安徽省芜湖市2018-2019学年高一下学期期中考试物理试卷 Word版含解析

2018-2019学年安徽省芜湖市高一（下）期中物理试卷
一、单选题（本大题共10小题，共40分）
1.关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　）
A. 做曲线运动的物体，加速度可能为零
B. 物体的运动状态发生改变，其运动轨迹可能是直线也可能是曲线
C. 做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向可能一致
D. 做曲线运动的物体所受的合外力可能不为零
2.下列有关离心现象及其应用的说法中错误的是　　
A. 提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干
B. 转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心
C. 为了防止发生事故，高速转动的砂轮，飞轮等不能超过允许的最大转速
D. 离心干燥脱水器是利用离心离心现象工作的机械
3.歼20是我国自主研发的一款新型隐形战机，图中虚线是某次歼20离开跑道在竖直方向向上加速起飞的轨迹，虚直线是曲线上过飞机所在位置的切线，则空气对飞机作用力的方向可能是（　　）
A. 沿方向 B. 沿方向 C. 沿方向 D. 沿方向
4.质量为2kg的质点在xoy平面上做曲线运动，在x方向的速度一时间图象和y方向的位移一时间图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A. 质点在2s内的位移大小为
B. 质点的初速度为
C. 质点初速度的方向与合外力方向垂直
D. 质点所受的合外力为6N
5.单车共享是目前中国规模最大校园交通代步解决方案，为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的共享单车服务。如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和齿轮外沿上的点，其中RA=2RB=5RC，下列说法中正确的是（　　）
A. B点与C点的角速度，
B. A点与C点的线速度，
C. A点与B点的角速度，
D. A点和B点线速度，
6.在万有引力定律理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A. 开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律
B. 牛顿通过扭秤实验测出了万有引力常量G的数值
C. 开普勒通过研究行星观测记录，得出在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等的结论
D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
7.如图所示，小球以在倾角为θ的斜面上方水平抛出，①垂直落到斜面②最小位移落到斜面，则以下说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
A. 垂直落到斜面上则小球空中运动时间为
B. 以最小位移落到斜面则小球空中运动时间
C. ②的位移是①的位移2倍
D. 抛出速度增加2倍，则水平位移也增加2倍
8.如图所示，轻杆的一端有一个小球m，另一端有光滑的固定转轴O，现给小球一初速度v，使小球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力则下列关于杆给小球的力F说法正确的是（　　）
A. 在最高点一定是拉力
B. 在最高点一定是推力
C. 在水平位置拉力为零
D. 在圆心以下一定是拉力
9.木星的卫星至少有16颗，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的．伽利略用木星的直径作为量度单位，测量了木星的轨道．他发现，最接近木星的木卫一的周期是1.8天，木卫一距离木星中心4.2个木星直径单位．木卫四的周期是16.7天，预测木卫四与木星中心的距离是（　　）
A. 6个木星直径
B. 19个木星直径
C. 40个木星直径
D. 160个木星直径
10.如图所示，将两个可看成质点的小球a、b同时以相同大小的初速度v0分别向左、向右水平抛出，在b球经t时间落在斜面上的时刻，a球也恰好落在半径为R的半球型容器壁上。设此时a球速度大小为v，则（　　）
A. B. C. D.
二、填空题（本大题共2小题，共14分）
11.质量为m的汽车经过凸拱桥顶点时的速度为v，桥面可看成圆弧，半径为r，汽车受桥面的支持力的大小为______，当汽车经过凸拱桥顶点时的速度为______时，桥面对汽车的支持力为零。（已知重力加速度为g）
12.某实验小组的同学利用如图所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有______。
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图所示的y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是______。
