湖北省宜昌市長陽縣第一高級中學高三上學期起點考試物理試題及答案

1、時間90分鐘 滿分110分一、選擇題(本題共12小題, 1-8題為單選題,每小題4分,9-12題為多選題，每小題6分,共56分.全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯或不選的得0分)1. 下列關于曲線運動的說法中,正確的是( )a.做曲線運動的物體的加速度一定是變化的b.做曲線運動的物體其速度大小一定是變化的c.做平拋運動的物體,加速度是恒定的d.騎自行車沖到圓弧形橋頂時,人對自行車座子壓力增加,這是由于超重原因造成的2. 質(zhì)量m=4 kg的質(zhì)點靜止在光滑水平面上的直角坐標系的原點o,先用沿+x軸方向的力f1=8 n作用了2 s,然后撤去f1;再用沿+y方向的力f2=24 n作用了1 s

2、.則質(zhì)點在這3 s內(nèi)的軌跡為( )3如圖斜面上a、b、c三點等距，小球從a點正上方o點拋出，做初速為v0的平拋運動，恰落在b點。若小球初速變?yōu)関，其落點位于c，則( )av0v2v0 bv2v0c2v0v3v04長度不同的兩根細繩懸于同一點,另一端各系一個質(zhì)量相同的小球,使它們在同一水平面內(nèi)做圓錐擺運動,如圖所示,則有關兩個圓錐擺的物理量相同的是( )a.周期 b.線速度的大小c.向心力 d.繩的拉力5為了對火星及其周圍的空間環(huán)境進行探測，我國于2011年10月發(fā)射第一顆火星探測器“螢火一號”。假設探測器在離火星表面高度分別為h1和h2的圓軌道上運動時，周期分別為t1和t2。火星可視為質(zhì)量分布

3、均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，萬有引力常量為g。僅利用以上數(shù)據(jù)，可以計算出( )a火星的密度和火星表面的重力加速度b火星的質(zhì)量和火星對“螢火一號”的引力c火星的半徑和“螢火一號”的質(zhì)量d火星表面的重力加速度和火星對“螢火一號”的引力6. 質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的a和c點,繩長分別為la、lb,如圖所示,當輕桿繞軸bc以角速度勻速轉(zhuǎn)動時,小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,繩a在豎直方向,繩b在水平方向,當小球運動到圖示位置時,繩b被燒斷的同時輕桿停止轉(zhuǎn)動,則( )a.小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運動b.在繩b被燒斷瞬間,a繩中張力突然減小c.若角速度較小,小球在垂直于平面a

4、bc的豎直平面內(nèi)擺動d.繩b未被燒斷時,繩a的拉力大于mg,繩b的拉力為m2lb7. 2009年5月,航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后,在a點從圓形軌道進入橢圓軌道,b為軌道上的一點,如圖所示.關于航天飛機的運動,下列說法中正確的有( )a.在軌道上經(jīng)過a的速度大于經(jīng)過b的速度b.在軌道上經(jīng)過a的動能大于在軌道上經(jīng)過a的動能c.在軌道上運動的周期小于在軌道上運動的周期d.在軌道上經(jīng)過a的加速度小于在軌道上經(jīng)過a的加速度8兩顆靠得較近的天體叫雙星，它們以兩者重心連線上的某點為圓心做勻速圓周運 動，因而不至于因引力作用而吸引在一起，以下關于雙星的說法中正確的是( )a它們做圓周運動的角速

5、度與其質(zhì)量成反比b它們做圓周運動的線速度與其質(zhì)量成反比c它們所受向心力與其質(zhì)量成反比d它們做圓周運動的半徑與其質(zhì)量成正比9由光滑細管組成的軌道如圖所示，其中ab段和bc段是半徑為r的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)。一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地面為h的管口d處靜止釋放，最后能夠從a端水平拋出落到地面上。下列說法正確的是( )a小球落到地面時相對于a點的水平位移值為2b小球落到地面時相對于a點的水平位移值為2c小球能從細管a端水平拋出的條件是h2rd小球能從細管a端水平拋出的最小高度hminr10小船從a碼頭出發(fā)，沿垂直于河岸的方向渡河，若小河寬為d，小船渡河速度v船恒定，河水中各點水流速度

6、大小與各點到較近河岸邊的距離成正比，v水kx，x是各點到近岸的距離(xd/2，k為常量)，要使小船能夠到達距a正對岸為s的b碼頭。則下列說法中正確的是( )a小船渡河的速度v船b小船渡河的速度v船c小船渡河的時間為d小船渡河的時間為11一水平放置的木板上放有砝碼，砝碼與木板間的摩擦因數(shù)為，如果讓木板在豎直平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運動，假如運動中木板始終保持水平，砝碼始終沒有離開木板，那么下列說法正確的是( )a在通過軌道最高點時砝碼處于失重狀態(tài)b在經(jīng)過軌道最低點時砝碼所需靜摩擦力最大c勻速圓周運動的速度小于d在通過軌道最低點和最高點時，砝碼對木板的壓力之差為砝碼重力的6倍12我國發(fā)射的“北斗

