1、湖北省黄冈中学2015年春季高一年级期末考试物理试题第卷(选择题，共40分)一、本题共10小题，每小题4分在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题有多项符合题目要求全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分1公元1543年，哥白尼的著作天体运行论正式发表，该书中提出行星绕太阳做匀速圆周运动，6颗行星运动的示意图如图所示假设行星只受到太阳的引力，按照哥白尼上述的观点下列说法中正确的是A太阳对6颗行星的引力一样大B6颗行星中，水星绕太阳运动的角速度最小C6颗行星中，土星绕太阳运动的向心加速度最大D火星绕太阳运动的周期大于一年答案与解析：1D由行星的运动规律：可得
2、距离中心天体越远运动越慢，故选D2下列有关力和运动的说法，其中正确的是A物体受到的合外力为恒力，物体一定做直线运动B物体受到的合外力方向变化，物体一定做曲线运动C作曲线运动的物体速度方向和加速度方向一定不相同D作曲线运动的物体速度方向在不同时刻一定不相同答案与解析：2C物体受恒力作用时可以做匀变速曲线运动，当直线运动的合外力反向时，物体依然可以做直线运动，由曲线运动的条件，合外力与速度一定不共线，可得C 正确3两个相同的金属小球(均可看做点电荷)带有异种电荷，其中一个小球所带电量是另一个的3倍，相互间的库仑力大小为F现将它们接触一段时间后移开，两球距离变为原来的2倍，则两金属小球间的库仑力大小
3、变为ABC D答案与解析：3A由库伦定律，可求得A正确4如图所示，是两点电荷周围电场线的平面示意图，P、Q两点是电场线上的两点，下列分析正确的是A两点电荷所带电量一定相等B两点电荷电性一定相同CP点电势一定低于Q点电势DP点电场强度一定大于Q点电场强度答案与解析：4C由电场线的分布可以得到，两点电荷是异种电荷且所带电是不相等(相等时左右对称)，作出P、Q两点所在的等势面可得Q点电势比P点高，由电场线的疏密可以判断Q点场强比P大5如图所示，圆周c是质量为m的小球以速率秒沿逆时针方向作匀速圆周运动的轨迹，轨迹圆半径为R当小球运动到图中A点时，小球所受向心力大小突变为Fn，下列对小球随后的运动分析，
4、其中正确的是A若Fn0，小球将沿轨迹d作匀速直线运动B若，小球可能沿轨迹a作匀速直线运动C若，小球可能以小于v的速率沿轨迹c作圆周运动D若，小球可能沿轨迹b作曲线运动答案与解析：5D当时，沿圆周c运动；当时，近心运动；当时，沿b离心飞出；当Fn0时，沿切线a飞出.6如图所示电路中，E为电池组，S为单刀双掷开关，1、2是单刀双掷开关的两个触点，为灵敏电流计，C为平行板电容器，两极板间距为d先将开关S与触点1相连，一段时间后将开关与触点2连接，下列说法正确的是AS与触点1相连时，电流计一直有稳定的示数BS与触点2连接后，电容器的电容变为零CS与触点1相连时，若改变d的大小，应有电流通过电流计DS与
5、触点2连接后，电流计一直有稳定的示数答案与解析：6C电容器的充电和放电时的电流都是瞬时电流，无法使有稳定示数，S与1相连时，U不变由QCU和，可知d变化时，Q也会变，即有电流7如图所示，自行车的大齿轮、小齿轮、后轮三个轮子的半径分别为R1、R2、R3，A、B、C是三个轮子边缘上的点当三个轮子在大齿轮的带动下一起转动时，下列说法中正确的是AA、B两点的线速度大小一定相等BA、B两点的角速度一定相等CA、C两点的周期之比为R1R2DB、C两点的向心加速度之比为R3R2答案与解析：7ACA、B两点物线速度相等，B、C两点的角速度相等，由向心加速度a2R知B、C向心加速度之比为R2R3.8如图所示，水
