福建省师大附中2017-2018学年高一下学期期中考试（平行班）物理试题

福建省师大附中20172018学年高一下学期期中考试物理试题（平行班）一、选择题1.下列说法正确的是A.做曲线运动的物体的加速度一定是变化的B.做匀速圆周运动物体的机械能一定守恒C.做曲线运动的物体所受合外力方向一定改变D.做匀速圆周运动物体的加速度方向一定垂直于速度方向【答案】D【解析】A、物体做曲线运动的条件合力方向与速度方向不在同一条直线上，合外力可能是恒力，比如平抛运动，加速度不变，故AC错误；

B、做匀速圆周运动物体的机械能不一定守恒，如在竖直方向的匀速圆周运动，动能不变，重力势能变化，故B错误；

D、匀速圆周运动物体的加速度方向指向圆心，一定垂直于速度方向；故D正确。点睛：解决本题关键要掌握物体做曲线运动的条件和机械能守恒的条件，可以通过举实例的方法分析这类抽象的问题。2.如图所示，在地球轨道外侧有一小行星带．假设行星带中的小行星都只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是A.小行星带内侧行星的加速度小于外侧行星的加速度B.与太阳距离相等的每一颗小行星，受到太阳的引力大小都相等C.各小行星绕太阳运行的周期大于一年D.小行星带内各行星绕太阳公转的线速度均大于地球公转的线速度【答案】C【解析】小行星带内侧行星受到太阳的万有引力大于外侧行星的万有引力，所以小行星带内侧行星的加速度大于外侧行星的加速度，所以A错误；根据，可得，可知卫星轨道半径越大，周期越大，因为地球的周期为一年，而小行星的轨道半径大于地球的轨道半径，则各小行星绕太阳运动的周期大于一年，故C正确；由于每颗小行星的质量不一定相等，故与太阳距离相等的每一颗小行星，受到太阳的引力大小都不一定相等，选项B错误；，可得可知轨道半径越大，线速度越小，所以小行星带内各行星绕太阳公转的线速度均小于地球公转的线速度，故D错误。3.在水平面上固定两个相互紧靠的三角形斜面，将a、b、c三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右做平抛运动，落在斜面上时的落点如图所示，小球a落点距水平面的高度最低，小球c最高，下列判断正确的是A.小球c的初速度最小B.小球a的飞行时间最长C.小球c的整个飞行过程速度变化量最大D.若减小小球a的初速度，其整个飞行过程速度变化量增大【答案】B【解析】A、B、三个小球做的都是平抛运动，从图中可以发现落在a点的小球下落的高度最大，落在c点的小球下落的高度最小，由，得，所以小球落在a点的飞行时间最长，落在c点的飞行时间最短，由，得，知小球c的水平位移最大，飞行时间最短，则小球c的初速度最大，A错误；B正确；C、小球做的是平抛运动，加速度为g，速度的变化量为，所以c球的速度变化最小，a球的速度变化量最大，C错误；D、若减小小球a的初速度，飞行时间减小，速度变化量减小，D错误；故选B。4.科学家们通过研究发现，地球的自转周期在逐渐增大，假设若干年后，地球自转的周期为现在的k倍(k>1)，地球的质量、半径均不变，则下列说法正确的是A.相同质量的物体，在地球赤道上受到的向心力大小不变B.相同质量的物体，在地球赤道上受到的万有引力比现在的小C.地球同步卫星的轨道半径为现在的k倍D.近地卫星的轨道半径不变【答案】D【解析】A、根据向心力公式：，由于地球的自转周期T在逐渐增大，故向心力逐渐减小，故选项A错误；B、根据万有引力定律可知：，由于二者的质量、距离都不发生变化，故万有引力不变，根据选项B错误；C、设同步卫星的轨道半径为R，则由万有引力提供向心力：可以得到：，则地球同步卫星的轨道半径为现在的倍，故选项C错误；D、近地卫星为在地球表面附近运行的卫星，其轨道半径等于地球本身的半径，根据题意可知地球半径不变，故近地卫星的轨道半径不变，故选项D正确。点睛：根据向心力公式和万有引力公式来判断其变化，再依据引力提供向心力，即可判定同步卫星的轨道半径的倍数关系。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>vBB.ωA＝ωBC.aA>aBD.FA<FB【答案】A【解析】小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，均由斜面的支持力的合外力作为向心力，如图所示，作出合力：由于A和B的质量相同，小球A和B所受的合外力大小相同，即它们做圆周运动时的向心力大小是相同的，即。

