白鷺洲中學(xué)2011—學(xué)年度下學(xué)期第一次月考
高一物理試卷

一、選擇題（共10小題，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分）
1．小船橫渡一條河，船本身提供的速度大小方向都不變。已知小船的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示，則河水的流速(　　)
A．越接近B岸水速越小
B．越接近B岸水速越大
C．由A到B水速先增后減
D．水流速度恒定
2．如圖所示，質(zhì)量為的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)．圓環(huán)半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓環(huán)，則其通過最高點(diǎn)時(shí)(　　)
A．小球?qū)�圓環(huán)的壓力大小等于g
B．小球受到的向心力等于0
C．小球的線速度大小等于gR
D．小球的向心加速度大小等于2 g
3． 2010年2月16日，在加拿大城市溫哥華舉行的第二十一冬奧會(huì)花樣滑冰雙人自由滑比賽落下帷幕，中國選手申雪、趙宏博獲得冠軍．如圖所示，如果趙宏博以自己為轉(zhuǎn)動(dòng)軸拉著申雪做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若趙宏博的轉(zhuǎn)速為30 r/in，手臂與豎直方向夾角為60°，申雪的質(zhì)量是50 kg，她觸地冰鞋的線速度為4.7 /s，則下列說法正確的是(　　)
A．申雪做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為2π rad/s
B．申雪觸地冰鞋做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑約為2
C．趙宏博手臂拉力約是850 N
D．趙宏博手臂拉力約是500 N
4．我國于2011年發(fā)射目標(biāo)飛行器“天宮一號(hào)”，若“天宮一號(hào)”能在離地面約300k高的圓軌道上正常運(yùn)行，兩月后再發(fā)射“神舟八號(hào)”飛船并與其進(jìn)行對接試驗(yàn)。下列說法中正確的是（ ）
A．“天宮一號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度
B．對接前，“神舟八號(hào)”欲追上“天宮一號(hào)”，必須在同一軌
道上點(diǎn)火加速
C．對接時(shí)，“神舟八號(hào)”與“天宮一號(hào)”的加速度相等
D．對接后，“天宮一號(hào)”的速度小于第一宇宙速度
5．美國研究人員最近在太陽系邊緣新觀測到以一個(gè)類行星天體，其直徑估計(jì)在1600公里左右，有可能是自1930年發(fā)現(xiàn)冥王星以人類在太陽系中發(fā)現(xiàn)的最大天體。若萬有引力常量用G表示，該行星天體的半徑用r、質(zhì)量用表示，該行星天體到太陽的平均距離用R表示，太陽的質(zhì)量用表示，且把該類行星天體的軌道近似地看作圓，那么該天體運(yùn)行的公轉(zhuǎn)周期為（ ）
A． B． C． D．
6． 在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ。則（ ）
A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2k/s
B．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運(yùn)行速度大于7.9k/s
C．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度小于在Q點(diǎn)的速度
D．衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ
7．2010年10月1日，我國第二顆探月衛(wèi)星“嫦娥二號(hào)”成功發(fā)射，“嫦娥二號(hào)”最終進(jìn)入距月面h=200k的圓形工作軌道，開始 進(jìn)行科學(xué)探測活動(dòng)，設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，則下列說法
正確的是 （ ）
A．嫦娥二號(hào)繞月球運(yùn)行的周期為
B．月球的平均密度為
C．嫦娥二號(hào)在工作軌道上的繞行速度為
D．在嫦娥二號(hào)的工作軌道處的重力加速度為
8． 1789年英國著名物理學(xué)家卡迪許首先估算出了地球的平均密度．根據(jù)你所學(xué)過的知識(shí)，估算出地球密度的大小最接近 （ ）（地球半徑R=6400k，萬有引力常量G=6.67×10-11N•2/kg2）
A．5.5×103kg/3 B．5.5×104kg/3 C．7.5×103kg/3 D．7.5×104kg/3
9．在太陽系中有一顆行星的半徑為R，若在該星球表面以初速度v0豎直上拋出一物體，則該物體上升的最大高度為H.已知該物體所受的其他力與行星對它的萬有引力相比較可忽略不計(jì).則根據(jù)這些條件，可以求出的物理量是(　　)
A．該行星的密度 B．該行星的自轉(zhuǎn)周期
C．該星球的第一宇宙速度 D．該行星附近運(yùn)行的衛(wèi)星的最小周期
10．如圖，疊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上的物體A、B、C能隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A、B、C的質(zhì)量分別為3、2、，A與B、B和C與轉(zhuǎn)臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ，A和B、C離轉(zhuǎn)臺(tái)中心的距離分別為r、1.5r 。設(shè)本題中的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，下列說法正確的是
（ ）

