1、2012-2013学年黑龙江省大庆铁人中学高一 4月月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 下列说法符合史实的是（ ） A牛顿发现了行星的运动规律 B在 18世纪已经发现的七个行星中，人们发现第七个行星 天王星的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的结果有很大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一个行星，是它的存在引起了上述的偏差 C卡文迪许第一次在实验室里测出了引力常量 D第八个行星是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经大量计算而发现的，被称为 “笔尖下发现的行星。 答案： BC 试题分析：开普勒发现了行星的运动规律， A错误；在 18世纪已经发现的七个行星中，人们发现第七个行星 天王星
2、的运动轨道，总是同根据万有引力定律计算出来的结果有很大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一个行星，是它的存在引起了上述的偏差， B正确 D错误；卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力常量， C正确， 故选 BC 点评：物理学史 点评：物理学史一直是考试中的热点，了解相关的物理学史可以使我们了解科学家的贡献，激发我们学习物理的兴趣 已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。假设有一个类似地球一颗行星，是一个半 径为 R、质量分布均匀的球体。在其内部距离地面距离为 L处有一点，在此处的重力加速度和地面处的重力加速度之比为（ ） A B C D 答案： B 试题分析：根据万有引力定律，在行星表面
3、， 可得： 根据题意在其内部距离地面距离为 L处行星的有效质量为： 则 可得 : 综上所述、联立 可得 ，答案：为 B。 考点：万有引力定律的应用 点评：本题难度较大，关键如何认识与理解 “质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零 ”。 如图所示，一根长为 L的轻杆 OA， O 端用铰链固定，另一端固定着一个小球 A，轻杆靠在一个质量为 M、 高为 h的物块上若物块与地面摩擦不计， 则当物块以速度 v向右运动至杆与 水平方向夹角为 时，小球 A的线速度大小为（ ） A B C D 答案： A 试题分析：当物块以速度 v向右运动至杆与水平方向夹角为 时， B点的线速度等于木块的速度在垂直于杆子方向
4、上的分速度， ，则杆子的角速度，则小球 A的线速度 故 A正确，BCD错误 故选 A 考点：运动的合成和分解 点评：解决本题的关键会根据平行四边形定则对速度进行分解，木块速度在垂直于杆子方向的分速度等于 B点转动的线速度、 在一个光滑水平面上，有一转轴垂直于此平面，交点 O 的上方 h处固定一细绳的一端，绳的另一端固定一质量为 m的小球 B，绳长 AB lh，小球可随转轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动，要使球不离开水平面，转轴的转速最大值是 ( ) A B C D 答案： A 试题分析：若要使球不离开水平面，就必须使球与平面的压力大于等于 0在临界状态，即 的时候，重力 mg 与拉力 T的
5、合力提供向心力。画一个矢量三角形，有 ， ，根据几何知识可得 ，联立解得，故选 A 考点：考查了匀速圆周运动规律的应用 点评：做本题的关键是知道若要使球不离开水平面，就必须使球与平面的压力大于等于 0在临界状态， 如图所示， P是水平面上的圆弧凹槽从高台边 B点以某速度 v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端 A点沿圆弧切线方向进入轨道 O 是圆弧的圆心， 1是 OA与竖直方向的夹角， 2是 BA与竖直方向的夹角则 ( ) A B tan1tan2 2 C D 答案： B 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 ，
6、位移与竖直方向的夹角为， ，则 故 B正确， ACD错误 故选 B 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 行星绕恒星运动的轨道如果是圆，那么它的运行周期 T的平方与轨道半径 r的三次方的比为常数，设 ，则常数 k的大小 ( ) A只与行星的 质量有关 B只与恒星的质量有关 C与恒星的质量及行星的质量有关 D与恒星的质量及行星的速度有关 答案： B 试题分析：式中的 k只与中心天体有关，即只于恒星的质量有关，所以选 B 考点：开普勒定律
