【解析】湖北省神农架林区高级中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题含解析.doc

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1、神农架高中20172018学年度高一下学期期中考试物理试题一、选择题（16题为单选题，每题4分；710题为多选题，每题6分；共48分）1. 一木块从固定半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，由于摩擦力的作用使得木块速率不变，则木块在下滑过程中（）A. 加速度大小不变 B. 加速度越来越大C. 摩擦力大小不变 D. 向心力越来越大【答案】A【解析】木块做匀速圆周运动，根据知，加速度大小不变，故A正确，B错误木块做匀速圆周运动，在切线方向的合力为零，设木块与圆心连线与竖直方向的夹角为，根据mgsin=f知，下滑过程中，减小，摩擦力f减小，故C错误根据知，木块的速度大小不变，则向心力不变，故D错误故

2、选A点睛：解决本题的关键知道物体做圆周运动，指向圆心的合力提供向心力，切线方向的合力改变速度的大小，若物体做匀速圆周运动，切线方向的合力为零2. 我国发射“天宫二号”空间实验室，之后又发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是( )A. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D. 飞船先

3、在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【答案】DC、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，飞船的轨道半径会越来越小，无法与空间实验室对接，故C项错误。D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上适时加速，加速后飞船轨道半径逐渐变大并逐渐靠近空间实验室，在二者速度接近时实现对接，故D项正确。综上所述本题答案是：D3. 如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是（ ）A. 货箱向上运动的速度大于vB. 缆绳中

4、的拉力FT 等于（M+m）gC. 货箱向上运动的速度等于vcosD. 货物对货箱底部的压力等于mg【答案】C【解析】试题分析：将货车的速度进行正交分解，如图所示：由于绳子不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着绳子方向的分量相等，故：v1=vcos由于不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，加速度向上；货箱和货物整体向上做加速运动，大小小于v，故A错误；货箱和货物整体向上做加速运动，故拉力大于（M+m）g，故B错误；货箱的速度为vcos，故C正确；货箱和货物整体向上做加速运动，加速度向上，是超重，故箱中的物体对箱底的压力大于mg，故D错误；故选C。考点：运动的分解；牛顿第二定律的

5、应用4. 如图所示，河的宽度为L，河水流速为v，甲、乙两船均以相同的静水中速度同时渡河。出发时两船相距2L，甲、乙船头均与岸边成60角，且乙船恰好能直达正对岸的A点。则下列判断正确的是（ ）A. 甲船正好也在A点靠岸B. 甲船在A点左侧靠岸C. 甲、乙两船可能在未到达对岸前相遇D. 甲、乙两船到达对岸前一定相遇【答案】B5. 如图所示，A,B两质点从同一点O分别以相同的水平速度v0沿x轴正方向抛出，A在竖直平面内运动，落地点为P1；B沿光滑斜面运动，落地点为P2，P1和P2在同一水平面上，不计阻力，则下列说法正确的是()A. A、B的运动时间相同 B. A、B沿x轴方向的位移相同C. A、B运

6、动过程中的加速度大小相同 D. A、B落地时速度大小相同【答案】D【解析】对于A球，根据h=gta2得：ta=；对于B球，设斜面坡角为，在沿斜面向下方向上有：；解得：，可知tbta故A错误在x轴方向上，有x=v0t，知b沿x轴的位移大于a沿x轴的位移故B错误根据动能定理得，因为只有重力做功，且重力做功和初动能相等，则末动能相等，所以a、b落地时的速度大小相等，速度方向显然不平行（不共面）故C D正确故选CD点睛：解决本题的关键掌握处理类平抛运动的方法，通过水平方向和沿斜面向下方向的规律进行分析求解对于D选项，也可以通过动能定理进行分析6. 质量为M的球用长l的悬绳固定于O点，在O点正下方，l/

7、2处有一颗钉子，把悬绳拉直与竖直方向成一定角度，由静止释放小球，如图所示，当悬线碰到钉子时，下列说法正确的是( )A. 小球的速度突然减小B. 小球的向心加速度突然变小C. 小球的角速度突然增大D. 悬线的张力突然减小【答案】C【解析】当悬线碰到钉子时，小球的速度不发生变化，A错误；根据，半径减小，则加速度变大，B错误；由，半径变小，角速度变大，C正确；由，速度不变，半径变小，张力变大，D正确。7. 如图，通过皮带传动的两个皮带轮（皮带和轮不发生相对滑动），大轮的半径是小轮半径的2倍A、B分别是大小轮边缘上的点，则A、B的线速度v、角速度之比是( )A. vA：vB =1：1 B. vA：vB

