湖北省枣阳市高一物理下学期期中试卷（含解析）.doc

2016-2017学年湖北省襄阳市枣阳市高一（下）期中物理试卷一、选择题（共10小题，每小题5分，满分50分）1下面关于两个互成角度的匀变速直线运动的合运动的说法中正确的是（）a合运动一定是匀变速直线运动b合运动一定是曲线运动c合运动可能是变加速直线运动d合运动可能是匀变速曲线运动2一个物体在多个与桌面平行的恒力作用下，在光滑的水平桌面上做匀速直线运动，现只撤去其中一个恒力后有关物体的运动情况，下列说法正确的是（）a一定不会做匀速圆周运动b不可能做匀加速直线运动c一定做匀变速曲线运动d不可能做匀减速运动3如图所示，物体以恒定的速率沿圆弧 ab做曲线运动，下列对它的运动分析正确的是（）a因为它的速率恒定不变，故做匀速运动b该物体受的合外力一定不等于零c该物体受的合外力一定等于零d它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上4航天员陈冬在“天宫二号”飞船内与地球上刘国梁等乒乓名将一起参加挑战不可能节目，表演了自己发球，自己接球地球上不可能完成的任务，陈冬在飞船上做到了！我们现在知道这是借助于太空的失重条件若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为m，半径为r，引力常量为g，则飞船所在处的重力加速度大小为（）a0bcd5某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是（）a太阳一定在椭圆的一个焦点上b该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大c该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大d行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的6如图所示，小球以v0正对倾角为的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为（）at=bt=ct=dt=7从高h处以水平速度v1平抛一个小球1，同时从地面以速度v2竖直向上抛出一个小球2，两小球在空中相遇，则（）a从抛出到相遇所用时间为b从抛出到相遇所用时间为c抛出时两球的水平距离是d相遇时小球2上升高度是8如图所示，半径为l的圆管轨道（圆管内径远小于轨道半径）竖直放置，管内壁光滑，管内有一个小球（小球直径略小于管内径）可沿管转动，设小球经过最高点p时的速度为v，则（）av的最小值为bv若增大，球所需的向心力也增大c当v由逐渐减小时，轨道对球的弹力也减小d当v由逐渐增大时，轨道对球的弹力也增大9我国成功发射了多颗地球同步卫星，也成功发射了多颗“神舟号”飞船飞船在在太空中做匀速圆周运动时，21小时环绕地球运行14圈关于同步卫星和飞船做匀速圆周运动过程中，有下列判断正确的是（）a同步卫星运行周期比飞船大b同步卫星运动速度比飞船大c同步卫星的向心加速度比飞船大d同步卫星离地面的高度比飞船大10一颗在地球赤道上空绕地球运转的同步卫星，距地面高度为h，已知地球半径为r，自转周期为t，地面重力加速度为g，则这颗卫星运转的速度大小是（）a（r+h）brcd二、实验题（共2小题，满分15分）11如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器（1）请将下列实验步骤按先后排序： a使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触b接通电火花计时器的电源，使它工作起来c启动电动机，使圆形卡纸转动起来d关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度的表达式，代入数据，得出的测量值（2）要得到的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是 a秒表 b毫米刻度尺c圆规d量角器（3）写出角速度的表达式 ，并指出表达式中各个物理量的意义： 12如图所示，为某小球做平抛运动时，用数码相机的摄像功能获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5.0cm，（取g=10m/s2）（若结果含有根号，用根号表示）（1）小球平抛的初速度v0= m/s；（2）该数码相机每秒钟拍摄 张相片（3）小球过a点的速率a= m/s三、计算题（共4小题，满分45分）13在光滑的水平面内，一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动，经过原点后受一沿y轴正方向的恒力f=15n作用，直线oa与x轴成a=37，如图所示曲线为质点的轨迹图（g取10m/s2 sin37=0.6 cos37=0.8 ） 求：（1）如果质点的运动轨迹与直线oa相交于p点，质点从0点到p点所经历的时间以及p点的坐标（2）质点经过 