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2018-2019学年安徽省芜湖市高一(下)期中物理试卷_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区

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2018-2019学年安徽省芜湖市高一(下)期中物理试卷_高一理化生_理化生_高中教育_教育专区。2018-2019 学年安徽省芜湖市高一(下)期中物理试卷 副标题 题号 得分 一 二 三 四 总分 一、单选题(本大题共 10 小题,共 40.0 分) 1. 关于曲线运动,下列说


2018-2019 学年安徽省芜湖市高一(下)期中物理试卷 副标题 题号 得分 一 二 三 四 总分 一、单选题(本大题共 10 小题,共 40.0 分) 1. 关于曲线运动,下列说法中正确的是( ) A. 做曲线运动的物体,加速度可能为零 B. 物体的运动状态发生改变,其运动轨迹可能是直线也可能是曲线 C. 做曲线运动的物体,其加速度方向与速度方向可能一致 D. 做曲线运动的物体所受的合外力可能不为零 2. 下列有关离心现象及其应用的说法中错误的是( ) A. 提高洗衣机脱水筒的转速,可以使衣服甩得更干 B. 转动带有雨水的雨伞,水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C. 为了防止发生事故,高速转动的砂轮,飞轮等不能超过允许的最大转速 D. 离心干燥(脱水)器是利用离心离心现象工作的机械 3. 歼 20 是我国自主研发的一款新型隐形战机,图中虚线是某次 歼 20 离开跑道在竖直方向向上加速起飞的轨迹,虚直线是曲 线上过飞机所在位置的切线,则空气对飞机作用力的方向可能 是( ) A. 沿 F1 方向 B. 沿 F2 方向 C. 沿 F3 方向 D. 沿 F4 方向 4. 质量为 2kg 的质点在 xoy 平面上做曲线运动,在 x 方向的速度一时间图象和 y 方向 的位移一时间图象如图所示,下列说法正确的是( ) A. 质点在 2s 内的位移大小为 m B. 质点的初速度为 3m/s C. 质点初速度的方向与合外力方向垂直 D. 质点所受的合外力为 6N 5. 单车共享是目前中国规模最大的校园交通代步解 决方案,为广大高校师生提供了方便快捷、低碳环 保、经济实用的共享单车服务。如图所示是一辆共 享单车,A、B、C 三点分别为单车轮胎和齿轮外沿 上的点,其中 RA=2RB=5RC,下列说法中正确的是 () A. B 点与 C 点的角速度,ωB=ωC B. A 点与 C 点的线速度,vC=vA C. A 点与 B 点的角速度,2ωA=5ωB D. A 点和 B 点的线速度,vA=2vB 6. 在万有引力定律理论建立的过程中,有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和 他们的贡献,下列说法中正确的是( ) 第 1 页,共 15 页 A. 开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了万有引力定律 B. 牛顿通过扭秤实验测出了万有引力常量 G 的数值 C. 开普勒通过研究行星观测记录,得出在相等时间内,地球与太阳的连线和火星 与太阳的连线扫过的面积相等的结论 D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识 7. 如图所示,小球以 v0 在倾角为 θ 的斜面上方水平抛出,① 垂直落到斜面②最小位移落到斜面,则以下说法正确的是 (重力加速度为 g)( ) A. 垂直落到斜面上则小球空中运动时间为 2 B. 以最小位移落到斜面则小球空中运动时间 2 C. ②的位移是①的位移 2 倍 D. 抛出速度增加 2 倍,则水平位移也增加 2 倍 8. 如图所示,轻杆的一端有一个小球 m,另一端有光滑的固定转轴 O, 现给小球一初速度 v, 使小球和杆一起绕 O 轴在竖直面内转动,不计空气阻力则下列关 于杆给小球的力 F 说法正确的是( ) A. 在最高点一定是拉力 B. 在最高点一定是推力 C. 在水平位置拉力为零 D. 在圆心以下一定是拉力 9. 木星的卫星至少有 16 颗,其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学 家伽利略在 1610 年用自制的望远镜发现的.伽利略用木星的直径作为量度单位, 测量了木星的轨道.他发现,最接近木星的木卫一的周期是 1.8 天,木卫一距离木 星中心 4.2 个木星直径单位.木卫四的周期是 16.7 天,预测木卫四与木星中心的距 离是( ) A. 6 个木星直径 B. 19 个木星直径 C. 40 个木星直径 D. 160 个木星直径 10. 