1、2012-2013学年吉林省吉林一中高一 4月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 甲、乙两名溜冰运动员面对面各拉着弹簧秤的一端做匀速圆周运动，其中M 甲 80 kg、 M 乙 40 kg.两人相距 0.9 m，弹簧秤的示数为 9.2 N，下列判断中正确的是 ( ) A两人的线速度相同，约为 40 m/s B两人的角速度相同，为 6 rad/s C两人的运动半径相同，都是 0.45 m D两人的运动半径不同，甲的运动半径为 0.3 m，乙的运动半径为 0.6 m 答案： D 试题分析：弹簧秤对甲、乙两名运动员的拉力提供向心力， 根据牛顿第二定律得： 由于甲、乙两名运动员面对面拉着弹簧秤做圆周运
2、动的溜冰表演，所以已知 两人相距 0.9m， 所以两人的运动半径不同，甲为 0.3m，乙为 0.6m， 根据 得：两人的角速相同，约为 2rad/s 根据线速度 得甲的线速度是 0.6m/s，乙的线速度是 1.2m/s 故 A B C 错误， D正确 故选 D 考点：曲线运动；牛顿第二定律 点评：解本题关键要把圆周运动的知识和牛顿第二定律结合求解 天文学家根据天文观测宣布了下列研究成 果：银河系中可能存在一个大 “黑洞 ”，接近 “黑洞 ”的所有物质，即使速度等于光速也被 “黑洞 ”吸入，任何物体都无法离开 “黑洞 ”。距离 “黑洞 ”r=6.01012 m的星体以 v=2106 m/s的速度
3、绕其旋转，则 “黑洞 ”的质量为 _。引力常量 G=6.6710-11 N m2/kg2. 答案： .61035 试题分析：根据公式 可得 ,带入数据可得 考点：考查了万有引力定律的应用 点评：从动力学方程的三种表述中，可得到相应的天体质量的三种表达形式：三种表达式分别对应在已知环绕天体的线速度 v，角速度 ，周期 T时求解中心天体质量的方法上各式中 M表示中心天体质量， m表示环绕天体质量， r表示 两天体间距离， G表示万有引力常量利用以上方法只能求出中心天体的质量，而不能求出环绕天体的质量，因为环绕天体的质量同时出现在方程的两边，已被约 掉 设想把质量为 m的物体放到地球的中心，地球质量
4、为 M、半径为 R、则物体与地球间的万有引力是（ ） A零 B无穷大 C D无法确定 答案： A 试题分析：将地球分成无数块，每一块都对物体有引力作用，根据力的对称性，知最终引力的合力为 0，所以物体与地球 间的万有引力等于 0故 A正确， B、C、 D错误 故选 A 考点：万有引力定律及其应用 点评：解决本题的关键知道将地球分成无数块进行分析，不能直接根据公式，认为 R=0所以引力无穷大 如图所示，质量为 M的物体穿在离心机的水平光滑滑杆上， M用绳子与另一质量为 m的物体相连。当离心机以角速度 旋转时， M离转轴轴心的距离是r。当 增大到原来的 2 倍时，调整 M 离转轴的距离，使之达到新
5、的稳定状态，则： ( ) A M受到的向心力增大 B M的线速度减小到原来的 1/2 C M离转轴的距离是 r/2 D M离转轴的距离是 r/4 答案： BD 试题分析： M做匀速圆周运动的向心力由 m的重力提供， m的重力不变，所以M 的向心力不变，故 A 错；一开始有 ，当角速度增大为原来的 2 倍时，半径较小为 ，线速度 ，可知线速度减小为原来的一半， BD 正确； C 错； 故选 BD 考点：向心力；牛顿第二定律 点评：解决本题的关键知道再次稳定时， M做圆周运动的向心力不变，根据，得出 r的变化，以及根据 ，得出线速度的变化 同步卫星的加速度为 a1，地面附近卫星的加速度为 a2，地
6、球赤道上物体随地球自转的向心加速度为 a3，则（） A a1 a2 a3 B a3 a2 a1 C a2 a3 a1 D a2 a1 a3 答案： D 试题分析：研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式： ，其中 M为地球质量， r为轨道半径由于同步卫星的轨道半径大于地面附近卫星的轨道半径，所以 由于同步卫星的周期与地球赤道上物体随地球自转的周期相等，根据 ，由于同步卫星的轨道半径大于地球赤道上物体随地球自转的半径，所以 所以 故选 D 考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 点评：三者比较，我们可以先进行两者比较比较一个物理量，我们应该把这个物理
