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湖北省枣阳市阳光中学高一年级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）
1．一质点做匀速圆周运动，其线速度大小为4 m/s，转动周期为2s，则( )
rad/s B．
D．加速度大小为4πm/s2
2．如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上．已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列叙述正确的是( )．
A．球的速度v等于L
B．球从击出至落地所用时间为
C．球从击球点至落地点的位移等于L
D．球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
3．物体受到几个力的作用处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体可能做( ).
4．人站在平台上平抛一小球，球离手时的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力，图中能表示出速度矢量的演变过程的是（ ）
5．在抗洪抢险中，战士驾驶摩托艇救人，假设江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，水流速度为
v1，摩托艇在静水中的航速为v2，战士救人的地点A离岸边最近处O的距离为d，如战士想在最短时间内将人送上岸，则摩托艇登陆的地点离O点的距离为 ( )
A.
C. D.
6．如图所示，在光滑的水平面上有小球A以初速度v0运动，同时在它正上方有小球B以初速度v0水平抛出并落于C点，则( ).
7．如图所示，P是水平地面上的一点，A、B、C、D在一条竖直线上，且AB＝BC＝、B、C三点分别水平抛出一个物体，这三个物体都落在水平地面上的P点．则三个物体抛出时速度大小之比vA∶vB∶vC为( )
A. ∶∶ B．1∶∶
C．1∶2∶3 D．1∶1∶1
8．如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点)，A、B、C为曲线上依次经过的三点，关于铅球在B点的速度方向，说法正确的是( )
A．为AB的方向 B．为BC的方向
C．为BD的方向 D．为BE的方向
9．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是
A．库仑在前人研究的基础上通过扭秤实验得到了库仑定律
B．奥斯特发现了电流的磁效应，总结出了电磁感应定律
C．牛顿提出了万有引力定律，通过实验测出了万有引力常量
D．开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
10．从长期来看，火星是一个可供人类移居的星球．假设有一天宇航员乘宇宙飞船登陆了火星，在火星上做自由落体实验，得到物体自由下落h所用的时间为t，设火星半径为R，据上述信息推断，宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于
A． B．
C． D．
11．宇宙飞船以周期为T绕地球作近地圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R，引力常量为G，地球自转周期为。太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为，则
R
O
A
A. 飞船绕地球运动的线速度为
B. 一天内飞船经历“日全食”的次数为T/T0
C. 飞船每次经历“日全食”过程的时间为
D. 地球质量为
12．在物理学的研究及应用过程中涉及诸多的思想方法，如理想化、模型化、放大、极限思想，控制变量、猜想、假设、类比、比值法等等．以下关于所用思想方法的叙述不正确的是
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法是假设法
B．速度的定义式，采用的是比值法；当Δt趋近于0时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想
C．在探究电阻、电压和电流三者之间的关系时，先保持电压不变研究电阻与电流的关系，再保持电流不变研究电阻与电压的关系，该实验应用了控制变量法
D．如图示的三个实验装置，这三个实验都体现了放大的思想
二、实验题（6分）
13．（本题6分）某同学在做“测量平抛运动的初速度”的课题研究时，在白纸上记录了一段小球做平抛运动的轨迹和一条表示竖直方向的直线，然后在这张白纸上覆盖了一张透明的方格纸，如图所示。他测出小方格的边长为l0，又透过方格纸在小球的运动轨迹上取了a、b、c三个数据点，由此可知小球从a点到b点运动的时间__________(填：大于、小于、等于)小球从b点到c点的运动时间，小球做平抛运动的初速度为___________．(已知重力加速度为g)
三、计算题（46分）
14．（10分）如图所示，一根长为L＝5m的轻绳一端固定在 O′点，另一端系一质量m=1kg的小球（小球可视为质点）。将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放，小球运动到最低点O时，轻绳刚好被拉断。O点下方有一以O点为圆心，半径的圆弧状的曲面，已知重力加速度为 g＝10m／s2，求：
