安徽省部分省示范中学2018-2019学年高一下学期期中考试物理试题 含解析

2018-2019学年安徽省部分省示范中学高一（下）期中物理试卷
一、选择题
1.关于物体做曲线运动，下列说法正确的是（）
A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B. 物体在变力作用下一定做曲线运动
C. 物体在变力作用下不可能做直线运动
D. 做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向不在同一条直线上
【答案】D
【解析】
【详解】A.物体在恒力作用下可能做曲线运动，比如平抛运动，A错误
BC.物体做曲线运动的条件是物体速度方向与合力方向不再一条直线上，变力与速度不再一条直线上，物体做曲线运动；当变力方向与速度方向在一条直线上时，物体也可以做变加速直线运动，BC 错误
D.因为合外力的方向就是加速度方向，所以做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向不在同一条直线上，D正确
2. 一个物体在两个互为锐角的恒力作用下，由静止开始运动，当经过一段时间后，突然去掉其中一个力，则物体将做（）
A. 匀加速直线运动
B. 匀速直线运动
C. 匀速圆周运动
D. 变速曲线运动
【答案】D
【解析】
当物体经过一段时间加速后，突然去掉其中一个力，则另一个力的方向与速度方向成锐角，物体做变速曲线运动，D正确。

3.如图所示，用一小车通过轻绳提升一货物，某一时刻，两段绳恰好垂直，且拴在小车一端的绳与水平方向的夹角为θ，此时小车的速度为v0，则此时货物的速度为（）
A.
cos v θ
B. v 0sin θ
C. v 0cos θ
D. v 0
【答案】D 【解析】
【详解】车的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，根据平行四边形定则，有v 0cos θ=v 绳，
而货物的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度。

则有v 货cos α=v 绳
由于两绳子相互垂直，所以α=θ，则由以上两式可得，货物的速度就等于小车的速度。

故ABC 错误，D 正确。

4.一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
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】动能减小为原来的1/4，则线速度减为原来的1/2，根据万有引力提供向心力得
2
2=r mM v G m r
，GM v r =
，则轨道半径变为原来的4倍。

则轨道半径之比为1：4。

万有引力提供
向
心
力
；
222
224=mM v G mr m r m ma r T r
πω=＝＝ 解得：
GM v r =①32r T GM =②3GM r ω=2GM a r =④；由3
2r T GM
=＝1：8，故A 正确；由3
GM r ω=3
41
＝8：1，故B 错误；C 、由2GM a r = 可知加速度之比为2
41
＝16：1，故C 错误；轨道半径之比为1：4，故D 错误。

5.如图所示的皮带传动装置中，轮B 和C 同轴，A 、B 、C 分别是三个轮边缘的质点，且其半径R A ＝R C ＝2R B ，则三质点的向心加速度之比a A ：a B ：a C 等于（ ）
A. 4：2：1
B. 2：1：2
C. 1：2：4
D. 4：1：4
【答案】C
【解析】
【详解】由于B轮和A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v A＝v B，∴v B：v A＝1：1；由于C轮和B轮共轴，故两轮角速度相同，即ωC ＝ωB，故ωC：ωB＝1：1，由角速度和线速度的关系式v＝ωR可得v C：v B＝R C：R B＝2：1，∴v A：
v B：v C＝1：1：2，又因为R A＝R C＝2R B，根据
2
v
a
r
得：a A：a B：a C＝1：2：4，故选C。

6.如图所示，一物块在一个水平力F作用下沿斜面匀速运动，此力F的方向与斜面平行，某时刻将力F撤除，下列对撤除力F后物块运动的描述正确的是（）
A. 物块仍沿斜面匀速运动
B. 物块沿原方向做减速运动
C. 物块将做非匀变速曲线运动
D. 物块将做匀变速曲线运动
【答案】C
【解析】
【详解】物体受重力、支持力、拉力及摩擦力而处于平衡，重力可分解为垂直于斜面及沿斜面的两个力；垂直斜面方向受力平衡，而沿斜面方向上有拉力、重力的分力及摩擦力而处于平衡；故摩擦力应与拉力与重力分力的合力平衡，运动方向与f的方向相反；如图所示：
当F撤去后，合力方向与F方向相反，与v的方向由一定的夹角，所以物体做曲线运动，速度的方向改变后，f的方向也改变，所以合力的方向也改变，故将做非匀变速曲线运动。

