届新课标高三物理第一轮复习阶段性测试题(3)_高三物理一轮复习试题

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高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ 2010届新课标高三物理第一轮复习阶段性测试题（3）

（命题范围：必修2 曲线运动、万有引力）

说明：本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共150分；答题时间120分钟.第Ⅰ卷（选择题，共40分）

一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分.在每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3分，有选错或不答的得0分）

1．如图为一种“滚轮-平盘无极变速器”的示意图，它由固定于主动轴上的平盘和可随从动轴移动的圆柱形滚轮组成.由于摩擦的作用，当平盘转动时，滚轮就会跟随转动，如果认为滚轮不会打滑，那么主动轴的转速n1、从动轴的转速n2、滚轮半径r以及滚轮中心距离主动轴轴线的距离x之间的关系是

（）

xA．n2n1rx

B．n1n

2r

D．n2x2C．n2n12rn1xr

2．一个静止的质点，在两个互成锐角的恒力F1、F2作用下开始运动，经过一段时间后撤掉

其中的一个力，则质点在撤去该力前后两个阶段中的运动情况分别是

A．匀加速直线运动，匀减速直线运动 B．匀加速直线运动，匀变速曲线运动 C．匀变速曲线运动，匀速圆周运动 D．匀加速直线运动，匀速圆周运动

（）

3．如图所示，小船从A码头出发，沿垂直河岸的方向渡河，若河宽为d，渡河速度v船恒定，河水的流速与到河岸的最短距离x成正比，即v水kx(xB码头，则 d,k为常量），要使小船能够到达距A正对岸为s的2

（）

京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ kd2kd2vA．v船应为4s

B．船应为2s

4s2sC．渡河时间为kd

D．渡河时间为

kd4．在平直公路上行驶的汽车中，某人从车窗相对于车静止释放一个小球，不计空气阻力，用固定在路边的照相机对汽车进行闪光照相，照相机闪两次光，得到清晰的两张照片，对照片进行分析，知道了如下信息：①两次闪光时间间隔为0.5s；②第一次闪光时，小球刚释放，第二次闪光时，小球落地；③两次闪光的时间间隔内，汽车前进了5m；④两次闪光时间间隔内，小球移动的距离为5m，根据以上信息尚不能确定的是（已知g=10m/s2）

（）

A．小球释放点离地的高度

C．汽车做匀速直线运动

B．第一次闪光时小车的速度

D．两次闪光时间间隔内汽车的平均速度

5．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

C．该星球的第一宇宙速度

（）

B．该行星的自转周期

D．该行星附近运行的卫星的最小周期

6．“神舟”六号飞船的轨道舱在轨道上运行时，由于受太阳风暴和大气阻力的影响，逐渐偏

离预定轨道.有关方面启动轨道舱上的动力装置，适当时候提高了轨道舱的运行高度，通

过修正保证了工作.提高“神舟”六号轨道舱的高度可能采取的方法是

A．考虑启动火箭发动机向后喷气，通过反冲作用从较低轨道上使卫星加速 B．考虑启动火箭发动机向后喷气，通过反冲作用从较低轨道上使卫星减速 C．该卫星提高高度后的轨道与前一轨道相比速率增大，机械能增大 D．该卫星提高高度后的轨道与前一轨道相比周期增大，加速度增大

（）

7．当今的科技发展迅猛，我们设想，如果地球是个理想的球体，沿地球的南北方向修一条

平直的闭合高速公路，一辆性能很好的汽车在这条高速公路上可以一直加速下去，并且

忽略空气阻力，那么这辆汽车的最终速度

A．与飞机速度相当

C．可以达到7.9km/s

（）

B．小于“神舟”六号飞船的速度 D．无法预测

京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ 8．如图所示，小朋友在玩一种运动中投掷的游戏，目的是在运动中将手中的球投进离地面高3m的吊环，他在车上和车一起以2m/s的速度向吊环运动，小朋友抛球时手离地面1.2m，当他在离吊环的水平距离为2m时将球相对于自己竖直上抛，球刚好进入吊环，他将球竖直向上抛出的速度是（g取10m/s2）

A．1.8m/s

B．3.2m/s

（）C．6.8m/s

D．3.6m/s 9．如图所示，一个长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动，当AB杆和墙的夹角为时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1，B端沿地面的速度大小为v2，则v1、v2的关系是

