1、2012-2013学年安徽省阜阳一中高一下学期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 对相对论和经典力学的认识 ,下列说法正确的是 ( ) A相对论仅揭示了物体在高速、宏观运动时所遵循的规律 B相对论具有普遍性，经典力学仅是它在低速、宏观、弱引力时的特例 C相对论与经典力学是相互否定的 D经典力学建立在试验的基础上，其原理受到无数次的检验，因此它在任何情况下都适用 答案： B 试题分析：相对论还解释了高速，微观运动规律， A错误 , 相对论具有普遍性，经典力学仅是它在低速、宏观、弱引力时的特例， B正确；相对论和经典力学涉及的范围不同，不能说相互否定， C 错误；经典力学只适用于宏观低速运动，
2、D错误 故选 B 考点：考查了对相对论和经典力学的理解 点评：两者不矛盾，相对论适用于高速运动，经典力学适用于宏观低速运动 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道 3(如图 )。则卫星分别在 1、 2、 3轨道上运行时，以下说法正确的是（ ） A卫星在轨道 3上的速率大于在轨道 1上的速率 B卫星在轨道 1上的速率小于在轨道 2上经过 Q 点时的速率 C卫星在轨道 1上具有的加速度小于它在轨道 2上经过 Q 点时的加速度 D卫星在轨道 3上的加速度大于它在轨道 2上经过 P点时的加速度 答案： B 试题分析：由公
3、式 得 ，半径越大，速度越小，所以轨道3上的速率小于轨道 1上的速率， A错误；从轨道 1在 Q 点进入轨道 2需要加速，所以 B正确；根据公式 得 ，半径相同，加速度相同，CD错误； 故选 B 考点：考查了同步卫星问题 点评：在天体运动这一块，公式较多，形式复杂，关键是灵活掌握公式，根据题中的信息选择合适有效的公式计算 在太阳系中有一颗行星的半径为 R，若在该星球表面以 初速度 v0竖直上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为 H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计 .则根据这些条件，不可以求出的物理量是（ ） A该行星表面的重力加速度 B该星球的第一宇宙速度 C该行星
4、附近运行的卫星的最小周期 D该行星的自转周期 答案： D 试题分析：由 ，得 ，故可求出表面的重力加速度， A不符合题意； 星球的第一宇宙速度就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的线速度，所以星球的第一宇宙速度就是 ， B不符合题意 行星附近运行的卫星的最小周期就是在该星球表面附近绕该星球做匀速圆周运动的周期，所以最小周期是 ，故 C不符合题意 行星的自转周期与行星的本身有关，根据题意无法求出， D符合题意 故选 D 考点：万有引力定律及其应用 点评：解决本题得关键掌握万有引力提供向心力重力加速度 g是联系星球表面的物体运动和天体运动的桥梁 地球同步卫星到地心的距离 r可由 r3= 求出
5、 .已知式中 a的单位是 m,b的单位是 s,c的单位是 m/s2，则下列描述正确的是（ ） .a是地球半径， b是地球自转的周期， c是地球表面处的重力加速度 .a是地球半径， b是同步卫星绕地心运动的周期， c是同步卫星的加速度 .a是赤道周长， b是地球自转的周期， c是同步卫星的加速度 .a是地球半径， b是同步卫星绕地心运动的周期， c是地球表面处的重力加速度 A B C D 答案： A 试题分析：物体在万有引力作用下做匀速圆周运动，其所需的向心力由万有引力提供，即： 因为地球同步卫星到地心的距离 r中包含 ，所以此题用的公式应是 整理得到： 此表达式和题目所给的表达式还有不同之处，
6、那么我们可以用黄金代换：（ R是地球半径）代入 得到： 结合题目所给单位， a的单位是米，则 a对应地球半径 R， b的单位是秒，则 b对应同步卫星的周期 T，也是地球自转周期 T， c的单位米每二次方秒，则 c对应重力加速度 g 故： 正确， 错误 故选 A 考点：同步卫星；万有引力定律及其应用 点评：同步卫星的五个 “一定 ”（ 1）轨道平面一定（ 2）周期一定（ 3）角速度一定（ 4）高度一定（ 5）速度一定通过以上五个方面加深对同步卫星的理解 理论和实践证明，开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动，而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。下面对于开普勒第三定律的公式，下列 说法正