故选C。

7.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河,小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,去程与回程所用时间的比值为k ,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为 2
1
k -2
1k
-2
1k
-2
1
k -
【答案】B 【解析】
【详解】设船渡河时的速度为c v ，当船头指向始终与河岸垂直，则有：c
d
t v =
去，当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：d t v =
回合
，而回头时的船的合速度为：22
c v v v =-合用时间的比值为k ，所以小船在静水中的速度大小为：22211c v v k k
==--，故B 正确，ACD 错误。

【点睛】根据船头指向始终与河岸垂直，结合运动学公式，可列出河宽与船速的关系式，当路线与河岸垂直时，可求出船过河的合速度，从而列出河宽与船速度的关系，进而即可求解。

8. 某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。

每过N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。

该行星与地球的公转半径比为
A. 2
31()N N
+
B. 2
3()1N N -
C. 3
2
1()N N
+
D. 3
2()1
N N -
【答案】B 【解析】
由图可知行星的轨道半径大，那么由开普勒第三定律知其周期长．每过N 年，该行星会运行到日地
连线的延长线上，说明从最初在日地连线的延长线上开始，每一年地球都在行星的前面比行星多转圆周的N 分之一，N 年后地球转了N 圈，比行星多转1圈，即行星转了N-1圈，从而再次在日地连
线的延长线上．所以行星的周期是 1
N
N - 年，根据开普勒第三定律有3232 r T r T 地地行行＝ ，即：
22
332 ()1
r T N r T N 行行地地==- 故选B.
点睛：解答此题的关键由题意分析得出每过N 年地球比行星多围绕太阳转一圈，由此求出行星的周期，再由开普勒第三定律求解即可.
9.一架飞机以200m/s 的速度在高空沿水平方向做匀速直线运动，每隔1s 先后从飞机上自由释放A ，
B ，
C 三个物体，若不计空气阻力，则（）
A. A ，B ，C 落地前
空中排列成一条竖直线
B. A ，B ，C 落地前在空中排列成一条抛物线
C. 在运动过程中A 在B 前200m ，B 在C 前200m
D. 落地后A ，B ，C 在地上排列成水平线且间距相等 【答案】AD 【解析】
【详解】ABC.因为飞机匀速飞行，所以三个物体释放时具有相同的水平速度即飞机的速度，做平抛运动，水平速度与飞机相同，水平方向与飞机相对静止，所以A ，B ，C 落地前在空中排列成一条竖直线，A 正确BC 错误 D.因
飞机水平运动，所以下落高度相同，根据平抛规律，平抛时间相同，水平间距0x v t ∆=∆，
间距相等，D 正确
10.如图所示，地球球心为O ，半径为R ，表面的重力加速度为g 。

一宇宙飞船绕地球无动力飞行且沿椭圆轨道运动，轨道上P 点距地心最远，距离为3R 。

为研究方便，假设地球不自转且忽略空气阻力，则（）
A. 飞船在P 点的加速度一定是
9
g B. 飞船经过P 3gR C. 飞船经过P 3
gR D. 飞船经过P 点时，若变轨为半径为3R 的圆周运动，需要制动减速 【答案】AC 【解析】
【详解】A.在地表：2
Mm G
mg R
=，在P 点：2(3)Mm G ma R =，所以9g a =，A 正确 BCD.若飞船经过P 点时，变轨为半径为3R 的圆周运动，需要进入高轨道，加速离心，且在半径为
3R 的圆周轨道有：22(3)3Mm v G m R R =，解得：33GM
gR v R
==所以飞船在P BD 错误，C 正确
11.轻杆一端固定在光滑水平轴O 上，另一端固定一质量为m 的小球，如图所示．给小球一初速度，使其在竖直平面内做圆周运动，且刚好能通过最高点P ，下列说法正确的是（ ）
A. 小球在最高点时对杆的作用力为零
B. 小球在最高点时对杆的作用力为mg
C. 若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力一定增大
D. 若增大小球的初速度，则在最高点时球对杆的力可能为零 【答案】BD
【解析】
以小球为研究对象，设在最高点时杆对小球的作用力大小为F ，方向竖直向上。

