云南省沾益一中2017-2018学年下学期五月份考试 高一物理

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云南省沾益一中2017-2018学年下学期五月份考试
高一物理 试卷
命题教师：
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。

学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________
I
一、单选题(共10小题,每小题3.0分,共30分)
1.两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A 运动的半径比B 的大，则( )
A ．A 所需的向心力比
B 的大 B ．B 所需的向心力比A 的大
C ．A 的角速度比B 的大
D ．B 的角速度比A 的大
2.如图所示，一半径为R 的球体绕轴O 1O 2以角速度ω匀速转动，A ，B 为球体上两点．下列说法中正确的是( )
A ．A ，
B 两点具有相同的角速度 B ．A ，B 两点具有相同的线速度
C ．A ，B 两点具有相同的向心加速度
D ．A ，B 两点的向心加速度方向都指向球心
3.在高空中有四个小球，在同一位置同时以速度v 向上、向下、向左、向右被抛出，抛出后某一时刻四个小球在空中的位置构成的图形正确的是( )
A ．
B ．
C ．
D ．
4.如图所示，水平地面上有P 、Q 两点，A 点和B 点分别在P 点和Q 点的正上方距离地面高度分别为h 1和h 2，某时刻从A 点以速度v 1水平抛出一个小球，经过一段时间后，又从B 点以速度v 2水平抛出另一球，结果两球同时落在P 、Q 连线上的O 点，则有( )
A ．h 1－h 2＝
B ．PO ∶OQ ＝v 1h 2∶v 2h 1
C ．PO ∶OQ ＝v 1
∶v 2
D ．PO ∶OQ ＝v 1h 1∶v 2h 2
5.如图所示，“神舟10号” 绕地球沿椭圆形轨道运动，它在A 、B 、C 三点运动速率( ) A ． 一样大
B ． 经过A 点时最大
C ． 经过B 点时最大
D ． 经过C 点时小于经过B 点时
6.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a ；假设月球绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为r 1，向心加速度为a 1.已知万有引力常量为G ，地球半径为R .下列说法中正确的是( ) A ． 地球质量M ＝
B ． 地球质量M ＝
C ． 地球赤道表面处的重力加速度g ＝a
D ． 加速度之比＝
7.起重机将质量为m 的货物由静止开始以加速度a 匀加速提升，在t 时间内上升h 高度，设在t 时间内起重机对货物的拉力做的功为W 、平均功率为，则( ) A ．W ＝mah B ．W ＝mgh C ．
＝
D ．
＝
8.关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是( ) A ． 当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B ． 当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C ． 在拉伸长度相同时，k 越大的弹簧，它的弹性势能越大
D ． 弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
9.如图所示，两个互相垂直的力F 1与F 2作用在同一物体上，使物体通过一段位移的过程中，力F 1对物体做功4 J ，力F 2对物体做功3 J ，则力F 1与F 2的合力对物体做功为( ) A ． 7 J B ． 1 J
B ． 5 J D ． 3.5 J
10.如图所示，运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程.将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法正确的是( ) A ． 阻力对系统始终做负功 B ． 系统受到的合力始终向下
C ． 重力做功使系统的重力势能增加
D ． 任意相等的时间内重力做的功相等
二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)
11.（多选）跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升飞机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中
正确的是（ ）
A ． 风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作
B ． 风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害
C ． 运动员下落时间与风力无关
D ． 运动员着地速度与风力无关
12.(多选)冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆，公转周期为T 0，其近日点到太阳的距离为a ，远日点到太阳的距离为b ，半短轴的长度为c ，A 、B 、C 、D 分别为长短轴的端点，如图所示．忽略其他行星对它的影响则( )
A ． 冥王星从A →
B →
C 的过程中，速率逐渐变大 B ． 冥王星从A →B →C 的过程中，速率逐渐变小 C ． 冥王星从A →B 所用的时间等于
D ． 冥王星从A →B 所用的时间小于
13.(多选)暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命．为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星．已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t (t 小于其运动周期)，运动的弧长为s ，与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，引力常量为G ，则下列说法中正确的是( ) A ． “悟空”的线速度大于第一宇宙速度
B ． “悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
C ． “悟空”的环绕周期为
D ． “悟空”的质量为
14.(多选)在水平面上有一质量为M 的物体，受到水平力F 的作用从静止开始运动，通过距离s 撤去力F ，这以后又通过距离s 停止运动，则在这个过程中( )
A ． 它所受的摩擦力大小为F
