1、2014学年广东顺德一中实验学校高三上学期第二次月考理科综合物理试卷与答案（带解析） 选择题 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ） A爱因斯坦创立了 “日心说 ” B哥白尼提出了 “地心说 ” C伽利略发现了行星运动定律 D牛顿总结出了万有引力定律 答案： D 试题分析：哥白尼首先提出日心说理论， A选项错误；托勒密提出地心说， B选项错误；开普勒提出行星三大运动规律， C选项错误；牛顿总结出万有引力定律， D选项正确。 考点：本题考查物理学史问题。 如图所示，质量相同的两个小球，分别用长 l 和 2l
2、的细绳悬挂在天花板上。分别拉起小球使细绳伸直呈水平状态，然后轻轻释放，不计任何阻力作用。当小球到达最低位置时（ ） A两球运动的线速度相等 B两球运动的角速度相等 C两球的向心加速度相等 D细绳对两球的拉力相等 答案： CD 试题分析：据机械能守恒定律，在两种方式中，小球下落是高度不同，所以小球在最低点获得的速度不相同， A选项错误；据 w=v/r可知， w1= /l而 w2=/l，即两球运动的角速度不相同， B选项错误；据 a=v2/r可知， a1=2g而a2=2g，所以 C选项正确；据拉力 T=mg+ma，由于加速度相同，所以拉力 T相同， D选项正确。 考点：本题考查圆周运动。 下列说法
3、正确的是（ ） A在太空舱中的人受平衡力作用才能处于悬浮状态 B若卫星轨道超高，其绕地运动的线速度越大 C地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内 D牛顿发现无论是地面的物体，还是在天上的物体，都遵循万有引力定律 答案： CD 试题分析：在太空舱中的人处于完全失重状态， A选项错误；据 可知，轨道越高，环绕速度越小， B选项错误；人造卫星的中心是地球的球心，所以C选项正确；地面、天空的所以物体均遵循万有引力定律，这是牛顿的发现， D选项正确。 考点：本题考查物理常识问题。 随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点。假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的 2倍，半径是地
4、球半径的 ，则下列判断正确的是（ ） A该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期 B某物体在该外星球表面上所受重力是它在地球表面上所受重力的 8倍 C该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的 2倍 D绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同 答案： BC 试题分析：据题意，由于不知道该星球的自传周期，所以不知道它的同步卫星周期， A选项错误；据新球质量是地球质量的 2倍，即 M=2M，星球半径是地球半径的 1/2,即 R=R/2，有： 4 R3G/3R2=g,即 4 RG/3=g，且据 M=2M可求星球的密度是地球密度的 8倍，即 =16，所以在星球表面的重力
5、是地球表面的 8倍， B选项正确；据 v= = 可知，星球第一宇宙速度是地球的 2倍， C选项正确；据 v= = 可知，轨道半径相同时， 星球人造卫星的速度是地球的 倍，所以 D选项错误。 考点：本题考查对万有引力定律的应用。 已知地球质量为 M，半径为 R，自转周期为 T，地球同步卫星质量为 m，引力常量为 G。有关同步卫星，下列表述正确的是 ( ) A卫星距离地心的高度为 B卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C卫星运行时受到的向心力大小为 D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 答案： ABD 试题分析：据 GMm/r2=mr4 2/T2，则同步卫星与地心的高度为 ， A选项正确；据
6、 v= 可知，卫星高度越高运行速度越小，所以该同步卫 星运行速度小于第一宇宙速度， B选项正确；由于同步卫星的高度大于地球半径，所以同步卫星受到的引力小于 ， C选项错误；据 g=GM/R2可知，同步卫星的高度大于地球半径，所以同步卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度，D选项正确。 考点：本题考查对万有引力定律的应用。 一条河宽 100m，船在静水中的速度为 4m/s，水流速度是 5m/s，则 （ ） A该船能垂直河岸横渡到对岸 B当船头垂直河岸横渡时，过河所用的时间最短 C当船头垂直河岸横渡时，船的位移最小，是 100m D该船渡到对岸时，船对岸的位移可能小于 100m 答案： BD 试
