广东省珠海中学2018-2019学年高一下学期期中物理试题 Word版含解析

2018—2019学年第二学期期中考试
高一物理试题
一、单项选择题（每小题3分，共10小题30分）
1.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A. 曲线运动物体的速度大小可以不变，速度方向也可以不变
B. 曲线运动物体的速度大小可能不变，所以其加速度可能为零
C. 曲线运动物体的速度方向可以不变，但速度大小一定改变
D. 曲线运动物体的速度大小可以不变，但速度方向一定改变
【答案】D
【解析】
【详解】曲线运动的条件是合力与速度不共线，一定存在加速度；曲线运动的的速度的方向必定是改变的，速度大小可以不变，如匀速圆周运动，故选项D正确，A、B、C错误。
2.关于平抛物体的运动，以下说法正确的是
A. 做平抛运动的物体，速度和加速度都随时间的增加而增大
B. 平抛物体的运动是变加速运动
C. 做平抛运动的物体仅受到重力的作用，所以加速度保持不变
D. 做平抛运动的物体水平方向的速度逐渐增大
【答案】C
【解析】
试题分析：A、平抛运动是只在重力的作用下的运动，竖直方向上是自由落体运动，加速度为重力加速度；错误
B、由可得，做平抛运动的物体在相同时间内速度的变化量相同；错误
C、平抛运动是只在重力的作用下的运动，加速度为重力加速度，始终不发生变化；正确
D、平抛运动在水平方向上是匀速直线运动，水平方向的速度不变；错误
故选C
考点：平抛运动
点评：掌握平抛运动是只在重力的作用下，水平抛出的物体做的运动，所以平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动。
3.从阳台上以相同的速度大小分别把三个球沿不同的方向抛出，其中甲球竖直向上抛出、乙球竖直向下抛出、丙球水平抛出。若空气阻力均可忽略不计，则三个球落至水平地面上时的速度大小( )
A. 甲球的最大 B. 乙球的最大 C. 丙球的最大 D. 三球一样大
【答案】D
【解析】
【详解】由于不计空气的阻力，所以三个球的机械能守恒，由于它们的初速度的大小相同，又是从同一个位置抛出的，最后又都落在了地面上，所以它们的初末的位置高度相同，初动能也相同，由机械能守恒可知，末动能也相同，所以末速度的大小相同。故D正确，ABC错误。
4.如图所示，小球用细绳悬挂于O点，在O点正下方有一固定的钉子C，把小球拉到水平位置后无初速释放，当细线转到竖直位置时有一定大小的速度，与钉子C相碰的前后瞬间以下说法不正确的是( )
A. 小球的速度不变
B. 小球的角速度不变
C. 小球的向心加速度突然增大
D. 绳中张力突然增大
【答案】B
【解析】
【详解】在绳与钉子相碰瞬间，绳子的拉力和重力方向都与小球的速度方向垂直，不对小球做功，不改变小球的动能，则小球的线速度大小不变，故A正确。角速度与线速度的关系为v=ωr，得到，在绳与钉子相碰瞬间，小球圆周运动的半径r减小，v不变，则角速度ω增大，故B错误。由向心加速度公式分析得到，向心加速度增大，故C正确。根据牛顿第二定律得：T-mg=man，T=mg+man，an增大，则绳子拉力T增大，故D正确。本题选错误的，故选B。
5.人用绳子通过定滑轮拉物体A，A穿在光滑竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，则此时物体A实际运动的速度是（ ）
A. v0sin θ
B.
C. v0cos θ
D.
【答案】D
【解析】
【详解】物块A实际运动速度为合速度，将A的速度分解成沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示：
据平行四边形定则可得：，解得：。故D项正确，ABC三项错误。
6. 一个人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，变轨前后卫星的
A. 周期之比为1:8 B. 角速度大小之比为2:1
C. 向心加速度大小之比为4:1 D. 轨道半径之比为1:2
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力：，速度变为，所以半径变为原来的4倍，根据，可以求得，半径变4倍，周期变为原来的8倍，所以周期之比为1:8，A正确
B.根据角速度公式：，所以角速度之比为周期的反比，即：8：1，B错误
C.向心加速度方程：，速度减半，半径变为4倍，所以加速度之比：16：1，C错误
D.根据A选项分析，半径之比为1：4，D错误
7.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动．图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为H．下列说法中正确的是?( )
A. H越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B. H越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C. H越高，摩托车做圆周运动的周期将越小
D. H越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
【答案】B
【解析】
【详解】摩托车做匀速圆周运动，提供圆周运动的向心力是重力mg和支持力F的合力，作出力图。
设圆台侧壁与竖直方向的夹角为α，侧壁对摩托车的支持力不变，则摩托车对侧壁的压力不变。故A错误。如图向心力Fn=mgcotα，m，α不变，向心力大小不变，根据牛顿第二定律得，H越高，r越大，Fn不变，则v越大。故B正确，D错误。根据牛顿第二定律得，H越高，r越大，Fn不变，则T越大。故C错误。
8.如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是：( )

A. b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度；
B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；
C. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c
D. a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
【答案】D
【解析】
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有可得，根据题意ra＜rb=rc，所以b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A错误；a=，ra＜rb=rc，所以b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故B错误；c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇．故C错误．根据可知，a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，选项D正确；故选D.