8、 =1：2 C. A：B=1：1 D. A：B=1：2【答案】AD【解析】AB两点为共线关系，线速度相同，A对；由w=v/r可知加速度关系为A：B=1：2，D对；8. 2015年12月10日，我国成功将中星1C卫星发射升空，卫星顺利进入预定转移轨道如图所示是某卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星远地点P距地心O的距离为3R.则（ ）A. 卫星在远地点的速度大于B. 卫星经过远地点时速度最小C. 卫星经过远地点时的加速度大小为D. 卫星经过远地点时加速，卫星将不能再次经过远地点【答案】BC【解析】若卫星以半径为3R做匀速圆周运动，则，在根据，整理可以

9、得到，由于卫星到达远地点P后做近心椭圆运动，故在P点速度小于，故A错误；根据半径与速度的关系可以知道，半径越大则速度越小，故远地点速度最小，故B正确；根据，则在远地点，故C正确；卫星经过远地点时加速，则可以以半径为3R做匀速圆周运动，则可以再次经过远地点，故D错误【点睛】解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，以及知道变轨的原理，当万有引力小于向心力，做离心运动，当万有引力大于向心力，做近心运动9. a、b、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，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为v1，c是地球同步卫星，离地心距离为r，运

10、行速率为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如下图，地球的半径为R，则有()A. a的向心加速度等于重力加速度gB. d的运动周期有可能是20小时C. D. 【答案】CD【解析】A项：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的向心加速度大由，可知，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项：由开普勒第三定律知，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B错误；C项：同步卫星的周期必须与地球自转周期

11、相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=2r知，故C正确；D项：根据公式可知，故D正确。点晴：同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据a=2r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。10. 如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为和，筒内壁点的高度为筒高的一半内壁上有一质量为的小物块随圆锥筒一起做匀速转动，则下列说法正确的是（）A. 小物块所受合外力指向点B. 当转动角速度时，小物块不受摩擦力作用C. 当转动角速度时，小物块受摩擦力方向由指向D. 当转动角速度时，小物块受摩擦力方向由指向【答案】BC【解析】试题分

12、析：当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，由重力和支持力的合力提供物块的向心力，根据角速度大小可求得向心力大小；再由受力分析可明确小球是否受到摩擦力要使小球随圆锥筒一起做匀速圆周运动，则应用指向圆心的向心力；故小球受到的合外力应指向圆周运动所在的平面中心，故应水平指向方向，故A错误；当小球受到重力与支持力的合力指向圆心时，小球不受摩擦力；如图所示，合力，由几何关系可知，物体的半径为，则由可知，故当角速度时，小物块不受摩擦力作用，故B正确；当转动角速度时，小物块受到的向心力大于F，故物块有向外的运动趋势，故小物块受到沿AO方向的摩擦力，故C正确D错误二、实验题（20分）11. 我国

13、航天计划的下一个目标是登上月球，当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：A计时表一只；B弹簧测力计一把；C已知质量为m的物体一个；D天平一只(附砝码一盒)。已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R 及月球的质量M(已知万有引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为_和_、_(用选项符号表示)；(2)两次测量的物理量是_和_；(3)试用所给物理量的符号分别写出月球半径R和质量M的表达式R_，M_。【答案】 (1). (1)A, (2). B, (3). C (4). (2)绕行时的周期T， (5). 着陆后物体的重力F， (

14、6). (7). 【解析】（1）重力等于万有引力，万有引力等于向心力：由以上两式解得，由牛顿第二定律，因而需要用计时表测量周期T，用天平测量质量，用弹簧秤测量重力，故选ABC（2）由第一问讨论可知，需要用计时表测量周期T，用天平测量质量，用弹簧秤测量重力；故答案为：飞船绕月球表面运行的周期T，质量为m的物体在月球上所受的重力F（3）由三式可解得12. 甲同学采用频闪照相法研究平抛运动。图为小球做平抛运动时所拍摄的闪光照片的一部分，小方格的边长为5cm，则A、B两点之间的时间间隔是_s ，小球的初速度大小为 _ m/s，小球在B点时的瞬时速度大小为 _ m/s,以A点为坐标原点，建立直角坐标系，