7、系列”衛(wèi)星中同步衛(wèi)星到地心距離為r，運行速率為v1，向心加速度為a1；在地球赤道上的觀測站的向心加速度為a2，近地衛(wèi)星做圓周運動的速率為v2，向心加速度為a3，地球的半徑為r，則下列比值正確的是( ) a b c d二、非選擇題(本題共5小題，共54分，按題目要求作答，解答題應寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)13（10分）如圖所示，半徑r=2 m 的四分之一粗糙圓弧軌道ab置于豎直平面內(nèi)，軌道的b端切線水平，且距水平地面高度為h=1.25 m，現(xiàn)將一質(zhì)量m=0.2 kg 的小滑塊從a點由靜止釋放，滑塊沿圓弧軌道運動至b點以的速度水平飛出（g取10 m/s2）求：（

8、1）小滑塊經(jīng)過b點時對圓軌道的壓力大小；（2）小滑塊著地時的速度大小和方向14（10分）如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤上放有質(zhì)量為m的物塊,當物塊到轉(zhuǎn)軸的距離 為r時,連接物塊和轉(zhuǎn)軸的繩剛好被拉直(繩上張力為零).物塊和轉(zhuǎn)盤間最大靜摩擦力是其正壓力的倍.求: (1)當轉(zhuǎn)盤的角速度1=g2r時,細繩的拉力f1;(2)當轉(zhuǎn)盤的角速度2=3g2r時,細繩的拉力f2.15. (10分)(1)若已知地球半徑為r,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運動的周期為t,月球繞地球的運動近似看做勻速圓周運動,請求出月球繞地球運動的軌道半徑r.(2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個小球,

9、經(jīng)過時間t,小球落回拋出點.已知月球半徑為r月,引力常量為g,請求出月球的質(zhì)量m月.16(12分)在傾角為的斜面頂端a處以速度v0水平拋出一小球，落在斜面上的某一點b處，空氣阻力不計，求：(1)小球從a運動到b處所需的時間；(2)從拋出開始計時，經(jīng)過多長時間小球離斜面的距離達到最大？(3)小球離斜面的距離最大是多少？17. (12分)天文學家們通過觀測的數(shù)據(jù)確認了銀河系中央的黑洞人馬座a*的質(zhì)量與太陽質(zhì)量的倍數(shù)關系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體s2繞人馬座a*做橢圓運動，其軌道半長軸為9.50102天文單位(地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個天文單位)，人馬座a*就處在該橢圓的一個焦點上。觀測得到s2星的運行周期

10、為15.2年。若將s2星的運行軌道視為半徑r9.50102天文單位的圓軌道，試估算人馬座a*的質(zhì)量ma是太陽質(zhì)量ms的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)長陽一中2015屆高三年級起點考試物理答案對應的位移y=12a2t22=3 m,物體做曲線運動,選項a、b、c錯誤.3解析：選a如圖所示，m點和b點在同一水平線上，m點在c點的正上方。根據(jù)平拋運動的規(guī)律，若v2v0，則小球落到m點?？梢娨猿跛?v0平拋小球不能落在c點，只能落在c點右邊的斜面上，故只有選項a正確。4解析:設o到小球所在水平面的距離為h,對球進行受力分析如圖所示,得f向=f合=mgtan =m42t2htan ,解得t=42hg,故周

11、期與角無關,故選項a對,b、c錯.又知f拉=mgcos,故繩的拉力不同,故選項d錯.5解析：選a由“螢火一號”分別在兩個不同的圓軌道上做勻速圓周運動可知：gm()2(h1r)；gm()2(h2r)，兩式聯(lián)立可求得火星的質(zhì)量m與火星的半徑r，由火星的半徑r可求出火星的體積，進一步求出火星的密度，再根據(jù)黃金公式：gmgr2，可求得火星表面處的重力加速度g，故a項對。6解析:根據(jù)題意,在繩b被燒斷之前,小球繞bc軸做勻速圓周運動,豎直方向上受力平衡,繩a的拉力等于mg,故選項d錯誤;繩b被燒斷的同時輕桿停止轉(zhuǎn)動,此時小球具有垂直平面abc向外的速度,小球?qū)⒃诖怪庇谄矫鎍bc的平面內(nèi)做圓弧運動,若較大