p点的速度大小14如图所示，有一条两岸平行，河水均匀流动、流速恒定的大河，河水流速为2m/s，河宽为120m某人驾着小船渡河，去程时船头朝向始终与河岸垂直，回程时行驶路线最短已知去程的航线ab与岸边夹角为60，且船在静水中的速率恒定不变求：（1）船去程所用时间及渡河路线的总长；（2）船回程的过程所用时间15如图所示，轻杆长为3l，在杆的a、b两端分别固定质量均为m的球a和球b，杆上距球a为l处的点o装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球a运动到最高点时，球a的速度刚好为求：（1）杆此时对球作用力大小和方向；（2）杆此时对水平轴o的作用力大小和方向16如图所示，质量分别为m和m的两个星球a和b在引力作用下都绕o点做匀速圆周运动，星球a和b两者中心之间的距离为l已知a、b的中心和o三点始终共线，a和b分别在o的两侧，引力常数为g（1）求两星球做圆周运动的周期；（2）在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球a和b，月球绕其轨道中心运行的周期记为t1但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为t2已知地球和月球的质量分别为5.981024 kg和7.351022 kg求t2与t1两者平方之比（结果保留3位小数）2016-2017学年湖北省襄阳市枣阳市白水高中高一（下）期中物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共10小题，每小题5分，满分50分）1下面关于两个互成角度的匀变速直线运动的合运动的说法中正确的是（）a合运动一定是匀变速直线运动b合运动一定是曲线运动c合运动可能是变加速直线运动d合运动可能是匀变速曲线运动【考点】44：运动的合成和分解【分析】两个运动的合运动到底是直线还是曲线，我们要看合外力与速度方向的关系，找出合外力和初速度方向进行判断【解答】解：互成角度的两个初速度的合初速度为v，两个加速度的合加速度为a，如图，由物体做曲线运动的条件可知，当v与a共线时为匀变速直线运动，当v与a不共线时，为匀变速曲线运动；由于两个分运动的加速度都不变，故合加速度也不变，故合运动是匀变速运动，故abc错误，d正确；故选d2一个物体在多个与桌面平行的恒力作用下，在光滑的水平桌面上做匀速直线运动，现只撤去其中一个恒力后有关物体的运动情况，下列说法正确的是（）a一定不会做匀速圆周运动b不可能做匀加速直线运动c一定做匀变速曲线运动d不可能做匀减速运动【考点】4a：向心力；37：牛顿第二定律【分析】根据物体所受的合力，结合合力与速度方向的关系，判断物体做直线运动还是曲线运动，注意物体的合力恒定，做匀变速运动【解答】解：撤去一个恒力后，剩余力的合力与该恒力大小相等，方向相反，则物体所受的合力恒定a、匀速圆周运动，靠合力提供向心力，由于物体所受的合力恒定，则不可能做匀速圆周运动，故a正确b、若合力的方向与速度方向在同一条直线上，物体做匀加速直线运动，故b错误c、若物体所受的合力与速度方向不在同一条直线上，物体做匀变速曲线运动，若物体所受的合力与速度方向在同一条直线上，物体做匀变速直线运动，故c错误d、若物体所受的合力与速度方向相反，物体做匀减速直线运动，故d错误故选：a3如图所示，物体以恒定的速率沿圆弧 ab做曲线运动，下列对它的运动分析正确的是（）a因为它的速率恒定不变，故做匀速运动b该物体受的合外力一定不等于零c该物体受的合外力一定等于零d它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上【考点】42：物体做曲线运动的条件【分析】物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动【解答】解：a、物体以恒定的速率沿圆弧 ab做曲线运动，物体运动的轨迹为曲线，曲线运动的速度方向时刻改变，不是匀速运动故a错误；bc、既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，受到的合外力一定不等于0，故b正确，c错误；d、所有做曲线运动的物体，所受的合外力一定与瞬时速度方向不在一条直线上，或加速度方向与瞬时速度方向不在一条直线上，故d错误；故选：b4航天员陈冬在“天宫二号”飞船内与地球上刘国梁等乒乓名将一起参加挑战不可能节目，表演了自己发球，自己接球地球上不可能完成的任务，陈冬在飞船上做到了！我们现在知道这是借助于太空的失重条件若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为m，半径为r，引力常量为g，则飞船所在处的重力加速度大小为（）a0bcd【考点】4h：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；4f：万有引力定律及其应用【分析】由重力等于万有引力，可求出飞船所在处的重力加速度大小【解答】解：重力等于万有引力：mg=可得：g= 则b正确，acd错误故选：b5某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是（）a太阳一定在椭圆的一个焦点上b该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大c该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大d行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的【考点】4d：开普勒定律【分析】开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等【解答】解：a、行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，则a正确b、c、d、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，即近日点速度快，远日点速度慢，则b正确，c错误，