如图所示,将两个可看成质点的小球 a、b 同时以相同大小的初速度 v0 分别向左、 向右水平抛出,在 b 球经 t 时间落在斜面上的时刻,a 球也恰好落在半径为 R 的半 球型容器壁上。设此时 a 球速度大小为 v,则( ) A. t= B. v0= C. v= D. v= 二、填空题(本大题共 2 小题,共 14.0 分) 11. 质量为 m 的汽车经过凸拱桥顶点时的速度为 v,桥面可看成圆弧,半径为 r,汽车 受桥面的支持力的大小为______,当汽车经过凸拱桥顶点时的速度为______时,桥 面对汽车的支持力为零。(已知重力加速度为 g) 12. 某实验小组的同学利用如图所示的实验装置“研究平抛物体运动”,通过描点画出 平抛小球的运动轨迹。 (1)以下实验过程的一些做法,其中合理的有______。 第 2 页,共 15 页 A.安装斜槽轨道,使其末端保持水平 B.每次小球释放的初始位置可以任意选择 C.每次小球应从同一高度由静止释放 D.为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接 (2)实验得到平抛小球的运动轨迹,在轨迹上取一些点,以平抛起点 O 为坐标原 点,测量它们的水平坐标 x 和竖直坐标 y,如图丙所示的 y-x2 图象能说明平抛小球 的运动轨迹为抛物线的是______。 (3)某同学在做平抛运动实验时得到了如图乙所示的运动轨迹,a、b、c 三点的位 置在运动轨迹上已标出则: ①小球做平抛运动的初速度为______m/s(g 取 10m/s2) ②小球抛出点的位置坐标为:x=______cm,y=______cm。 三、实验题探究题(本大题共 1 小题,共 6.0 分) 13. 用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心 力的大小与哪些因素有关。 (1)本实验采用的科学方法是______ A.控制变量法 B.累积法 C.微元法 D.放大法 (2)图示情景正在探究的是______ A.向心力的大小与半径的关系 B.向心力的大小与线速度大小的关系 C.向心力的大小与角速度大小的关系 D.向心力的大小与物体质量的关系 (3)通过本实验可以得到的结果是______ A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比 B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比 C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比 D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比。 四、计算题(本大题共 3 小题,共 40.0 分) 14. 小船在静水中的速度恒为 4m/s,要渡过宽为 40m 的河,已知水流速度处处相等, 大小为 2m/s,求: (1)小船渡河的最短时间 t1? (2)小船以最小位移渡河时所用的时间 t2? 第 3 页,共 15 页 15. 国际小行星中心 2017 年 1 月 24 日发布紫金山天文台在两天内发现不同类型的 3 颗 近地小行星,期中一颗阿波罗小行星被认为对地球构成潜在威胁,是我国自主发下 的离地球最近的小行星.地球和阿波罗型小行星绕太阳运动的轨道半径分别为 r1 和 r2,它们与太阳之间的引力大小之比为 n.地球的质量为 m1,公转周期为 T1,认 为地球和阿波罗型小行星绕太阳的运动均为匀速圆周运动.求: (1)阿波罗型小行星的公转周期 T2; (2)阿波罗型小行星的质量 m2. 16. 一半径为 2L 的圆桌可绕其中心转动,桌面上放有两质量均为 m 的物块 A、B,其中 A 距离圆心 L,B 距离圆心 2L,两物体被一根轻绳连接,在物块 A 的外侧放有一固 定的挡板(使 A 不向外运动)物块与桌面间的动摩擦因数为 μ.已知 L=0.5m,μ=0.1, g=10m/s2.求: (1)当圆桌的角速度为多少时,绳子出现拉力; (2)当圆桌的角速度为多少时,A、B 物体刚好同时要滑动。 第 4 页,共 15 页 答案和解析 1.【答案】B 【解析】 解:AD、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,所以做曲 线运动的物体所受的合外力一定不为零,加速度一定不为零,故 AD 错误。 B、物体的运动状态发生改变,其所受合外力一定不为零,当合外力与速度方 向在一条直线上,物体做匀变速直线运动,合外力与速度方向不在一条直线 上,物体做曲线运动,所以动轨迹可能是直线也可能是曲线,B 正确; C、物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合力的方向与 加速度的方向是一样的,所以加速度方向与速度方向一定不再同一条直线上, 故 C 错误。 