云南省昭通市大关县一中2017-2018学年高一下学期期中考试物理试卷

云南省昭通市大关县一中20172018学年高一下学期期中考试物理试题一、选择题1.中央电视台报道了一起离奇交通事故．家住公路弯处的李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警以下判断，你认为正确的是()A.由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车受到离心力B.由图可知事故的原因可能是车速过快C.为尽量避免此类事故再次发生，公路在设计上应东高西低D.为尽量避免此类事故再次发生，可以减小路面弯道半径【答案】B【解析】试题分析：据题意，汽车在弯道上做离心运动，显然是速度过快B选项正确；物体的受力只有重力、支持力和摩擦力，故A选项错误；为了减少事故，可以使路面倾斜，使重力和支持力的合力指向路面内侧，显然是该外侧（西）高，内侧（东）低，故C选项错误；据可知，同时也可以增大汽车转弯半径，从而减小过弯道所需向心力，故D选项错误。考点：本题考查离心现象。2.下列关于经典力学和相对论的说法，正确的是()A.经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B.相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C.相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D.经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例【答案】D【解析】经典力学和相对论应用条件不同，没有矛盾，D对；3.雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重”．如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来．如图所示，图中a、b、c、d为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则()A.泥巴在图中a、c位置的向心加速度大于b、d位置的向心加速度B.泥巴在图中的b、d位置时最容易被甩下来C.泥巴在图中的c位置时最容易被甩下来D.泥巴在图中的a位置时最容易被甩下来【答案】C【解析】解：A、a、b、c、d共轴转动，角速度相等，半径也相等，根据公式a=rω2分析知它们的向心加速度大小都相等，故A错误．BCD、泥块做圆周运动，合力提供向心力，根据F=mω2r知：泥块在车轮上每一个位置的向心力相等，当提供的合力小于向心力时做离心运动，所以能提供的合力越小越容易飞出去．最低点，重力向下，附着力向上，合力等于附着力减重力，最高点，重力向下，附着力向下，合力为重力加附着力，在线速度竖直向上或向下时，合力等于附着力，所以在最低点c合力最小，最容易飞出去．故C正确，BD错误．故选：C．【点评】该题是一个实际问题，泥块被甩下来要做离心运动，当提供的合力小于向心力时做离心运动．4.在匀速转动的水平圆盘上有一个相对转盘静止的物体，则物体相对于转盘的运动趋势是()A.没有相对运动趋势B.沿切线方向C.沿半径指向圆心D.沿半径背离圆心【答案】D【解析】试题分析：由题，物体随转盘一起做匀速圆周运动，由静摩擦力提供向心力，方向始终指向圆心，则物体相对于转盘的运动趋势是沿半径背离圆心．故选D。考点：圆周运动；向心力【名师点睛】本题根据匀速圆周运动的特点分析物体运动趋势的方向．静摩擦力方向总是与物体相对运动趋势方向相反。5.经典力学理论适用于解决()A.宏观高速问题B.微观低速问题C.宏观低速问题D.微观高速问题【答案】C【解析】试题分析：经典力学的局限性是宏观物体及低速运动．当达到高速时，经典力学就不在适用，C正确；考点：考查了经典力学适用范围6.一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，则它在最低点时受到的摩擦力为()A.μmgB.C.D.【答案】C【解析】试题分析：解答本题的关键是分析向心力的来源．当物块滑到轨道最低点时，由重力和轨道的支持力提供物块的向心力，根据牛顿第二定律得，解得，则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为，故选C．考点：本题考查牛顿定律和向心力、摩擦力知识的简单综合应用．7.如图，斜面AC与水平方向的夹角为α，在A点正上方与C等高处水平抛出一小球，其速度垂直斜面落到D点，则DA与CD的比为()A.tanαB.2tanαC.tan2αD.2tan2α【答案】D【解析】设小球水平方向的速度为V0，将D点的速度进行分解，水平方向的速度等于平抛运动的初速度，通过角度关系求解得竖直方向的末速度为设该过程用时为t，则DA间水平距离为V0t，故CD间竖直距离为，所以所以，故D正确。点晴：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动。8.