（）A．v1vB．v1v2cos,C．v1v2tan

D．v1v2sin

10．如图所示，一根长为L的均匀细杆可以绕通过其左端的水平轴O在竖直平面内转动.杆最初处于水平位置，杆上距O为a处放有一小物体，杆与上小物体最初均处于静止状态.若此杆突然以角速度匀速绕O向下转动.则角速度为以下哪个说法时，小物体可能与杆相碰

（）

A．值适中，不小于某值，不大于另一值Q，即PQ B．较大，且不小于某值Q，即Q

C．较小，且不大于某值P，即0P D．不管为多大，小物体都不可能与杆相碰

第Ⅱ卷（非选择题，共110分）

二、本题共2小题，共22分，把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答.11．（10分）（1）如图所示的演示实验中，A、B两

球同时落地，说明

.某同学设计了如图的实验：将两个质量相等的 小钢球，从斜面的同一高度由静止同时释放，滑道2与光滑水平板吻接，则他将观察到的现象是，这说明

.（2）如图所示是自行车传动装置的示意图.假设 踏脚板每2秒转一圈，要知道在这种情况下自行 车前进的速度有多大，还需测量哪些量？

京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ ___________________________________________请在图中用字母标注出来，并用这些量推导出自行车前进速度的表达式：_

____________ 12．（12分）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，圆盘加速转动时，角速度的增加量Δω与对应之间Δt的比值定义为角加速度β（即我们用电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸来完成下述实验：

①如下图甲所示，将打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔，然后固定在圆盘的侧面，当圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上.②接通电源，打点计时器开始打点，启动控制装置使圆盘匀加速转动.③经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量.（打点计时器所接交流电的频率为50Hz，A、B、C、D„„为计数点，相邻两计数点间有四个点未画出）

（1）如图乙所示，圆盘的半径r为_________cm.（2）由图丙可知，打下计数点D时，纸带运动的速度大小为_______m/s，此时圆盘转动的角速度为____rad/s.（3）纸带运动的加速度大小为________m/s2，圆盘转动的角加速度大小为_________rad/s2.t）.京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/

三、本题共6小题，共88分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.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.13．（12分）上海首届一级方程式赛车比赛在2004年9月26日举行.在一级方程式汽车大赛中，一辆赛车的总质量为m，一个路段的水平转弯半径为R，赛车转此弯时的速度为v，赛车形状都设计得使其上下方空气有一压力差——气动压力，从而增大了对地面的正压力.正压力与摩擦力的比值叫侧向附着系数，以表示.要上述赛车转弯时不侧滑，则需要多大的气压动力？

14．（14分）已知地球半径为R，一只静止在赤道上空的热气球（不计气球离地高度）绕地心运动的角速度为0，在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星，设地球质量为M，热气球的质量为m，人造地球卫星的质量为m1，根据上述条件，有一位同学列出了以下两个式子： 对热气球有：GMm2m0R R2m12(Rh)

(Rh)2Mm1对人造地球卫星有：G进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度.你认为这个同学的解法是否正确？若认为正确，请求出结果.若认为不正确，请补充一个条件后，再求出.京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ 15．（10分）如图是一种叫做“魔盘”的娱乐设施示意图。某物理兴趣小组想测量“魔盘”的转速，他们先测量了“魔盘”的半径r=1.5m，“魔盘”上边缘离地的高度h=0.8m，然后将一毛巾用水浸湿后用网袋装好固定在“魔盘”上的边缘，当“魔盘”转动起来后，从毛巾上飘落到地面的水滴离转轴的最大半径为R=2.5m，若不计空气阻力对水滴的影响，取g为10m/s2.那么“魔盘”的最大转速为多少转/分？

16．（18分）取距地球无穷远处物体的重力势能为零，则地球周围物体的重力势能的表达式为：EpGMm，其中G为万有引力常量，M为地球的质量，m为物体的质量，r为r物体到地心的距离，地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g取10m/s2.试计算：

（1）质量为1×103kg的卫星绕地表飞行，其总机械能为多大？

（2）再补充多少能量可使它脱离地球的引力？

京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ 17．（16分）如图所示，ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道，AB是半径为R=15m的1圆

4周轨道，半径OA处于水平位置，BDO是直径为15m的半圆轨道，D为BDO轨道的中央.一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下，沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的14倍.取g为10m/s2.（1）H的大小；

