云南省州西疇縣一中高一下學(xué)期物理期中考試

絕密★啟用前云南省州20172018學(xué)年西疇縣一中下學(xué)期期中考試高一物理本試卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷兩部分，共100分，考試時間120分鐘。學(xué)校：___________姓名：___________班級：___________考號：___________題號一二三總分得分分卷I一、單選題(共6小題,每小題4.0分,共24分)1.一物體的運動規(guī)律是x=3t2m，y=4t2m，則下列說法中正確的是（）①物體在x和y方向上都是做初速度為零的勻加速運動②物體的合運動是初速度為零、加速度為5m/s2的勻加速直線運動③物體的合運動是初速度為零、加速度為10m/s2的勻加速直線運動④物體的合運動是做加速度為5m/s2的曲線運動A．①②B．①③C．②D．④【答案】B【解析】在x方向上有：x=3t2=，知，做初速度為零的勻加速直線運動．在y方向上，有：，知，做初速度為零的勻加速直線運動．故①正確．根據(jù)平行四邊形定則知，a==10m/s2，合初速度為零，知合運動做初速度為零、加速度為10m/s2的勻加速直線運動．故③正確．2.宇宙飛船在距離地面等于地球半徑的高度繞地球做圓周運動時，由于地球遮擋陽光(可認(rèn)為是平行光)，在飛船運行的過程中，有一段時間飛船會進(jìn)入地球陰影區(qū)，如圖所示，已知地球的半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，則在飛船運動的一個周期內(nèi)，飛船的太陽能電池板接收不到太陽光的時間為()A．T＝B．T＝C．T＝πD．T＝π【答案】A【解析】由地球的萬有引力提供衛(wèi)星的向心力＝mr，r＝2R，解得T＝4π，由幾何關(guān)系得飛船的太陽能電池板接收不到太陽光的范圍，如圖：剛好接收不到太陽光的位置與地球相切，OA＝r＝2R，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系得α＝60°所以運動的一個周期內(nèi)，飛船的太陽能電池板接收不到太陽光的時間為t＝T＝π.3.如圖所示，翹翹板的支點位于板的中點，A、B兩小孩距離支點一遠(yuǎn)一近．在翹動的某一時刻，A、B兩小孩重心的線速度大小分別為vA、vB，角速度大小分別為ωA、ωB，則()A．vA≠vB，ωA＝ωBB．vA＝vB，ωA≠ωBC．vA＝vB，ωA＝ωBD．vA≠vB，ωA≠ωB【答案】A【解析】因為兩小孩繞同一點轉(zhuǎn)動，故角速度相同，即ωA＝ωB；由于兩人的轉(zhuǎn)動半徑不等，根據(jù)v＝ωr，可知vA≠vB，選項A正確．4.足球被斜向上踢出時的速度大小為v，方向與水平方向成α角，把這個速度沿水平和豎直方向分解，其水平分速度的大小是（）A．VsinαB．vcosαC．D．【答案】B【解析】由矢量分解的方法，根據(jù)平行四邊形定則可得，水平分速度vx=vcosα．故B正確，A、C、D錯誤．5.第一宇宙速度是()A．物體在宇宙中所能達(dá)到的最高速度B．物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度C．物體擺脫地球引力所必須具有的速度D．物體擺脫太陽引力所必須具有的速度【答案】B【解析】第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球運動的最大速度，即為在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，同時也是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，而不是物體在宇宙中所能達(dá)到的最高速度，故A錯誤，B正確．物體要脫離地球引力的束縛，逃逸到地球的引力之外，最小的速度是第二宇宙速度，故C錯誤．物體要擺脫太陽引力的束縛必須能夠達(dá)到第三宇宙速度，故D錯誤．6.子彈以v=1000m/s的速度斜向上射出，速度方向與水平方向的夾角為60°，如圖所示．若將該速度分解到水平方向vx和豎直方向vy，則水平方向vx的大小為（）A．0B．500m/sC．500m/sD．