2010学年度高三年级物理单元测试题(含答案)

2010 学年度高三年级物理单元测试题 曲线运动与天体运动 顺德华侨中学 高三备课组（2010-09-29） （本试卷分选择题和非选择题两部分，共 22 道题，满分 100 分，考试时间 90 分钟） 第一部分 选择题（共 56 分） 单项选择题：本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，有选错或不答的 得 0 分。 1、对于做匀速圆周运动的质点，下列说法正确的是 A、根据公式 a=V2/r， 可知其向心加速度 a 与半径 r 成反比 B、根据公式 a=2r， 可知其向心加速度 a 与半径 r 成正比 C、根据公式 =V/r， 可知其角速度 与半径 r 成反比 D、根据公式 =2n，可知其角速度 与转数 n 成正比 2、火车以 的加速度在平直轨道上加速行驶，车厢中一乘客把手伸出窗外从距地面高 2.5m 处自由释放一物体，0982./ms 不计空气阻力，物体落地时与乘客的水平距离为 A、0 B、0.25m C、0.50m D、因不知火车速度无法判断 3、匀速圆周运动中的向心加速度是描述 A、线速度大小变化的物理量 B、线速度大小变化快慢的物理量 C、线速度方向变化的物理量 D、线速度方向变化快慢的物理量 4、 、如图所示，a、b 两相同质点从同一点 O 分别以相同的水平速度 v0 沿 x 轴正方向被抛出，A 在竖直平面内运动，落地 点为 P1，B 沿光滑斜面运动，落地点为 P2。P 1 和 P2 在同一水平面上，不计空气阻力。则下面说法中正确 的是 A、a、b 的运动时间相同 B、a、 b 沿 x 轴方向的位移相同 C、a、 b 落地时的动量相同 D、a、b 落地时的动能相同 5、有一质量为 m 的小木块，由碗边滑向碗底，碗的内 表面是半径为 R 的圆弧，由于摩擦 力的作用，木块运动的速率不变，则木块 A、 运动的加速度为零 B、 运动的加速度恒定 C、 所受合外力为零 D、 所受合外力大小不 变，方向随时间不断改变 6、根据天体演变的规律，太阳的体积在不断增大，几十亿年后将变成红巨星.在此过程中太阳对地球的引力(太阳和地球的 质量可认为不变)将 A、变大 B、变小 C、不变 D、不能确定 7、苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，原因是 A、由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的 B、由于地球对苹果有引力，而苹果对地球无引力造成的 B A C、苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度 D、以上说法都不对 8、地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，则这两位观察者的 位置以及两颗人造地球卫星到地球中心的距离可能是 A、一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等 B、一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 C、两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等 D、两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 9、已知某行星绕太阳运动的轨道半径为 r，公转的周期为 T，万有引力常量为 G，则由此可求出 A、某行星的质量 B、太阳的质量 C、某行星的密度 D、太阳的密度 10、关于人造地球卫星及其中物体的超重.失重问题，下列说法错误的是 A、在发射过程中向上加速时产生超重现象 B、在降落过程中向下减速时产生超重现象 C、进入轨道时做匀速圆周运动， 产生失重现象 D、失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的 11、在绕地球做匀速圆周运动的航天飞机外表面，有一隔热陶瓷片自动脱落，则 A、陶瓷片做平抛运动 B、陶瓷片做自由落体运动 C、陶瓷片按原圆轨道做匀速圆周运动 D、陶瓷片做圆周运动，逐渐落后于航天飞机 12、 “嫦 娥 一 号 ”飞 船 在 飞 往 月 球 的 过 程 中 ， 经 过 多 次 变 轨 ， 先后在低空 A 轨道 和高空 B 轨道绕地球做圆周运动，如图所示不考 虑月球对它的作用力，则“ 嫦 娥 一 号 ”在 A 轨道运行时 A、线速度大于 7.9km/s B、线速 度比在 B 轨道的大 C、周期比在 B 轨道的长 D、所需向心力比在 B 轨道的小 双项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中每小题有两个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分。 