1、2015-2016学年湖北省襄阳市四校联考高一（下）期中物理试卷一选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分，1-7题为单选题，8-10题为多选题，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）1下列说法中错误的是（）A德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定律B牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律C英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积2如图所示，当小车A以恒定的速度v向左运动时，对于B物体，下列说法正确的是（）A匀加速上升B减速上升CB物体受到的拉力大于B物
2、体受到的重力DB物体受到的拉力小于B物体受到的重力3如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（）A绳的拉力可能为零B桶对物块的弹力不可能为零C若它们以更大的角速度一起转动，绳的张力一定增大D若它们以更大的角速度一起转动，绳的张力仍保持不变4如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是（）A小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力B小球在水平线ab以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力C小球在水平线ab以下的管道
3、中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球通过最高点时的最小速度vmin=5如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A它们的向心力都等于地球对它们的万有引力B它们的向心加速度都与轨道半径的二次方成反比Ca和c的运转周期相同Da和b做匀速圆周运动的轨道半径相同，线速度大小相等6英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足（其中c为光速，
4、G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为（）A108m/s2B1010m/s2C1012m/s2D1014m/s27如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘为L，且对准圆盘上边缘的A点并垂直于圆盘水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘以垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速运动，角速度为若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（）AL=（1+2n）v0，（n=0，1，2，3，）Bv0=Cd2=g2（1+2n）2，（n=0，1，2，3，）Ddv02=L2g8一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽度为60m、水流速度为6m/s的河流，下列说法正确的是（）A小船渡河的最短
5、时间为6 sB小船渡河的最短时间为10 sC小船渡河的路程最短时，渡河时间为7.5 sD若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小9如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处不计空气阻力，下列说法正确的是（）Ab和c运动时间相同Ba和b初速度相同Ca的运动时间是b的两倍Db的初速度是c的两倍10P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动图中纵坐标表示行星对周围空
6、间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同则（）AP1的“第一宇宙速度”比P2的小BP1的平均密度比P2的大Cs1的公转周期比s2的大Ds1的向心加速度比s2的大二实验题.（11题6分，12题8分，共14分）11在“研究平抛物体的运动”实验中，下列说法正确的是（）A安装实验装置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平B小球从斜槽上释放位置不同则小球离开槽后在空中运动时间就不同C小球每次都应从斜槽上同一位置滚下是为了使小球每次飞出的速度相等D为减小空气阻力对小球的影响可选择实
7、心小铁球12一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离s相等的三点A、B、C，量得s=20cm又量出它们之间的竖直距离分别为h1=9.8cm，h2=19.6cm，利用这些数据，（g=9.8m/s2）可求得：（1）物体抛出时的初速度为m/s；（2）物体经过B时竖直分速度为m/s三计算题（共4小题，共46分）13在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t=0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度时间图象如图1所示，试求解下列问题：（1）第1秒末的速度大小和方向？（2）12秒内的加速度大小和方向？（3）第2秒末物体的位
8、置坐标（x，y），并在图2直角坐标系中定性地画出物体在前2秒内的运动轨迹14用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O上，小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动小球质量为m，绳长为L，悬点距地面高度为H小球运动至最低点时，绳恰被拉断，小球着地时水平位移为S，求：（1）细线刚被拉断时，小球抛出的速度多大？（2）细线所能承受的最大拉力？15如图所示为四分之一圆柱体OAB的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为60求C点到B点的距离是多少？16小型登月器连接在航天站上，一起绕月球做圆周运动，其轨道距离月球表面的高度为月球半径的2倍已知航天站在预定圆
