【物理】新疆博尔塔拉蒙古自治州第五师高级中学2019-2020学年高一下学期下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】新疆博尔塔拉蒙古自治州第五师高级中学2019-2020学年高一下学期下学期期中考试试题 （解析版）

新疆博尔塔拉蒙古自治州第五师高级中学2019-2020学年 高一下学期下学期期中考试试题 第I卷（选择题共48分）‎ 一、本题共12小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1~9题只有一项符合题目要求，第10~12题有多项符合题目要求.全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。‎ ‎1.关于曲线运动，下说法中正确的是 A. 曲线运动一定是变速运动 B. 曲线运动的加速度可以为零 C. 在恒力作用下，物体不可以做曲线运动 D. 物体做曲线运动，动能一定会发生变化 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．曲线运动的速度方向为该点的切线方向，时刻变化，故曲线运动是变速运动，故A正确；‎ B．做曲线运动的物体，一定受到力的作用，故一定有加速度，故B错误；‎ C．曲线运动的条件，合外力与速度不一条直线上，与合外力是否变化无关；如平抛运动的合外力不变，加速度不变，物体做匀变速曲线运动，故C错误；‎ D．匀速圆周运动的速率始终不变，故动能不变，故D错误．‎ ‎2.如图所示，做匀速直线运动的汽车A通过一根绕过定滑轮的长绳吊起一重物B，设重物和汽车的速度的大小分别为、，则 A. B. ‎ C. D. 重物B的速度逐渐减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设斜拉绳子与水平面的夹角为，由几何关系可得，所以，C正确．‎ ‎3.A、B两艘快艇在湖面上做匀速圆周运动（如图），在相同时间内，它们通过的路程之比是4：3，运动方向改变的角度之比是3：2，则它们 A. 线速度大小之比为4：3 B. 角速度大小之比为3：4‎ C. 圆周运动的半径之比为2：1 D. 向心加速度大小之比为1：2‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ A、因为相同时间内他们通过的路程之比是4：3，根据，则A、B的线速度之比为 4：3，故A正确；‎ B、运动方向改变的角度之比为3：2，根据，则角速度之比为3：2，故B错误；‎ C、根据可得圆周运动的半径之比为，故C错误；‎ D、根据a=vω得，向心加速度之比为，故D错误；‎ ‎4.以v0的速度水平抛出一物体，当其水平分位移与竖直分位移相等时，下列说法错误的是（　　）‎ A. 即时速度的大小是v0 B. 运动时间是 C. 竖直分速度大小等于水平分速度大小 D. 运动的位移是 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 本题考查是平抛运动相关的一些计算问题．以初速度v0‎ 水平抛出一物体，当其竖直位移与水平位移相等，有：，有，答案B正确；C错误；平抛运动水平方向匀速直线运动，竖直方向速度，合速度，答案A正确；水平位移：，由于水平位移和竖直位移相等，所以合位移为 ‎5.如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）‎ A. A、B球受到的支持力之比为∶3‎ B. A、B球的向心力之比为∶1‎ C. A、B球运动的角速度之比为3∶1‎ D. A、B球运动的线速度之比为3∶1‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对小球受力分析可知，A球受到的支持力，‎ 同理B球受到的支持力，则A、B球受到的支持力之比为∶1，故A错误；‎ B．A球的向心力，B球的向心力 ，‎ A、B球的向心力之比为3∶1，故B错误；‎ C．根据 可知， ，‎ A、B球运动的角速度之比为3∶1，故C正确；‎ D．A、B球运动的半径之比为，根据v=ωr可知A、B球运动的线速度之比为1∶1，故D错误。‎ ‎6.如图所示，轻杆的一端有一个小球，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轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球在最低点时杆对小球的作用力，则F（ ）‎ A. 一定是拉力 B. 一定是推力 C. 一定等于零 D. 