1、2015-2016学年江西省上饶市铅山一中高一（下）期中物理试卷一、选择题（1-7为单选，8-10为多选，每小题4分，共40分）1下面说法中正确的是（）A做曲线运动物体的速度方向必定变化B速度变化的运动必定是曲线运动C加速度恒定的运动不可能是曲线运动D加速度变化的运动必定是曲线运动2如图所示，人在河岸上用轻绳拉船某时刻人的速度为v，船的速度为v1，绳与水平方向的夹角为，则下列有关速度的合成或分解图正确的是（）ABCD3如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上沿x轴正向水平抛出的三个小球a，b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的，不计空气阻力，则（）Aa的飞行时间比b的
2、长Bb飞行时间比c长Ca的水平速度比b的小Db的初速度比c的大4如图所示，B和C是一组塔轮，即B和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB：RC=3：2A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来，a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中（）A线速度大小之比为3：2：2B角速度之比为3：3：2C转速之比为2：3：2D向心加速度大小之比为9：6：45如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A、B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）A球A
3、的角速度必等于球B的角速度B球A的线速度必大于球B的线速度C球A的运动周期必小于球B的运动周期D球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力6若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L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月球表面的重力加速度g月=B月球的质量m月=C月球的第一宇宙速度v=D月球的平均密度=7在2013年的下半年，我国将实施“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月 球的相关数据如果该卫星在月球上空绕月做匀速圆周运动，经过时间t，卫星行 程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是l弧度，万有引力常量为G，根据以上 数据估算月球的
4、质量是（）ABCD8河水的流速随与河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则（）A船渡河的最短时间是60sB船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C船在河水中航行的轨迹是一条直线D船在河水中的最大速度是5m/s9“马航失联”事件发生后，中国在派出水面和空中力量的同时，在第一时间紧急调动了21颗卫星参与搜寻“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面（或海洋）目标下面说法正确的是（）A轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小B轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大C轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小D轨道
5、半径减小后，卫星的环绕周期增大10我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H处的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后嫦娥三号在该轨道上A点采取措施，降至近月点高度为h的椭圆轨道上，如图所示若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响则下述判断正确的是（）A月球的质量为B月球的第一宇宙速度为C“嫦娥三号”在环月轨道上需加速才能降至椭圆轨道D“嫦娥三号”在图中椭圆轨道上的周期为T二、实验题（每空3分，共12分）11未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性
6、向前飞出做平抛运动现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：2，则：（1）由以上信息，可知a点（选填“是”或“不是”）小球的抛出点；（2）由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为m/s2；（3）由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是 m/s；（4）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是 m/s三、计算题（每题12分，共48分）12“嫦娥一号”卫星开始绕地
7、球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为T已知月球半径为R，引力常量为G（球的体积公式V=R3，其中R为球的半径）求：（1）月球的质量M；（2）月球表面的重力加速度g；（3）月球的密度13如图所示，小球以v0正对倾角为的斜面水平抛出，若小球垂直落在斜面上，则飞行时间t为多少？（重力加速度为g）14如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的
8、连线与OO之间的夹角为60重力加速度大小为g（1）若=0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；（2）若=20，求小物块受到的摩擦力的大小和方向15神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为