7、确的是（ ） A公式只适用于轨道是椭圆的运动 B式中的 K 值，对太阳 -行星系统和地球 -月球系统是相等的 C式中的 K 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关 D若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离 答案： C 试题分析：开普勒定律适用于一切天体运动规律， A错误； K 值和中心天体的质量有关，与环绕天体无关， B错误， C正确；月球绕地球运动，地球绕太阳运动，不是同一个中心天体，所以不能使用开普勒第三定律， D错误 故选 C 考点：考查了对开普勒第三定律的理解 点评：当绕行中心天体相同时，开普勒第三定律才适用， 北斗导航系统又被称为 “双星定
8、位系统 ”，具有导航、定位等功能。计划 “北斗 ”系统最终将有 5颗静止轨道卫星和 30颗非静止轨道卫星组成。这些卫星均绕地心 O 做匀速圆周运动。某时刻两颗正在同时提供服务的非静止轨道卫星分别位于轨道上的 A、 B两位置（如图所示）若卫星均顺时针运行，轨道半径为 ，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R，不计卫星间的相互作用力则以下判断中错误的是（ ) A这两颗卫星的加速度大小相等，均为 B卫星 1由位置 A运动到位置 B所需的时间为 C卫星 1由位置 A运动到位置 B的过程中万有引力做功为零 D卫星 1向后喷气就一定能追上卫星 2 答案： D 试题分析：根据万有引力提供向心力： ：解
9、得： ；而 由 解得卫星的加速度： ，故 A正确 根据万有引力提供向心力 ，所以卫星 1由位置 A运动到位置 B所需的时间 ，故 B正确 卫星在运动的过程中万有引力与速度方向垂直，不做功，故 C正确 卫星 1加速后万有引力不够提供向心力，做离心运动，会离开原来的圆轨道，D错误 让选错误的故选 D 考点：万有引力定律及其应用； 点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向 心力 ，以及黄金代换式，把要求解的物理量先表示出来即可 为训练宇航员习惯失重，需要创造失重环境 .在地球表面附近，可以在飞行器的座舱内短时间地完成失重 .设某一飞机可作多种模拟飞行，令飞机于速率500m/s时进入试验状态，而速率为
10、1000m/s时退出试验，则可以实现试验目的且有效训练时间最长的飞行是 ( ) A飞机在水平面内做变速圆周运动，速度由 500m/s增加到 1000m/s B飞机在坚直面内沿圆孤俯冲，速度由 500m/s增加到 1000m/s( 在最低点 ) C飞机以 500m/s作竖直上抛运动（关闭 发动机） ,当它竖直下落速度增加到1000m/s时，开动发动机退出实验状态 D飞机以 500m/s沿某一方向作斜抛或平抛运动（关闭发动机） ,当速度达到1000m/s时开动发动机退出实验状态 答案： C 试题分析：当飞机作加速度的大小为重力加速度 g，加速度的方向竖直向下的运动时，座舱内的试验者便处于完全失重状
11、态这种运动可以是飞机模拟无阻力下的自由落体运动 或竖直上抛运动，也可以是斜抛运动当进入试验的速率和退出试验的速率确定后，飞机模拟前两种运动时，失重时间的长短都是一定的、不可选择的当飞机模拟无阻力作用 下的斜抛运动时，失重时间的长短与抛射角有关，可在一定范围内进行选择当最自由落体运动或者竖直上抛时，时间最长，所以选 C 考点：超重和失重 点评：本题关键是分析清楚飞机的运动情况，要创造一种失重的环境就得只受重力，清楚我们学过的只受重力的几种运动， 如图所示，方框表示绕地球做匀速圆周运动的航天站中的一个实验室，质量为 m、受地球的吸引力为 G的物体 A放在 P平面上，引力 G的方向与 P平面垂直。设
12、物体 A与 P平面的动摩擦因数为 ，现在 A物体上加一个沿 P平面方向的力 F，则以下结论不正确的是（ ） A实验室观察到 A物体的加速度为 B实验室观察到 A物体的加速度为 C A物体绕地球做圆周运动的向心加速度为 D A物体的加速度大小为 答案： B 试题分析：因为航天站收到的引力全部充当向心力了，所以处于完全失重状态，即 A与 P 之间没有压力，故 A不会受到 P给的摩擦力，所以加速度为 ，A正确， B错误，重力完全充当向心力，所以 即 ， C正确； A运动的加速度分为两个方向向心加速度和水平加速度，故 A物体的加速度大小为， D正确 故选 B 考点：考查了完全失重和运动的合成 点评：关
