1、湖北省襄阳市第一中学2015-2016学年下学期高一2月月考物理试卷时间：90分钟 分值100分 命题：刘力第I卷（选择题）一、选择题（本大题共12小题，每题4分，共计48分）1如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为=53和=37，以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面，则（；）（ ）AA、B两球所受支持力的大小之比为4：3BA、B两球运动的周期之比为4：3CA、B两球的动能之比为16：9DA、
2、B两球的机械能之比为112：512男子体操运动员做“双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图所示，若运动员的质量为50kg，此过程中运动员到达最低点是手臂受的总拉力至少约为（忽略空气阻力，g=10 m/s2）A500N B2000N C2500N D3000N3如图所示为厦门胡里山炮台的一门大炮。假设炮弹水平射出，以海平面为重力势能零点，炮弹射出时的动能恰好为重力势能的3倍，不计空气阻力，则炮弹落到海平面时速度方向与海平面的夹角为A30 B45 C60 D754飞镖比赛是一项极具观赏性的体育比赛项目，在飞镖世界杯大赛中某一选手在距地面高h，离靶面的水平距离L处，将质量
3、为m的飞镖以速度v0水平投出，结果飞镖落在靶心正上方。不计空气阻力，如只改变h、L、m、v0四个量中的一个，可使飞镖投中靶心的是A适当减小v0B适当提高h C适当减小m D适当减小L5开口向上的半球形曲面的截面如图所示，直径AB水平。一物块（可视为质点）在曲面内A点以某一速率开始下滑，曲面内各处动摩擦因数不同，因摩擦作用物块下滑过程速率保持不变。在物块下滑的过程中，下列说法正确的是（ ）A物块运动过程中加速度始终为零B物块所受合外力大小不变，方向时刻在变化C滑到最低点C时，物块所受重力的瞬时功率达到最大D物块所受摩擦力大小逐渐变小6如图所示，竖直面内有一个半圆形轨道，AB为水平直径，O为圆心，
4、将一些半径远小于轨道半径的小球从A点以不同的初速度沿直径水平向右抛出，若不计空气阻力，在小球从抛出到碰到轨道这个过程中。则（ ）A若初速度适当，小球可以垂直撞击半圆形轨道B初速度不同的小球运动时间一定不相同C初速度小的小球运动时间长D落在半圆形轨道最低点的小球运动时间最长7如图所示，质量为3m的竖直光滑圆环A的半径为R，固定在质量为2m的木板B上，木板B的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上，B不能左右运动在环的最低点静止放有一质量为m的小球C现给小球一水平向右的瞬时速度v0，小球会在圆环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，初速度v0必须满足（ ）A.最小值为
5、 B. 最大值为3 C. 最小值为 D. 最大值为8物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实不相符的是A伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因B亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重的物体与轻的物体下落一样快C牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许比较准确地测出了引力常量GD法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场9我国研制的“嫦娥三号”月球探测器于2013年12月1日发射成功，并成功在月球表面实现软着陆。探测器首先被送到距离月球表面高度为H的近月轨道做匀速圆周运动，之后在轨道上的A点实施变轨，使探测器
6、绕月球做椭圆运动，当运动到B点时继续变轨，使探测器靠近月球表面，当其距离月球表面附近高度为h（h5m）时开始做自由落体运动，探测器携带的传感器测得自由落体运动时间为t，已知月球半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（ ）A“嫦娥三号”的发射速度必须大于第一宇宙速度B探测器在近月圆轨道和椭圆轨道上的周期相等C“嫦娥三号”在A点变轨时，需减速才能从近月圆轨道进入椭圆轨道D月球的平均密度为10关于同步卫星，下列说法正确的是A同步卫星运行速度大于7.9km/sB不同国家发射的同步卫星离地面高度不同C同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D同步卫星的向心加速度与静止在赤道上物体的向