小球刚好能通过最
高点P ，速度为零，根据牛顿第二定律得：2
0v mg F m r
-==，即有F=mg ，再由牛顿第三定律得
到，小球在最高点时对杆的作用力也为mg ，方向竖直向下。

故A 错误，B 正确。

对于球，在最高点
时：若v gr <2v mg F m r -=，得2
v F mg m r =-，增
大小球的初速度，杆对球的作用力F 减小，则球对杆的力减小，若v gr 2
v mg F m r +=，
得2
v F m mg r
=-，增大小球的初速度，杆对球的作用力F 增大，则球对杆的力增大，故C 错误，
D 正确；故选BD 。

【点睛】小球刚好能通过最高点P 时，速度为零，根据牛顿第二定律研究杆对小球的作用力，再由牛顿第三定律研究小球对杆作用力．由牛顿第二定律讨论增大小球的初速度时，在最高点杆对球的作用力变化情况．
12.如图所示，A 、B 、C 三个物体放在旋转圆台上，它们与圆台之间的动摩擦因数均为μ，A 的质量为2m ，B 、C 质量均为m ，A 、B 离轴心距离为R ，C 离轴心2R ，则当圆台旋转时（设A 、B 、C 都没有滑动）（ ）
A. 物体C 的向心加速度最大
B. 物体B 受到的静摩擦力最大
C. ω2g
R
μC 开始滑动的临界角速度 D. 当圆台转速增加时，B 比A 先滑动
【答案】AC 【解析】
【详解】A.物体绕轴做匀速圆周运动，角速度相等，根据向心加速度方程有a=ω2r ，由于C 物体的转动半径最大，故向心加速度最大，故A 正确；
B.物体绕轴做匀速圆周运动，角速度相等，静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律可得，f=m ω2r ，
故B的摩擦力最小，故B错误；
C.对C分析可知，当C物体恰好滑动时，静摩擦力达到最大，有μmg=m·2Rω2；解得：ω=
2g R
μ
C正确；
C.由C的分析可知，转动半径越大的临界角速度越小，越容易滑动，与物体的质量无关，故物体C 先滑动，物体A、B将一起后滑动，故D错误。

二、填空题
13.在做“研究平抛运动”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平抛运动的轨迹，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_____。

A．通过调节使斜槽的末端保持水平
B．每次释放小球的位置可以不同
C．每次必须由静止释放小球
D．记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
E．小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
F．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线
【答案】ACE
【解析】
【详解】A、通过调节使斜槽末端保持水平，是为了保证小球做平抛运动；故A正确.
B、C、因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度；故B错误，C正确.
D、记录小球经过不同高度的位置时，保证点适当多且分布散开，而每次不必严格地等距离下降；故D错误.
E、小球运动时不应与木块上的白纸(或方格纸)相接触，为了防止摩擦改变小球的运动轨迹；故E 正确；
F、将球经过不同高度的位置记录在纸上后，取下纸，平滑的曲线把各点连接起来，故F错误；
故选ACE.
14.某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，A、B、C三点的位置在运动轨迹
上已标出（g 取10m/s 2
），则：
(1)小球平抛的初速度为________m/s. (2)小球在B 点瞬时速度v B =________m/s.
(3)小球开始做平抛运动的位置坐标为：x =________cm ，y =________cm. 【答案】 (1). 2 (2). 1
2
x x (3). -20 (4). -5 【解析】
【详解】（1）竖直方向：2
()y g t ∆=∆，代入数据得：2
(2515)100.110
y t s s g -∆-⨯∆===，水平速度：2
02010/2/0.1
x v m s m s t -⨯===∆
（2）竖直匀加速，所以：2
4010/2/20.2
AC By h v m s m s t -⨯===∆，所以B 点速度
22022/B By v v v m s =+=
（3）从抛出点到B 点设时间为t ，竖直方向By v gt =，解得0.2t s =，竖直位移2
10.22
h gt m =
=，所以抛出点纵坐标0.150.20.055y m m cm =-=-=-；水平方向：00.4x v t m ==，抛出点横坐标：0.20.40.220x m m cm =-=-=-
三、解答题
15.跳台滑雪是一种极为壮观的运动，运动员穿着滑雪板，从跳台水平飞出，在空中飞行一段距离后着陆。

