广东省阳江市阳春市阳春一中2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题 Word版含解析

2017—2018学年度第二学期高一级期中考试试卷物理

一、单项选择题（共8小题．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1. 以下说法正确的是( )

A. 行星在椭圆轨道上运行速率是变化的，同一行星离太阳越远，运行速率越小

B. 由万有引力公式知，两物体间的距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大

C. 物理学家牛顿利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量

D. 太阳对地球的引力大于地球对太阳的引力

【答案】A

【解析】做椭圆运动时，远离太阳过程中，需要克服引力做功，动能减小，速率减小，A正确；当两物体间的距离趋近于零时，万有引力定律公式不再适用，B错误；卡文迪许通过扭秤实验测得了万有引力常量，C错误；太阳对地球的引力和地球对太阳的引力是一对相互作用力，等大反向，D错误．

2. 船在静水中的速度为4 m/s，它要渡过宽度为40 m的河，河水的流速为3m/s，则下列说法中正确的是( )

A. 船不能到达河对岸的上游

B. 船渡河的速度一定为5m/s

C. 船到达对岸的最短路程是50m

D. 船到达对岸所需的最短时间为10 s

【答案】D

【点睛】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短．由矢量合成的平行四边形定则得知小船的合速度，小船实际以合速度做匀速直线运动，进而求得位移的大小；小船以最短距离过河时，则静水中的速度斜着向上游，合速度垂直河岸．

3. 已知某弯道铁轨是一个圆弧，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为θ，则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)

为( )

A.

B.

C.

D.

【答案】C

【解析】当内外轨道不受侧向挤压时，列车受到的重力和轨道给的支持力的合力充当向心力，故，解得，C正确．

4. 如图所示，自行车的大齿轮与小齿轮通过链条连接，小齿轮带动后轮转动使车前进．设踏板连杆、大齿轮、小齿轮和后轮的半径分别为4R、2R、R、8R，已知踩自行车前进时踏板的线速度大小为v，设后轮和地面不打滑，则自行车前进的速度为（）

A. 2v

B. 4v

C. 8v

D. 16v

【答案】B

【解析】踏板连杆和大齿轮同轴转动，角速度相同，设为，踏板杆的线速度为，所以链条的线速度为，大齿轮和小齿轮由同一链条相连，所以大齿轮和小齿轮

的线速度相等，故小齿轮上的点的线速度大小为，小齿轮和后轮同轴转动，故角速度相同，设为，则，后轮的线速度即自行车前进的速度为

，B正确．

【点睛】对于皮带传动装置问题要把握两点一是同一皮带上线速度相等，二是同一转盘上角速度相等．

5. 如图为一个半圆形的固定硬杆AB，一根绳子跨过B端的定滑轮后，连接一个套在杆上的小环。小环在绳子的拉动下从靠近A端开始沿着杆AB运动到B端，已知拉绳速度恒定为v，则小环从A到B的运动情况是（）

A. 越来越快

B. 越来越慢

C. 先变快后变慢

D. 先变慢后变快

【答案】B

【解析】如图，小环速度分解后，有，小环运动过程中变大，不断变小，B正确．

6. 如图，一个横截面积为S的水龙头喷嘴持续水平喷出水流，水流从射出喷嘴到落地经历的时间为t，水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为θ，忽略空气阻力，重力加速度为g，以下说法正确的是( )

A. 水流射出喷嘴时的速度为

B. 空中水柱的水量为

C. 水流落地时位移大小为

D. 水流落地时的速度方向与地面间的夹角为2θ

【答案】A

【解析】水流落地点与喷嘴连线与水平地面间的夹角为，则有，解得

，A正确；空中水柱的水量，B错误；水流落地时，竖直方向位移，根据几何关系得：水流落地时位移大小，C错误；水流落地时的速度方向与地面间的夹角的正切值为，但，D错误．

【点睛】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，在竖直方向做自由落体运动，并结合运动学规律来解题．注意不能将速度与水平面的夹角看成位移与水平面的夹角．7. 如图，两根绳子长度均为L=1m，两绳夹角为θ=60°，共同悬挂一个质量为m=1kg的小球。现使小球以水平杆ab为轴在竖直平面内做圆周运动，设小球在最低点时速度为v=1m/s，则最低点时其中一根绳子的拉力为 (g=10N/kg)( )

A. N

B.