7、心加速度大小相等11黑洞是一种密度极大的天体，以至包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力作用。当黑洞表面的物体速度达到光速c时，才能恰好围绕其表面做匀速圆周运动。科学家对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行了多年的观察，发现了与银河系中心距离为r的星体正以速率v绕银河系中心做匀速圆周运动，推测银河系中心可能存在一个大黑洞，如图所示。由此，可得出该黑洞的半径R为（）A B C D12若第一宇宙速度为v，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的n倍。则下列说法正确的是A地球同步卫星的加速度大小为 B地球近地卫星的周期为C地球同步卫星的运行速度为D地球赤道上的物
8、体随地球自转的线速度大小为第II卷（非选择题）二、实验题13（6分）某同学设计了如题图所示的装置，利用米尺、秒表、轻绳、轻滑轮、轨道、滑块、托盘和砝码等器材来测定滑块和轨道间的动摩擦因数。滑块和托盘上分别放有若干砝码，滑块质量为M，滑块上砝码总质量为，托盘和盘中砝码的总质量为m，实验中，滑块在水平轨道上从A到B做初速为零的匀加速直线运动，重力加速度g取10 ms2。（1）为测量滑块的加速度，须测出它在AB间运动的与，计算a的运动学公式是；（2）根据牛顿运动定律得到与的关系为他想通过多次改变，测出相应的值，并利用上式来计算。若要求是的一次函数，必须使上式中的保持不变，实验中应将从托盘中取出的砝码
9、置于。14（4分）为了探究影响平抛运动水平射程的因素，某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验，实验数据记录如下表。序号抛出点的高度（m）水平初速度（m/s）水平射程（m）10.202.00.4020.203.00.6030.204.00.8040.452.00.6050.454.01.2060.802.00.80若探究水平射程与初速度的关系，可用表中序号为的实验数据进行分析。若探究水平射程与高度的关系，可用表中序号为的实验数据进行分析。三、计算题（40分）15（9分）如图所示是一种简易“千斤顶”。一竖直放置的T形轻杆由于光滑限制套管P的作用,使它只能在竖直方向上运动.若轻杆上端放
10、一质量M=100 kg的物体,轻杆的下端通过一与杆固定连接的小轮放在倾角为=37的斜面体上,并将斜面体放在光滑水平面上。现沿水平方向对斜面体施以推力F, (小轮与斜面体的摩擦和质量不计,g=10 m/s2) （1）画出对T形轻杆（包括滑轮）的受力分析示意图；（2）滑轮对斜面体的压力为多少？（3）为了能将重物顶起,F最小值为多少？16（10分）如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，
11、小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于17(14分)2012年南昌开始地铁一号线建设，即将于2015年底正式开通运营。假设地铁列车从秋水广场站启动开始匀加速直线运动，然后匀速直线运动，接下来匀减速直线运动到中山西路站停止，已知列车每次加速与减速阶段的加速度大小均相同。设列车加速过程中最大速度为v，显然，v不同，运行时间就不同。下图为技术人员绘制的两站之间的通行时间t与列车最大速度v的关系图像。（1）请从图中直接读出从秋水广场站到中山西路站运行时间为t1=240s的情况下列车运
12、行的最大速度v1以及列车最大速度为v2=25m/s时两站间的运行时间t2。（2）求出秋水广场到中山西路两站之间距离x及列车启动加速度a的大小。18（8分）如图所示，两平行金属板间距为d，电势差为U，板间电场可视为匀强电场；金属板下方有一磁感应强度为B的匀强磁场。带电量为+q、质量为m的粒子，由静止开始从正极板出发，经电场加速后射出，并进入磁场做匀速圆周运动。忽略重力的影响，求：（1）匀强电场的电场强度E的大小。（2）粒子从电场射出时速度v的大小。（3）粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R。参考答案1AD【解析】试题分析：小球受重力和支持力，靠两个力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出支持力之
13、比，根据牛顿第二定律求出线速度和周期之比解：A、根据平行四边形定则得，N=，则故A正确B、根据，r=Rsin，解得v=，T=2则，则动能之比为64：27故B、C错误D、根据得，动能，重力势能EP=mgR（1cos），则机械能E=，则故D正确故选AD【点评】解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律得出线速度、周期的关系知道机械能等于动能和势能的总和2C【解析】试题分析：设人的长度为l，人的重心在人体的中间最高点的最小速度为零，根据动能定理得：解得最低点人的速度为：根据牛顿第二定律得：，解得：F=5mg=2500N故B正确故选C.考点：圆周运动；牛顿第二定律的应用3A【解析】试题分析：设抛
