Sachverhalt:
A.
Am 3. Dezember 2010 heiratete die türkische Staatsangehörige A.C._ (geb. 1977) in ihrer Heimat den Schweizer B.C._ (geb. 1973). Am 26. Mai 2011 reiste sie gemeinsam mit ihrem aus einer früheren Beziehung stammenden Sohn D._ (geb. 2004) in die Schweiz ein. Beide erhielten vom Migrationsamt des Kantons Zürich eine Aufenthaltsbewilligung, welche zuletzt bis zum 25. Mai 2015 verlängert wurde.
B.
Mit Verfügung vom 10. Mai 2016 wies das Migrationsamt die Gesuche von A.C._ und D._ um Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung ab und forderte sie auf, die Schweiz zu verlassen. Als Begründung führte es im Wesentlichen aus, es liege eine Scheinehe vor. Ein hiergegen erhobener Rekurs bei der Sicherheitsdirektion des Kantons Zürich blieb erfolglos. Die gegen den Rekursentscheid vom 1. März 2017 erhobene Beschwerde wies das Verwaltungsgericht des Kantons Zürich mit Urteil vom 31. Mai 2017 ab.
C.
Mit Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten vom 3. Juli 2017 beantragen A.C._ und D._ (Beschwerdeführer) die Aufhebung des vorinstanzlichen Urteils. Die Aufenthaltsbewilligungen seien zu verlängern. In Bezug auf das vorinstanzliche und bundesgerichtliche Verfahren wird die unentgeltliche Rechtspflege beantragt.
Die Sicherheitsdirektion und das Verwaltungsgericht haben auf eine Vernehmlassung verzichtet.
Mit Präsidialverfügung vom 5. Juli 2017 wurde der Beschwerde antragsgemäss die aufschiebende Wirkung zuerkannt.

Erwägungen:
1.
1.1. Angefochten ist ein kantonal letztinstanzlicher Endentscheid in einer Angelegenheit des öffentlichen Rechts, der grundsätzlich der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten unterliegt (vgl. Art. 82 lit. a, Art. 86 Abs. 1 lit. d und Abs. 2 sowie Art. 90 BGG).
1.2. Nach <ref-law> ist die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten gegen Entscheide über ausländerrechtliche Bewilligungen ausgeschlossen, auf deren Erteilung weder das Bundes- noch das Völkerrecht einen Rechtsanspruch einräumen. Den Angaben der Beschwerdeführer zufolge hat der Ehegatte der Beschwerdeführerin die gemeinsame Wohnung ab September 2014 vorübergehend verlassen (vgl. S. 6 Beschwerdeschrift). Mittlerweile wohnen sie getrennt. Ein Aufenthaltsanspruch nach Art. 42 Abs. 1 AuG (SR 142.20) fällt somit ausser Betracht. Die Beschwerdeführer berufen sich auf Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG, welcher nach Auflösung der Ehegemeinschaft unter bestimmten Voraussetzungen einen Anspruch auf Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung vorsieht. Ob die Bewilligungsvoraussetzungen gegeben sind, namentlich ob der Erlöschungsgrund nach Art. 51 Abs. 2 lit. a AuG vorliegt, bildet Gegenstand der materiellen Beurteilung und ist keine Eintretensfrage (<ref-ruling> E. 1.1 S. 332). Folglich ist die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten zulässig.
1.3. Da die Beschwerdeführer als Adressaten des angefochtenen Entscheids gemäss <ref-law> zur Erhebung der Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten legitimiert sind und die Beschwerde frist- und formgerecht eingereicht wurde (vgl. Art. 42 und 100 Abs. 1 BGG), ist darauf einzutreten.
2.
2.1. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (<ref-law>), prüft jedoch unter Berücksichtigung der allgemeinen Rüge- und Begründungspflicht (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG) nur die geltend gemachten Vorbringen, sofern rechtliche Mängel nicht geradezu offensichtlich sind (<ref-ruling> E. 1.5 S. 144). Es legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (<ref-law>). Eine Berichtigung oder Ergänzung der vorinstanzlichen Sachverhaltsfeststellungen ist von Amtes wegen (<ref-law>) oder auf Rüge hin (<ref-law>) möglich. Von den tatsächlichen Grundlagen des vorinstanzlichen Urteils weicht das Bundesgericht jedoch nur ab, wenn diese offensichtlich unrichtig sind oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von <ref-law> beruhen und die Behebung des Mangels für den Verfahrensausgang entscheidend sein kann (<ref-law>; <ref-ruling> E. 1.6 S. 144 f.).
2.2. Zur Sachverhaltsfeststellung gehört auch die auf Indizien gestützte Beweiswürdigung. Die Sachverhaltsfeststellung bzw. Beweiswürdigung erweist sich als willkürlich im Sinn von <ref-law>, wenn das Gericht Sinn und Tragweite eines Beweismittels offensichtlich verkannt hat, wenn es ohne sachlichen Grund ein wichtiges und entscheidwesentliches Beweismittel unberücksichtigt gelassen oder wenn es auf der Grundlage der festgestellten Tatsachen unhaltbare Schlussfolgerungen gezogen hat (<ref-ruling> E. 2.3 S. 265 f.; Urteil 2C_310/2014 vom 25. November 2014 E. 1.2). Eine entsprechende Rüge ist substanziiert vorzubringen; auf rein appellatorische Kritik an der Sachverhaltsdarstellung bzw. Beweiswürdigung geht das Gericht nicht ein (<ref-ruling> E. 2.3 S. 266; <ref-ruling> E. 10.1 S. 444 f.).