（2）试讨论此球能否到达BDO轨道的O点，并说明理由；

（3）小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少.18．（18分）目前，我国正在实施“嫦娥奔月”计划.如图所示，登月飞船以速度v0绕月球做圆周运动，已知飞船质量为m=1.2×104kg，离月球表面的高度为h=100km，飞船在A点突然向前做短时间喷气，喷气的相对速度为u=1.0×104m/s，喷气后飞船在A点的速度减为vA，于是飞船将沿新的椭圆轨道运行，最终飞船能在图中的B点着陆（A、B连线通过月球中心，即A、B两点分别是椭圆的远月点和近月点），试问：

（1）飞船绕月球做圆周运动的速度v0是多大？

（2）由开普勒第二定律可知，飞船在A、B两处的面积速度相等，即rAvA=rBvB，为使飞船能在B点着陆，喷气时需消耗多少燃料？已知月球的半径为R=1700km，月球表面的重力加速度为g=1.7m/s2（选无限远处为零势能点，物体的重力势能大小为Ep=

GMmR）.京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/

参考答案（3）

1．答案：A

由滚轮不会打滑可知主动轴上的平盘与可随从动轴转动的圆柱形滚轮的接触

点的线速度相同，所以v1=v2，由此可得x2n1r2n2，所以n2n1x，即选项A

r

正确.2．答案：B

根据物体作直线运动和曲线运动的条件可知，先作初速度为零的沿合力方向的匀加速直线运动，后因速度方向跟另一个力不在一条直线上，作匀变速曲线运动.3．答案：AC

根据运动的合成与分解，因为小船垂直岸航行，渡河时间与水的速度无

dvkx(x,k为常量），所以关，又河水的流速与到河岸的距离x成正比，即水2dskd24s，解得v船4s，渡河时间为.v船1kdkd44．答案：C

小球做平抛运动，竖直高度h121gt100.521.25m，A正确；2222小球水平方向上的位移x51.254.84m，小球初速度v0x4.849.68m/s，此即第一次闪光时小车的速度，B正确；两次闪光时间间隔内t0.5510m/s，因此汽车应做加速运动，C不能确定，D能够确定.0.5汽车的平均速度v25．答案：CD

根据物体竖直上抛的运动规律，得v02gH，因此可求出该星球表面的v222重力加速度g.再根据G2mgmm()R可推导出CD为正确答案.RTRmM6．答案：A

因为要提高“神舟”六号飞船的高度将考虑启动火箭发动机向后喷气，通过反冲作用，使飞船加速，飞船需要的向心力增大，但由于在原轨道上FGMm不变，不2R足以提供其所需的向心力，所以飞船做离心运动，到更高的轨道，所以A正确，B错误.v对飞船有：GMm，所以vm2RR21R，R增大，运行速度v减小，C错误；由于GmMR2m(22)Rma，所以TR3，a1，所以R增大，T增大，但a减少，所TR2以D错.7．答案：C

在理想情况下一直加速，可以达到围绕地球表面做圆周运动，即第一宇宙速

京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ 度.8．答案：C

球的水平速度是2m/s，人到环的水平距离为2m，所以球必须在1s内到达吊

xv0t环，则1s内球在竖直方向上的位移为1.8m，设初速度为v，则

0

12gt，解2得v06.8m/s.v0v09．答案：C

设杆沿方向移动的速度为v0，根据速度分解可得，sin，vcos，1v2所以可得v1v2tan.10．答案：BC

较小，物体追上细杆相碰；较大，细杆绕过一周后追上物体相碰.第Ⅱ卷（非选择题，共110分）

11．（1）答案：平抛运动在竖直方向上是自由落体运动（2分）

球1落到光滑水平板上并击中球2（2分）

平抛运动在水平方向上是匀速运动（2分）

（2）答案：如图所示，测量R、r、R/，（2分）

自行车的速度为：RR/r.（2分）

12．解析：（1）根据游标卡尺的读数原理，可得读数应为主尺上的和游标尺上的刻度相加.由图乙可知游标尺的分度为0.05mm，主尺上为5.9cm，游标尺上的第5个刻度线和主尺对齐，所以读数为5.9cm+0.02×5mm=6.00cm，即可得该圆盘的半径r=6.00cm.（2）由题意知，纸带上每两点的时间间隔T=0.10s，打下计数点D时，纸带运动速度大sCE13.195.41v小为：Dcm/s2=39cm/s2=0.39m/s2，2T20.1vD此时圆盘转动的角速度为Dr0.396102=6.5rad/s

sDEsBC(sCDsAB)a

（3）纸带运动的加速度大小为，代入数值，得a=0.59m/s2 24Tva0.592设角加速度为β，则trtr6.00102=9.8rad/s.京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ 13．解析：对物体受力分析可知正压力FNmgF①，其中F表示气动压力.（3分）

