2020-2021学年江西省上饶市高一第3次周测（理科）物理试卷新人教版

这是一份2020-2021学年江西省上饶市高一第3次周测（理科）物理试卷新人教版，共7页。试卷主要包含了选择题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1. 关于功和功率的概念，下列说法正确的是（ ）
A.功有正、负之分，说明功有方向
B.由P=Fv可知，功率一定时，牵引力与速度成反比
C.由P=Wt可知，机器做功越多，其功率就越大
D.由P=Wt可知，只要知道时间t内机器做的功，可以求这段时间内任意时刻机器做功的功率

2. 一物体做自由落体运动，在第1s末和第2s末重力做功的瞬时功率之比分别为（ ）
A.1:2B.1:3C.1:4D.1:9

3. 一颗卫星在离地面高ℎ时所受重力正好是其在地球表面处所受重力的14，地球半径为R，忽略地球自转带来的影响，则ℎ为（ ）
A.2RB.2RC.RD.2−1R

4. 如图所示，一质量为m的木块静止在倾角为θ的斜面上，木块与斜面间动摩擦因数为μ．则在斜面与木块一起沿水平面向左匀速移动距离L的过程中，摩擦力对木块所做的功为（ ）

A.0B.−μmgLcs2θ
C.−mgLsinθcsθD.−mgLsin2θ

5. 质量分别为M和m的两个小球，分别用长为2L和L的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量M和m小球悬线与竖直杆夹角分别为α和β，如图所示，下列说法正确的是（ ）

A.csα=csβ2B.csα=2csβC.tanα=tanβ2D.tanα=tanβ

6. 如图所示，小明用与水平方向成θ角的轻绳拉木箱，绳中张力为F，沿水平地面向右移动了一段距离L，已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱质量为m，木箱受到的（ ）

A.支持力做功为(mg−Fsinθ)L
B.重力做功为mgL
C.拉力做功为FL
D.滑动摩擦力做功为−μ(mg−Fsinθ)L
二、多选题

唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽160m的河，他们在静水中划船的速度大小为3m/s，河水的流速为5m/s．对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是（ ）
A.唐僧说：我们要想到达正对岸就得朝着正对岸划船
B.悟空说：我们要想节省时间就得朝着正对岸划船
C.沙僧说：我们要想少走点路就得朝着正对岸划船
D.八戒说：今天这种情况我们不可能到达正对岸的

2018年12月27日，中国北斗三号基本系统完成建设，开始提供全球服务．北斗三号卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成．假如静止轨道卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点P处点火加速，由椭圆轨道1变成静止圆轨道2，下列说法正确的是（ ）

A.卫星在轨道2上运行时的速度小于7.9km/s
B.卫星变轨前后的速度相等
C.卫星在轨道2上运行的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体的向心加速度小
D.卫星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点的加速度大小相等

一质量为3×103kg的汽车在水平路面上行驶，它的发动机额定功率为60kW，它以额定功率匀速行驶时速度为120km/ℎ．若汽车行驶时受到的阻力和汽车的重力成正比，下列说法中正确的是（ ）
A.汽车行驶时受到的阻力的大小为1.8×103N
B.汽车以54km/ℎ的速度匀速行驶时消耗的功率为30kW
C.汽车消耗功率为36kW时，若其加速度为0.4m/s2，则它行驶的速度为12m/s
D.若汽车保持额定功率不变，从静止状态启动，汽车启动后加速度将会越来越大

宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星星体的质量相同，现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星体位于同一直线上，两颗星体围绕中央星体做匀速圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆形轨道运行，如图乙所示，设这两种构成形式中三颗星体的质量均为m，且两种系统中各星体间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是（ ）

A.直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为GmL
B.直线三星系统中星体做圆周运动的周期为4πL35Gm
C.三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2L33Gm
D.三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为3GmL2
三、填空题

一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，引力常量为G，该星球表面的重力加速度为________，该星球的第一宇宙速度为________；人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期为________．

