福建省師大附中2017-2018學(xué)年高一下學(xué)期期中考試（平行班）物理試題

福建省師大附中20172018學(xué)年高一下學(xué)期期中考試物理試題（平行班）一、選擇題1.下列說法正確的是A.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度一定是變化的B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的機(jī)械能一定守恒C.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力方向一定改變D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度方向一定垂直于速度方向【答案】D【解析】A、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件合力方向與速度方向不在同一條直線上，合外力可能是恒力，比如平拋運(yùn)動(dòng)，加速度不變，故AC錯(cuò)誤；

B、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的機(jī)械能不一定守恒，如在豎直方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能不變，重力勢能變化，故B錯(cuò)誤；

D、勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度方向指向圓心，一定垂直于速度方向；故D正確。點(diǎn)睛：解決本題關(guān)鍵要掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和機(jī)械能守恒的條件，可以通過舉實(shí)例的方法分析這類抽象的問題。2.如圖所示，在地球軌道外側(cè)有一小行星帶．假設(shè)行星帶中的小行星都只受太陽引力作用，并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列說法正確的是A.小行星帶內(nèi)側(cè)行星的加速度小于外側(cè)行星的加速度B.與太陽距離相等的每一顆小行星，受到太陽的引力大小都相等C.各小行星繞太陽運(yùn)行的周期大于一年D.小行星帶內(nèi)各行星繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度均大于地球公轉(zhuǎn)的線速度【答案】C【解析】小行星帶內(nèi)側(cè)行星受到太陽的萬有引力大于外側(cè)行星的萬有引力，所以小行星帶內(nèi)側(cè)行星的加速度大于外側(cè)行星的加速度，所以A錯(cuò)誤；根據(jù)，可得，可知衛(wèi)星軌道半徑越大，周期越大，因?yàn)榈厍虻闹芷跒橐荒辏⌒行堑能壍腊霃酱笥诘厍虻能壍腊霃?，則各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期大于一年，故C正確；由于每顆小行星的質(zhì)量不一定相等，故與太陽距離相等的每一顆小行星，受到太陽的引力大小都不一定相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；，可得可知軌道半徑越大，線速度越小，所以小行星帶內(nèi)各行星繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度均小于地球公轉(zhuǎn)的線速度，故D錯(cuò)誤。3.在水平面上固定兩個(gè)相互緊靠的三角形斜面，將a、b、c三個(gè)小球從左邊斜面的頂點(diǎn)以不同的初速度向右做平拋運(yùn)動(dòng)，落在斜面上時(shí)的落點(diǎn)如圖所示，小球a落點(diǎn)距水平面的高度最低，小球c最高，下列判斷正確的是A.