1、2012-2013学年安徽省阜阳一中高一（实验班）下学期中考试物理试卷与答案（带解析） 选择题 2012年 8月 31日，四川凉山州普降暴雨发生了洪涝灾害，当地武警支队积极组织抗洪抢险。如图所示，在一次抗洪救灾工作中，一架离水面高为 H，沿水平直线飞行的直升飞机 A，用悬索 (重力可忽略不计 )救护困在湖水中的伤员 B，在直升飞机 A和伤员 B以相同的水平速率匀速运动的同时，悬索将伤员吊起设经 t时间后， A、 B之间的距离为 ，且 H-2t2.则在这段时间内关于伤员B的受力情况和运动轨迹正确的是下列哪个图（ ） 答案： A 试题分析：伤员和飞机在水平方向上匀速飞行，所以水平方向上合力为零 根
2、据 ，故可得伤员在竖直方向上的位移， ，做初速度为零的匀加速直线运动，所以合力向上，即拉力大于重力，所以运动轨迹为曲线，因为合力方向总是指向轨迹的凹侧，所以 A正确 故选 A 考点：考查了曲线运动 点评：关键是根据表达式判断伤员在竖直方向上的运动，还需知道做曲线运动时合力方向总是指向轨迹的凹侧， 如图所示，在水平面内有一质量分布均匀的木杆可绕端点 O 在水平面上自由转动。一颗子弹以垂直于杆的水平速度 v0击中静止木杆上的 P点，并随木杆一起转动。已 知木杆质量为 M，长度为 L；子弹质量为 m，点 P到点 O 的距离为 x。忽略木杆与水平面间的摩擦。设子弹击中木杆后绕点 O 转动的角速度为。下
3、面给出 的四个表达式中只有一个是合理的。根据你的判断， 的合理表达式应为（ ） A B C D 答案： D 试题分析：由 可知角速度单位为 ，由动量守恒有 ，k为比例系数，所以 ，其中 不能确定。 由单位制可知该公式单位为 ，与角速度一样，且与 相似；正确 由单位制可知该公式单位为 m/s，与角速度不同；错误 该公式与 不相符；错误 故选 D 考点：单位制 点评：在进行计算或检查的过程中，如果发现所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致，那么该公式或计算结果肯定是错误的 以初速为 v0，射程为 s的平抛运动轨迹制成一光滑轨道。一物体由静止开始从轨道顶端滑下，当其到达轨道底部时，物体水平方
4、向速度大小为（ ） A B C D 答案： C 试题分析：设 是轨道的切线与水平方向的夹角，即为平抛运动末速度与水平方向的夹角， 是平抛运动位移方向与水平方法的夹角，根据平抛运动的结论有： ，又因 ，所以 ，由三角函数基本关系式得： ，则把 cos代入水平方向速度大小的关系式得： ，故选 C 考点：平抛运动；运动的合成和分解 点评：本题速度的分解是按轨道的切线分解，而轨道的切线方向即为平抛的速度方向，平抛的速度方向与水平方方向夹角 的正切等于位移方向与水平方向夹角 的正切的 2倍，学生容易错在直接用 tan计算 cos，把两个角混为一谈因此要注重应用数学解物理题 如图所示，质量为 M的方形物体
5、放在水平地面上，内有光滑圆形轨道，一质量为 m的小球在竖直平面内沿此圆形轨道做圆周运动，小球通过最高点 P时恰好不脱离轨道，则当小球通过与圆心等高的 A点时，地面 对方形物体的摩擦力大小和方向分别为 (小球运动时，方形物体始终静止不动 ) ( ) A 2mg，向左 B 2mg，向右 C 3mg，向左 D 3mg，向右 答案： C 试题分析：设轨道半径为 R小球通过最高点时，有 小球由最高点到 A点的过程，根据机械能守恒定律得 由 联立得 设小球在 A点时，轨道对小球的弹力为 F 则 所以根据力的平衡可得地面对方形物体的摩擦力大小为 3mg放行向左， 故选 C 考点：牛顿第二定律；向心力 点评：
6、向心力往往与机械能守恒定律、动能定理、平抛运动等知识综合，本题考查综合应用物理知识的能力 两个物体 A、 B的质量分别为 m1和 m2，并排静止在水平地面上，用同向水平拉力 F1、 F2分别作用于物体 A和 B上，分别作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止下来，两物体运动的速度 -时间图象分别如图中图线 a、 b所示，已知拉力 F1、 F2分别撤去后，物体做减速运动过程的速度 -时间图线彼此平行 (相关数据已在图中标出 )，由图中信息可以得出 ( ) A若 F1 F2，则 m1大于 m2 B若 m1 m2，则力 F1对物体 A所做的功比力 F2对物体 B所做的功多 C若 m1 m2，