A. B. C. D.
（3）某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出则：
①小球做平抛运动的初速度为______m/s（g取10m/s2）
②小球抛出点的位置坐标为：x=______cm，y=______cm。
三、实验题探究题（本大题共1小题，共6分）
13.用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是______
A．控制变量法　　　　B．累积法　　　　C．微元法　　　　D．放大法
（2）图示情景正在探究的是______
A．向心力的大小与半径的关系???????? B．向心力的大小与线速度大小的关系
C．向心力的大小与角速度大小的关系??? D．向心力的大小与物体质量的关系
（3）通过本实验可以得到的结果是______
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比。
四、计算题（本大题共3小题，共40分）
14.小船在静水中的速度恒为4m/s，要渡过宽为40m的河，已知水流速度处处相等，大小为2m/s，求：
（1）小船渡河的最短时间t1？
（2）小船以最小位移渡河时所用的时间t2？
15.国际小行星中心2017年1月24日发布紫金山天文台在两天内发现不同类型的3颗近地小行星，期中一颗阿波罗小行星被认为对地球构成潜在威胁，是我国自主发下的离地球最近的小行星．地球和阿波罗型小行星绕太阳运动的轨道半径分别为r1和r2，它们与太阳之间的引力大小之比为n．地球的质量为m1，公转周期为T1，认为地球和阿波罗型小行星绕太阳的运动均为匀速圆周运动．求：
（1）阿波罗型小行星的公转周期T2；
（2）阿波罗型小行星的质量m2．
16.一半径为2L的圆桌可绕其中心转动，桌面上放有两质量均为m的物块A、B，其中A距离圆心L，B距离圆心2L，两物体被一根轻绳连接，在物块A的外侧放有一固定的挡板（使A不向外运动）物块与桌面间的动摩擦因数为μ．已知L=0.5m，μ=0.1，g=10m/s2．求：
（1）当圆桌的角速度为多少时，绳子出现拉力；
（2）当圆桌的角速度为多少时，A、B物体刚好同时要滑动。
答案与解析
一、单选题（本大题共10小题，共40分）
1.关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　）
A. 做曲线运动的物体，加速度可能为零
B. 物体的运动状态发生改变，其运动轨迹可能是直线也可能是曲线
C. 做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向可能一致
D. 做曲线运动的物体所受的合外力可能不为零
【答案】B
【解析】
【详解】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，所以做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零，加速度一定不为零，故AD错误。 物体的运动状态发生改变，其所受合外力一定不为零，当合外力与速度方向在一条直线上，物体做匀变速直线运动，合外力与速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，所以动轨迹可能是直线也可能是曲线，B正确；做曲线运动的物体，其加速度方向与速度方向一定不在一条直线上，故C错误；故选B
2.下列有关离心现象及其应用的说法中错误的是　　
A. 提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干
B. 转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心
C. 为了防止发生事故，高速转动的砂轮，飞轮等不能超过允许的最大转速
D. 离心干燥脱水器是利用离心离心现象工作的机械
【答案】B
【解析】
提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干，故A正确；转动带有雨水的雨伞，水滴将沿切线方向离开圆心，故B错误；运动的砂轮的转速不宜过大，目的是为了防止分子间的作用力不足以提供砂轮颗粒做离心运动而破裂，故C正确；离心干燥脱水器是利用离心离心现象工作的机械，故D正确；本题选择错误，故选B．
3.歼20是我国自主研发的一款新型隐形战机，图中虚线是某次歼20离开跑道在竖直方向向上加速起飞的轨迹，虚直线是曲线上过飞机所在位置的切线，则空气对飞机作用力的方向可能是（　　）
A. 沿方向 B. 沿方向 C. 沿方向 D. 沿方向
【答案】C
【解析】
【详解】飞机向上加速，空气作用力应指向曲线弯曲的凹侧，同时由于飞机加速运动，故力应与速度的夹角为锐角；故只有符合题意；故选C．
4.质量为2kg的质点在xoy平面上做曲线运动，在x方向的速度一时间图象和y方向的位移一时间图象如图所示，下列说法正确的是（　　）
A. 质点在2s内的位移大小为
B. 质点的初速度为
C. 质点初速度的方向与合外力方向垂直
D. 质点所受的合外力为6N
【答案】A
【解析】
【详解】由x方向的速度图象可知，质点x轴方向初速度为vx=3m/s，y轴方向初速度vy=-4m/s，质点的初速度，故B错误。质点受到的合外力在x轴方向上，初速度方向与合外力方向不垂直，故C错误。由x轴方向的速度-时间图象可知，在x方向的加速度为1.5m/s2，合外力F=ma=3N，故D错误。2s内水平方向上位移大小，竖直方向上位移大小y=8m，合位移大小，故A正确。故选A