小球c的初速度最小B.小球a的飛行時(shí)間最長C.小球c的整個(gè)飛行過程速度變化量最大D.若減小小球a的初速度，其整個(gè)飛行過程速度變化量增大【答案】B【解析】A、B、三個(gè)小球做的都是平拋運(yùn)動(dòng)，從圖中可以發(fā)現(xiàn)落在a點(diǎn)的小球下落的高度最大，落在c點(diǎn)的小球下落的高度最小，由，得，所以小球落在a點(diǎn)的飛行時(shí)間最長，落在c點(diǎn)的飛行時(shí)間最短，由，得，知小球c的水平位移最大，飛行時(shí)間最短，則小球c的初速度最大，A錯(cuò)誤；B正確；C、小球做的是平拋運(yùn)動(dòng)，加速度為g，速度的變化量為，所以c球的速度變化最小，a球的速度變化量最大，C錯(cuò)誤；D、若減小小球a的初速度，飛行時(shí)間減小，速度變化量減小，D錯(cuò)誤；故選B。4.科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，地球的自轉(zhuǎn)周期在逐漸增大，假設(shè)若干年后，地球自轉(zhuǎn)的周期為現(xiàn)在的k倍(k>1)，地球的質(zhì)量、半徑均不變，則下列說法正確的是A.相同質(zhì)量的物體，在地球赤道上受到的向心力大小不變B.相同質(zhì)量的物體，在地球赤道上受到的萬有引力比現(xiàn)在的小C.地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k倍D.近地衛(wèi)星的軌道半徑不變【答案】D【解析】A、根據(jù)向心力公式：，由于地球的自轉(zhuǎn)周期T在逐漸增大，故向心力逐漸減小，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B、根據(jù)萬有引力定律可知：，由于二者的質(zhì)量、距離都不發(fā)生變化，故萬有引力不變，根據(jù)選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C、設(shè)同步衛(wèi)星的軌道半徑為R，則由萬有引力提供向心力：可以得到：，則地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的倍，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D、近地衛(wèi)星為在地球表面附近運(yùn)行的衛(wèi)星，其軌道半徑等于地球本身的半徑，根據(jù)題意可知地球半徑不變，故近地衛(wèi)星的軌道半徑不變，故選項(xiàng)D正確。點(diǎn)睛：根據(jù)向心力公式和萬有引力公式來判斷其變化，再依據(jù)引力提供向心力，即可判定同步衛(wèi)星的軌道半徑的倍數(shù)關(guān)系。5.如圖所示為內(nèi)壁光滑的倒立圓錐，兩個(gè)完全相同的小球A、B在圓錐內(nèi)壁不同高度處分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．兩小球運(yùn)動(dòng)的線速度vA、vB，角速度ωA、ωB，加速度aA、aB和合外力FA、FB，下列結(jié)論正確的是A.vA>vBB.ωA＝ωBC.aA>aBD.FA<FB【答案】A【解析】小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，均由斜面的支持力的合外力作為向心力，如圖所示，作出合力：由于A和B的質(zhì)量相同，小球A和B所受的合外力大小相同，即它們做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力大小是相同的，即。

