白鹭洲中学2011—2012学年度下学期第一次月考
高一物理试卷
一、选择题（共10小题，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分）
1．小船横渡一条河，船本身提供的速度大小方向都不变。已知小船的运动轨迹如图所示，则河水的流速( )
A．越接近B岸水速越小
B．越接近B岸水速越大
C．由A到B水速先增后减
D．水流速度恒定
2．如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动．圆环半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时( )
A．小球对圆环的压力大小等于mg
B．小球受到的向心力等于0
C．小球的线速度大小等于gR
D．小球的向心加速度大小等于2 g
3． 2010年2月16日，在加拿大城市温哥华举行的第二十一届冬奥会花样滑冰双人自由滑比赛落下帷幕，中国选手申雪、赵宏博获得冠军．如图所示，如果赵宏博以自己为转动轴拉着申雪做匀速圆周运动．若赵宏博的转速为30 r/min，手臂与竖直方向夹角为60°，申雪的质量是50 kg，她触地冰鞋的线速度为4.7 m/s，则下列说法正确的是( )
A．申雪做圆周运动的角速度为2π rad/s
B．申雪触地冰鞋做圆周运动的半径约为2 m
C．赵宏博手臂拉力约是850 N
D．赵宏博手臂拉力约是500 N
4．我国于2011年发射目标飞行器“天宫一号”，若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行，两月后再发射“神舟八号”飞船并与其进行对接试验。下列说法中正确的是（ ）
A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B．对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨
道上点火加速
C．对接时，“神舟八号”与“天宫一号”的加速度相等
D．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度
5．美国研究人员最近在太阳系边缘新观测到以一个类行星天体，其直径估计在1600公里左右，有可能是自1930年发现冥王星以来人类在太阳系中发现的最大天体。若万有引力常量用G表示，该行星天体的半径用r、质量用m表示，该行星天体到太阳的平均距离用R表示，太阳的质量用M表示，且把该类行星天体的轨道近似地看作圆，那么该天体运行的公转周期为（ ）
A． B． C． D．
6． 在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。则（ ）
A．该卫星的发射速度必定大于11.2km/s
B．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s
C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度
D．卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
7．2010年10月1日，我国第二颗探月卫星“嫦娥二号”成功发射，“嫦娥二号”最终进入距月面h=200km的圆形工作轨道，开始 进行科学探测活动，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法
正确的是 （ ）
A．嫦娥二号绕月球运行的周期为
B．月球的平均密度为
C．嫦娥二号在工作轨道上的绕行速度为
D．在嫦娥二号的工作轨道处的重力加速度为
8． 1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度．根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近 （ ）（地球半径R=6400km，万有引力常量G=6.67×10-11N•m2/kg2）
A．5.5×103kg/m3 B．5.5×104kg/m3 C．7.5×103kg/m3 D．7.5×104kg/m3
9．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，可以求出的物理量是( )
A．该行星的密度 B．该行星的自转周期
C．该星球的第一宇宙速度 D．该行星附近运行的卫星的最小周期
10．如图，叠放在水平转台上的物体A、B、C能随转台一起以角速度ω匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B和C与转台间的动摩擦因数都为μ，A和B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r 。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是
（ ）
A．B对A的摩擦力一定为3μmg B．B对A的摩擦力一定为3mω2r
C．转台的角速度一定满足： D．转台的角速度一定满足：
二、填空题（共2小题，把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答）
11.（1）（4分）在研究平抛运动的实验中，为了正确描绘出小球平抛运动的轨迹，在固定弧形斜槽时，应注意使__________；实验时，每次使小球由静止滚下都应注意_________
(2)（4分）在做“研究平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，用如图所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再得到痕迹C．若测得木板每次后移距离x=20.00cm，A、B间距离y1 =4.70cm，B、C间距离y2 =14.50cm．（g取9.80m/s2）