9、轨道上飞行n圈所用时间为t，某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图所示与月球相切的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回整个过程中航天站保持原轨道绕月运行已知月球半径为R，引力常量为G，求：（1）月球的质量？（2）登月器离开月球表面返回航天站需要多长时间？2015-2016学年湖北省襄阳市四校联考高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分，1-7题为单选题，8-10题为多选题，全部选对得5分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分）1下列说法中错误的是（）A德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定
10、律B牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律C英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积【分析】本题是物理学史问题，根据开普勒、牛顿、卡文迪许等科学家的成就进行解答；行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，这是对同一个行星而言【解答】解：A、德国天文学家开普勒研究了第谷观测记录的天文数据，总结出了开普勒三大定律，故A正确B、牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律，故B正确C、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许利用扭秤测出了引力常量，故C正确D、根据开普勒第二定律：对
11、每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，这是对同一个行星而言，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积故D错误本题选择错误的，故选：D2如图所示，当小车A以恒定的速度v向左运动时，对于B物体，下列说法正确的是（）A匀加速上升B减速上升CB物体受到的拉力大于B物体受到的重力DB物体受到的拉力小于B物体受到的重力【分析】汽车的速度是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求出绳子的速度，从而判断物体的运动情况，根据牛顿第二定律比较拉力和B的重力大小【解答】解：绳子与水平方向的夹角为，根据平行四边形定则有：沿绳子方向的速度v=vcos，沿
12、绳子方向的速度等于B物体的速度，在运动的过程中，角减小，则v增加所以物体加速上升（并不是匀加速）物体的加速度方向向上，根据牛顿第二定律，知绳子的拉力大于B物体的重力故C正确，ABD错误故选：C3如图所示，内壁光滑的竖直圆桶，绕中心轴做匀速圆周运动，一物块用细绳系着，绳的另一端系于圆桶上表面圆心，且物块贴着圆桶内表面随圆桶一起转动，则（）A绳的拉力可能为零B桶对物块的弹力不可能为零C若它们以更大的角速度一起转动，绳的张力一定增大D若它们以更大的角速度一起转动，绳的张力仍保持不变【分析】小物体绕圆筒转轴MN做匀速圆周运动，合力提供向心力，物体受重力、弹力和拉力【解答】解：A、由于桶的内壁光滑，所以
13、桶不能提供给物体竖直向上的摩擦力，所以绳子的拉力一定不能等于0故A错误；B、由于桶的内壁光滑，所以桶不能提供给物体竖直向上的摩擦力，绳子沿竖直向上的方向的分力与重力的大小相等，若绳子沿水平方向的分力恰好提供向心力，则桶对物块的弹力可能为零故B错误；C、D、由题目的图中可知，绳子与竖直方向的夹角不会随桶的角速度的增大而增大，所以绳子的拉力也不会随角速度的增大而增大故C错误，D正确故选：D4如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是（）A小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力B小球在水平线ab以上的管道中运动时，内侧
14、管壁对小球一定有作用力C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球通过最高点时的最小速度vmin=【分析】小球在竖直光滑圆形管道内做圆周运动，在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，从而可以确定在最高点的最小速度小球做圆周运动是，沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力【解答】解：A、小球在水平线ab以上管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力故A、B错误C、小球在水平线ab以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故
15、C正确D、在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0故D错误故选：C5如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A它们的向心力都等于地球对它们的万有引力B它们的向心加速度都与轨道半径的二次方成反比Ca和c的运转周期相同Da和b做匀速圆周运动的轨道半径相同，线速度大小相等【分析】地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=r，a=r2比较线速度的大小和向心加速度的大小，根据万有引力提供向心力比较C