由向心力的計(jì)算公式，由于球A運(yùn)動(dòng)的半徑大于B球的半徑，F(xiàn)和m相同時(shí)，半徑大的線速度大、角速度越小，向心加速度大小相等，所以有，，，故A正確，BCD錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：對(duì)物體受力分析，確定合外力和向心力的關(guān)系是解題的關(guān)鍵，通過對(duì)AB的受力分析可以找到AB的內(nèi)在的關(guān)系，它們的質(zhì)量相同，向心力的大小相同也是解題的關(guān)鍵。6.一條小河寬90m，水流速度8m/s，一艘快艇在靜水中的速度為6m/s，用該快艇將人員送往對(duì)岸，則該快艇A.渡河的時(shí)間可能少于15sB.渡河時(shí)間隨河水流速加大而增加C.以最短位移渡河，位移大小為90mD.以最短時(shí)間渡河，沿水流方向位移大小為120m【答案】D【解析】當(dāng)靜水速的方向與河岸垂直時(shí),渡河時(shí)間最短,為：，A錯(cuò)誤；渡河時(shí)間等于河寬與靜水速沿垂直河岸方向分速度的比值，與河水流速無關(guān)，B錯(cuò)誤；由于水流速度大于在靜水中的速度，快艇不可能垂直河岸過河，位移一定大于90m，C錯(cuò)誤；當(dāng)以最短時(shí)間渡河時(shí)，沿水流方向位移大小為：，D正確。故選：D。【名師點(diǎn)睛】當(dāng)靜水速的方向與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短，從而即可求解；水流速度大于在靜水中的速度時(shí)，快艇才可能垂直河岸過河。7.如圖所示，A、B兩衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，運(yùn)動(dòng)方向相同，此時(shí)兩衛(wèi)星距離最近，其中A是地球同步衛(wèi)星，軌道半徑為r．地球自轉(zhuǎn)周期為T，若經(jīng)過時(shí)間t后，A、B第一次相距最遠(yuǎn)，則衛(wèi)星B的周期為A.B.C.D.【答案】C【解析】衛(wèi)星A的運(yùn)行周期等于地球自轉(zhuǎn)周期T．設(shè)衛(wèi)星B的周期為,當(dāng)衛(wèi)星衛(wèi)星B比A多轉(zhuǎn)半周時(shí)，A、B第一次相距最遠(yuǎn)，則有：，解得：,故ABD錯(cuò)誤，C正確。點(diǎn)睛：本題是萬有引力定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)的綜合應(yīng)用，當(dāng)衛(wèi)星B比A多轉(zhuǎn)半周時(shí)，A、B第一次相距最遠(yuǎn)，由此求得衛(wèi)星B的周期。8.如圖甲所示，在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上運(yùn)動(dòng)，其速度圖象v﹣t如圖乙所示。同時(shí)人頂桿沿水平地面運(yùn)動(dòng)的位移圖象x﹣t如圖丙所示。若以地面為參考系，則下列說法中正確的是A.猴子的運(yùn)動(dòng)軌跡為直線B.猴子在0~2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C.t=0時(shí)猴子的速度大小為8m/sD.t=1s時(shí)猴子的加速度大小為4m/s2【答案】BD【解析】由乙圖知，猴子豎直方向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度豎直向下．由丙圖知，猴子水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則猴子的加速度豎直向下，與初速度方向不在同一直線上，故猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤，B正確．st圖象的斜率等于速度，則知猴子水平方向的初速度大小為vx=4m/s，豎直方向分速度vy=8m/s，t=0時(shí)猴子的速度大小為：．故C錯(cuò)誤．vt圖象的斜率等于加速度，則知猴子的加速度大小為：．故D正確．故選BD．點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道猴子參與了水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，會(huì)運(yùn)用運(yùn)動(dòng)的合成分析物體的運(yùn)動(dòng)軌跡和運(yùn)動(dòng)情況．9.如圖所示，a為放在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)的物體，b為處于地面附近近地軌道上的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，若a、b、c、d的質(zhì)量相同，地球表面附近的重力加速度為g.則下列說法正確的是A.a和b的向心加速度都等于重力加速度gB.b的線速度最大C.c距離地面的高度不是一確定值D.d的機(jī)械能最大【答案】BD【解析】A、同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，則知a與c的角速度相同，根據(jù)知，c的向心加速度大。由牛頓第二定律得：，解得：，衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則同步衛(wèi)星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A錯(cuò)誤；