13、键是知道处于完全失重状态下， A对 P 没 有压力，此点是突破口 如图所示，质量为 m的物体 A静止于倾角为 的斜面体 B上，斜面体 B的质量为 M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力 F，使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为 s，则在此运动过程中斜面体 B对物体 A所做的功为： A B Mgscot C 0 D mgssin2答案： C 试题分析：物体受到重力、斜面体对物体的作用力，物体做匀速运动，合力为零，合力做功也为零，而重力对不做功，则斜面体对物体所做的功为 0 故选 D 考点：动能定理的应用 点评：本题中斜面体对物体所做的功是斜面对物体的支持力和摩擦力所做的总功，也可根据
14、动能定理求解 如图，红蜡块可以在竖直玻璃管内的水中匀速上升， 若在红蜡块从 A点开始匀速上升的同时，玻璃管从 AB位置水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块的实际运动轨 迹可能是图中的 （ ） A直线 P B曲线 Q C曲线 R D三条轨迹都有可能 答案： B 试题分析：当合速度的方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向蜡块的合速度方向竖直向上， 合加速度方向水平向右，不在同一直线上，轨迹的凹向要大致指向合力的方向，知 B正确， A、 C、 D错误 故选 B 考点：运动的合成和分解 点评：解决本题的关键知道当合速度的
15、方向与合力（合加速度）的方向不在同一条直线上，物体将做曲线运动，且轨迹夹在速度与合力方向之间，轨迹的凹向大致指向合力的方向 实验题 物体做平抛运动的规律可以概括为两点： （ 1）水平方向做匀速直线运动； （ 2）竖直方向做自由落体运动。 为了研究物体的平抛运动，可做下面的实验：如图所示，用小锤打击弹性金属片， A球水平飞出；同时 B球被松开，做自由落体运动。两球同时落到地面。把整个装置放在不同高度，重新做此实验，结果两小球总是同时落地。则这个实验（ ） A只能说明上述规律中的第（ 1）条 B只能说明上述规律中的第（ 2）条 C不能说明上述规律中的任何一条 D能同时说明上述两条规律 答案： B
16、试题分析：在打击金属片时，两小球同时做平抛运动与自由落体运动，结果同时落地，则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动，故 ACD错误， B正确 故选 B 考点：研究平抛物体的运动 点评：本题属于简单基础题目，实验虽然简单，但是很直观的验证了 平抛运动在竖直方向上的运动规律 在 “研究平抛物体的运动 ”的实验中记录的一段轨迹。已知物体是从原点 O水平抛出，经测量 C点的坐标为 (60， 45)。该物体运动的轨迹为一抛物线，其轨迹方程为 。 g取 10m s2 答案： 试题分析：取 OC过程，根据竖直方向上 得： 则小球平抛运动的初速度 竖直方向上 ，水平方向的位移 ；所以轨迹方程为 考点：研究平抛物
17、体的运动 点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动 填空题 某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点 a到太阳 距离为 r，远 日点 c到太阳的距离为 R若行星经过近日点时的速率为 va，则该行星经过远日点时的速率 vc为 _ 答案： rva/R 试题分析：取极短时间 t，根据开普勒第二定律得 得到考点：考查对开普勒第二定律的理解和应用能力 点评：根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，取极短时间 t，根据 “面积 ”相等列方程得出远日点时与近日点时的速度比值求解 黑洞是一种密度极大的星球 .从黑洞出发的光子，在黑洞引力的作用
18、下，都将被黑洞吸引回去，使光子不能到达地球，地球上观察不到这种星体，因此把这种星球称为黑洞，假设有一光子恰好沿黑洞表面做周期为 T的匀速圆周运动， .则此黑洞的平均密度 =_(万有引力常量为 G)答案： =3/GT2 试题分析：子沿着黑洞表面做匀速圆周运动，受到的黑洞的万有引力提供向心力，由万有引力定律得： 又有黑洞的体积公式： ，密度公式： ，联立以上三式解得黑洞的平均密度： 考点：万有引力定律及其应用； 点评：此题解答要明确万有引力提供向心力， 由万有引力定律列出等式，再结合球体的体积公式、密度公式联立求解，同时，加强公式间的化简 某个质量为 m的物体从静止开始下落的过程中 ,除重力外还受