1000m/s【答案】B【解析】對v向x軸和y軸進(jìn)行正交分解，在x軸上的分量為：vx=vcos60°=1000×0.5m/s=500m/s，選項B正確，A、C、D錯誤．二、多選題(共6小題,每小題4.0分,共24分)7.（多選）如圖為在平靜海面上，兩艘拖船A、B拖著駁船C運動的示意圖.A、B的速度分別沿著纜繩CA、CB方向，A、B、C不在一條直線上.由于纜繩不可伸長，因此C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B的速度相等，由此可知C的()A．速度大小可以介于A、B的速度大小之間B．速度大小一定大于A、B的速度大小C．速度方向可能在CA和CB的夾角范圍外D．速度方向一定在CA和CB的夾角范圍內(nèi)【答案】BD【解析】C的速度在CA、CB方向的投影分別與A、B的速度相等，C的速度vC應(yīng)等于vA和vB的矢量和，即以vA和vB為鄰邊作平行四邊形，其對角線即為vC，由于vA和vB成銳角，所以vC大于vA及vB，故A錯誤，B正確.vC的方向為平行四邊形對角線的方向，所以一定在CA和CB的夾角范圍內(nèi)，故C錯誤，D正確.8.(多選)有消息稱，英國曼徹斯特大學(xué)的天文學(xué)家，已經(jīng)在銀河系里發(fā)現(xiàn)一顆由曾經(jīng)的龐大恒星轉(zhuǎn)變而成的體積較小的行星，這顆行星完全由鉆石構(gòu)成．若已知萬有引力常量G，還需知道哪些信息可以計算該行星的質(zhì)量()A．該行星表面的重力加速度及繞行星運行的衛(wèi)星的軌道半徑B．該行星的自轉(zhuǎn)周期與星體的半徑C．圍繞該行星做圓周運動的衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期及運行半徑D．圍繞該行星做圓周運動的衛(wèi)星公轉(zhuǎn)周期及公轉(zhuǎn)線速度【答案】CD【解析】如果知道圍繞中心天體做勻速圓周運動的行星或衛(wèi)星(或表面飛行的飛船)的線速度v、角速度ω(由ω可求得運行周期T)、軌道半徑r，那么就可以按照“三選二”的原則求解中心天體的質(zhì)量或密度(已知中心天體的半徑R)，即v、ω或ω、r或v、r三種組合.9.(多選)對于太陽與行星間的引力表達(dá)式F＝G，下列說法正確的是()A．公式中的G為比例系數(shù)，與太陽、行星均無關(guān)B．M、m彼此受到的引力總是大小相等C．M、m彼此受到的引力是一對平衡力，合力等于0，M和m都處于平衡狀態(tài)D．M、m彼此受到的引力是一對作用力與反作用力【答案】ABD【解析】太陽與行星間的引力是兩物體因質(zhì)量而引起的一種力，分別作用在兩個物體上，是一對作用力與反作用力，不能進(jìn)行合成，故B、D正確，C錯誤；公式中的G為比例系數(shù)，與太陽、行星均沒有關(guān)系，A正確．10.(多選)電風(fēng)扇的扇葉的重心如果不在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)動時會使風(fēng)扇抖動，并加速轉(zhuǎn)軸磨損．調(diào)整時，可在扇葉的一區(qū)域通過固定小金屬塊的辦法改變其重心位置．如圖所示，A、B是兩調(diào)整重心的金屬塊(可視為質(zhì)點)，其質(zhì)量相等，它們到轉(zhuǎn)軸O的距離rA＜rB.扇葉轉(zhuǎn)動后，它們的()A．向心力FA＜FBB．線速度大小相等C．向心加速度相等D．角速度大小相等【答案】AD【解析】因為A、B兩調(diào)整重心的金屬塊固定在風(fēng)扇上，因此兩者繞軸O一起轉(zhuǎn)動，具有了相同的角速度，ωA＝ωB＝ω，根據(jù)向心加速度公式：a＝rω2，得：aA＜aB，由線速度與角速度的關(guān)系v＝rω，得：vA＜vB，由向心力公式：F＝mrω2得：FA＜FB，故A、D正確；B、C錯誤．11.(多選)2012年6月18日，“神舟九號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實現(xiàn)自動交會對接．設(shè)地球半徑為R，地面重力加速度為g.