2018-2019学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

2018-2019学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一下学期期中考试物理试题（解析版）

‎2018-2019学年黑龙江省鹤岗市第一中学高一下学期期中考试 物理试题（解析版）‎ 一.选择题 ‎1.关于平抛运动，下列说法中错误的是(　　)‎ A. 平抛运动是匀变速运动 B. 做平抛运动的物体，在任何相等的时间内速度的变化量都是相等的 C. 平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 D. 落地时间和落地时的速度只与抛出点的高度有关 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，故A正确；‎ B项：由公式，所以在任何相等的时间内速度的变化量，故B正确；‎ C项：平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，故C正确；‎ D项：平抛运动的落地速度等于水平分速度和竖直分速度的合速度，竖直分速度与高度有关，可知平抛运动的落地速度与高度以及初速度有关。运动的时间由高度决定，与初速度无关，故D错误。‎ ‎2. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：‎ A. 太阳位于木星运行轨道的中心 B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D. 相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C.‎ ‎3.质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示．若斜面体和小物块一起以速度 v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移L.斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是( )‎ A. 摩擦力做正功，支持力做正功 B. 摩擦力做正功，支持力做负功 C. 摩擦力做负功，支持力做正功 D. 摩擦力做负功，支持力不做功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：当力和位移夹角小于90°时做正功，等于90°时不做功，大于90°时做负功．‎ 物块向右做匀速直线运动，受力平衡，物体受重力（方向竖直向下）、支持力（垂直斜面向上）、摩擦力（沿斜面向上），位移方向水平向右，所以摩擦力做正功，支持力做负功，B正确．‎ ‎4. 已知地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高h处时，物体所受万有引力减小到原来的一半，则h为 （　　）．‎ A. R B. 2R C. R D. （－1）R ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：物体在地面时的引力为，高空中的引力为，由题可知，综上可知。‎ 考点：万有引力定律 ‎5.如图所示，长为L的轻杆一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为ω.某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角θ满足(　　)‎ A. sinθ＝‎ B. tanθ＝‎ C. sinθ＝‎ D. tanθ＝‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：小球绕杆在竖直平面内做匀速圆周运动，重力和杆的作用力合力提供向心力，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直时受力分析图如下。根据力合成的几何关系可得，得到，答案A对。‎ 考点：圆周运动 ‎6.如图所示，两个底面积都是S的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中(　　)‎ A. 重力对液体做的功为 B. 重力势能减少了 C. 重力既做正功，又做负功，其总功为零 D. 重力势能减少，说明重力做负功 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】两个截面积都是S的铁桶，底部放在同一水平面上，左边内装的高度为h1、密度为ρ的液体，现把连接两筒的阀门打开，使两筒中液体高度相等，此时液体的高度为h，所以有：‎ 因此从左边移到右边的液体体积为为：所以这个过程液体的重力势能变化量等于左边上部分的液体移到右则里的重力势能变化。即：，所以重力对水做的正功，故B正确。‎ ‎7.图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点．左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r．b点在小轮上，到小轮中心的距离为r．c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上．若在传动过程中，皮带不打滑．则（　　）‎ A. a点与b点的线速度大小相等 B. a点与b点的角速度大小相等 C. a点与c点的角速度大小相等 D. a点与d点的向心加速度大小相等 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.根据皮带传动特点，同轴转动，即，联立得到，A错误 B.因为，即且，联立：，B错误 C.通过选项B的分析，，C错误 D.根据同轴转动特点：，结合选项B得到：，向心加速度，联立解得，D正确 ‎8.如图所示，长为L的直棒一端可绕固定轴O转动，另一端搁在升降平台上，平台以速度v匀速上升，当棒与竖直方向的夹角为α时，棒的角速度为(　　)‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上，如图所示，合速度，沿竖直向上方向上的速度分量等于v，即，所以，故B正确。