2018-2019学年湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体高一(下)期中物理试卷

1、2018-2019 学年湖北省宜昌市部分示范高中教学协作体高一（下）期中物理试卷副标题题号一二三四总分得分一、单选题（本大题共8 小题，共32.0 分）1.作匀速圆周运动的物体，下列不会变化的物理量是（）A. 速度B. 角速度C. 向心加速度D. 向心力2.河宽 d=60m，水流速度 V1=4m/s不变，小船在静水中的行驶速度为V2=3m/s，则（）A. 小船能垂直直达正对岸B. 若船头始终垂直于河岸渡河，渡河过程中水流速度加快，渡河时间将变长C.D.小船渡河时间最短为20s小船渡河的实际速度一定为5m/s3. 在同一水平直线上的两位置分别沿相同方向水平抛出两小球 A 和 B，其运动轨迹如图所

2、示， 不计空气阻力。要使两球在空中相遇，则必须（）A. 先抛出 A球B. 先抛出 B球C. A 球的初速度大于B 球的初速度D. A 球的初速度等于B 球的初速度4.如图所示为皮带传动装置。A、C、D 分别为三个轮子边缘上的质点，B 是左侧小轮上的一点，左侧两个轮子为同轴转动，左右轮子通过皮带传动，各点到轴心的距离已标出。若传动过程中皮带不打滑，则关于各点的线速度和角速度的判断，正确的是（）A. vA=vBB. A=BC. vA =vcD. A=D5. 如图所示， 圆柱形转筒绕其竖直中心轴转动， 小物体贴在圆筒内壁上随圆筒一起转动而不滑落。则下列说法正确的是 （）A. 小物体受到重力、弹力、摩

3、擦力和向心力共4 个力的作用B. 小物体随筒壁做圆周运动的向心力是由摩擦力提供的C. 筒壁对小物体的摩擦力随转速增大而增大D. 筒壁对小物体的弹力随转速增大而增大第1页，共 16页6. 如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为 10m/s 时，桥对汽车的支持力为汽车重力的 倍，如果要使汽车能安全地通过此拱桥，则汽车通过桥顶的最大速度必须小于（）A. 15m/sB. 20m/sC. 25m/sD. 30m/s7.某 X 星球的质量为地球质量的36 倍，半径为地球半径的2 倍。忽略行星自转的影响，已知地球表面的重力加速度为g，则 X 星球表面的重力加速度大小为（）A. 9gB. 4gC. 3gD. 1

4、8g8.如图所示，ab c为三颗人造地球卫星，其中a为地球同步、 、卫星，b、c 在同一轨道上， 三颗卫星的轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是（）A. 卫星 a 的运行周期大于卫星b 的运行周期B. 卫星 b 的运行速度可能大于7.9km/sC. 卫星 b 加速即可追上前面的卫星cD. 卫星 a 在运行时有可能经过宜昌市的正上方二、多选题（本大题共4 小题，共16.0 分）9. 有ab c d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b、 、 、处于地面附近的近地轨道上正常运动，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（）A. a 随地球自转的向心

5、加速度等于重力加速度gB. b 在相同时间内转过的弧长最长C. c 在 4 小时内绕地心转过的圆心角是60D. d 的运动周期有可能是20 小时10. 如图，“旋转秋千”中的两个座椅 A、 B 质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在水平的旋转圆盘上，座椅 A 离转轴的距离较近。不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动，稳定后A、B都在水平面内做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）A.B.C.D.座椅 B 的角速度比A 大座椅 B 的向心加速度比A 大悬挂 A、B 的缆绳与竖直方向的夹角相等悬挂 B 的缆绳所承受的拉力比悬挂A 的缆绳所承受的拉力大11. 已知月球绕地球做圆周运动的公转

6、周期为T，轨道半径为 r ，地球的半径为 R，万有引力常量为G根据这些信息可以求出（）A. 地球的质量B. 月球的质量C. 地球的平均密度D. 地球的第一宇宙速度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。设某双星系统A、B 绕其连线上的某固定点O 点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G若 AOOB，则（）第2页，共 16页8mm，如果A. 星球 A 的质量一定大于B 的质量B. 星球 A 的线速度一定大于B 的线速度C. 星球 A 所受向心力大于星球B 所受向心力D. 两星球的总质量等于三

