深圳高级中学2018-2019学年高一年级第二学期期中考试物理试题及答案详解

深圳高级中学2018-2019学年高一年级第二学期期中考试物理试题

全卷共计100分，考试时间90分钟

一.单项选择题(共8小题，每小题4分，共32分。每小题只有一个选项是正确的)

1.[ B ]一个物体做初速度为零的匀加速直线运动。关于物体的运动，下列说法中正确的是 A .第4s 内的平均速度和第5s 内的平均速度之比为4:5

B .第4s 内的平均速度和第5s 内的平均速度之比为7:9

C .第4s 内的速度变化量大于第3s 内的速度变化量

D .第4s 内和前4s 内的位移之比为8:16

【解析】由“某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度”可得，第4s 内和第5s 内的平均速度分别为43535.v v .a ==、54545.v v .a ==，所以选项A 错误，选项B 正确。

第4s 内的速度变化量和第3s 内的速度变化量速度变化量相等，为v at a ?==，选项C 错误。 因物体的初速度为零，故相邻的、相同时间内的位移之比一定是s 1:s 2:s 3:……=1:3:5:……，故第4s 内和前4s 内的位移之比为7:16，故选项D 错误。

2.[ C ]如图所示，一根轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和小物块连接，弹簧、地面均水平。A 、B 两点离墙壁的距离分别为x 1，x 2，小物块在A 、B 两点均恰好静止，物块与地面间的最大静摩擦力大小为F 1。则弹簧的劲度系数为

A .

121F x x + B .1212F x x + C .1212F x x - D .1

21

F x x -

【解析】对物体分别在A 点和B 点进行受力分析可得，物体在A 点和B 点所受弹簧弹力与静摩擦力在水平方向上大小相等方向相反，且两点处的静摩擦力的方向不同，在A 点处有011()k l x F -= ，B 点处有201()k x l F -= ，则1

21

2F k x x =

- ，故选项C 正确。

3.[ A ]关于牛顿第二定律的下列说法中，正确的是

A .质量一定的物体某一瞬间的加速度只决定于此瞬间物体所受的合外力，与之前或之后受力无关

B .物体的运动方向一定与它所受的合外力的方向一致

C .公式 F =ma 中，各物理量的单位可以任意选定

D .一旦物体所受的合力为零，则物体的加速度立即为零，速度也立即变为零

【解析】由牛顿第二定律可知，合力变化，加速度变化，某一瞬时的加速度，只能由这一瞬时的外力

决定，选项A 正确；由牛顿第二定律可知，知加速度的方向与合外力的方向相同，但运动的方向不一定与加速度方向相同，选项B 错误；公式F ＝ma 中，各量单位必须为国际单位，选项C 错误；合外力为零时加速度一定为零，但物体的速度不再变化，但不一定为零，选项D 错误

4.[ D ]在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季。如图所示，从地球绕太阳的运动规律入手，下列判断正确的是

A.在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较小

B.在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大

C.春夏两季与秋冬两季时间相等

D.春夏两季比秋冬两季时间长

【解析】冬至前后，地球位于近日点附近，夏至日前后地球位于远日点附近，由开普勒第二定律可知近日点速率最大，故选项A 、B 错误； 春夏两季平均速率比秋冬两季平均速率小，又因所走路程基本相等，故春夏两季时间长，选项C 错误，选项D 正确。 5.[ A ]关于地球的第一宇宙速度，下面说法中错误的是 A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B.它是绕地球做圆周运动的人造地球卫星的最大运行速度

C.它是在近地圆形轨道上运行的人造地球卫星的运行速度

D.它是在地面上发射人造地球卫星所需要的最小发射速度

【解析】卫星在圆轨道上运行时，速度为 是卫星在圆轨道上运行的最大速度，故A 错误，选项B 正确；

物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s ，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s ，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以发射速度不能小于7.9km/s ，即它是发射人造地球卫星所需的最小地面发射速度，故选项C 、D 正确

6.[ C ]图甲为用位移传感器测定物体的位移随时间变化的装置的示意图，图乙为相对应的木块下滑过程中的位移－时间图像。若斜面倾角为30θ=?，取重力加速度2

10m/s g =，斜面足够长，下列说法正

确是

A .木块在运动t =3s 时的位移为x =16m

B .木块在运动t =1s 时速度大小为2m/s

C .木块与斜面间的动摩擦因数为15

=

μ D .木块沿斜面下滑时的加速度大小为2

5m/s

【解析】设木块初速度为v 0，加速度为a ，由位移公式可得2

012

x v t at =+，根据图乙可知，当t =1s 时x =2m ，当t =2s 时x =8m ，联立解得v 0=0，a =4m/s 2，选项D 错误；

木块在t =3s 时处于斜面上21

43m 18m 2

x =

??=的位置，选项A 错误； 木块在t =1s 时速度大小为 m/s 4v at ==，故B 错误； 由牛顿第二定律可知木块下滑的加速度0

(3030)a g sin cos μ=-

因a =4m/s 2 解得

μ，选项C 正确

7.[ B ]如图甲，小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O 在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点时的速度大小为v ，此时绳子的拉力大小为T ，拉力T 与速度v 的关系如图乙所示，图象中的数据a 和b 包括重力加速度g 都为已知量，以下说法正确的是