9、m1、m2，试求m（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量ms的2倍，它将有可能成为黑洞若可见星A的速率v=2.7105m/s，运行周期T=4.7104s，质量m1=6ms，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G=6.671011Nm2/kg2，ms=2.01030kg）2015-2016学年江西省上饶市铅山一中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（1-7为单选，8-10为多选，每小题4分，共40分）1下面说法中正确的是（）A做曲线运动物体的速度方向必定变化B速度变化的运动
10、必定是曲线运动C加速度恒定的运动不可能是曲线运动D加速度变化的运动必定是曲线运动【考点】物体做曲线运动的条件；曲线运动【分析】做曲线运动的物体，速度方向为曲线上点的切线方向，时刻改变，故一定是变速运动，一定具有加速度；曲线运动的条件是合力与速度方向不共线【解答】解：A、做曲线运动的物体，速度方向为曲线上点的切线方向，时刻改变，故一定是变速运动，故A正确；B、匀变速直线运动的速度时刻改变，是直线运动，故B错误；C、平抛运动只受重力，加速度恒为g，故C错误；D、曲线运动的条件是合力与速度方向不共线，但合力大小可以变化，故加速度的大小也可以变化，故加速度变化的运动不一定是曲线运动，故D错误；故选A2
11、如图所示，人在河岸上用轻绳拉船某时刻人的速度为v，船的速度为v1，绳与水平方向的夹角为，则下列有关速度的合成或分解图正确的是（）ABCD【考点】运动的合成和分解【分析】将小船的运动分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，在沿绳子方向上的分速度等于拉绳子的速度【解答】解：船的运动分解如图：将小船的速度v分解为沿绳子方向的v1和垂直于绳子方向的v2，则：v1=vcos；当小船靠近岸时，变大，所以cos逐渐减小；即：在岸边拉绳的速度逐渐减小故C正确，A、B、D错误故选C3如图所示，x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上沿x轴正向水平抛出的三个小球a，b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的
12、，不计空气阻力，则（）Aa的飞行时间比b的长Bb飞行时间比c长Ca的水平速度比b的小Db的初速度比c的大【考点】平抛运动【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的高度相同，大于a的高度，根据h=，得t=，知b、c的运动时间相同，a的飞行时间小于b的时间故A、B错误；C、因为a的飞行时间短，但是水平位移大，根据x=v0t知，a的水平速度大于b的水平速度故C错误；D、b、c的运动时间相同，b的水平位移大于c的水平位移，则b的初速度大于c的初速度故D正确故选：D4如图所示，B和C是一组塔轮，即B
13、和C半径不同，但固定在同一转动轴上，其半径之比为RB：RC=3：2A轮的半径大小与C轮相同，它与B轮紧靠在一起，当A轮绕其中心的竖直轴转动时，由于摩擦作用，B轮也随之无滑动地转动起来，a、b、c分别为三轮边缘的三个点，则a、b、c三点在运动过程中（）A线速度大小之比为3：2：2B角速度之比为3：3：2C转速之比为2：3：2D向心加速度大小之比为9：6：4【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等；轮B、轮C是共轴传动，角速度相等；再结合公式v=r和a=v列式分析【解答】解：轮A、轮B靠摩擦传动，边缘点线速度相等，故：va：vb=1：1根据公式v=r，有：a
14、：b=3：2根据=2n，有：na：nb=3：2根据a=v，有：aa：ab=3：2轮B、轮C是共轴传动，角速度相等，故：b：c=1：1根据公式v=r，有：vb：vc=3：2根据=2n，有：nb：nc=1：1根据a=v，有：ab：ac=3：2综合得到：va：vb：vc=3：3：2a：b：c=3：2：2na：nb：nc=3：2：2aa：ab：ac=9：6：4故选：D5如图所示，一个内壁光滑的圆锥的轴线垂直于水平面，圆锥固定不动，两个质量相同的球A、B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）A球A的角速度必等于球B的角速度B球A的线速度必大于球B的线速度C球A的运动周期必小于球B的运动
15、周期D球A对筒壁的压力必大于球B对筒壁的压力【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速【分析】对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式，得到角速度、线速度、周期和支持力的表达式，再进行比较【解答】解：ABC、对小球受力分析，受重力和支持力，如图根据牛顿第二定律，有：F=mgtan=m2r=m=mr则得：=，v=，T=2可知，小球的转动半径越大，角速度越小，线速度越大，周期越大，由于A球的转动半径较大，故A的角速度较小，线速度和周期较大，故AC错误，B正确；D、筒壁对小球的支持力 N=，可知支持力相等，则小球对筒壁的压力相等故D错误故选：B6若宇航员在月球表面附近自高
16、h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L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月球表面的重力加速度g月=B月球的质量m月=C月球的第一宇宙速度v=D月球的平均密度=【考点】万有引力定律及其应用【分析】宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一物体，测出物体的水平射程为L，根据水平射程和初速度求出运动的时间，根据h=gt2求出月球表面的重力加速度大小；由g=求得月球的质量；根据重力提供向心力求出卫星的第一宇宙速度；由质量与半径可求得平均密度【解答】解：A、平抛运动的时间t=再根据h=gt2得：g月=，故A错误 B、由g月=与g月=，可得：m月=故B错误 C、
