湖北省枣阳市第二中学高一年级2015-2016学年度下学期期中考试物理试题
时间：90分钟 分值100分
第I卷（选择题共48分）
一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）
1．一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上，当车厢突然制动时，则（ ）
A．绳的拉力突然变小 B．绳的拉力突然变大
C．绳的拉力没有变化 D．无法判断拉力有何变化
2．下面四个公式中an表示匀速圆周运动的向心加速度，v表示匀速圆周运动的线速度，ω表示匀速圆周运动的角速度，T表示周期，r表示匀速圆周运动的半径，则下面四个式子中正确的是（ ）
①an= ②an=ω2r ③an=ωv ④an=
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
3．关于作匀速圆周运动的物体的向心加速度，下列说法正确的是（ ）
A．向心加速度的大小和方向都不变
B．向心加速度的大小和方向都不断变化
C．向心加速度的大小不变，方向不断变化
D．向心加速度的大小不断变化，方向不变
4．物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度vy（取向下为正）随时间变化的图线是（ ）
5．若已知物体的速度方向和它所受合力的方向，如图所示，可能的运动轨迹是（ ）
6．关于曲线运动，下列说法中正确的是（ ）
A．变速运动—定是曲线运动 B．曲线运动—定是变速运动
C．速率不变的曲线运动是匀速运动 D．曲线运动也可以是速度不变的运动
7．下列关于运动和力的叙述中，正确的是（ ）
A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的
B．物体做圆周运动，所受的合力一定指向圆心
C．物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动
D．物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同
8．设地球半径为R0，质量为m 的卫星在距地面R0高处做匀速圆周运动，地面的重力加速度为g，则错误的是（ ）
A．卫星的线速度为 B．卫星的角速度为
C．卫星的加速度为g/4 D．卫星的周期为2
9．关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（ ）
A．轨道半径越大，速度越小，周期越长
B．轨道半径越大，速度越大，周期越短
C．轨道半径越大，速度越大，周期越长
D．轨道半径越小，速度越小，周期越长
10．设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直向上抛一物体的最大高度之比为k（均不计阻力），且已知地球与该天体的半径之比也为k，则地球与天体的质量之比为（ ）
A．1 B．k C．k2 D．1/k
11．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（ 3． ）
A． B． C． D．
12．将物体以60J的初动能竖直向上抛出，当它上升到某点P时，动能减为10J，机械能损失10J，若空气阻力大小不变，则物体落回到抛出点时的动能为( )
A．36J B．40J
C．48J D．50J
二、实验题（12分）
13．（本题6分）如图是某同学用频闪照相研究平抛运动时拍下的照片，背景方格纸的边长为2．5cm，A、B、C、D是同一小球在频闪照相中拍下的三个连续的不同位置时的照片，则：（g=10m/s2）
①频闪照相相邻闪光的时间间隔 s；
②小球水平抛出的初速度v0= m/s；
③小球经过B点时其竖直分速度大小为vBy= m/s．
14．（本题6分）两个同学根据不同的实验条件，进行了“探究平抛运动规律”的实验：
（1）甲同学采用如图（1）所示的装置．用小锤打击弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观察到两球同时落地，改变小锤打击的力度，即改变A球被弹出时的速度，两球仍然同时落地，这说明 ．
（2）乙同学采用如图（2）所示的装置．两个相同的弧形轨道M、N分别用于发射小铁球P、Q，其中N的末端与可看作光滑的水平板相切；两轨道上端分别装有电磁铁C、D；调节电磁铁C、D的高度，使AC=BD，从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等，现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N下端射出．实验可观察到的现象应是 ．仅仅改变弧形轨道M距地面的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明 ．