由向心力的计算公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大、角速度越小，向心加速度大小相等，所以有，，，故A正确，BCD错误。点睛：对物体受力分析，确定合外力和向心力的关系是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小相同也是解题的关键。6.一条小河宽90m，水流速度8m/s，一艘快艇在静水中的速度为6m/s，用该快艇将人员送往对岸，则该快艇A.渡河的时间可能少于15sB.渡河时间随河水流速加大而增加C.以最短位移渡河，位移大小为90mD.以最短时间渡河，沿水流方向位移大小为120m【答案】D【解析】当静水速的方向与河岸垂直时,渡河时间最短,为：，A错误；渡河时间等于河宽与静水速沿垂直河岸方向分速度的比值，与河水流速无关，B错误；由于水流速度大于在静水中的速度，快艇不可能垂直河岸过河，位移一定大于90m，C错误；当以最短时间渡河时，沿水流方向位移大小为：，D正确。故选：D。【名师点睛】当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，从而即可求解；水流速度大于在静水中的速度时，快艇才可能垂直河岸过河。7.如图所示，A、B两卫星绕地球运行，运动方向相同，此时两卫星距离最近，其中A是地球同步卫星，轨道半径为r．地球自转周期为T，若经过时间t后，A、B第一次相距最远，则卫星B的周期为A.B.C.D.【答案】C【解析】卫星A的运行周期等于地球自转周期T．设卫星B的周期为,当卫星卫星B比A多转半周时，A、B第一次相距最远，则有：，解得：,故ABD错误，C正确。点睛：本题是万有引力定律和圆周运动知识的综合应用，当卫星B比A多转半周时，A、B第一次相距最远，由此求得卫星B的周期。8.如图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其速度图象v﹣t如图乙所示。同时人顶杆沿水平地面运动的位移图象x﹣t如图丙所示。若以地面为参考系，则下列说法中正确的是A.猴子的运动轨迹为直线B.猴子在0~2s内做匀变速曲线运动C.t=0时猴子的速度大小为8m/sD.t=1s时猴子的加速度大小为4m/s2【答案】BD【解析】由乙图知，猴子竖直方向上做匀减速直线运动，加速度竖直向下．由丙图知，猴子水平方向上做匀速直线运动，则猴子的加速度竖直向下，与初速度方向不在同一直线上，故猴子在2s内做匀变速曲线运动．故A错误，B正确．st图象的斜率等于速度，则知猴子水平方向的初速度大小为vx=4m/s，竖直方向分速度vy=8m/s，t=0时猴子的速度大小为：．故C错误．vt图象的斜率等于加速度，则知猴子的加速度大小为：．故D正确．故选BD．点睛：解决本题的关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀加速直线运动，会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况．9.如图所示，a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体，b为处于地面附近近地轨道上的卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g.则下列说法正确的是A.a和b的向心加速度都等于重力加速度gB.b的线速度最大C.c距离地面的高度不是一确定值D.d的机械能最大【答案】BD【解析】A、同步卫星的周期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，根据知，c的向心加速度大。由牛顿第二定律得：，解得：，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；

B、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，由于，则，a与c的角速度相等，则，故可知b的线速度最大，故B正确；

C、c是同步卫星，同步卫星相对地面静止，c的轨道半径是一定的，c距离地面的是一确定值，故C错误；

D、若要将卫星的轨道半径增大，卫星必须加速，必须有外力对卫星做正功，则根据能量守恒可知机械能增大，所以d的机械能最大，故D正确。点睛：对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力列式分析各量之间的关系，并且要知道地球同步卫星的条件和特点。10.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处于完全失重状态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】ABD【解析】A．卫星在轨道上运动有，在轨道上经过点有，因为万有引力大小相同，故在轨道上的速度小于在轨道上经过点的速度，故A正确；B．卫星在轨道上运动，万有引力完全提供圆周运动向心力，故卫星中仪器处于完全失重状态，故B正确；C．卫星从轨道变轨到轨道的过程中卫星轨道要减小做近心运动，提供的向心力大于所需向心力．又因在轨道上运动时万有引力和向心力相等，故变轨时需在点做减速运动，使得卫星满足，做近心运动，故C正确；D．依据牛二定律，由于半径不变，故相同，故D正确．故选ABCD．【点睛】卫星在轨道上运动，万有引力完全提供圆周运动向心力，卫星从轨道变轨到轨道的过程中卫星轨道要减小做近心运动，提供的向心力大于所需向心力。11.一质量为m的质点以速度v0做匀速直线运动，在t＝0时开始受到恒力F作用，速度大小先减小后增大，其最小值为v＝0.5v0，由此可判断A.质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动B.质点受力F作用后可能做圆周运动C.t＝0时恒力F与速度v0方向间的夹角为60°D.时，质点速度最小【答案】AD【解析】A、在时开始受到恒力F作用，加速度不变，做匀变速运动，若做匀变速直线运动，则最小速度可以为零，所以质点受力F作用后一定做匀变速曲线运动，故A正确；