13、质量相同的两个小球，分别用 L 和 2L 的细绳悬挂在天花板上。分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放， 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 14、用细线拴着一个小球，在光滑水平面上作匀速圆周运动，下列说法中正确的是 A、小球线速度大小一定时，线越长越容易断 B、小球线速度大小一定时，线越短越容易断 C、小球角速度一定时，线越长越容易断 D、小球角速度一定时，线越短越容易断 15、 可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道 A、与地球表面上某一纬度(非赤道)是共面的同心圆 B、与地球表面上某一经线是共面的同心圆 C、与地球表面上的赤道是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的 D、与地球表面上的赤道是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是运动的 16、关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的是 A、它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度 B、它是近地圆行轨道上人造卫星的运行速度 C、它是能使卫星进入近地轨道最小发射速度 D、它是能使卫星进入轨道的最大发射速度 17、设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上.假设经过长时间开采后，地球仍可看成是均匀的球体，月球仍 沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比 A、地球与月球间的万有引力将变大 B、地球与月球间的万有引力将变小 C、月球绕地球运动的周期将变长 D、月球绕地球运动的周期将变短 第二部分 非选择题（共 44 分） 以下各题按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算 的题，答案中必须明确写出数值和单位。 18、填空、实验题（本题共 3 小题，共 10 分） 如图所示圆弧轨道 AB 是在竖直平面内的 1/4 圆周，在 B 点 轨道的切线是水平的，一质点自 A 点从静止开始下滑，不计滑块 与轨道间的摩擦和空气阻力，则在质 点刚要到达 B 点时的加速度大小为 _ _，刚滑过 B 点时 的加速度大小为_ _。 有一小船正在渡河，如图所示，在离对岸 30时， 其下游 40处有一危险水域。假若 水流速度为 5 m/s，为了使小船在危险水域之前到达对岸，那 么，小船从现在起相对于静水的最 小速度应是 m/s 如下图所示，水平桌面上有斜面体 A、小铁块 B.斜面 体的斜面是曲面，由其截面图可以 看出曲线下端的切线是水平的。 现提供的实验测量工具只有：天平、直尺.其他的实验器材可根据实验需要自选。 请设计一个实验，测出小铁块 B 自斜面 顶端由静止下滑到底端的过程中，小铁块克服摩擦力做的功。要求： 学校 班级 考号 姓名_ 装 订 线 (1)简要说明实验中要测的物理量； (2)写出实验结果的表达式。( 重力加速度 g 已知) 2010 学年度高三年级单元测试题答卷 物 理 第一部分 选择题（共 56 分） 单项选择题：本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 双项选择题：本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分。 题号 13 14 15 16 17 答案 第二部分 非选择题（共 44 分） 18、填空、实验题（本题共 10 分） （4 分） 、 ；（2 分） （4 分）解：（1） 、 （2） 。 19（6 分）如下图所示，在长度为 L 的细线下方系一质量为 m 的 小球，线的另一端固定，使悬线 与竖直方向成偏角 ，无速释放小球，求小球摆回到最低点 P 时速度大 小？