7、题分析：据题意，由于船速为 v1=4m/s，而水速为 v2=5m/s，船速小于水速，则无论船头指向哪里，都不可能使船垂直驶向对岸， A选项错误；据 t=L/v1cos，要使 t最小需要使 最大，即使船头与河岸垂直， B选项正确；要使船的渡河位移最短，需要使船速方向与合运动方向垂直，则有合速度为 v=3m/s；渡河时间为 ，则船的合位移为 vt=125m，所以 C选项错误；船沿对岸的位移为：（ v2-v14/5） t=75m，所以 D选项正确。 考点：本题考查船 渡河问题中船速大于水速的问题。 火星的质量和半径分别约为地球的 和 ，地球表面的重力加速度为 g，则火星表面的重力加速度约为 （ ）
8、A 0.2g B 0.4g C 2.5g D 5g 答案： B 试题分析：据题意，已知火星的质量和半径分别约为地球的 1/10和 1/2，地球表面重力加速度为 g，则据 GMm/R2=mg计算得 g = GM/R2=GM/10/(R/2)2=0.4g，所以 B选项正确。 考点：本题考查对万有引力定律的应用。 如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ） A太阳对小行星的引力相同 B各小行星绕太阳运动的周期小于一年 C小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值 D小行星带内各小行星圆周运动
9、的线速度值大于地球公转的线速度值 答案： C 试题分析：据题意，不同的小行星质量不同所以据： F=GMm/R2可知，太阳对不同小行星的引力不相同， A选项错误；据 GMm/R2=mR4 2/T2计算得 T=42R3/GM，由于小行星的运动半径大于地球的运动半径，所以小行星的周期大于1年， B选项错误；据 GMm/R2=ma得到 a= GM/R2，与太阳的距离越远，向心加速度越小，所以 C选项正确；据 GMm/R2=mv2/R得到 v= ，小行星的运动半径较大，则小行星的公转线速度较小， D选项错误。 考点：本题考查万有引力定律的应用。 质量为 m的木块从半球形的碗口下滑到碗底的过程中，如果由于
10、摩擦力的作用，使得木块的速率不变，那么 （ ） A下滑过程中木块加速度为零 B下滑过程中木块所受合力大小不变 C下滑过程中木块 受合力为零 D下滑过程中木块所受的合力越来越大 答案： B 试题分析：物体在碗内做圆周运动，由于速率不变，可以看成匀速圆周运动，有向心加速度， A选项错误；下滑过程速率不变，由于物体做匀速圆周运动，则合外力与物体的速率方向垂直，且大小不变，所以 B选项正确，而 C、 D选项错误。 考点：本题考查匀速圆周运动。 实验题 某同学设计了一个研究平抛运动的实验。实验装置示意图如图所示， A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（图中 ），槽间距离均为 d。把覆盖复
11、写纸的白纸铺贴在硬板 B上。实验时依次将 B板插入 A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放。每打完一点后，把 B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离 d。实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图所示。 （ 1）实验前应对实验装置反复调节，直到 _。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了 _。 （ 2）每次将 B板向内侧平移距离 d ，是为了 _ 。 （ 3）在图中绘出小球做平抛运动的轨迹。 答案：（ 1）斜槽末端水平 保持小球水平抛出的初速度 相同 （ 2）保持相邻痕迹点的水平距离大小相同 （ 3） 试题分析：（ 1）为了保证小球从斜槽末端开始做平抛运动，就得使斜槽末端保持水
12、平；据机械能守恒定律 mgh=mv2/2可知，当小球释放高度相同时，小球每次运动到斜槽末端都可以获得相同速度。（ 2）往后平移 d是为了保证相邻点迹的时间相同，往内平移 d是为了获得图中的相同水平距离。（ 3）如图所示。 考点：本题考查平抛运动的验证。 图 1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用 t表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究 “在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系 ”。 （ 1）完成下列实验步骤中的填空： 平衡小车所受的阻力：小吊盘中不放物块，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打