B、萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：，由于，則，a與c的角速度相等，則，故可知b的線速度最大，故B正確；

C、c是同步衛(wèi)星，同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，c的軌道半徑是一定的，c距離地面的是一確定值，故C錯(cuò)誤；

D、若要將衛(wèi)星的軌道半徑增大，衛(wèi)星必須加速，必須有外力對(duì)衛(wèi)星做正功，則根據(jù)能量守恒可知機(jī)械能增大，所以d的機(jī)械能最大，故D正確。點(diǎn)睛：對(duì)于衛(wèi)星問題，要建立物理模型，根據(jù)萬有引力提供向心力列式分析各量之間的關(guān)系，并且要知道地球同步衛(wèi)星的條件和特點(diǎn)。10.與嫦娥號(hào)、號(hào)月球探測器不同，嫦娥號(hào)是一次性進(jìn)入距月球表面高的圓軌道（不計(jì)地球?qū)μ綔y器的影響），運(yùn)行一段時(shí)間后再次變軌，從的環(huán)月圓軌道，降低到距月球的近月點(diǎn)、距月球的遠(yuǎn)月點(diǎn)的橢圓軌道，如圖所示，為下一步月面軟著陸做準(zhǔn)備．關(guān)于嫦娥號(hào)探測器，下列說法正確的是A.探測器在軌道經(jīng)過點(diǎn)的速度小于軌道經(jīng)過點(diǎn)的速度B.探測器沿軌道運(yùn)動(dòng)過程中，探測器中的科考儀器處于完全失重狀態(tài)C.探測器從軌道變軌到軌道，在點(diǎn)應(yīng)加速D.探測器在軌道經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的加速度【答案】ABD【解析】A．衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)有，在軌道上經(jīng)過點(diǎn)有，因?yàn)槿f有引力大小相同，故在軌道上的速度小于在軌道上經(jīng)過點(diǎn)的速度，故A正確；B．衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)，萬有引力完全提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，故衛(wèi)星中儀器處于完全失重狀態(tài)，故B正確；C．衛(wèi)星從軌道變軌到軌道的過程中衛(wèi)星軌道要減小做近心運(yùn)動(dòng)，提供的向心力大于所需向心力．又因在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)萬有引力和向心力相等，故變軌時(shí)需在點(diǎn)做減速運(yùn)動(dòng)，使得衛(wèi)星滿足，做近心運(yùn)動(dòng)，故C正確；D．依據(jù)牛二定律，由于半徑不變，故相同，故D正確．故選ABCD．【點(diǎn)睛】衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)，萬有引力完全提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，衛(wèi)星從軌道變軌到軌道的過程中衛(wèi)星軌道要減小做近心運(yùn)動(dòng)，提供的向心力大于所需向心力。11.一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在t＝0時(shí)開始受到恒力F作用，速度大小先減小后增大，其最小值為v＝0.5v0，由此可判斷A.質(zhì)點(diǎn)受力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)受力F作用后可能做圓周運(yùn)動(dòng)C.t＝0時(shí)恒力F與速度v0方向間的夾角為60°D.時(shí)，質(zhì)點(diǎn)速度最小【答案】AD【解析】A、在時(shí)開始受到恒力F作用，加速度不變，做勻變速運(yùn)動(dòng)，若做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，則最小速度可以為零，所以質(zhì)點(diǎn)受力F作用后一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故A正確；

B、物體在恒力作用下不可能做圓周運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤；

C、設(shè)恒力與初速度之間的夾角是，最小速度：

可知初速度與恒力的夾角為鈍角，所以是，故C錯(cuò)誤；

D、在沿恒力方向上有：，解得：，故D正確。點(diǎn)睛：由題意可知，物體做類平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解，結(jié)合力的平行四邊形定則與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，即可求解。12.如圖所示，不可伸縮、質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線跨過同一高度處的兩個(gè)光滑輕質(zhì)定滑輪連接著質(zhì)量相同的物體A和B，A套在固定的光滑水平桿上，物體、細(xì)線、滑輪和桿都在同一豎直平面內(nèi)，水平細(xì)線與桿的距離h＝0.2m．當(dāng)傾斜細(xì)線與桿的夾角α＝53°時(shí)，同時(shí)無初速度釋放A、B．關(guān)于此后的運(yùn)動(dòng)過程，下列判斷正確的是(cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，重力加速度g取10m/s2)A.當(dāng)53°＜α＜90°時(shí)，A、B的速率之比vA∶vB＝1∶cosαB.當(dāng)53°＜α＜90°時(shí)，A、B的速率之比vA∶vB＝cosα∶1C.A能獲得的最大速度為1m/sD.A能獲得的最大速度為【答案】AC【解析】A、將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向上的分速度等于B的速度大小，有：，則，故A正確，B錯(cuò)誤；

