2018-2019学年甘肃省兰州市第一中学高一下学期期中考试物理试卷（解析版）

2018-2019学年甘肃省兰州市第一中学高一下学期期中考试物理试卷（解析版）

‎2018-2019学年甘肃省兰州市第一中学高一下学期期中考试物理试卷（解析版）‎ 一、选择题：（本题共12小题，每小题4分，共48分。其中1-8题为单项选择题，9-12为多项选择题。）‎ ‎1.牛顿时代的科学家们围绕天体之间引力的研究，经历了大量曲折而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现及其发展历程中，下列叙述不符合史实的是(　　)‎ A. 开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律 B. 牛顿首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值 C. 20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体 D. 根据天王星的观测资料，天文学家利用万有引力定律计算出了海王星的轨道 ‎【答案】B ‎【解析】‎ A、开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律，故A正确；‎ B、卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值，故B错误；‎ C、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体，故C正确；‎ D、根据天王星的观测资料，天文学家利用万有引力定律计算出了海王星的轨道，故D正确；‎ 不符合史实的故选B。‎ ‎2.如图，A、B分别为固定的定滑轮，一根不可伸长的细绳跨过定滑轮，用一外力使细绳上端以v=‎3m/s向右匀速运动，下端连接的小物块沿水平地面向左运动，当角度β=θ=530时,小物块的速度大小为（已知：sin53°＝0.8，cos53°＝0.6 ）‎ A. ‎3m/s B. ‎4m/s C. ‎5m/s D. ‎1.8m/s ‎【答案】C ‎【解析】‎ 设小物块沿水平地面向左运动速度为，根据运动的合成与分解可知，解得小物块的速度大小为 ‎，故C正确，A、B、D错误；‎ 故选C。‎ ‎3. 质量为‎2kg的质点在x-y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示，下列说法正确的是（ ）‎ A. 质点初速度为‎3 m/s B. 2s末质点速度大小为‎6 m/s C. 质点做曲线运动的加速度为‎3m/s2‎ D. 质点所受的合外力为3 N ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析： x轴方向初速度为vx=‎3m/s，y轴方向初速度vy=‎-4m/s，质点的初速度v==‎5m/s．故A错误；2s末质点x轴方向初速度为vx=‎6m/s，y轴方向初速度vy=‎-4m/s，质点的初速度v==‎2‎m/s，B错误；x轴方向的加速度a=‎1.5m/s2，质点的合力F合=ma=3N．故C错误、D正确。‎ 考点：运动合成与分解 ‎4.如图，靠轮传动装置中右轮半径为2r，a为它边缘上的一点，b为轮上的一点、距轴为r；左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，d为它边缘上的一点；小轮半径为r，c为它边缘上的一点。若传动中靠轮不打滑，则 下列说法错误的是（）‎ A. a点与d点的向心加速度大小之比为1：4‎ B. a点与c点的线速度之比为1：1‎ C. c点与b点的角速度之比为2：1‎ D. b点与d点的周期之比为2：1‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据题中“靠轮传动装置”可知，本题考察共轴传动和摩擦传动问题，应用线速度、角速度、向心加速度等知识分析计算 ‎【详解】B：小轮与右轮间靠摩擦传动不打滑，两轮边缘上点的线速度大小相等，即.故B项正确。‎ C：、、，据可得，；a、b两点均在右轮上，；所以.故C项正确。‎ D：大轮与小轮同轴传动，则；又，所以.据可得，.故D项正确。‎ A：、，则；又、；据可得，.故A项错误。‎ 本题选错误的，答案是A.‎ ‎5.如图所示为内壁光滑的倒立圆锥，两个完全相同的小球A、B在圆锥内壁不同高度处分别做匀速圆周运动。两小球运动的线速度 vA、vB，角速度ωA、ωB，加速度 aA、aB和合外力FA、FB，下列结论正确的是 （ ）‎ A. vA>vB B. ωA＝ωB C. aA>aB D. FAgtanθ，摩擦力沿斜面向下，做正功，如图2‎ 当a=gtanθ时，摩擦力不存在，不做功；故B错误，C正确；‎ D、由于物体一直在加速运动，并且只有斜面体对物体做功，因此斜面体对物体一定做正功，故D正确；‎ 故选ACD。‎ ‎【点睛】使物体A和斜面体B一起向左做加速运动，加速度水平向左，支持力FN垂直斜面向上，而摩擦力Ff方向需要讨论，然后结合功的计算公式W=FScosα进行分析判断正负功。‎ ‎10.如图所示，半径为R的薄圆筒绕竖直中心轴线匀速转动．一颗子弹沿直径方向从左侧射入，再从右侧射出，发现两弹孔在同一竖直线上，相距h，若子弹每次击穿薄圆筒前后速度不变，重力加速度为g，则以下说法正确的是 ‎ A. 子弹的速度大小为 B. 子弹的速度大小为 C. 圆筒转动的周期可能 D. 圆筒转动的周期可能为 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 子弹穿过圆筒的过程中，做平抛运动，在竖直方向上有，在水平方向上有，解得，A正确B错误；因为两弹孔在同一竖直线上，即在同一侧，所以有，故，当n=2时，当n=1时，C正确D错误．‎ ‎【点睛】子弹在桶中做平抛运动，根据高度求出运动的时间，结合水平位移求出子弹的初速度．在子弹平抛运动的过程中，运动的时间是转筒半个周期的奇数倍，根据该关系求出圆筒转动的角速度．‎ ‎11.与嫦娥号、号月球探测器不同，嫦娥号是一次性进入距月球表面高的圆轨道（不计地球对探测器的影响），运行一段时间后再次变轨，从的环月圆轨道，降低到距月球的近月点、距月球的远月点的椭圆轨道，如图所示，为下一步月面软着陆做准备．