7、量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较 我国发射的地球同步卫星的质量为 m，如果地球半径为 R，自转角速度为，表面重力加速度为 g，关于同步卫星以下说法错误的是（ ） A受到地球引力为 B周期 T=24h C距地面的高度 D不能定点于北京上空 答案： A 试题分析：只有在地球表面，万有引力才近似等于 mg，故 A错误；同步卫星运行周期与地球自转周期相同故 B正确；相对于地球静止不动，所以只能发射到赤道上空，由 可求出 ； CD正确； 故选 A 考点：考查了地球同步卫星 点评：本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的
8、中心一定是地球的球心；同步卫星有四个 “定 ”：定轨道、定高度、定速度、定周期本题难度不大，属于基础题 长度为 L=0.5m的轻质细杆 OA， A端有一质量为 m=3.0kg的小球，如图所示，小球以 O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s， g取 10m/s2，则此时细杆 OA受到 （ ） A 6.0N 的拉力 B 6.0N 的压力 C 24N 的拉力 D 24N 的压力 答案： B 试题分析：因为小球做的是圆周运动，所以半径方向的合力就是向心力，大小应该为 ，小球在最高点时受重力 30N，竖直向下，要使得半径方向合力 24N，竖直向下，则说明杆对球是向上的支
9、持力，大小为 ,所以选择 B。当然，在不知道是拉力还是支持力的情况下也可以进行假设解题，比如该题可以假设小球在最高点受到杆的拉力为 F，则有 ，由此代入数据得 ，由此可知小球受杆的不是拉力而是支持力为 6N。 考点：向心力 点评：小球在杆的作用下做圆周运动，在最高点杆给球的作用是由小球的速度确定因从球不受杆作用时的速度角度突破，比较两者的速度大小，从而确定杆给球的作用 力同时应用了牛顿第二、三定律当然还可以假设杆给球的作用力，利用牛顿第二定律列式求解，当求出力是负值时，则说明假设的力与实际的力是方向相反 江中某轮渡站两岸的码头 A和 B正对，如图所示，水流速度恒定且小于船速 .若要使渡船直线往
10、返于两码头之间，则船在航行时应（ ） A往返时均使船垂直河岸航行 B往返时均使船头适当偏向上游一侧 C往返时均使船头适当 偏向下游一侧 D从 A码头驶往 B码头，应使船头适当偏向上游一侧，返回时应使船头适当偏向下游一侧 答案： B 试题分析：从 A到 B，合速度方向垂直于河岸，水流速水平向右，根据平行四边形定则，则船头的方向偏向上游一侧从 B到 A，合速度的方向仍然垂直于河岸，水流速水平向右，船头的方向仍然偏向上游一侧故 B正确， A、 C、 D错误 故选 B 考点：考查了小船渡河问题 点评：若要使渡船沿直线往返于两码头之间，则合速度的方向垂直于河岸，根据平行四边形定则确定船头的方向 2009
11、年 5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在 A点从圆形轨道 进入椭圆轨道 ， B为轨道 上的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的有 ( ) A在轨道 上经过 A的速度小于经过 B的速度 B在轨道 上经过 A的动能小于在轨道 上经过 A的动能 C在轨道 上运动的周期小于在轨道 上运动的周期 D在轨道 上经过 A的加速度小于在轨道 上经过 A的加速度 答案： D 试题分析：据开普勒定律，近地点的速度大于远地点的速度， A正确由 轨道变到 轨道要减速，所以 B正确根据开普勒定律， ， ，所以， C正确根据 得： ，又 ，所以 ， D错误 考点：人造卫星的加速度、周期和轨
