【物理】云南省昆明市第十四中学2018-2019学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

【物理】云南省昆明市第十四中学2018-2019学年高一下学期期中考试试题 （解析版）

云南省昆明市第十四中学2018-2019学年 高一下学期期中考试试题 第I卷（选择题）‎ 一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分。1至6题只有一个选项符合题意，7至12题为不定项选择）‎ ‎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.如图所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间．假定此时他正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则他( )‎ A. 所受的合力为零，做匀速运动 B. 所受的合力变化，做变加速运动 C. 所受的合力恒定，做变加速运动 D. 所受的合力恒定，做匀加速运动 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】匀速圆周运动过程中，线速度大小不变，方向改变，向心加速度大小不变，方向始终指向圆心，向心力大小不变，方向始终指向圆心所以物体做变加速运动，故B正确，ACD错误。‎ ‎3.各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机，如图所示，该起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平运动。现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又启动天车上的起吊电动机，使货物竖直向上做匀减速运动。此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】由于货物在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀减速运动，故货物所受的合外力竖直向下，由曲线运动的特点（所受的合外力指向轨迹凹侧）可知，对应的运动轨迹可能为D。‎ ‎4.如图所示，斜面上有a、b、c、d四个点，ab＝bc＝cd，从a点正上方Ｏ以速度v水平抛出一个小球，它落在斜面的b点；若小球从Ｏ以速度2v水平抛出，不计空气阻力，则它落在斜面上的 ‎（ ）‎ A. b与c之间某一点 B. c点 C. d点 D. c与d之间某一点 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 过b做一条与水平面平行一条直线，若没有斜面，当小球从O点以速度2v水平抛出时，小球落在水平面上时水平位移变为原来的2倍，则小球将落在我们所画水平线上c点的正下方，但是现在有斜面的限制，小球将落在斜面上的b、c之间．故选A．‎ ‎5.在同一轨道平面上绕地球作匀速圆周运动的卫星A、B、C，某时刻恰好在同一直线上，如图所示，当卫星B经过一周期时间，则（　　）‎ A. 各卫星角速度相等，因而三星仍在一直线上 B. A超前于B，C落后于B C. A超前于B，C超前于B D. A、C都落后于B ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设地球质量为M，卫星质量为m，根据万有引力和牛顿运动定律，有：，解得：T＝2π；由于rA＜rB＜rC．所以TA＜TB＜TC，当卫星B经过一个周期时，卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于B．选项B正确；故选B．‎ ‎6.一只小船在静水中的速度为‎5m/s,它要渡过一条宽为‎50m的河，河水流速为‎4m/s，则 A. 这只船过河位移不可能为‎50m B. 这只船过河时间不可能为10s C. 若河水流速改变，船过河的最短时间一定不变 D. 若河水流速改变，船过河的最短位移一定不变 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：船在静水中的速度为‎5m/s，它大于河水流速‎4m/s，由速度合成的平行四边形法则可知，合速度可以垂直河岸，因此，过河位移可以为‎50m，所以，A选项错误．当以静水中的速度垂直河岸过河时，过河时间为t，因此，B选项错误．河水流速改变时，由分运动的独立性可知只要静水中的速度垂直河岸过河那么就时间不变，因此，C选项正确．河水流速改变时，合速度要改变，若大于小船在静水中的速度，合速度不能垂直河岸，过河的最短位移要改变，因此，D选项错误．‎ ‎7. 如图，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球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，则 A. a的飞行时间比b的长 B. b和c的飞行时间相同 C. a的水平速度比b的小 D. b的初速度比c的大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．b、c的高度相同，大于a的高度，根据h=gt2，得，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间．故A错误,B正确；‎ C．因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度．故C错误；‎ D．b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度．故D正确．‎ ‎8.如图所示，有甲、乙两颗卫星分别在不同的轨道围绕一个半径为R、表面重力加速度为g的行星运动。