5.单车共享是目前中国规模最大校园交通代步解决方案，为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环保、经济实用的共享单车服务。如图所示是一辆共享单车，A、B、C三点分别为单车轮胎和齿轮外沿上的点，其中RA=2RB=5RC，下列说法中正确的是（　　）
A. B点与C点的角速度，
B. A点与C点的线速度，
C. A点与B点的角速度，
D. A点和B点线速度，
【答案】C
【解析】
B轮和C轮是皮带传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同，故，根据，得：，故A错误；由于A轮和C轮共轴，故两轮角速度相同，根据，得：，故B错误；因，而，，故，，故C正确，D错误；故选C。
【点睛】要求线速度之比需要知道三者线速度关系：B、C两轮是皮带传动，皮带传动的特点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同，A、C两轮是轴传动，轴传动的特点是角速度相同．
6.在万有引力定律理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A. 开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律
B. 牛顿通过扭秤实验测出了万有引力常量G的数值
C. 开普勒通过研究行星观测记录，得出在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等的结论
D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
【答案】D
【解析】
【详解】开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了行星运动定律，万有引力定律是牛顿发现的，故A错误。 卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量G的数值，故B错误。 根据开普勒第二定律知，在相等时间内，地球与太阳的连线扫过的面积相等，但与火星与太阳的连线扫过的面积并不等，故C错误。 牛顿在发现万有引力定律的过程中，不仅应用了牛顿第二定律，还应用了牛顿第三定律的知识，故D正确。 故选：D。
【点睛】本题是物理学史问题，结合牛顿、卡文迪许、开普勒等人的物理学贡献进行答题即可。本题考查物理学史，属于识记内容。对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，注重积累。
7.如图所示，小球以在倾角为θ的斜面上方水平抛出，①垂直落到斜面②最小位移落到斜面，则以下说法正确的是（重力加速度为g）（　　）
A. 垂直落到斜面上则小球空中运动时间为
B. 以最小位移落到斜面则小球空中运动时间
C. ②的位移是①的位移2倍
D. 抛出速度增加2倍，则水平位移也增加2倍
【答案】B
【解析】
【详解】垂直落到斜面上则，，解得．故A错误。以最小位移落到斜面运动分析如图所示，过抛出点作斜面的垂线
当小球落在斜面上的B点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向：；竖直方向：；根据几何关系有 ；则有 ；解得,B正确；两种运动状况如图所示：
由图结合几何关系知，故C错误；根据水平位移，当落地面为水平面时，抛出速度增大2倍，水平位移增大2倍，但是此落地面为斜面，故D错误；故选：B。
8.如图所示，轻杆的一端有一个小球m，另一端有光滑的固定转轴O，现给小球一初速度v，使小球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力则下列关于杆给小球的力F说法正确的是（　　）
A. 在最高点一定是拉力
B. 在最高点一定是推力
C. 在水平位置拉力为零
D. 在圆心以下一定是拉力
【答案】D
【解析】
【详解】在最高点的速度 ，此时小球靠重力提供向心力，杆子作用力为零，
若最高点的速度，则杆子表现为拉力，若最高点的速度 ，则杆子表现为支持力，故AB错误。在水平位置由杆的拉力提供向心力。所以在水平位置拉力一定不为零，故C错误；在圆心以下由杆的拉力和重力沿杆方向的分力的合力提供向心力，所以在圆心以下一定是拉力，故D正确；故选：D。
9.木星的卫星至少有16颗，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的．伽利略用木星的直径作为量度单位，测量了木星的轨道．他发现，最接近木星的木卫一的周期是1.8天，木卫一距离木星中心4.2个木星直径单位．木卫四的周期是16.7天，预测木卫四与木星中心的距离是（　　）
A. 6个木星直径
B. 19个木星直径
C. 40个木星直径
D. 160个木星直径
【答案】B
【解析】
【分析】
木星的卫星绕着木星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出周期与轨道半径的关系进行分析．
【详解】木星的卫星绕着木星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：，故；故；故r4=4.42r1=4.42×4.2木星直径≈19木星直径；故选B。
【点睛】本题关键是明确木星的卫星动力学原理，结合牛顿第二定律列式分析，得到周期与轨道半径的关系公式列式分析．此题也可直接通过开普勒第三定律列式求解.