B ． 它所受的摩擦力大小为
C ． 力F 对物体做的功为Fs
D ． 力F 对物体做的功为零
分卷II
三、实验题(共2小题,共14分)
15.如图a 所示，在“验证机械能守恒定律”的实验中，电火花计时器接在220 V 、50 Hz 的交流电源上，自由
下落的重物质量为1 kg ，打下一条理想的纸带如图b 所示，取g ＝9.8 m/s 2
，O 为下落起始点，A 、B 、C 为纸
带上打出的连续点迹，则：
a
b
(1)打点计时器打B 点时，重物下落的速度v B ＝________ m/s ；从起始点O 到打B 点的过程中，重物的重力势能减少量ΔE p ＝________ J ，动能的增加量ΔE k ＝________ J ．(结果均保留3位有效数字) (2)分析ΔE k <ΔE p 的原因是__________．
16.某同学用如下图所示的实验装置研究小车在斜面上的运动，实验步骤的内容如下：
a ．安装好实验器材；
b ．接通电源后，让拖着纸带的小车沿平板斜面向下运动，重复几次，选出一条点迹比较清晰的纸带，舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每两个打点间隔取一个计数点，如下图中0、1、2、…、6点所示；
c ．测量1、2、3、…、6计数点到0计数点的距离，分别记作：x 1、x 2、x 3、…、x 6；
d ．通过测量和计算，该同学判断出小车沿平板做加速直线运动；
e ．分别计算出x 1、x 2、x 3、…、x 6与对应时间的比值、、、…、；
f ．以为纵坐标、t 为横坐标，标出与对应时间t 的坐标点，画出－t 图线． 结合上述实验步骤，请你完成下列任务：
(1)实验中，除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、铁架台、导线及开关外，在下面的仪器和器材中，必须使用的还有________和________．(填选项代号) A ．电压合适的50 Hz 交流电源
B ．电压可调的直流电源
C ．刻度尺
D ．秒表
E ．天平
F ．重锤
(2)将最小刻度为1 mm 的刻度尺的0刻度线与0计数点对齐，0、1、2、5计数点所在位置如下图所示，则x 2＝________cm ，x 5＝__________ cm.
四、计算题
17.一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以v ＝10 m/s 的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过5.5 s 后警车发动起来，并以2.5 m/s 2
的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在90 km/h 以内．问：
(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？ (2)判定警车在加速阶级能否追上货车．(要求通过计算说明) (3)警车发动后要多长时间才能追上货车？
18.一固定斜面ABC ,倾角为θ，高AC=h ，如图所示，在顶点A 以某一初速度水平抛出一小球，恰好落在斜面底端B 点，求抛出后小球离斜面的最远的距离.
19.宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R 的圆轨道上运行；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行．已知引力常量为G ，每个星体的质量均为m . (1)试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期．
(2)假设两种形式下星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？
20.小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有
质量为m 的小球，
甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动．当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d 后落地，如图所示．已知握绳的手离地面高度为d ，手与球之间的绳长为3，重力加速度为g .忽略手的运动半径和空气阻力．求： (1)绳断时球的速度大小v 1；
(2)球落地时的速度大小v 2及绳能承受的最大拉力多大？
答案解析
1.【答案】A
【解析】小球的重力和绳子的拉力的合力充当向心力，设悬线与竖直方向夹角为θ，则F n＝mg tanθ＝mω2l sinθ，θ越大，向心力F n越大，所以A对，B错；而ω2＝＝.故两者的角速度相同，C，D错．2.【答案】A
【解析】A，B两点随球体一起绕轴O1O2转动，转一周所用的时间相等，故角速度相等，有ωA＝ωB＝ω，选项A正确．A点做圆周运动的平面与轴O1O2垂直，交点为圆心，故A点做圆周运动的半径为rA＝R sin 60°；同理，B点做圆周运动的半径为rB＝R sin 30°，所以A，B两点的线速度分别为：v A＝rAω＝Rω，v B＝rBω＝
Rω，显然v A＞v B，选项B错误．A，B两点的向心加速度分别为：aA＝rAω2＝Rω2，aB＝rBω2＝Rω2，显然，A，B两点的向心加速度不相等，且它们的向心加速度方向指向各自平面的圆心，并不指向球心，故选项C，D错误．
3.【答案】A
【解析】
4.【答案】C
【解析】
5.【答案】B
【解析】由图可知：A点离地球最近，B点最远，根据开普勒第二定律知：到中心(地球)的距离越近速度越大，A点速率最大，B点最小．
6.【答案】A
【解析】根据万有引力充当向心力＝ma1知质量M＝，A正确B错误；地球表面物体的加速度大小与到地轴的距离有关，不是定值，C错误；加速度a＝Rω2，不与半径的平方成正比，D错误．
7.【答案】D
【解析】对货物进行受力分析，货物受重力和起重机对货物的拉力F，根据牛顿第二定律得：F－mg＝ma，解得：F＝m(a＋g)，上升h高度，起重机对货物拉力做功W＝Fh＝m(a＋g)h，故A、B错误；由于货物做匀加速运动，平均速度等于过程中的中间时刻速度，所以在t时间内的平均速度为＝at，起重机对货物拉力做功平均功率为＝F＝ma(a＋g)t，故C错误，D正确．
8.【答案】C
【解析】
9.【答案】A
【解析】力F1与F2的合力做的功等于F1与F2做功的代数和，即W合＝W1＋W2＝(4＋3) J＝7 J.10.【答案】A
【解析】无论系统在什么运动情况下，阻力一定做负功，A正确；加速下降时，合力向下，减速下降时，合力向上，B错误；系统下降，重力做正功，所以重力势能减少，C错误；由于系统做变速运动，系统在相等时间内下落的高度不同，所以重力做功不同，D错误.