6、平地面上的小车固定有一竖直的杆，杆上套有一小球，杆表面各处粗糙程度相同当小车在地面上作直线运动时，小球相对杆匀速下滑，下列对该过程的分析，其中正确的是A小球不可能作匀速直线运动B小球可能作匀变速直线运动C小球的位移一定大于小车的位移D如果小车的速度均匀增大，小球的速度也均匀增大答案与解析：8CD小球的位移为车的位移和小球相对于车的位移的矢量和，一定大于车的位移，若车速均匀增大，则加速度a一定，则小球的加速度a也恒定，故选CD9如图所示，水平转台绕竖直轴匀速转动，穿在水平光滑直杆上的小球A和B由轻质弹簧相连并相对直杆静止已知A、B小球的质量分别为2m和m，它们之间的距离为3L，弹簧的劲度系数为k
7、、自然长度为L，下列分析正确的是A小球A、B受到的向心力之比为21B小球A、B做圆周运动的半径之比为12C小球A匀速转动的角速度为D小球B匀速转动的周期为答案与解析：9BCA、B的向心力大小相等，角速度相等，由F向m12R1m22R2可求得两球的运动半径之比为12，由Fkk2Lm22L可求得10质量为m的汽车在平直路面上由静止匀加速启动，运动过程的vt图象如图所示，已知t1时刻汽车达到额定功率，之后保持额定功率运动，整个过程中汽车受到的阻力恒定，由图可知A在0t1时间内，汽车的牵引力大小为B在0t1时间内，汽车的功率与时间t成正比C汽车受到的阻力大小为D在t1t2时间内，汽车克服阻力做的功为答
8、案与解析：10BC匀加速启动中，0t1：匀加速运动，牵引力恒定，功率增大t1t2：功率一定，牵引力减小，最终牵引力与阻力相等，汽车做匀速运动第卷(非选择题，共60分)二、本题包括2小题，共15分解答时只需把答案填在答题卷中的相应位置或按题目要求作图，不必写出演算步骤11(6分)如图1所示，是“探究功与速度变化的关系”实验装置图请回答下列问题：(1)实验时下列做法能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化的是_；A释放小车的位置等间距的变化B橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍C橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍D增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放(2)若根据多次测量数据，画出橡皮
9、筋对小车做的功W和小车的速度v关系图象如图2所示，为进一步探明W与v的关系，可作W和_的图象，该图象的形状应该是_答案与解析：11(1)D(2)v2，(过原点的)直线(每空2分)12(9分)用如图3所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验(1)先将打点计时器接通电源，让重锤从高处由静止开始下落打点计时器每经过0.02s在重锤拖着的纸带上打出一个点，图4中的纸带是实验过程中打点计时器打出的一条纸带打点计时器打下O点(图中未标出)时，重锤开始下落，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点刻度尺0刻线与O点对齐，A、B、C三个点所对刻度如图4所示打点计时器在打出B点时重锤下落的高度hB_cm，下落
10、的速度为vB_m/s(速度值保留3位有效数字)(2)若当地重力加速度为g，重锤由静止开始下落h时的速度大小为v，则该实验需要验证的关系式是_(用题中所给物理量表示)答案与解析：12(1)19.40 (19.3819.42)；1.95(1.921.96)(2)(每空3分)三、本题包括4小题，共45分解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位13(10分)火星是太阳系中最类似地球的行星，人类为了探索火星的奥秘已经向这颗红色星球发送了许多探测器，其中有的已经登陆火星表面，有的围绕火星飞行已知一绕火星做匀速圆周运动的探测器轨道半