若悬线与竖直方向成不同偏 角 (0 90)时，仍无速释放小球，求小球摆回到最低点 P 时细线所 受力的大小范围是多少？ 20（8 分） 、如图所示，竖直平面内的 3/4 圆弧形光滑轨 道半径为 R，A 端与圆心 O 等高， AD 为水平面，B 端在 O 的正上方，一个小球在 A 点正上方 由静止释放，自由下落至 A 点进入 圆轨道并恰能到达 B 点求： （1）释放点距 A 点的竖直高度； （2）落点 C 与 O 点的 水平距离 21、 （10 分）如图，半径 R = 0.9m 的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点 B 与长为 L1m 的水平面相切于 B 点，BC 离地面高 h = 0.45m， C 点与一倾角为 = 30的光滑斜面连接，质量 m1.0 kg 的小滑块从圆弧顶点 D 由静止释放，已 知滑块与水平面间的动摩擦因数 0.1， 取 g=10m/s2求： （1）小滑块刚到达圆弧的 B 点时，圆 弧对小滑块的支持力。 （2）小滑块到达 C 点时的速度。 （3）小滑块从 C 点运动到地面所需的 时间。 22（10 分） 、随着现代科学技术的飞速发展，广寒宫中的嫦娥将不再寂寞，古老的月球即将留下中华儿女的足迹。航天飞 机作为能往返于地球与太空，可以重复使用的太空飞行器，倍受人们的喜爱。宇航员现欲乘航天飞机对在距月球表面 h 高的圆 轨道上运行的月球卫星进行维修。试根据你所学的知识回答下列问题：（1）试求维修卫星时航天飞机的速度。 （2）已知地球自 转周期为 T0，则该卫星每天可绕月球转几圈？已知月球半径 R，月球表重力加速度为 gm，计算过程中可不计地球引力的影响， 计算结果用 h、R、g m、T 0 等表示。 C h v B D 解题欣赏 1、A、B 两球质量分别为 m1 与 m2，用一劲度系数为 K 的弹簧相连，一长为 l1 的细线与 m1 相连，置于水平光滑桌面上，细线 的另一端拴在竖直轴 OO上，如图所示，当 m1 与 m2 均以角速度 w 绕 OO做匀速圆周运动时，弹簧长度为 l2。 求：（1）此时弹簧伸长量多大？绳子张力多大？ （2）将线突然烧断瞬间两球加速度各多大？ 解：（1）m 2 只受弹簧弹力，设弹簧伸长 l，满足： Kl=m2w2(l1l 2) 则弹簧伸长量 l=m2w2(l1l 2)/K 对 m1，受绳拉力 T 和弹簧弹力 f 做匀速圆周运动，满足：Tf=m 1w2l1 绳子拉力 T=m1w2l1m 2w2(l1l 2) （2）线烧断瞬间 A 球加速度 a1=f/m1=m2w2(l1l 2)/m1 B 球加速度 a2=f/m2=w2(l1l 2) 2、 （12分）在游乐园坐过山车是一项惊险、刺 激的游戏。据新安晚报报道，2007年12月 31日下午3时许，安徽芜湖方特欢乐世 界游乐园的过山车因大风发生故障突然停止， 16位游客悬空10多分钟后被安全解救， 事故幸未造成人员伤亡。游乐园“翻滚过山车”的 物理原理可以用如图所示的装置演示。 斜槽轨道AB、EF与半径R=0.4m的竖直圆轨道 （圆心为O）相连，AB、EF分别与圆O相切于B 、E点，C为轨道的最低点，斜轨AB倾角为37。质量为m=0.1kg 的小球从A点静 止释放，先后经B、C、D、E 到F点落入小框。 （整个装置的轨道均光滑，取 g=10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）求： （1）小球在光滑斜轨 AB 上运动的过程中加速度的大小； （2）要使小球在运动的全过程中不脱离轨道，A 点距离最低点的竖直高度 h 至少多高？ 解析： （4 分）小球在斜槽轨道 AB 上受到重力和支持力作用，合力为重力沿斜面向下的分力，由牛顿第二定律得 （2 分） ， （2 分）sin37mga sin376.0/gms （8 分）要使小球从 A 点到 F 点的全过程不脱离轨道，只要在 D 点不脱离轨道即可。 物体在 D 点做圆周运动临界条件是： （3 分） 2DvR 由机械能守恒定律得 （3 分）21()mgh 解得 A 点距离最低点的竖直高度 h 至少为： （2 分） 212.5041.DvRmg 3、 （14 分）我国通信卫星的研制始于 70 年代 331 卫星通信工程的实施，到 1984 年 4 月，我国第一颗同步通信卫星发射成功并 投入使用，标志着我国通信卫星从研制转入实用阶段现正在逐步建立同步卫星与“伽利略计划”等中低轨道卫星等构成的卫星 通信系统 （1）若已知地球的平均半径为 R0，自转周期为 T0，地表的重力加速度为 g，试求同步卫星的轨道半径 R；（2）有 一颗与上述同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径 R 的四分之一，试求该 卫星的周期 T 是多少？