13、出一系列 _的点。 按住小车，在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。 打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量 m。 按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤 。 在每条纸带上清晰的部分，每 5个间隔标注一 个计数点。测量相邻计数点的间距 s1， s2， 。求出与不同 m相对应的加速度 a。 以砝码的质量 m为横坐标， 为纵坐标，在坐标纸上做出 关系图线。若加速度与小车和砝码的总质量成反比，则 与 m处应成 _关系（填“线性 ”或 “非线性 ”）。 （ 2）完成下列填空： （ ）本实验中，为了保证在改变小车中砝码的质量时，小车所受的拉力近似不变，
14、小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是 _。 （ ）设纸带上三个相邻计数点的间距为 s1、 s2和 s3。 a可用 s1、 s3和 t表示为a=_。图 2为用米尺测量某一纸带上的 s1、 s3的情况，由图可读出s1=_mm， s3=_。由此求得加速度的大小 a=_m/s2。（ ）图 3为所得实验图线的示意图。设图中直线的斜率为 k，在纵轴上的截距为 b，若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为 _，小车的质量为_。 答案：（ 1） 等间距 线性 （ 2）（ ）远小于小车和砝码的总质量 （ ） ， 24.2， 47.3， 1.16 （ ）试题分析：（ 1） 当平衡了摩擦力后小车的合力为 0，给小车一
15、个初速度后，小车做匀速运动，所以打下的点迹是等间距的。 据牛顿第二定律 F=ma 可得，当 F 一定是， 与 m 成正比，所以它们的关系是呈线性变化的。（ 2）设吊盘和吊盘中砝码质量之和为 m，小车的总质量为 M，则有： mg=（ M+m）a， ，当 Mm时， a= 。 应用逐差法可得： s3-s1=2aT2=2a(5t)2,所以有 a= ，读数分别是 24.2、 47.3mm，加速度大小求得： a=1.16m/s2。 据该图像中斜率 k= ,所以 F= ；图线与纵轴的截距为 b，则有 即 ，所以 。 考点：本题考查验证牛顿第二定律中 a与 m的关系。 计算题 （ 18分）航天员在月球上做自由
16、落体实验，将某物体由距离月球表面高 h处由静止释放，经时间 t落到月球表面，已知月球半径为 R，万有引力常量为G。试求： （ 1）月球表面处重力加速度 g的大小； （ 2）月球的质量 （ 3）飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度大小。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）由自由落体运动的规律可知： 解得： （ 2）在月球表面，万有引力与重力相等 由 得：月球的质量 （ 3）万有引力提供向心力，即 由 解得： 考点：本题考查自由落体运动规律、万有引力定律。 （ 18分）如下图所示，让小球从图中的 C位置由静止开始摆下，摆到最低点 D处，摆线刚好被拉断，小球在粗糙的水平面
17、上由 D点向右做匀减速运动，到达小孔 A进入半径 R=0.3m的竖直放置的光滑竖直圆弧轨道，当小球进入圆轨道立即关闭 A孔，小球恰好能做圆周运动。已知摆线长 L=2m， ，小球质量为 m=0.5kg， D点与小孔 A的水平距离 s=2m， g取 10m/s2。求： （ 1）小球摆到最低点时的速度以及小球在最低点时对绳子的拉力 （ 2）小球运动到光滑竖直圆弧轨道最高点时的速度 （ 3）求粗糙水平面动摩擦因数 。 答案：（ 1） （ 2） （ 3） 试题分析：（ 1）对 CD段应用动能定理，得 代入数据解得： m/s 在最低点有： 解得： 由作用力与反作用力的关系可知：小球在最低点对绳子的拉力为什 10N。 （ 2）小球运动到光滑竖直圆弧轨道最高点时 , ，得 由动能定理得： 代入数据解得：小球在 A点时的速度为 （ 3）对 DA段应用动能定理，有 ，解得： 考点：本题考查动能定理、牛顿第二定律、圆周运动。