19、到水平方向的大小方向都不变的力 F的作用，则物体做 _运动 (要求回答完整准确 )；若以开始下落的位置为坐标原点， F方向为沿 x轴正方向，向上方向为 y轴正方向，则表示运动轨迹的方程是 _ 答案：初速为零的匀加速 y=-(mg/F)x 试题分析：物体受到水平方向和竖直方向上的力的大小都不变，所以合力恒定，因为物体是由静止下 落的，所以做初速度为零的匀加速运动， 水平方向上有 ，竖直方向上有 ，两者联立消去 t可得y=-(mg/F)x 考点：考查了运动的合成 点评：合力恒定，初速度为零，所以做匀加速直线运动， 计算题 飞机在 2 km的高空以 100m/s的速度水平匀速飞行 ,相隔 1 ,先后
20、从飞机上掉下 A、 B两物体 ,不计空气阻力 ,求两物体在空中的最大距离是多少 （ g 10 m/s2） 答案： 试题分析：对 A物体有 : 对 B物体有 : 随的增大两物体距离增大 ,而物体 A在空中飞行的最长时间为 : 考点：考查了自由落体运动规律 点评：当 A落地时，两者之间的距离最大， 在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是 108km/h。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的 0.6倍。 （ 1）如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？ （ 2）如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安
21、全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？（取 g=10m/s2） 答案：（ 1） r150m（ 2） R90m 试题分析：（ 1）当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的 半径最小，有 Fm=0.6mg （ 2分） 由速度 v=30m/s，得弯道半径 r150m；（ 2分） （ 2）汽车过拱桥，到达最高点时，根据向心力公式有： mg-FN= （ 2分） 为了保证安全，车对路面间的弹力 FN必须大于等于零。有 mg （ 2分）则R90m。 考点：考查了圆周运动实例分析 点评：在分析圆周运动时，一定要通过受力分析判断向心力来源，本题的关键是把握临界状态，即当静摩擦力达到最大值时，由向心
22、力公式可知这时的半径最小 我国 “神舟 ”九号宇宙飞船已经发射成功，当时在飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅 卫星运行轨迹图，如图所示，它记录了 “神舟 ”六号飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹 、 、 、 ，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹 通过赤道时的经度为西经 157.5，绕行一圈后轨迹 再次经过赤道时经度为 180 ），若地球半径为 R=6400km，地球表面处的重力加速度 g=10m/s2，从图中的信息计算 “神舟 ”九号宇宙飞船的 （ 1）运行周期 （ 2）飞船离地面的高度 答案：分钟 3.4310
23、5 m 试题分析：（ 1）飞船每 运行一周，地球自转角度为 180-157.5= 22.5 则神舟飞船运行的周期 T为 = 90分钟 （ 2）由万有引力提供向心力，即 在地球表面处 mg =GMm/ R2 可求得飞船的轨道半径： 飞船离地面的高度 =3.43105 m 考点：考查了人造卫星运动 点评：在天体运动这一块，公式较多，形式复杂，关键是灵活掌握公式，根据题中的信息选择合适有效的公式计算 某课外小组经长期观测，发现靠近某行星周围有众多卫星，且相对均匀地分布于行星周围，假设所有卫星绕该行星的运动都是匀速圆周运动，通过天文观测，测得离行星最近的一颗卫星的运动半径为 R1，周期为 T1，已知万
24、有引力常为 G。求： 行星的质量； 若行星的半径为 R，行星的第一宇宙速度； 通过天文观测，发现离行星很远处还有一颗卫星，其运动半径为 R2，周期为T2，试估算靠近行星周围众多卫星的总质量 (提示 :研究很远的卫星可把其他卫星和行星整体作为中心天体 )。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析： 由： 得 该行星质量 由 得第一宇宙速度 : 因为行星周围的卫星均匀分布，研究很远的卫星可把其他卫星和行星整体作为中心天体，由 得行星和其它卫星的总质量 所以靠近该行星周围的众多卫星总质量 考点：考查了万有引力定律的应用 点评：在天体运动这一块，公式较多，形式复杂，关键是灵活掌握公式，根据题中的信息选择合适有效的公式计算
