河南省郑州市第一中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题.doc

此卷只装订不密封
班级 姓名 准考证号 考场号 座位号

河南省郑州市第一中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题
物理
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
第I卷（选择题）
一、单选题
1．关于曲线运动，下列说法正确的是（）
A. 做曲线运动的物体，速度和加速度都在改变
B. 只要物体做圆周运动，它所受的合外力一定指向圆心
C. 做曲线运动的物体，受到的合外力可以是恒力
D. 做匀速圆周运动物体，只要受到垂直于初速度方向的恒力作用，
2．人在距地面高为h、离靶面距离为L处将质量为m的飞镖以速度v0水平投出，飞镖落在靶心正下方，如图所示。只改变m、h、L、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是( 　　)

A. 适当减小v0 B. 适当提高h
C. 适当减小m D. 适当减小L
3．如下图是直升机训练伞兵的情境.假设直升机放下绳索吊起伞兵后（如图甲），竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，则（）

A. 绳索中拉力可能倾斜向上 B. 在地面上观察到伞兵的运动轨迹是一条抛物线
C. 伞兵始终处于失重状态 D. 绳索中拉力先大于重力，后小于重力
4．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υ0，则此时货物的速度为（　　）

A. υ0 B. υ0sinθ C. υ0cosθ D.
5．地球上站立着两位相距非常远的观察者，发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，则这两位观察者及两颗卫星到地球中心的距离是（ ）
A. 一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离一定相等
B. 一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离可以不相等
C. 两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离可以不等
D. 两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离一定相等
6．如图，靠轮传动装置中右轮半径为2r，a为它边缘上的一点，b为轮上的一点、距轴为r；左侧为一轮轴，大轮的半径为4r，d为它边缘上的一点；小轮半径为r，c为它边缘上的一点。若传动中靠轮不打滑，则
下列说法错误的是（）

A. a点与d点的向心加速度大小之比为1：4
B. a点与c点的线速度之比为1：1
C. c点与b点的角速度之比为2：1
D. b点与d点的周期之比为2：1
7．2017年10月16日，全球多国科学家同步举行新闻发布会，宣布人类第一次利用激光干涉法直接探测到来自双中子星合并（距地球约1.3亿光年）的引力波，如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则（）

A. A的质量一定大于B的质量
B. A的线速度一定大于B的线速度
C. L一定，M越大，T越大
D. M一定，L越小，T越大
8．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道)运行.已知对接轨道处所处的空间存在极其稀薄的空气，下列说法正确的是（）
A. 为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B. 如不加干预，在运行一段时间后，组合体的速率会增加
C. 先让天舟一号进入较高的轨道，然后再对其进行加速，即可实现对接
D. 航天员在“私人睡眠站”中睡觉时处于平衡状态
9．如图，在圆盘圆心处通过一个光滑小孔把质量相等的两物块用轻绳连接，物块A到转轴的距离为R=20cm，与圆盘的动摩擦因数为μ=0.2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力（已知π2=g）则（）

A. 物块A一定会受圆盘的摩擦力
B. 当转速n=0.5r/s时，A不受摩擦力
C. A受摩擦力方向一定与线速度方向在一条直线上
D. 当圆盘转速n=1r/s时，摩擦力方向沿半径背离圆心
10．环境监测卫星是专门用于环境和灾害监测的对地观测卫星，利用三颗轨道相同的监测卫星可组成一个监测系统，它们的轨道与地球赤道在同一平面内，当卫星高度合适时，该系统的监测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，关于该系统下列说法正确的是（）
A. 卫星的运行速度大于7.9km/s
B. 卫星的加速度为
C. 卫星的周期为
D. 这三颗卫星的质量必须相等

二、多选题
11．一条河，宽为80m.水流速度为3m/s，一艘船在静水中的速度为4m/s，则该小船渡河时（）
A. 小船不能到达正对岸
B. 以最短位移渡河时，位移大小为80m
C. 渡河时间可能少于20s
D. 以最短时间渡河时，它沿水流方向位移大小为60m
12．(多选)如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角θ=37°．已知小球的质量为m，细线AC长l，B点距C点的水平和竖直距离相等．装置BO′O能以任意角速度绕竖直轴O′O转动，且小球始终在BO′O平面内，那么在ω从零缓慢增大的过程中（　　）（g取10m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8）