7、则整个过程中摩擦力对 B物体做的功比对 A物体做的功多 D若 m1 m2，则整个过程中摩擦力对 A和 B物体做的功一样多 答案： D 试题分析：由斜率等于加速度知，撤除拉力后两物体的速度图象平行，故加速度大小相等， 求出 则 若 ，对于 则有 解得 对于 则有 解得 由图可知 ，则 ，故 A错误 若 ，则 ，根据动能定理，对 a有 ； 同理对 b有 因为 ，所以 ，故 BC 错误， D正确 故选 D 考点：动能定理的应用；匀变速直线运动的图像 点评：本题综合性很强，所以熟练掌握牛顿第二定律，动能定理，会根据 v-t图求解加速度，位移是能否成功解题的关键 地球同步卫星到地心的距离 r可由 求出
8、.已知式中 a的单位是 m，b的单位是 s， c的单位是 m/s2，则（ ） A 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 B 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 C 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 D a是地球半径， b是同步卫星绕地心运动的周期， c是地球表面处的向心加速度 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，那么我们可以用黄金代换：（
9、 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 如图所示，从地面上 A点发射一枚远程弹道导弹，假设导弹仅在地球引力作用下，沿 ACB椭圆轨道飞行击中地面目标 B， C为轨道的远地点，距地面高度为 h。已知地球半径为 R，地球质量为 M，引
10、力常量为 G，则下列结论正确的是（ ） A导弹在 C点的速度大于 B导弹在 C点的速度等于 C导弹在 C点的加速度等于 D导弹在 C点的加速度大于 答案： C 试题分析：设距地面高度为 h的圆轨道上卫星的速度为 v，则由牛顿第二定律得： ，得到 导弹在 C点只有加速才能进入卫星的轨道，所以导弹在 C点的速度小于 故 AB错误 由牛顿第二定律得： ，得导弹在 C点的加速度为故 D错误 C正确； 故选 C 考点：万有引力定律及其应用； 点评：本题运用牛顿第二定律、开普勒定律分析导弹与卫星运动问题比较 C在点的速度大小，可以结合卫星变轨知识来理解 汽车在平直的公路上以恒定功率启动，设阻力恒定，如图为
11、汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，下列说法中正确的是 ( ) 甲 乙 丙 丁 汽车的加速度 时间图象可用图乙描述 汽车的速度 时间图象可用图甲描述 汽车的加速度 时间图象可用图丁描述 汽车的速度 时间图象可用图丙描述 A B C D 答案： B 试题分析：汽车的加速度 ，因为 ，功率恒定，速度在增大，所以牵引力在减小，阻力恒定，所以加速度在减小，当 时，速度最大，加速度为零，因为刚开始速度小，加速度变化小，所以汽车的加速度 时间图象可用图丁描述， 正确 汽车做加速度减小的加速运动，当 时，速度最大，加速度为零， v-t图像的斜率表示加速度，所以汽车的速度 时间图象可 用图甲描述， 正
12、确 故选 B 考点：考查了机车启动 点评：汽车以恒定功率启动时，做加速度减小的加速运动，当 时，速度最大，加速度为零， 如图所示，某同学斜向上抛出一石块，空气阻力不计。下列关于石块在空中运动过程中的速率 v、加速度 a、水平方向的位移 x和重力的瞬时功率 P随时间 t变化的图象中，正确的是（ ）答案： C 试题分析：因为斜抛运动水平方向做匀速直线运动，所以在最高点小球的速度不会为零， A错误； 斜抛运动过程中只受重力作用，所以加速度恒定， B错误，水平方向做匀速直线运动，所以 ， C正确，重力的瞬时功率 ， D错误 故选 C 考点：考查了对斜抛运动的理解 点评：斜抛运动和平抛运动类似，在水平方
