广东省深圳市南山区育才中学2017-2018学年高一下学期期中物理试题(含答案和解析)

育才中学2017〜2018学年度高一年级第2学期期中考试物理试题一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共计48分.其中1~7题为单选题，8〜12题为多选题，选不全得2分,错选不得分.）1.下落说法正确的是（ ）A.做曲线运动的物体所受的合外力一定是变力B.做圆周运动的物体加速度时刻指向圆心C.做平抛运动的物体在任何相等的时间内速度的变化量都相等D.曲线运动的两个分运动不可能都是直线运动【答案】C【解析】A.只要速度方向和合外力方向不共线，物体使做曲线运动，合外未必是变力，如平抛运动，A错误.B.向心加速度时刻指向圆心，但变速的圆周运动有切向的加速度，合加速度不指向圆心，B错误.C.平抛运动为匀变速运动，由Am=a&可知，C正确.D.平抛运动可分解为两个直线运动，D错误.故选C..某著名极限运动员在美国新墨西哥州上空，从距地面高度约3.9万米的氮气球携带的太空舱上跳下，在最后几千英尺打开降落伞，并成功着陆.假设降落伞在最后的匀速竖直下降过程中遇到水平方向吹来的风，若风速越大，则降落伞（ ）A.下落的时间越短 B.下落的时间越长C.落地时速度越小 D.落地时速度越大【答案】D【解析】AB.降落伞在最后的匀速竖直下降过程中遇到水平方向吹来的风，竖直方向上仍然做匀速直线运动，根据分运动与合运动具有等时性，则下落的时间不变.故A、B错误.C.风速越大，降落伞在水平方向上的分速度越大，根据平行四边形定则，知落地的速度越大.故C错误，D正确.故选D..如图所示，光滑的水平面上固定着一个半径在逐渐减小的螺旋形光滑水平轨道.一个小球以一定速度沿轨道切

)线方向进入轨道，下列物理量中数值将减小的是（)A.周期B.线速度C.角速度D.向心加速度【答案】A【解析】A.根据丁=空，角速度增加，故周期减小；故A正确.COB.轨道对小球的支持力与速度方向垂直，则轨道对小球的支持力不做功，根据动能定理，合力不做功，则动能不变，即小球的线速度大小不变：故B错误.C.根据-=勿，线速度大小不变，转动半径减小，故角速度变大；故C错误.D.根据〃=三，转动半径减小，故向心加速度增加；故D错误.V故选A.4.质量为〃?的汽车，其发动机额定功率为P.当它开上一个倾角为8的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（ ）C.XC.XD. B_mg mg（k+sin0）汽车达到最大速度，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力A. B. mgsin0 mg（k+siii0）【答案】D【解析】当牵引力等于阻力时，汽车匀速运动时，受力平衡，F=f+mgsiii6=king+mgsiii6=）ng（k+sin8）.由功率p=B，,所以上坡时的速度：V=—=——二 ,故D正确.F/ng（A+sin。）故选：D..某同学玩飞镖游戏，先后将两只飞镖〃、〃由同一位置水平投出，已知飞镖投出的初速度匕,以，不计空气阻力,则两支飞镖插在竖直靶上的状态（侧视图）可能是（ ）【答案】A【解析】两只飞镖a、〃都做平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则有据题它们的水平位移大小相等，匕>以，所以运动时间关系为乙<4.由〃=知：儿</%.所以插在竖直靶上时a镖在〃的上面.设飞镖插在竖直靶上前瞬间速度与竖直方向的夹角为a,则tanc=更，因为匕>以，乙所以有所%以A图正确.故A正确，BCD错误.故选A..如图所示，A、B、C三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，己知叫则三颗卫星（ ）A.线速度大小关系：vA<vB=vcB.加速度大小关系：aA>aB=acC.向心力大小关系：FA=FB<FcD.周期关系：TA>TB=TC【答案】B【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设卫星的质量为〃?、轨道半径为「、地球质量为M,由图示可知：rA<rn=lc,由题意知：=%<mc.由牛顿第二定律得：G=m—=ma=mjr.①A.由①得v=悌=所以va>vb=vc,故A错误.B.由①得4=丝，所以%>%=%，故B正确.rC.F=G吧,已知二v%=j,〃7八=〃%<,%,可知用〉心，Fb<Fl故C错误.rD.由①得T=27t得,所以北<及=及，故D错误.故选：B..A、3两物体的质量之比外：/叫=24，它们以相同的初速度％在水平面上做匀减速直线运动，直到停止，其速度图象如图所示.那么，A、8两物体所受摩擦阻力之比小：4与A、8两物体克服摩擦阻力做的功之比也4%分别为（