A. 两细线张力均增大
B. 细线AB中张力一直变小，直到为零
C. 细线AC中张力先不变，后增大
D. 当AB中张力为零时，角速度可能为

第II卷（非选择题）
三、实验题
13．(1）在“研究平抛运动”的实验中，下列说法正确的是________.
A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B.斜槽轨道必须光滑
C.斜槽轨道末端必须水平
D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些
E.为了比较准确地描出小球运动的轨迹，应该用一条曲线把所有的点连接起来
（2）如图所示，是用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，闪光频率为10Hz，A、B、C是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的照片，如果取g=10m/s2，那么：

①图中背景方格的实际边长为________cm；
②小球运动中水平分速度的大小是________m/s；
③小球经过B点时的速度大小是________m/s.
四、填空题
14．甲、乙两颗人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比m1:m2=1：2，做圆周运动的轨道半径之比为r1:r2=1：2，则
（1）它们的线速度之比v1：v2=________
（2）它们的运行周期之比T1：T2=________
（3）它们的向心加速度比a1：a2=________
（4）它们的向心力之比F1：F2=________

五、解答题
15．如图是马戏团上演的飞车节目，半径为R的圆轨道。表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动。已知人和摩托车的总质量均为m，当乙以v1 =的速度过轨道最高点B时，甲以v2 =的速度经过最低点A。忽略其他因素影响，求：

（1）乙在最高点B时受轨道的弹力大小
（2）甲在最低点A时受轨道的弹力大小

16．某星球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极，用弹簧秤测得某物体重为P，在它的赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为0.97P，求：
（1）物体在赤道上的向心力大小；
（2）星球的平均密度。

17．宇航员在地球表面以一定初速度v0水平抛出一小球，射程为x；若他在某星球表面以相同的初速度从同一高度水平抛出同一小球，射程为x.（取地球表面重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计）
（1）求该星球表面附近的重力加速度g星；
（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地=1：4，求该星球的质量与地球质量之比M星：M地

18．如图所示，质量M=0.4 kg的长薄板BC静置于倾角为37°的光滑斜面上，在距上端B水平距离为1.2m的A处，有一个质量m=0.1 kg的小物体，以一定的初速度水平抛出，恰好以平行于斜面的速度落在薄板BC的最上端B点并在薄板上开始向下运动，当小物体落在薄板BC上的B端时，薄板无初速释放并开始沿斜面向下运动，当小物体运动到薄板的最下端C点时，与薄板BC的速度恰好相等。小物体与薄板之间的动摩擦因数为0.5，sin370=0.6，cos370=0.8，g取10m/s2，求：