7、 点评：行星绕太阳虽然是椭圆运动，但我们可以当作圆来处理，同时值得注意是周期是公转周期 一箱土豆在转盘上随转盘以角速度 做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为 m（可视为质点），它到转轴的距离为 R，则其他土豆对该土豆的作用力为 ( ) A mg B m2R C D 答案： C 试题分析：土豆水平方向所受合力提供向心力 故 再由竖直方向受力平衡重力 故 故合力为 故选 C 考点：考查了圆周运动规律以及力的合成 点评：关键知道其他土豆对这个土豆在竖直和水平方向上都有力的作用 利用下列哪组数据可以计算出地球的质量 ( ) A已知地球的半径 R 地 和地面的重力加速度 g B已知卫星绕地球
8、做匀速圆周运动的轨道半径 r和周期 T C已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径 r和线速度 v D已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度 v和周期 T 答案： ABCD 试题分析：对于选项 A，设相对地面静止的某一物体的质量为 m，根据万有引力等于重力的关系，得： ，解得 . 对于选项 B，设卫星质量为 m，根据万有引力等于向心力的关系，得：，解得： 同理，对于选项 C，有： 解得： . 对于选项 D，有 利用两式消去 R，解得： . 故选 ABCD 考点：万有引力定律及其应用 点评：解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动，其受到的万有引力提供向心力，会用线速度、角速度、
9、周期表示向心力，同时注意公式间的化简 关于向心力的说法中正确的是 ( ) A物体由于做圆周运动而 产生向心力 B向心力不改变圆周运动物体的速度的大小 C做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的 D做圆周运动的物体所受各力的合力一定是向心力 答案： B 试题分析： A、物体做圆周运动时外界提供的指向圆心的合力是向心力，不是由于物体做圆周运动而产生了向心力故 A错误 B、向心力的方向始终与速度垂直，不做功，不改变圆周运动物体速度的大小，只改变物体速度的方向故 B正确 C、作匀速圆周运动的物体其向心力大小不变，但方向时刻在改变，所以向心力是变化的故 C错误 D、作圆周运动的物体所受各力的合力不一定是向心
10、力，而是指向圆心的合力是向心力故 D错误 故选 B 考点：本题考查对向心力的理解 点评：物体做圆周运动时外界必须提供向心力，可根据动能定理理解向心力的作用 2012年全国铁路新 线铺轨将达到 6366千米，火车在铁轨上转弯可以看做是做匀速圆周运动，火车速度提高易使外轨受损为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题，你认为理论上可行的措施是 ( ) A仅减小弯道半径 B仅增大弯道半径 C仅适当减小内外轨道的高度差 D仅适当增加内外轨道的高度差 答案： BD 试题分析：火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压此时，重力与支持力的合力提供向心力，
11、如图 ，解得： ； 当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差； 故选 BD 考点：向心力；牛顿第二定律 点评：火车转弯是向心力的实际应用之一，应掌握火车向心力的来源，以及如何减小内外轨道的压力 物体受到几个力作用而做匀速直线运动，若突然撤去其中的一个力，它可能做 ( ) A匀速直线运动 B匀加速直线运动 C匀减速 直线运动 D匀变速曲线运动 答案： BCD 试题分析：物体原来处于平衡状态，撤去一个力后，其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线； 若合力与速度同向，物体做匀加速直线运动，故 B正确； 若合力与速度反向，物体做匀减速直线运动，故 C正确； 若合力与速度垂直，物体做
