安徽省定远重点中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题

定远重点中学20172018学年第二学期期中考试高一物理试题一、选择题(本大题共15个小题，第1至9题为单选题，第10至15题为多选题，每小题3分，共45分。)1.以下说法不符合物理学史实的是A.波兰的哥白尼提出“日心说”，认为行星和地球绕太阳做匀速圆周运动，只有月亮环绕地球运行B.1687年德国天文学家开普勒正式发表万有引力定律C.万有引力定律发表100多年后，英国物理学家卡文迪许实验室通过扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量．D.英国天文学家哈雷根据万有引力定律计算了一颗著名彗星的轨道并正确预言了它的回归【答案】B【解析】【详解】试题分析：B选项中，天文学家牛顿发表万有引力定律，B错．考点：物理学史2.地球赤道上的重力加速度为g=9.8m/s2，物体在赤道上的向心加速度约为an=3.39cm/s2，若使赤道上的物体处于完全失重状态，则地球的转速应为原来的（）A.17倍 B.49倍 C.98倍 D.289倍【答案】A【解析】【详解】地球赤道上的物体受到万有引力，则有则有角速度设赤道上的物体完全失重状态下角速度为，万有引力等于向心力角速度后来的角速度与原来角速度之比倍A正确，BCD错误。故选A。3.如图所示，物体B沿水平桌面以速度v向左匀速运动，经跨过定滑轮的细绳拉动物体A沿竖直固定杆上滑，已知B与定滑轮之间的细绳始终水平，当A与定滑轮之间的细绳与水平方向成θ角时，物体A的运动速度为（）A.vcosθ B. C.vsinθ D.【答案】D【解析】【详解】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向的两个分速度，如图所示：

根据平行四边形定则得v=vAsinθ解得故选D。4.如图所示，水平地面上有一个坑，其竖直截面为半圆，O为圆心，且AB为沿水平方向的直径，圆弧上有一点C，且∠COD=60°。若在A点以初速度沿AB方向平抛一小球，小球将击中坑壁上的最低点D；若在C点以初速度沿BA方向平抛的小球也能击中D点．重力加速度为g，圆的半径为R，下列正确的是（）A. B. C. D.【答案】A【解析】【详解】A．在A点以速率沿AB方向抛出一小球，小球能击中D点，根据平抛运动的分位移公式，有水平方向竖直方向联立解得A正确；B．在C点以速率沿BA方向抛出小球时，也能击中D点，根据平抛运动，有水平方向竖直方向联立解得B错误；CD．根据整理可以得CD错误。故选A。【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，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，根据平抛运动的分位移公式列式求解半径R；根据水平分位移确定运动的时间，求出初速度之比。5.如图所示，两次渡河时船相对于静水的速度大小和方向都不变。已知第一次实际航程为A至B，位移为x1，实际航速为v1，所用时间为t1，由于水速增大，第二次实际航程为A至C，位移为x2，实际航速为v2，所用时间为t2则（）A.t2>t1，v2= B.t2>t1，v2=C.t2=t1，v2= D.t2=t1，v2=【答案】C【解析】【分析】【详解】设河宽为d，船自身的速度为v，与河岸上游的夹角为θ，对垂直河岸的分运动，过河时间则t1=t2对两次的合运动，过河时间相等解得故选C。6.如图所示，一光滑轻杆沿水平方向放置，左端O处连接在竖直的转动轴上，a、b为两个可视为质点的小球，穿在杆上，并用细线分别连接Oa和ab，且Oa=ab，已知b球质量为a球质量的3倍.当轻杆绕O轴在水平面内匀速转动时，Oa和ab两线的拉力之比为A.1：3 B.1：6 C.4：3 D.7：6【答案】D【解析】【详解】对a球有：，对b球有：，因为，所以，解得，故D正确，A.BC错误；故选D7.随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的，则下列判断正确的是：（）A.该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期B.某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍C.该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D.绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同【答案】C【解析】【详解】根据，解得：，而不知道同步卫星轨道半径的关系，所以无法比较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系，故A错误；根据，解得：，所以，故B错误；根据解得：，所以，故C正确；根据C分析可知：，轨道半径相同，但质量不同，所以速度也不一样，故D错误．8.如图所示，将篮球从同一位置斜向上抛出，其中有两次篮球垂直撞在竖直墙上，不计空气阻力，则下列说法中正确的是A.从抛出到撞墙，第二次球在空中运动的时间较短B.篮球两次撞墙的速度可能相等C.篮球两次抛出时速度的竖直分量可能相等D.抛出时动能，第一次一定比第二次大【答案】A【解析】【分析】【详解】A．篮球做斜上抛运动，因为两次都是垂直撞在竖直墙上，所以可以把两次运动看成平抛运动的逆运动，即水平方向匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动，根据竖直位移越小时间越短，故Ａ正确；B．根据，水平位移相同，时间越短，水平速度越大，所以第二次撞墙速度大，故Ｂ错误；C．根据，时间越长，竖直速度越大，故Ｃ错误；D．第二次水平分速度较大，竖直分速度却较小，根据速度的合成可知，不能确定抛出时的速度大小，动能大小不能确定，可能相等，故D错误。故D错误。故选A。9.