(1)小物体在A点的初速度；
(2)薄板BC的长度。

河南省郑州市第一中学2017-2018学年高一下学期期中考试物理试题
物理答 案
1．C
【解析】做曲线运动的物体，速度不断变化，而加速度可以不变，如平抛运动，故A错误；物体做圆周运动时所受的合外力不一定是其向心力，指向圆心的合力是向心力，故B错误；做曲线运动的物体，受到的合外力可以是恒力，如平抛运动，故C正确；物体只要受到垂直于初速度方向的力作用且力的大小不变，就一定能做匀速圆周运动，故D错误。所以C正确，ABD错误。
2．A
【解析】水平方向，减小m对时间没有影响，竖直高度不变，C错；如果水平位移不变，初速度不变，运动时间不变，竖直高度不变，B错；适当减小初速度，运动时间增大，竖直高度增大，A对；减小水平位移，时间减小，竖直高度减小，D错
3．D
【解析】由图丙可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，即在水平方向处于平衡状态，受到的合外力等于零，所以可知绳子沿水平方向的作用力为零，则绳索中拉力方向一定沿竖直向上，故A错误；由图可知，伤员沿水平方向做匀速直线运动，而沿竖直方向做变速运动，所以其轨迹一定是曲线，故B错误；绳索吊起伤员后伤员在竖直方向运动的方向向上，结合图乙可知，在竖直方向伤员先向上做加速运动，后向上做减速运动，所以加速度的方向先向上后向下，伤员先超重后失重，所以绳索中拉力先大于重力，后小于重力，故D正确，C错误。所以D正确，ABC错误。
4．A
【解析】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v0cosθ=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cosα=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．故选A
点睛：解决本题的关键知道车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，会根据平行四边形定则对物体进行合运动和分运动的确定．
5．D
【解析】试题分析：两位相距非常远的观察者，都发现自己正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，说明此卫星为地球同步卫星，运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道，距离地球的高度约为36000 km，所以两个人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等．故D正确，故选D。
考点：同步卫星
6．A
【解析】因为a、c两点靠摩擦传动，则a、c两点的线速度之比为1：1，c、d两点角速度相等，根据v=rω知，a、c的角速度之比为1：2，a、b的角速度相等，所以c、b的角速度之比为2：1，b、d的角速度之比为1：2，根据，可知 b点与d点的周期之比为2:1，故BCD说法正确；因为a、c的角速度之比为1：2，c、d的角速度相等，所以a、d的角速度之比为1：2，根据a=rω2知，a、d的半径之比为1：2，a、d的向心加速度之比为1：8，故A说法错误。所以选A。
7．B
【解析】双星系统中两颗恒星间距不变，角速度相等，根据v=rω，因为rB＜rA，故vA＞vB，故B正确；双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等，故：mArAω2=mBrBω2，因为rB＜rA，所以mB＞mA，即B的质量一定大于A的质量，故A错误；根据牛顿第二定律：，其中：rA+rB=L，联立解得：，故L一定，M越大，T越小， M一定，L越大，T越大，故CD错误。所以B正确，ACD错误。
8．B
【解析】根据万有引力提供向心力：，解得：，可知轨道半径越大则线速度越小，所以二者的速度都小于第一宇宙速度，故A错误；如加干预，在运行一段时间后，组合体由于受到空气的阻力而机械能减小，此时组合体的轨道半径减小，根据可知速度增大，故B正确；先让飞船进入较高的轨道，若让飞船加速，所需要的向心力变大，万有引力不变，所以飞船做离心运动，轨道半径变大，不可以实现对接，故C错误；万有引力通过组合体的向心力，所以组合体以及其中的宇航员都处于完全失重状态，故D错误。所以B正确，ACD错误。
9．D
【解析】要使A物块相对静止，则绳子的拉力一直为mg，即绳子的拉力不变，当摩擦力为零时，重力提供向心力：，代入数据解得：，故AB错误；A受摩擦力方向与半径在一条直线上，指向圆心或背离圆心，故C错误；当圆盘转速n=1r/s时，即，有沿半径向内运动的趋势，所以摩擦力方向沿半径背离圆心，故D正确。所以D正确，ABC错误。
10．C
【解析】根据题意可知三颗轨道相同的监测卫星关测范围可恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域，由几何知识可知轨道半径为2R。在地球表面有：，在地面根据万有引力提供向心力有：，解得：，对地观测卫星有：，解得：，故A错误；根据牛顿第二定律可得：，联立以上可得：，故B错误；根据万有引力提供向心力有：，联立以上可得：，故C正确；由上可知与卫星的质量无关，故D错误。所以C正确，ABD错误。
11．BD
【解析】因为船在静水中的速度大于河水的流速，由平行四边形法则求合速度可垂直河岸，小船可能垂直河岸正达对岸，因此最短位移为河宽80m，故A错误，B正确；当船头垂直指向河岸时渡河时间最短即：，故C错误；由上可知渡河的最短时间为20s，它沿水流方向位移大小为：，故D正确。所以BD正确，AC错误。
12．CD
【解析】当静止时，受力分析如右图，由平衡条件

TAB=mgtan37°=0.75mg，TAC＝＝1.25mg，
若AB中的拉力为0，当ω最小时绳AC与竖直方向夹角θ1=37°，受力分析如右图，mgtanθ1＝m(lsinθ1)ωmin2，得ωmin＝．

当ω最大时绳AC与竖直方向夹角θ2=53°，mgtanθ2＝mωmax2lsinθ2，得ωmax＝．所以ω取值范围为≤ω≤．绳子AB的拉力都是0．由以上的分析可知，开始时AB是拉力不为0，当转速在≤ω≤时，AB的拉力为0，角速度再增大时，AB的拉力又会增大，故AB错误；当绳子AC与竖直方向之间的夹角不变时，AC绳子的拉力在竖直方向的分力始终等于重力，所以绳子的拉力绳子等于1.25mg；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角增大，拉力开始增大；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角不变，AC上竖直方向的拉力不变当水平方向的拉力增大，AC的拉力继续增大；故C正确；由开始时的分析可知，当ω取值范围为≤ω≤．绳子AB的拉力都是0．故D正确．故选CD.
点睛：本题考查了共点力平衡和牛顿第二定律的基本运用，解决本题的关键理清小球做圆周运动的向心力来源，确定小球运动过程中的临界状态，运用牛顿第二定律进行求解．
13． ACD 5 1.5 2.5
【解析】（1）为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故A正确；该实验要求小球每次抛出的初速度要相同而且水平，因此要求小球从同一位置静止释放，至于是否光滑没有影响，故B错误；实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，故C正确；要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，故D正确；要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些，最后轨迹应连成平滑的曲线，不是要把所有点的连接起来，故E错误。所以ACD正确，BE错误。
（2）①背景方格的实际边长为L，根据平抛运动规律有：在竖直方向：5L-3L=g△T2，代入数据解得：L=5cm；②根据水平方向运动特点有：x=3L=v0△T，代入数据解得：v0=1.5m/s；③小球经过B点时其竖直分速度大小等于A到C的竖直位移与所用时间的比值即：，因此B点时的瞬时速度：。