根据以上直接测量的物理量推导出小球初速度的计算公式为v0 = ．（用题中所给字母表示）．小球初速度值为 m/s．
12．（6分）为测量小电动机正常工作（匀速转动）时的角速度，采用了如图甲所示的实验装置：半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，可在电动机的带动下随电动机转动。在圆形卡纸旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器。
（1）请将下列实验步骤按先后排序___________。
A．使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
B．接通电火花计时器的电源，使它工作起来
C．启动电动机，使圆形卡纸转动起来
D．关闭电火花计时器和电动机，研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速 度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。
（2）要得到ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是____________。
A．秒表 B．毫米刻度尺 C．圆规 D．量角器
（3）写出角速度ω的表达式： 。
三、计算题（共5小题，共46分，解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。请将解答过程书写在答题纸上相应位置）
13．（8分）甲、乙两个行星的质量之比为81:1，两行星的半径之比为36:1。则：
（1）两行星表面的重力加速度之比；
（2）两行星的第一宇宙速度之比。
14. （9分）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G。求：
（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；
（2）月球的质量；
（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。
15. （10分）第六届亚冬会在长春刚刚落下帷幕，中国体育代表团获得了可喜的好成绩.如下图所示，高台滑雪运动员从跳台边缘的O点以水平方向的速度跳出。他离开跳台时的速度为v0=8.0m/s，运动员连同滑雪板的质量为m=50kg，他落到了斜坡上的A点，斜坡与水平面的夹角为370，O点位于斜坡上的B点的正上方，OB之间的高度为h=3.2m.。忽略空气阻力的影响，重力加速度g=10m/s2。求运动员在空中飞行的时间t以及运动员落在斜坡上的速度大小v。(sin37°= 0.6)
16.（9分）风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力．如图所示，在风洞实验室中有足够大的光滑水平面，在水平面上建立xOy直角坐标系．质量m=0.5kg的小球以初速度v0=0.40m/s从O点沿x轴正方向运动，在0—2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小F1=0.20N的风力作用；小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为F2=0.10N（图中未画出）．试求：
（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和2.0s内运动的位移大小；
（2）风力F2作用多长时间，小球的速度变为与初速度相同；
（3）小球回到x轴上速度的大小．
17．（10分）计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g,
（1）求出卫星绕地心运动周期T
（2）设地球自转周期T0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上某一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？
参考答案
一．选择题（共10小题，每小题4分，共40分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C C C CD A D BD A CD BD
11、 (1)斜槽末端切线方向保持水平；从同一高度。
（2）设时间间隔为t, x = v0t， y2-y1=gt2 ，解得: v0= .将x=20.00cm，y1 =4.70cm， y2 =14.50cm代入求得v0=2m/s（每空2分）
12．（1）ACBD （2）D (3) ω=θ/nT （每空2分）
13．（8分）解：⑴在行星表面，质量为m的物体的重力近似等于其受到的万有引力，则
g=
得：
⑵行星表面的环绕速度即为第一宇宙速度，做匀速圆周运动的向心力是万有引力提供的，则
v1=
得：
14.（9分）
（1）“嫦娥一号”运行的线速度v=2π（R+H）/T………………………………（2分）
（2）设月球质量为M，“嫦娥一号”的质量为m，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对“嫦娥一号”绕月飞行的过程有 G ………………（2分）
解得 …………………………………………………………（2分）
（3）设绕月球表面做匀速圆周运动的飞船的质量为m0，线速度为v0，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对飞船绕月飞行的过程有G ……………………（2分）
又因 ，联立可解得v0= ………………（1分）
15、（10分）t=1.6s V=8√5m/s
16（9分）答案．解：（1）设在0~2.0s内小球运动的加速度为a1，则