12、道的关系 点评：解决本题的关键理解飞船的变轨问题，以及知道开普勒第三定律 如图所示，足够长的斜面上 A点，以水平速度 v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上所用的时间为 t1；若将此球改用 2v0抛出，落到斜面上所用时间为 t2，则 t1 : t2为（ ） A 1 : 1 B 1 : 2 C 1 : 3 D 1 : 4 答案： B 试题分析：根据平抛运动分运动特点，水平方向 x= v0t，竖直方向有， 为斜面的倾角，所以当初速度增大为原来的 2倍时时间也增大为原来的 2倍，故选 B 考点：考查了平抛运动 点评：解决本题的关键知道球做平抛运动落在斜面上，竖直方向上的位移和水平方向上的位移的
13、比值是定值，以及熟练掌握平抛运动的位移公式 英国新科学家（ New Scientist）杂志评选出了 2008年度世界 8项科学之最，在 XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径 约 45km，质量 和半径 的关系满足 （其中 为光速， 为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为 A B C D 答案： C 试题分析：处理本题要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解。黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为 m物体有：，又有 ，联立解得 ，带入数据得重力加速度的数量级
14、为 ， C项正确。 考点：万有引力定律及其应用 点评：处理本题要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解 如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过 O 点的水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中 a、 b分别表示小球轨道的最低点和最高点。则杆对球的作用力可能是（ ） a 处为拉力， b处为拉力 a 处为拉力， b处为推力 a 处为推力， b处为拉力 a 处为推力， b处推拉力 A B C D 答案： C 试题分析：小球做圆周运动，合力提供向心力； 在最高点受重力和杆的弹力，假设弹力向下，如图 根据牛顿第二定律得到， ； 当 ，为支持力，向上； 当 ，
15、为拉力，向下； 当 ，无弹力； 球经过最低点时，受重力和杆的弹力，如图 由于合力提供向心力，即合力向上，故杆只能为向上的拉力 故选 AB 考点：向心力；牛顿第二定律 点评：要注意杆与绳子的区别，杆可以是支持力，可以是拉力，而绳子只能为拉力！ 实验题 登上月球的宇航员利用频闪仪（频率为每秒 20次）给自由落体的小球所拍的闪光照片如图所示（图上所标数据为小球到达各位置时总的下落高度），则 （ 1）月球表面重力加速度为： m/s2(保留两位有效数字 ). （ 2）月球表面没有空气，因此做能量守恒实验具有更好的条件 .假设月球表面重力加速度为上述计算值 .小球的质量为 m，则小球从 O 点由静止开始下
16、落到 E处增加的动能的表达式为 （距离用 OA、 AB、 BC 等字母表示，频闪时间间隔为 T），从 O 点开始下落到 E点的过程中减少的势能表达式为 （月球表面重力加速度用 g月 表示），由照片上的数据可以计算并判断出小球下落过程中机械能 （填 “守恒 ”或 “不守恒 ”） . 答案：（ 1） 1.6 (2) EK= m ； EP=mg 月 OE；守恒 试题分析：（ 1）根据逐差法有，物体的加速度为： 其中代人数据解得 （ 2）根据匀变速直线运动规律，可知 E点速度为： ，则小球从 O 点由静止开始下落到 E处增加的动能的表达式为： ，减小的势能等于重力所做功，因此有： ，代人数据得：，重力