對接成功后“神州九號”和“天宮一號”一起繞地球運行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面高度約為R，運行周期為T，則()A．對接成功后，“神舟九號”飛船里的宇航員受到的重力為零B．對接成功后，“神舟九號”飛船的加速度為gC．對接成功后，“神舟九號”飛船的線速度為D．地球質(zhì)量為3R3【答案】CD【解析】飛船里的宇航員受到的重力的作用，由于重力完全用來提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，A錯誤；對于近地衛(wèi)星有：m1g＝G，對于飛船有G＝ma，又有r＝1R，聯(lián)立以上三個方程解得a＝2g，B錯誤；對接成功后，飛船的線速度為v＝＝＝，C正確；對于飛船有萬有引力提供向心力得G＝mr，解得地球的質(zhì)量為M＝＝3，D正確．12.(多選)如圖為哈勃望遠(yuǎn)鏡拍攝的銀河系中被科學(xué)家成為“羅盤座T星”系統(tǒng)的照片，最新觀測標(biāo)明“羅盤座T星”距離太陽系只有3260光年，比天文學(xué)家此前認(rèn)為的距離要近得多．該系統(tǒng)是由一顆白矮星和它的類日伴星組成的雙星系統(tǒng)，由于白矮星不停地吸收由類日伴星拋出的物質(zhì)致使其質(zhì)量不斷增加，科學(xué)家預(yù)計這顆白矮星在不到1000萬年的時間內(nèi)會完全“爆炸”，從而變成一顆超新星，并同時放出大量的γ射線，這些γ射線到達(dá)地球后會對地球的臭氧層造成毀滅性的破壞．現(xiàn)假設(shè)類日伴星所釋放的物質(zhì)被白矮星全部吸收，并且兩星間的距離在一段時間內(nèi)不變，兩星球的總質(zhì)量不變，則下列說法正確的是A．兩星間的萬有引力不變B．兩星的運動周期不變C．類日伴星的軌道半徑增大D．白矮星的軌道半徑增大【答案】BC【解析】圖片下面的中間的亮點即為白矮星，上面的部分為類日伴星(中央的最亮的為類似太陽的天體)，組成的雙星系統(tǒng)的周期T相同，設(shè)白矮星與類日伴星的質(zhì)量分別為M1和M2，圓周運動的半徑分別為R1和R2，由萬有引力定律＝M1＝M2，可得GM1＝，GM2＝，兩式相加可得G(M1＋M2)T2＝4π2L3①M1R1＝M2R2②由①式可知白矮星與類日伴星的總質(zhì)量不變，則周期T不變，B對；由②式可知雙星運行半徑與質(zhì)量成反比，類日伴星的質(zhì)量逐漸減小，故其軌道半徑增大，C對D錯；依題意兩星間距離在一段時間內(nèi)不變，由萬有引力定律可知，兩星的質(zhì)量總和不變而兩星質(zhì)量的乘積必定變化，則萬有引力必定變化，A錯．分卷II三、實驗題(共2小題,每小題10.0分,共20分)13.如圖甲，某同學(xué)設(shè)計了一個研究平拋運動的實驗裝置，在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球滾過桌邊后便做平拋運動，在鋼球拋出后經(jīng)過的地方放置一塊水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通過豎直標(biāo)尺讀出，木板可以上下自由調(diào)節(jié)，在木板上固定一張白紙，該同學(xué)在完成裝置安裝后進(jìn)行了如下步驟的實驗：A．實驗前在白紙上畫一條直線，并在線上標(biāo)出a、b、c三點，且ab＝bc，如圖乙量出ab長度L＝20.00cm.B．讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中a點，記下此時木板離地面的高度h1＝90.00cm.C．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板離地面的高度h2＝80.00cm.D．讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下，調(diào)節(jié)木板高度，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板離地面的高度h3＝60.00cm.則該同學(xué)由上述測量結(jié)果即可粗測出鋼球的平拋初速度大小v0＝______m/s，鋼球擊中b點時其速度大小為vb＝______m/s(空氣阻力不計)．