该卫星至少每隔多长时间才在同一城市的正上方出现一次 （计算结果只能用题中已知物理量的字母表 示） 2010 学年度高三年级单元测试题 物理参考答案 第一部分 选择题（共 56 分） 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D C D D D C C C B D C B 题号 13 14 15 16 17 答案 CD BC CD BC BD 第二部分 非选择题（共 44 分） 18、 2g g 3m/s，解：设小船到达危 险水域前，恰好到达对岸，则其合位 移方向如图所示，设合位移方向与河岸的夹角为 ，则 ，即 37，小船的430tan 合速度方向与合位移方向相同，根据平行四边形定则知，当 船相对于静水的速度 v1 垂直于合速度 时，v 1 最小，由图可知，v 1 的最小值为 smv/3/5si2min1 ，这时 v1 的方向与河岸的夹角 9053. 即从现在开始，小船头指向与上游成 53角，以相对于静水的速度 3 m/s 航行， 在到达危险水域前恰好到达对岸。 (4 分)(1)斜面高度 H，桌面到地面的高度 h，O 到落 P 的距离 s，小铁块 B 的质量 m （2）W f =mgH- 补充步骤： 用天平测出 B 的质量 m；hmgs4 2 如图所示安装实验器材，地面铺白纸、复写纸并用胶带粘牢; 用手按住斜面 A，让 B 从某一斜面顶端由静止滑下，记 录落地点 P1； 重复步骤五次，找到平均落地位置 P； 用直尺测图中标明的 H、h、s；实验结束整理仪器归位。 19（6 分） 、解：设小球摆回到最低点 P 时速度为 v，由机械能守恒 得：mgL（1-cos）= vm21 可得： （3 分）)cos(2gLv 小球摆回到最低点 P 时，由牛顿第二定律得： F-mg= 将 v 代入可得： F=mg+2mg（1-cos） （2 分）m 由题意知： 当 =0时，拉力最小为 mg；当 =90时，拉力最小为 3mg 。 故小球摆回到最低点 P 时细线所受力的大小范围是 mg 3mg （1 分） 20（8 分） 、解：（1）设小球距 A 点高为 h 处下落，到达 B 点时速度大小为 vB小球下落过程只有重力做功，故小球由最 高点经 A 运动 B 点过程中机械能守恒： 2 分2BmghRv=+ 由圆周运动规律可知，小球恰能达到 B 点的最小速度的条件为： 1 分 2BvmgR= 由解得： 1 分3h （2）设小球由 B 点运动到 C 点所用的时间为 t，小球离开 B 点后做平抛运动，设落点 C 与 O 点的水平距离为 S，则有： 1 分tvS 1 分21Rg= 由解得： 2 分RS2 21（10 分） 、参考解答： （1）设小滑块运动到 B 点的速度为 VB ，由机械能守恒定律有： mgR mVB2 (1 分 ) 由牛顿第二定律有 N-mgm (2 分)1 RVB 2 联立 解得小滑块在 B 点所受支持力 N30 N (1 分) (2) 设小滑块运动到 C 点的速度为 VC ，由动能定理有：mgR-mgL= mVC2 (2 分)1 解得小滑块在 C 点的速度： VC 4 m/s (1 分) (3)小滑块平抛到地面的水平距离 SV C tV C 1.2m (1 分)gh2 斜面底宽 dhcot0.78m 因为 Sd ，所以小滑块离开 C 点后不会落到斜面上. (1 分) 因此，小滑块从 C 点运动到地面所需的时间即为小滑块平抛运动所用时间 0.3S (1 分)ght2 22（10 分） 、 （1）根据万有引力定律，在月球上的物体 （2 分） 2RGmMg月 卫星绕月球作圆周运动，设速度为 v，则 （2 分）hvR2 式联立解得： （1 分）hRgv 2 （2）设卫星运动周期为 T，则 （2 分）hRTmMG22 解得： （1 分）2 33RghhTm 则每天绕月球运转的圈数为 （2 分）30hT 欣赏题 3 解：（1）设地球的质量为 M，同步卫星的质量为 m，运动周期为 T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引 力提供，故 2 分 同步卫星 1 分RTmMG220T 而在地表面 2 分20RMmGg 由式解得： 2 分3204T （2）由式可知