3.
3.1. Die Beschwerdeführer rügen eine Verletzung der Begründungspflicht im Sinne von <ref-law> bzw. Art. 6 Ziff. 1 EMRK sowie eine willkürliche Beweiswürdigung (<ref-law>).
Sie machen insbesondere geltend, die Vorinstanz habe sich nicht mit den Ausführungen in der Verwaltungsgerichtsbeschwerde, wonach die Aussagen der Ehegatten anlässlich der polizeilichen Befragungen vom 3. Juni 2015 nicht verwertet werden könnten, auseinandergesetzt. Weder A.C._ (Beschwerdeführerin) noch ihr Ehemann seien, wie bereits vor der Vorinstanz dargelegt, auf ihr strafprozessuales Recht, die Aussage zu verweigern und nicht gegen den anderen Ehegatten aussagen zu müssen, hingewiesen worden. Auch habe sich die Vorinstanz in keiner Weise mit den Ausführungen, wonach die Aussagen der Beschwerdeführerin anlässlich der Wohnungskontrolle vom 10. September 2014 nicht als geeignete und verlässliche Erkenntnisquelle qualifiziert werden könnten, auseinandergesetzt. Auch mit dem Argument, die Beschwerdeführerin habe, da ihr Ehemann polizeilich gesucht worden sei, dessen Aufenthaltsort und Arbeitgeber nicht etwa nicht gekannt, sondern nicht preisgeben wollen, habe sich die Vorinstanz nicht auseinandergesetzt. Die Erläuterungen im vorinstanzlichen Verfahren, weshalb die Beschwerdeführerin am 27. August 2011 bei einer nächtlichen Kontrolle in der Wohnung von E.G._ angetroffen worden sei, seien ebenfalls nicht inhaltlich gewürdigt und lediglich als nicht glaubhaft qualifiziert worden. Auch mit den vorgelegten Bestätigungsschreiben von Freunden und Bekannten, laut denen es sich bei den Eheleuten um ein Paar handelt, habe sich die Vorinstanz nicht auseinandergesetzt.
Im Weiteren verstosse es gegen den Grundsatz des fairen Verfahrens und sei willkürlich, wenn die Vorinstanz auf die nicht verwertbaren Aussagen vom 3. Juni 2015 abstelle. Doch selbst wenn auf diese Aussagen abgestellt würde, seien die Feststellungen der Vorinstanz das Ergebnis einer willkürlichen Beweiswürdigung. Zudem seien die übrigen Beweismittel willkürlich gewürdigt worden.
3.2. Die aus dem Anspruch auf rechtliches Gehör (<ref-law>) fliessende Begründungspflicht verlangt nicht, dass sich das Gericht mit sämtlichen vorgebrachten Sachverhaltselementen, Beweismitteln und Rügen auseinandersetzt. Vielmehr kann es sich auf die wesentlichen Überlegungen, welche zum Entscheid geführt haben, beschränken, selbst wenn diese fehlerhaft sind. Die Begründung soll dem Betroffenen ermöglichen, die Tragweite des Entscheides zu erfassen und diesen in Kenntnis der Überlegungen des Gerichts anzufechten (<ref-ruling> E. 5.2 S. 70 f.; <ref-ruling> E. 3.2.4 S. 31; <ref-ruling> E. 5.1 S. 238 mit Hinweisen; <ref-ruling> E. 3.3 S. 445). Die Begründungspflicht ist nur dann verletzt, wenn das Gericht auf die für den Ausgang des Verfahrens wesentlichen Vorbringen selbst implizit nicht eingeht (<ref-ruling> E. 5.2 S. 248 f.).
Es trifft zu, dass die Vorinstanz sich in der Begründung nicht explizit mit dem Argument des strafprozessualen Aussageverweigerungsrechts auseinandergesetzt hat. Sie hat sich jedoch in der Entscheidbegründung mehrfach auf die Befragungsprotokolle vom 3. Juni 2015 abgestützt und damit zumindest implizit das genannte Argument der Beschwerdeführer zurückgewiesen. Die Tragweite des Entscheids war damit für die Beschwerdeführer ersichtlich. Die Begründungspflicht bzw. <ref-law> ist demnach nicht verletzt. In der Sache durften die Befragungsprotokolle zudem verwendet werden, wie nachfolgend (E. 4) dargelegt wird.