A .数据a 与小球的质量有关 B.数据b 与圆周轨道半径无关

C.比值b /a 只与小球的质量有关，与圆周轨道半径无关

D.利用数据a 和g 能求出小球质量和圆周轨道半径

【解析】当2

v a =时，此时绳子的拉力为零，物体的重力提供向心力，则2v mg m r

=，解得2

v gr =，

故a gr =，与物体的质量无关，故选项A 错误；

当2

2v a =时，有2

v mg b m r

+=，解得b mg =，与轨道半径无关，故选项B 正确；

根据上述可知

b r

a m

=与小球的质量有关，与圆周轨道半径有关，故选项C 错误； 若F =0，由图知：2

v a =，则有2v mg m r =，解得 a

r g =，

若2

2v a =，则22v a b mg m m r r +==，解得b

m g

=，故选项D 错误 8.[ D ]假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A 和B ，半径分别为R A 和R B 。这两颗行星周围的卫星的轨道半径的三次方(r 3)与运行周期的平方(T 2)的关系如图；T 0为卫星环绕行星表面运行的周期。则

A .行星A 的质量小于行星

B 的质量 B .行星A 的密度小于行星B 的密度

C .行星A 的第一宇宙速度等于行星B 的第一宇宙速度

D .当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A 卫星向心加速度大于行星B 的卫星向心加速度

【解析】由万有引力提供向心力得 π2224Mm r G m r T = 解得 π23

24r M G T =?，根据图象可知，A 的

3

2R T

比较B 的大，所以行星A 的质量大于行星B 的质量，故A 正确； 根图象可知，在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同，密度23

202

330434433

R G T M M V GT R R ππ

ρππ?==== ，所以行星A 的密度等于行星B 的密度，故B 错误； 第一宇宙速度π0

2R

v T =

，A 的半径大于B 的半径，卫星环绕行星表面运行周期相同，则A 的第一宇宙速度大于行星B 的第一宇宙速度，故C 错误； 由2Mm G

ma r =得 2

M

a G r =

，

当两行星的卫星轨道半径相同时，A 的质量大于B 的质量，则行星A 的卫星向心加速度大于行星B 的卫星向心加速，故D 正确

二.多项选择题(本题共4小题；每小题5分，共20分。全部选对得5分，选对但不全得的3分，有选错的得0分）

9.[ ACD ]如图所示，在高度不同的两个水平台阶上放有质量分别为m 1 、m 2的两个物体，物体间用轻弹簧相连，弹簧与竖直方向的夹角为θ。在 m 1 左端施加水平拉力F ，使 m 1 、m 2均处于静止状态。已知 m 1 表面光滑，m 2 表面粗糙。重力加速度为g ，则下列说法正确的是

A .弹簧不可能处于原长状态

B .弹簧弹力的大小为m 1g /sinθ

C .地面对m 2的摩擦力大小为F

D .地面对m 2的支持力不可能为零

【解析】对m 1隔离分析，在水平方向上合力为零，拉力F 等于弹簧在水平方向上的分力，可知弹簧处于伸长状态，故选项A 正确；

对m 1在水平方向上有F sin F =θ弹，则弹簧弹弹力为F

F sin =

θ

弹，故选项B 错误； 把m 1和m 2看成一个整体分析，地面对m 2的摩擦力大小等于F ，故选项C 正确；

物体m 2在水平方向上平衡，可知m 2在水平方向上受到摩擦力，则支持力不为零，故选项D 正确 10.[ CD ] 如图所示，质量为m 的滑块在水平面上向左运动撞向弹簧，当滑块将弹簧压缩了x 0长度时速度减小到零，然后弹簧又将滑块向右推开。已知弹簧的劲度系数为k ，滑块与水平面间的动摩擦因数为μ，整个过程弹簧未超过弹性限度，则