如图所示，设运动员连同滑雪板的总质量m =50kg ，从倾角θ=37°的坡顶A 点以速度
v 0=20m/s 沿水平方向飞出，恰落到山坡底的水平面上的B 处。

(g 取10m/s 2，sin37°=0.6，
cos37°=0.8)，求：
(1)运动员在空中飞行的时间;
(2)AB间的距离s.
【答案】（1）运动员在空中飞行的时间为3s．（2）AB间的距离为75m 【解析】解：（1）运动员做平抛运动，由A到B，有：y=，x=v0t 又tan37°=由以上各式得 t==3s （2）水平位移大小 x=v0t=20×3m=60m故AB间的距离 s==75m 答：（1）运动员在空中飞行的时间为3s．（2）AB间的距离为75m 【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活
求解．
16.如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R=0.5m。

电动机连同打夯机底座的质量为M=25kg，重锤和转轴O 之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：
(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？
(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？
【答案】
(2)1 500 N
【解析】
试题分析：重锤做圆周运动，在最高点靠重力和拉力的合力提供向心力，当拉力的大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面；根据牛顿第二定律求出重锤通过最低位置时对重锤的拉力，对打夯机受力分析，求出地面的支持力，从而得知打夯机对地面的压力。

（1）当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面。

即：T =Mg
对重锤根据牛顿第二定律有：mg +T =mR ω2 代入数据解得：30/rad s ω
（2）在最低点，对重锤根据牛顿第二定律有：T ′-mg =mR ω2
解得：T ′=Mg +2mg
对打夯机有：N =T ′+Mg =2（M +m ）g =2×（50+25）×10N=1500N。

点睛：本题主要考查了竖直面内的圆周运动问题，采用隔离法分析，对重锤，在竖直方向上的合力提供圆周运动的向心力。

17.一颗距离地面高度等于地球半径R 0的圆形轨道地球卫星，卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g ．
（1）求出卫星绕地心运动周期T ；
（2）设地球自转周期为T 0，该卫星圆周运动方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是多少？如图中赤道上的人在B 1点时恰可收到在A 1点的卫星发射的微波信号． 【答案】(1)0
24R T R g π=0000
423122T R T g R ππ- 【解析】
【详解】（1）根据万有引力定律可得：
()
()2
02
20422GMm
m R T
R π=
解得：22T π
==（2）设人在B 1位置刚好看见卫星出现在A 1位置，最后在B 2位置看到卫星从A 2位置消失，OA 1=2OB 1，如图所示：
由几何关系得：11223
AOB A OB π
∠=∠=
设从B 1到B 2时间为t ，则有：
02223t t
T T
πππ+= 解得：()00000
000
00824233122832R T T R g
TT t T T T g R R T g π
πππ=
==-⎛⎫-- ⎪
⎝
⎭【点睛】此题是万有引力定律的应用习题；注意在地球的质量不知而地球表面的重力加速度已知的情况时，要用黄金代换公式表示地球的质量，这是我们经常使用的方法，要注意掌握，同时要充分利用几何关系．。