14． :1 1:2 4:1 2:1
【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M。
（1）根据万有引力提供向心力：，解得：，因为质量之比m1:m2=1：2，做圆周运动的轨道半径之比为r1:r2=1：2，可得线速度之比；
（2）根据万有引力提供向心力：，解得：，因为质量之比m1:m2=1：2，做圆周运动的轨道半径之比为r1:r2=1：2，可得周期之比。
（3）根据万有引力提供向心力：，解得：，因为质量之比m1:m2=1：2，做圆周运动的轨道半径之比为r1:r2=1：2，可得a1：a2=4:1。
（4）向心力之为：，因为质量之比m1:m2=1：2，做圆周运动的轨道半径之比为r1:r2=1：2，可得F1：F2=2:1。
15．(1) mg (2) 7mg
【解析】试题分析：在A、B两点，均由重力和轨道对摩托车的支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律分别求出摩托车在最高点和最低点时轨道对车的压力。
（1）乙在最高点的速度v1>，故受轨道弹力方向向下
由牛顿第二定律得：FB+mg=，
解得：FB=mg
（2）甲在最低点A时，由牛顿第二定律得：FA-mg=
解得：FA=7mg
点睛：本题主要考查了竖直方向的圆周运动，找出向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。
16．(1) 0.03P (2)
【解析】试题分析：根据物体在两极处时，重力等于万有引力得到P的表达式；再由在赤道上，物体所受万有引力分解为重力和向心力两部分求得星球质量表达式，即可由球体体积表达式根据平均密度的定义求得平均密度。
（1）设被测物体的质量为m，星球的质量为M，半径为R
在两极处的重力大小等于万有引力：P=
在赤道上： 0.97P+F向=
联立可得： F向=0.03P
（2）由向心力公式：F向=
质量为：M=ρ·πR3
联立解得：
点睛：本题主要考查了万有引力的应用，一般由重力加速度求得中心天体质量，或由中心天体质量、轨道半径、线速度、角速度、周期中两个已知量，根据万有引力做向心力求得其他物理量。
17．(1) 2m/s2 (2) 1:80
【解析】试题分析：在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出时间，再根据水平初速度和时间求出位移，得出重力加速度的关系，运用比例法求解即可；物体在星球表面上，重力近似等于万有引力，列式，可得到星球的质量与表面重力加速度的关系，进行求解。
(1）在地球表面，在竖直方向上有：h=gt2
在水平方向上有：x=v0t
解得：
同理，在星球表面有：
解得：g星=g=2m/s2。
（2）对地球表面的物体有：mg=
对星球表面的物体有：m′g=
代入数据解得：M星：M地=1:80
点睛：本题主要考查了万有引力与平抛运动的结合，知道万有引力等于重力这一理论，并能灵活运用。
18．(1) 4 m/s (2) 2.5 m
【解析】（1）根据平抛运动的规律，结合平抛运动的速度方向与斜面平行，结合平行四边形定则求出时间，从而得出A与B点的水平距离．（2）根据牛顿第二定律分别求出小物体和薄板的加速度，结合运动学公式求出两者速度相等经历的时间，通过两者的位移求出薄板的长度．
（1）小物体从A到B做平抛运动，下落时间为，水平位移为x，根据平抛运动规律有： ，
联立解得：
（2）设小物体落到B点的速度为v，根据平抛运动规律，则有：
小物体在薄板上运动，根据牛顿第二定律有：
薄板在光滑斜面上运动，根据牛顿第二定律有：
小物体从落到薄板到两者速度相等用时t，则速度相等有：
则小物体的位移 薄板的位移
薄板的长度
联立解得L=2.5m