7、、实验题探究题（本大题共2 小题，共12.0 分）13. 如图甲所示， 竖直放置两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个红蜡块能在水中以0.3m/s 的速度匀速上浮。现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得红蜡块实际运动的方向与水平方向的夹角为37，则（ sin37 =0.6；cos37=0.8）（ 1）根据题意可知玻璃管水平方向的移动速度为_m/s。（ 2）若玻璃管的长度为 0.6m，则当红蜡块从玻璃管底端上浮到顶端的过程中，玻璃管水平运动的距离为_m。（ 3）如图乙所示，若红蜡块从 A 点匀速上浮的同时，使玻璃管水平向右作匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图

8、中的_A直线 PB曲线 QC曲线 RD无法确定。14. 在“研究平抛物体的运动”的实验中：（ 1）为减小空气阻力对小球的影响，选择小球时，应选择下列的_A实心小铁球B空心小铁球C实心小木球D以上三种球都可以（ 2）高一某班某同学为了更精确的描绘出物体做平抛运动的轨迹，使用频闪照相机（每隔相等时间 T 拍一次照片）拍摄小球在空中的位置。如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长表示实际长度取 g=10m/s2，那么：照相机的闪光周期 T=_ s；小球做平抛运动的水平初速度大小是_m/s；第3页，共 16页四、计算题（本大题共4 小题，共40.0 分）15. 如图所示，从

9、 O 点水平抛出的小球，到达斜面顶端P 处，其速度方向恰好沿斜面向下， 然后沿斜面滑下。已知斜面倾角 =60，小球初速度 v0 10m/s，取g=10m/s2，不计空气阻力，求：（ 1）小球从抛出点 O 到 P 点的竖直高度 h；（ 2）抛出点 O 到 P 点的水平距离 x（计算结果中可以有根号）。16. 如图所示，有一长为 L=0.9m 的细线，细线的一端固定在 O 点，另一端拴一质量为 m 的小球，现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动 已知水平地面上的 C 点位于 O 点正下方，且到 O 点的距离为 h=1.9m，不计空气阻力（ g 取 10m/s2）（ 1）求小球通过最高点A 时的速

10、度vA；（ 2）若小球通过最低点B 时，细线对小球的拉力T 恰好为小球重力的6 倍，且小球经过B 点的瞬间让细线断裂，求小球落地点到C 点的距离17. 已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，万有引力常量为 G某人造卫星绕地球做圆周运动的轨道离地高度等于地球半径；忽略地球自转的影响，求：（ 1）地球的密度；（ 2）地球的第一宇宙速度；（ 3）该人造卫星绕地球做圆周运动的周期；（ 4）该人造卫星所在轨道处的重力加速度。第4页，共 16页18.“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时， 健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落

11、地上。 现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者手握平板让球在竖直面内始终不脱离平板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D 位置时球与板间无相对运动趋势。A 为圆周的最高点，C 为最低点， B、 D 与圆心 O等高。设球的质量为m=0.3kg，球达最高点时受平板的压力大小FA=1N，太极球做圆周运动的半径R=0.25m，重力加速度g=10m/s2，求：（ 1）平板在 C 处时对太极球施加的弹力F C 的大小？（ 2）当球运动到B 位置时，平板对太极球的作用力F B 为多大？第5页，共 16页答案和解析1.【答案】 B【解析】解：匀速圆周运动的过程中，线速度、向心加速度和向心

12、力的大小不变，但是方向时刻改变。角速度不变，周期没有方向也不 变。故选：B。速度、向心力、加速度是矢量，有大小有方向，要保持不 变，大小和方向都不变在匀速圆周运动的过程中，速度的方向时刻改变，加速度、向心力的方向始终指向圆心，所以方向也是时刻改变解决本题的关键知道匀速 圆周运动的过程中，速度的大小、向心力的大小、向心加速度的大小保持不变，但方向时刻改变2.【答案】 C【解析】解：A 、由于船速小于水速，小船的合速度不可能垂直于河岸，故A 错误；BC、当船速垂直于河岸 时，小船渡河时间最短为，当水速增大时，渡河时间不受影响，故 B 错误，C 正确；D、由于船速方向未知，无法求解渡河速度，故 D