四、解答题

质量m＝3kg的物体，在水平力F＝6N的作用下，在光滑水平面上从静止开始运动，运动时间t＝3s，求：
（1）力F在t＝3s内对物体所做的功；

（2）力F在t＝3s内对物体所做功的平均功率；

（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率．

如图所示是月亮女神、嫦娥1号绕月亮做圆周运动时某时刻的图片，用R1、R2、T1、T2分别表示月亮女神和嫦娥1号的轨道半径及周期，用R表示月亮的半径．

（1）请用万有引力知识证明：它们遵循R13T12=R23T22=K，其中K是只与月球质量有关而与卫星无关的常量；

（2）在经多少时间两卫星第一次相距最远；

（3）请用嫦娥1号所给的已知量，估测月球的平均密度．

质量为2kg的物体置于水平面上，在运动方向上受到水平拉力F的作用，沿水平方向做匀变速运动，拉力F作用2s后撤去，物体运动的速度图像如图所示，求（取g=10m/s2）

（1）拉力F和摩擦力Ff．

（2）拉力做功和物体克服摩擦力做功．

一部电动机通过一轻绳从静止开始向上提起质量为m＝4.0kg的物体，在前2.0s内绳的拉力恒定，此后电动机保持额定功率P额＝600W工作，物体被提升至ℎ＝60m高度时恰好达到最大速度vm，上述过程的v−t图像如图所示（取g＝10m/s2， 不计空气阻力），求：