16、的线速度、角速度和向心加速度大小a、C都是相对地球静止的，故它们的周期等于地球的自转周期【解答】解：A、对于a物体其向心力为万有引力与支持力的合力，则A错误 B、对于b，c万有引力提供向心力：a=，但对于a向心力不只是万有引力，不满足向心加速度都与轨道半径的二次方成反比，则B错误C、a、C都是相对地球静止的，故它们的周期等于地球的自转周期，则C正确 D、a，b的角速度相同，但b的线速度大，则D错误故选：C6英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系
17、满足（其中c为光速，G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为（）A108m/s2B1010m/s2C1012m/s2D1014m/s2【分析】根据物体与该天体之间的万有引力等于物体受到的重力，列出等式表示出黑洞表面重力加速度结合题目所给的信息求解问题【解答】解：黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：，又有，联立解得，带入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2，故选C7如图所示，一位同学做飞镖游戏，已知圆盘的直径为d，飞镖距圆盘为L，且对准圆盘上边缘的A点并垂直于圆盘水平抛出，初速度为v0，飞镖抛出的同时，圆盘以
18、垂直圆盘过盘心O的水平轴匀速运动，角速度为若飞镖恰好击中A点，则下列关系正确的是（）AL=（1+2n）v0，（n=0，1，2，3，）Bv0=Cd2=g2（1+2n）2，（n=0，1，2，3，）Ddv02=L2g【分析】飞镖做平抛运动的同时，圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A点正好在最低点被击中，则A点转动的时间t=，根据平抛运动水平位移可求得平抛的时间，两时间相等联立可求解【解答】解：A、飞镖做平抛运动的同时，圆盘上A点做匀速圆周运动，恰好击中A点，说明A点正好在最低点被击中，设时间为t，飞镖飞行时间t和圆盘转动的周期满足：t=nT+，（n=0，1，2、3），由T=和L=v0t得：
19、L=（2n+1）v0，（n=0，1，2、3），故A正确，C错误B、平抛的竖直位移为d，则d=，联立解得，故BD错误故选：A8一条小船在静水中的速度为10m/s，要渡过宽度为60m、水流速度为6m/s的河流，下列说法正确的是（）A小船渡河的最短时间为6 sB小船渡河的最短时间为10 sC小船渡河的路程最短时，渡河时间为7.5 sD若小船在静水中的速度增加，则小船渡河的最短路程减小【分析】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，因为小船在静水中的速度为10m/s，它大于河水流速6m/s，由速度合成的平行四边形法则可知，合速度可以垂直河岸当静水中的速度垂直河岸时过河时间最短，若船在静水中速度
20、垂直河岸行驶，则过河的位移最短【解答】解：A、小船在静水中的速度为10m/s，它大于河水流速6m/s，由速度合成的平行四边形法则可知，当以静水中的速度垂直河岸过河时，过河时间为：t=s=6s，故A正确，B错误C、当合速度垂直河岸时，渡河的路程最短时，渡河时间为：t=7.5 s，故C正确；D、由题意可知，合速度可以垂直河岸，过河位移最短，则过河位移为60m，当小船在静水中的速度增加，最短路程仍不变，所以D错误故选：AC9如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0
21、，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处不计空气阻力，下列说法正确的是（）Ab和c运动时间相同Ba和b初速度相同Ca的运动时间是b的两倍Db的初速度是c的两倍【分析】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，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度【解答】解：A、b、c平抛运动的高度相同，根据t=知，b、c运动时间相同，故A正确B、a、b的高度之比为2：1，根据t=知，a、b的运动时间之比为，水平位移相等，则a、b的初速度之比为，故B、C错误D、b、c的运动时间相等，水平位移之比为2：1，则b的初速度是c初速度的2倍，故D正确故选：AD10P1、P2为相
22、距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同则（）AP1的“第一宇宙速度”比P2的小BP1的平均密度比P2的大Cs1的公转周期比s2的大Ds1的向心加速度比s2的大【分析】根据牛顿第二定律得出行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a的表达式，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1、P2的质量和半径关系，根据密度和第一宇宙速度的表达式分析求解；根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式求解【解答】解
23、：A、第一宇宙速度v=，所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大，故A错误；B、根据牛顿第二定律，行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为：a=，两曲线左端点横坐标相同，所以P1、P2的半径相等，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1的质量大于P2的质量，根据=，所以P1的平均密度比P2的大，故B正确；C、根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式T=2，所以s1的公转周期比s2的小，故C错误；D、s1、s2的轨道半径相等，根据a=，所以s1的向心加速度比s2的大，故D正确；故选：BD二实验题.（11题6分，12题8分，共14分）11在“研究平抛物体的运动”实验中，下列说法正确的是（）A安装实验装
