湖南省长沙县实验中学2010届高三第四次月考物理卷.doc

湖南省长沙县实验中学2010届高三第四次月考物理卷
（2009.11）
一．选择题 （请将你认为正确的答案代号填在答题栏中，本题共10小题）
1. 嫦娥奔月蕴含着炎黄儿女千年的飞天梦想，随着我国“嫦娥计划”的逐步进展，奔月梦想即将成为现实。某校物理兴趣小组收集了月球表面的许多资料 ，如 ①没有空气；②重力加速度约为地球表面的l／6；③没有磁场…… 并设想登上月球后，完成如下实验：在空中从同一高度同时自由释放氢气球和铅球，忽略地球和其它星球的影响，你认为以下说法正确的是
A.氢气球和铅球都处于漂浮状态
B.氢气球和铅球都将下落，且同时落地
C.氢气球将加速上升，铅球加速下落
D.氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到地面
2. 转台上放A、B、C三物，质量分别是2m、m、m，
它们离轴的距离分别是R、R、2R，如图，它们与转台间的动摩擦因数都相同，当转台转动时：
A.三物都未滑动时，C的向心加速度最大
B.若三物都未滑动，B受静摩擦力较小
C.转速增加时，B比A先滑动
D.转速增加时，C最先滑动

3. 将物体竖直向上抛出，假设运动过程中空气阻
力不变，其v－t图象如图，则物体所受的重力和空气阻力之比为
A.1∶10 B.10∶1
C.9∶1 D.8∶1

4. 地面附近某高度处水平抛出一个物体（不计空气阻力），物体抛出后，以下说法正确的是
A.加速度大小不变，方向改变 B.加速度大小和方向都不变
C.速度大小改变，方向不变 D.速度大小和方向都改变
5. 小河宽为d，河水中各点水的流速大小与各点到较近的河岸边的距离成正比，=是各点到近岸的距离，小船船头垂直河岸渡河，小船划行速度为，则下列说法正确的是
A.小船渡河的轨迹为曲线
B.小船到达离河岸d/2处，船渡河的速度为
C.小船渡河的轨迹为直线
D.小船到达离河岸3d/4处，船渡河的速度为
6. 执行救灾任务的飞机逆风水平匀速直线飞行，相隔0.5s先后释放形态和质量完全相同的两箱救灾物资1和2。假定风力保持不变，这两箱物资在空中下落时，地上的人沿着飞机飞行的方向看：（ ）
A.1号箱在2号箱的正下方 B.两箱间的水平距离保持不变
C.两箱间的水平距离越来越小 D.两箱间的水平距离越来越大
7. 同学们根据中学物理知识讨论随着岁月的流逝，地球绕太阳公转周期，日地间地平均距离和地球接受太阳的辐射能的变化的趋势的问题时，有下列结论，其中错误、的是
A.太阳内部进行强列的热核反应，辐射大量粒子，太阳质量应不断减小
B.日地间的、距离应不断减小，地球公转速度应不断增大
C.日地间的距离应不断增大，地球公转速度应不断减小公转同期将不断增大
D.地球表面单位面积平均接受的太阳辐射能将不断减小
8. 宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）。据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为
A. B.　　 　　C. D.
9. 地面上的空气成分主要以氧,氮分子为主，随着高度的增加，由于地球引力的作用，重的气体逐渐稀薄，轻的气体逐渐相对增多。在太阳紫外光线的照射下，分子态的气体被电离为原子态，在“神州”三号飞船343公里的运行轨道上，主要是原子态的氧，氮和氦气。虽然高层大气的密度很小，但其对飞船的阻力仍会严重影响飞船的运行轨道。针对这段材料有下列叙述正确的是
（A）由于大气阻力，飞船运行轨道要下降，运行速度要变小
（B）如果是真空，飞船可以一直保持在343公里的轨道上运行
（C）由于大气阻力，飞船运行轨道要下降，运行周期要变长
（D）由于飞船轨道比较低，飞船内的物体对支持面的压力与在地球上对地面的压力差不多
P
10. 如图所示，几条足够长的光滑直轨道与水平面成不同角度，从P点以大小不同的初速度沿各轨道发射小球，若各小球恰好在相同的时间内达到各自的最高点，则各小球最高点的位置
A.在同一水平线上 B.在同一竖直线上
C.在同一圆周上 D.在同一抛物线上

二.简答题 （共3小题）
11. 飞机从一地起飞，到另一地降落，

如果在竖直方向上的分速度Vy与时间t的关系如图所示(作图时规定竖直向上的Vy为正)，则飞机在飞行过程中上升的最大高度是 m；在t1＝2200s到t2＝2400s一段时间内，它在竖直方向上的分加速度ay为 m/s2.