A．B對A的摩擦力一定為3μg B．B對A的摩擦力一定為3ω2r
C．轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿足： D．轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度一定滿足：
二、填空題（共2小題，把答案填在題中的橫線上或按題目的要求作答）
11.（1）（4分）在研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，為了正確描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡，在固定弧形斜槽時(shí)，應(yīng)注意使__________；實(shí)驗(yàn)時(shí)，每次使小球由靜止?jié)L下都應(yīng)注意_________
(2)（4分）在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了確定小球在不同時(shí)刻所通過的位置，用如圖所示的裝置，將一塊平木板釘上復(fù)寫紙和白紙，豎直立于槽口前某處且和斜槽所在的平面垂直，使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡A；將木板向后移距離x，再使小球從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，小球撞在木板上留下痕跡B；又將木板再向后移距離x，小球再從斜槽上緊靠擋板處由靜止?jié)L下，再得到痕跡C．若測得木板每次后移距離x=20.00c，A、B間距離y1 =4.70c，B、C間距離y2 =14.50c．（g取9.80/s2）
根據(jù)以上直接測量的物理量推導(dǎo)出小球初速度的計(jì)算公式為v0 = ．（用題中所給字母表示）．小球初速度值為　　　/s．
12．（6分）為測量小電動(dòng)機(jī)正常工作（勻速轉(zhuǎn)動(dòng)）時(shí)的角速度，采用了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置：半徑不大的圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，可在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下隨電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓形卡紙旁邊垂直安裝一個(gè)改裝了的電火花計(jì)時(shí)器。
（1）請將下列實(shí)驗(yàn)步驟按先后排序___________。
A．使電火花計(jì)時(shí)器與圓形卡紙保持良好接觸
B．接通電火花計(jì)時(shí)器的電，使它工作起
C．啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使圓形卡紙轉(zhuǎn)動(dòng)起
D．關(guān)閉電火花計(jì)時(shí)器和電動(dòng)機(jī)，研究卡紙上留下的一段痕跡（如圖乙所示），寫出角速 度ω的表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)，得出ω的測量值。
（2）要得到ω的測量值，還缺少一種必要的測量工具，它是____________。
A．秒表　　　B．毫米刻度尺　　　C．圓規(guī)　　　　D．量角器
（3）寫出角速度ω的表達(dá)式： 。

三、計(jì)算題（共5小題，共46分，解答下列各題時(shí)，應(yīng)寫出必要的字說明、表達(dá)式和重要步驟。只寫最后答案的不得分。有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。請將解答過程書寫在答題紙上相應(yīng)位置）
13．（8分）甲、乙兩個(gè)行星的質(zhì)量之比為81:1，兩行星的半徑之比為36:1。則：
（1）兩行星表面的重力加速度之比；
（2）兩行星的第一宇宙速度之比。

14. （9分）“嫦娥一號(hào)”的成功發(fā)射，為實(shí)現(xiàn)中華民族幾千年的奔月夢想邁出了重要的一步。已知“嫦娥一號(hào)”繞月飛行軌道近似為圓形，距月球表面高度為H，飛行周期為T，月球的半徑為R，引力常量為G。求：
（1）“嫦娥一號(hào)”繞月飛行時(shí)的線速度大小；
（2）月球的質(zhì)量；
（3）若發(fā)射一顆繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船，則其繞月運(yùn)行的線速度應(yīng)為多大。