（1）轻绳所能承受的最大拉力Fm的大小；
（2）小球从O点运动到曲面的时间t；
（3）小球落至曲面上的动能Ek。
15．（11分）一个质量为m带电量为q的小球，以初速度v0自离地面h高度处水平抛出。重力加速度为g，空气阻力忽略不计。
（1）求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小。
（2）若在空间加一个竖直方向的匀强电场，发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动，请判断电场的方向并求出电场强度E的大小。
（3）若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场，发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P。已知OP间的距离大于h，请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小。
16．（12分）已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。
（1）推导出第一宇宙速度v1的表达式；
（2）我国自行研制的“神舟七号”载人飞船于2008年9月25日从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。假设“神舟七号”飞船进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动，运行的周期是T，结合题干中所给的已知量，求飞船绕地球飞行时离地面的高度h。
17．（本题13分）未来“嫦娥五号”落月后，轨道飞行器将作为中继卫星在绕月轨道上做圆周运动，如图所示．设卫星距离月球表面高为h，绕行周期为T，已知月球绕地球公转的周期为T0，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球半径为r，万有引力常量为G．试分别求出：
（1）地球的质量和月球的质量；
（2）中继卫星向地球发送的信号到达地球，最少需要多长时间？（已知光速为c，且h≤r≤R）
参考答案
1．BCD
【解析】
试题分析：由，A错；转速，B对；轨道半径：，C对；加速度大小为：，D对。
考点:圆周运动。
2．AB
【解析】
试题分析：竖直方向: ,得：，B对；水平方向：，得：,A对；球从击球点至落地的位移为：,C错；由上分析知，从击球点到落地点的位移与球的质量无关，D错。
考点:平抛运动。【名师点睛】对平抛规律的理解及应用
1．飞行时间：由t＝ 知，时间取决于下落高度h，与初速度v0无关．
2．水平射程：x＝v0t＝v0，即水平射程与初速度v0和下落高度h有关，与其他因素无关．
3．落地速度：v＝＝，以θ表示落地速度与x轴正方向间的夹角，有tan θ＝＝，即落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关．
3．BCD
【解析】
试题分析：物体处于平衡状态，则物体可能静止或做匀速直线运动。若物体静止，当施加一恒力，则物体做匀变速直线运动，B对；若物体做匀速直线运动，当施加的恒力与速度在一条直线上时，物体做匀变速直线运动，若恒力与速度不在一条直线上，则物体做匀变速曲线运动，CD对；由上分析知，A错。
考点:曲线运动的条件。
【名师点睛】物体做曲线运动的条件：
(1)动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一条直线上．
(2)运动学条件：加速度方向与速度方向不在同一直线上．
4．C
【解析】
试题分析：小球做的是平抛运动，任何时刻在水平方向的速度的大小都是不变的，即任何时刻的速度的水平的分量都是一样的，在竖直方向上是自由落体运动，竖直方向上的速度在均匀增加，所以C对。
考点:平抛运动。
5．C
【解析】
试题分析：垂直于岸的方向：，沿岸的方向：，C对。
考点:运动的合成与分解。
【名师点睛】合运动与分运动关系的三个特性
(1)等效性：各分运动的共同效果与合运动的效果相同；
(2)等时性：各分运动与合运动同时发生和结束，时间相同；
(3)独立性：各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响．
6．C
【解析】
试题分析：平抛运动，水平方向做匀速直线运动，故AB同时到达C点，C对。
考点:平抛运动。
【名师点睛】研究方法：在水平、竖直两个相互垂直的方向上分别研究．
1．水平方向：不受力，为匀速直线运动，vx＝v0．
2．竖直方向：只受重力，为自由落体运动，vy＝gt．
3．落地速度：v＝＝，以θ表示落地速度与x轴正方向间的夹角，有tan θ＝＝，即落地速度也只与初速度v0和下落高度h有关．
7．A
【解析】
试题分析：竖直方向：水平方向：；解得：，由题意知：,水平射程相同，故
考点:平抛运动。
8．C
【解析】
试题分析：铅球做平抛运动轨迹由A到C，B点的速度方向沿切线方向，即BD方向，C对。
考点:曲线运动。
【名师点睛】曲线运动：
1、速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向．