10.如图所示，将两个可看成质点的小球a、b同时以相同大小的初速度v0分别向左、向右水平抛出，在b球经t时间落在斜面上的时刻，a球也恰好落在半径为R的半球型容器壁上。设此时a球速度大小为v，则（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】因为ab两球的运动时间相等，故末速度与竖直位移都相等，分析b求可知：
对a球由几何关系知，其位移与水平方向夹角为30°，则解得位移为：，竖直位移，由可知：，故A错误；根据，解得 ，故B错误；由动能定理： ，解得 故C正确，D错误；故选：C。
二、填空题（本大题共2小题，共14分）
11.质量为m的汽车经过凸拱桥顶点时的速度为v，桥面可看成圆弧，半径为r，汽车受桥面的支持力的大小为______，当汽车经过凸拱桥顶点时的速度为______时，桥面对汽车的支持力为零。（已知重力加速度为g）
【答案】 (1). (2).
【解析】
【详解】经过凸拱桥顶点时，根据向心力公式得：
解得：
当桥面对汽车的支持力为零时，只有重力提供向心力：
解得：
12.某实验小组的同学利用如图所示的实验装置“研究平抛物体运动”，通过描点画出平抛小球的运动轨迹。
（1）以下实验过程的一些做法，其中合理的有______。
A．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
B．每次小球释放的初始位置可以任意选择
C．每次小球应从同一高度由静止释放
D．为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接
（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，如图所示的y-x2图象能说明平抛小球的运动轨迹为抛物线的是______。
A.
B.
C.
D.
（3）某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出则：
①小球做平抛运动的初速度为______m/s（g取10m/s2）
②小球抛出点的位置坐标为：x=______cm，y=______cm。
【答案】 (1). AC (2). C (3). 2 (4). -10 (5). -1.25
【解析】
【详解】（1）为了保证小球初速度水平，安装斜槽轨道时使其末端保持水平，故A正确。为了保证小球每次平抛运动的初速度相等，让小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，故B错误，C正确。为描出小球的运动轨迹描绘的点用平滑曲线连接，故D错误。故选：AC。
（2）根据， 得，，可知y-x2图象是过原点的倾斜直线，故选：C。
（3）①根据△y=gT2得，
则平抛运动的初速度。
②b点的竖直分速度
则抛出点到b点的时间 ，
抛出点到b点的水平位移
抛出点的横坐标
抛出点到b点纵坐标
抛出点的纵坐标y=10-11.25cm=-1.25cm。
三、实验题探究题（本大题共1小题，共6分）
13.用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关。
（1）本实验采用的科学方法是______
A．控制变量法　　　　B．累积法　　　　C．微元法　　　　D．放大法
（2）图示情景正在探究的是______
A．向心力的大小与半径的关系???????? B．向心力的大小与线速度大小的关系
C．向心力的大小与角速度大小的关系??? D．向心力的大小与物体质量的关系
（3）通过本实验可以得到的结果是______
A．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与角速度成正比
B．在质量和半径一定的情况下，向心力的大小与线速度的大小成正比