如图，两质点a，b在同一平面内绕O沿逆时针方向做匀速圆周运动，a，b的周期分别为2s和20s，a，b和O三点第一次到第二次同侧共线经历的时间为()A.sB.sC.sD.s【答案】B【解析】a、b和O三点第一次到第二次同侧共线即质点a要比质点b多运动一周．则要满足,代入数据得解得：，B正确．故选B9.如图为一个环绕中心线OO′以ω角速度转动的球，则()A.A，B两点的角速度不等B.A，B两点的线速度相等C.若θ＝30°，则D.以上答案都不对【答案】C【解析】A，B两点围绕同一个转轴转动，角速度相同，若θ＝30°由v＝ωr可知线速度之比为，A、B、D错；C对．故选C10.把甲物体从2h高处以速度v0水平抛出，落地点与抛出点的水平距离为L，把乙物体从h高处以速度2v0水平抛出，落地点与抛出点的水平距离为s，不计空气阻力，则L与s的关系为()A.L＝B.L＝sC.L＝sD.L＝2s【答案】C【解析】根据，得，则.由得，则，，C正确故选C11.下列实例中和离心现象有关的是()A.汽车开进泥坑里轮胎打滑B.汽车正常通过圆形拱桥C.坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒D.洗衣机脱水桶停止工作时衣服紧贴在桶壁上【答案】D【解析】汽车开进泥坑里轮胎打滑，是摩擦力不足，离心运动无关，故A错误；汽车通过圆形拱桥，并没有飞起，故不是离心运动，故B错误；坐在直线行驶中的公共汽车内的乘客突然向前倾倒或向后倾倒是惯性现象，故C错误；洗衣机脱水桶是利用离心原理工作的，故D正确；故选D。12.已知地球半径和平均密度分别为R和ρ，地球表面附近的重力加速度为g0，某天体半径为R′，平均密度为ρ′，在该天体表面附近的重力加速度g′为()A.B.C.D.【答案】C【解析】该天体表面，重力等于万有引力，故：密度：联立①②解得：同理，地球表面重力加速度为：联立③④解得：，故C正确．故选C13.火星直径约为地球直径的一半，质量约为地球质量的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的1.5倍.根据以上数据，下列说法中正确的是()A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的小B.火星公转的周期比地球的长C.火星公转的线速度比地球的大D.火星公转的向心加速度比地球的大【答案】AB【解析】A、根据万有引力等于重力得出：得：，根据火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，计算得出火星表面的重力加速度约为地球表面的，A正确；B、研究火星和地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力得出：得：，M为太阳的质量，R为轨道半径．火星的轨道半径大于地球的轨道半径，通过T的表达式发现公转轨道半径大的周期长，B正确；C、研究火星和地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力得出：，得：，M为太阳的质量，R为轨道半径．火星的轨道半径大于地球的轨道半径，通过v的表达式发现公转轨道半径大的线速度小，C错误；D、研究火星和地球绕太阳公转，根据万有引力提供向心力得出：，得：．M为太阳的质量，R为轨道半径．火星的轨道半径大于地球的轨道半径，通过a的表达式发现公转轨道半径大的向心加速度小，D错误；故选AB。视频14.关于近地卫星、同步卫星、赤道上的物体，以下说法正确的是()A.都是万有引力等于向心力B.赤道上的物体和同步卫星的周期、线速度、角速度都相等C.赤道上的物体和近地卫星的轨道半径相同但线速度、周期不同D.同步卫星的周期大于近地卫星的周期【答案】CD【解析】近地卫星、同步卫星的向心力是由万有引力提供，而赤道上的物体，由万有引力与支持力的合力提供，故A项错误．同步卫星、赤道上的物体的角速度相等，由v=ωr知的同步卫星线速度大于赤道上的物体的线速度，故B错误；对赤道上的物体满足，近地卫星满足，故近地卫星的线速度大于赤道上物体的线速度，选项C正确；根据万有引力提供向心力知，即r越大，T越大，同步卫星的周期大于近地卫星的周期，故D正确；故选CD．点睛：解决本题的关键掌握同步卫星的特点：同步卫星定轨道（在赤道上方），定周期（与地球的自转周期相同），定速率、定高度．以及掌握万有引力提供向心力的公式．15.由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同．已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G.假设地球可视为质量均匀分布的球体．下列说法正确的是()A.质量为m的物体在地球北极受到的重力大小为mgB.质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为mg0C.地球的半径为D.地球的密度为【答案】BCD【解析】试题分析：质量为m的物体在两极所受地球的引力等于其所受的重力，F=mg0，故A错误；质量为m的物体在地球赤道上受到的万有引力大小等于在地球北极受到的万有引力，即为mg0，故B正确；设地球的质量为M，半径为R，在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为m．