（1）物体的最大速度vm；

（2）物体速度v2＝12m/s时加速度的大小；

（3）物体从速度v1＝10m/s时开始，到提升至60m高度，克服重力所做的功．
参考答案与试题解析
2020-2021学年江西省上饶市高一第3次周测（理科）物理试卷
一、选择题
1.
【答案】
B
【考点】
平均功率
做功的判断及功的正负
功率的概念
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：A．功是标量，没有方向，正负表示动力做功还是阻力做功，故A错误；
B．由p=Fv可知，功率一定时，牵引力与速度成反比，故B正确；
C．功率是反映做功快慢的物理量，力做功越多，功率不一定越大，还要看用了多长时间，故C错误；
D．由功率的定义式求出的是平均功率而不是瞬时功率，故D错误．
故选B．
2.
【答案】
A
【考点】
瞬时功率
【解析】
重力做功的瞬时功率等于重力和重力方向的分速度的乘积；自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动．
【解答】
解：第1s末速度与第2s秒末速度之比为：v1:v2＝gt1:gt2＝1:2，
故第1s末速度与第2s秒末重力做功的瞬时功率之比为：mgv1:mgv2＝v1:v2＝1:2．
故选A．
3.
【答案】
C
【考点】
万有引力定律及其应用
随地、绕地问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：设卫星的质量为m，地球的质量为M，根据万有引力提供重力得：GMmR2=mg，
解得：g=GMR2，当g变为原来的14，则R变为原来的2倍，故卫星在离地面高ℎ=R，故C正确，ABD错误．
故选C．
4.
【答案】
C
【考点】
恒力做功
【解析】
对物体受力分析，可以求得斜面对物体的摩擦力，再由功的公式即可求得对物体做的功的大小．
【解答】
解：物体处于静止，对物体受力分析可得，在竖直方向有：mg=Ncsθ+fsinθ，
在水平分析有：Nsinθ=fcsθ，
解得：N=mgcsθ，f=mgsinθ，
支持力与竖直方向的夹角为θ，摩擦力做的功为：
Wf=−fcsθ⋅s=−mgLsinθcsθ，故C正确，ABD错误．
故选：C．
5.
【答案】
A
【考点】
水平面内的圆周运动-重力
【解析】
当转轴稳定转动时，两球均在水平面内做匀速圆周运动，角速度相等，都由重力和轻绳的拉力的合力提供向心力，由牛顿第二定律列式求解．
【解答】
解：设转轴稳定转动时角速度为ω，
根据牛顿第二定律得：
对于M:Mgtanα=Mω2⋅2lsinα①
对于m:mgtanβ=mω2⋅lsinβ②
联立①②解得：csα=csβ2．
故选：A．
6.
【答案】
D
【考点】
恒力做功
【解析】
根据功的公式求出重力、支持力、拉力的功，对木箱为研究对象受力分析，根据滑动摩擦力公式求出摩擦力，再根据功的公式求出摩擦力的功。
【解答】
解：A．支持力的方向向上，始终与木箱运动的方向垂直，所以支持力不做功，故A错误；
B．重力的方向向下，始终与木箱运动的方向垂直，所以重力不做功，故B错误；
C．拉力的方向与木箱运动方向之间的夹角为θ，所以拉力做功为FLcsθ，故C错误；
D．根据滑动摩擦力公式可得摩擦力：f＝μ(mg−Fsinθ)，摩擦力与运动方向相反，所以摩擦力做的功为：−μ(mg−Fsinθ)L，故D正确．
故选D．
二、多选题
【答案】
B,D
【考点】
小船渡河问题
【解析】
唐僧、悟空、沙僧和八戒师徒四人想划船渡过一条宽160m的河，他们在静水中划船的速度大小为3m/s，河水的流速为5m/s。对于这次划船过河，他们有各自的看法，其中正确的是 - 高中物理 - 菁优
当静水速的方向与河岸垂直，渡河时间最短；由于水流速小于静水速，合速度的方向可垂直于河岸，可到达正对岸，而当水流速大于静水速，合速度的方向不可垂直于河岸，不可到达正对岸．
【解答】
解：当静水速度垂直于河岸时，渡河的时间最短，因此要想节省时间就得朝着正对岸划船，故悟空说的正确；
因在静水中划船的速度大小为3m/s，河水的流速为5m/s(大于船在静水的速度)，当合速度与船速度垂直时，渡河的位移最小，此时船头偏向上游，但渡河位移要偏向下游，不可能到达正对岸的，因此八戒说得正确，而唐僧与沙僧都错误，综上所述，故AC错误，BD正确；
故选BD．
【答案】
A,D
【考点】
万有引力定律及其应用
卫星的变轨与对接
【解析】
轨道2是同步卫星的轨道，在2轨道上运动的角速度与地球的自转角速度相等，根据a=rω2比较向心加速度的大小．
根据万有引力提供向心力，得出线速度与轨道半径的关系，从而比较出在轨道2上运行的线速度与第一宇宙速度的关系．
根据万有引力的大小，通过牛顿第二定律比较加速度的大小．
【解答】
解：A．7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．轨道2的半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v=GMr可以知卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故A正确；
B．由椭圆轨道1变到圆轨道2要加速，则卫星的速度增加，故B错误；
C．轨道2时同步轨道，角速度与在赤道上相对地球静止的物体的角速度相同，由a=rω2可知半径大的加速度大，故C错误；
D．在同一点卫星受到的万有引力相同，则加速度相等，故D正确．
故选AD．
【答案】
A,C
【考点】
机车启动问题-恒定功率
功率的概念
【解析】
本题的关键是明确：①P=Fv中，F是牵引力，②匀速时满足F=f，此时应满足P=fvm，③涉及到加速度时应满足F−f=ma，然后再进行计算即可．
【解答】
解：A．汽车匀速时应有F=f，根据P=Fv可知，应有P=fv，解得汽车受到的阻力f1=P额vm=1.8×103N，故A正确；
B．匀速时应有F=f，所以P=Fv=fv，代入数据可得P1=27kW，故B错误；
C．由F−f=ma可得：F2=ma+f=3×103×0.4+1.8×103N=3×103N，再由P=Fv可得：v2=P2F2=360003×103m/s=12m/s，故C正确；
D．由P=Fv，若汽车保持额定功率不变启动，则牵引力将逐渐减小，再由F−f=ma可知，加速度将会越来越小，故D错误．
故选：AC．
【答案】
B,D
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：AB．在直线三星系统中，以某个运动星体为研究对象，根据万有引力定律有F1=Gm2L2，F2=Gm22L2，F1+F2=mv2L，解得v=5Gm4L，周期T=2πLv=4πL35Gm，故A错误，B正确；
CD．在三角形三星系统中，三个星体做圆周运动的半径R′=L2cs30∘=L3，由于星体做圆周运动所需的向心力靠其他两个星体对其的万有引力的合力提供，有2Gm2L2cs30∘=mω2R′=ma，解得ω=3GmL3，a=3GmL2，故C错误，D正确．
故选BD．
三、填空题
【答案】
2v0tanαt,2v0Rtanαt,2πRt2v0tanα
【考点】
万有引力定律及其应用
斜面上的平抛问题
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：设该星球表面的重力加速度为g，根据平抛运动规律：水平方向：x=v0t，
竖直方向：y=12gt2，平抛位移与水平方向的夹角的正切值tanα=yx，
由以上三式得g=2v0tanαt，
由GMmR2=mv2R，
可得v=2v0Rtanαt，
绕星球表面运行的卫星具有最小的周期，即
T=2πRv=2πRt2v0tanα．
四、解答题
【答案】
（1）力F在t＝3s内对物体所做的功为54J．
（2）力F在t＝3s内对物体所做功的平均功率为18W；
（3）在3s末力F对物体做功的瞬时功率为36W．
【考点】
牛顿运动定律的应用—从运动确定受力
恒力做功
平均功率
瞬时功率
【解析】