12. 西昌卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为v1、加速度为a1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为v2、加速度为a2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为v3、加速度为a3。则v1、v2、v3的大小关系是________；a1、a2、a3的大小关系是________。
13. 早在19世纪，匈牙利物理学家厄缶就明确指出：“沿水平地面向东运动的物体，其重量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定要减轻。”后来，人们常把这类物理现象称为“厄缶效应”。如图所示：我们设想，在地球赤道附近的地平线上，有一列质量是M的列车，正在以速率v，沿水平
轨道匀速向东行驶。已知：①地球的半径R；②地球的自转
周期T。今天我们象厄缶一样，如果仅考虑地球自转的影响
（火车随地球做线速度为R/T的圆周运动）时，火车对轨
道的压力为N；在此基础上，又考虑到这列火车匀速相对地
面又附加了一个线速度v做更快的圆周运动，并设此时火车
对轨道的压力为N/，那么单纯地由于该火车向东行驶而引起
火车对轨道压力减轻的数量（N – N/）为________。
三.实验题 （共1小题）
14. 探究能力是物理学研究的重要能力之一．有同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关。他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系。如图所示,砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为，（不计转轴的质量及其与支架间的摩擦）分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同角速度旋转的进行实验，最后得到的数据如下表所示

半径/cm
质量/m0
角速度/rad·s-1
圈数
转动动能/J
4
1
2
8

4
1
3
18

4
1
4
32

4
2
2
16

4
3
2
24

4
4
2
32

8
1
2
16

12
1
2
24

16
1
2
32

(1)根据题给数据计算砂轮的转动动能Ek，并填在上面的表格里。
(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为_____________。
(3)以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是:_________________。
四.计算题 （共6小题）
15. 随着航空技术的发展，飞机的性能越来越好，起飞的跑道要求也是越来越短，有
的还可以垂直起降。为了研究在失重情况下的实验，飞行员将飞机开到高空后，让其自由
下落，模拟一种无“重力”（完全失重状态）的环境，以供研究人员进行科学实验。每次升
降过程可以获得持续30秒之久的“零重力”状态，以便研究人员进行不受重力影响的实验，
而研究人员站在飞机的水平底板上所能承受的最大支持力为重力的2.5倍的超重状态。为
安全起见，实验时飞机不得低于800米。求飞机的飞行高度至少为多少米？
16. 如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A.B为圆弧两端点，其连线水平.已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=1060，平台与AB连线的高度差为h=0.8m.（计算中取g=10m/s2，sin530=0.8，cos530=0.6）求：
（1）小孩平抛的初速度
（2）小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力
17. 中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A.计时表一只，B.弹簧秤一把，C.已知质量为m的物体一个，D.天平一只(附砝码一盒).在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量的物理量可出推导出月球的半径和质量.（已知万有引力常量为G），要求：
（1）说明机器人是如何进行第二次测量的？
（2）试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式.

参考答案（仅供参考）. (共40分)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
ＡBD
B
BD
AD
D
B
B
B
C

二.简答题答案(每题6分共18分)
11. 8000m 0.10
12. v2>v3>v1；a2>a3>a1
13.
三.实验题答案: (共12分)
14. 错一空扣1分扣 完5分不再扣分

半径/cm
质量/m0
角速度/rad·s-1
圈数
转动动能/J

6.4

14.4

25.6

12.8

19.2

25.6

25.6

57.6

102.4

　 （2）EK　= kmω2　r2 (k是比例常数) (5分) （3）控制变量法　(2分)
四.计算题答案
15 (12分)自由下落过程h1=m （2分）
m/s （2分）
最大可承受2.5倍重力的超重，N=2.5mg，设减速下降的加速度a2，
， （2分）
飞机减速到零所用时间： s （2分）
下落高度m （或用h2=v12/2a2计算等均可）（2分）
所以飞机的高度至少为H=h1+h2+800=4500+3000+800=8300m （2分）

16. (共14分)（1）由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到A点时速度方向沿A点切线方向，则 (2分)
又由得 (2分)
而解得 (2分)
（2）设小孩到最低点的速度为，由机械能守恒，有
(3分)
在最低点，据牛顿第二定律，有 (3分)
代入数据解得FN=1290N (1分)
由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力为1290N. (1分
17. . (共14分)（1）机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体，静止时读出弹簧秤的读数F，即为物体在月球上所受重力的大小 （2分）
（2）在月球上忽略月球的自转可知 =F ①（2分） ② （2分）
飞船在绕月球运行时，因为是靠近月球表面，故近似认为其轨道半径为月球的半径R，由万有引力提供物体做圆周运动的向心力可知③（2分）又 ④（2分）
由①、②、③、④式可知月球的半径 （2分）
月球的质量 （2分）

第 5 页 共 5 页