15. （10分）第六亞冬會(huì)在長春剛剛落下帷幕，中國體育代表團(tuán)獲得了可喜的好成績.如下圖所示，高臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員從跳臺(tái)邊緣的O點(diǎn)以水平方向的速度跳出。他離開跳臺(tái)時(shí)的速度為v0=8.0/s，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的質(zhì)量為=50kg，他落到了斜坡上的A點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角為370，O點(diǎn)位于斜坡上的B點(diǎn)的正上方，OB之間的高度為h=3.2.。忽略空氣阻力的影響，重力加速度g=10/s2。求運(yùn)動(dòng)員在空中飛行的時(shí)間t以及運(yùn)動(dòng)員落在斜坡上的速度大小v。(sin37°= 0.6)

16.（9分）風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室能產(chǎn)生大小和方向均可改變的風(fēng)力．如圖所示，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中有足夠大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐標(biāo)系．質(zhì)量=0.5kg的小球以初速度v0=0.40/s從O點(diǎn)沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)，在0—2.0s內(nèi)受到一個(gè)沿y軸正方向、大小F1=0.20N的風(fēng)力作用；小球運(yùn)動(dòng)2.0s后風(fēng)力方向變?yōu)閥軸負(fù)方向、大小變?yōu)镕2=0.10N（圖中未畫出）．試求：
（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移大��；
（2）風(fēng)力F2作用多長時(shí)間，小球的速度變?yōu)榕c初速度相同；
（3）小球回到x軸上速度的大小．

17．（10分）計(jì)劃發(fā)射一顆距離地面高度為地球半徑R0的圓形軌道地球衛(wèi)星,衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合，已知地球表面重力加速度為g,
（1）求出衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)周期T
（2）設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期T0,該衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，則在赤道上某一點(diǎn)的人能連續(xù)看到該衛(wèi)星的時(shí)間是多少？
參考答案

一．選擇題（共10小題，每小題4分，共40分）
12345678910
C C C CD A D BD A CDBD

11、 (1)斜槽末端切線方向保持水平；從同一高度。
（2）設(shè)時(shí)間間隔為t, x = v0t， y2-y1=gt2 ，解得: v0= .將x=20.00c，y1 =4.70c， y2 =14.50c代入求得v0=2/s（每空2分）
12．（1）ACBD （2）D (3) ω=θ/nT （每空2分）
13．（8分）解：⑴在行星表面，質(zhì)量為的物體的重力近似等于其受到的萬有引力，則

g=
得：
⑵行星表面的環(huán)繞速度即為第一宇宙速度，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是萬有引力提供的，則

v1= 　　　　　　　　　
得： 　
14.（9分）
（1）“嫦娥一號(hào)”運(yùn)行的線速度v=2π（R+H）/T………………………………（2分）
（2）設(shè)月球質(zhì)量為，“嫦娥一號(hào)”的質(zhì)量為，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，對“嫦娥一號(hào)”繞月飛行的過程有 G ………………（2分）
解得 …………………………………………………………（2分）
（3）設(shè)繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船的質(zhì)量為0，線速度為v0，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，對飛船繞月飛行的過程有G ……………………（2分）
又因 ，聯(lián)立可解得v0= ………………（1分）
15、（10分）t=1.6s V=8√5/s

16（9分）答案．解：（1）設(shè)在0~2.0s內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，則
2.0s末小球在y方向的速度
代入數(shù)據(jù)解得 /s
沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的位移
沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的位移
2.0s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移
代入數(shù)據(jù)解得
（2）設(shè)2.0s后小球運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，F(xiàn)2的作用時(shí)間為t2時(shí)小球的速度變?yōu)榕c初速度相同．則

代入數(shù)據(jù)解得
（3） v=1.12

17．（10分）解：（1）

（2）設(shè)人在B1位置剛好看見衛(wèi)星出現(xiàn)在A1位置，最后
在B2位置看到衛(wèi)星從A2位置消失，
OA1=2OB1
有 ∠A1OB1=∠A2OB2=π/3
從B1到B2時(shí)間為t
則有

