1、2012-2013学年河南省信阳高级中学高一下学期四校联考物理试卷与答案（带解析） 选择题 某质点在恒力作用下在水平面内从 A点沿图中曲线（虚线）运动到 B点，到达 B 点时，质点受到的恒力大小不变，但方向在水平面内逆时针旋转了 ，则它从 B点开始的运动轨迹可能是图中的虚线（箭头表示速度方向）（ ） A B C D 答案： C 试题分析：从 A点沿曲线运动到 B点，曲线是向下弯曲的，由合力应该指向圆心的一侧，可知恒力 F的方向应该是斜向右下方的，改变方向后应该指向右向上的，故 C正确， 考点：物体做曲线运动的条件 点评：本题主要是考查学生对曲线运动的理解，根据向心力和物体做曲线运动轨迹的弯曲方
2、向间的关系，来判断物体的运动轨迹 1772年，法籍意大利数学家拉格朗日推断出：两个质量相差悬殊的天体 (如太阳和地球 )所在同一平面上有 5个点，如图中的 、 、 、 、 ，人们称为拉格朗日点，由于这五个点特殊性，已经成为各个航天大国深空探测所争夺的地方。 2012年 8月 25日 23时 27分，经过 77天的飞行， “嫦娥二号 ”在世界上首次实现从月球轨道出发，受控准确进入距离地球约 150万公里远的太阳与地球引力平 衡点拉格朗日 点的环绕轨道。拉格朗日 点位于太阳和地球连线的延长线上， “嫦娥二号 ”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，下列说法正确的是 A “嫦
3、娥二号 ”绕太阳运动周期和地球绕太阳运动周期相等 B “嫦娥二号 ”在该点处于平衡状态 C “嫦娥二号 ”所需向心力不可能仅由太阳的引力提供 D “嫦娥二号 ”的绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度 答案： ACD 试题分析： “嫦娥二号 ”位于该点，与地球同步绕太阳做圆周运动，所以 “嫦娥二号 ”绕太阳运动周期和地球绕太阳运动周期相等， A正确，因为是做圆周运动，所以必须有向心力，故 B错误， “嫦娥二号 ”受到太阳和地球的引力，所以其向心力是由这两个引力的合力充当， C正确； 根据公式 可得 ，周期相同，半径越大，向心加速度越大，故 D正确， 故选 ACD 考点：考查了天体
4、运动规律 点评：本题的关键是把握 “嫦娥二号 ”位于该点，与地球同步绕太阳做圆周运动，作为突破口 如图所示，半径为 R，内径很小的光滑半圆细管竖直放置，一质量为 的小球 A以某一速度从下端管口进入，并以速度 通过最高点 时与管壁之间的弹力大小为 ，另一质量也为 小球 B以某一速度从下端管口进入，并以速度 通过最高点 时与管壁之间的弹力大小为 ,且 ， 。当 、 两球落地时，落地点与下端管口之间的水平距离 、 之比可能为（ ） A B C D 答案： CD 试题分析：若 A 球通过最高点时，对细管是向下的压力，则 B也是向下的压力，则根据牛顿第二定律可得， ,解得： ,解得 不符合题意 故对 A
5、只能有： 解得： ， 对 B 有： ,解得 或者 解得通过 C点后，小球做平抛运动，所以水平位移 ，因为距离地面的高度相同，所以落地时间相同，故可得 或者 故选 CD 考点：考查了平抛运动 点评：做本题的关键是知道小球在 C点的向心力来源，可根据 判断 一个物体以某一速度水平抛出，已知经过时间 落地， 时刻的速率是 ，重力加速度为 ，则下列说法正确的是（ ） A物体在时间 内的位移大小一定是 B物体在时间 内的位移大小一定不是 C物体在 时刻竖直方向的速度大小一定是 D物体平抛运动的初速度大小为 答案： ACD 试题分析：因为平抛运动是匀变速运动，所以中点时刻速度等于全程平均速度，故 t时刻的
6、位移一定是 ， A正确， B错误，在竖直方向上做自由落体运动，所以物体在 时刻竖直方向的速度大小为 ， C正确， t时刻速度为 v，根据 ， ，解得 ， D正确， 故选 ACD 考点：考查了平抛运动 点评：关键是知道在平抛运动的两个分运动，在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动， 发射月球探测器存在发射 “窗口 ”，所谓 “窗口 ”既是探测器进入奔月轨道（图中的轨道 4）的时刻。为避免错过发射 “窗口 ”，我国的 “嫦娥一号 ”月球探测卫星是在 发射 “窗口 ”之前几天发射的。 “嫦娥一号 ”月球探测卫星先由长征系列某型号火箭送入图中的近地圆轨道 1，在轨道 1上运行适当时间，
7、然后在卫星自带发动机作用下在图中 P点变轨进入停泊轨道 2，在停泊轨道 2上运行两圈后，再在 P变轨进入停泊轨道 3，在轨道 3上又运行两圈刚好赶上发射 “窗口 ”，再一次在 P点变轨进入奔月轨道 4。根据以上信息结合所学知识判断下列说法正确的是 A若 “嫦娥一号 ”卫星在轨道 1、 2、 3上运行通过 P点时的加速度分别为 、 ，则 。 B若 “嫦娥一号 ”卫星在轨道 1、 2、 3上运行周期分别为 、 、 ，则有C “嫦娥一号 ”在 P点进入奔月轨道的速度一定大于 D “嫦娥一号 ”在 P点进入奔月轨道的速度一定小于 答案： BC 试题分析：若 “嫦娥一号 ”卫星在轨道 1、 2、 3上运