【解答】
解：（1）对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、恒力F三个力的作用，合外力为F，根据牛顿第二定律可得物体的加速度为：
a=Fm=2m/s2，
则物体在3s内的位移为
x=12at2=9m，
所以力F做的功为
M=Fx=54J．
（2）力F在3s内的平均功率为P=Wt=18W．
（3）物体在第3s末的速度为v=at=6m/s．
3s末力F的瞬时功率为P=Fv=6×6W=36W．
【答案】
（1）详细见解答．
（2）经过T1T22(T2−T1)时间两卫星第一次相距最远；
（3）月球的平均密度为3πR23GT22R3．
【考点】
万有引力定律及其应用
随地、绕地问题
天体质量或密度的计算
【解析】
（1）绕月球做匀速圆周运动的天体圆周运动的向心力由万有引力提供，据此求得半径的三次方与周期的二次方的比值，从而得出结论；
（2）某时刻两卫星正好同时通过地面上同一点的正上方，当两颗卫星转动角度相差π时，相距最远；
（3）根据万有引力提供圆周运动向心力求得中心天体月球的质量，再根据密度公式求得月球的密度．
【解答】
解：（1）环绕天体绕月球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力有：
GMmR12=mR14π2T12①
GmMR22=mR24π2T22②
由①②两式可得：R13T12=R23T22=GM4π2，
式中M为月球质量，G为万有引力常量，故GM4π2=k，其中k为与月球质量有关的常数．
（2）月亮女神运动比嫦娥1号运动快，当它们转过的角度差等于π时相距最远，从相距最近到第一次相距最远，
所用时间：t=πω1−ω2=π2πT1−2πT2=T1T22(T2−T1)．
（3）根据万有引力定律提供圆周运动向心力有：GMmR22=mR24π2T22，
可得月球质量M=4π2R23GT22，
根据密度公式可得：月球的密度ρ=MV=4π2R23GT2243πR3=3πR23GT22R3，
【答案】
（1）拉力F=10N，摩擦力Ff=5N．
（2）拉力做功为150J，整个过程中克服摩擦力做功为175J．
【考点】
v-t图像（匀变速直线运动）
牛顿运动定律的应用—从运动确定受力
恒力做功
【解析】


【解答】
解：（1）根据速度时间图像的斜率等于物体的加速度，则前2秒的加速度为
a1=ΔvΔt=10−52m/s2=2.5m/s2，
2∼6秒的加速度大小为
a2=ΔvΔt=10−06−2m/s2=2.5m/s2，
对于两段运动过程，由牛顿第二定律得
F−Ff=ma1，Ff=ma2，
解得：F=10N，
Ff=5N．
（2）前2秒位移为x1=12×5+10×2m=15m，2∼6秒位移为x2=12×10×4m=20m，
拉力做功为WF=Fx1=150J，
整个过程中克服摩擦力做功为WFf=Ffx1+x2=175J．
【答案】
（1）物体的最大速度vm是15m/s；
（2）物体速度v2＝12m/s时加速度的大小是2.5m/s2；
（3）物体从速度v1＝10m/s时开始，到提升至60m高度，克服重力所做的功是2000J．
【考点】
功率的概念
机车启动问题-恒定功率
v-t图像（匀变速直线运动）
【解析】
（1）当电动机的拉力等于物体的重力的时候，物体的加速度为零，此时的速度达到最大，利用公式P=F求解即可；
（2）利用公式P=F求出此时的拉力，对物体进行受力分析求解此时的加速度；
（3）对物体的运动过程应用动能定理，结合外力做功和物体的初末状态的速度求解克服重力做功。
【解答】
解：（1）当拉力F＝mg时，物体达到最大速度vm，由P＝Fv解得vm＝15m/s．
（2）当v2＝12m/s时电动机以额定功率工作，由P额＝F2v2得：F2＝50N，
由牛顿第二定律得：F2−mg＝ma2，，解得：a2＝2.5m/s2．
（3）物体匀加速阶段上升高度：ℎ1＝12v1t1＝10m，物体变加速阶段上升高度：ℎ2＝ℎ−ℎ1＝50m，
克服重力所做的功：WG＝mgℎ2＝2000J．