C．在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比
D．在质量和角速度一定的情况下，向心力的大小与半径成反比。
【答案】 (1). (1)A (2). (2)D (3). (3)C
【解析】
试题分析：物理学中对于多因素的问题，常常采用控制变量的方法，把多因素的问题变成单因素的问题，每一次只改变其中的一个因素，而控制其余因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物的影响，分别研究，甲加以综合解决，即为控制变量法；
解：（1）在这两个装置中，控制半径，角速度，不变，只改变质量，来研究向心力与质量之间的关系，故采用的控制变量法，故选A
（2）控制半径，角速度，不变，只改变质量，来研究向心力与质量之间的关系，故选D
（3）通过控制变量法，得到的结果为在半径和角速度一定的情况下，向心力的大小与质量成正比，故选C
故答案为：（1）A；（2）D；（3）C
【点评】本体主要考察了控制变量法，明确控制变量法的内容即可；
四、计算题（本大题共3小题，共40分）
14.小船在静水中的速度恒为4m/s，要渡过宽为40m的河，已知水流速度处处相等，大小为2m/s，求：
（1）小船渡河的最短时间t1？
（2）小船以最小位移渡河时所用的时间t2？
【答案】（1）小船渡河的最短时间10s；（2）小船以最小位移渡河时所用的时间
【解析】
【详解】（1）设河宽为d，水速为v1，船在静水中的航速为v2，当小船的船头始终正对河岸时，渡河时间最短设为t，则有：
t==s=10s；
（2）因船在静水中的速度大于水流速度，当船的合速度垂直河岸时，船渡河的位移最短，最短位移即为河宽60m；
此时小船实际渡河的时间为：t′===s．
答：（1）小船渡河的最短时间10s；
（2）小船以最小位移渡河时所用的时间s．
【点睛】当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，由位移与速度的关系，即可求出最短时间；
因船在静水中的速度大于水流速度，当船的合速度垂直河岸时，船渡河的位移最短，最短位移即为河宽，再利用运动学公式，求得最小位移渡河时所用的时间．
15.国际小行星中心2017年1月24日发布紫金山天文台在两天内发现不同类型的3颗近地小行星，期中一颗阿波罗小行星被认为对地球构成潜在威胁，是我国自主发下的离地球最近的小行星．地球和阿波罗型小行星绕太阳运动的轨道半径分别为r1和r2，它们与太阳之间的引力大小之比为n．地球的质量为m1，公转周期为T1，认为地球和阿波罗型小行星绕太阳的运动均为匀速圆周运动．求：
（1）阿波罗型小行星的公转周期T2；
（2）阿波罗型小行星的质量m2．
【答案】（1）阿波罗型小行星的公转周期T2为；（2）阿波罗型小行星的质量m2为．
【解析】
【详解】（1）设太阳质量为M，行星质量为m，那么由行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力做向心力可得：；解得：，
所以，；
（2）根据题意可知，解得：；
16.一半径为2L的圆桌可绕其中心转动，桌面上放有两质量均为m的物块A、B，其中A距离圆心L，B距离圆心2L，两物体被一根轻绳连接，在物块A的外侧放有一固定的挡板（使A不向外运动）物块与桌面间的动摩擦因数为μ．已知L=0.5m，μ=0.1，g=10m/s2．求：
（1）当圆桌的角速度为多少时，绳子出现拉力；
（2）当圆桌的角速度为多少时，A、B物体刚好同时要滑动。
【答案】（1）当圆桌的角速度为1rad/s时，绳子出现拉力；（2）当圆桌的角速度为2rad/s时，A、B物体刚好同时要滑动。
【解析】
【详解】（1）当B摩擦力达到最大静摩擦力时，绳子开始出现拉力。
根据 得：ω1==1rad/s，
（2）对B有： ，
对A有： ，
联立两式解得：ω2==2rad/s。