三、计算题（40分）
15．（本题10分）嘉年华上有一种回力球游戏，如图所示，A、B分别为一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点，B点距水平地面的高度为h，某人在水平地面C点处以某一初速度抛出一个质量为 m的小球，小球恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点B，并恰好能过最高点A后水平抛出，又恰好回到C点抛球人手中。若不计空气阻力，已知当地重力加速度为g，求：
（1）小球刚进入半圆形轨道最低点B时轨道对小球的支持力；
（2）半圆形轨道的半径；
16．（本题10分）平抛一物体，当抛出1 s后它的速度方向与水平方向成45°，落地时速度方向与水平方向成60°，求：（g取10m/s2）
（1）初速度大小；
（2）落地速度大小；
（3）开始抛出时距地面的高度；
（4）水平距离。
17．（本题10分）发射地球同步卫星时,先将卫星发射到距地面高度为h的近地圆轨道上,在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道,最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫
星送入同步轨道,如图所示。已知同步卫星的运动周期为T,地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,忽略地球自转的影响。
求:
（1）卫星在近地点A的加速度大小
（2）远地点B距地面的高度。
18．（本题10分）某科研小组成员共同协作，完成了下面的两个实验：
①当飞船停留在距X星球一定高度的P点时，正对着X星球发射一个激光脉冲，经过时间t1 后收到反射回来的信号，此时观察X星球的视角为θ，如图所示．
②当飞船在X星球表面着陆后，把一个弹射器固定在星球表面上，竖直向上弹射一个小球，经测定小球从弹射到落回的时间为t2 ；已知用上述弹射器在地球上做同样的实验时，小球在空中运动的时间为t，又已知地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，光速为c，地球和X星球的自转以及它们对物体的大气阻力均可不计，试根据以上信息，求：
（1）X星球的密度；
（2）卫星环绕X星球运行的的最小周期T．
参考答案
1．B
【解析】
试题分析：匀速前进时，重球处于平衡状态，故拉力等于重力。突然制动时，重球将要摆动做圆周运动，考虑向心力，，故拉力大于重力。故选B。
考点：向心力
2．A
【解析】
试题分析：向心力加速度，故①②③对，④错。故选A。
考点：向心加速度的概念。
3．C
【解析】
试题分析：向心加速度是矢量，在匀速圆周运动中，向心加速度的方向始终指向圆心，一直与速度的方向垂直，即方向一直在变化，大小不变，所以A、B、D错，C对。故选C。
考点：向心加速度概念。
4．D
【解析】
试题分析：做平抛运动的物体，竖直方向是自由落体运动，，所以速度图像是一条过原点的倾斜直线。故D对。故选D。
考点：平抛运动规律的考查。
5．B
【解析】
试题分析：当物体的速度方向和合力的方向不在同一条直线上，物体做曲线运动时，轨迹夹在速度方向和合力方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向。故B对。故选B。
考点：曲线运动轨迹、速度方向、合力方向的关系。
6．B
【解析】
试题分析：匀加速直线运动和匀减速直线运动都是变速运动，所以变速运动不一定是曲线运动，故A错误。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，所以B正确，C错误。既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动的速度一定是变化的，所以D错误。故选B。
考点：曲线运动的概念。
7．C
【解析】
试题分析：做曲线运动的物体，其加速度方向也可能是不变的，例如平抛运动，选项A 错误；只有当物体做匀速圆周运动时，所受的合力才指向圆心，选项B 错误；物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做匀减速直线运动，选项C 正确；物体运动的速率在增加，所受合力方向不一定与运动方向相同，例如平抛运动的物体，选项D 错误。
考点：运动和力的关系。
【名师点睛】曲线运动有加速度，所以必定是变速，可能是匀变速曲线，比如：平抛运动．也可能是速率不变，方向变化．比如：匀速圆周运动。
8．D
【解析】
试题分析：根据，其中，解得卫星的线速度为，故A对；卫星的角速度为，故B对；卫星的加速度为，故C对；卫星的周期，故D错。故选D。
考点：卫星规律。
9．A
【解析】
试题分析：人造地球卫星在绕地球做圆周运动时地球对卫星的引力提供圆周运动的向心力故有，故，显然R越大，卫星运动的周期越长。又有，，显然轨道半径R越大，线速度越小．故A正确。故选A。