点睛：解决本题的关键是抓住万有引力提供向心力，知道线速度、向心加速度与轨道半径的关系，以及两卫星在同一轨道上，只有加速或只有减速是不会相遇的．
9. 如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v-t图像，以水平向右的方向为正方向。以下判断正确的是（ ）
A. 在0~3.0s时间内，合力对质点做功为10J
B. 在4.0s~6.0s时间内，质点的平均速度为3m/s
C. 在1.0s~5.0s时间内，合力的平均功率为4w
D. 在t=6.0s时，质点加速度为零
【答案】B
【解析】
【详解】根据动能定理，在0～3.0s时间内，合力对质点做功等于动能的增加量，故，故A错误；由于速度时间图线与时间轴包围的面积表示位移，故物体在4.0s～6.0s时间内的位移为x＝×(1+2)×4＝6m，故平均速度为，故B正确；根据动能定理，在1s～5.0s时间内，合力对质点做功等于动能的增加量，故W＝mv52?mv12＝×1×(16?0)＝8J，故合力的平均功率为，故C错误；在t=6.0s时，质点速度为零，但从5s到7s物体做匀变速直线运动，加速度不变，故该时刻物体的加速度不为零，故D错误。
10.如图所示，竖直平面内有一个半径为R的半圆形轨道OQP，其中Q是半圆形轨道的中点，半圆形轨道与水平轨道OE在O点相切，质量为m的小球沿水平轨道运动，通过O点进入半圆形轨道，恰好能够通过最高点P，然后落到水平轨道上，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是
A. 小球落地时的动能为2.5mgR
B. 小球落地点离O点的距离为2R
C. 小球运动到半圆形轨道最高点P时，向心力恰好为零
D. 小球到达Q点的速度大小为
【答案】AB
【解析】
试题分析：小球恰好通过最高点P，根据重力提供向心力，有，解得：； 以水平轨道平面为零势能面，根据机械能守恒定律得：mv2＝mvP2+mg?2R＝2．5mgR，即小球落地时的动能为2．5mgR，故A正确，C错误；小球离开P点后做平抛运动，则运动时间为：，
则水平位移为：，故B正确；小球从Q点运动到P点的过程中，根据动能定理得：mvP2?mvQ2＝?mgR；解得：vQ＝，故D正确．故选ABD。
考点：牛顿定律及动能定理的应用
【名师点睛】本题关键是明确小球的运动情况，然后分过程运用机械能守恒定律、平抛运动的分位移公式和向心力公式列式求解；小球恰好通过P点，重力恰好等于向心力。
二、多项选择题：(每小题4分，共5小题20分，每个题至少有两个选项正确，错选和多选不得分，选不全得2分)
11.我国第一位“太空教师”王亚平老师在运动的“天宫一号”内给中小学生上了一堂物理课，做了如图所示的演示实验，当小球在最低点时给其一初速度，小球能在竖直平面内绕定点O做匀速圆周运动．若把此装置带回地球表面，仍在最低点给小球相同的初速度，则(　　)
A. 小球仍能在竖直平面内做匀速圆周运动
B. 小球不可能在竖直平面内做匀速圆周运动
C. 小球可能在竖直平面内做完整的圆周运动
D. 小球一定能在竖直平面内做完整的圆周运动
【答案】BC
【解析】
【分析】
由小球在“天宫一号”内处于完全失重状态，而把该装置带回地球表面时，由于重力作用，小球不可能在竖直平面内做匀速圆周运动。
【详解】因为王亚平老师在运行的“天宫一号”内做实验时，小球处于完全失重状态，而把该装置带回地球表面时，由于重力作用，小球不可能在竖直平面内做匀速圆周运动，A错误，B正确；若在最低点给小球的初速度比较大，小球可能在竖直平面内做完整的圆周运动，C正确，D错误．
【点睛】解决本题关键理解小球在“天宫一号”内处于完全失重状态，所以小球回到地面时在竖直平面内不可能做匀圆周运动。
12. 关于地球的同步卫星，下列说法正确的是( )
A. 它处于平衡状态，且具有一定的高度
B. 它的加速度小于9.8 m/s2
C. 它的周期是24 h，且轨道平面与赤道平面重合
D. 它绕行速度小于7.9 km/s
【答案】BCD
【解析】
试题分析：地球同步卫星是指与地球具有相同运动周期的卫星，其相对于地球上的一点来说静止，轨道平面与赤道平面重合，但一直围绕地球在运动，没有处于平衡状态，A选项错误，C选项正确。近地卫星重力完全用来向心力，，此时加速度为9.8 m/s2，地球同步卫星半径更大，加速度变小，B正确。近地卫星的绕行速度为7.9 km/s，，，地球同步卫星半径更大，速度小，D正确。
考点：第一宇宙速度，同步卫星，近地卫星
点评：第一宇宙速度即近地卫星的绕行速度，也是发射卫星的最小速度。地球同步卫星与地球有相同的角速度，且轨道平面与赤道平面重合，则可以与地球上的一点保持相对静止。
13. 2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射成功，此飞行轨道示意图如图所示，地面发射后奔向月球，在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点．关于“嫦娥三号”运动正确的说法是（ ）
A. 发射速度一定大于7.9km/s
B. 在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大
C. 在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度