Mit dem Argument der Beschwerdeführer, die Aussagen der Beschwerdeführerin vom 10. September 2014 seien keine geeignete und verlässliche Erkenntnisquelle, insbesondere wegen der sprachlichen Verständigungsprobleme, hat sich die Vorinstanz entgegen der Beschwerde auseinandergesetzt, wenn auch nur rudimentär (" Es ist sodann auch nicht ersichtlich, weshalb die Stadtpolizei U._ dem Migrationsamt einen falschen Bericht erstatten sollte, zumal dieser nicht auf Ersuchen des Migrationsamts, sondern aus eigenem Antrieb der Stadtpolizei erstellt wurde. Im Übrigen räumen die Beschwerdeführenden mittlerweile selber ein, dass der Ehemann zum Zeitpunkt der Kontrolle nicht in der ehelichen Wohnung lebte (act. 2 S. 5) ". Vgl. E. 3.3 vorinstanzliches Urteil). Dasselbe gilt für den Einwand, die Beschwerdeführerin habe den Aufenthaltsort und Arbeitgeber des Ehemannes nicht preisgeben wollen. Wenn die Vorinstanz zudem ein Vorbringen der Beschwerdeführerin als wenig glaubhaft und als Schutzbehauptung bezeichnet (Erläuterung des Aufenthalts in der Wohnung von E.G._ im August 2011), so liegt darin eine genügende Auseinandersetzung mit diesem Vorbringen. Die Begründungspflicht erfordert nicht das inhaltliche Eingehen auf jedes Argument. Vorbringen, welche zudem objektiv gesehen für die Entscheidfindung unwesentlich sind, müssen selbst implizit nicht zurückgewiesen werden (<ref-ruling> E. 5.2 in fine). Dies trifft vorliegend auf die Bestätigungsschreiben von Freunden und Bekannten zu. Die Begründungspflicht ist somit nicht verletzt.
4.
Da die Vorinstanz sich in wesentlichen Teilen auf die Befragungsprotokolle vom 3. Juni 2015 abstützt, ist zunächst zu klären, ob diese verwertet werden dürfen. Im Zeitpunkt der Befragung der Beschwerdeführerin und ihres Ehemannes (3. Juni 2015) war gegen keine der genannten Personen ein Strafverfahren anhängig. Nach bundesgerichtlicher Rechtsprechung kommt dem strafprozessualen Schweigerecht im Verwaltungsverfahren in aller Regel keine direkte Bedeutung zu (Urteil 2C_118/2017 vom 18. August 2017 E. 3.3 mit Hinweisen). Eine Ausnahme besteht, wenn bei den Sachverhaltsermittlungen im Verwaltungsverfahren Zwang oder Druck ausgeübt wird und die Möglichkeit besteht, die auf diesem Wege gewonnenen Informationen im laufenden Strafprozess gegen dieselbe Person zu verwenden. Die Mitwirkungspflicht gemäss Art. 90 AuG stellt keinen Zwang oder Druck dar (Urteil 2C_118/2017 vom 18. August 2017 E. 3.3 mit Hinweisen). Vorliegend wurden weder die Beschwerdeführerin noch ihr Ehemann dazu angehalten, den Ehegatten bzw. die Beschwerdeführerin zu belasten. Da Indizien für eine Scheinehe vorlagen, war das Migrationsamt berechtigt, die Stadtpolizei U._ mit entsprechenden Abklärungen zu beauftragen. Sowohl die Beschwerdeführerin als auch der Ehemann wurden zu Beginn der erneuten Befragung darüber aufgeklärt, dass letztere im Auftrag des Migrationsamtes erfolge und eine Mitwirkungspflicht gemäss Art. 90 AuG bestehe. Von einem Verdacht auf strafbare Handlungen war jedoch nicht die Rede. Dieses Vorgehen stellt keine Ausübung von Zwang oder Druck dar. Im Vorgehen des Migrationsamtes liegt somit weder eine rechtswidrige Beweismittelbeschaffung noch eine Verletzung des strafprozessualen Verwertungsverbots. Die Vorinstanz durfte somit auf die Befragungsprotokolle vom 3. Juni 2015 abstellen. Weder <ref-law> (Willkürverbot) noch der Grundsatz des fairen Verfahrens gemäss Art. 6 Ziff. 1 EMRK, welche Konventionsnorm im ausländerrechtlichen Bewilligungsverfahren ohnehin nicht zur Anwendung kommt (<ref-ruling> E. 4.4.2 S. 133 f.), sind dadurch verletzt.
5.
5.1. Die Beschwerdeführer berufen sich bezüglich Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung auf Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG. Für den Fall, dass auf die genannten Befragungsprotokolle abgestellt werden kann, und in Bezug auf die übrigen Beweismittel rügen die Beschwerdeführer eine willkürliche Beweiswürdigung im Sinne von <ref-law>.