考点：万有引力定律、天体运动规律。
10．B
【解析】
试题分析：在地球上：,某天体上；因为，所以。根据和可知：。故选B。
考点：万有引力定律、天体运动规律。
11．B
【解析】
试题分析：飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力等于向心力解得行星的质量，行星的密度，故B正确，A、C、D错误。故选B。
考点： 万有引力定律、天体运动规律。
12．A
【解析】
试题分析：设上升到P点时，上升高度为h，由动能定理知：①，由功能关系知：②；设上升的最大高度为H，则③由①②③得：;在由全程动能定理知，物体落回抛出点时的动能为得末动能为36J，A对。
考点：动能定理、功能关系。
【名师点睛】功与对应能量的变化关系
功
能量的变化
合外力做正功
动能增加
重力做正功
重力势能减少
弹簧弹力做正功
弹性势能减少
电场力做正功
电势能减少
其他力(除重力、弹力)做正功
机械能增加
13．① 0．05 s；
②1．5 m/s；
③ 0．75m/s
【解析】
试题分析：①根据平抛运动规律有：在竖直方向：hBC-hAB=g△t2，
代入数据解得：．
②根据水平方向运动特点有：x=3L=v0△t，由此解得：v0=1．5m/s．
③小球经过B点时其竖直分速度大小等于A到C的竖直位移与所用时间的比值，所以得
考点：研究平抛运动
14．（1）平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．
（2）P球会砸中Q球；平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．
【解析】
试题分析：（1）说明平抛运动的物体在竖直方向上做自由落体运动．（2）实验可观察到的现象应是P球会砸中Q球；仅仅改变弧形轨道M距地面的高度（保持AC不变），重复上述实验，仍能观察到相同的现象，这说明平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动．
考点：研究平抛物体的运动
15．（1）6mg
（2）2h．
【解析】
试题分析：（1）设半圆形轨道的半径为R，小球经过A点时的速度为vA，小球经过B点时的速度为vB，小球经过B点时轨道对小球的支持力为N．
在A点：，
解得：，
从B点到A点的过程中，根据动能定理有：−mg•2R＝mvA2−mvB2，
解得：．
在B点：，
解得：N=6mg，方向为竖直向上．
（2）C到B的逆过程为平抛运动，有：h=gtBC2，
A到C的过程，有：h+2R＝gtAC2，
又vBtBC=vAtAC，
解得：R=2h．
考点：平抛运动；牛顿定律；动能定理
16．（1）10m/s
（2）20m/s
（3）15m
（4）17．32m
【解析】
试题分析：（1）1s时，速度与水平方向成45°，则v0＝v1（如图所示），而v1＝gt，
解得v0＝10m/s
（2）落地时的速度大小，
（3）落地时速度的竖直分量
v1′＝v0tan60°＝v0＝10m/s
由vy2＝2gh得
（4）由h＝gt2得
水平距离s＝v0t＝10×m＝10m＝17．32m
考点：平抛运动
【名师点睛】此题考查了平抛物体的运动规律；解题关键是知道平抛运动在水平方向做匀速运动，速度不变，而竖直方向做自由落体运动。物体的速度指的是水平方向和竖直方向两个方向的合运动．
17．（1）
（2）
【解析】
试题分析：（1）设地球质量为M,卫星质量为m,万有引力常数为G,卫星在A点的加速度为a,由牛顿第二定律得:
物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力,则:
解以上两式得:
（2）设远地点B距地面高度为h2,卫星受到的万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:
解得:
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】此题是万有引力定律的应用的典型问题；解题时关键是知道卫星做圆周运动的向心力等于万有引力；根据牛顿定律列出方程即可；注意黄金代换式子的应用。
18．（1）
（2）
【解析】
试题分析：（1）由图可知： 则
在X星球上以ν0初速度竖直上抛时，
在地球上以ν0初速度竖直上抛时，
又由,有
而，故
（2） 因为，解得 即
当以第一宇宙速度ν运行，卫星有最小周期
考点：万有引力定律的而应用
【名师点睛】重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量．本题要求学生掌握两种等式：一是物体所受重力等于其吸引力；二是物体做匀速圆周运动其向心力由万有引力提供。
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