17、第一宇宙速度：v=，故C错误 D、月球的平均密度=，故D正确故选：D7在2013年的下半年，我国将实施“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月 球的相关数据如果该卫星在月球上空绕月做匀速圆周运动，经过时间t，卫星行 程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是l弧度，万有引力常量为G，根据以上 数据估算月球的质量是（）ABCD【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用【分析】根据时间t卫星运动半径转过的角度为1弧度，求出卫星运行的角速度，由几何知识求出轨道半径，根据万有引力提供向心力求解【解答】解：根据题意得：卫星运行的角速度=由几何知识可知弧长S=r所以r=s设月球的质量为
18、M，卫星的质量为m，根据万有引力提供向心力则得 =m2r解得：M=故选：B8河水的流速随与河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则（）A船渡河的最短时间是60sB船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直C船在河水中航行的轨迹是一条直线D船在河水中的最大速度是5m/s【考点】运动的合成和分解【分析】将船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向，当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短当水流速最大时，船在河水中的速度最大【解答】解：AB、当静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，t=s=100s故A错误故B正确C、船在沿河岸方向上做变速运动，在垂直于河岸方向上
19、做匀速直线运动，两运动的合运动是曲线故C错误D、要使船以最短时间渡河，船在航行中与河岸垂直，根据速度的合成可知，船河水中的最大速度是5m/s，故D正确故选：BD9“马航失联”事件发生后，中国在派出水面和空中力量的同时，在第一时间紧急调动了21颗卫星参与搜寻“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面（或海洋）目标下面说法正确的是（）A轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小B轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大C轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小D轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】人造卫星绕地球做圆周运
20、动时，由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得到卫星的线速度和周期的表达式，再分析即可【解答】解：人造卫星绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，则有：可得：v=，T=2，式中M是地球的质量，r是卫星的轨道半径则知，当卫星的轨道半径减小时，线速度增大，而周期减小，故BC正确，AD错误故选：BC10我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H处的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后嫦娥三号在该轨道上A点采取措施，降至近月点高度为h的椭圆轨道上，如图所示若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响则下述判断正确的是（）A月球的质量为B月球的第一宇宙速度为C
21、“嫦娥三号”在环月轨道上需加速才能降至椭圆轨道D“嫦娥三号”在图中椭圆轨道上的周期为T【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力提供圆周运动向心力求解月球的质量和第一宇宙速度，再根据开普勒行星运动定律求解椭圆轨道的周期【解答】解：A、根据万有引力提供圆周运动向心力由在轨道I上的运动有：解得月球的质量M=，故A正确；B、据得月球的第一宇宙速度v=，故选项B错误；C、嫦娥三号在轨道I上运动，要使其沿椭圆轨道运动可知，嫦娥三号需做近心运动，故在轨道I上需要对嫦娥三号减速才可以沿轨道II运动，故C错误；D、根据开普勒第三定律，在轨道I和轨道II上的周期满足：，
22、即=，故D正确故选：AD二、实验题（每空3分，共12分）11未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1：2，则：（1）由以上信息，可知a点是（选填“是”或“不是”）小球的抛出点；（2）由以上及图信息，可以推算出该星
23、球表面的重力加速度为4m/s2；（3）由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是0.4 m/s；（4）由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是0.4 m/s【考点】研究平抛物体的运动【分析】（1）根据初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的相等的时间内通过位移之比为1：3：5，判断a点是否是抛出点（2）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星球表面的重力加速度（3）根据水平位移和时间间隔求出初速度（4）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，结合平行四边形定则求出b点的速度【解答】解：（1）由初速度为零的匀加速直线运动经过相邻的相等的时间内通过位移