【答案】22.5【解析】鋼球從a到b和b到c的時間相等，擊中ab時木板的豎直距離為x1＝10cm，擊中bc時木板的豎直距離為x2＝20cm，根據(jù)Δh＝gT2得，T＝＝s＝0.1s，則鋼球平拋運動的初速度v0＝＝m/s＝2m/s，擊中b點時鋼球的豎直分速度vyb＝＝m/s＝1.5m/s，根據(jù)平行四邊形定則知，鋼球擊中b點的速度大小vb＝＝m/s＝2.5m/s.14.如圖甲是研究平拋運動的實驗裝置圖，圖乙是實驗后在白紙上作的圖.(1)在甲圖上標(biāo)出O點及Ox、Oy軸，并說明這兩條坐標(biāo)軸是如何作出的.(2)固定斜槽軌道時應(yīng)注意使________________________________________________.(3)實驗過程中需經(jīng)過多次釋放小球才能描繪出小球平拋運動的軌跡，實驗中應(yīng)注意________________________________________________________________________.(4)計算小球平拋初速度的公式v0＝________，根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù)，可計算出v0＝______m/s.(g取9.8m/s2)【答案】(1)見解析(2)底端切線沿水平方向(3)使小球每次都從同一高度處無初速度滾下(4)x1.6【解析】(1)如圖所示，在斜槽末端小球球心在白紙上的投影為O點，從O點開始作平行于重垂線向下的直線為Oy軸，再垂直于Oy作Ox軸.(2)為了保證小球離開斜槽時的速度沿水平方向，應(yīng)調(diào)整斜槽使底端切線沿水平方向.(3)為了保證小球每次做平拋運動的軌跡一致，要求它的初速度相同，故每次都讓小球從斜槽的同一高度處無初速度滾下.(4)由于x＝v0t，y＝gt2，故初速度v0＝x，根據(jù)圖乙給出的數(shù)據(jù)，可計算出v0＝1.6m/s.四、計算題15.有一種叫“飛椅”的游樂項目，示意圖如圖所示．長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣．轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動．當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)動軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ.不計鋼繩的重力，求：(1)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω與夾角θ的關(guān)系；(2)此時鋼繩的拉力多大？【答案】(1)(2)【解析】(1)對座椅受力分析，如圖所示．轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度為ω時，鋼繩與豎直方向的夾角為θ，則座椅到轉(zhuǎn)軸的距離即座椅做圓周運動的半徑為R＝r＋Lsinθ①根據(jù)牛頓第二定律：mgtanθ＝mω2R②由①②得：ω＝(2)設(shè)鋼繩的拉力為FT，由力的三角形知：FT＝16.經(jīng)過觀察，科學(xué)家在宇宙中發(fā)現(xiàn)許多雙星系統(tǒng)，一般雙星系統(tǒng)距離其它星體很遠(yuǎn)，可以當(dāng)作孤立系統(tǒng)處理，若雙星系統(tǒng)中每個星體的質(zhì)量都是M，兩者相距為L(遠(yuǎn)大于星體半徑)，它們正繞著兩者連線的中點做圓周運動．(1)試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T計算．(2)若實際觀察到的運動周期為T觀測，且T觀測∶T計算＝1∶(N＞0)，為了解釋T觀測與T計算的不同，目前有理論認(rèn)為，宇宙中可能存在觀測不到的暗物質(zhì)，假定有一部分暗物質(zhì)對雙星運動產(chǎn)生影響，該部分物質(zhì)的作用等效于暗物質(zhì)集中在雙星連線的中點，試證明暗物體的質(zhì)量M′與星體的質(zhì)量M之比＝.【答案】(1)T計算＝πL(2)＝【解析】(1)