可能是拉力，可能是推力，也可能等于零 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球通过最低点时，受重力和杆的弹力作用，杆的弹力和重力和合力提供向心力．小球通过最低点时，受重力和杆的弹力作用，杆的弹力和重力和合力提供向心力，加速度方向向上，而重力方向向下，所以杆的弹力方向向上，一定是拉力．故选A ‎7.地球的质量为M，半径为R。质量为m的宇航员离地面高度为h时，受到地球的万有引力为（ ）‎ A. F＝G B. F＝G C. F＝G D. F＝G ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】根据万有引力公式有，其中，万有引力大小为 ‎，故D正确，ABC错误；‎ ‎8.万有引力常量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2是由下述哪位物理学家测定的（　　）‎ A. 卡文迪许 B. 牛顿 C. 胡克  D. 开普勒 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】牛顿发现了万有引力定律，英国科学家卡文迪许利用扭秤装置，第一次测出了引力常量G，引力常量G=6.67×10﹣11N•m2/kg2 ．故选A.‎ ‎9.如图所示，从倾角为θ的斜面顶端，以初速度v0将小球水平抛出，则小球落到斜面时的速度大小为( )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 根据 得， ，竖直分速度vy=gt=2v0tanθ，根据平行四边形定则得， ．故选C.‎ ‎10.下列关于匀速圆周运动的说法中，正确的是（）‎ A. 线速度不变 B. 角速度不变 C. 加速度为零 D. 周期不变 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．匀速圆周运动的线速度大小不变，方向变化，所以线速变化，故A错误；‎ B．匀速圆周运动的角速度的大小和方向都不变，故B正确；‎ C．匀速圆周运动的加速度方向始终指向圆心，加速度是变化的，故C错误；‎ D．匀速圆周运动转动一圈的时间叫做周期，是不变的，故D正确．‎ ‎11.如图所示，长为L的悬线固定在O点，在O点正下方有一钉子C，OC距离为，把悬线另一端的小球m拉到跟悬点在同一水平面上无初速度释放，小球运动到悬点正下方时悬线碰到钉子，则小球的（ ）‎ A. 线速度突然增大为原来的2倍 B. 角速度突然增大为原来的2倍 C. 向心加速度突然增大为原来的2倍 D. 悬线拉力突然增大为原来的2倍 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 悬线与钉子碰撞前后，线的拉力始终与小球运动方向垂直，小球的线速度不变，A错；当半径减小时，由ω＝知ω变大为原来的2倍，B对；再由an＝知向心加速度突然增大为原来的2倍，C对；而在最低点F－mg＝m，故碰到钉子后合力变为原来的2倍，悬线拉力变大，但不是原来的2倍，D错．‎ ‎12.如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其图象如乙图所示则( )‎ A. 小球的质量为 B. 当地的重力加速度大小为 C. 时，杆对小球弹力方向向上 D. 时，小球受到的弹力与重力大小相等 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.在最高点，若v=0，则N=mg=a；若N=0，由图知：v2=b，则有，‎ 解得，；故A项不合题意，B项符合题意.‎ C.由图可知：当v2＜b时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞b时，杆对小球弹力方向向下，所以当v2=c时，杆对小球弹力方向向下，故C项不合题意.‎ D.若v2=2b，则，解得N=mg，即小球受到的弹力与重力大小相等，故D项符合题意.‎ 第Ⅱ卷（非选择题共52分）‎ 二．本题包括2小题，共12分．解答时只需把答案填在答题卷上对应位置，不必写出演算步骤．‎ ‎13.一辆汽车以‎54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶，汽车对桥面的压力等于车重的一半，这座拱桥的半径是_____m．若要使汽车过桥顶时对桥面无压力，则汽车过桥顶时的速度大小至少是____m/s．‎ ‎【答案】 (1). ‎45m (2). m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】以汽车为研究对象，根据牛顿第二定律得 代入数据解得R=‎‎45m 汽车过桥顶时对桥面无压力，小车只受重力，则 代入数据解得速度为v=m/s ‎14.