24、置时，斜槽末端切线必须水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平B小球从斜槽上释放位置不同则小球离开槽后在空中运动时间就不同C小球每次都应从斜槽上同一位置滚下是为了使小球每次飞出的速度相等D为减小空气阻力对小球的影响可选择实心小铁球【分析】在实验中让小球在固定斜槽滚下后，做平抛运动，记录下平抛后运动轨迹然后在运动轨迹上标出特殊点，对此进行处理，由于是同一个轨迹，因此要求抛出的小球初速度是相同的，所以在实验时必须确保抛出速度方向是水平的，同时固定的斜槽要在竖直面【解答】解：A、研究平抛运动的实验很关键的地方是要保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时小球才做平抛运动，则安装实验装置时，斜槽末端切线必须
25、水平的目的是为了保证小球飞出时初速度水平，故A正确；B、由于平抛的出位置相同，因此竖直高度相同，根据自由落体运动规律可知，平抛的时间是相同的，故B错误；C、入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速的释放，为了使小球每次都以相同的速度飞出槽口以保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口，故C正确；D、为减小空气阻力对小球的影响可选择实心小铁球，故D正确故选：ACD12一个同学在研究平抛物体的运动实验中，只画出了如图所示的一部分曲线，于是他在曲线上取水平距离s相等的三点A、B、C，量得s=20cm又量出它们之间的竖直距离分别为h1=9.8cm，h2=19.6cm，利用这些数据，（g=9.8m/s2
26、）可求得：（1）物体抛出时的初速度为2m/s；（2）物体经过B时竖直分速度为1.47m/s【分析】在竖直方向上根据y=gT2，求出时间间隔T，在水平方向上根据v0=，求出平抛运动的初速度匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即AC在竖直方向上的平均速度等于B点的竖直分速度【解答】解：（1）由图可知，物体由AB和由BC所用的时间相等，且有：y=gT2，由图可知：y=h2h1=0.1m，代入解得，T=0.1ss=v0T，将s=0.2m，代入解得：v0=2m/s，竖直方向自由落体运动，根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有：vBy=1.47m/s故答案为：
27、（1）2；（2）1.47三计算题（共4小题，共46分）13在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t=0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度时间图象如图1所示，试求解下列问题：（1）第1秒末的速度大小和方向？（2）12秒内的加速度大小和方向？（3）第2秒末物体的位置坐标（x，y），并在图2直角坐标系中定性地画出物体在前2秒内的运动轨迹【分析】（1、2）根据图，确定两方向的速度大小，再结合矢量合成法则，与三角知识，即可求解；（3）根据图象与横坐标所夹角的面积大小，即为这段时间内的位移大小，从而即可求解【解答】解：（1）由图可知，t=1s时 VX=3m/s，Vy
28、=4m/s根据矢量合成法则，结合三角知识，则有：V=5m/s而速度方向：tan=解得：=53，即速度与x轴夹53（2）根据加速度公式a=，则1s2s内，aX=3m/s2ay=4m/s2那么合加速度为，a=5 m/s2速度方向：tan=解得：=53 速度与x轴夹53；（3）根据面积大小表示位移的大小，则在2s末的横坐标为x=13+（3+6）1=7.5m纵坐标为y=82=8m物体在2s末位置坐为（7.5m，8m）轨迹图如下所示：答：（1）第1秒末的速度大小5m/s和方向与x轴夹53；（2）12秒内的加速度大小5 m/s2和方向与x轴夹53；（3）第2秒末物体的位置坐标（7.5m，8m），物体在前2
29、秒内的运动轨迹如上图所示14用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O上，小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动小球质量为m，绳长为L，悬点距地面高度为H小球运动至最低点时，绳恰被拉断，小球着地时水平位移为S，求：（1）细线刚被拉断时，小球抛出的速度多大？（2）细线所能承受的最大拉力？【分析】（1）根据高度求出平抛运动的时间，结合水平位移和时间求出小球抛出时的初速度（2）根据牛顿第二定律求出细线所能承受的最大拉力【解答】解：（1）绳拉断后小球做平抛运动：水平方向：s=vt，竖直方向：HL=，解得v=（2）小球在最低点，绳子断前：由牛顿第二定律得：F向=Tmmg=，Tm=mg+答：（1）细线刚被拉断时，小球抛
30、出的速度为；（2）细线所能承受的最大拉力为mg+15如图所示为四分之一圆柱体OAB的竖直截面，半径为R，在B点上方的C点水平抛出一个小球，小球轨迹恰好在D点与圆柱体相切，OD与OB的夹角为60求C点到B点的距离是多少？【分析】由几何知识求解水平射程根据平抛运动的速度与水平方向夹角的正切值得到初速度与小球通过D点时竖直分速度的关系，再由水平和竖直两个方向分位移公式列式，求出竖直方向上的位移，即可得到C点到B点的距离【解答】解：小球做平抛运动：由x=Rsin60=v0ttan60=，竖直位移y=t，y=，则CB=yR（1cos60）解得CB=R答：C点到B点的距离是16小型登月器连接在航天站上，一
31、起绕月球做圆周运动，其轨道距离月球表面的高度为月球半径的2倍已知航天站在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图所示与月球相切的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回整个过程中航天站保持原轨道绕月运行已知月球半径为R，引力常量为G，求：（1）月球的质量？（2）登月器离开月球表面返回航天站需要多长时间？【分析】（1）根据万有引力提供圆周运动向心力公式求月球的质量；（2）根据开普勒第三定律求出椭圆轨道的周期，然后结合两种轨道的特点可知，登月器离开月球表面返回航天站需要半个周期，由此即可求出【解答】解：（1）对航天站，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：由题意知：T=M月=（2）设登月器做椭圆运动的周期为，由开普勒第三定律得：联立得：登月器离开月球表面返回航天站需要的时间t=答：（1）月球的质量是；（2）登月器离开月球表面返回航天站需要的时间是