13、向上匀速直线运动，在竖直方向先做竖直上抛后做自由落体运动 如图所示， AB杆以恒定角速度 绕 A点在竖直平面内转动，并带动套在固定水平杆 OC上的小环 M运动， AO 间距离为 h。运动开始时 AB杆在竖直位置，则经过时间 t（小环仍套在 AB和 OC杆上）小环 M的速度大小为（ ） A B C h D htan(t) 答案： A 试题分析：设 t时刻时， AB杆与竖直方向夹角为 ，因为运动开始时 AB杆在竖直位置，所以 杆的运动有两 个效果，一个是 AB竖直向下运动，一个是水平向右运动，所以根据运动的合成可得水平速度 ，根据几何知识可得 带入可得 ， 故选 A 考点：考查了运动的合成与分解
14、点评：关键是知道杆 AB转动的速度的两个分运动，难度较大，此题同时也体现了数物结合的思想 实验题 如图 a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置，每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放，并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角 ，获得不同的射程 x，最后作出了如图 b所示的 x-tan图象， g=10m/s2。则：由图 b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度 v0= 。实验中 发现 超过 60后，小球将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为 。答案： m/s 试题分析：根据平抛运动规律有，竖直方向： 水平方向： 联立 得： 由图可得： 解得： ； 当斜面倾角 时，设斜面长度为 L，有： 水平方向： 由 得：
15、 ，解得： m 考点：研究平抛物体的运动 点评：（ 1）解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，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（ 2）图象法在物理学中应用较为广泛，一定要掌握图象的分析方法 用如图所示的实验装置做 “研究平抛物体的运动 ”实验。对于实验的操作要求，下列说法正确的是 （ ） A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下 B斜槽轨道必须光滑 C斜槽轨道末端可以不水平 D要使描出的轨迹更好地反映真实运动，记录的点应适当多一些 答案： AD 试题分析：为了能画出平抛运动轨迹，首先保证小球做的是平抛运动，所以斜槽轨道不一定要光滑，但必须是水平的同时要让小球总是从
16、同一位置释放，这样才能找到同一运动轨迹上的几个点，然后将这几个点平滑连接起来，故 BC错误， AD正确 故选 AD 考点：研究平抛物体的运动 点评：明确实验原理即可知道所需要器材；在实验中如何实现让小球做平抛运动是关键，同时让学生知道描点法作图线方法：由实验数据得来的点，进行平滑连接起来 填空题 如图所示，小球 A用不可伸长的细绳悬于 O 点，在 O 点的正下方有一固定的钉子 B， OB=d，初始时小球 A与 O 同水平面无初速度释放，绳长为 L，为使小球能绕 B点做完整的圆周运动，则 d的取值范围是 。 答案： 试题分析：球能绕 B点做圆周运动，在 D点根据向心力公式有： 当 时，速度取最小
17、值；所以 对小球从最高点运动到 D点的过程中运用动能定理得：解得： 所以 ，解得： 由题意得所以有： 考点：向心力；牛顿第二定律 点评：关键是把握为使球能绕 B点做圆周运动，在 D点的速度 ，根据动能定理列式即可求解 自行车转弯可近似成自行车绕某个定点 O（图中未画出）做圆周运动，如图所示为自行车转弯的俯视图，自行车前后轮接触地面的位置 A、 B相距 L，虚线表示两点转弯的轨迹， OB距离 。则前轮与车身夹角 = ；若 B点速度大小 v1=2m/s，则 A点的速度大小 v2= _m/s。 答案： 30 2.31或 试题分析：过 A和 B分别作车轮的垂线，两线的交点即为 O 点。由图中几何关系可