‎ ‎9.关于第一宇宙速度，下列说法错误是(　　)‎ A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B. 它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度 C. 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度，轨道半径越大，速度越小，由于地球半径作为轨道半径是最小的，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，同时也是卫星在近地圆轨道运行的速度，故A错误，B正确；‎ C项：物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球飞行的轨迹就不是圆，而是椭圆，故它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速，故C正确；‎ D项：在地面附近发射飞行器，如果速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它绕地球飞行的轨迹就不是圆，而是椭圆，故在椭圆轨道上运行的卫星，在近地点的速度均大于7.9km/s，故D错误。‎ ‎10.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道的倾角为θ(如图所示)，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则(　　)‎ A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C. 这时铁轨对火车的支持力大于 D. 这时铁轨对火车的支持力小于 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时，此时火车的速度正好是，当火车转弯的速度小于，需要的向心力减小，而重力与支持力的合力不变，所以合力大于了需要的向心力，内轨就要对火车产生一个向外的力来抵消多余的力，所以此时内轨对内侧车轮轮缘有挤压，故A正确，B错误；‎ C、D项：当内外轨没有挤压力时，受重力和支持力，，由于内轨对火车的作用力沿着轨道平面，可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力，由于竖直向上的分力的作用，使支持力变小，故C错误，D正确。‎ ‎11.肩负着“落月”和“勘察”重任的“嫦娥三号”沿地月转移轨道直奔月球，如图所示，在距月球表面100 km的P点进行第一次制动后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，之后，卫星在P点又经过第二次“刹车制动”，进入距月球表面100 km的圆形工作轨道Ⅱ，绕月球做匀速圆周运动，在经过P点时会再一次“刹车制动”进入近月点距月球表面15公里的椭圆轨道Ⅲ，然后择机在近月点下降进行软着陆，则下列说法正确的是(　　)‎ A. “嫦娥三号”在轨道Ⅰ上运动的周期最长 B. “嫦娥三号”在轨道Ⅲ上运动的周期最长 C. “嫦娥三号”经过P点时在轨道Ⅰ上运动线速度最大 D. “嫦娥三号”经过P点时，在三个轨道上的加速度相等 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项：根据开普勒第三定律，半长轴越长，周期越大，所以卫星在轨道Ⅰ运动的周期最长，故A正确，B错误；‎ C项：根据万有引力提供向心力得“嫦娥三号”在P点的向心力是相等的，在轨道I上经过P点时即将做离心运动，需要的向心力大于提供的向心力；所以“嫦娥三号”探月卫星在轨道I上经过P点时需要的向心力大，所以线速度也大，故C正确；‎ D项：根据牛顿第二定律：所以三个轨道经过P点的加速度相等，故D正确。‎ ‎12.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统P、Q绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若PO>OQ，则（ ）‎ A. 星球P的质量一定大于Q的质量 B. 星球P的线速度一定大于Q的线速度 C. 双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大 D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.双星具有相同的角速度，根据，因为，所以星球P的质量小于Q的质量，A错误。‎ B.根据，推出：星球P的线速度一定大于Q的线速度，B正确。‎ C.解得：，所以双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越小，C错误。‎ D.根据选项C的分析，双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，D正确。‎ ‎13.如图所示，在倾角为θ的斜面顶端A处以速度v0水平抛出一小球，小球落到斜面上的B处，设空气阻力不计，下面分析正确的是(　　)‎ A. 小球从A处运动到B处所需的时间为 B. A、B间的距离为 C. 小球从A处运动到离斜面距离最大所需时间为 D. 运动过程中离斜面的最大距离为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：根据，解得小球从A到B的时间，故A正确；‎ B项：AB的距离，故B错误；‎ C项：当小球速度方向与斜面平行时，距离斜面最远，根据平行四边形定则知，小球竖直分速度，由，解得：，故C正确；‎ D项：将小球的运动分解为沿斜面和垂直于斜面两个方向分运动，建立坐标系，小球在y轴方向做匀减速运动，初速度为，加速度为：小球离斜面的最大距离，故D正确。‎ 二.填空题 ‎14.(1)在“研究平抛运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度.实验简要步骤如下：‎ A.让小钢球多次从________位置上滚下，记下小球运动途中经过的一系列位置；‎ B.