湖北省宜昌市長(zhǎng)陽(yáng)縣第一高級(jí)中學(xué)高三上學(xué)期起點(diǎn)考試物理試題及答案

1、時(shí)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(duì)的得5分,選對(duì)但不全的得3分,有選錯(cuò)或不選的得0分)1. 下列關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中,正確的是( )a.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度一定是變化的b.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體其速度大小一定是變化的c.做平拋運(yùn)動(dòng)的物體,加速度是恒定的d.騎自行車沖到圓弧形橋頂時(shí),人對(duì)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(diǎn)靜止在光滑水平面上的直角坐標(biāo)系的原點(diǎn)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(diǎn)在這3 s內(nèi)的軌跡為( )3如圖斜面上a、b、c三點(diǎn)等距，小球從a點(diǎn)正上方o點(diǎn)拋出，做初速為v0的平拋運(yùn)動(dòng)，恰落在b點(diǎn)。若小球初速變?yōu)関，其落點(diǎn)位于c，則( )av0v2v0 bv2v0c2v0v3v04長(zhǎng)度不同的兩根細(xì)繩懸于同一點(diǎn),另一端各系一個(gè)質(zhì)量相同的小球,使它們?cè)谕凰矫鎯?nèi)做圓錐擺運(yùn)動(dòng),如圖所示,則有關(guān)兩個(gè)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(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，我國(guó)于2011年10月發(fā)射第一顆火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”。假設(shè)探測(cè)器在離火星表面高度分別為h1和h2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期分別為t1和t2?；鹦强梢暈橘|(zhì)量分布

3、均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，萬(wàn)有引力常量為g。僅利用以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)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(duì)“螢火一號(hào)”的引力c火星的半徑和“螢火一號(hào)”的質(zhì)量d火星表面的重力加速度和火星對(duì)“螢火一號(hào)”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(diǎn),繩長(zhǎng)分別為la、lb,如圖所示,當(dāng)輕桿繞軸bc以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),繩a在豎直方向,繩b在水平方向,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí),繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng),則( )a.小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(dòng)d.繩b未被燒斷時(shí),繩a的拉力大于mg,繩b的拉力為m2lb7. 2009年5月,航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后,在a點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道,b為軌道上的一點(diǎn),如圖所示.關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)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(dòng)能大于在軌道上經(jīng)過a的動(dòng)能c.在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)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(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)，因而不至于因引力作用而吸引在一起，以下關(guān)于雙星的說(shuō)法中正確的是( )a它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速

5、度與其質(zhì)量成反比b它們做圓周運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的半徑與其質(zhì)量成正比9由光滑細(xì)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?kù)o止釋放，最后能夠從a端水平拋出落到地面上。下列說(shuō)法正確的是( )a小球落到地面時(shí)相對(duì)于a點(diǎn)的水平位移值為2b小球落到地面時(shí)相對(duì)于a點(diǎn)的水平位移值為2c小球能從細(xì)管a端水平拋出的條件是h2rd小球能從細(xì)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(diǎn)水流速度

6、大小與各點(diǎn)到較近河岸邊的距離成正比，v水kx，x是各點(diǎn)到近岸的距離(xd/2，k為常量)，要使小船能夠到達(dá)距a正對(duì)岸為s的b碼頭。則下列說(shuō)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(shí)間為d小船渡河的時(shí)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(yùn)動(dòng)，假如運(yùn)動(dòng)中木板始終保持水平，砝碼始終沒有離開木板，那么下列說(shuō)法正確的是( )a在通過軌道最高點(diǎn)時(shí)砝碼處于失重狀態(tài)b在經(jīng)過軌道最低點(diǎn)時(shí)砝碼所需靜摩擦力最大c勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度小于d在通過軌道最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)，砝碼對(duì)木板的壓力之差為砝碼重力的6倍12我國(guó)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(yùn)行速率為v1，向心加速度為a1；在地球赤道上的觀測(cè)站的向心加速度為a2，近地衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)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(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)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(diǎn)由靜止釋放，滑塊沿圓弧軌道運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)以的速度水平飛出（g取10 m/s2）求：（

8、1）小滑塊經(jīng)過b點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力大??；（2）小滑塊著地時(shí)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(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸的距離 為r時(shí),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(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度1=g2r時(shí),細(xì)繩的拉力f1;(2)當(dāng)轉(zhuǎn)盤的角速度2=3g2r時(shí),細(xì)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(yùn)動(dòng)的周期為t,月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看做勻速圓周運(yùn)動(dòng),請(qǐng)求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)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(gè)小球,

9、經(jīng)過時(shí)間t,小球落回拋出點(diǎn).已知月球半徑為r月,引力常量為g,請(qǐng)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(diǎn)b處，空氣阻力不計(jì)，求：(1)小球從a運(yùn)動(dòng)到b處所需的時(shí)間；(2)從拋出開始計(jì)時(shí)，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間小球離斜面的距離達(dá)到最大？(3)小球離斜面的距離最大是多少？17. (12分)天文學(xué)家們通過觀測(cè)的數(shù)據(jù)確認(rèn)了銀河系中央的黑洞人馬座a*的質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量的倍數(shù)關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)，有一星體s2繞人馬座a*做橢圓運(yùn)動(dòng)，其軌道半長(zhǎng)軸為9.50102天文單位(地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑為一個(gè)天文單位)，人馬座a*就處在該橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。觀測(cè)得到s2星的運(yùn)行周期