C. N

D. N

【答案】D

【解析】小球向心力由两根绳子拉力和小球重力的合力提供，在最低点，，

解得，D正确．

8. 某物理小组的同学设计了一个测量玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验．如图，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)．实验步骤如下：

（1）将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，托盘秤的示数为m1;

（2）将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数为m2；

（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m3；(已知重力加速度为g)，则以下说法正确的是( )

A. 玩具小车经过最低点时处于失重状态

B. 玩具小车经过最低点时的向心力等于m3g- m1g

C. 小车通过最低点时的速度大小为

D. 小车通过最低点时的速度大大小为

【答案】D

【解析】在最低点时，加速度竖直向上，处于超重状态，A错误；根据（2）（3）可知小车经过最低点时向心力大小为，故，根据（1）（2）可知小车的质量为

，故，解得，BC错误D正确．

二、不定项选择题（在每小题给出的四个选项中，有两个或以上选项正确．）

9. 以下说法正确的是（）

A. 曲线运动有可能是匀变速运动

B. 合运动的速度一定比分运动的速度大

C. 两个直线运动的合运动一定是直线运动

D. 圆周运动一定是变加速运动

【答案】AD

【解析】平抛运动是曲线运动的一种，其过程中只受重力作用，合力恒定，做匀变速运动，在竖直方向上为直线运动，在水平方向上为直线运动，合运动为曲线运动，A正确C错误；合速度可以比分速度大，也可以小，还可以等于分速度，B错误；匀速圆周运动，速度的大小不变，方向时刻变化，即速度时刻变化着，因此圆周运动一定是变加速运动，D正确．

10. 一质点以水平向右的恒定速度v通过P点时受到一个恒力F的作用，则此后该质点的运动轨迹可能是图中的( )

A. a

B. b

C. c

D. d

【答案】AB

【解析】物体做曲线运动过程中，受到的合力总指向轨迹的内侧．当恒力沿水平方向作用于P 点时，质点的运动轨迹可以是b；当恒力向上作用于P点时，质点的运动轨迹可以是a；质点的速度不能突变，所以c、d不可能，AB正确．

【点睛】

11. 如图所示为游乐园中的“空中飞椅”设施，游客乘坐飞椅从启动，匀速旋转，再到逐渐停止运动的过程中，下列说法正确的是( )

A. 游客和飞椅的向心力等于连接飞椅的绳子的拉力

B. 游客所受的合外力可能大于游客的向心力

C. 当游客做匀速圆周运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直

D. 当游客做速率减小的曲线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相反

【答案】BC

【解析】试题分析：当游客做变加速圆周运动时，合力的方向与速度方向成锐角，合力沿半径方向上的分力提供向心力，切线方向的分力产生切向加速度．做减速运动时，合力的方向与速度方向成钝角，当做匀速圆周运动时，合力的方向与速度方向垂直．

游客和飞椅类似做圆周摆运动，向心力由重力和绳子的拉力的合力提供，所以游客和飞椅的向心力不等于连接飞椅的绳子的拉力，A错误；在启动过程中，游客所受的合外力一部分充当向心力，一部分提供切向加速度使游客和座椅加速，该过程中游客所受的合外力大于游客的向心力，B正确；当游客做匀速圆周运动时，游客的合力完全充当向心力，只改变速度方向不改变速度大小，即所受合外力的方向总是与速度方向垂直，C正确；当游客做速率减小的曲线运动时，合力的方向与速度方向成钝角，切线方向的分力产生切向加速度，使物体的速率减

小，D错误．

12. 为了研究平抛运动的分运动性质，用如图所示的装置进行实验．小锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时B球被松开下落。关于该实验，下列说法中正确的有( )

A. 两球的质量必须要相等

B. 如果两球同时落地，则可以验证平抛运动的竖直分运动是自由落体运动

C. 控制小锤打击力度来改变平抛初速度多次实验，可以验证分运动的独立性

D. 该实验也能研究平抛运动的水平分运动性质

【答案】BC

【解析】平抛运动过程中，在竖直方向上做自由落体运动，运动性质与质量无关，A错误；改变A球初速度后仍然会和B球同时落地，证明平抛的竖直分运动不受水平分运动影响，验证分运动的独立性，BC正确；本实验只能验证竖直方向上的分运动，不能验证水平方向上的运动，D错误．

13. 如图，圆形铁盘竖直放置，一个小磁铁吸附在边缘上。现让铁盘以圆心为轴以角速度ω旋转，小磁铁在铁盘上始终没有发生相对滑动。则( )

A. a位置小磁铁受到的摩擦力一定向上

B. b位置小磁铁受到的摩擦力指向圆心

C. c位置小磁铁受到的摩擦力大于重力

D. d位置小磁铁受到的摩擦力大于重力

【答案】CD

【解析】在最高点a时，若重力完全充当向心力，则摩擦力为零，此时，所

，则摩擦力方向向下，若，摩擦力方向向上，A错误；在b、d位置重力和摩擦

力的合力充当向心力（摩擦力的竖直分力大小等于重力，水平分力提供向心力），合力方向指向圆心，所以摩擦力方向不指向圆心，且摩擦力大于重力，B错误C正确；在c位置，由于重力方向竖直向上，而向心力方向竖直向上，故一定有，即，D正确．