Gemäss Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG besteht nach Auflösung der Familiengemeinschaft ein Anspruch des Ehegatten und der Kinder auf Verlängerung der Aufenthaltsbewilligung, wenn die Ehegemeinschaft mindestens drei Jahre bestanden hat und eine erfolgreiche Integration besteht. Bezüglich der Frage, ob die Ehegemeinschaft in der Schweiz (vgl. <ref-ruling> E. 3.3.5 S. 120) drei Jahre - bis mindestens am 25. Mai 2014 - gedauert hat, trifft die Vorinstanz keine klare Feststellung ( "Es mutet wahrscheinlich an, dass die Ehegatten spätestens seit dem Umzug an die H._-Strasse in U._ am 7. Mai 2014 nicht mehr zusammenleben." Vgl. vorinstanzliches Urteil, E. 3.2). Unbestritten ist lediglich, dass der Ehemann die Wohnung an der H._-Strasse ab September 2014 vorübergehend verlassen hat. Die Beschwerdeführer rügen diesbezüglich eine unvollständige, ungenügende und willkürliche Sachverhaltsdarstellung und machen geltend, es gebe kein einziges Indiz dafür, dass die Ehegatten seit dem 7. Mai 2014 nicht mehr zusammenlebten. Das Bundesgericht kann einen lückenhaften Sachverhalt ergänzen, wenn die Unvollständigkeit gerügt wurde (<ref-law>); es kann dies von Amtes wegen tun, wenn der Mangel offenkundig ist (<ref-law>). Aus den Akten ergibt sich, dass der Wohnungsvermieter den Ehemann als an der H._-Strasse wohnhafte Person bezeichnet hat. Ausserdem hat der Ehemann den Mietzins in der Befragung vom 3. Juni 2015 richtig angegeben. Die Frage ist, ob sich daraus bereits ergibt, dass der Ehemann zumindest am 25. Mai 2014 noch an dieser Adresse wohnhaft war, womit die Voraussetzung der 3-jährigen Dauer gemäss Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG erfüllt wäre. Die Vorinstanz hat diesbezüglich keine Feststellung getroffen, da sie davon ausgeht, dass bereits infolge Scheinehe kein Anspruch auf eine Aufenthaltsbewilligung besteht.
5.2. Die Ansprüche nach Art. 50 AuG erlöschen jedenfalls, wenn sie rechtsmissbräuchlich geltend gemacht werden, namentlich um Vorschriften dieses Gesetzes und seiner Ausführungsbestimmungen über die Zulassung und den Aufenthalt zu umgehen (Art. 51 Abs. 2 lit. a AuG). Hierunter fällt unter anderem die sogenannte Scheinehe oder Ausländerrechtsehe. Eine Scheinehe liegt nicht bereits dann vor, wenn auch ausländerrechtliche Motive den Eheschluss beeinflusst haben. Erforderlich ist, dass der Wille zur Führung der Lebensgemeinschaft im Sinne einer auf Dauer angelegten wirtschaftlichen, körperlichen und spirituellen Verbindung zumindest bei einem der Ehepartner fehlt (Urteil 2C_118/2017 vom 18. August 2017 E. 4.2). Grundsätzlich muss die Migrationsbehörde die Ausländerrechtsehe nachweisen. Dass eine solche vorliegt, darf dabei nicht leichthin angenommen werden, insbesondere wenn auf der Basis von Indizien auf eine Scheinehe geschlossen wird. Letztere müssen klar und konkret sein (Urteil 2C_118/2017 vom 18. August 2017 E. 4.2 mit Hinweisen; Urteil 2C_177/2013 vom 6. Juni 2013 E. 3.4 mit Hinweisen). Die Behörden müssen den Sachverhalt von Amtes wegen möglichst zuverlässig abklären; indessen wird der Untersuchungsgrundsatz durch die Mitwirkungspflicht der Parteien relativiert (vgl. Art. 90 AuG). Diese kommt naturgemäss bei Tatsachen zum Tragen, die eine Partei besser kennt als die Behörden und die ohne ihre Mitwirkung gar nicht oder nicht mit vernünftigem Aufwand erhoben werden können (Urteil 2C_118/2017 vom 18. August 2017 E. 4.2 mit Hinweisen).
5.3. Die Vorinstanz stützt sich unter anderem auf das Ergebnis der Wohnungskontrolle vom 10. September 2014, bei welcher der Ehemann nicht habe angetroffen werden können und sich praktisch keine privaten Unterlagen desselben in der Wohnung befunden hätten, dafür E.G._ und viele Unterlagen von letzterem (diverse Schreiben wie Bewerbungen und Rechnungen). Die angetroffene Situation habe den Eindruck erweckt, dass nicht der Ehemann, sondern E.G._ in der Wohnung lebe. Den Aufenthaltsort und Arbeitgeber des Ehemannes habe die Beschwerdeführerin nicht und die Telefonnummer erst nach längerem Suchen angeben können. Die Beschwerdeführer rügen, das Abstellen auf die ohne Dolmetscher gemachten Aussagen der Beschwerdeführerin sei aufgrund der offenkundigen und im Protokoll vermerkten Sprachprobleme willkürlich und ein Verstoss gegen den Grundsatz des fairen Verfahrens. Die vermeintlichen Aussagen seien zudem nur rudimentär und sinngemäss protokolliert. Dass der Ehemann nicht in der Wohnung habe angetroffen werden können, sei zudem nicht erstaunlich, habe ersterer doch die Wohnung ab September 2014 vorübergehend verlassen. Dass die Beschwerdeführerin aufgrund der polizeilichen Suche des Ehemannes dessen Aufenthalt und Arbeitgeber nicht habe Preis geben wollen, sei nachvollziehbar. Indizien für eine Scheinehe lägen nicht vor und die gegenteilige Auffassung der Vorinstanz sei willkürlich.