d正确因选错误的，故选：c6如图所示，小球以v0正对倾角为的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为（）at=bt=ct=dt=【考点】43：平抛运动【分析】由数学知识得：从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线设经过时间t到达斜面上，根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，表示出水平和竖直方向上的位移，再根据几何关系即可求解【解答】解：过抛出点作斜面的垂线，如图所示：当小球落在斜面上的b点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向：x=v0t竖直方向：根据几何关系：则：解得： =故选：d7从高h处以水平速度v1平抛一个小球1，同时从地面以速度v2竖直向上抛出一个小球2，两小球在空中相遇，则（）a从抛出到相遇所用时间为b从抛出到相遇所用时间为c抛出时两球的水平距离是d相遇时小球2上升高度是【考点】43：平抛运动；1n：竖直上抛运动【分析】小球1做平抛运动，小球2做竖直上抛运动，根据两球竖直方向上的位移大小之和等于h求出抛出到相遇所需要的时间平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，求出相遇时小球1的水平位移，即为两球抛出时的水平距离【解答】解：a、b设相遇的时间为t，此时小球1在竖直方向上的位移h1=gt2，小球2在竖直方向上的位移h2=v2tgt2根据h1+h2=h，解得t=故a错误，b正确；c、相遇时，小球1在水平方向上的位移x=v1t=，该位移为两球抛出时的水平距离故c正确；d、相遇时小球2上升高度是h2=v2tgt2=h（1），故d错误故选：bc8如图所示，半径为l的圆管轨道（圆管内径远小于轨道半径）竖直放置，管内壁光滑，管内有一个小球（小球直径略小于管内径）可沿管转动，设小球经过最高点p时的速度为v，则（）av的最小值为bv若增大，球所需的向心力也增大c当v由逐渐减小时，轨道对球的弹力也减小d当v由逐渐增大时，轨道对球的弹力也增大【考点】4a：向心力【分析】管子与轻杆模型类似，在最高点能支撑小球，临界速度为零；向心力公式为fn=m；小球经过最高点p时，可能是下管壁对小球有支持力，也可能是上管壁对小球有压力，根据牛顿第二定律列式分析轨道对球的弹力【解答】解：a、由于在最高点p管子能支撑小球，所以的最小值为零，故a错误b、根据向心力公式fn=m=m，可知v增大，球所需的向心力也增大，故b正确cd、小球经过最高点p时，当v=时，根据牛顿第二定律得知：管壁对小球没有作用；当v由逐渐减小时，下管壁对小球有支持力，根据牛顿第二定律得：mgn=m，得：n=mgm，v减小，轨道对球的弹力n增大；当v由逐渐增大时，根据牛顿第二定律得：mg+n=m，得：n=mmg，v增大，轨道对球的弹力n增大；故c错误，d正确故选：bd9我国成功发射了多颗地球同步卫星，也成功发射了多颗“神舟号”飞船飞船在在太空中做匀速圆周运动时，21小时环绕地球运行14圈关于同步卫星和飞船做匀速圆周运动过程中，有下列判断正确的是（）a同步卫星运行周期比飞船大b同步卫星运动速度比飞船大c同步卫星的向心加速度比飞船大d同步卫星离地面的高度比飞船大【考点】4j：同步卫星【分析】根据人造卫星和载人飞船的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可【解答】解：对于地球的卫星（飞船），万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为m，有f=f向即f=g而f向=m=m（）2r因而g=m=m（）2r=ma解得v=t=2a=由于船在在太空中做匀速圆周运动时，21小时环绕地球运行14圈，而同步卫星的周期是24h，所以飞船的公转周期小、轨道半径较小，线速度大、角速度大、加速度大，那么同步卫星运行周期比飞船大，同步卫星离地面的高度比飞船大，故ad正确，bc错误；故选：ad10一颗在地球赤道上空绕地球运转的同步卫星，距地面高度为h，已知地球半径为r，自转周期为t，地面重力加速度为g，则这颗卫星运转的速度大小是（）a（r+h）brcd【考点】4f：万有引力定律及其应用；48：线速度、角速度和周期、转速【分析】根据万有引力提供向心力及万有引力和圆周运动公式即可求解【解答】解：a、根据圆周运动线速度公式得：v=（r+h），故a正确b、根据万有引力提供向心力得：=v=在地球表面，重力等于万有引力得：=mg 由得v=r，故b正确c、根据万有引力提供向心力得：=r=r+hh=r 由得：v=，故c正确，d错误故选abc二、实验题（共2小题，满分15分）11如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器（1）请将下列实验步骤按先后排序：acbda使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触b接通电火花计时器的电源，使它工作起来c启动电动机，使圆形卡纸转动起来d关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度的表达式，代入数据，得出的测量值（2）要得到的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是da秒表 