故选:B。 物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,所以做曲线运动的 物体必定要受到合力的作用; 由牛顿第二定律可知,加速度的方向与合力的方向相同,所以加速度方向与 速度方向不可能在同一条直线上。 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查,掌握了做曲线运动的条件,本 题基本上就可以解决了。 2.【答案】B 【解析】 解:A、提高洗衣机脱水筒的转速,可以使衣服甩得更干,故 A 正确; B、转动带有雨水的雨伞,水滴将沿切线方向离开圆心,故 B 错误; C、运动的砂轮的转速不宜过大,目的是为了防止分子间的作用力不足以提 供砂轮颗粒做离心运动而破裂,故 C 正确; D、离心干燥(脱水)器是利用离心离心现象工作的机械,故 D 正确; 本题选择错误,故选:B。 第 5 页,共 15 页 当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时,物体就 要远离圆心,此时物体做的就是离心运动. 合力大于需要的向心力时,物体要做向心运动,合力小于所需要的向心力时, 物体就要远离圆心,做的就是离心运动. 3.【答案】C 【解析】 解:飞机向上加速,空气作用力应指向曲线弯曲的凹侧,同时由于飞机加速运 动,故力应与速度的夹角为锐角;故只有 F3 符合题意; 故选:C。 根据飞机运动情况进行分析,明确力应指向运动轨迹变曲的方向,同时根据 飞机的加速运动可明确空气作用力的方向. 本题考查物体做曲线运动的条件,注意能根据曲线弯曲的方向明确力的大致 方向,从而作出判断. 4.【答案】A 【解析】 解:B、由 x 方向的速度图象可知,质点 x 轴方向初速度为 vx=3m/s,y 轴方向初 速度 vy=- =-4m/s,质点的初速度 v0= =5m/s,故 B 错误。 C、质点受到的合外力在 x 轴方向上,初速度方向与合外力方向不垂直,故 C 错误。 D、由 x 轴方向的速度-时间图象可知,在 x 方向的加速度为 1.5 m/s2,合外力 F=ma=3 N,故 D 错误。 A、2 s 内水平方向上位移大小 x=vxt+ at2=9 m,竖直方向上位移大小 y=8 m, 合位移大小 s= = m,故 A 正确。 故选:A。 根据速度图象判断物体在 x 轴方向做匀加速直线运动,y 轴做匀速直线运动。 根据位移图象的斜率求出 y 轴方向的速度,再将两个方向的合成,求出初速 第 6 页,共 15 页 度。质点的合力一定,做匀变速运动。y 轴的合力为零。根据斜率求出 x 轴方 向的合力,即为质点的合力。 本题考查运用运动合成与分解的方法处理实际问题的能力,能从图象中获取 尽量多的信息是解决图象问题的关键,对于矢量的合成应该运用平行四边形 法则,要注意两种图象的区别,不能混淆。 5.【答案】C 【解析】 解:A、大齿轮与小齿轮是同缘传动,边缘点线速度相等,即 vB=vC ①,根据 v=ωR 及 RA=2RB=5RC 可得: ②,故 A 错误; B、车轮和小齿轮同轴转动,角速度相同,即 ωA=ωC ③,根据 v=ωR 及 RA=2RB=5RC 可得: ④,故 B 错误; C、由②③可得: D、由①④可得: 故选:C。 ,即 A 点与 B 点的角速度,2ωA=5ωB,故 C 正确; ,A 点和 B 点的线速度,vA=5vB,故 D 错误; 大齿轮与小齿轮是同缘传动,边缘点线速度相等;小齿轮与后轮是同轴传动, 角速度相等;结合线速度与角速度关系公式 v=ωr 列式求解。 本题关键能分清同缘传动线速度大小相等和同轴传动角速度相同,灵活应用 公式 v=ωr。 6.【答案】D 【解析】 解:A、开普勒在研究行星运动规律的基础之上提出了行星运动定律,万有引 力定律是牛顿发现的,故 A 错误。 B、卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量 G 的数值,故 B 错误。 C、根据开普勒第二定律知,在相等时间内,地球与太阳的连线扫过的面积相 第 7 页,共 15 页 等,但与火星与太阳的连线扫过的面积并不等,故 C 错误。 D、牛顿在发现万有引力定律的过程中,不仅应用了牛顿第二定律,还应用了 牛顿第三定律的知识,故 D 正确。 故选:D。 本题是物理学史问题,结合牛顿、卡文迪许、开普勒等人的物理学贡献进行 答题即可。 本题考查物理学史,属于识记内容。对于物理学上重大发现、发明、著名理论 要加强记忆,注重积累。 7.【答案】B 【解析】 解:A、tanθ= ,vy=gt,解得 t= .故 A 错误。 