Während der 3-jährigen Frist von Art. 50 Abs. 1 lit. AuG hat keine Kontrolle der Wohnung der Ehegatten stattgefunden. Die Kontrolle vom 10. September 2014 fand statt, nachdem der Ehegatte unbestrittenermassen die Wohnung an der H._-Strasse verlassen hatte. Dass zu diesem Zeitpunkt nur wenige Dokumente des Ehemannes in der Wohnung vorhanden waren, ist damit plausibel. Im entsprechenden Protokoll sind ausserdem explizit erhebliche Verständigungsprobleme festgehalten ( "Beide angetroffenen Personen waren der deutschen Sprache nicht mächtig und wir konnten uns nur sehr schlecht verständigen. [...]. Sie kannte offenbar weder den Arbeitsort ihres Ehemannes noch ihren Arbeitgeber."). Aussagen wurden nicht wortwörtlich, sondern nur sinngemäss und zusammenfassend protokolliert.
Weiter nimmt die Vorinstanz auf die neun Monate später durchgeführte Wohnungskontrolle vom 2. Juni 2015 Bezug. In der Wohnung seien E.G._ und dessen Cousin F.G._ angetroffen worden. In der Wohnung hätten sich nur wenige Kleider des Ehemannes befunden, dafür persönliche Effekten von E.G._ und F.G._ und diverse Aktenordner und eine Mediamarktkarte von E.G._. Zudem habe die Beschwerdeführerin bereits am 27. August 2011, nur drei Monate nach ihrer Einreise, bei einer Wohnungskontrolle in E.G._s Wohnung angetroffen werden können. Die Beschwerdeführer wenden ein, gemäss Polizeirapport hätten die Aktenordner F.G._ gehört und es seien neben der Mediamarktkarte lediglich einige persönliche Effekten von E.G._ festgestellt worden. Die Anwesenheit von E.G._ wird mit einer bloss freundschaftlichen Beziehung und jene von F.G._ und dessen Effekten mit einer Zwischenlagerung bzw. einem bevorstehenden Umzug (vgl. Untermietvertrag) erklärt. Der Umstand, dass die Beschwerdeführerin im August 2011 nachts in der Wohnung von E.G._ angetroffen worden sei, sei darauf zurückzuführen, dass ihr damals 6-jähriger Sohn eingeschlafen sei und seine Mutter ihn nicht habe wecken wollen. Die Beweiswürdigung der Vorinstanz sei aktenwidrig und willkürlich.
Gemäss Fotodokumentation der Stadtpolizei U._ befanden sich am 2. Juni 2015 im Schlafzimmer "angeblich" Kleider des Ehemannes, im Schuhschrank Schuhe des Ehemannes und von F.G._ sowie in weiteren Schränken Kleider von F.G._. Weiter befanden sich Akten von F.G._ (auf dem Foto sind zwei Ordner und weitere Unterlagen festgehalten) sowie eine Mediamarktkarte von E.G._ in der Wohnung. Die vorinstanzlichen Feststellungen stimmen nicht mit der Fotodokumentation überein und sind insofern aktenwidrig. Gemäss letzterer befanden sich von E.G._ nur eine Mediamarktkarte, aber keine Akten in der Wohnung, dafür relativ viele Kleider sowie einige Schuhe und Akten von F.G._. Zudem wurden im Schlafzimmer Kleider des Ehemannes, wenn auch nur "angeblich", sowie in der Wohnung Schuhe des Ehemannes vorgefunden. Aufgrund dieser Sachlage kann somit nicht geschlossen werden, dass E.G._ an dieser Adresse wohnte. Zudem befanden sich immer noch persönliche Effekten des Ehemannes in der Wohnung.
Auch wenn das zweimalige Auftauchen von E.G._ stutzig macht, reichen die bisher genannten Indizien nicht für die Annahme einer Scheinehe. Die Tragweite der Beweismittel wurde klar fehlerhaft gewürdigt. Die Sachverhaltsfeststellung ist teilweise aktenwidrig und insofern willkürlich.
5.4. Als weitere Indizien für eine Scheinehe listet die Vorinstanz mehrere Widersprüche und Wissenslücken aufgrund der Befragung der Ehegatten vom 3. Juni 2015 auf. Beide hätten keine genaue Kenntnis von der Ausbildung des Ehepartners. Gemäss Ehemann sei die Beschwerdeführerin beim Essen nicht wählerisch, während diese angegeben habe, kein Fleisch zu mögen. Die Beschwerdeführerin wisse zwar, dass der Ehemann zwei Kinder aus früheren Beziehungen habe, kenne diese aber nicht, was bezüglich des in V._ lebenden siebenjährigen I._, der unter gemeinsamer elterlicher Sorge stehe und für den der Ehemann ein Besuchsrecht habe, erstaune. Ebenso seltsam sei, dass die Beschwerdeführerin mit ihrer in V._ lebenden Schwägerin überhaupt keinen Kontakt pflege und von einem Bruder des Ehemannes nichts wisse; das Gleiche gelte für den Ehemann, der nur den Namen eines Bruders der Beschwerdeführerin kenne. Der Ehemann habe sodann ausgesagt, dass die Beschwerdeführerin ihr Heimatland während der Ehe nie besucht habe, obwohl sie nach eigenen Angaben jährlich vier bis fünf Wochen dort weilte.