24、之比为1：3：5，竖直方向上ab、bc、cd的竖直位移之比为1：3：5，可知a点为抛出点；（2）由ab、bc、cd水平距离相同可知，a到b、b到c运动时间相同，设为T，在竖直方向有h=gT2，T=0.1 s，解得g=4 m/s2；（3）由两位置间的时间间隔为0.10 s，水平距离为x=22cm=4 cm，根据x=vt得，水平速度v=0.4 m/s；（4）b点竖直分速度为ac间的竖直平均速度，vyb=0.4 m/s，所以vb=m/s= m/s故答案为：（1）是（2）4（3）0.4 （4）三、计算题（每题12分，共48分）12“嫦娥一号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月
25、球做圆轨道运动的卫星设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为T已知月球半径为R，引力常量为G（球的体积公式V=R3，其中R为球的半径）求：（1）月球的质量M；（2）月球表面的重力加速度g；（3）月球的密度【考点】万有引力定律及其应用；向心力【分析】根据万有引力提供圆周运动向心力求得中心天体的质量M，再根据月球表面重力与万有引力相等求得重力加速度，根据密度公式计算月球的平均密度【解答】解：（1）由题意知，嫦娥一号的轨道半径r=R+h，令月球质量为M，嫦娥一号质量为m，根据万有引力提供圆周运动向心力有：可得质量M=（2）在月球表面重力与万有引力相等有所以月球表面重力加速度g=（3）根据密
26、度公式有月球的密度=答：（1）月球的质量M为；（2）月球表面的重力加速度g为；（3）月球的密度为13如图所示，小球以v0正对倾角为的斜面水平抛出，若小球垂直落在斜面上，则飞行时间t为多少？（重力加速度为g）【考点】平抛运动【分析】研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，两个方向上运动的时间相同根据平抛运动的规律和速度条件结合进行解答【解答】解：物体垂直落到斜面上，速度方向与斜面垂直，此时速度与竖直方向的夹角等于，则得：vy=gt，则得 t=答：飞行时间t为14如图所示，半径为R的半球形陶罐，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上
27、，转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO重合转台以一定角速度匀速旋转，一质量为m的小物块落入陶罐内，经过一段时间后，小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止，它和O点的连线与OO之间的夹角为60重力加速度大小为g（1）若=0，小物块受到的摩擦力恰好为零，求0；（2）若=20，求小物块受到的摩擦力的大小和方向【考点】向心力；滑动摩擦力；牛顿第二定律【分析】（1）小物块受到的摩擦力恰好为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度的大小；（2）当角速度为2时，重力和支持力的合力不够提供向心力，摩擦力方向沿罐壁切线向下，根据牛顿第二定律求出摩擦力的大小【解答】解：（1）当摩擦力为零，支持力和
28、重力的合力提供向心力，有：mgtan，解得（2）当角速度增大时，滑块有沿斜面向上滑的趋势，摩擦力沿罐壁切线向下，受力如下图所示Ncosfsinmg=0Nsin+fcos=mr（2）2联立得：f=3mgsin=答：（1）小物块受到的摩擦力恰好为零时，（2）若=20，小物块受到的摩擦力的大小为，方向沿圆弧的切线向下15神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如
29、图所示引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，试求m（用m1、m2表示）；（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；（3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量ms的2倍，它将有可能成为黑洞若可见星A的速率v=2.7105m/s，运行周期T=4.7104s，质量m1=6ms，试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？（G=6.671011Nm2/kg2，ms=2.01030kg）【考点】万有引力定律及其应用；向心力【分析】（1
30、）抓住A、B做圆周运动的向心力相等，角速度相等，求出A、B轨道半径的关系，从而得知A、B距离为A卫星的轨道半径关系，可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m的星体（视为质点）对它的引力，根据万有引力定律公式求出质量m（2）根据万有引力提供向心力求出暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；（3）根据第（2）问的表达式求出暗星B的质量，与太阳的质量进行比较，判断是否是黑洞【解答】解：（1）设A、B圆轨道半径分别为r1、r2，由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，设其为由牛顿运动定律，有：FA=m12r1，FB=m22r2，又 FA=FB设A、B之间的距离为r，又r=r1+r2，由以上各式得r=由万有引力定律，有FA=G将代入得：FA=G，令 FA=G比较可得：m=（2）由牛顿第二定律，有G=m1又可见星A的轨道半径：r1=由式解得：（3）将m1=6ms代入式，得：代入数据得： =3.5ms 设m2=nms（n0），将其代入式，得：可见，的值随n的增大而增大，试令n=2，得： =0.125m3.5ms若使式成立，则n必大于2，即暗星B的质量m2必大于2m，由此得出结论：暗星B有可能是黑洞答：（1）m为；（2）暗星B的质量m2与可见星A的速率v为、运行周期T和质量m1之间的关系式为；（3）暗星B有可能是黑洞2016年6月13日