11、径为r，周期为T若将火星视为质量分布均匀、半径为R的球体，且忽略火星的自转影响，求：(1)火星的第一宇宙速度v；(2)火星表面的重力加速度g答案与解析：解：(1)设火星质量为M、探测器的质量为m，根据探测器绕火星做匀速圆周运动，有：(2分)设质量为m1的卫星以第一宇宙速度绕火星做匀速圆周运动，有：(2分)由式可得：(2分)(2)设在火星表面上有质量为m2的物体，有：(2分)由式可得：(2分)14(12分)水平地面上有一高h4.2m的竖直墙，现将一小球以v06.0m/s的速度垂直于墙面水平抛出，已知抛出点与墙面的水平距离s3.6 m、离地面高H5.0m，不计空气阻力，不计墙的厚度取重力加速度g1
12、0m/s2(1)求小球碰墙点离地面的高度h1；(2)若仍将小球从原位置沿原方向抛出，为使小球能越过竖直墙，小球抛出时的初速度大小应满足什么条件?答案与解析：解：(1)小球在碰到墙前作平抛运动，设小球碰墙前运动时间为t，由平抛运动的规律有：水平方向上：sv0t(2分)竖直方向上：(2分)由式并代入数据可得：h13.2m(2分)(2)设小球以v1的初速度抛出时，小球恰好沿墙的上沿越过墙，小球从抛出至运动到墙的上沿历时t1，由平抛运动的规律有：水平方向上：sv1t1(2分)竖直方向上：(2分)由式并代入数据可得：v19.m/s(1分)所以小球越过墙要满足：初速度v9.0m/s(1分)说明：结果为v9
13、.0m/s也得分15(11分)如图所示，竖直平面内半径R0.40m的圆周轨道下端与水平面相切，O为圆轨道的圆心，D点与圆心等高，B、C分别为半圆形轨道的最低点和最高点，圆轨道内壁光滑小滑块(可视为质点)从A点以v06.0 m/s的速度沿水平面向左滑动，接着滑块依次经过B、C、D三点，最后沿竖直方向下落到地面上的E点已知滑块与水平面间的动摩擦因数0.50，A、B两点间的距离L1.2 m取重力加速度g10m/s2(1)求滑块运动到D点时的速度大小vD；(2)若让滑块从E点以初速度vE开始沿水平面向左滑动，滑块仍沿圆轨道运动直至最终竖直下落到E点，求初速度vE的最小值(结果可保留根号)答案与解析：解
14、：(1)对滑块从A点运动到D点过程，由动能定理有：(3分)代入数据解得：vD4m/s(2分)(2)若滑块沿圆轨道运动最终竖直下落到E点，则滑块必须通过最高点C，设滑块在C点的最小速度为vC，有：(2分)对滑块从E点运动到C点过程，由动能定理有：(2分)由式并代入数据可解得：(2分)16(12分)如图所示，平行于纸面的匀强电场中有三点A、B、C，其连线构成边长cm的等边三角形，现将一电荷量为q11108C的点电荷从A点移到B点，电场力做功为W13106J，将另一电荷量为q22108C的点电荷从A点移到C点，电荷克服电场力做功为W26106J(1)求匀强电场的电场强度大小和方向(2)一质量为m11
15、06kg、电荷量q3108C的微粒在B点时的速度方向指向C，随后恰好通过A点，求该微粒通过A点时的动能(微粒所受重力不计)答案与解析：解：(1)点电荷q1从A点移到B点，有：W1q1UAB(1分)代入数据解得：UAB300V(1分)点电荷q2从A点移到C点，有：W2q2UAC(1分)代入数据解得：UAC300V(1分)由UABUAC可知B、C两点电势相等，过A作AD垂直于BC，如图所示，所以电场方向是由D指向A(1分)由匀强电场中场强和电势的关系有：UACELsin60(1分)解得：E2104V/m(1分)(2)微粒在B点时的速度方向与电场方向垂直，故微粒从B点到A点是做类平抛运动，设微粒在B点时的速度大小为v0，经时间t运动到A点，微粒加速度大小为a在BC方向上：Lcos60v0t(1分)在DA方向上：(1分)又有：qEma(1分)对微粒从B点到A点，由动能定理有：(1分)由并代入数据可得：EKA9.75106J(1分)