；改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地。乙同学采用频闪摄影的方法拍摄A球一次做平抛运动的照片如图乙所示，发现做平抛运动的小球经过相同的时间在水平方向上向右移动的距离相等。‎ 甲同学的实验现象说明___________；乙同学的实验现象说明___________。‎ A．平抛运动竖直方向上做自由落体运动 B．平抛运动竖直方向上做匀速直线运动 C．平抛运动水平方向上做匀速直线运动 D．平抛运动水平方向上做自由落体运动 ‎【答案】 (1). A， (2). C ‎【解析】‎ ‎【详解】甲同学的实验中，在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动。结果同时落地，则说明A球在竖直方向是自由落体运动，故选A；发现做平抛运动的小球经过相同的一段时间在水平方向上向右移动的距离相等，说明水平方向是做匀速直线运动，故选C。‎ ‎【点睛】该实验设计的巧妙，有创新性，使复杂问题变得更直观，因此在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要重视学生对实验的创新.‎ ‎17.某同学利用气垫导轨探究两物体作用前后动量是否守恒，气垫导轨装置如图所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架、光电门等组成．‎ ‎(1)下面是实验的主要步骤：‎ ‎①安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；‎ ‎②向气垫导轨通入压缩空气；‎ ‎③接通光电计时器；‎ ‎④把滑块2静止放在气垫导轨的中间；‎ ‎⑤滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；‎ ‎⑥释放滑块1，滑块1通过光电门1后与左侧固定弹簧的滑块2碰撞，碰后滑块1和滑块2依次通过光电门2，两滑块通过光电门后依次被制动；‎ ‎⑦读出滑块通过两个光电门的挡光时间分别为滑块1通过光电门1的挡光时间Δt1＝12.00 ms，通过光电门2的挡光时间Δt2＝60.00 ms，滑块2通过光电门2的挡光时间Δt3＝10.00ms；‎ ‎⑧测出挡光片的宽度d＝‎6 mm，测得滑块1(包括撞针)的质量为m1＝‎300 g，滑块2(包括弹簧)质量为m2＝‎200 g；‎ ‎(2)数据处理与实验结论：‎ ‎①实验中气垫导轨的作用是：_______________________________‎ ‎②碰撞前滑块1的速度v1为____________ m/s；碰撞后滑块1的速度v2为____________ m/s；滑块2的速度v3为________m/s；‎ ‎③在误差允许的范围内，通过本实验，同学们能否得出两物体相互作用前后总动量是守恒的？‎ 答：___________（填“能”或“否”）‎ ‎【答案】 (1). ①大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差； (2). ②0.50， (3). 0.10， (4). 0.60， (5). ③能 ‎【解析】‎ ‎【详解】①实验中气垫导轨的作用是：大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差。   ②滑块1碰撞之前的速度； ‎ ‎ 滑块1碰撞之后的速度；   滑块2碰撞后的速度； ③系统碰撞之前的动量m1v1=0.15kgm/s   系统碰撞之后的动量m1v2+m2v3=0.15kgm/s  ，则两物体相互作用前后总动量是守恒的。‎ 三、解答题： ‎ ‎18.花样滑冰是一个竞技体育与艺术完美结合的体育项目。在某花样滑冰赛场上，男女运动员一起以v0=‎2m/s的速度沿直线匀速滑行，某时刻男运动员将女运动员以v1=‎6m/s的速度向前推出，已知男运动员的质量为M=‎60kg，女运动员的质量为m=‎40kg，不计冰面的摩擦阻力，求：‎ ‎（1）将女运动员推出后，男运动员的速度；‎ ‎（2）在此过程中，男运动员推力的冲量大小。‎ ‎【答案】(1)v2= m/s；(2) I=160N·s；‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设推出女运动员后，男运动员的速度为v2，根据动量守恒定律 ‎ 解得，“﹣”表示男运动员受到方向与其初速度方向相反。‎ ‎（2）在此过程中，对运动员有：I=mv1-mv0，‎ 解得I=160N·s ‎19.目前我国高速公路已经四通八达,高速公路也越来越成为人们驾车出行的首选道路。在某高速公路上，汽车的设计时速是‎108 km/h。‎ ‎（1）假设该高速公路弯道的路面是水平的，汽车轮胎与路面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍；则汽车在该高速公路的水平弯道上转弯时，其弯道半径最小是多少？‎ ‎（2）如果在该高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？（取g=‎10 m/s2）‎ ‎【答案】‎150m，‎‎90m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1‎ ‎）汽车在水平路面上转弯时，可视为匀速圆周运动，其向心力由汽车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，对应的半径最小r， 有fm=0.6mg=m 又  v=‎30m/s         解得：r=‎150m　    故弯道的最小半径为‎150m． （2）在拱桥的最高点，当汽车队拱桥的压力为零时，则：mg=m．解得 ‎【点睛】解决本题的关键知道汽车在水平路面上拐弯靠静摩擦力提供圆周运动的向心力，在拱形桥面上有最大速度时，只有重力提供向心力。‎ ‎20.如图所示，一个质量为‎0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出，恰好从光滑圆弧轨道ABC的A点的切线方向进入圆弧轨道（不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失）．已知圆弧的半径R=‎0.3m，θ=60°，小球到达A点时的速度vA=‎4m/s．g取‎10m/s2，求：‎ ‎（1）小球做平抛运动的初速度v0；‎ ‎（2）小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力．‎ ‎【答案】（1）‎2m/s；（2）8N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧，说明到到A点的速度vA方向与水平方向的夹角为θ，这样可以求出初速度v0；（2）选择从A到C的运动过程，运用动能定理求出C点速度，根据向心力公式求出小球在最高点C时对轨道的压力．‎ ‎【详解】（1）小球到A点的速度如图所示 由图可知，；‎ ‎（2）取A点为重力势能的零点，由机械能守恒定律得：‎ 代入数据得：‎ 由圆周运动向心力公式得：‎ 代入数据得：‎ 由牛顿第三定律得：小球对轨道的压力大，方向竖直向上 ‎【点睛】本题是平抛运动和圆周运动相结合的典型题目，除了运用平抛运动和圆周运动的基本公式外，求速度的问题，动能定理不失为一种好的方法．‎