12、平抛运动，即匀变速曲线运动，故 D正确； 物体受到的合力不为零，故不可能做匀速直线运动故，故 A错误； 故选 ABC 考点：牛顿第二定律；力的合成 点评：物体原来处于平衡状态，撤去一个力后，其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线，根据其方向与速度方 向的关系，判断物体的运动情况 某船在一水流匀速的河中摆渡，下列说法正确的是（ ） A船头垂直河岸航行，渡河时间最短 B船头垂直河岸航行，渡河航程最短 C船头朝下游转过一定角度，使实际航速增大时，渡河时间最短 D船头朝上游转过一定角度，使实际航速垂直河岸时，渡河航程一定最短 答案： AD 试题分析：船头垂直河岸航行时，渡河时间最短，为 船头朝上游转
13、过一定角度，使实际航速垂直河岸时，渡河航程一定最短 故选 AD 考点：考查了小船渡河问题 点评：本题船实际参与了两个分运动，沿水流方向的分运动和沿船头指向的分运动，当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，船的实际速度为两个分运动的合速度，根据分速度的变化情况确定合速度的变化情况 实验题 （ 1）做 “研究平抛运动 ”的实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画小球做平 抛运动的轨迹，为了能准确地描绘运动轨迹，下面列出了一些操作要求，你认为不正确的是 。 A通过调 节使斜槽的末端保持水平 B每次释放小球的位置必须不同 C每次必须由静止释放小球 D小球运动时不应与木板上的白纸（或方格纸）相接触 （
14、2）在实验中得到如图所示的坐标纸，已知坐标纸方格边长 a和当地的重力加速度为 g求： vb . （ 3）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。则： 由图 b可知，小球在斜面顶端水平抛出时的初速度 v0 m/s。实验中发现 超过600后，小球 将不会掉落在斜面上，则斜面的长度为 m。（ g取 10m/s2） （ 4）若最后得到的图象如图 c所示，则可能的原因是 。 A释放小球的 位置变高 B小球飞行时遇到较大阻力 C释放小球时有初速度 D小球与斜槽间的
15、摩擦较大 答案：（ 1） B。（ 2） (3)A。（ 3） 1m/s， 0.690.70m（ ）。（ 4） AC 试题分析：（ 1）只有斜槽的末端保持水平，小球才具有水平初速度，其运动才是平抛运动；每次由静止释放小球，是为了使小球有相同的初速度；如果小球在运动过程中与木板上的 白纸相接触就会改变它的运动轨迹，使其不是平抛运动，故 ACD选项正确， B选项中，每次释放小球的位置必须相同，以保证小球有相同的水平初速度； B错误； （ 2）根据匀变速直线运动在相等时间内走过的位移差解题 （ 3）（ 2）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 =60
16、时，设斜面长度为 L，有： 水平方向： 由 得： 解得： m （ 4）由图 c可知，图象的斜率增大，故说明 增大，因重力加速度不变，故只能说明速度增大，其原因可能为：释放位置变高或小球释放时有初速度；故选 AC 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 英国物理学家牛顿曾经猜想地面上的重力、地球吸引月球与太阳吸引行星的力遵循同样的 “距离平方反比 ”规律，牛顿为此做了著名的 “月一地 ”检验。牛顿根据检验的结果，把 “距离平方反比
17、”规律推广到自然界中任意两个物体间，发现了具有划时代意义的万有引力定律。 “月一地 ”检验分为两步进行： （ 1）理论预期：假设地面的地球吸引力与地球吸引月球绕地球运行的引力是同种力，遵循相同的规律。设地球半径和月球绕地球运行的轨道半径分别为 R和r（已知 r=60R） 。那么月球绕地球运行的向心加速度 与地面的重力加速度的比值 1： 。 （ 2）实测数据验算：月球绕地球运行的轨道半径 r=3.80108m，月 球运行周期T=27.3天 = s，地面的重力加速度为 g=9.80m/s2，由此计算月球绕地 球运行的向心加速度 a与地面的重力加速度 的比值 =1： 。 若理论预期值与实测数据验算值
18、符合，表明，地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力，真的遵从相同的规律！ 答案：（ 1） 3600；（ 2） 3640-3665之间都可以 试题分析： (1)根据公式 可得 (2)月球绕地球作圆周运动的向心加速度为 月球做圆周运动的向心加速度与地球表面重力加速度的比为 考点：万有引力定律的发现 点评：万有引力定律通过理论进行科学、合理的推导，再由实际数据进行实践证明，从而进一步确定推导的正确性 计算题 如图所示，长为 L的轻杆，两端各连接一个质量都是 m的小球，使它们以轻杆中点为轴在竖直平面内做匀速圆周运动，周期 求它们通过竖直位置时杆分别对上下两球的作用力，并说明是