D. 在轨道Ⅱ上经过P的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P的加速度
【答案】ABC
【解析】
试题分析：地球的第一宇宙速度为7.9km/s，这是发射卫星的最小速度，发射速度如果等于7.9km/s，卫星只能贴近地球表面飞行，要想发射到更高的轨道上，发射速度应大于7.9km/s，故A正确．在轨道Ⅱ上运动过程中，只受到月球的引力，“嫦娥三号”的机械能守恒，从P到Q的过程中，势能越来越小，故动能越来越大，即速率不断增大，故B正确．“嫦娥三号”在轨道Ⅰ上的P点减速，使万有引力大于向心力，做近心运动才能进入轨道Ⅱ，故在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，故C正确．根据万有引力提供向心力，得，由此可知在轨道Ⅱ上经过P的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P的加速度，故D错误．故选ABC。
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】此题是万有引力定律的应用习题；在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率大小比较，也可以根据开普勒第二定律比较，远月点速度大、近月点的速度小．要能够根据牛顿第二定律，通过比较所受的万有引力比较加速度的大小．
14. 竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度，则对过程分析正确的是
A. 上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B. 上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C. 上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力做功的平均功率
D. 上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
【答案】BC
【解析】
由于在上升和下降过程中，物体运动的高度h相同，因此在上升过程中克服重力所做的功和下降过程中重力所做的功相同，A错误；上升过程，下降过程，，则上升过程中合外力力做的功大于下降过程中合外力做的功，B错误.上升过程中，物体所受空气阻力与重力方向相同，由牛顿第二定律，可得a上=，虽然空气阻力正比于球的速度，但上升的平均加速度一定大于重力加速度g.同理，在下降过程中小球的加速度为a下=，平均加速度小于重力加速度g，又由公式h=，得t=，所以t上＜t下，重力的平均功率为，所以，C正确、D错误.
15.质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落到地面后出现一个深为h的坑，如图所示，在此过程中( )
A. 重力对物体做功mg（H+h）
B. 物体重力势能减少mg（H-h）
C. 合力对物体做的总功为零
D. 地面对物体的平均阻力为
【答案】AC
【解析】
【详解】根据重力做功的公式可知：WG=mg△h=mg（H+h）。故A正确。重力做的功为mg（H+h），且为正功，则物体重力势能减少mg（H+h）。故B错误；对全程由动能定理可知，初末动能为零，则合外力做功为零；故C正确；由动能定理得：mg（H+h）-fh=0，解得：，故D错误。
三、实验题（ 1题共计15分 ）
16.某实验小组采用如图所示的装置“探究动能定理”．图中小车内可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点计时器的工作频率为50 Hz. 实验室备有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C.秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G.细线、砝码、小车、 砝码盘；H. 一段带有定滑轮的长木块。
(1)其中多余的器材是___________（填字母）；缺少的器材是_________________．
(2)测量时间的工具是____________（填字母）；测量质量的工具是____________（填字母）．
(3)实验的部分步骤如下：
①在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；
②将小车停在打点计时器附近，先___________________，再____________________，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一系列点，关闭电源；
③改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复②的操作．
(4)如图是某次实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及多个计数点A、B、C、D、E、……，可获得各计数点刻度值s，求出对应时刻小车的瞬时速度v，则D点对应的刻度值为sD＝________cm，D点对应的速度大小为vD＝________m/s（保留2位有效数字）.