15、水平向右为x轴正方向，竖直向下为y轴正方向，则抛出点的坐标为_。（g=10m/s2）【答案】 (1). 0.1 (2). 1.5 (3). 2.5 (4). (-15cm,-5cm)【解析】小球在竖直方向上做自由落体运动，根据逐差公式可得，解得，B点为竖直位移AC的中间时刻，故，小球在水平方向上做匀速直线运动，故平抛初速度；所以小球在B点的瞬时速度为；从抛出点到B的时间为；从抛出点到B点的水平位移为；故从抛出点到B点的竖直位移为；因AB的水平位移为，而竖直位移为，所以，抛出点坐标为：（-15cm，-5cm）【点睛】平抛运动可以看作是两个分运动的合成：一是水平方向的匀速直线运动，其速度等于平抛物

16、体运动的初速度；另一个是竖直方向的自由落体运动利用铅笔确定做平抛运动的小球运动时若干不同位置，然后描出运动轨迹，测出曲线上任一点的坐标x和y，利用公式和就可求出小球的水平分速度，即平抛物体的初速度三、计算题（42分）13. 天文学家将相距较近，仅在彼此间的万有引力作用下运行的两颗恒星称为双星双星系统在银河系中很普遍，科学家发现有两个未知星体在引力作用下绕O点做匀速圆周运动，如图所示.星球p和q两者之间距离为d，p、q和O三点始终共线，引力常量为G，星球p和q质量分别为m1和m2.求两星球做圆周运动的周期T.【答案】【解析】两星做圆周运动的向心力由万有引力提供得又r1+r2=d联立解得代入上式：

17、解得14. 一颗距离地面高度等于地球半径R0的圆形轨道地球卫星，卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g（1）求出卫星绕地心运动周期T；（2）设地球自转周期为T0，该卫星圆周运动方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是多少？如图中赤道上的人在B1点时恰可收到在A1点的卫星发射的微波信号【答案】(1) (2)【解析】试题分析：（1）根据万有引力定律可得：解得：（2）设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位置，最后在B2位置看到卫星从A2位置消失，OA1=2OB1有A1OB1=A2OB2=/3从B1到B2时间为t则考点：万有引力定律定律的应用【

18、名师点睛】此题是万有引力定律的应用习题；注意在地球的质量不知而地球表面的重力加速度已知的情况时，要用黄金代换公式表示地球的质量，这是我们经常使用的方法，要注意掌握，同时要充分利用几何关系15. 如图所示，V形细杆AOB能绕其对称轴OO转动，OO铅竖直方向，V形杆的两臂与转轴间的夹角均为=450.两质量均为m=0.1kg的小环，分别套在V形杆的两 臂上，并用长为L=1.2m、能承受最大拉力Fm=4.5N的轻质细线连结，环与细杆两臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍.当杆以角速度转动时，细线始终处于水平状态，取 g=10m/s2. (1) 求杆转动角速度的最小值；(2) 将杆的角速度从最小值

19、开始缓慢增大，直到细线断裂，写出此过程中细线拉力随角速度变化的函数关系式。【答案】(1)(2);【解析】（1）角速度最小时，fmax沿杆向上，此时绳处于松弛状态则竖直方向由平衡条件得FNsin45+fmaxcos45=mg，水平方向由牛顿第二定律得FNcos45-fmaxsin45=m12r，且fmax=0.2FN，r= ，解得1= 3.33rad/s（2）当fmax沿杆向下时，绳仍处于松弛状态，有竖直方向由平衡条件得FNsin45=fmaxcos45+mg，水平方向由牛顿第二定律得FNcos45+fmaxsin45=m22r，解得2=5rad/s此后，拉力随的增大而变大，当细线拉力刚达到最大

20、时，有FNsin45-fmaxcos45=mgFmax+FNcos45+fmaxsin45=m32r，解得3=10rad/s因此在23间，F拉m2rFNcos45+fmaxsin45所以拉力随角速度的函数关系式为：F拉=0（rad/s5rad/s）；F拉0.0621.5（5rad/s10rad/s）点睛：本题关键是受力分析后明确向心力来源，然后根据牛顿第二定律列式求解；知道角速度最小时，环受重力、支持力和最大静摩擦力（沿杆向上）；细线断裂前瞬间，环受重力、拉力、支持力和最大静摩擦力（沿杆向下）； ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%ASDFESAQ!#%FWQQ!QAaaazzx33456#$!%