C、A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)時(shí)，A的速率最大，此時(shí)B的速率為零。根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有：，解得，故C正確，D錯(cuò)誤。點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道A沿繩子方向上的分速度等于B的速度大小，以及知道A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。二、實(shí)驗(yàn)題13.一小球在某未知星球上作平拋運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)對(duì)小球在有坐標(biāo)紙的背景屏前采用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝，然后對(duì)照片進(jìn)行合成，如圖所示．A、B、C為連續(xù)三次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時(shí)間間隔是0.10s，照片大小如圖所示，已知該照片的實(shí)際背景屏方格的邊長均為，不計(jì)空氣阻力，則由以上及圖信息可推知：（1）小球平拋的初速度大小是__m/s；（2）該星球表面的重力加速度為__m/s2；（3）小球在B點(diǎn)時(shí)的速度大小是__m/s．（4）若取A為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為x軸正方向，豎直向下為y軸正方向，建立直角坐標(biāo)系，則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初位置坐標(biāo)為：x=____cm，y=____cm．【答案】(1).1.6m/s(2).8m/s2(3).1.6m/s(4).x=﹣16cm(5).y=﹣4cm【解析】（1）根據(jù)題意：照相機(jī)連續(xù)拍照的時(shí)間間隔是根據(jù)水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動(dòng)，則：；（2）豎直方向上有：，解得：；（3）B點(diǎn)豎直方向上的分速度為：則有：；（4）設(shè)由平拋運(yùn)動(dòng)的初位置到B點(diǎn)時(shí)間為，則：，即：則平拋運(yùn)動(dòng)的初位置到A點(diǎn)的水平距離為：則平拋運(yùn)動(dòng)的初位置到A點(diǎn)的豎直距離為：則小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初位置坐標(biāo)為：，。點(diǎn)睛：解決本題的關(guān)鍵知道平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和推論進(jìn)行求解。三、計(jì)算題14.據(jù)報(bào)道，科學(xué)家們?cè)诰嚯x地球20萬光年外發(fā)現(xiàn)了首顆系外“宜居”行星．假設(shè)該行星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6倍，半徑約為地球半徑的2倍．地球的第一宇宙速度為7.9km/s，地球表面的重力加速度g＝10m/s2，試求：（1）這個(gè)行星表面的重力加速度；（2）這個(gè)行星的第一宇宙速度?！敬鸢浮浚?）（2）7.9km/s【解析】（1）物體在星體表面的重力等于物體受到的萬有引力，所以：，；（2）第一宇宙速度即近地衛(wèi)星的速度，有，則所以：，。............15.在真空環(huán)境內(nèi)探測微粒在重力場中能量的簡化裝置如圖所示．P是個(gè)微粒源，能持續(xù)水平向右發(fā)射質(zhì)量相同、初速度不同的微粒，高度為h的探測屏AB豎直放置，離P點(diǎn)的水平距離為L，上端A與P點(diǎn)的高度差也為h，已知重力加速度為g（1）若微粒打在探測屏AB的中點(diǎn)，求微粒在空中飛行的時(shí)間；（2）求能被屏探測到的微粒的初速度范圍；【答案】（1）（2）得(2)設(shè)打在B處的初速度為v1，打在A處的初速度為v2，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得得得微粒的初速度范圍16.如圖所示的裝置可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A與細(xì)線AC、AB連接后分別系于B、C兩點(diǎn)，裝置靜止時(shí)細(xì)線AB水平，細(xì)線AC與豎直方向的夾角θ＝37°.已知小球的質(zhì)量m＝1kg，細(xì)線AC長l1＝1m，細(xì)線AB長l2＝0.2m，重力加速度g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.（1）若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω1時(shí)，細(xì)線AB上的張力為零而細(xì)線2與豎直方向的夾角仍為37°，求角速度ω1的大小；（2）若裝置勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，求細(xì)線AC與豎直方向的夾角．【答案】（1）（2）530【解析】（1）當(dāng)細(xì)線AB上的張力為零時(shí)，小球的重力和細(xì)線AC對(duì)小球的拉力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即，解得：；（2）當(dāng)時(shí)，由于，故小球應(yīng)向左上方擺起由幾何關(guān)系可知，小球未向左上方擺起時(shí)，A點(diǎn)距C點(diǎn)的水平距離為：擺起后，假設(shè)細(xì)線AB的張力仍為零，設(shè)此時(shí)細(xì)線AC與豎直軸的夾角為則可得：代入數(shù)據(jù)可得：，即：由幾何關(guān)系可知，此時(shí)A點(diǎn)距C點(diǎn)的水平距離為而：，說明此時(shí)細(xì)線AB恰好豎直且細(xì)線的拉力為零故細(xì)線AC與豎直方向的夾角：。點(diǎn)睛：在求解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的