2、运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动．
3、曲线运动的条件：
运动学角度：物体的加速度方向跟速度方向不在同一条直线上；
动力学角度：合外力的方向跟物体速度方向不在同一条直线上。
9．AD
【解析】
试题分析: A、库仑通过库仑扭秤实验研究带电体间的相互作用，建立了库仑定律．故A正确．B、奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第总结出了电磁感应定律．故B错误．C、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量．故C错误．D、开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动的三大定律．故D正确．故选AD。
考点：考查物理学史．
【名师点睛】物理学史是高考考查内容之一，是常识性问题，这些常识要与物理学其他知识一起识记．
10．A
【解析】
试题分析: 物体自由落体运动，设地球表面重力加速度为g，根据位移公式，有：
，飞船贴着火星表面做匀速圆周运动的周期最小，则：，解得：，故选A．
考点：考查万有引力定律及其应用．
【名师点睛】本题考查自由落体运动知识与卫星匀速圆周运动知识综合应用。
11．ACD
【解析】
试题分析: A、飞船绕地球匀速圆周运动，所以线速度为,又由几何关系知⇒,则，故A正确；B、地球自转一圈时间为T0，飞船绕地球一圈时间为T，飞船绕一圈会有一次日全食，所以每过时间T就有一次日全食，得一天内飞船经历“日全食”的次数为． 故B错误；C、由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过α角，所需的时间为；故C错误；D、万有引力提供向心力，有，可得,故D正确；故选AD．
考点：考查万有引力定律及其应用．
【名师点睛】掌握匀速圆周运动中线速度、角速度及半径的关系，同时理解万有引力定律，并利用几何关系得出转动的角度．
12．A
【解析】
试题分析: A、质点是用来代替物体的有质量的点，采用的科学方法为物理化模型的方法，故A错误；B、为研究某一时刻或某一位置时的速度，我们采用了取时间非常小，即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度，即采用了极限思维法，故B正确；C、在探究电阻、电压和电流三者之间的关系时，先保持电压不变研究电阻与电流的关系，再保持电流不变研究电阻与电压的关系，该实验应用了控制变量法．故C正确．D、用力向下压，使桌面产生微小形变，使平面镜M逆时针方向微小旋转，若使法线转过θ角，则M反射的光线旋转的角度为2θ，N反射的光线就就旋转了4θ，那么投射到平面镜上的光斑走过的距离就更大，故该实验观察测量结果采用的是微小变量放大法．第三个装置都是球m，受到m对它的引力会使竖直悬线发生扭转，从而使镜面M的法线转过微小角度，从而电光源的投影会在标尺上移动一定距离，从而将微小形变放大将微小形变进行放大，故都是利用放大的思想方法．这两个装置都是将微小形变进行放大，故都是利用放大的思想方法．用挤压玻璃瓶时微小的变化不易观察，但通过细管中水位的变化能够观察出来，是一种放大的思想．故D正确．本题选错误的故选A.
考点：考查了分析不同物理问题的分析方法、物理学史.
【名师点睛】在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注重科学方法的积累与学习．
13．等于
【解析】
试题分析：平抛运动水平方向匀速直线运动，球从a点到b点和b点到c点的水平位移相等，所以运动时间也相等；在竖直方向上有：，其中，代入求得：，水平方向：，其中，所以。
考点：考查了平抛运动
14．（1）Ｎ （2）ｓ （3）J
【解析】
试题分析：（１）设小球到达Ｏ点的速度为，小球由Ａ到Ｏ的运动过程，由机械能守恒定律得：
① ２分 在Ｏ点，由牛顿第二定律可得： ② ２分
联立①②代入数据解得：Ｎ １分
（２）设小球落到曲面上所用时间为，小球由Ｏ点做平抛运动，则有： ③ １分
④ １分 小球落至曲面上，有： ⑤ １分
联立③④⑤解得：ｓ ⑥
（３）设小球落至曲面上的动能为，小球落到曲面上时下落高度： ⑦ １分
由机械能守恒定律得： ⑧ １分 联立⑥⑦⑧解得：J １分
考点：本题考查了圆周运动、平抛运动和机械能守恒定律的综合应用．
15．（1）（2）（3）
【解析】
试题分析：（1）由平抛知识知
1分
1分
得水平位移 1分
（2）由题意知，电场的方向竖直向下。 1分
由二力平衡Eq＝mg 1分
得 1分
（3）由题意知，匀强磁场方向垂直纸面向里。 1分
由几何关系 2分
由牛顿运动定律 1分
联立两式得 1分
考点：考查了平抛运动规律，牛顿第二定律，带电粒子在磁场中的运动
16．（1）
（2）
【解析】
（1）设卫星的质量为m，地球的质量为M
在地球表面附近满足 ………………………………………………2分
卫星做圆周运动的向心力由它受到的万有引力提供 …………2分
解得 ………………………………………………………………2分
（2）设飞船的质量为，则： …………3分
由①③两式解得：……………………………………………3分
17．（1）（2）
【解析】
试题分析：（1）设地球的质量为，月球的质量为，卫星的质量为，地球表面 某一个物体的质量为，