高一物理试题(高考试题)

高考试题
一、平抛运动
1.(2000年上海高考)图4—1为用频闪摄影方法拍摄的研究物体做平抛运动规律的照片，图中A、B、C为三个同时由同一点出发的小球.AA′为A球在光滑水平面上以速度v运动的轨迹；BB′为B球以速度v被水平抛出后的运动轨迹；CC′为C球自由下落的运动轨迹，通过分析上述三条轨迹可得出结论：________.
图4—1
【解析】由频闪照片可知A球在光滑水平面上以速度v做匀速直线运动，C球在竖直方向上做自由落体运动，B球为同时以速度v水平抛出后的平抛运动轨迹，由同一时刻三球在空中的位置(位移)关系可知，平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，竖直分运动为自由落体运动.
【答案】做平抛运动的物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做自由落体运动.或平抛运动是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的合成
二、圆周运动
2.（2002年上海高考）太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象.这些条件是
A.时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
B.时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大
C.时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大
D.时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大
【解析】从飞机的飞行方向及速度和地球自转速度和方向方面加以判断可以得出正确答案C.
【答案】C
3.（1999年全国高考）如图4—2所示，细杆的一端与一小球相连.可绕过O点的水平轴自由转动.现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的做用力可能是
图4—2
A.a处为拉力，b处为拉力
B.a处为拉力，b处为推力
C.a处为推力，b处为拉力
D.a处为推力，b处为推力
【解析】在a处杆对球的做用力一定为拉力，因为在最低点杆对球的做用力与球的重力的合力提供了球做圆周运动的向心力，重力向下，杆的做用力应为向上的拉力.球在最高
点b时，若球的速度v=gr，杆对球没有做用力；若v＞gr，杆对球的做用力为向下的拉力，若v＜gr，杆对球的做用力为推力，故A、B选项正确.
【答案】AB
三、万有引力定律的应用
4.（2003年春季高考）在地球（看做质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面的说法中正确的是
A.它们的质量可能不同
B.它们的速度可能不同
C.它们的向心加速度可能不同
D.它们离地心的距离可能不同
【解析】地球同步卫星，周期T、运转半径、离地高度一定，向心加速度一定，故选A.
【答案】A
5.(1998年上海高考)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点(如图4—3)，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是
图4—3
A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度
D.卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点的加速度 【解析】 由上题可知v =R GM ，故B 正确，卫星在P 点加速度a =2R
GM
与在哪个轨道经过此点无关.
【答案】 BD
6.(1999年全国高考)地球同步卫星到地心的距离r 可由r 2＝2
224π
c
b a 求出.已知式中a 的单位是m,ｂ的单位是s ，
c 的单位是m/s 2，则
A.a 是地球半径，b 是地球自转的周期，c 是地球表面处的重力加速度
B.a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是同步卫星的加速度
C.a 是赤道周长，b 是地球自转周期，c 是同步卫星的加速度
D.a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面处的重力加速度 【解析】 求解思路为：由万有引力定律导出人造地球卫星运转半径的表达式，再将其与题给表达式中各项对比，以明确式中各项的物理意义.
由G r T
m r Mm 22
24π=
得r 2＝2
24π
GMT ①
由mg =G 20
R Mm
得GM ＝gR 02
②
将②代入①有r 2＝2
2
2
4π
g T R 【答案】 AD
7.(1999年上海高考)把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，则离太阳越远的行星 A.周期越小 B.线速度越小 C.角速度越小 D.加速度越小
【解析】 由G r v m r Mm 22=＝mr ω2＝mr 向ma T
=22
4π
可知Ｂ、C 、Ｄ对.
【答案】 BCD
8.(1998年全国高考)宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球.经过时间t ，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离L .若抛出时的初速增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L .已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R ，万有引力常数为G .求该星球的质量M .