13、错误；故选：C。因为水流速度大于静水速度，所以合速度的方向不可能垂直河岸，则小船不可能到达正 对岸。当静水速的方向与河岸垂直，渡河 时间最短。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，当静水速大于水流速，合速度与河岸垂直，渡河航程最短，当静水速小于水流速，合速度与静水速垂直，渡河航程最短。【答案】 C3.【解析】时知，下落的时间相同，知两解：相遇 ，A 、B 下落的高度相同，根据球同时抛出，又因为 A 球的水平位移大于B 球的水平位移，根据x=v0t 知，A球的水平速度大于B 球的水平速度，故 ABD 错误，C 正确；第6页，共 16页故选：C。平抛运动在水平方向上做匀速直 线运动

14、，在竖直方向上做自由落体运 动，运动的时间由高度决定，根据下落的高度比 较运动的时间，从而确定抛出的先后顺序，结合水平位移和 时间比较初速度的大小。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，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和 时间共同决定水平位移。4.【答案】 C【解析】解：A 、由于 A 、C 两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则 vA=vc，B、C 两点为共轴的轮子上两点， = ，r则，所以v，故A错误；c=2rB， vc=2vBA =2vBBcB、由于 A 、C 两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则 vA =vc，B、C 两点为共轴的轮子上两点， = ，r

15、则，所以 ，c=2rA，根据 v=r ， B Cc=AB =A故 B错误；C、由于 A 、C 两点是传送带传动的两轮子边缘上两点，则 vA =vC，故C 正确；D、则 = ，故D错误。= ，B= ，DBADA故选：C。传送带在传动过程中不打滑，则传送带传动的两轮子边缘上各点的 线速度大2小相等，共轴的轮子上各点的角速度相等。再根据v=r ，a=r 去求解。传送带在传动过程中不打滑，则传送带传动的两轮子边缘上各点的 线速度大小相等，共轴的轮子上各点的角速度相等。5.【答案】 D【解析】解：A 、橡皮块随圆筒一起做 圆周运动，受重力、弹力和静摩擦力作用，故 A 错误。BCD 、水平方向上，弹力指向

16、圆心提供向心力，据牛 顿第二定律有：N=m 2r，知：角速度越大，则橡皮块所受的弹力越大，在竖直方向上，橡皮块所受的重第7页，共 16页力和静摩擦力平衡，故 BC 错误，D 正确；故选：D。要使橡皮不下落，筒壁 对物体的静摩擦力与重力相平衡，筒壁对物体的支持力提供向心力，要使橡皮 刚不下落，静摩擦力达到最大，根据向心力公式即可求出角速度的最小 值。物体在圆筒内壁做匀速 圆周运动，向心力是由筒壁对物体的支持力提供的。而物体放在水平 圆盘上随着圆盘做匀速圆周运动时，此时的向心力是由 圆盘的静摩擦力提供的。6.【答案】 B【解析】顿解得：r=40m；解：根据牛 第二定律得：mg-N=m ，即：mg-

17、=当速度最大 时，支持力为零，有：mg=m，解得：v=m/s，为了安全则汽车通过桥顶的速度可以 为 20m/s 即可，故 ACD 错误，B 正确；故选：B。根据竖直方向上的合力提供向心力求出桥的半径，当汽车不受摩擦力 时，支持力为则顿第二定律求出汽车通过桥顶的速零， 靠重力提供向心力，根据牛度解决本题 的关键 知道圆周运动向心力的来源，运用牛 顿第二定律 进行求解。知道摩擦力 为零时，此时支持力为零。7.【答案】 A【解析】解：忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：得：g=星体质量是地球 质量的 36 倍，星体半径是地球半径2 倍，=9X 星球表面的重力加速度大小 为为 9g。故A