A .滑块向左运动过程中始终做加速运动

B .滑块向右运动过程中始终做减速运动

C .滑块与弹簧接触过程中最大加速度为

0kx mg

m μ+

D .滑块向右运动过程中，当弹簧形变量mg

x k

μ=时，物体的速度最大

11.[ D ]关于作用力与反作用力做功，下列说法正确的是

A .作用力做正功时，如果反作用力做功，则一定做负功

B .如果作用力和反作用力都做功，则所做的功大小也不一定相等

C .滑动摩擦力一定对物体做负功

D .静摩擦力可以对物体做正功

【解析】作用力做正功时，反作用力也可做正功、负功或者不做功，选项A 错误；

一对作用力和反作用力做的功一定大小不一定相等，例如人推墙的同时向后退去，墙对人做正功，而人对墙不做功，选项B 正确；

滑动摩擦力一定对物体可做正功、负功，也可能不做功，选项C 错误； 静摩擦力可以对物体做正功，也可做负功或者不做功，选项D 正确

12. [ AD ]宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，很多恒星都是双星系统。设某双星系统A 、B 绕其连线上的某点O 做匀速圆周运动，如图所示，若AO >OB ，则

A.星球A 的质量一定小于星球B 的质量

B.星球A 的角速度一定大于星球B 的角速度

C.双星间的距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大

D.双星的总质量一定，双星间距离越大，其转动周期越大

【解析】双星的角速度相等，根据万有引力提供向心力公式得2212

11222

m m G

m r m r L

ωω==，因为AO ＞OB ，所以r 1＞r 2，所以m 1＜m 2，即A 的质量一定小于B 的质量，故选项A 正确，选项B 错误

由万有引力提供向心力得 22

121122222()()m m G m r m r L T T

ππ== 解得 2T =可知双星的总质量一定，双星之间的距离越大，转动周期越大，双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越小，故选项C 错误，选项 D 正确

三、实验题(12分)

13.⑴(2分)为了研究平抛物体的运动，可做下面的实验：如图甲所示，用小锤打击弹性金属片，B 球就水平飞出，同时A 球被松开，做自由落体运动，结果两球同时落到地面。如图乙所示的实验：将两个完全相同的斜滑道固定在同一竖直面内，最下端水平。把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板连接，则将观察到的现象是球1落到水平木板上击中球2，这两个实验说明______________

A.甲实验只能说明平抛运动在竖直方向做自由落体运动．

B.乙实验只能说明平抛运动在水平方向做匀速直线运动

C.不能说明上述规律中的任何一条

D.甲、乙二个实验均能同时说明平抛运动在水平、竖直方向上的运动性质

⑵.(2分)关于“研究物体平抛运动”实验，下列说法正确的是______________

A.小球与斜槽之间有摩擦会增大实验误差

B.安装斜槽时其末端的切线应该水平

C.小球必须每次都从斜槽上同一位置由静止开始释放

D.小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度尽可能低一些．

E.将木板校准到竖直方向，并使木板平面与小球下落的竖直平面平行

F.在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O，作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点

⑶.(8分)如图丙，某同学在做平抛运动实验时得出如图丁所示的小球运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出，g取10m/s2。则

①小球平抛运动的初速度大小为________ m/s

②小球运动到b点的速度大小为________ m/s

③抛出点的坐标x=________cm y= ________ cm

【答案】AB BCE 2 2.5 －10 －1.25

【解析】用小锤打击弹性金属片，B球就水平飞出，同时A球被松开，做自由落体运动，两球同时落到地面，知B球竖直方向上的运动规律与A球相同，即平抛运动竖直方向上做自由落体运动．故选项A 正确．

把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则将观察到

的现象是球1落到水平木板上击中球2，知1球在水平方向上的运动规律与2球相同，即平抛运动在水平方向上做匀速直线运动．故选项B 正确，选项C 、D 错误；

⑵A 、小球与斜槽之间有摩擦，不会影响小球做平抛运动，故选项A 错误；

研究平抛运动实验关键地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故选项B 正确；

由于要记录小球的运动轨迹，必须重复多次，才能画出几个点，因此为了保证每次平抛的轨迹相同，所以要求小球每次从同一高度释放，故选项C 正确；

小球在斜槽上释放的位置离斜槽末端的高度不能太低，故选项D 错误．

根据平抛运动的特点可知其运动轨迹在竖直平面内，因此在实验前，应使用重锤线调整面板在竖直平面内，即要求木板平面与小球下落的竖直平面平行，故选项E 正确；

在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O ，不能作为小球做平抛运动的起点，故选项F 错误；

⑶①在竖直方向上△y =gT 2，可得时间间隔0.1 s T =

== 则小球平抛运动的初速度 00.2

m/s 2 m/s 0.1

x v T =

==． ②b 点在竖直方向上的分速度 0.3 m/s 1.5 m/s 20.2

oc by y v T ===

小球运动到b 点的速度为 0 2.5 m/s v ==.