8、行通过 P点时的加速度分别为 、 、 ，根据 可得 ， A错误， 若 “嫦娥一号 ”卫星在轨道 1、 2、 3上运行周期分别为 、 、 ，根据公式可得 ， B正确，当速度大于第二宇宙速度能逃离地球，故 C正确， D错误 故选 BC 考点：考查了人造卫星问题 点评：本题的关键是灵活掌握公式，对公式进行变形， 已知地球同步卫星离地心的距离为 ，运行速率为 ，加速度大小为 ；静止在地球赤道上的物体随地球自传的向心加速度大小为 ，速率为 ；近地卫星的加速度大小为 ，第一宇宙速度为 ，地球半径为 ，则下列关系式正确的是（ ） A B C D 答案： D 试题分析：设地球质量为 M，同步卫星质量为 m，地
9、球自转的角速度为 ,则对同步卫星有： ， 地球上赤道上的物体： ,所以 ,B错误， 对于近地卫星有 ，对同步卫星有： ，所以 ， D 正确； 对同步卫星有： ，对地球赤道上的物体有： ,根据可得 AC 错误，故选 D 考点：万有引力定律及其应用； 点评：用已知物理量来表达未知的物理量时应该选择两者有更多的共同物理量的表达式 如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量不相同的小球 和 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ） A球 的角速度必定大于球 的角速度 B球 的线速度必定大于球 的线速度 C球 对筒壁的压力必定大于球 对筒壁的压力 D球
10、 的向心加速度必定大于球 的向心加速度 答案： B 试题分析：两球所受的重力大小相等，支持力方向相同，根据力的合成，知两支持力大小、合力大小 相等根据 得， ，合力、质量相等， r大线速度大，所以球 A的线速度大于球 B的线速度故 B正确， C错误根据，得 ， r大角速度小所以球 A的角速度小于球 B的角速度故 A错误根据 ，知向心加速度相等故 D错误 故选 B 考点：牛顿第二定律；向心力 点评：解决本题的关键知道小球做匀速圆周运动，靠重力和支持力的合力提供向心力 如图所示， 是水平面上的圆弧凹槽从高台边 点以某速度 水平飞出的小球（可看做质点），恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端 点沿
11、圆弧切线方向进入轨道。 是圆弧的圆心， 是 与竖直方向的夹角， 是与竖直方向的夹角若 ，则（ ） A B C D 答案： A 试题分析：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速度与水平方向的夹角为 ， 位移与竖直方向的夹角为， t ，则 带入 可得，所以 故 A正确 考点：平抛运动 点评：解决本题的关键掌握处理平抛运动的方法，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以及知道速度与水平方向夹角的正切值是同一位置位移与水平方向夹角的正切值的两倍 河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，经过一段时间该船成功渡
12、河，下面对该船渡河的说法正确的是 ( ) A船在河水中的最大速度是 B船渡河的时间可能是 C船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直 D船渡河的位移可能是 答案： BD 试题分析：根据运动的合成可得船在河水中的速度为 : ,A错误，当船的合速度为 2m/s时，渡河时间为 150s，故 B正确，船在行驶过程中，不需要始终与河岸垂直， C错误，当船的合速度与河岸垂直时，位移大小等于河宽为 300m，故 D正确 故选 BD 考点：考查了小船渡河问题 点评：做本题的关键是知道运动合成的规律 下列说法正确的是（ ） A一物体做平抛运动，则其水平方向分速度是均匀变化的 B做圆周运动的物体，其所受合外力一定指
13、向圆心 C圆周运动一定是加速度大小不变的曲线运动 D做匀变速曲线运动的物体，运动足够长时间后，速率一定是增大的 答案： D 试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，故速度是恒定不变的， A错误，如果做变速圆周运动，还要受到一个切向力，所以合力不一定指向圆心，B错误，圆周运动至少要受到一个向心力，而向心力时时刻刻在指向圆心，故加速度时时刻刻指向圆心，故 C错误，做匀变速曲线运动的物体，运动足够长时间后，合力方向肯定要与速度方向的夹角为锐角的，故做正功，所以动能一定增大，即速率增大， D正确 故选 D 考点：考查了对曲线运动的认识 点评：变速圆周运动需要受到一个切向力来改变速度的大小 实验题
14、 某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图，在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后做平抛运动。在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水 平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节。在木板上固定一张白纸。该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的操作： A实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出 、 、 三点，且 ，如图所示，量出 长度 。 B让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中 点，记下此时木板离地面的高度 。 C让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中 点，记下此时木板离地面的高