关于嫦娥号探测器下列说法正确的是（ ）‎ A. 探测器在轨道经过点的速度小于轨道经过点的速度 B. 探测器沿轨道运动过程中，探测器中的科考仪器所受重力为零，出于完全失重状态 C. 探测器从轨道变轨到轨道，在点应加速 D. 探测器在轨道经过点时的加速度等于在轨道经过点时的加速度 ‎【答案】ABCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：探测器从轨道Ⅱ变为轨道Ⅰ做离心运动，所以要加速，所以探测器在轨道Ⅱ经过A点的速度小于在轨道Ⅰ经过A点的速度，故A正确；‎ B项：探测器沿轨道Ⅰ运动做匀速圆周运动，即万有引力完全提供向心力，所以探测器中的科考仪器处于完全失重状态，故B正确；‎ C项：探测器从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ做近心运动，所以要减速，故C错误；‎ D项：由牛顿第二定律可知：，由于距离相同，所以加速度相同，故D正确。‎ ‎12.如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为‎3m、‎2m、m，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法正确的是 A. B对A的摩擦力一定为3μmg B. B对A的摩擦力一定为3mω2r C. 转台的角速度一定满足 D. 转台的角速度一定满足 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有：f=（‎3m）ω2r≤μ（‎3m）g，故A错误，B正确；由于A、AB整体、C受到的静摩擦力均提供向心力，故对A，有：（‎3m）ω2r≤μ（‎3m）g；对AB整体，有：（‎3m+‎2m）ω2r≤μ（‎3m+‎2m）g；对物体C，有：mω2（1.5r）≤μmg；解得，故C正确，D错误；故选BC。‎ ‎【点睛】本题关键对A、AB整体、C受力分析，根据静摩擦力提供向心力以及最大静摩擦力等于滑动摩擦力列式分析.‎ 二．实验题（共2小题，每空3分，共12分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。）‎ ‎13.在做研究平抛运动的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹如下图。‎ ‎(1)为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出一些操作要求，将你认为正确选项前面的字母填在横线上：__________________。‎ a、通过调节使斜槽的末端的切线保持水平 b、每次释放小球的位置必须不同 c、每次必须由静止释放小球 d、记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降 e、小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触 f、将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ‎(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长为L，小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为v0＝__________(用L、g表示)。‎ ‎【答案】 (1). ace (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）通过调节使斜槽的末端的切线保持水平，则a正确；每次释放小球的位置必须相同，选项b错误；每次必须由静止释放小球，选项c正确；记录小球位置用的木条(或凹槽)每次没必要严格地等距离下降，选项d错误；小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触，以免小球改变运动的方向，选项e正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，用将点连成平滑的曲线，选项f错误.‎ ‎（2）由图示可知，a、b、c、d四个点间的水平位移均相等，为x=‎2L，这四个点是等时间间隔点．在竖直方向上，相邻两点间的位移差△y=‎2L-L=L；由匀变速运动的推论△y=gt2，可得：L=gt2，在水平方向上：x=‎2L=v0t，解得：；‎ ‎14. 一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片.‎ 实验步骤:‎ ‎①如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后，固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上.‎ ‎②启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点.‎ ‎③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量.‎ ‎（1）由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=_________，式中各量的意义是：___________________________________________________________________________.‎ ‎（2）某次实验测得圆盘半径r=5.50×10‎-2m，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为__________.（保留两位有效数字）‎ ‎【答案】(1)，‎ T为打点计时器打点的时间间隔，r为圆盘半径，x1、x2是纸带上选定的两点分别对应的米尺上的刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）‎ ‎（2）68 rad/s ‎【解析】‎ ‎①在纸带上取两点为n个打点周期，距离为L，则圆盘的线速度为：，则圆盘的角速度，式中T为电磁打点计时器打点的周期，r为圆盘的半径，L是用米尺测量的纸带上选定的两点间的长度，n为选定的两点间的打点周期数．