18、 正确，BCD 错误故选：A。第8页，共 16页根据星球表面的重力近似等于万有引力， 结合星球与地球半径和 质量的关系求解即可。由重力近似等于万有引力得到的表达式：g=，被称为黄金代换式，根据两星球的半球之比、 质量之比就可求出两星球表面重力加速度之比。8.【答案】 A【解析】解：A 、根据万有引力提供向心力，得轨， 道半径越大，周期越大，可知 a 的运行周期大于 卫星 b 的运行周期，故 A 正确。B、根据，得，轨道半径越小，速度越大，当轨道半径等于地球半径 时，速度最大等于第一宇宙速度，故 b 的速度小于第一宇宙速度7.9km/s，故B 错误 。卫卫星将做离心运动，C、 星 b 加速后需要

19、的向心力增大，大于万有引力，所以所以不能追上前面的 卫星 c，故C 错误 。D、a为地球同步 卫星，在赤道的正上方，不可能 经过宜昌市的正上方。故 D 错误。故选：A。人造卫星的万有引力等于向心力，先列式求出线速度、周期的表达式 进行讨论；第一宇宙速度是在近地发射人造卫星的最小速度，也是近地 圆轨道的环绕速度，还是圆轨道运行的最大速度。本题关键抓住万有引力提供向心力，先列式求解出 线速度、周期和加速度的表达式，再进行讨论。9.【答案】 BC【解析】解：A 、同步卫星的周期必 须与地球自 转周期相同，角速度相同，则知 a 与 c 的角速度相同，根据 a=2r 知，c 的向心加速度大于a的向心加速

20、度。由=mg，第9页，共 16页得 g=卫轨道半径越大，向心加速度越小， 星的则 c 的向心加速度小于 b 的向心加速度，而 b 的向心加速度 约为 g，所以知 a 的向心加速度小于重力加速度g。故 A 错误；B、由=m，得 v= ，卫星的半径越大，速度越小，所以 b 的速度最大，在相同 时间内转过的弧长最长。故B 正确；C、c 是地球同步 卫星，周期是 24h，则 c 在 4h 内转过的圆心角是 60故 C 正确；D、由开普勒第三定律=k 知，卫星的半径越大，周期越大，所以 d 的运动周期大于 c 的周期 24h。故D 错误；故选：BC。2同步卫星的周期必 须与地球自 转周期相同，角速度相同

21、，根据 a= r 比较 a 与c 的向心加速度大小，再比 较 c 的向心加速度与g 的大小。根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧 长关系。根据开普勒第三定律判断 d 与 c 的周期关系。对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步 卫星的条件和特点。10.【答案】 BD【解析】解：AB 、同轴转动角速度相同，由于座椅 B 的圆周半径比座椅 A2的半径大，由 a= r 得，B 的向心加速度比 A 的大，故 A 错误，B 正确；CD、设细线与竖直方向的 夹角为 ，由牛顿第二定律得：2，由于座椅 B 的圆周半径比座椅 A 的半径大

22、，mgtan =mr，解得：故 B 与竖直方向的 夹角大，第10 页，共 16页在方向上有：T?cos=mg，解得：悬挂 B 的缆绳所受到的拉力比悬挂，A 的大，故 C 错误，D 正确；故选：BD。AB 两个座椅具有相同的角速度，分 别代入速度、加速度、向心力的表达式，即可求解。解决本题的关键知道 A、B 的角速度大小相等，知道 线速度、角速度、向心加速度、向心力之间的关系，并能灵活运用。11.【答案】 ACD【解析】解：AB 、设地球质量为 M ，密度为 ，月球质量为 m。对月球绕地球的运 动，由万有引力提供向心力可得：解得：；由于等号的两侧都有 m，所以不能求出月球的 质量。故 A 正确，

23、B 错误；C、由密度等于质量比体积可得地球平均密度：故C正确；D、绕地球表面运 动的物体受到的万有引力提供向心力，则：可得：v=故D 正确故选：ACD。给出月球绕地球运动周期 T 和轨道半径 r 目的就是 让通过这个求地球 质量，依据月球 绕地球运动周期 T 和轨道半径 r，由万有引力提供向心力可得地球 质量的表达式；由密度等于 质量比体积可得地球平均密度。根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度。该题应该 以月球绕地球运动周期为 T 和轨道半径为 r 为突破口，结合万有引力和圆周运动知识，得到地球质量。12.【答案】 BD【解析】第11 页，共 16页解：A 、双星 A 、B 之间万有引力提供