2.0s末小球在y方向的速度
代入数据解得 m/s
沿x轴方向运动的位移
沿y轴方向运动的位移
2.0s内运动的位移
代入数据解得
（2）设2.0s后小球运动的加速度为a2，F2的作用时间为t2时小球的速度变为与初速度相同．则
代入数据解得
（3） v=1.12
17．（10分）解：（1）
（2）设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位置，最后
在B2位置看到卫星从A2位置消失，
OA1=2OB1
有 ∠A1OB1=∠A2OB2=π/3
从B1到B2时间为t
则有
附加题. （10分） 参考解答：
(i)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。
考察飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动。设开始试验时飞机的初速度的大小为v1，方向与水平方向成θ角，起始位置为A点，经做抛物线运动在B点退出试验，如图所示。以t表示试验经历的时间，在退出试验时的速率为v2，则有v2x=v1cosθ (1)
v2y=v1sinθ−gt (2)
而 (3)
由(1)、(2)、(3)式得 (4)
解(4)式得 (5)
由(5)式可知，当进入试验时飞机的速度v1和退出试验时飞机的速度v2确定以后，失重时间的长短可通过角θ来调节。
(ii)当θ=90°时失重时间最长，由(5)式可求得最长失重时间tmax=150s (6)
当θ=−90°时，失重时间最短，由(5)式可求得最短失重时间tmin=50s (7)
失重时间的调节范围在150s到50s之间。
评分标准：本题10分。第(i)小问6分。指明斜抛运动得1分，求得(5)式并指出失重时间的长短可通过角θ来调节得5分。第(ii)小问4分。求得(6)式得2分，求得(7)式得2分。
附加题在背面。
附加题. （10分）为训练宇航员能在失重状态下工作和生活，需要创造一种失重的环境。在地球表面附近，当飞机模拟某些在重力作用下的运动时，就可以在飞机座舱内实现短时间的完全失重状态。现要求一架飞机在速率为v1=500m/s时进入失重状态试验，在速率为v2=1000m/s时退出失重状态试验。重力加速度g=10m/s2。试问：
（i）在上述给定的速率要求下，该飞机需要模拟何种运动，方可在一定范围内任意选择失重时间的长短？试定量讨论影响失重时间长短的因素。
（ii）飞机模拟这种运动时，可选择的失重状态的时间范围是多少？
参考答案
一．选择题（共10小题，每小题4分，共40分）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C C C CD A D BD A CD BD
11、 (1)斜槽末端切线方向保持水平；从同一高度。
（2）设时间间隔为t, x = v0t， y2-y1=gt2 ，解得: v0= .将x=20.00cm，y1 =4.70cm， y2 =14.50cm代入求得v0=2m/s（每空2分）
12．（1）ACBD （2）D (3) ω=θ/nT （每空2分）
13．解：⑴在行星表面，质量为m的物体的重力近似等于其受到的万有引力，则
g=
得：
⑵行星表面的环绕速度即为第一宇宙速度，做匀速圆周运动的向心力是万有引力提供的，则
v1=
得：
14.（9分）
（1）“嫦娥一号”运行的线速度v=2π（R+H）/T………………………………（2分）
（2）设月球质量为M，“嫦娥一号”的质量为m，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对“嫦娥一号”绕月飞行的过程有 G ………………（2分）
解得 …………………………………………………………（2分）
（3）设绕月球表面做匀速圆周运动的飞船的质量为m0，线速度为v0，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对飞船绕月飞行的过程有G ……………………（2分）
又因 ，联立可解得v0= ………………（1分）
15、t=1.6s V=8√5m/s
16答案．解：（1）设在0~2.0s内小球运动的加速度为a1，则
2.0s末小球在y方向的速度
代入数据解得 m/s
沿x轴方向运动的位移
沿y轴方向运动的位移
2.0s内运动的位移
代入数据解得
（2）设2.0s后小球运动的加速度为a2，F2的作用时间为t2时小球的速度变为与初速度相同．则
代入数据解得
（3） v=1.12
17．解：（1）
（2）设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位置，最后
在B2位置看到卫星从A2位置消失，
OA1=2OB1
有 ∠A1OB1=∠A2OB2=π/3
从B1到B2时间为t
则有
附加题. 参考解答：
(i)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。
考察飞机模拟无阻力作用下的斜抛运动。设开始试验时飞机的初速度的大小为v1，方向与水平方向成θ角，起始位置为A点，经做抛物线运动在B点退出试验，如图所示。以t表示试验经历的时间，在退出试验时的速率为v2，则有v2x=v1cosθ (1)
v2y=v1sinθ−gt (2)
而 (3)
由(1)、(2)、(3)式得 (4)
解(4)式得 (5)
由(5)式可知，当进入试验时飞机的速度v1和退出试验时飞机的速度v2确定以后，失重时间的长短可通过角θ来调节。
(ii)当θ=90°时失重时间最长，由(5)式可求得最长失重时间tmax=150s (6)
当θ=−90°时，失重时间最短，由(5)式可求得最短失重时间tmin=50s (7)
失重时间的调节范围在150s到50s之间。
评分标准：本题10分。第(i)小问6分。指明斜抛运动得1分，求得(5)式并指出失重时间的长短可通过角θ来调节得5分。第(ii)小问4分。求得(6)式得2分，求得(7)式得2分。