质量为m的小球，用一条绳子系在竖直平面内做圆周运动，小球到达最高点时的速度为v，到达最低点时的速变为，则两位置处绳子所受的张力之差是（）A.6mg B.5mg C.4mg D.2mg【答案】A【解析】【详解】在最高点，小球受重力和绳子的拉力T1，合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：在最低点，重力和拉力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：最低点速度：两位置处绳子所受张力之差为：，联立解得：，故选项A正确．点睛：本题关键是明确在最高点和最低点小球的合力提供向心力，然后根据牛顿第二定律列式求解出两个拉力，得到拉力之差．10.飞船B与空间站A交会对接前绕地球做匀速圆周运动的位置如图所示，虚线为各自的轨道，则（）A.A的周期大于B的周期B.A的加速度大于B的加速度C.A的运行速度大于B的运行速度D.A、B的运行速度小于第一宇宙速度【答案】AD【解析】【详解】A．根据周期飞船B的轨道半径小于空间站A的轨道半径，所以A的周期大于B的周期，A正确；B．根据解得飞船B的轨道半径小于空间站A的轨道半径，所以A的加速度小于B的加速度，B错误；C．根据解得飞船B的轨道半径小于空间站A的轨道半径，所以A的运行速度小于B的运行速度，C错误；D．第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，所以A、B的运行速度小于第一宇宙速度，D正确。故选AD。11.如图所示物体从斜面上的Q点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的P点，若传送带顺时针转动，再把物块放到Q点自由滑下，那么（）A.它可能落在P点B.它可能落在P点左边C.它不可能落在P点右边D.它可能落到P点右边【答案】AD【解析】【详解】如果物块滑到传送带上的速度等于传送带速度时，物块与传送带之间没有摩擦力作用，物块与传送带共速做匀速运动，离开传送带做平抛的初速度比传送带不动时的大，水平位移也大，所以落在P点的右边；当物块滑到底的速度小于传送带的速度，有两种情况，一是物块始终做匀加速运动，二是物块先做加速运动，当物块速度等于传送带的速度时，物体做匀速运动，这两种情况落点都在P点右边；当物块滑上传送带的速度大于传送带的速度，有两种情况，一是物块一直减速，二是先减速后匀速，第一种落在P点，第二种落在P点的右边，故AD正确，BC错误。故选AD。12.探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，最终进入距月球表面高为h的圆形工作轨道．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的是()A.飞行试验器在工作轨道上的加速度为B.飞行试验器绕月球运行的周期为C.飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为D.月球的平均密度为【答案】AD【解析】【详解】A.根据万有引力与星球表面重力相等得：，根据牛顿第二定律得：飞行试验器在工作轨道上的加速度，故A正确；B.飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力：，得，故B错误；C.飞行器工作轨道上的绕行速度满足，得，故C错误；月球的密度，故D正确．故选AD．【点睛】根据万有引力与星球表面重力相等列出等式，根据牛顿第二定律得出飞行试验器在工作轨道上的加速度；飞行器绕月运行时万有引力提供圆周运动向心力列出等式求解；根据万有引力提供向心力，推导出线速度求解；根据密度定义求解．13.如图所示，材料相同的A、B、C三个物体放在水平圆台上，A的质量为2m，B和C质量都为m，A、B与轴O的距离均为r，C与轴O的距离为2r．当圆台匀速旋转时，A、B、Ｃ均没滑动，则（）A.C的向心加速度最大B.B受到静摩擦力最小C.当圆台转速逐渐增大时，B比A先滑动D.当圆台转速逐渐增大时，C比B先滑动【答案】ABD【解析】【分析】【详解】A．三个物体都做匀速圆周运动，角速度相等，向心加速度an=ω2r可见，半径越大，向心加速度越大，所以C物的向心加速度最大，故A正确．B．三个物体的合力都指向圆心，对任意一个受力分析可知，支持力与重力平衡，由静摩擦力f提供向心力，则得f=Fn．根据题意rC=2rA=2rB=2r由向心力公式Fn=mω2r得三个物体所受的静摩擦力分别为fA=（2m）ω2r=2mω2rfB=mω2rfC=mω2（2r）=2mω2r故B物受到的静摩擦力最小，故B正确．CD．物体在转盘上将要滑动时，则最大静摩擦力等于向心力，即可得最大角速度为因AB转动半径相同，则最大角速度相同，即当角速度变大时，AB同时产生滑动；C的转动半径大于B，可知C的最大角速度较小，即当转速增加时C比B先滑动，故D正确，C错误；故选ABD．14.如图所示，相距的两小球A、B位于同一高度(、均为定值)。将A向B水平抛出的同时，B自由下落。A、B与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则A.A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度B.A、B在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰C.A、B不可能运动到最高处相碰D.A、B一定能相碰【答案】AD【解析】【详解】A、B在竖直方向做自由落体运动，两球从同一高度下落，由自由落体公式可知，两球落地的时间在同一时刻下落到同一高度，若A的水平速度则两球在落地之前相碰。所以A、B在第一次落地前能否相碰，取决于A的初速度。若，两球落地之后反弹两球竖直方向速度大小不变，A水平方向速度不变，在水平方向始终匀速直线运动，两球在竖直方向做完全相同的竖直上抛运动，如此往复，两球在竖直方向同一时刻在同一高度当时间满足此时两球相碰。故选AD。15.小球质量为m，用长为L的轻质细线悬挂在O点，在O点的正下方处有一钉子P，把细线沿水平方向拉直，如图所示，无初速度地释放小球，当细线碰到钉子的瞬间，设线没有断裂，则下列说法正确的是A.