在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，某次实验中在坐标纸上描出了a、b、c、d四个点。‎ ‎（1）关于该实验，下列说法正确的是___________。‎ A．应使小球每次从斜槽上相同的位置由静止滑下 B．斜槽轨道必须光滑 C．斜槽轨道末端可以不水平 D．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 ‎（2）已知图中小方格的边长L=‎10cm，小球平抛的初速度为v=____________（用L、g表示），b点的速度大小为____________m/s。‎ ‎（3）图中抛出点坐标是_________(以a点为坐标原点)。（取g=‎10m/s2）‎ ‎【答案】 (1). AD (2). 2.5 (3). （‎-10cm，‎1.25cm)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的．同时要让小球总是从同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，不需要把所有的点都连接起来，而是让更多的点分布在曲线两边．要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些．故AD正确BC错误。‎ ‎(2)在竖直方向上，根据△y=L=gT2得 初速度 b点的竖直分速度 根据矢量的合成法则，则b点的速度大小为 ‎(3)根据b点的竖直分速度vyb=‎1.5m/s，可知，抛出点到b点的时间 那么从抛出点到b点的水平位移为：x=v0t=2×0.15=‎0.3m=‎‎30cm 从抛出点到b点的竖直位移为：‎ 因ab的水平位移为x′=‎20cm，而竖直位移为y′=‎10cm；所以，抛出点坐标为：（‎-10cm，‎-1.25cm）；‎ ‎15.把一小球从离地面h=‎5m处，以v=‎10m/s的初速度水平抛出，不计空气阻力，（g=‎10m/s2）．求：‎ ‎（1）小球在空中飞行的时间；‎ ‎（2）小球落地点离抛出点的水平距离．‎ ‎【答案】（1）1s．（2）‎10m．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球竖直方向做自由落体运动 h=gt2‎ t==1s ‎（2）小球在水平方向做匀速直线运动 x=v0t=10×1=‎‎10m 点评：关键是知道平抛运动在水平和竖直两个方向上的分运动性质 ‎16.已知地球半径为R，引力常量为G，一颗质量为m的人造地球卫星，其轨道离地面的高度为h，绕地球运行的一周的时间为T，求：‎ ‎(1)卫星的向心力大小；‎ ‎(2)地球的质量。‎ ‎【答案】(1)；(2)‎ ‎【解析】‎ 详解】(1)根据向心力方程可知 ‎(2)万有引力提供向心力 则地球质量为 ‎17.质量 m=‎4kg 的物体在光滑平面上运动，其相互垂直的两个分速度vx 和vy随时间变化的图象如图所示．求 ‎（1）物体的初速度、合外力的大小和方向；‎ ‎（2）t1=4s 时物体的速度大小；‎ ‎（3）t2=6s 时物体的位移大小．‎ ‎【答案】（1）‎3m/s　　2N ，方向沿Y轴的正方向　（2）m/s　（3）9m ‎【解析】‎ ‎（1）由图象知：v0x=‎3m/s，v0y=0，‎ 则物体的合初速度为：． 所以物体的初速度v0=‎3m/s，方向沿x轴的正方向． 物体在x轴的方向有ax=0，‎ ‎ 在y轴上由图可知：‎ 由牛顿第二定律得：F合=may=4×0.5=2N，方向沿y轴正方向． ‎ ‎（2）当t=4s时，vx=‎3m/s，vy=a1t=‎2m/s，‎ 所以4s 时物体的速度大小为：‎ ‎（3）当t=6s时，x=v0t=‎18m，在在y方向上的位移为：‎ 物体的位移为：‎ ‎18.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过后又恰好与倾角为45°的斜面垂直相碰．已知半圆形管道的半径为，小球可看作质点且其质量为，，求：‎ ‎（1）小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；‎ ‎（2）小球通过管道上B点时对管道的压力大小和方向．‎ ‎【答案】（1）；（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据平抛运动的规律，小球在C点竖直方向的分速度vy=gt=‎3m/s 水平分速度vx=vytan45°=‎3m/s  ‎ 则B点与C点的水平距离为x=vxt=‎‎0.9m ‎（2）根据牛顿运动定律，在B点NB+mg=m 解得 NB=-1N 根据牛顿第三定律得小球对轨道的作用力大小1N，方向竖直向上。‎