18、得 OB垂直 AB，所以根据几何知识可得 ，所以 ，即前轮与车身夹角 =30。由 可得 A 点的速度 。 考点：考查了运动合成与分解 点评：关键是找出 O 点位置，根据几何知识与矢量的合成分析解题， 计算题 科技馆中，有一个模拟万有引力的装置。在如图 1所示的类似锥形漏斗固定的容器中，有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动，其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图 2为示意图，图 3为其模拟的太阳系运行图。图 2中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。 （ 1）在图 3中，设行星 A1和 B1离太阳距离分别为 r1和 r2，求 A1和 B1运行速度大小之比。 （ 2）在图
19、 2中，若质量为 m的 A球速度大小为 v，在距离中心轴为 x1的轨道面上旋转，由于受到微小的摩擦阻力， A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为 x2的轨道面时，两轨道面之间的高度差为 H。求此过程中 A球克服摩擦阻力所做的功。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）设 A1和 B2的质量分别为 m1和 m2， 根据万有引力定律和牛顿运动定律： ） 3分 由 得 1分 （ 2)设小球距离中心轴 x2的轨道面速度为 v,由于小球模拟行星运动，则有： 1分 由动能定理： ， 2分 解得： 1分 考点：考查了万有引力定律，动能定理的应用 点评：解决本题的关键掌握万有引力公式
20、，以及会通过动能定理求解复杂过程中功能的变化 2011年 7月 11日 23时 41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将 “天链一号 02星 ”送入太空 .火箭飞行约 26分钟后，西安卫星测控中心传来的数据表明，星箭分离，卫星成功进入地球同步转移轨道 .“天链一号02星 ”是我国第 二颗地球同步轨道数据中继卫星，又称跟踪和数据中继卫星，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制 .中继卫星被誉为“卫星的卫星 ”，是航天器太空运行的数据 “中转站 ”，用于转发地球基站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继航天器发回地面的信息的地球静止通信卫星 . (1)已知地球半径 R
21、=6400km，地球表面的重力加速度 g=10m/s2，地球自转周期T =24 h， ，请你估算 “天链一号 02星 ”的轨道半径为多少？（结果保留一位有效数字） (2)某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波信号，需要位于赤道地面基站正上方的 “天链一号 02星 ”把该信号转发到同轨道的一个航天器，如果航天器与“天链一号 02 星 ” 处于同轨道最远可通信距离的情况下，航天器接收到赤道地面基站的无线电波信号的时间是多少？已知地球半径为 R，地球同步卫星轨道半径为 r，无线电波的传播速度为光速 c. 答案：（ 1） r=4107m（ 2） 试题分析：从题目信息中可知：（ 1） “天链一号 02星
22、 ”是地球的同步卫星，处于同步卫星的轨道。它的周期与地球自转周期相等。 (2分 ) (1分 ) (1分 ) r=4107m (1分 ) (2)“天链一号 02星 ”与同轨道的航天器的运行轨道都是同步卫星轨道，所以 “天链一号 02星 ”与同轨道的航天器绕地球运转的半径为 r “天链一号 02星 ”与航天器之间的最远时的示意图如图所示。 由几何知识可知： “天链一号 02星 ”与航天器之间的最远距离 (1分 ) 无线电波从发射到被航天器接收需要分两步。首先 赤道地面基站发射的信号被 中继卫星接收 (1分 ) 然后中继卫星再把信号传递到同轨道的航天器 (1分 ) 所以共用时： (2分 ) 考点：万