B、如图所示,过抛出点作斜面的垂线 当小球落在斜面上的 B 点时,位移最小,设运动的时间为 t,则 水平方向:x=v0t 竖直方向:y= gt2。 根据几何关系有 =tanθ 则有 =tanθ 解得 t=2 C、 ,B 正确; 由图知 =cosθ,故 C 错误; 第 8 页,共 15 页 D、根据水平位移 x=v0t,当落地面为水平面时,抛出速度增大 2 倍,水平位移 增大 2 倍,但是此落地面为斜面,故 D 错误; 故选:B。 最小位移落到斜面时:从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂 线。设经过时间 t 到达斜面上,根据平抛运动水平方向做匀速直线运动,竖直 方向做自由落体运动,表示出水平和竖直方向上的位移; 垂直落到斜面时:抓住落在斜面上时速度与水平方向夹角的正切值是位移与 水平方向夹角正切值的两倍,通过水平位移求出平抛运动的竖直位移,从而 得出运动的时间以及初速度的大小。 解答此题的关键是区分开以最小位移和垂直落到斜面两种不同落地方式的 特点,根据平抛运动知识解答即可。 8.【答案】D 【解析】 解:AB、在最高点的速度 v= ,此时小球靠重力提供向心力,杆子作用力 为零, 若最高点的速度 v> ,则杆子表现为拉力,若最高点的速度 v< ,则 杆子表现为支持力,故 AB 错误。 C、在水平位置由杆的拉力提供向心力。所以在水平位置拉力一定不为零,故 C 错误; D、在圆心以下由杆的拉力和重力沿杆方向的分力的合力提供向心力,所以 在圆心以下一定是拉力,故 D 正确; 故选:D。 杆子在最高点可以表现为拉力、也可以表现为支持力,作用力也可以为零, 根据在最高点的速度分析判断;在水平位置由杆的拉力提供向心力,在圆心 以下由杆的拉力和重力沿杆方向的分力的合力提供向心力,据此判断杆的作 用力。 第 9 页,共 15 页 解决本题的关键知道小球做圆周运动的向心力的来源、杆和绳的区别,绳只 能表现为拉力,杆子可以表现为拉力,也可以表现为支持力。 9.【答案】B 【解析】 【分析】 木星的卫星绕着木星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二 定律列式求解出周期与轨道半径的关系进行分析. 本题关键是明确木星的卫星动力学原理,结合牛顿第二定律列式分析,得到 周期与轨道半径的关系公式列式分析. 【解答】 木星的卫星绕着木星做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律,有: 故 故 故 r4=4.42r1=4.42×4.2 木星直径≈19 木星直径。 故选:B。 10.【答案】C 【解析】 解:因为 ab 两球的运动时间 相等,故末速度与竖直位移 都相等,分析 b 求可知: tan30°= 对 a 球由几何关系知,其位移与水平方向夹角为 30°,则解得位移为:x= , 竖直位移 h= , A、由 h= 可知:t= ,故 A 错误; B、根据 tan30°= ,解得 v0= ,故 B 错误; 第 10 页,共 15 页 CD、由动能定理: ,解得 v= ,故 C 正确,D 错误; 故选:C。 平抛运动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,ab 两球的运动轨迹是对称的。 解决本题的关键知道平抛运动水平方向和竖直方向上的运动规律,知道高度 决定时间,初速度和时间共同决定水平位移。 11.【答案】mg-m 【解析】 解:经过凸拱桥顶点时,根据向心力公式得:mg-F=m 解得:F=mg-m 当桥面对汽车的支持力为零时,只有重力提供向心力:mg=m 解得:v′= 故答案为:mg-m , 根据向心力公式写出向心力的大小,进而求得桥面的支持力;当桥面对汽车 的支持力为零时,只有重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出此时的速度 大小。 本题考查向心力,关键是分析出谁提供向心力,基础题目。 12.【答案】AC C 2 -10 -1.25 【解析】 解:(1)A、为了保证小球初速度水平,安装斜槽轨道时使其末端保持水平,故 A 正确。 B、为了保证小球每次平抛运动的初速度相等,让小球每次从斜槽的同一位 置由静止释放,故 B 错误,C 正确。 D、为描出小球的运动轨迹描绘的点用平滑曲线连接,故 D 错误。 故选:AC。 (2)根据 ,x=v0t 得,y= ,可知 y-x2 图象是过原点的倾斜直线,故 第 11 页,共 15 页 选:C。 (3)①根据△y=gT2 得,T= 则平抛运动的初速度 。 ②b 点的竖直分速度 则抛出点到 b 点的时间 , 抛出点到 b 点的水平位移 xb=v0t=2×0.15m=0.3m=30cm 抛出点的横坐标 x=20-30cm=-10cm 抛出点到 b 点的纵坐标 m=0.1125m=11.25cm 抛出点的纵坐标 y=10-11.25cm=-1.25cm。 