卫星甲、卫星乙各自所在的轨道平面相互垂直，卫星甲的轨道为圆，距离行星表面的高度为R，卫星乙的轨道为椭圆，M、N两点的连线为其椭圆轨道的长轴，且M、N两点间的距离为4R。则以下说法错误的是（　　）‎ A. 卫星甲的线速度大小为 B. 卫星乙运行的周期为4π C. 卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的速度大于卫星甲沿圆轨道运行的速度 D. 卫星乙沿椭圆轨道运行经过N点时的加速度小于卫星甲沿圆轨道运行的加速度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．卫星甲绕中心天体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力,其中r＝2R，由行星表面万有引力等于重力得：G＝mg,综上可计算出卫星甲环绕中心天体运动的线速度大小v＝，A错误；符合题意 B．同理可计算出卫星甲运行的周期：T甲＝4π，由卫星乙椭圆轨道的半长轴等于卫星甲圆轨道的半径，根据开普勒第三定律：，可知，卫星乙运行的周期和卫星甲运行的周期相等，即：T乙＝T甲＝4π，B正确；不符合题意 C．卫星乙沿椭圆轨道经过M点时的速度大于在过M点的圆轨道上运行的卫星的线速度，而在过M点的圆轨道上运行的卫星的线速度大于卫星甲在圆轨道上的线速度，故卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点的速度大于卫星甲的速度，C正确；不符合题意 D．卫星运行时只受万有引力，向心加速度：a＝，与行星的距离r越大，a越小，D正确。不符合题意 故选A。‎ ‎9.质量相等的A、B两物体，放在水平转台上，A离轴O的距离是B离轴O距离的一半。如图所示，当转台旋转时，A、B都无滑动，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 因为an＝ω2r，而rB>rA，所以B的向心加速度比A的大 B. B的线速度比A的大 C. A的线速度比B的大 D. 因为an＝，而rB>rA，所以A的向心加速度比B的大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．A、B都无滑动，所以A、B的角速度相等，根据可知，由于rB>rA，所以B的向心加速度比A大，故A正确；‎ BC．A、B的角速度相等，根据v=rω可知，由于rB>rA，所以B的线速度大于A的线速度，故B正确，C错误；‎ D．由于A物体的线速度小于B的且A的转动半径小于B的，由an＝不能得出A的向心加速度比B的大，故D错误。‎ 故选AB。‎ ‎10.质量为m小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点．如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向．当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时木架停止转动，则(　　)‎ A. 绳a对小球拉力不变 B. 绳a对小球拉力增大 C. 小球可能前后摆动 D. 小球不可能在竖直平面内做圆周运动 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．绳b被烧断前，小球在竖直方向没有位移，加速度为零，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳a的拉力大于重力，即拉力突然增大，故A错误，B正确；‎ CD．小球原来在水平面内做匀速圆周运动，绳b被烧断后，若角速度ω较小，小球原来的速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动，若角速度ω较大，小球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动，故D错误，C正确．‎ 故选BC。‎ ‎11.设地球的半径为R，质量为m的卫星在距地面高为2R处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则（　　）‎ A. 卫星的角速度为 B. 卫星的线速度为 ‎ C. 卫星做圆周运动所需的向心力为mg D. 卫星的周期为2π ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】地球表面的物体受到的万有引力等于重力，即，得 A．卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，故A错误；‎ B．卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，故B正确；‎ C．卫星做圆周运动所需向心力，故C正确；‎ D．卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得，解得，故D错误。‎ 故选BC。‎ ‎12.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. 相对于变轨前运行周期变长 B. 变轨后将沿轨道3运动 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】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由于在P点推进器向前喷气，故飞行器将做减速运动， v减小，飞行器做圆周运动需要的向心力：减小，小于在P点受到的万有引力：，则飞行器将开始做近心运动，轨道半径r减小．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，A错误；‎ B．因为飞行器做近心运动，轨道半径减小，故将沿轨道3运动，B正确；‎ C．