14. 如图，质量分别是M、m（M>m）的两个小球用一根轻杆相连，在光滑水平面上绕杆上的同一点做匀速圆周运动，则以下说法正确的是（）

A. 两球的向心力大小相等

B. 两球圆周运动的角速度大小相等

C. 两球圆周运动的线速度大小相等

D. 两球圆周运动的半径之比等于质量的倒数比

【答案】ABD

【解析】两球的向心力均由杆的拉力提供，大小相等，两球做同轴转动，角速度相等，AB正确；根据，以及两球的运动半径不同可知两球的线速度大小不同，C错误；根据

可得，D正确．

15. 在一些广场经常会有一种抛圈游戏，在界外以圈抛中地面玩具且玩具不倒为赢。现简化模型如图：细铁丝绕成的圆圈在界线的正上方水平抛出（圆圈平面一直保持水平），不计空气阻力，落地后立即停止运动，且圆圈不能碰到玩具；细圆柱体玩具（直径忽略）垂直放置在水平地面上。设圈抛出时的离地高度为H，初速度v垂直于界线，界线到玩具距离d=1.8m，已知圆圈的半径R=0.1m，玩具的高度为h=0.2m. 为了抛中玩具，以下说法正确的是（）

A. 圈的抛出点越高，则需要抛出的速度越小

B. 只要满足H>h，同时控制好v，则必定可抛中玩具

C. H至少为m，否则无论v多大都不能抛中玩具

D. H至少为1.25m，否则无论v多大都不能抛中玩具

【答案】AC

【解析】试题分析：平抛运动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，运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．根据分位移公式列式分析．

圈的抛出点越高，根据可知运动时间越长，由知，水平位移一定，抛出的速度越小，A正确；临界轨迹如图，设从抛出点到玩具顶端的时间为，从抛出点到地面时间为，根据平抛规律有得，同理得，初速度为，代入数据解得，即，解得，如果，无论如何也不能抛中玩具，水平位移将会大于，玩具将会倒，可用特殊值检验，故C正确BD错误．

三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

16. 如图，竖直半圆形轨道半径为R，与水平直轨道相切于P点。一个质量为m的小球冲上圆轨道后恰好可以通过轨道最高点Q，求小球经过Q点后首次落地点与P点的距离？（重力加速度为g）

【答案】x=2R

【解析】小球冲上圆轨道后恰好可以通过轨道最高点Q，即在Q点重力完全充当向心力；

通过最高点Q时：；

过Q后平抛落地：在竖直方向上做自由落体运动：；

在水平方向上做匀速直线运动，故

解得落点距离为：

17. 一物体在光滑水平面上运动，它在x方向和y方向上的两个分运动的速度-时间图象如图所示．（计算结果可保留根号）

（1）判断物体的运动性质；

（2）计算t=4.5s时物体的速度大小；

（3）计算物体在前6 s内的位移大小．

【答案】（1）匀变速曲线运动（2）（3）180 m

【解析】（1）由图可看出，物体沿x方向的分运动为匀速直线运动，加速度为0．沿y方向的分运动为匀变速直线运动，加速度不变，加速度方向沿y轴正方向，合运动的初速度与加速度不在同一直线上，故物体做匀变速曲线运动．

（2）由图可知时，，得；

（3）根据图象的面积表示位移，在前6s内，可得：

x轴方向的分位移为；

y轴方向的分位移为；

故物体在前6s内的位移大小．

【点睛】本题关键要能正确运用运动的合成与分解法处理运动的合成问题，应明确两分运动相互独立，但时间一定相等．

18. 如图所示，用一根长为L＝1 m的细线，一端系一质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°.设小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为T.(g取10 m/s2，结果可用根式表示)求：

（1）若要小球刚好离开锥面，则此时小球的角速度ω0为多大？

（2）若细线与竖直方向的夹角为α＝60°，则此时小球的角速度ω1为多大？

（3）细线的张力T与小球匀速转动的加速度ω有关，请通过计算在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω1之间时的T-ω2的图象（要求标明关键点的坐标值）．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】（1）小球刚好离开锥面时，受力如图所示．

由牛顿第二定律及向心力公式得，解得

即

解得，即

（3）a．当时，标出第一个关键点坐标（0，8N）

b．当时，

根据牛顿第二定律得；；

得

当ω=时，标出第二个关键点坐标

c．当时，

小球离开锥面，设细线与竖直方向夹角为：，得：当时，，标出第三个关键点坐标

画出图象如图所示：