14、出时物体的初速度为v0，高度为h，物块落地时的速度大小为v，方向与水平方向的夹角为根据机械能守恒定律得：；据题有：，联立解得：；则，可得 =30，故选A.考点：机械能守恒定律；平抛运动4A【解析】试题分析：飞镖飞出后在水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀加速直线运动；开始时飞镖落于靶心上方，说明在飞镖水平方向飞行L时，下落高度较小，而水平方向L=v0t，竖直方向，为增大h，可以增大L或减小v0，故A正确，D错误；若L不变，时间不变，也可以降低h，故B错误；而平抛运动规律和物体的质量无关，故C错误故选A.考点：平抛运动的规律5BD【解析】试题分析：物块做的是匀速圆周运动，受到的合外力作为物块的向
15、心力，产生加速度，所以物体的加速度不为零，故A错误物块所受合外力充当向心力，方向始终指向圆心，由知合外力大小不变，方向时刻在变化，故B正确重力的瞬时功率等于重力乘以竖直分速度，物块在下滑的过程中，速度的方向和重力方向的夹角不断的变大，竖直分速度不断减小，所以物块所受重力的瞬时功率不断减小，到达最低点C点，竖直分速度为零，所以重力的瞬时功率为零，故C错误物块在下滑的过程中，速度的大小不变，所以物块沿切线方向上合力为零，则摩擦力大小与重力在切线方向上的分力大小相等，重力在切线方向上的分力减小，所以摩擦力逐渐减小故D正确；故选BD.考点：功率；圆周运动的规律6D【解析】试题分析：小球撞击在圆弧左侧时
16、，速度方向斜向右下方，不可能与圆环垂直；当小球撞击在圆弧右侧时，根据“中点”结论：平抛运动速度的反向延长线交水平位移的中点，可知，由于O不在水平位移的中点，所以小球撞在圆环上的速度反向延长线不可能通过O点，也就不可能垂直撞击圆环故A错误；由，得平抛运动的时间由下落的高度决定，速度不同的小球下落的高度可能相同，运动的时间可能相同，故B错误；初速度小的小球下落的高度不一定大，则运动时间不一定长，故C错误落在圆形轨道最低点的小球，下落的高度最大，则运动的时间最长故D正确故选D.考点：平抛运动7CD【解析】试题分析：在最高点，速度最小时有：；解得：从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为
17、v1，根据机械能守恒定律，有：解得：要使不会使环在竖直方向上跳起，环对球的压力最大为：F=2mg+3mg=5mg；从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v2，在最高点，速度最大时有：；解得：根据机械能守恒定律有：解得：所以保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：故CD正确，AB错误故选CD.考点：机械能守恒定律; 牛顿第二定律的应用8B【解析】试题分析：伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，选项A正确；亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重的物体比轻的物体下落的快，选项B错误；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许比较
18、准确地测出了引力常量G ，选项C正确；法拉第提出了场的概念并用电场线形象地描述电场，选项D正确；故选B.考点：物理学史9ACD【解析】试题分析：“嫦娥三号”在地表的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正确；椭圆轨道的轨道半长轴和近月圆轨道的轨道半径不相等，因此周期不相同，故B错误；从近月圆轨道需要点火减速才能进入椭圆轨道，故C正确；月球质量，除以体积得到月球密度，根据自由落体运动下落高度为h，运动时间为t，有得到代入上述密度表达式中，故D正确故选ACD.考点：万有引力定律的应用10C【解析】试题分析：第一宇宙速度是7.9km/s，它是所有卫星做圆周运动的最大的环绕速度，故同步卫星运行
19、速度小于7.9km/s ，选项A错误；所有同步卫星都具有相同的周期，相同的高度和相同的速率，故不同国家发射的同步卫星离地面高度相同，选项B错误；因同步卫星的周期为24小时，而月球的周期大约为27天，则根据可知同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，选项C正确；同步卫星的周期与静止在赤道上物体的周期相同，根据可知，同步卫星的向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度大小要大，选项D错误；故选C.考点：同步卫星；万有引力定律的应用11C【解析】试题分析：当黑洞表面的物体速度达到光速c时，才是恰好围绕其表面做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：得：，与银河系中心距离为r的星体正以速率v