11.【答案】BC
【解析】水平风力不会影响竖直方向的运动，所以运动员下落时间与风力无关，A错误，C正确．运动员落地时竖直方向的速度是确定的，水平风力越大，落地时水平分速度越大，运动员着地时的合速度越大，有可能对运动员造成伤害，B正确，D错误．
12.【答案】BD
【解析】根据开普勒第二定律知冥王星从A→B→C的过程中，速率逐渐变小，所以A错误，B正确；由于太阳在椭圆的焦点上，不在椭圆中心，且冥王星从A→B平均速率大于从B→C的平均速率，故所用时间小于，所以C错误，D正确．
13.【答案】BC
【解析】第一宇宙速度为最大的环绕速度，“悟空”的线速度不会大于第一宇宙速度，A错误；据万有引力提供向心力得a＝，半径小的加速度大，“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度，B正确；运动的角速度为：ω＝，则周期T＝＝，C正确；“悟空”为绕行天体不能测量其质量，D错误．
14.【答案】BC
【解析】根据功的定义，力F做的功WF＝Fs，C对，D错．根据动能定理Fs－F f·2s＝0，F f＝F，A错，B对．15.【答案】(1)0.7750.3080.300
(2)由于纸带和打点计时器之间有摩擦阻力以及重物受到空气阻力
【解析】
16.【答案】(1)A C(2)3.1013.28(13.26～13.30均可)
【解析】为了保证打点计时器的正常工作，必须选用合适的电源，处理纸带时一般需要毫米刻度尺；刻度尺读数时，由于精确度是0.1 mm，所以需要估计到下一位即0.01 mm.
17.【答案】(1)75 m(2)不能(3)12 s
【解析】(1)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时，它们的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等．则
t1＝s＝4 s
x货＝(5.5＋4)×10 m＝95 m
x警＝at＝×2.5×42m＝20 m；所以两车间的最大距离Δx＝x货－x警＝75 m.
(2)v m＝90 km/h＝25 m/s，当警车刚达到最大速度时，运动时间t2＝s＝10 s
x货′＝(5.5＋10)×10 m＝155 m
x警′＝at＝×2.5×102m＝125 m
因为x货′>x警′，故此时警车尚未赶上货车．
(3)警车刚达到最大速度时两车距离Δx′＝x货′－x警′＝30 m，警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过Δt 时间追赶上货车．则：Δt＝＝2 s，所以警车发动后要经过t＝t2＋Δt＝12 s才能追上货车．
18.【答案】抛出后小求离斜面的最远距离
【解析】小球恰好落在斜面底端B点，则：
得：
得
当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大，将初速度v0分解为沿斜面方向v0cosθ和垂直于斜面方向v0tanθ，即垂直于斜面方向的速度减小到零时距离斜面最远，垂直于凭着同方向的分加速度为g cosθ，
则最远距离d max=
19.【答案】(1)4πR(2)R
【解析】(1)第一种运动形式示意图如图(a)所示，以某个运动星体为研究对象，其受力情况如图(b)所示，根据牛顿第二定律和万有引力定律有：
F1＝，F2＝
F1＋F2＝
解得星体运动的线速度：v＝周期为T，则有T＝，T＝4πR
(2)第二种运动形式示意图如图(c)所示，设星体之间的距离为r，则三个星体做圆周运动的半径为R′＝.
以某个运动星体为研究对象，其受力情况如图(d)所示，由于星体做圆周运动所需要的向心力由其他两个星体的万有引力的合力提供，由力的合成法则、牛顿第二定律和万有引力定律有F合＝2cos 30°
F合＝m R′，所以r＝R.
20.【答案】(1)(2)mg
【解析】(1)设绳子断后球的飞行时间为t，根据平抛运动规律，竖直方向＝gt2
水平方向d＝v1t得v1＝
(2)由平抛运动规律得v2＝，设绳子能够承受的最大拉力为F T，这也是球受到绳的最大拉力，球做圆周运动的半径为R＝d，根据圆周运动向心力公式F T－mg＝m得F T＝mg。