Aus den Befragungsprotokollen ergibt sich, dass die Beschwerdeführerin, nach dem erlernten Beruf des Ehemannes gefragt, antwortete, er arbeite jetzt als Schreiner, aber habe das nie gelernt. Der Ehemann antwortete auf dieselbe Frage, er sei Schreiner und arbeite bei der J._ GmbH. Er habe mal einen Imbiss gehabt und danach alles versucht. Auf die Frage nach den besuchten Schulen, der Ausbildung und dem erlernten Beruf der Beschwerdeführerin antwortete diese, sie habe die Grundschule in W._ besucht und dann in einer Textilfirma in Istanbul gearbeitet. Der Ehemann antwortete, sie habe nur die Grundschule in W._ besucht, eine Ausbildung habe sie nicht. Bezüglich Ausbildung des Ehepartners stimmen somit die Aussagen der Ehegatten im Wesentlichen überein. Bezüglich I._ wurde der Ehemann nicht gefragt, ob er das Besuchsrecht wahrnehme. Der Umstand, dass er nicht einmal das Geburtsdatum seines Sohnes nennen konnte und ausserdem die Alimente nicht bezahlt, lässt jedoch auf wenig bis keinen Kontakt zu seinem Sohn schliessen. Ausserdem sagte er aus, dass seine Frau nur wisse, dass er zwei Kinder habe, mehr jedoch nicht. Dass die Beschwerdeführerin I._ nicht kennt, erstaunt somit nicht. Zudem haben beide Ehegatten übereinstimmend ausgesagt, dass die Eltern des Ehemannes gegen die Heirat gewesen seien, deshalb kein Kontakt zu den Schwiegereltern bestehe und die Beschwerdeführerin die Geschwister des Ehemannes nicht kenne. Auch bezüglich der Geschwister der Beschwerdeführerin ergibt sich aus den Antworten, dass kein Kontakt zum Ehemann besteht. Dass die Beschwerdeführerin vor diesem Hintergrund keinen Kontakt zu ihrer in V._ lebenden Schwägerin pflegt, ist deshalb nicht sonderbar. Bezüglich Besuchen der Beschwerdeführerin in deren Heimatland während der Ehe sind die Aussagen des Ehemannes in sich widersprüchlich, sagte er doch zuerst aus, sie habe ihr Heimatland nie besucht, um später auszusagen, er habe versucht, dass seine Frau jedes Jahr einmal in die Türkei reisen könne, wobei es letztes Jahr [2014] nicht geklappt habe. Die Beschwerdeführerin sagte aus, sie sei jedes Jahr alleine mit ihrem Sohn in die Türkei gereist, primär während den Sommer-Schulferien. Dabei fällt auf, dass die Beschwerdeführerin bezüglich 2014 aussagte, sie sei zuletzt im November 2014, notabene nach dem unbestrittenen Auszug des Ehemannes aus der gemeinsamen Wohnung, wegen der Hochzeit ihres Bruders K._ in der Türkei gewesen, während der Ehemann zwei Mal aussagte, er kenne den Namen des Bruders K._, da dieser (kürzlich) geheiratet habe.
Nach dem Gesagten verbleibt als einziger (vermeintlicher) Widerspruch, dass der Ehemann bezüglich Essgewohnheiten der Beschwerdeführerin aussagte "Beim Essen sind wir beide nicht wählerisch wir essen alles" (wobei die Vorinstanz die Aussage des Ehemannes aktenwidrig wiedergegeben hat, da der Ehemann von "wir" und nicht von der Beschwerdeführerin alleine gesprochen hat), während die Beschwerdeführerin antwortete, "Er ist beim Essen nicht wählerisch. [...]. Ich mag sehr gerne Gemüse und mag kein Fleisch. Besonders Teigwaren mit Tomatensauce."
5.5. Damit bestehen keine genügenden Indizien für die Annahme einer Scheinehe. Die Vorinstanz hat den entscheidwesentlichen Sachverhalt aktenwidrig, offensichtlich unrichtig und damit willkürlich festgestellt.