故答案为:(1)AC,(2)C,(3)①2,②-10,-1.25。 (1)根据实验的原理和注意事项确定正确的操作步骤。 (2)平抛运动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, 根据运动学公式求出 y 与 x2 的关系式,从而确定正确的图线。 (3)根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间 隔,结合水平位移和时间间隔求出初速度。 根据竖直方向上某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出 b 点的 竖直分速度,结合速度时间公式求出抛出点到 b 点的时间,从而得出抛出点 到 b 点的水平位移和竖直位移,确定出抛出点的坐标。 解决本题的关键知道实验的原理和注意事项,知道平抛运动在水平方向和竖 直方向上的运动规律,结合运动学公式和推论灵活求解。 13.【答案】A D C 【解析】 解:(1)在这两个装置中,控制半径,角速度,不变,只改变质量,来研究向心 力与质量之间的关系,故采用的控制变量法,故选:A 第 12 页,共 15 页 (2)控制半径,角速度,不变,只改变质量,来研究向心力与质量之间的关系, 故选:D (3)通过控制变量法,得到的结果为在半径和角速度一定的情况下,向心力的 大小与质量成正比,故选:C 故答案为:(1)A;(2)D;(3)C 物理学中对于多因素的问题,常常采用控制变量的方法,把多因素的问题变 成单因素的问题,每一次只改变其中的一个因素,而控制其余因素不变,从 而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别研究,甲加以综合解决,即为 控制变量法; 该题主要考查了控制变量法,明确控制变量法的内容即可,同时要注意第二 问解答的关键是图中的两个小球的材料不同。 14.【答案】解:(1)设河宽为 d,水速为 v1,船在静水中的航速为 v2,当小船的船头 始终正对河岸时,渡河时间最短设为 t,则有: t= = s=10s; (2)因船在静水中的速度大于水流速度,当船的合速度垂直河岸时,船渡河的位移最 短,最短位移即为河宽 60m; 此时小船实际渡河的时间为:t′= = = s. 答:(1)小船渡河的最短时间 10s; (2)小船以最小位移渡河时所用的时间 s. 【解析】 当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,由位移与速度的关系,即可求出最 短时间; 因船在静水中的速度大于水流速度,当船的合速度垂直河岸时,船渡河的位 移最短,最短位移即为河宽,再利用运动学公式,求得最小位移渡河时所用 的时间. 第 13 页,共 15 页 解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性,当静水速与河岸垂直,渡 河时间最短;当合速度与河岸垂直,渡河航程最短. 15.【答案】解:(1)设太阳质量为 M,行星质量为 m,那么由行星绕太阳做匀速圆周 运动,万有引力做向心力可得: ; 所以, ,所以, ; (2)由 ,所以, ; 答:(1)阿波罗型小行星的公转周期 T2 为 ; (2)阿波罗型小行星的质量 m2 为 . 【解析】 (1)根据行星绕太阳做匀速圆周运动,万有引力做向心力求得周期的表达式, 进而根据地球运行周期求解; (2)根据地球和小行星的引力之比,由万有引力定律求解. 万有引力问题的运动,一般通过万有引力做向心力得到半径和周期、速度、 角速度的关系,然后通过比较半径来求解,若是变轨问题则由能量守恒来求 解. 16.【答案】解:(1)当 B 的摩擦力达到最大静摩擦力时,绳子开始出现拉力。 根据 μmg=m?2Lω12 得:ω1= =1rad/s, (2)对 B 有:μmg+T=m?2Lω22, 对 A 有:T-μmg=m?Lω22, 联立两式解得:ω2= =2rad/s。 答:(1)当圆桌的角速度为 1rad/s 时,绳子出现拉力; (2)当圆桌的角速度为 2rad/s 时,A、B 物体刚好同时要滑动。 【解析】 (1)当 B 的摩擦力达到最大静摩擦力时,绳子开始出现拉力,结合牛顿第二定 律求出圆盘的角速度。 (2)当 A、B 都达到最大静摩擦力时,A、B 物体刚好同时要滑动,分别对 A、B 运用牛顿第二定律,求出圆盘的角速度。 第 14 页,共 15 页 本题考查了圆周运动与牛顿定律的综合运用,知道圆周运动向心力的来源, 抓住临界状态进行求解是解决本题的关键, 第 15 页,共 15 页
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