15、度 。 D让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中 a点，记下此时木板离地面的高度 。重力加速度为，空气阻力不计。该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小 ，钢球击中 点时其竖直分速度大小为（结果均保留三位有效数字） 答案： 、 试题分析：在竖直方向： ， 水平方向： ， 其中 ， 代入数据解得： b点为时间的中点，因此有： 考点：研究平抛物体的运动 点评：本题不但考查了实验的操作，而且考查了平抛运动的规律以及匀速运动和匀变速运动的规律，对同学的知识的综合应用要求比较高，是个考查学生能力的好题 某同学做 “研究平抛运动的规律 ”的实验，重复让小球从斜槽上相同
16、位置由静止滚下，得到小球运动过程中的多个位置；根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标（ ， ），画出 图像如图所示，图线是一条过原点的直线，说明小球运动的轨迹形状是 _；设该直线的斜率为 ，重力加速度为 ，则小铁块从轨道末端飞出的速度 。 答案：抛物线、 试题分析：图像函数可表示为 ，故说明小球的运动轨迹为一条抛物线， 平抛运动在竖直方向上做自由落体运动， ，在水平方向上做匀速直线运动， 故两式消去 t可得 ，所以 ，解得 考点：研究平抛运动实验 点评：本题的关键是求处图像的斜率 计算题 飞机做特技时常做俯冲拉起运动 .如图所示。此运动在最低点附近可看作是半径为 的圆周运动 .若飞行员的
17、质量为 ，飞机经过最低点时的速度为，则这时飞行员对坐椅的压力为多大？答案： 试题分析：飞机的速度 ，设座椅对飞行员的弹力为 ，飞行员的质量为 由牛顿第二定律得： 4分 解得： 2分 由牛顿第三定律得飞行员对座椅的压力 2分 考点：牛顿第二定律；向心力 点评：圆周运动涉及力的问题就要考虑到向心力，圆周运动是由指向圆心的合力提供向心力 一可看作质点滑块从一平台右端以某一速度水平抛出，恰好到右下方倾角为 的斜面顶端时速度沿斜面方向并沿斜面运动到斜面底端。已知平台到斜面顶端的竖直高度 ，斜面与滑块之间的摩擦因数为 ，斜面顶端底端的竖直高度 ， 求： （ 1）滑块水平抛出的初速度大小 （ 2）滑块从抛出
18、到斜面底端的时间 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）设从抛出到达斜面顶端的时间为 ，此时竖直方向的速度为 则由运动学公式得： 解得： 因为到达斜面顶端的速度方向沿斜面向下，所以有： 解得： 4分 （ 2）设到达斜面顶端速度为 ，从斜面顶端到达底端过程的加速度为 ，时间为 ， 则 解得： （舍去） 4分 所以总时间 2分 考点：牛顿第二定律；平抛运动 点评：本题是平抛运动和匀加速运动的综合，关键抓住两个过程的联系：平抛的末速度等于匀加速运动的初速度 中国现已掌握神舟飞船与太空中目标飞行器的自动和手动对接技术，这就意味着宇航员可乘飞船对在轨航天器进行维护。宇航员现欲乘神舟飞船对在距月球表
19、面高度为 圆轨道上运行的月球卫星进行在轨维修。 已知月球半径 ，月球表面重力加速度为 ，计算过程中可不计地球引力的影响，试根据你所学的知识解答下列问题： （ 1）试求维护卫星时航天飞机的速度大小。计算结果用 、 、 表示。 （ 2）已知地球自转周期为 ，则该卫星每天可绕月球转几圈？计算结果用 、 、 表示。 答案：（ 1） （ 2） 试题分析：（ 1）根据万有引力定律，在月球上的物体 （ 2分） 卫星绕月球作圆周运动，设速度为 ，则 （ 2分） 式联立解得： （ 2分） 航天飞机与卫星在同一轨道，速度与卫星速 度相同 （ 2）设卫星运动周期为 T，则 （ 2分） 解得： （ 2分） 则每天绕月
20、球运转的圈数为 （ 2分） 考点：考查了万有引力的应用 点评：在天体运动这块，公式比较多，所以在计算过程中一定要注意正确使用公式 如图，质量 的物体在水平外力的作用下在一水平面上运动，物体和水平面间的动摩擦因数 ，已知物体运动过程中的坐标与时间的关系为（ m）， （ m）， 。根据以上条件求： （ 1） 时物体的位置坐标； （ 2） 时物体的速度大小； （ 3） 时刻水平外力的大小。 答案： (1) （ ， ） (2) (3) 1.7N 试题分析：（ 1）由 （ m）， （ m）可得 时 所以 的位置坐标为（ ， ） （ 4分） (2)由 （ m）可知 轴方向以速度 匀速运动 由 （ m）可知 轴方向做匀加速运动的加速度 则 时 所以 时的速度 (4分 ) （ 3） 时对物块在水平面内受力分析如图 在 轴方向 在 轴方向 考点：牛顿第二定律；运动的合成和分解 点评：本题的技巧是运用正交分解法研究方向未知的外力，这是物理上常用的方法，求其他量同样可以参考应用