A.2:1,4:1B.4:1,2:1A.2:1,4:1B.4:1,2:1【答案】B【解析】根据速度时间图象的斜率等于加速度，可得A、3加速度大小之比为：蔡=2:1.物体只受到摩擦力的作用，摩擦力产生加速度，由牛顿第二定律可知：F=ma.所以摩擦力之比为：Fa:Fb=4A.由动能定理，摩擦力做的功：卬=0—；而，；.由于A、8的初速度大小相同，〃〃：/〃8=2:1,所以两物体克服摩擦阻力做的功之比：卬八”%=2:1.故选：B..如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从悬点O在同一水平而且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点8的过程中（ ）A.重力做正功，弹力不做功.重力做正功，弹力做负功C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功【答案】BC【解析】AB.重物由A点摆向最低点3的过程中，重力做正功，弹簧伸长，弹力对小球做负功.故A错误，B正确.CD.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力方向始终与运动方向垂直，不做功，故C正确，故D错误.故选BC.如图所示，长为L的轻杆，一端固定着一个小球，另一端可绕着光滑的水平轴转动，使小球在竖直平面内运动,设小球在最高点的速度为I，，则（•0•0A.V的最小值为y/gLB.封若增大，向心力也增大C.当v由麻逐渐增大时，杆对球的弹力也增大d.当£由4r逐渐减小时，杆对球的弹力也减小【答案】BC【解析】A.由于杆能支撑小球，因此v的极小值为零.故A错误.B.根据向心力公式匕知，速度逐渐增大，向心力也逐渐增大.故B.根据向心力公式匕知，速度逐渐增大，向心力也逐渐增大.故B正确.C.当咤"，杆对球没有作用力，V由疯逐渐增大，杆对球有向下的拉力，根据牛顿第二定律得：/+叫=机上，得尸= 抬，可见，u增大，/增大.故c正确.L2 2D.V由逐渐减小时，杆对球有向上的支持力，有尸-解得尸=〃火-〃?^«,速度减小，则杆子的弹力增大.故D错误.故选BC.10.如图所示是嫦娥三号奔月过程中某阶段的运动示意图，嫦娥三号沿椭圆轨道I运动到近月点P处变轨进入圆轨道1【，嫦娥三号在圆轨道I【做圆周运动的轨道半径为周期为T,已知月球表面的重力加速度g,引力常量为G,下列说法中正确的是（）嫦娥三号A.由题中（含图中）信息可求得月球的质量B.由题中（含图中）信息可求得月球第一宇宙速度C.嫦娥三号在0处变轨时必须点火加速D.嫦娥三号沿椭圆轨道I运动到P处时的加速度大于沿圆轨道【【运动到夕处时的加速度【答案】AC【解析】A.万有引力提供向心力，有.：坐=小件.r「得：加=竺二，既根据轨道半径为r,周期为T，万有引力常量为G计算出月球的质量.故A正确.GMT-B.不知道月球的半径，所以不可求得月球第一宇宙速度，故B错误.C.嫦娥三号沿椭圆轨道I运动到近月点P处变轨进入圆轨道1【，所以嫦娥三号在P处变轨时必须点火减速，故C正确.D.据牛顿第二定律得：。=空，可知变轨前后嫦娥三号在。点的加速度相等，故D错误.r故选：AC.11.提高介质中物体（如汽车）运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数（设介质阻力与物体运动速率的二次方成正比，即/=h/，K是阻力因素）.当发动机的额定功率为几时，物体运动的最大速率为V,.,如果要使物体运动速率增大到2%,则下列办法可行的是（ ）A.阻力因数不变，使发动机额定功率增大到84B.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到44C.阻力因数不变，使发动机额定功率增大到24D.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到V8【答案】AD【解析】速度最大时，牵引力等于阻力，根据尸=/％=尸/1=川/.A.阻力因数不变时，使发动机额定功率增大到88，则由上式得，速度增大为2倍.故A正确.B.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到乙，则速度增大为遍倍.故B错误.4C.阻力因数不变，使发动机额定功率增大到2月，则速度增大为短倍.故C错误.D.发动机额定功率不变，使阻力因数减小到V,则速度增大为2倍.故D正确.8故选AD.12.如图所示，质量为〃?的物块A和质量为M的圆环8用绕过定滑轮的轻绳连接在一起，圆环3套在光滑的竖直固定杆上，开始时连接3的绳子处于水平，零时刻由静止释放3,经时间8下降/?,此时，速度达到最大%,不计滑轮摩擦和空气的阻力，则（f时刻的3的速度大于A的速度B.f时刻8受到的合力等于零C.0〜/过程A克服重力做功nighD.t时刻B的重力的瞬时功率为Mgvin【答案】ABD【解析】A.沿绳的方向速度相同，i，A=%sin6,%＞以，A正确.8的速度达到最大，诙=。，合力为零，B正确.8下降人由几何关系可知，A上升〃'=炉TF-Lh/?,C错误.f时刻8速度向下，大小为匕，P=Fv=mgvn,D正确.故选ABD.二、实验题（本题共2小题，共计18分）13.小球A由斜槽滚下，从桌边水平抛出，当它恰好离开桌边缘时小球3从同样高度处自由下落，频闪照相仪拍到了3球下落过程的四个位置和A球的第1、3、4个位置，如图所示.己知背景的方格纸每小格的边长为2.4cm,频闪照相仪的闪光周期为0」s.（1）请在右图中标出A球的第2个位置.（2）利用这张照片可求出当地的重力加速度大小为nVs2；（3）A球离开桌边时的速度大小为in/s.