(5)下表是某同学在改变钩码或小车中砝码的数量时得到的数据．其中M是小车质量M1与小车中砝码质量m之和，|v22－v12|是纸带上某两点的速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE；F是钩码所受重力的大小，W是以上两点间F所做的功.
次数
M/kg
| v22－v12|/(m2·s－2)
ΔE/J
F/N
W/J
1
0.500
0.760
0.190
0.490
0.210
2
0.500
1.65
0.413
0.980
0.430
3
0.500
2.40
0600
1.470
0.630
4
1.000
2.40
1.200
2.450
1.240
5
1.000
2.84
1.420
2.940
1.470
由上表数据可以看出，W总是大于ΔE，其主要原因是：钩码的重力大于小车实际受到的拉力造成了误差，还有______________________________．
【答案】 (1). CE (2). 刻度尺 (3). A (4). B (5). 打开电源 (6). 释放小车 (7). 8.13~8.17 (8). 0.54 (9). 没有平衡小车与板间的摩擦力
【解析】
【详解】（1）打点计时器需要交流电源，不需要直流电压，通过打点计时器可以测时间，不需要用秒表测时间，故不需要的器材为：CE；实验需要测量计数点间的距离，因此还需要的实验器材是：毫米刻度尺；（2）测量时间的工具是：A打点计时器；测量质量的工具是：B天平；（3）②将小车停在打点计时器附近，先接通电源，后放开小车，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点，关闭电源。（4）由图示刻度尺可知，其分度值为1mm，D点对应的刻度值为：sD=8.15cm，D点的瞬时速度等于CE的平均速度为：；（5）本实验中，用钩码所受重力代替小车受到的合力，而实际上钩码的重力大于小车实际受到的拉力，钩码的重力大于小车实际受到的拉力造成了误差；除此之外，实验前没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足也会造成W总是大于△E。
四、计算题（共3道小题，共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤）
17.将小球以6m/s的速度水平抛出去，它落地时的速度为10m/s，（g=10m/s2）求：
（1）小球在空中运动时间t是多少？
（2）小球运动的水平位移s是多少？
（3）小球在空中下落的高度h是多少？
【答案】（1）0.8s （2） （3）
【解析】
【详解】（1）设小球落地时竖直方向的速度为vy，落地时间为t由 v2=v02+vy2代入数据解得：vy=8m/s故运动时间??
（2）小球运动的水平位移s=v0t=6×0.8m=4.8m；（3）小球在空中下落的高度 h=gt2=×10×0.82m=3.2m；
18.汽车发动机的额定功率为30kW，质量为2000kg，当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍，g=10m/s2
（1）汽车在路面上能达到的最大速度？
（2）当汽车速度为10m/s时加速度？
（3）若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动，则这一过程能持续多长时间？
【答案】(1)15m/s (2) (3)7.5s
【解析】
【详解】（1）汽车有最大速度时，此时牵引力与阻力平衡，根据功率方程可得：
（2）当速度v=10m/s时，根据功率方程有： ，根据牛顿第二定律有：
（3）若汽车从静止作匀加速直线运动，则当P=P额时，匀加速结束：P额=F牵?vt，根据牛顿第二定律有：F牵﹣f=ma，联立解得：，根据匀加速速度时间关系得：
19.如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆轨道BC组成，小球从轨道AB上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F随高度H的变化关系图象．（小球在轨道连接处无机械能损失，g＝10m/s2）求：
（1）小球从H＝3R处滑下，它经过最低点B时的向心加速度的大小；
（2）小球的质量和圆轨道的半径．
【答案】(1)60 m/s2　(2)0.1 kg　0.2 m
【解析】
试题分析：（1）由机械能守恒得：
向心加速度
（2）由机械能守恒得：mgH－mg·2R＝mvC2
由牛顿第二定律得：
解得：
根据图象代入数据得：m＝0．1 kg，R＝0．2 m
考点：机械能守恒定律；牛顿第二定律
【名师点睛】本题是牛顿运动定律与机械能守恒定律的综合题，解决本题的关键是选择适当的研究过程进行研究，根据牛顿运动定律与机械能守恒定律得出压力F与H的关系式。