24、向心力，有：，可知 mA RA =mBRB ，由于AO OB，则星球 A 的质量一定小于 B 的质量。故 A 错误。B、双星的角速度相等，根据 v=R知，星球 A 的线速度一定大于星球B 的线速度。故 B 正确。C、双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛 顿第三定律知向心力大小相等。故 C 错误；D、双星 A 、B 之间万有引力提供向心力，有：，其中联，故D 正确，L=R A+RB ， 立解得：故选：BD。双星靠相互 间的万有引力提供向心力，角速度相等，根据 转动半径的大小，比较线速度大小。根据万有引力提供向心力求出双星的质量之和。解决本题的关键知道双星靠相互 间的万有引力提供向心力，具有相

25、同的角速度。以及会用万有引力提供向心力进行求解。13.【答案】 0.40.8B【解析】解：（1）根据平行四边形定则，有：tan37 =。则有：v2=0.4 m/s。（2）在竖直方向上运 动的时间为：t=s=2s。则玻璃管在水平方向上运 动的距离为：x=v 2t=0.4 2=0.8m。（3）根据运动的合成与分解，运动的轨迹偏向合外力的方向，第12 页，共 16页则有：图中的 Q，故B 正确，ACD 错误 。故答案为：（1）0.4，（2）0.8，（3）B。两个匀速直 线运动的合运动为直线运动，根据平行四边形定则求出玻璃管在水平方向的移 动速度。抓住分运动与合运动具有等时性，求出玻璃管在水平运动的距

26、离。解决本题的关键知道运动的合成与分解遵循平行四边形定则，知道分运动与合运动具有等时性，并掌握三角知识的运用，注意曲线运动的条件也是解 题的关键。14.【答案】 A0.040.6【解析】解：（1）为了减小空气阻力 对小球的影响，要选择体积较小质量较大的小球，故选实心小铁球，故 A 正确。故选：A。（2）在竖直方向上，根据 y=2L=gT 2 得：T=s=0.04s。小球平抛运 动的初速度大小 为：v0=m/s=0.6m/s。故答案为：（1）A ；（2） 0.04； 0.6。（1）小球要做平抛运动，则要减小阻力的影响，在小球 选择方面要注意 选择体积小、质量大的小球；（2）根据竖直方向上 连续相

27、等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔，从而得出照相机的 闪光周期；根据水平位移和 时间求出初速度的大小。本题考查了实验器材的选择原理，要减小空气阻力的影响；第13 页，共 16页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，结合运动学公式和推 论灵活求解，难度不大。15.，【答案】 解：（ 1）小球到达 P 点时的竖直分速度为：由速度位移关系公式得：，解得： h=15m；（ 2）飞行时间：，从 O 到 P 点的水平距离；答：（ 1）小球从抛出点O 到 P 点的竖直高度h 为 15m；（ 2）抛出点 O 到 P 点的水平距离 x 为 10；【解析】（1）物块 A 从

28、P 点水平抛出做平抛运 动，由速度分解求出数 值分速度，继而求高度；（2）根据平抛平抛的竖直分速度求 时间，即可求水平位移大小；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.【答案】 解：（ 1）小球恰好能做完整的圆周运动，则小球通过A 点时细线的拉力为零，根据向心力公式有：mg=m解得： VA=；（ 2）在 B 点，根据向心力公式得：T-mg=m解得： VB =小球运动到B 点时细线断裂，小球做平抛运动，有：竖直方向： 1.9-0.9= gt2解得： t=s水平方向： x=vBt= =3m答：（ 1）求小球通过最高点A 时的速度为3m/s；（ 2）若小球通过最低点B 时，细线对小球的拉力T 恰好为小球重力的6 倍，且小球经过 B 点的瞬间让细线断裂，小球落地点到C 点的距