附加題. （10分） 參考解答：
(i)當(dāng)飛機(jī)作加速度的大小為重力加速度g，加速度的方向豎直向下的運(yùn)動(dòng)時(shí)，座艙內(nèi)的試驗(yàn)者便處于完全失重狀態(tài)。這種運(yùn)動(dòng)可以是飛機(jī)模擬無阻力下的自由落體運(yùn)動(dòng)或豎直上拋運(yùn)動(dòng)，也可以是斜拋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)入試驗(yàn)的速率和退出試驗(yàn)的速率確定后，飛機(jī)模擬前兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)，失重時(shí)間的長短都是一定的、不可選擇的。當(dāng)飛機(jī)模擬無阻力作用下的斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，失重時(shí)間的長短與拋射角有關(guān)，可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。
考察飛機(jī)模擬無阻力作用下的斜拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)開始試驗(yàn)時(shí)飛機(jī)的初速度的大小為v1，方向與水平方向成θ角，起始位置為A點(diǎn)，經(jīng)做拋物線運(yùn)動(dòng)在B點(diǎn)退出試驗(yàn)，如圖所示。以t表示試驗(yàn)經(jīng)歷的時(shí)間，在退出試驗(yàn)時(shí)的速率為v2，則有v2x=v1cosθ(1)
v2y=v1sinθ−gt(2)
而 (3)
由(1)、(2)、(3)式得 (4)
解(4)式得 (5)
由(5)式可知，當(dāng)進(jìn)入試驗(yàn)時(shí)飛機(jī)的速度v1和退出試驗(yàn)時(shí)飛機(jī)的速度v2確定以后，失重時(shí)間的長短可通過角θ調(diào)節(jié)。
(ii)當(dāng)θ=90°時(shí)失重時(shí)間最長，由(5)式可求得最長失重時(shí)間tax=150s(6)
當(dāng)θ=−90°時(shí)，失重時(shí)間最短，由(5)式可求得最短失重時(shí)間tin=50s(7)
失重時(shí)間的調(diào)節(jié)范圍在150s到50s之間。
評分標(biāo)準(zhǔn)：本題10分。第(i)小問6分。指明斜拋運(yùn)動(dòng)得1分，求得(5)式并指出失重時(shí)間的長短可通過角θ調(diào)節(jié)得5分。第(ii)小問4分。求得(6)式得2分，求得(7)式得2分。

附加題在背面。
附加題. （10分）為訓(xùn)練宇航員能在失重狀態(tài)下工作和生活，需要?jiǎng)?chuàng)造一種失重的環(huán)境。在地球表面附近，當(dāng)飛機(jī)模擬某些在重力作用下的運(yùn)動(dòng)時(shí)，就可以在飛機(jī)座艙內(nèi)實(shí)現(xiàn)短時(shí)間的完全失重狀態(tài)。現(xiàn)要求一架飛機(jī)在速率為v1=500/s時(shí)進(jìn)入失重狀態(tài)試驗(yàn)，在速率為v2=1000/s時(shí)退出失重狀態(tài)試驗(yàn)。重力加速度g=10/s2。試問：
（i）在上述給定的速率要求下，該飛機(jī)需要模擬何種運(yùn)動(dòng)，方可在一定范圍內(nèi)任意選擇失重時(shí)間的長短？試定量討論影響失重時(shí)間長短的因素。
（ii）飛機(jī)模擬這種運(yùn)動(dòng)時(shí)，可選擇的失重狀態(tài)的時(shí)間范圍是多少？

參考答案

一．選擇題（共10小題，每小題4分，共40分）
12345678910
C C C CD A D BD A CDBD

11、 (1)斜槽末端切線方向保持水平；從同一高度。
（2）設(shè)時(shí)間間隔為t, x = v0t， y2-y1=gt2 ，解得: v0= .將x=20.00c，y1 =4.70c， y2 =14.50c代入求得v0=2/s（每空2分）
12．（1）ACBD （2）D (3) ω=θ/nT （每空2分）
13．解：⑴在行星表面，質(zhì)量為的物體的重力近似等于其受到的萬有引力，則

g=
得：
⑵行星表面的環(huán)繞速度即為第一宇宙速度，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是萬有引力提供的，則