FNmgF②，（4分）FfFfv2根据牛顿第二定律，可得Ffm③，（3分）

R联立解得，Fmv2Rmg（2分）

14．解析：第一个等式（对热气球）不正确，因为热气球不同于人造卫星，热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡，它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度.（4分）

（1）若补充地球表面的重力加速度为g，可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重G力，则有MmR2mg（2分）

RRhgRh（1分）与第二个等式联立可得G（2）若利用同步卫星的离地高度H有：

m02(RH)（2分）(RH)2Mm与第二个等式联立可得03RH2()RhMm（2分）

V12

（3）若利用第一宇宙速度v1，有G2m（2分）RR与第二个等式联立可得v1R(Rh)3（1分）

此外若利用近地卫星运行的角速度也可求出来.15．解析：水滴沿切线方向做平抛运动到地面上的水平位移x落地时间t2hg20.80.4s（2分）10R2r2=2m（2分）

“魔盘”的线速度vx5m/s（2分）t其转速满足2nrv（2分）

京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ nv32r/min.（2分）2rMmv216．解析：（1）卫星做匀速圆周运动，由万有引力和牛顿第二定律得，G2m（2分）

rr2其动能为EkmvG12Mm（2分）2r其机械能为E=Ek+Ep=GMmMmMmGG)=2r +(2r（4分）r卫星绕地表运行时，r=R，且GMmR2mg，GM=gR2，（2分）

所以E=GMm1mgR=－6.4×106×10×103=－3.2×1010J.（4分）=2R2（2）要使绕地球运动的卫星挣脱地球的引力，需添加的能量是： ΔE=0－E=3.2×1010J.（4分）

17．解析：（1）小球从H高处自由落下，进入轨道，沿BDO轨道做圆周运动，小球受重力和轨道的支持力.设小球通过D点的速度为v，通过D点时轨道对小球的支持力为F（大小等于小球对轨道的压力）提供它做圆周运动的向心力，即mv2R/2F14mg3 ①（2分）

小球从P点落下一直到沿光滑轨道运动的过程中，机械能守恒有，mg(HR1)mv2②（222分）

分）

2v0mg③（2R/2由①②解得高度H2R10m（13（2）设小球能够沿竖直轨道运动到O点时的最小速度为v0，则有m小球至少应从H0高处落下，mgH0由③④可得H0R412mv0④（12分）

分）

（1分）

由H>H0，小球可以通过O点.（1分）

（3）小球由H落下通过O点的速度为v02gH14.1m/s（1分）

小球通过O点后做平抛运动，设小球经过时间t落到AB圆弧轨道上，建立图示的坐标系，有xv0t ⑤（1分）

y12gt2⑥（1分）且x2y2R2⑦（1分）

京翰教育中心http://www.daodoc.com/ 高中物理辅导网http://www.daodoc.com/ 由⑤⑥⑦可解得时间t=1s（负解舍去）（1分）落到轨道上速度大小为v2v0(gt)217.3m/s（1

分）

18．解析：（1）当飞船以v0绕月球做半径为rA=R+h的圆周运动时，由牛顿第二定律得，2v0Mm（2分）Gm2(Rh)(Rh)GMR2g2则v0（2分）(Rh)(Rh)式中M表示月球的质量，R为月球的半径，g所以代入数据得，v0=1652m/s（2分）

GMR2为月球表面的重力加速度，（2）根据开普勒第二定律，飞船在A、B两处的面积速度相等，所以有rAvA=rBvB，即(R+h)vA=RvB

①（2分）

12GMm12GMm由机械能守恒定律得，2mvARh2mvBR

②（2分）

由①②式并代入数据得，vA=1628m/s（2分）故登月所需速度的改变量为vv0vA1652162824m/s（2分）

飞船在A点喷气前后动量守恒，设喷气总质量为Δm，因喷气前的动量为mv0，喷气后的动量为(m－Δm)vA+Δm(v0+u)，前后动量相等，故有mv0=(m－Δm)vA+Δm(v0+u)，（2 分）

故喷气所消耗的燃料的质量为Δm=mΔv/(u+Δv)=28.7kg（2分）

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