小球的角速度突然增大B.小球的瞬时速度突然增大C.小球的向心加速度突然增大D.小球对悬线的拉力保持不变【答案】AC【解析】【分析】【详解】AB．把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放，当悬线碰到钉子的前后瞬间，由于绳子拉力与重力都与速度垂直，所以不改变速度大小，即线速度大小不变，而半径变为原来的一半，根据则角速度增大到原来的2倍，A正确，B错误；C．当悬线碰到钉子后，半径是原来的一半，线速度大小不变，则由分析可知，向心加速度突然增加为碰钉前的2倍，C正确；D．根据牛顿第二定律得得r变小，其他量不变，则绳子的拉力T增大，D错误。故选AC。二、实验题(本大题共2个小题，每小题2分，共16分。)16.某物理小组的同学设计了一个粗制玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器（圆弧部分的半径为R=0.20m）.完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图（a）所示，托盘秤的示数为1.00kg；(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图（b）所示，该示数为_____kg;(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧，此过程中托盘秤的最大示数为m；多次从同一位置释放小车，记录各次的m值如下表所示：序号12345m（kg）1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_____N；小车通过最低点时的速度大小为_______m/s.（重力加速度大小取9.80m/s2，计算结果保留2位有效数字）【答案】①.1.40②.7.9③.1.4【解析】【分析】【详解】（1）[1]根据量程为10kg，最小分度为0.1kg，注意估读到最小分度的下一位，为1.40kg（2）[2]根据表格知最低点小车和凹形桥模拟器中质量的平均值解得[3]根据牛顿运动定律知代入数据解得17.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线___________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛___________。（2）图乙是正确实验取得的数据，其中O为拋出点，则此小球作平抛运动的初速度为___________m/s。（g取9.8m/s2）（3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每小格的边长L=5cm，通过实验记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平拋运动的初速度为___________m/s，B点的竖直分速度为___________m/s。（g取10m/s2）【答案】①.水平②.初速度相同③.1.6④.1.5⑤.2【解析】【详解】（1）[1]为了保证小球的初速度水平，斜槽末端切线应水平。[2]每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同。（2）[3]分析图乙，O点为抛出点，取坐标点：x=32.00cm=0.32m，y=19.6cm=0.196m，在竖直方向上则有水平方向上则有x=v0t代入数据解得小球平抛初速度（3）[4]分析图丙L=5cm=0.05m，由图可知，小球由A到B和由B到C在水平方向位移相等，均为3L，则运动时间T相等，在竖直方向，由图示可知，由匀变速直线运动的推论可得初速度[5]根据匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可知，在B点竖直分速度.三、解答题(本大题共3个小题，共39分。)18.我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入。（1）若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，月球绕地球运动的周期为，月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径。（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面高度为的某处以速度水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为。已知月球半径为，引力常量为，试求出月球的质量。【答案】（1）（2）【解析】【详解】(1)设地球质量为M，根据万有引力定律及向心力公式得：万有引力等于重力：联立解得：(2)设月球表面处的重力加速度为，小球飞行时间为根据题意得：下落高度：万有引力等于重力：联立解得：19.如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.25kg的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的角速度增加到开始时角速度的2倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大30N，求：（1）线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；（2）线断开的瞬间，小球运动的线速度；（3）如果小球离开桌面时，速度方向与桌边线的夹角为53°，桌面高出地面0.8m，则小球飞出后的落地点距桌边线的水平距离。【答案】（1）40N；（2）4m/s；（3）1.28m【解析】【分析】（1）线末断开前，由线的拉力提供向心力，由题意：小球的转速增加到开始时转速的2倍时细线断开，根据向心力公式可得到线断开时线的拉力与原来拉力的倍数，结合条件：线断开前的瞬间线的拉力比开始时大30N，即可求出线断开前的瞬间线的拉力大小；（2）由向心力公式求出小球的速度大小；（3