B、物体在恒力作用下不可能做圆周运动，故B错误；

C、设恒力与初速度之间的夹角是，最小速度：

可知初速度与恒力的夹角为钝角，所以是，故C错误；

D、在沿恒力方向上有：，解得：，故D正确。点睛：由题意可知，物体做类平抛运动，根据运动的合成与分解，结合力的平行四边形定则与运动学公式，即可求解。12.如图所示，不可伸缩、质量不计的细线跨过同一高度处的两个光滑轻质定滑轮连接着质量相同的物体A和B，A套在固定的光滑水平杆上，物体、细线、滑轮和杆都在同一竖直平面内，水平细线与杆的距离h＝0.2m．当倾斜细线与杆的夹角α＝53°时，同时无初速度释放A、B．关于此后的运动过程，下列判断正确的是(cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，重力加速度g取10m/s2)A.当53°＜α＜90°时，A、B的速率之比vA∶vB＝1∶cosαB.当53°＜α＜90°时，A、B的速率之比vA∶vB＝cosα∶1C.A能获得的最大速度为1m/sD.A能获得的最大速度为【答案】AC【解析】A、将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，有：，则，故A正确，B错误；

C、A、B组成的系统机械能守恒，当时，A的速率最大，此时B的速率为零。根据系统机械能守恒有：，解得，故C正确，D错误。点睛：解决本题的关键知道A沿绳子方向上的分速度等于B的速度大小，以及知道A、B组成的系统机械能守恒。二、实验题13.一小球在某未知星球上作平抛运动，现对小球在有坐标纸的背景屏前采用频闪数码照相机连续拍摄，然后对照片进行合成，如图所示．A、B、C为连续三次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图所示，已知该照片的实际背景屏方格的边长均为，不计空气阻力，则由以上及图信息可推知：（1）小球平抛的初速度大小是__m/s；（2）该星球表面的重力加速度为__m/s2；（3）小球在B点时的速度大小是__m/s．（4）若取A为坐标原点，水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，建立直角坐标系，则小球做平抛运动的初位置坐标为：x=____cm，y=____cm．【答案】(1).1.6m/s(2).8m/s2(3).1.6m/s(4).x=﹣16cm(5).y=﹣4cm【解析】（1）根据题意：照相机连续拍照的时间间隔是根据水平方向为匀速运动，则：；（2）竖直方向上有：，解得：；（3）B点竖直方向上的分速度为：则有：；（4）设由平抛运动的初位置到B点时间为，则：，即：则平抛运动的初位置到A点的水平距离为：则平抛运动的初位置到A点的竖直距离为：则小球做平抛运动的初位置坐标为：，。点睛：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进行求解。三、计算题14.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＝10m/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）（2）7.9km/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：，。............15.在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示．P是个微粒源，能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒，高度为h的探测屏AB竖直放置，离P点的水平距离为L，上端A与P点的高度差也为h，已知重力加速度为g（1）若微粒打在探测屏AB的中点，求微粒在空中飞行的时间；（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围；【答案】（1）（2）得(2)设打在B处的初速度为v1，打在A处的初速度为v2，根据平抛运动规律得得得微粒的初速度范围16.如图所示的装置可绕竖直轴OO′转动，可视为质点的小球A与细线AC、AB连接后分别系于B、C两点，装置静止时细线AB水平，细线AC与竖直方向的夹角θ＝37°.已知小球的质量m＝1kg，细线AC长l1＝1m，细线AB长l2＝0.2m，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.（1）若装置匀速转动的角速度为ω1时，细线AB上的张力为零而细线2与竖直方向的夹角仍为37°，求角速度ω1的大小；（2）若装置匀速转动的角速度，求细线AC与竖直方向的夹角．【答案】（1）（2）530【解析】（1）当细线AB上的张力为零时，小球的重力和细线AC对小球的拉力的合力提供小球做圆周运动的向心力，即，解得：；（2）当时，由于，故小球应向左上方摆起由几何关系可知，小球未向左上方摆起时，A点距C点的水平距离为：摆起后，假设细线AB的张力仍为零，设此时细线AC与竖直轴的夹角为则可得：代入数据可得：，即：由几何关系可知，此时A点距C点的水平距离为而：，说明此时细线AB恰好竖直且细线的拉力为零故细线AC与竖直方向的夹角：。点睛：在求解匀速圆周运动的