因为变轨过程是飞行器向前喷气过程，故是减速过程，所以变轨前后经过P点的速度大小不相等，C错误；‎ D．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．‎ 选BD.‎ 第II卷（非选择题，共52分）‎ 二、实验题（8分，每空2分）‎ ‎13.图1是“研究平抛物体运动”的实验装置，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．‎ ‎（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有________.‎ a.安装斜槽轨道，使其末端保持水平 b.每次小球释放的初始位置可以任意选择 c.每次小球应从同一高度由静止释放 d.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接 ‎（2）实验得到平抛小球运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图2中y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是_________.‎ ‎（3）图3是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹，O为平抛起点，在轨迹上任取三点A、B、C，测得A、B两点竖直坐标y1为‎5.0cm、y2为‎45.0cm，测得A、B两点水平距离Δx为‎40.0cm，则平抛小球的初速度v0为______m/s，若C点的竖直坐标y3为‎60.0cm，则小球在C点的速度为vC=______m/s（结果保留两位有效数字，g取‎10m/s2）．‎ ‎【答案】 (1). ac (2). c (3). 2.0 4.0‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）斜槽末端水平，才能保证小球离开斜槽末端时速度为水平方向，故a对；‎ 为保证小球多次运动是同一条轨迹，每次小球的释放点都应该相同，b错c对；‎ 小球的运动轨迹是平滑曲线，故连线时不能用折线，d错．‎ ‎（2）平抛运动的水平位移与竖直位移分别满足的关系是：‎ 联立可得 可知图象是直线时，说明小球运动轨迹是抛物线．‎ ‎（3）由竖直方向的分运动可知，，，即 ‎，‎ 水平初速度为 C点的竖直分速度为 由运动合成可知 三、计算题(本题共4小题，共44分，解答时应写出必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)‎ ‎14.饲养员对着长l＝‎1.0m的水平细长管的一端吹气，将位于吹气端口的质量m＝‎0.02kg的注射器射到动物身上，如图所示，注射器飞离长管末端的速度大小v＝‎20m/s，可视为质点的注射器在长管内做匀变速直线运动，离开长管后做平抛运动。(g取‎10m/s2)‎ ‎(1)求注射器在长管内运动时受到的合力大小；‎ ‎(2)若动物与长管末端的水平距离x＝‎4.0m，求注射器下降的高度h。‎ ‎【答案】(1)4N；(2)‎‎0.2m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由匀变速直线运动规律v2－0＝2al，得a＝=‎200m/s2‎ 由牛顿第二定律F＝ma，得F＝4N ‎(2)由平抛运动规律x＝vt，得t＝＝0.2s 由h＝gt2得h＝‎‎0.2m ‎15.如图所示，质量为‎0.1kg的木桶内盛水‎0.4kg，用‎50cm的绳子系住桶，并使它在竖直平面内做圆周运动。如果通过最高点和最低点时的速度大小分别为‎9m/s和‎10m/s，分别求在最高点和最低点水对桶底的压力FN1和FN2。(取g＝‎10m/s2)‎ ‎【答案】60.8N，方向向上，84N，方向向下 ‎【解析】‎ ‎【详解】水在最高点受向下的重力mg和桶底对水向下的支持力FN1的作用，有 FN1＋mg＝m 即FN1＝m－mg 将数据代入上式，可得FN1＝60.8N 由牛顿第三定律得，水对木桶的压力大小为60.8N，方向向上 水在最低点受桶底对水向上的支持力FN2和向下的重力mg作用，有FN2－mg＝m 即FN2＝mg＋m 把数据代入上式，可得FN2＝84N 由牛顿第三定律得，水对桶的压力大小为84N，方向向下 ‎16.如图所示，小球A在光滑的半径为R的圆形槽内做匀速圆周运动，当它运动到图中a点时，在圆形槽中心O点正上方h处，有一小球B沿Oa方向以某一初速度水平抛出，结果恰好在a点与A球相碰，求：‎ ‎(1)B球抛出时的水平初速度；‎ ‎(2)A球运动的线速度最小值；‎ ‎(3)试确定A球做匀速圆周运动的周期的可能值。‎ ‎【答案】(1)R；(2)2πR；(3) （n＝1，2，3，…）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)小球B做平抛运动，其在水平方向上做匀速直线运动，则R＝v0t①‎ 在竖直方向上做自由落体运动，则h＝gt2②‎ 由①②得v0＝＝R ‎(2)A球的线速度取最小值时，A球刚好转过一圈的同时，B球落到a点与A球相碰，则A球做圆周运动的周期正好等于B球的飞行时间，即T＝‎ 所以vA＝＝2πR ‎(3)能在a点相碰，则A球在平抛的B球飞行时间内又回到a点。即平抛运动的时间等于A球周期的整数倍，所以t＝＝nT，T＝，n＝1，2，3，…‎ ‎17.如图9所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面倾角为α，已知星球半径为R，万有引力常量为G，求：‎ ‎（1）该星球表面的重力加速度g ‎（2）该星球的密度ρ ‎（3）该星球的第一宇宙速度v ‎【答案】(1)(2)(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）‎ ‎（2）‎ ‎（3）‎