19、拉力还是支 持力 答案：最低点： ，拉力 最高点： ，支持力 试题分析：对小球受力分析， 得 在最低点处 ， 2分 所以 ，方向向上，为拉力 1分 在最高点处，设球受杆拉力为 F2， . 2分 所以 ，故知 F2方向向上，为支持力 1分 考点：牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速；向心力 点评：解决本题要知道，小球沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，注意杆子和绳子不同，绳子只能表现为拉力，杆子既可以表现为拉力，也可以表现为支持力 已知地球赤道长为 L，地球表面的重力加速度为 g月球绕地球做圆周运动的周期为 T.请根据以上已知条件，推算月球与地球间的近似距离 答案： 试题分析：设地球表
20、面一物体的质量为 m，地球质量为 M，地球半径为 R， 在地球表面： ， 2分 L 2R， 1分 设月球与地球间的距离为 r，月球质量为 m，由万有引力定律和牛顿第二定律 . 2分 由以上三式求出： . 2分 考点：考查了万有引力定律的应用 点评：本题关键抓住万有引力提供向心力或在地球表面重力等于万有引力 如图所示，水平转台高 h=1.25m，半径为 R=0.2m，可绕通过竖直转轴转动。转台的同一半径上放有质量均为 m=0.4kg的小物块 A、 B（ 可视为质点）， A与转轴间距离为 r=0.1m， B 位于转台边缘处， A、 B 间用长 l=0.1m 的细线相连，A、 B与水平转台间最大静摩
21、擦力均为 fm=0.54N， g取 10m/s2. (1)当转台的角速度达到多大时细线上出现张力？ （ 2）当转台的角速度达到多大时 A物体开始滑动？ （ 3）若 A物体恰好将要滑动时细线断开，此后转台保持匀速转动，求 B物块落地瞬间 A、 B两物块间的水平距离。（不计空气阻力，计算时取 ） 答案：（ 1） （ 2） 3 rad/s（ 3） 0.28m 试题分析： (1)由 Ff m2r可知， B先达到临界状态，故当满足 Ffmmr时线上出现张力 2分 解得 . 1分 (2)当 继续增大， A 受力也达到最大静摩擦力时， A开始滑动， Ffm-FT m2r/2， 1分 Ffm FT m2r，
22、-1分 得 3 rad/s. 1分 (3)细线断开后， B沿水平切线方向飞出做平抛运动 由 得 t 0.5 s. 1分 vB r 0.6 m/s， 1分 可得 B 的水平射程 xB vBt 0.3 m. 1分 细线断开后， A相对静止于转台上， t时间转过角度 t 1.5 rad即 90， 1 故 AB间水平距离 lx m0.28m. 1分 考点：向心力；牛顿第二定律；平抛运动 点评：本题的关键是抓住临界状态，隔离物体，正确受力分析，在求水平位移时，一定搞清空间位置 家用台式计算机的硬盘磁道和扇区如图所示，数据区域的内半径为 R1 1.0 cm，外半径为 R2 5.0 cm，径向磁道密度为 N
23、 600条 /mm，（即每条磁道是不同半径的同心圆），每个磁道分成 a=8192个扇区（每扇区为 圆周），每个扇区可以记录 512个字节。电动机使磁盘以 7200r/min的转速匀速转动。 求：（ 1）假设磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一圈，磁头沿半径方向跳动一个磁道。则不计磁头在磁道间移动的时 间，求计算机 1s内最多可以从一个磁盘面上读取多少个字节？ （ 2）假设磁盘每转一圈，磁头沿径向向外移动一条磁道，已知每条磁道宽度均匀，并且磁头相对于磁盘以恒定的线速度 v 3.14 m/s运动求将一张磁盘全部读完一遍所用时间是多少？ （以上结果均保留 3为有效数字） 答案： .88 s 试题分
24、析：（ 1）转速为 n=7200r/min=120r/s 磁头读一个扇区的时间是 s- 2分 1s内读取数据 M= 字节。 2分 （ 2）磁盘转一圈径向过一条磁道 ，在半径 r1处转一圈所用时间为： t1 2r1/v 2分 同理在半径 r2， r3r n处转一圈所用时间分别为： t2 2r2/v 2(r1 r)/v t1 2r/v 2分 t3 2r3/v t2 2r/v tn 2rn/v 1分 显然时间 t1， t2， t3t n为一等差数列根据等差数列求和公式，取 t1 2R1/v，tn 2Rn/v，项数 n N(R2-R1)1 分 将一张光盘全部放一遍所用时间为： t n(t1 tn)/2 1分 t 2.88 s. 1分 考点：考查了匀速圆周运动规律的应用 点评：本题的第二问需要用的数学知 识解题，所以老师在平常的学习中应多强度数物结合的注意