【解析】 设抛出点的高度为h ，第一次水平位移为x ，则有x 2＋h 2＝L 2…①，同理对于
第二次平抛过程有：(2x )2＋h 2＝（3L ）2…②，由①②解得h =
3
L .该行星上重力加速度为
g ，由平抛运动规律得：h =
21gt 2…③，由万有引力与牛顿第二定律得G mg R
Mm
=2…④，联立以上各式可解得M =2
2
332Gt
LR . 【答案】 M ＝2
2
332Gt LR
9.(2000年全国高考)某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力做用，绕地球运转的轨道会慢慢改变.每次测量中卫星的运动可近似看做圆周运动.某次测量卫星的轨道半径为r 1，后来变为r 2，r 2＜r 1，以E r1、E r2表示卫星在这两个轨道上的动能，T 1、42表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期，则
A.E r2＜E r1，T 2＜T 1
B.E r2＜E r1，T 2＞T 1
C.E r2＞E r1，T 2＜T 1
D.E r2＞E r1，T 2＞T 1
【解析】 由G 22
224T
mr r v m r Mm π==得 v ＝GM
r T r GM 32,π
=，而E k ＝21
mv 2，可知：r 减小，则E k 变大，T 减小. 【答案】 C
10.(2000年全国高考)2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98°的经线在同一平面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98°和北纬α＝40°，已知地球半径R 、地球自转周期T 、地球表面重力加速度g (视为常量)和光速c .试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量的符号表示).
【解析】 设m 为卫星质量，M 为地球质量，r 为卫星到地球中心的距离，ω为卫星绕地心转动的角速度，由万有引力定律和牛顿定律有
G
22ωmr r
Mm
= 式中G 为万有引力恒量，因同步卫星绕地心转动的角速度ω与地球自转的角速度相等，有
ω＝
T π2；因G mg R
Mm
=2得：
GM ＝gR 2，r =(31
2
22)4(π
gT
R ；设嘉峪关到同步卫星的距离为L ，由余弦定理L ＝αcos 222rR R r -+，所求时间为t ＝
c
L
，由以上各式得 t ＝αππcos )4(2)4(131
2
2223/2222gT R R R gT R c -+
【答案】 απ
πcos )4(2)4(131
2
2223/2222gT R R R gT R c -+ 11.(2000年上海高考)图4—4为一名宇航员“漂浮”在地球外层空间的照片，根据照片
展现的情景提出两个与物理知识有关的问题(所提的问题可以涉及力学、电磁学、热学、光学、原子物理学等各个部分.只需提出问题，不必做出回答和解释)：
图4—4
例：这名“漂浮”在空中的宇航员相对地球是运动还是静止的?
(1) (2) 【答案】 只要属于与照片情景有关的物理问题均可.例如(1)宇航员是否受地球吸引力做用?(2)此宇航员受力是否平衡?(3)宇航员背后的天空为什么是黑暗的?
12.(2001年上海高考)组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率.如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动.由此能得到半径为R 、密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T .下列表达式中正确的是
A.T ＝2πGM R /3
B.T ＝2πGM R /33
C.T ＝
ρπG /
D.T ＝ρπG /3
【解析】 由G 2224T mR R Mm π=得T ＝2πGM
R 3
或T ＝ρπ⋅G /3
【答案】 AD
13.（2002年上海高考）一卫星绕某行星做匀速圆周运动，已知行星表面的重力加速度
为g 行，行星的质量M 与卫星的质量m 之比
m
M
=81,行星的半径R 行与卫星的半径R 卫之比卫
行R R =3.6,行星与卫星间的距离r 与行星的半径R 行之比
行
R r
=60.设卫星表面的重力加速度为g 卫，在卫星表面有：
G
卫mg r Mm
=2
……
经过计算得出：卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的三千六百分之一.上述结果是否正确？若正确，列式证明；若错误，求出正确结果.
【解析】 G
2r
Mm
=mg 卫中的g 卫并不是卫星表面的重力加速度，而是卫星绕行星做匀速圆周运动的向心加速度.
正确的解法是：
卫星表面的重力加速度为
g 卫=G
2
卫
R m
行星表面的重力加速度为 g 行=2
行
R M G
所以 2
)(卫
行行卫R R M m g g ⋅==0.16
即g 卫=0.16g 行.
【答案】 所得结果是错误的，正确结果为：g 卫=0.16g 行。