20、绕银河系中心做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力：得：GM=v2r，所以：R=，故选C。考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题要掌握环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，天体之间的万有引力提供向心力，要能根据题目提供的条件，选择恰当的向心力的表达式及，然后即可解答此题难度中等【答案】CD【解析】试题分析：研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：，根据地球表面万有引力等于重力得：，解得：，则有： ，所以同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的，故A错误；地球近地卫星的半径为地球半径R，则：，而同步卫星：，两个方程向比较可以得到，近地卫星的周期，故选项B错误；研究同步
21、卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：，其中为同步卫星的轨道半径地球同步卫星的轨道半径是地球半径的倍，即，所以，而第一宇宙速度为，所以同步卫星的运行速度是第一宇宙速的，故C正确；地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，则：，则，故选项D正确。考点：同步卫星【名师点睛】求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较，向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。13（1）位移s， 时间t（2分）； （1分）（2）m+m（2分）； 滑块上（1分）【解析】（1）由匀变速直线运动公式可知要测量加速度需要测量位移和运动
22、时间（2）a与m为一次函数保证m前面的系数不变即可14l、2、3 1、4、6（少选一个不得分）【解析】15(1)见解析(2)1250N(3)750N【解析】试题分析：（1）画出受力分析示意图： （3分）AFN3FN1FN2（2）由平衡条件可知，滑轮对斜面体的压力为 FN2= （3分）（3）对斜面体受力分析，由由平衡条件可知，F= （3分）考点：考查了力的平衡点评：做此类型的题目时，需先画出受力分析，然后根据力的平衡条件分析16（1）（2）【解析】试题分析：（1）设细线中的张力为T，根据牛顿第二定律Mg-T=Ma，T-mgsin300=ma，又M=km，联立解得：（2）设M落地时的速度大小为v，
23、 m射出管口时速度大小为v0，M落地后m的加速的为a0根据牛顿第二定律：-mgsin300=ma0，根据匀变速直线运动规律：v2=2aLsin300，v02-v2=2a0L(1-sin300)解得： （k2）(3)平抛运动x=v0t和，可得则得证。考点：本题考查平抛运动和牛顿运动定律的熟练应用。17（1）20m/s 210s；（2）x = 4000m a = 0.75m/s2【解析】试题分析：（1）由图示图象可知，运行时间为t1=240s的情况下列车运行的最大速度v1=20m/s，列车最大速度为v2=25m/s时两站间的运行时间t2=210s；（2）列车先做匀加速运动，后做匀速运动，最后做匀减
24、速运动，加速过程与减速过程的加速度相等，则加速与减速的时间相等，位移相等，即：t加=t减，x加=x减，匀速运动的时间：t匀=t-2t加，设列车的最大速度为vm，则加速与减速过程的平均速度：v=，列车的位移：x=x加+x匀+x减=2x加+x匀=2t加+vmt匀=vmt加+vmt匀=vmt加+vm（t-2t加），即：x=vmt加+vm（t-2t加），列车的最大速度：vm=at加，由（1）可知：最大速度为：v1=20m/s时，列车行驶时间：t1=240s，最大速度为v2=25m/s时，列车行驶时间：t2=210s，代入数据解得：x=4000m，a=0.5m/s2。考点：匀变速直线运动的图像【名师点睛】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系（1）由图象可直接读出最大速度的大小，及列车最大速度为v2=25m/s时运行时间；（2）列车先做匀加速运动，后做匀速运动，最后做匀减速运动，应用匀变速运动的平均速度公式与匀速运动的速度公式求出两站间的距离与列车的加速度18见解析。【解析】试题分析：（1）匀强电场的电场强度（2分）（2）根据动能定理得：（2分）解得：（1分）（3）根据洛伦兹力提供向心力得：（2分）解得:（1分）