②从图中可知第一个点到最后一个点共有n=15个周期，其总长度L=‎11.50cm．代入数据解得：．‎ 三．计算题（共4分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。）‎ ‎15.如图所示，在倾角为37° 的斜坡上，从A点水平抛出一个物体，物体落在斜坡的B点，测得AB两点间的距离是‎75m，g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）物体抛出时速度的大小；‎ ‎（2）落到B点时的速度大小（结果带根号表示）．‎ ‎【答案】（1）物体抛出时速度的大小为‎20m/s；‎ ‎（2）落到B点时的速度大小为‎10‎m/s．‎ ‎【解析】‎ 试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据下落的高度求出运动的时间，结合水平位移求出平抛运动的初速度，根据速度公式求出竖直分速度，结合平行四边形定则求出落到B点的速度．‎ 解：（1）由题意可得：Lcos37°=v0t，‎ ‎，‎ 代入数据解得：‎ v0=‎20m/s，t=3s、‎ ‎（2）物体落到B点的竖直分速度为：‎ vy=gt=10×‎3m/s=‎30m/s，‎ 根据平行四边形定则知：‎ m/s=‎10‎m/s 答：（1）物体抛出时速度的大小为‎20m/s；‎ ‎（2）落到B点时的速度大小为‎10‎m/s．‎ ‎【点评】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．‎ ‎16.据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。假设该行星质量约为地球质量的6倍，半径约为地球半径的2倍。地球的第一宇宙速度为‎7.9km/s，地球表面的重力加速度 g＝‎10 m/s2，试求： ‎ ‎（1）这个行星表面的重力加速度； ‎ ‎（2）这个行星的第一宇宙速度。‎ ‎【答案】（1）‎15m/s；（2）‎7.9 ‎km/s；‎ ‎【解析】‎ ‎（1）物体在星体表面的重力等于物体受到的万有引力 ‎，‎ 所以：，；‎ ‎（2）第一宇宙速度即近地卫星的速度，有，则 所以：，。‎ 点睛：忽略自转的情况下万有引力等于物体所受的重力，这是经常用的方法要注意掌握，要理解第一宇宙速度的意义，即为最小的发射速度。‎ ‎17.如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=‎50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R=‎0.5m。电动机连同打夯机底座的质量为M=‎25kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取‎10m/s2.求：‎ ‎(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？‎ ‎(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？‎ ‎【答案】(1) rad/s　(2)1 500 N ‎【解析】‎ 试题分析：重锤做圆周运动，在最高点靠重力和拉力的合力提供向心力，当拉力的大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面；根据牛顿第二定律求出重锤通过最低位置时对重锤的拉力，对打夯机受力分析，求出地面的支持力，从而得知打夯机对地面的压力。‎ ‎（1）当拉力大小等于电动机连同打夯机底座重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面。 即：T=Mg 对重锤根据牛顿第二定律有：mg+T=mRω2‎ 代入数据解得：‎ ‎（2）在最低点，对重锤根据牛顿第二定律有：T′-mg=mRω2 解得：T′=Mg+2mg 对打夯机有：N=T′+Mg=2（M+m）g=2×（50+25）×10N=1500N。‎ 点睛：本题主要考查了竖直面内的圆周运动问题，采用隔离法分析，对重锤，在竖直方向上的合力提供圆周运动的向心力。‎ ‎18.如图所示，从A点以v0=‎4m/s 的水平速度抛出一质量m=‎1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道BC，其中轨道C端切线水平。小物块通过圆弧轨道后以‎6m/s的速度滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板M上．已知长木板的质量M=‎2kg，物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5，长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1，OB与竖直方向OC间的夹角θ=37°，取g=‎10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则：‎ ‎(1)求小物块运动至B点时的速度； ‎ ‎(2)‎ 若小物块恰好不滑出长木板，求此情景中自小物块滑上长木板起、到它们最终都停下来的全过程中，它们之间的摩擦力做功的代数和？‎ ‎【答案】(1) 过B点时的速度方向与水平方向成37度 (2) ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）分解vB，得： ‎ 变形得： ‎ 过B点时的速度方向与水平方向成37° ‎ ‎ （2）因，故木板将在地面上滑行，则 对小物块有：，得 ‎ 对长木板有：，得 ‎ 设它们经过时间t，共速，则有：‎ ‎，‎ 解得：，‎ 则对小物块在相对滑动有：，‎ 故 则对长木板在相对滑动有：，‎ 故 ‎ 共速后，假设它们一起减速运动，对系统有：，，则它们间的摩擦力，所以假设成立，之后它们相对静止一起滑行至停下，此过程中它们间的静摩擦力对堆放做功一定大小相等、一正一负，代数和为零. ‎ 综上所述，自小物块滑上长木板起，到它们最终停下来的全过程中，它们之间的摩擦力做功的代数和 ‎ ‎