23、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：万有引力提供圆周运动的向心力、万有引力和表面的重力大小相等，能根据题设条件列方程求解，信号传输的时间需要正确的画出信号传输的示意图，根据几何关系求出传输距离，然后求得时间 如图所示，半径 R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴 OO匀速转动，在圆心O 正上方 h=0.8m高处固定一水平轨道，与转轴交于 O点。一质量 m=1kg的小车（可视为质点）可沿轨道运动，现对其施加一水平拉力 F=4N，使其从 O左侧 2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到 O点时，从小车上自由释放一小球， 此时圆盘的半径 OA正好与轨道平行，且 A点在
24、O 的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数 =0.2， g取 10m/s2。 （ 1）若小球刚好落到 A点，求小车运动到 O点的速度大小； （ 2）为使小球刚好落在 A点，圆盘转动的角速度应为多大？ （ 3）为使小球能落到圆盘上，小车在水平拉力 F作用时运动的距离范围应为多大？ 答案：（ 1） 1m/s（ 2） （ 3） 1m1.125m 试题分析：（ 1）小球下落时间 （ 3分） （ 2）小球下落过程中圆盘应恰好转过 n圈（ n =1,2,3 ） ）（ 3分） （ 3）小车运动到 O点时的速度范围在 01m/s之间，小车在拉力作用和撤去拉力情况下的加速度分别为 ， （ 1分） ， （ 1分） 当
25、v0=0时， F作用的距离为 1m 当 v0=1m/s时，设 F撤去时小车的速度为 vt， ，（ 2分） 解得： ，则 F作用的距离 （ 1分） 因此 F作用的距离范围为 1m1.125m （ 1分） 考点：动能定理的应用；平抛运动；线速度、角速度和周期、转速 点评：解决本题的关键知道物块整个过程的运动：匀加速直线运动、匀减速直线运动和平抛运动，知道三个过程的运动时间与圆盘转动的时间相等以及熟练运用运动学 公式 一项人体飞镖项目，简化模型如图所示。某次运动中，手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下，在 A处被其父亲沿垂直细绳方向推出，摆至最低处 B时小孩松手，飞镖依靠惯性飞出击中竖直放置的
26、圆形靶最低点 D点，圆形靶的最高点 C与 B在同一高度， C、 O、 D在一条直径上， A、 B、 C三处在同一竖直平面内，且 BC 与圆形靶平面垂直。已知飞镖质量 m=1kg， BC 距离s=8m，靶的半径 R=2m， AB高度差 h=0.8m， g取 10m/s2。不计空气阻力，小孩和飞镖均可视为质点。 （ 1）求孩子在 A处被推出时初速度 v0的大小； （ 2）若小孩摆至最低处 B点时沿 BC 方向用力推出飞镖，飞镖刚好能击中靶心，求在 B处小孩对飞镖做的功 W; （ 3）在第 (2)小题中，如果飞镖脱手时沿 BC 方向速度不变，但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于 BC 的水平
27、速度 v，要让飞镖能够击中圆形靶，求 v的取值范围。 答案：（ 1） v0=8m/s（ 2） W=80J（ 3） 试题分析：（ 1）设飞镖从 B平抛运动到 D 的时间为 t1，从 B点抛出的初速度为 v1,小孩和飞镖的总质量为 M，则有 ， 2分 由动能定理：2分 解得： 代入数据得 v0=8m/s 1分 (2)设推出飞镖从 B平抛运动到 D 的时间为 t2，从 B点抛出的初速度为 v2，则有 2分 2分 代入数据得 W=80J 1分 （ 3）因 BC 方向的速度不变，则从 B到靶的时间 t2不变 ,竖直方向的位移也仍为R，则靶上的击中点一定是与靶心 O 在同一高度上，则垂直于 BC 的水平位移一定小于等于 R，因此有 ，两式结合得： ,代入数据得 考点：考查了平抛运动 点评：在分析平抛运动时，需要将其分为水平匀速运动和竖直自由落体运动，两运动具有等时性