（4）通过本实验可以证明：【答案】（1）如图所示.(2)9.6.(2)9.6.（3）0.72.（4）平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动.【解析】（1）平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，相等时间内的水平位移相等，竖直方向上做自由落体运动,可知第二个位置距离A在水平方向上有2格，在竖直方向上与自由落体运动的2位置相同，如图所示.（2）在竖直方向上，根据与，=4L=g"得，重力加速度g=华=4 mH=9.6皿/.（3）A离开桌边时的速度色=竺生"iWs=0.72ni/s.T0.1（4）根据该实验知，任何时刻平抛运动的小球在竖直方向上与自由落体运动的小球在同一水平线上，可知平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动.故答案为：（1）如图所示.（2）9.6.（3）0.72.（4）平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动.一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用的装置是一个直径为d=40cm的纸带环，安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线（如图所示）.喷雾桶向着侧面同样开有狭缝3的纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝A转至与狭缝8正对平行时，雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹.实验结束后，将纸带从转台上取下来，展开平放与亳米刻度尺对齐，如图所示.请你帮该同学完成下列任务：（1）设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为S,从图可看出不同速度的雾滴到达的位置不同，请你读出所有到达纸带雾滴中的速度最大的雾滴到标志线的距离S1=cm；速度最小的雾滴到标志线的距离（2）如果转台转动的周期为T,雾滴痕迹到标志线的距离为S,纸带环直径为d，则雾滴从狭缝A到达纸带的时间/=,雾滴喷射速度%=（结果均用字母表示）.（3）以雾滴速度％为纵坐标、以雾滴距标志线距离的倒数!为横坐标，画出为―工图线（如图），请求出转台转S S动的周期丁=S.【答案】（1）2.10;2.85.STnd2TuiST（3）1.6s.【解析】（1）雾滴运动的路程一定，速度越大，运行的时间越短，此时转台转过的弧度越小，打在纸带上的点距离标志线的距离越小.所以其中速度最大的雾滴到标志线的距离'=2」0cm；速度最小的雾滴到标志线的距离S.=2,85cm.（2）如果转台转动的周期为T,则雾滴运动的时间为/=!=可，所以喷枪喷出雾滴的速度匕=@=贮.vTid 0tST（3）根据（2）中可知：%=嗜=噌=.所以%—9图象中斜率攵=苧.解得：T=1.6s.故答案为：（1）2.10:2.85.（2）可；—.（3）1.6s.ndST三、计算题（本题共3小题，共计34分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中应写出数值和单位）（10分）从离地高80m处水平抛出一个质量为2kg的物体，3s末物体的速度大小为50iWs,g取101口屋，不计空气阻力，求：（1）物体抛出的初速度大小.（2）3s末物体重力的瞬时功率.（3）物体落地过程中重力的平均功率.【答案】（1）40mzs.（2）600W.（3）400W.【解析】（1）3s末物体的竖直方向速度&=gf=3Olli's,则％=yjv2-vv2=>J5Q--302=40nVs.（2）P=Fv=mg-vv=2x10x30W=600W.(3)全程重力做的功：WG=mgh=2x10x80J=1600J.运动时间：t= =4s.平均功率。=上=竺吧=400W.t4s（10分）如图所示，质量M=2kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上，河用细绳通过光滑的定滑轮与质量为〃?=0.4kg的物体相连，机悬于空中，与"都处于静止状态.假定〃与轴O的距离r=0.5m，与平台的最大静摩擦力为重力的0.3倍，试问：、一/①□（1）平台转速由零增大时，M受到的摩擦力如何变化.（2）历受到的摩擦力最小时，平台的转速3等于多少.（3）保持M与平台相对静止，平台的最大角速度%等于多少.【答案】（1）平台转速由零增大时，M受到的摩擦力先减小后增大.（2）历受到的摩擦力最小时，平台的角速度g等于2rad/s.（3）保持M与平台相对静止，平台的最大角速度端等于Wrad/s.【解析】（2）当角速度较小时，例有向圆心运动趋势，故水平面对M的静摩擦力方向背离圆心，对于用，由静摩擦力和拉力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律得：T-f=Mccrr,而T= 不变，当/增大时，摩擦/减小.当角速度较大时，"有离开圆心的运动趋势，故水平面对〃的静摩擦力方向指向圆心，对于由静摩擦力和拉力的合力充当向心力，根据牛顿第二定律得：T+f=Marr,而T=〃?g不变，当/增大时，摩擦力/增大.故平台转速由零增大时，例受到的摩擦力先减小后增大.（2）历受到的摩擦力最小为零，仅由绳子的拉力提供向心力，则得：T=Ma^r又7=mg联立得:coQ= =J? rad/s=21ad/s.（3）当3具有最大值时，M有离开圆心趋势，水平面对〃摩擦力方向指向圆心，并且达到最大值.再隔离〃有：而九=0.3Mg,T=mg.联立得：com=J3：；+"g=J；2；：吧xlOrad/s=>/10rad/s.答：（1）平台转速由零增大时，”受到的摩擦力先减小后增大.（2）历受