v1= 　　　　　　　　　
得： 　
14.（9分）
（1）“嫦娥一號(hào)”運(yùn)行的線速度v=2π（R+H）/T………………………………（2分）
（2）設(shè)月球質(zhì)量為，“嫦娥一號(hào)”的質(zhì)量為，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，對“嫦娥一號(hào)”繞月飛行的過程有 G ………………（2分）
解得 …………………………………………………………（2分）
（3）設(shè)繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船的質(zhì)量為0，線速度為v0，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，對飛船繞月飛行的過程有G ……………………（2分）
又因 ，聯(lián)立可解得v0= ………………（1分）
15、t=1.6s V=8√5/s

16答案．解：（1）設(shè)在0~2.0s內(nèi)小球運(yùn)動(dòng)的加速度為a1，則
2.0s末小球在y方向的速度
代入數(shù)據(jù)解得 /s
沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的位移
沿y軸方向運(yùn)動(dòng)的位移
2.0s內(nèi)運(yùn)動(dòng)的位移
代入數(shù)據(jù)解得
（2）設(shè)2.0s后小球運(yùn)動(dòng)的加速度為a2，F(xiàn)2的作用時(shí)間為t2時(shí)小球的速度變?yōu)榕c初速度相同．則

代入數(shù)據(jù)解得
（3） v=1.12

17．解：（1）

（2）設(shè)人在B1位置剛好看見衛(wèi)星出現(xiàn)在A1位置，最后
在B2位置看到衛(wèi)星從A2位置消失，
OA1=2OB1
有 ∠A1OB1=∠A2OB2=π/3
從B1到B2時(shí)間為t
則有

附加題. 參考解答：
(i)當(dāng)飛機(jī)作加速度的大小為重力加速度g，加速度的方向豎直向下的運(yùn)動(dòng)時(shí)，座艙內(nèi)的試驗(yàn)者便處于完全失重狀態(tài)。這種運(yùn)動(dòng)可以是飛機(jī)模擬無阻力下的自由落體運(yùn)動(dòng)或豎直上拋運(yùn)動(dòng)，也可以是斜拋運(yùn)動(dòng)。當(dāng)進(jìn)入試驗(yàn)的速率和退出試驗(yàn)的速率確定后，飛機(jī)模擬前兩種運(yùn)動(dòng)時(shí)，失重時(shí)間的長短都是一定的、不可選擇的。當(dāng)飛機(jī)模擬無阻力作用下的斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，失重時(shí)間的長短與拋射角有關(guān)，可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。
考察飛機(jī)模擬無阻力作用下的斜拋運(yùn)動(dòng)。設(shè)開始試驗(yàn)時(shí)飛機(jī)的初速度的大小為v1，方向與水平方向成θ角，起始位置為A點(diǎn)，經(jīng)做拋物線運(yùn)動(dòng)在B點(diǎn)退出試驗(yàn)，如圖所示。以t表示試驗(yàn)經(jīng)歷的時(shí)間，在退出試驗(yàn)時(shí)的速率為v2，則有v2x=v1cosθ(1)
v2y=v1sinθ−gt(2)
而 (3)
由(1)、(2)、(3)式得 (4)
解(4)式得 (5)
由(5)式可知，當(dāng)進(jìn)入試驗(yàn)時(shí)飛機(jī)的速度v1和退出試驗(yàn)時(shí)飛機(jī)的速度v2確定以后，失重時(shí)間的長短可通過角θ調(diào)節(jié)。
(ii)當(dāng)θ=90°時(shí)失重時(shí)間最長，由(5)式可求得最長失重時(shí)間tax=150s(6)
當(dāng)θ=−90°時(shí)，失重時(shí)間最短，由(5)式可求得最短失重時(shí)間tin=50s(7)
失重時(shí)間的調(diào)節(jié)范圍在150s到50s之間。
評分標(biāo)準(zhǔn)：本題10分。第(i)小問6分。指明斜拋運(yùn)動(dòng)得1分，求得(5)式并指出失重時(shí)間的長短可通過角θ調(diào)節(jié)得5分。第(ii)小問4分。求得(6)式得2分，求得(7)式得2分。

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