b毫米刻度尺c圆规d量角器（3）写出角速度的表达式=，并指出表达式中各个物理量的意义：是n个点对应的圆心角，t是电火花计时器的打点时间间隔【考点】48：线速度、角速度和周期、转速【分析】（1）该实验应先安装器材，再启动电动机，然后接通电源打点，最后关闭电源，取出卡片，测量进行数据处理（2）打点计时器可以记录时间，要求角速度，还得知道在一定的时间里转过的角度，这点可用量角器测量（3）角速度=，测出角度，时间可以通过打点的间隔读出【解答】解：（1）该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触，先使卡片转动，再打点，最后取出卡片进行数据处理故次序为acbd（2）要测出角速度，需要测量点跟点间的角度，需要的器材是量角器故选d（3）根据=，则=，是n个点对应的圆心角，t是电火花计时器的打点时间间隔故答案为：（1）acbd；（2）d； （3）=，是n个点对应的圆心角，t是电火花计时器的打点时间间隔12如图所示，为某小球做平抛运动时，用数码相机的摄像功能获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为5.0cm，（取g=10m/s2）（若结果含有根号，用根号表示）（1）小球平抛的初速度v0=1.5m/s；（2）该数码相机每秒钟拍摄10张相片（3）小球过a点的速率a=m/s【考点】mb：研究平抛物体的运动【分析】（1）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相等的时间间隔，结合水平位移和时间间隔求出初速度（2）根据时间间隔得出每秒钟拍摄的照片张数（3）根据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，结合速度时间公式求出a点的竖直分速度，根据平行四边形定则求出a点的速度【解答】解：（1）在竖直方向上，根据y=2l=gt2得：t=则初速度为：（2）根据f=知，每秒钟拍摄10张相片（3）b点的竖直分速度为：则a点的竖直分速度为：vya=vybgt=2100.1m/s=1m/s根据平行四边形定则知，a点的速度为：故答案为：（1）1.5，（2）10，（3）三、计算题（共4小题，满分45分）13在光滑的水平面内，一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动，经过原点后受一沿y轴正方向的恒力f=15n作用，直线oa与x轴成a=37，如图所示曲线为质点的轨迹图（g取10m/s2 sin37=0.6 cos37=0.8 ） 求：（1）如果质点的运动轨迹与直线oa相交于p点，质点从0点到p点所经历的时间以及p点的坐标（2）质点经过 p点的速度大小【考点】37：牛顿第二定律；1d：匀变速直线运动的速度与时间的关系；1i：匀变速直线运动的图像【分析】将质点的运动分解为x方向和y方向，在x方向做匀速直线运动，在y方向做匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式进行分析求解【解答】解：把运动分解为x方向和y方向，f并不会改变x方向速度设经过时间t，物体到达p点（1）xp=v0t， yp=t2，又 =cot37联解得t=1s，x=10m，y=7.5m，则坐标（10m，7.5m）（2）vy=15m/sv=5m/s，tan=，=arctg（），为v与水平方向的夹角答：（1）质点从0点到p点所经历的时间为1s，p点的坐标为（10m，7.5m）（2）质点经过 p点的速度大小为5m/s14如图所示，有一条两岸平行，河水均匀流动、流速恒定的大河，河水流速为2m/s，河宽为120m某人驾着小船渡河，去程时船头朝向始终与河岸垂直，回程时行驶路线最短已知去程的航线ab与岸边夹角为60，且船在静水中的速率恒定不变求：（1）船去程所用时间及渡河路线的总长；（2）船回程的过程所用时间【考点】44：运动的合成和分解【分析】将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，根据分运动和合运动具有等时性，依据速度的分解，结合运动学公式，求出垂直于河岸方向上的运动时间，从而求出渡河路线的总长当实际航线与河岸垂直，则合速度的方向垂直于河岸，根据平行四边形定则求出船头与河岸所成的夹角，从而求解最小位移所需要的时间【解答】解：（1）由小船去程航线与河岸成60可知：v船=v水tan60渡河时间为：t=20s 路线长为：l=80m （2）如图所示，渡河的最小位移即河的宽度为使船能直达对岸，船头应指向河的上游，并与河岸成一定角度根据三角函数关系有：v船cosv水=0，cos= 故：sin=垂直河岸的速度为：v垂=v船sin=v船sin=6=2m/s 船回程渡河时间为：t=10s 答：（1）船去程所用时间及渡河路线的总长80m；（2）船回程的过程所用时间10s15如图所示，轻杆长为3l，在杆的a、b两端分别固定质量均为m的球a和球b，杆上距球a为l处的点o装在光滑水平转动轴上，杆和球在竖直面内转动，已知球a运动到最高点时，球a的速度刚好为求：（1）杆此时对球作用力大小和方向；（2）杆此时对水平轴o的作用力大小和方向【考点】4a：向心力；37：牛顿第二定律【分析】（1）小球a在最高点靠重力和杆子的作用力合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出杆对球的作用力大小和方向（2）抓住a、b的角速度相等，求出b的线速度，结合牛顿第二定律求出杆子对b的作用力大小，从而得出b对杆子的作用力，结合a对杆子的作用力，得出杆对水平轴o的作用力大小和方向【解答】解：（1）球a在最高点的速度：，杆oa对球a的力为拉力