物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周期等于地球自转的周期，轨道半径等于地球半径．根据万有引力定律和牛顿第二定律有；在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力即解得，故C正确；因为，所以，又因地球的体积V=πR3，所以，故D正确．故选：BCD．考点：万有引力定律的应用16.随着太空探测的发展，越来越多的“超级类地行星”被发现，某“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，下列说法正确的是()A.该星球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的倍B.该星球第一宇宙速度小于地球第一宇宙速度C.绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的倍D.绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的倍【答案】AC考点：万有引力定律的应用。【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。二、计算题17.如图甲所示，在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，然后将这个玻璃管倒置，在蜡块沿玻璃管上升的同时，将玻璃管水平向右移动．假设从某时刻开始计时，蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm，玻璃管向右匀加速平移，每1s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm.图乙中，y表示蜡块竖直方向的位移，x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移，t＝0时蜡块位于坐标原点．(1)请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹；(2)求出玻璃管向右平移的加速度大小；(3)求t＝2s时蜡块速度v的大小及方向．【答案】(1)见解析图(2)5×102m/s2(3)m/s2s末蜡块的速度v与水平成45°角斜向上【解析】试题分析：（1）如图；△x=at2则加速度（3）竖直方向上的分速度x=v0t+at2，将数值代入，x为第一段的位移，0．025m=v0×1s+×0．05m/s2×（1s）2解得：v0=0那么水平分速度vx=at=0．1m/s根据平行四边形定则得，考点：运动的合成18.某仪器在地面上受到的重力为160N，将它置于宇宙飞船中，当宇宙飞船以a＝0.5g的加速度竖直上升到某高度时仪器所受的支持力为90N，取地球表面处重力加速度g＝10m/s2，地球半径R＝6400km.求：(1)此处的重力加速度的大小g′；(2)此处离地面的高度H；(3)在此高度处运行的卫星速度v的大小．【答案】(1)0.625m/s2(2)1.92×107m(3)3.95km/s【解析】(1)由在地表仪器重160N，可知仪器质量m＝16kg①根据牛顿第二定律，有F－mg′＝ma②代入数据，得g′＝0.625m/s2③(2)设此时飞船离地高度为H，地球质量为M，该高度处重力加速度地表重力加速度⑤联立各式得⑥(3)设该高度有人造卫星速度为v，其向心力由万有引力来提供，有⑦联立⑤⑦式得v＝3.95km/s点睛：本题考查了天体运动规律，利用地球表面的重力加速度求一定高度处的重力加速度，做此类题目时要注意万有引力提供了向心力。19.宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动而不至因万有引力的作用吸引到一起．(1)试证明它们的轨道半径之比、线速度之比都等于质量的反比．(2)设两者的质量分别为m1和m2，两者相距L，试写出它们角速度的表达式．【答案】(1)见解析(2)【解析】（1）证明：两天体绕同一点做匀速圆周运动的角速度ω一定要相同，它们做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，所以两天体与它们的圆心总是在一条直线上．设两者的圆心为O点，轨道半径分别为R1和R2，如图所示．对两天体，由万有引力定律可分别列出G＝m1ω2R1①G＝m2ω2R2②所以，所以，即它们的轨道半径、线速度之比都等于质量的反比．（2）由①②两式相加得G＝ω2(R1＋R2)，因为R1＋R2＝L，所以ω＝.点睛：解决本题的关键掌握双星模型系统，知道它们靠相互间的万有引力提供向心力，向心力的大小相等，角速度的大小相等．20.如图所示，在倾角为37°的斜坡上有一人，前方有一动物沿斜坡匀速向下奔跑，速度v=15m/s，在二者相距l=30m时，此