5.6. Das Bundesgericht kann die vorinstanzliche Sachverhaltsfeststellung ausnahmsweise von Amtes wegen berichtigen oder ergänzen (<ref-law>). Bezüglich der Frage, ob der Ehemann am 25. Mai 2014 noch an der H._-Strasse, U._, wohnhaft war, womit die Voraussetzung der 3-jährigen Ehegemeinschaft erfüllt wäre (Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG), hat die Vorinstanz keine Feststellung getroffen (E. 5.1). Aus dem Protokoll der Befragung des Ehemannes vom 3. Juni 2015 ergibt sich, dass dieser den Mietzins der Wohnung H._-Strasse richtig angegeben hat. Der Wohnungsvermieter bezeichnete ihn zudem als an dieser Adresse wohnhafte Person. Gemäss Fotodokumentation der Stadtpolizei U._ befanden sich selbst am 2. Juni 2015 immer noch Schuhe und "angeblich" Kleider des Ehemannes in dieser Wohnung. Aufgrund der genannten Indizien ist davon auszugehen, dass der Ehemann am 25. Mai 2014 noch an der H._-Strasse wohnhaft war bzw. mit der Beschwerdeführerin zusammenwohnte. Demnach ist ergänzend festzustellen, dass die Ehegemeinschaft am 25. Mai 2014 noch bestand, sodass die Voraussetzung der 3-jährigen Ehegemeinschaft gemäss Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG erfüllt ist.
5.7.
5.7.1. Demzufolge stellt sich die Frage, ob bei der Beschwerdeführerin eine erfolgreiche Integration in der Schweiz besteht (Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG). Da der Beschwerdeführer als unmündiges ausländisches Kind grundsätzlich das ausländerrechtliche Schicksal des sorgeberechtigten Elternteils bzw. der Beschwerdeführerin teilt, ist seine Integration vorliegend nicht zu prüfen (<ref-ruling> E. 5.4 S. 28 f. mit Hinweisen). Die Vorinstanz verneint die erfolgreiche Integration der Beschwerdeführerin, da sie während ihres Aufenthalts zwar weder straffällig geworden sei noch durch die Fürsorge habe unterstützt werden müssen, jedoch in sprachlicher Hinsicht offenkundig ungenügend integriert sei. Sie habe erst ab Herbst 2015 und damit nach Ablauf der Aufenthaltsbewilligung bzw. unter dem Eindruck der drohenden Nichtverlängerung einen Deutschkurs für Anfänger belegt und ausserdem anlässlich ihrer Befragung vom 3. Juni 2015 erklärt, nur Türkisch zu sprechen. Die Beschwerdeführerin macht geltend, sie habe sich stets klaglos verhalten, die rechtsstaatliche Ordnung (der Schweiz) respektiert, keine Sozialhilfe bezogen und es lägen weder Betreibungen noch Verlustscheine gegen sie vor. Ausserdem habe sie kurz nach ihrer Einreise in die Schweiz eine Arbeitsstelle gefunden und arbeite seit Dezember 2011 als Produktionsmitarbeiterin bei der L._ AG in U._. Zudem habe sie ihren Willen am Erlernen der deutschen Sprache gezeigt und ihre Sprachfertigkeit verbessert. Entsprechende Belege hat die Beschwerdeführerin bereits im Verfügungsverfahren vor dem Migrationsamt sowie im Rekursverfahren vor der Sicherheitsdirektion vorgelegt. Die Sprachkenntnisse seien am sozioprofessionellen Umfeld zu messen und genügten diesem, weshalb ihr (der Beschwerdeführerin) der Grad der Sprachbeherrschung nicht vorgeworfen werden könne. Somit sei die Beschwerdeführerin in der Schweiz erfolgreich integriert.
5.7.2. Nach Art. 77 Abs. 4 der Verordnung vom 24. Oktober 2007 über Zulassung, Aufenthalt und Erwerbstätigkeit (VZAE; SR 142.201) liegt eine erfolgreiche Integration im Sinne von Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG vor, wenn die Ausländerin oder der Ausländer namentlich die rechtsstaatliche Ordnung und die Werte der Bundesverfassung respektiert (lit. a) und den Willen zur Teilnahme am Wirtschaftsleben und zum Erwerb der am Wohnort gesprochenen Landessprache bekundet (lit. b). Nach Art. 4 der Verordnung vom 24. Oktober 2007 über die Integration von Ausländerinnen und Ausländern (VInt; SR 142.205) zeigt sich der Beitrag der Ausländerinnen und Ausländer zu ihrer Integration namentlich in der Respektierung der rechtsstaatlichen Ordnung und der Werte der Bundesverfassung (lit. a), im Erlernen der am Wohnort gesprochenen Landessprache (lit. b), in der Auseinandersetzung mit den Lebensbedingungen in der Schweiz (lit. c) sowie im Willen zur Teilnahme am Wirtschaftsleben und zum Erwerb von Bildung (lit. d; Urteil 2C_853/2015 vom 5. April 2016 E. 5.1.1; 2C_175/2015 vom 30. Oktober 2015 E. 2.2). Keine erfolgreiche Integration liegt vor, wenn eine Person kein Erwerbseinkommen erwirtschaften kann, welches ihren Konsum zu decken vermag, und sie während einer substanziellen Zeitdauer von Sozialleistungen abhängig war; jedenfalls wenn sich diese Situation nicht hinreichend verbessert (Urteil 2C_853/2015 vom 5. April 2016 E. 5.1.1; 2C_175/2015 vom 30. Oktober 2015 E. 2.3 mit Hinweisen). Bezüglich Sprachkenntnissen genügt es gemäss bundesgerichtlicher Rechtsprechung, wenn sich die betroffene Person auf einfache Weise in typischen alltäglichen Situationen verständigen und kurze Gespräche führen kann (Urteil 2C_175/2015 vom 30. Oktober 2015 E. 2.3; 2C_65/2014 vom 27. Januar 2015 E. 3.5). Ausserdem sind die Sprachkenntnisse am sozioprofessionellen Umfeld zu messen; genügen sie diesem bzw. kommt die betroffene Person mit ihren Sprachkenntnissen im Berufsalltag zurecht, kann ihr der Grad der Sprachbeherrschung nicht entgegengehalten werden (Urteil 2C_748/2014 vom 12. Januar 2015 E. 3.2; 2C_839/2010 vom 25. Februar 2011 E. 7.1.2).