10、為15.2年。若將s2星的運(yùn)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(yáng)質(zhì)量ms的多少倍(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)長(zhǎng)陽(yáng)一中2015屆高三年級(jí)起點(diǎn)考試物理答案對(duì)應(yīng)的位移y=12a2t22=3 m,物體做曲線運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)a、b、c錯(cuò)誤.3解析：選a如圖所示，m點(diǎn)和b點(diǎn)在同一水平線上，m點(diǎn)在c點(diǎn)的正上方。根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，若v2v0，則小球落到m點(diǎn)?？梢娨猿跛?v0平拋小球不能落在c點(diǎn)，只能落在c點(diǎn)右邊的斜面上，故只有選項(xiàng)a正確。4解析:設(shè)o到小球所在水平面的距離為h,對(duì)球進(jìn)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(wú)關(guān),故選項(xiàng)a對(duì),b、c錯(cuò).又知f拉=mgcos,故繩的拉力不同,故選項(xiàng)d錯(cuò).5解析：選a由“螢火一號(hào)”分別在兩個(gè)不同的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(jìn)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(xiàng)對(duì)。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(yùn)動(dòng),豎直方向上受力平衡,繩a的拉力等于mg,故選項(xiàng)d錯(cuò)誤;繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng),此時(shí)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(yùn)動(dòng),若較大

12、,則在該平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),若較小,則在該平面內(nèi)來(lái)回?cái)[動(dòng),故選項(xiàng)c正確,選項(xiàng)a錯(cuò)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(xiàng)b錯(cuò)誤.7解析:在橢圓軌道上,近地點(diǎn)的速度最大,遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度最小,選項(xiàng)a錯(cuò)誤;航天飛機(jī)從a點(diǎn)進(jìn)入軌道相對(duì)于軌道可看成近心運(yùn)動(dòng),則可知航天飛機(jī)在軌道上a點(diǎn)速度小于軌道上a點(diǎn)速度,所以在軌道上經(jīng)過a的動(dòng)能小于在軌道上經(jīng)過a的動(dòng)能,故選項(xiàng)b錯(cuò)誤.根據(jù)開普勒第三定律可知在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期,故選項(xiàng)c正確;由萬(wàn)有引力定律可知航天飛機(jī)在a點(diǎn)受到的引力是個(gè)定值,結(jié)合牛頓第二定律可知航天飛機(jī)在a點(diǎn)的加速度是

13、個(gè)定值,故選項(xiàng)d錯(cuò)誤.8解析：選b雙星的角速度相同，與質(zhì)量無(wú)關(guān)，a不正確；不管雙星質(zhì)量大小關(guān)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(yùn)動(dòng)的向心力，c不正確；對(duì)于雙星分別有g(shù)m2r，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(yīng)用機(jī)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(yùn)動(dòng)公式有2rgt2，水平位移xvat2，則選項(xiàng)b正確，a錯(cuò)誤；因小球能從細(xì)管a端水平拋出的條件是va0，故要求h2r，則選項(xiàng)c正確，d錯(cuò)誤。10解析：選acxd/2時(shí)，垂直河岸方向勻速運(yùn)動(dòng)xv船t，水流方向v

14、水kxkv船t，可知水流方向勻加速運(yùn)動(dòng)，加速度akv船，xd/2時(shí)，水流方向勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)船運(yùn)動(dòng)到河中間時(shí)，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(diǎn)時(shí)，向心加速度豎直向下，是失重，a項(xiàng)正確；木板和砝碼在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(dāng)砝所需向心力在水平方向上時(shí)靜摩擦力有最大值，此位置是當(dāng)木板和砝碼運(yùn)動(dòng)到與圓心在同一水平面上時(shí)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(shí)在豎直方向上,故，b項(xiàng)錯(cuò)誤，c項(xiàng)正確.在最低點(diǎn)，在最

15、高,，則，d項(xiàng)錯(cuò)誤。12.【解析】由于在地球赤道上的觀測(cè)站的運(yùn)動(dòng)和同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)具有相同的角速度，根據(jù)可知，a項(xiàng)正確，再根據(jù)近地衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為a3，由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律可知，由，知，因此b項(xiàng)正確。13.解：（1）在b點(diǎn)由牛頓第二定律得 3分 解得2分 （2）小滑塊離開b點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng) 由 得 1分 則落地時(shí)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(shè)角速度為0時(shí),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(yùn)轉(zhuǎn)有:gmm月r2=42m月rt2 (2分) 解得:r=3gr2t242.(2分)(2)設(shè)月球表面處的重力加速度為g月 對(duì)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(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到斜面體的限制。設(shè)小球從a運(yùn)動(dòng)到b處所需的時(shí)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(xué)關(guān)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(dāng)小球垂直斜面向上的分速度為零時(shí)，離斜面的距離最大，此時(shí)小球只有平行于斜面的速度

17、，故可知當(dāng)小球的速度與斜面平行時(shí)，小球離斜面的距離最大，由此可得此時(shí)合速度的方向。設(shè)小球從拋出開始計(jì)時(shí)，經(jīng)時(shí)間t1小球離斜面的距離達(dá)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(jì)算可知，離斜面最遠(yuǎn)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(guān)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(yùn)動(dòng)物體任意時(shí)刻速度方向反向延長(zhǎng)線必過水平位移的中點(diǎn)可知：x，結(jié)合圖中幾何關(guān)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(yùn)動(dòng)分解成垂直斜面向上的勻減速直線運(yùn)動(dòng)和平行斜面方向的