12、,則在該平面內(nèi)做圓周運動,若較小,則在該平面內(nèi)來回擺動,故選項c正確,選項a錯誤;繩b被燒斷瞬間,繩a的拉力與重力的合力提供向心力,所以拉力大于物體的重力,繩a中的張力突然變大了,故選項b錯誤.7解析:在橢圓軌道上,近地點的速度最大,遠地點的速度最小,選項a錯誤;航天飛機從a點進入軌道相對于軌道可看成近心運動,則可知航天飛機在軌道上a點速度小于軌道上a點速度,所以在軌道上經(jīng)過a的動能小于在軌道上經(jīng)過a的動能,故選項b錯誤.根據(jù)開普勒第三定律可知在軌道上運動的周期小于在軌道上運動的周期,故選項c正確;由萬有引力定律可知航天飛機在a點受到的引力是個定值,結(jié)合牛頓第二定律可知航天飛機在a點的加速度是

13、個定值,故選項d錯誤.8解析：選b雙星的角速度相同，與質(zhì)量無關，a不正確；不管雙星質(zhì)量大小關系如何，雙星受到相互的吸引力總是大小相等的，分別等于它們做勻速圓周運動的向心力，c不正確；對于雙星分別有gm2r，gm2r，rrmm，d不正確；線速度之比vvrrrrmm，b正確。9解析：選bc因軌道光滑，從d到a過程應用機械能守恒定律有mghmg(rr)mv，得va；從a端水平拋出到落地，由平拋運動公式有2rgt2，水平位移xvat2，則選項b正確，a錯誤；因小球能從細管a端水平拋出的條件是va0，故要求h2r，則選項c正確，d錯誤。10解析：選acxd/2時，垂直河岸方向勻速運動xv船t，水流方向v

14、水kxkv船t，可知水流方向勻加速運動，加速度akv船，xd/2時，水流方向勻減速運動，當船運動到河中間時，即d/2v船t，s/2at2/2，可解得v船，t，故a、c正確。11. a c 【解析】在通過軌道最高點時，向心加速度豎直向下，是失重，a項正確；木板和砝碼在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，則所受合外力提供向心力，砝碼受到重力g.木板支持力和靜摩擦力，由于重力g和支持力在豎直方向上，因此只有當砝所需向心力在水平方向上時靜摩擦力有最大值，此位置是當木板和砝碼運動到與圓心在同一水平面上時的位置，最大靜摩擦力必須大于或等于砝碼所需的向心力，即，此時在豎直方向上,故，b項錯誤，c項正確.在最低點，在最

15、高,，則，d項錯誤。12.【解析】由于在地球赤道上的觀測站的運動和同步衛(wèi)星的運動具有相同的角速度，根據(jù)可知，a項正確，再根據(jù)近地衛(wèi)星做圓周運動的向心加速度為a3，由萬有引力定律和牛頓第二定律可知，由，知，因此b項正確。13.解：（1）在b點由牛頓第二定律得 3分 解得2分 （2）小滑塊離開b點后做平拋運動 由 得 1分 則落地時的豎直分速度大小為 1分 合速度大小為 2分方向與水平方向成角。 1分14解析:設角速度為0時,物塊所受靜摩擦力為最大靜摩擦力,有mg=m02r(2分)得0=gr(1分)(1)由于1=g2r0,故繩被拉緊,由f2+mg=m22r(2分)得f2=12mg.(2分)15解析

16、:(1)在地球表面有:gmr2=g (2分)月球繞地球運轉(zhuǎn)有:gmm月r2=42m月rt2 (2分) 解得:r=3gr2t242.(2分)(2)設月球表面處的重力加速度為g月 對上拋小球有:g月=2v0t(2分)在月球表面有:gm月r月2=g月 (2分)解得:m月=2v0r月2gt. (2分)16解析：(1)小球做平拋運動，同時受到斜面體的限制。設小球從a運動到b處所需的時間為t，則：水平位移為xv0t，豎直位移為ygt2；根據(jù)題意和數(shù)學關系可知合位移與水平位移的夾角即為，則有tan ；聯(lián)立以上三式解得：t。(2)當小球垂直斜面向上的分速度為零時，離斜面的距離最大，此時小球只有平行于斜面的速度

17、，故可知當小球的速度與斜面平行時，小球離斜面的距離最大，由此可得此時合速度的方向。設小球從拋出開始計時，經(jīng)時間t1小球離斜面的距離達到最大，如圖甲所示，則有：vygt1v0tan ，解得t1。(3)方法一(常規(guī)解法)：由(2)中計算可知，離斜面最遠時，運動的時間t1，如圖乙所示，則小球的水平位移xacv0t1，豎直位移ycegt；由圖中幾何關系可知：小球離斜面的最大距離hmaxef(cdce)cos (xtan y)cos ；解得：hmaxxsin ycos 。方法二(推論解法)：如圖乙所示，根據(jù)平拋運動物體任意時刻速度方向反向延長線必過水平位移的中點可知：x，結(jié)合圖中幾何關系可知小球離斜面的最大距離hmaxghsin 。方法三(變換分解法)：將小球的運動分解成垂直斜面向上的勻減速直線運動和平行斜面方向的勻