Unbestritten ist, dass die Beschwerdeführerin bis jetzt nicht straffällig geworden ist und sich korrekt verhalten, wenige Monate nach ihrer Einreise eine berufliche Tätigkeit aufgenommen hat bzw. seit dem 1. Dezember 2011 berufstätig ist und damit für ihren eigenen Lebensunterhalt und denjenigen ihres Sohnes, des Beschwerdeführers, aufkommt. Sie ist als Produktionsmitarbeiterin bei der L._ AG in U._ tätig. Eine besonders qualifizierte berufliche Tätigkeit ist jedoch für die erfolgreiche Integration nicht erforderlich (Urteil 2C_853/2015 vom 5. April 2016 E. 5.1.1; 2C_175/2015 vom 30. Oktober 2015 E. 2.3). Die Respektierung der rechtsstaatlichen Ordnung und der Wille zur Teilnahme am und die Integration in das Wirtschaftsleben sind damit gegeben. Bezüglich der Sprachkenntnisse ist unbestritten, dass die Beschwerdeführerin im September 2014 noch über ungenügende Kenntnisse der deutschen Sprache verfügte. Die vorgelegten Atteste vom 19. Januar 2016 und 12. Mai 2016 belegen den rund achtmonatigen Besuch eines Semi-Intensivkurses Deutsch für Anfänger mit wöchentlich zwei Lektionen über jeweils zwei Stunden, an dessen Ende die Teilnehmerinnen und Teilnehmer in der Lage sein sollten, vertraute und einfache Sätze zu verstehen und zu verwenden, Fragen zu Wohnort, Familie, Hobby und Job zu stellen und zu beantworten, kurze Mitteilungen zu schreiben und zu verstehen und einfache Formulare auszufüllen (Niveau A1). Dies genügt für eine sprachliche Integration (Urteil 2C_65/2014 vom 27. Januar 2015 E. 3.5). Ausserdem ist davon auszugehen, dass die Beschwerdeführerin ihre Sprachkenntnisse bis zum Zeitpunkt des vorinstanzlichen Urteils (Mai 2017) weiter verbessert hat. Insgesamt ist deshalb bei der Beschwerdeführerin eine erfolgreiche Integration im Sinne von Art. 50 Abs. 1 lit. a AuG gegeben. Mit ihrer Schlussfolgerung, es liege keine erfolgreiche Integration vor, hat die Vorinstanz den Beurteilungsspielraum, welcher ihr bei der Auslegung unbestimmter Rechtsbegriffe bzw. der Prüfung der Integrationskriterien zukommt (Urteil 2C_175/2015 vom 30. Oktober 2015 E. 2.2; 2C_1125/2014 vom 9. September 2015 E. 3.2.1), überschritten.
6.
6.1. Die Beschwerde erweist sich als begründet und ist deshalb gutzuheissen. Das angefochtene Urteil wird aufgehoben und das kantonale Migrationsamt angewiesen, die Aufenthaltsbewilligung der Beschwerdeführer zu verlängern.
6.2. Dem unterliegenden Kanton Zürich sind für das vorliegende Verfahren keine Kosten aufzuerlegen (<ref-law>). Er muss die obsiegenden Beschwerdeführer für dieses und das vorinstanzliche Verfahren jedoch angemessen entschädigen (Art. 68 Abs. 1 und 2 BGG).

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird gutgeheissen. Das Urteil des Verwaltungsgerichts des Kantons Zürich vom 31. Mai 2017 wird aufgehoben und das Migrationsamt des Kantons Zürich wird angewiesen, die Aufenthaltsbewilligung der Beschwerdeführer zu verlängern.
2.
Es werden keine Kosten erhoben.
3.
Der Kanton Zürich hat die Beschwerdeführer für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 3'000.-- zu entschädigen.
4.
Die Sache wird zur Neuverlegung der Kosten- und Entschädigungsfolgen der kantonalen Rechtsmittelverfahren an die Vorinstanz zurückgewiesen.
5.
Dieses Urteil wird den Verfahrensbeteiligten, dem Verwaltungsgericht des Kantons Zürich, 4. Abteilung, und dem Staatssekretariat für Migration schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 13. April 2018
Im Namen der II. öffentlich-rechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Seiler
Der Gerichtsschreiber: Quinto