安装好器材，注意斜槽末端水平和木板竖直，记下小球在斜槽末端时球心在木板上的投影点O和过O点的竖直线，检测斜槽末端水平的方法是________________________________；‎ C.测出曲线上某点的坐标x、y，用v0＝________算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值；‎ D.取下白纸，以O原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹.‎ 上述实验步骤的合理顺序是________(只排列序号即可).‎ ‎(2)在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L＝5 cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图所示，则该小球做平抛运动的初速度为_____m/s；B点的竖直分速度为____m/s.(g取10 m/s2)‎ ‎【答案】 (1). 同一； (2). 将小球放到斜槽末端任一位置均不动； (3). ； (4). BADC； (5). 1.5； (6). 2‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A：让小球多次从同一位置上静止滚下，目的是保证小球多次做平抛运动的初速度相等；‎ B：检测斜槽末端水平的方法是将小球放到斜槽末端任一位置均不动；‎ C：平抛运动分解为：水平方向的匀速直线运动，竖直方向的自由落体运动，水平方向有：，竖直方向有：，联立解得：，‎ 实验中先组装器材，步骤为B，再进行实验，步骤为A，然后数据处理，步骤为DC，则顺序为BADC；‎ ‎(2) 由匀变速直线运动的规律得：竖直方向：，水平方向：，联立解得：， 由中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度得B的竖直速度。‎ 三.计算题 ‎15.发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求：‎ ‎ ‎ ‎(1)卫星在近地点A的加速度大小；‎ ‎(2)远地点B距地面的高度。‎ ‎【答案】（1）‎ ‎（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)设地球质量为M，卫星质量为m，万有引力常数为G，卫星在A点的加速度为a，‎ 由牛顿第二定律得：‎ 物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，则：‎ 解以上两式得：。‎ ‎(2)设远地点B距地面高度为h2，卫星受到的万有引力提供向心力，‎ 由牛顿第二定律得：‎ 解得：。‎ ‎【点睛】此题是万有引力定律的应用的典型问题；解题时关键是知道卫星做圆周运动的向心力等于万有引力；根据牛顿定律列出方程即可；注意黄金代换式子GM=gR2的应用．‎ ‎16.额定功率为80 kW的汽车，在平直公路上行驶的最大速度为20 m/s，汽车的质量m=2×103 kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2 m/s2。运动过程中阻力不变，求：‎ ‎（1）汽车所受的恒定阻力；‎ ‎（2）3 s末汽车的瞬时功率；‎ ‎（3）汽车在匀加速运动过程中牵引力所做的功。‎ ‎【答案】（1）4000N （2）48kW （3）5s ‎【解析】‎ ‎（1）‎ ‎（2）‎ v1=10 m/s 解得t1=5 s 解得P2=48 kW ‎（3）‎ 代入解得 ‎【点睛】解决本题的关键掌握机车的启动方式，知道机车在整个过程中的运动规律，知道当牵引力与阻力相等时，速度最大．‎ ‎17.如图所示，装置BO′O可绕竖直轴O′O转动，可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与坚直方向的夹角θ＝37°.已知小球的质量m，细线AC长为l，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g，求 ‎(1)当细线AB拉力的大小等于小球重力的一半时，该装置绕OO′转动的角速度的大小.‎ ‎(2)当细线AB的拉力为零时，该装置绕OO′轴转动的角速度的最小值.‎ ‎【答案】(1)；(2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 根据牛顿第二定律得：‎ ‎ ‎ 解得：；‎ ‎(2) 由题意，当ω最小时，绳AC与竖直方向的夹角受力分析，如图，则有 ‎ ‎ 解得：。‎ ‎18.晓明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动，当球某次运动到最低点时，绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地，如题24图所示，已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力。‎ ‎（1） 求绳断时球速度大小v1，和球落地时的速度大小v2‎ ‎（2） 问绳能承受的最大拉力多大？‎ ‎（3） 改变绳长，使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？‎ ‎【答案】解：‎ ‎（1）v1=v2=‎ ‎(2)　T=mg ‎(3) 当l＝时，x有极大值xmax＝d ‎【解析】‎ 试题分析：‎ ‎(1)设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有：，所以。根据机械能守恒定律则：，所以 ‎(2)设绳能承受的最大拉力大小为F，这也是球受到绳的最大拉力大小．球做圆周运动的半径为，根据圆周运动向心力公式，解得。‎ ‎(3)设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有 得 绳断后球做平抛运动，竖直位移为,水平位移为x，时间为，有 得，根据一元二次方程的特点，当时，x有极大值，‎ 考点：圆周运动、机械能守恒定律、平抛运动 点评：此类题型综合了物理学上重要的运动模型，并且对数理结合能力有较高的要求。‎ ‎ ‎