③抛出点到b 点的运动时间 1.5

s 0.15 s 10

by v t g

=

=

= 水平方向上的位移 1020.15 m 0.3 m 30 cm x v t ==?== 竖直方向上的位移 2211

=100.15 m 0.1125 m 11.25 cm 22

y gt =

??== 所以开始做平抛运动的位置坐标 02030 cm 10 cm x =-=-、01011.25 cm 1.25 cm y =-=- 四.计算题(解题必须有完整的解题过程，有数值计算的必须给出正确的单位)

14.(10分)在水平地面上方某一定高度处沿水平方向抛出一个小物体，抛出t 1=1s 后物体的速度方向与水平方向的夹角为45°，落地时物体的速度方向与水平方向的夹角为60°，重力加速度g =10m/s 2。求

⑴物体平抛时的初速度v 0

⑵抛出点距离地面的竖直高度h ⑶物体从抛出到落地的水平射程x

【解析】⑴抛出1 1 s t =时物体的竖直分速度 1110 m/s y v gt == (2分) 由题意可得 10

45y v tan v =

(1分)

解得物体的初速度为 1010 m/s 45

y v v tan =

= (1分)

⑵物体落地瞬间的竖直分速度为 2060y v v tan == (1分)

抛出点距离地面的竖直高度为 22

m 15 m

2y v h g == (2分)

⑶物体的飞行时间为 2 s 10

y v t g

=

=

= (2分)

从抛出到落地的水平位移为 0x v t == (1分)

15.(12分)如图所示，在水平地面上静止放着一个质量m =5kg 的木箱，木箱和水平地面间的动摩擦因数为0.5=μ。现用一个与水平方向成θ=37°的恒力F ＝50N 作用于木箱上，木箱在力F 作用下由静止开始运动t ＝4.0s ，已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，取g =10m/s 2。求

⑴.木箱运动4.0s 时合外力对物体做的总功W 总

⑵.木箱运动4.0s 内拉力F 对木箱做功的平均功率P ⑶.木箱运动4.0s 末拉力F 对木箱做功的瞬时功率P

【解析】⑴物体受到重力mg 、弹力N 、摩擦力f 和拉力F 作用，则有 (37)10 N f mg F sin μ=-=

1分

设加速度大小为a ，由牛顿第二定律得

37F cos f ma -= 解得 26 m/s a =

1分

4s 内木箱移动的距离是 2

148 m 2

x at == 1分 根据 W Fxcos α= 可得

4.0s 内拉力F 所做的功 371920 J

F W Fs cos ==

1分

4.0s 内摩擦力f 所做的功 180480 J

f W fscos ==-

1分

4.0s 内合外力对物体所做的功 1440 J

F f W W W =+=合

1分

⑵4.0s 内拉力F 对木箱做功的平均功率 480 W W

P t ==

2分 ⑶4.0s 末箱的速度为 24 m/s v at ==

2分

根据 P Fvcos α= 可得

4.0s 末拉力F 的瞬时功率 37960 W

P Fv cos ==

2分

16.(14分)如图甲所示，一根底部为半圆的U 型圆管平放着并固定在水平桌面上，底部半圆的半径为R =1m 。其一端管口A 连接在一根倾角为370的光滑斜轨道底部，另一端管口B 正好位于桌子边缘处，已知桌面离地的高度H ＝1.25m 。一个质量为m =1kg 的小球(球的直径略小于U 型管的内径)从斜面上某高度处由静止开始下滑，并从管口A 处进入管内。如果小球经过U 型管底C 时，U 型管对小球的弹力大小为

。已知g 取10m/s 2，sin 370=0.6 ，cos 37°=0.8，不计一切摩擦

⑴.小球经过U 型管底C 时的速度大小是多少？

⑵.小球离开管口B 做平抛运动的飞行时间和水平位移分别是多少？

⑶.现在管口B 的正前方某处放置一块竖直挡板，如图乙所示。改变小球从斜面上下滑的高度，让小球两次打到挡板上。已知两次击中挡板时的速度方向和竖直方向间的夹角分别为53°、37°，两次击中点的高度差为d 。求挡板距离桌子边缘的水平距离s 是多少？

解析:⑴.小球通过C 点时管底和管侧对小球都有弹力。设管侧面的弹力为F ，则有

=

解得 20 N F = 1分

管侧对小球的弹力F 提供做向心力，由牛顿第二定律可得 2

c v F m R

= 1分

解得 c v =

代入数据得 c v = 1分＋1分 ⑵.小球从B 处平抛时，竖直方向做自由落体运动，由 2

12

H gt =

1分

解得飞行时间

t =

代入数据可得 0.5 s t = 1分＋1分 水平方向匀速运动，水平位移

c x v t ==

1分

⑶.设落点处的速度v 和墙的夹角为α，由“v 方向的反向延长线过水平位移中点”可得

112253 37A B

s s

tan tan h h ==、 2分

237253

B A s s

h h d d tan tan -=-=再由可得

2分

24

7

s d =

解得 2分