17、势能减小为：由此可知动能增量和重力势能减小量相等，因此机械能守恒 考点：验证机械能守恒定律 点评：本题借助新的背景考查了机械能守恒定律，实质是考查了匀变速直线运动规律的理解应用情况 在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸来记录轨迹，小方格的边长 L=1.25cm，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、 b、 c、 d所示，则小球平抛的初速度的计算公式为 V0= 用（ L、 g表示）其值是 m/s(g=10m/s2) 答案： 0.5m/s 试题分析：设相邻两点间的时间间隔为 T 竖直方向： ，得到 水平方向： 代入数据解得 v0=0.5m/s 考点：研究平抛物体的运动 点评：本题
18、是频闪照片问题，频闪照相每隔一定时间拍一次相，关键是抓住竖直方向自由落体运动的特点，由 求时间单位 （ 1）某同学想探究平抛物体的运动规律，他可通过描迹或拍照片等方法来探究。实验时，先在竖直放置的木板上固定坐标纸，让小球做平抛运动，描出小球的运动轨迹；再以竖直向下为 y轴方向，水平为 x轴建立直角坐标系，测出轨迹曲线上某一点的坐标（ x、 y），根据两个分运动的特点，利用公式 y= ，求出小球的飞行时间，再利用公式 x= ，求出小球的水平分速度，表达式为。 （ 2）下面做法中可以减小实验误差的是（ ） A使用密度大、体积小的钢球 B尽量减小钢球与斜槽间的摩擦 C让小球每次都从同一高度由静止开始
19、滚下 D使斜槽末端的切线保持水平 答案：（ 1） ； ； （ 2） ACD 试题分析：（ 1）平抛运动在竖直方向做自由落体运动，并且小球做平抛运动的时间取决于竖直高度，所以在竖直方向上利用 求出小球的飞行时间， 在水平方向上做匀速直线运动，所以根据 求出小球的水平分速度，表达式为 （ 2）使用密度大、体积小的钢球，这样可以减小小球受到的阻力，故 A正确； 该实验需要我们得到水平的初速度，所以有没有摩擦力，不影响实验，故 B错误； 为确保有相同的水平初速度，所以要求从同一位置无初速度释放，故 C正确 实验中必须保证小球做平抛运动，而平抛运动要求有水平初速度且只受重力作用，所以斜槽轨道必须要水平，
20、故 D正确； 考点：探究平抛物体的运动规律实验 点评：掌握如何让小球做平抛运动及平抛运动轨迹的描绘，明确该 实验成功的关键，同时培养学生利用平抛运动规律去分析与解决问题的能力 填空题 两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动现测得两星中心距离为 R，其运动周期为 T，则两星的总质量为 _ 答案： 试题分析：两球间的万有引力提供它们各自做圆周运动的向心力，两圆周运动的半径之和为两星中心间的距离 .设两星质量分别为 M1和 M2，都绕连线上点 O做周期为 T的圆周运动，星球 1和星球 2到点 O 的距离分别为 l1和 l2，由万有引力定律和牛顿第二定律
21、及几何条件可得： ， 联立解得： . 考点：双星系统 点评：处理双星问题必须注意两点：（ 1）、两颗星球运行的角速度、周期相等；（ 2）、轨道半径不等于引力距离（这一点务必理解）弄清每个表达式中各字母的含义，在示意图中相应位置标出相关量，可以最大限度减少错误 计算题 太阳的半径 和地球半径 之比是 110 1，太阳的平均密度和地球的平均密度之比是 1 4，地球表面的重力加速度 9.8m/s2，试求太阳表面的重力加速度。 答案： 269.5 m/s2 试题分析：在太阳表面有： ， 在地球表面有： 根据 ， 可得 联立可得 考点：考查了万有引力定律的应用 点评：虽然计算比较复杂，但是思路还是比较好
22、想的，故需要细心计算 如图所示，设 A、 B为地球赤道圆的一条直径的两端，利用地球同步卫星将一电磁波信号由 A传播到 B，至少需要几颗同步卫星？这几颗同步卫星间的最近距离是多少？用这几颗同步卫星把电磁波信号由 A传播到 B需要的时间是多少？（已知地球半径 R，地表面处的重力加速度 g，地球自转周期 T，不考虑大气层对电磁波的影响且电磁波在空气中的传播速度为 c） 答案： 试题分析：由图可明显地看出，为实现上述目的，至少需要两颗同步卫星，其位置在 且这两颗同步卫星的最近距离是 2R设同步卫星的轨道半径为 r，则有 又由在地表面处有 解得 由图可见，此时通过这两颗同步卫星由 A到 B传播电磁波信号经过的路程为 而根据勾股定理，有 故电磁波信号由 A传播到 B需要的时间为 。 考点：考查了电磁波的传播 点评：关键是知道为实现上述目的，至少需要两颗同步卫星，
