2021上饶余干县三中高一下学期第三次月考物理试题含答案

余干三中2020-2021学年度高一下学期第三次月考

物理试卷

总分100分  考试时间90分钟

第I卷（选择题）

一、单选题（每小题4分满分36）

1．关于曲线运动，下列叙述正确的是（　　）

A．做曲线运动的物体，速度可能不变

B．做曲线运动的物体，所受的合外力可能为零

C．如果物体不受外力，由于惯性而持续的运动不可能是曲线运动

D．因为曲线运动的速度在不断变化，所以曲线运动不可能是匀变速运动

2．质量不等但有相同初动能的两个物体在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直到停止，则(　　)

A．质量大的物体滑行距离大     B．质量小的物体滑行距离大

C．两个物体滑行的时间相同     D．质量大的物体克服摩擦力做的功多

3．如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，在其内壁上有两个质量相同的小球（可视为质点）A和B，在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°，则（sin37°=0.6，cos37°=0.8）（　　）

A．A、B两球所受支持力的大小之比为4︰3 

B．A、B两球运动的周期之比为4︰3

C．A、B两球的线速度之比为8︰5 

D．A、B两球的角速度之比为1︰1

4．如图，一运动员将篮球从地面上方B点以速度v0斜向上抛出，恰好垂直击中竖直篮板上A点。后来该运动员后撤到更远的C点投篮，仍然将球垂直击中篮板上A点，关于两次投篮的比较，下列说法正确的是（　　）

A．在C点抛出速度v0更小，同时抛射角θ更大

B．在C点抛出速度v0更小，同时抛射角θ更小

C．在C点抛出速度v0更大，同时抛射角θ更大

D．在C点抛出速度v0更大，同时抛射角θ更小

5．一轻杆一端固定一质量为m的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动，以下说法错误的是（　　）

A．小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零

B．小球过最高点时最小速度为

C．小球过最高点时速度为 2，杆对球的作用力方向向下，大小为 3mg

D．小球过最高点时速度为 0.5，杆对球的作用力方向向上，大小为 0.75mg

6．一质量为2 kg的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力F随位移x变化的关系图像，取g=10 m/s2，则据此可以求得（　　）

A．物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25

B．拉力在减速过程中做的功为16 J

C．物体匀速运动时的速度大小为v=4 m/s

D．在整个过程中合外力对物体所做的功为W合=32 J

7．一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为37°的斜面，其运动的加速度的大小为0.9g。这个物体沿斜面上升的最大高度为H，则在这过程中（　　）

A．物体的重力势能增加了0.9mgH

B．物体的动能损失了1.2mgH

C．物体的机械能损失了mgH

D．物体的机械能损失了0.5mgH

8．假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面的重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g，地球半径为R，引力常数为G，则（　　）

A．地球同步卫星距地表的高度为

B．地球自转的周期为

C．地球的第一宇宙速度为

D．地球密度为

9．北斗导航系统具有定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所 示。若卫星均顺时针运行，地球表面处重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用，以下判断正确的是（　　）

A．两颗卫星所受的向心力大小相等

B．卫星1加速后可追上卫星2

C．两颗卫星的向心加速大小相等，均为

D．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间可能为

二、多选题（每小题4分满分12）

10．如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做完整的圆周运动，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）

A．小球在圆周最高点时所受向心力一定为小球重力

B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零

C．小球在最低点时绳子的拉力一定大于小球重力

D．小球在最高点的速率至少为

11．“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成，自动完成月面样品采集，并从月球起飞返回地球。若已知月球半径为R，探测器在距月球表面高为R的圆轨道上飞行，周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是(　　)

A．月球质量为      B．月球表面的重力加速度为

C．月球的密度为      D．月球表面的环绕速度为

12．如图1所示，物体以一定的初速度从倾角为α=37°的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为1.2m。选斜面底端为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图2所示。g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8.（　　）

A．物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.25

B．物体的质量m=2kg

C．物体上升过程加速度大小为a=8m/s2

D．物体回到底端的动能Ek=10J

第II卷（非选择题）

三、实验题（13题10分，14题5分。满分15分）

13．如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材是___________，___________；

（2）为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的___________；

A．速度变化量与高度变化量    B．重力做功与重力势能变化量

C．动能变化量与重力势能变化量    D．合外力做的功与动能变化量

（3）下列关于该实验的一些说法正确的是___________；

A．做实验时，要先接通电源，再释放重物

B．实验中的误差主要是由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的

C．若某同学通过描绘图像研究机械能是否守恒，合理的图像应该是过原点的一条直线，并且该直线的斜率应约为9.8

D．可以用来计算重物下落的速度

（4）安装好实验装置，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图所示。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为。设重锤质量为m，当地重力加速度为g，打点计时器打点周期为T。为了验证此实验过程中机械能是否守恒，应满足下面的哪个等式___________（用题中所给字母表示）。

A．   B．  C．   D．都不正确

14．图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

（1）实验前应对实验装置进行调节，直到斜槽末端的切线_________。每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的___________。

（2）图乙是利用正确实验取得的数据绘制的图象。某同学记录了A、B、C三点，取A点为坐标原点，建立了如图乙所示的坐标系。运动轨迹上的这三点坐标值图中已标出。那么小球平抛的初速度大小为______m/s（保留三位有效数字），经过B点时竖直方向的速度大小为______m/s，小球抛出点的坐标为_______（单位cm）。（重力加速度g取）

四、解答题（15.16.17每小题为9分。18题10分满分37分）

15．从离地高20 m 处水平抛出一个石块，测得其落地时的速度大小为25m/s。若不计空气阻力，g取10 m/s2。（tan53°=， tan37°=）求：

（1） 石块从抛出到落地的时间

（2） 石块抛出时的速度；

（3）石块落地时的速度方向。

16．2020年12月7日，携带月壤的探月工程嫦娥五号返回器成功着陆，这标准着我国的登月计划又向前迈进了一大步。若不久的将来我国宇航员成功登陆月球，为了测得月球表面重力加速度做了如下实验：宇航员站在距离月球表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经一段时间后小球落到月球表面，其水平位移也为h。已知月球的半径为R，引力常量为G，求：

（1）月球表面的重力加速度g；

（2）月球的质量M；

（3）月球的平均密度ρ。

17．如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R，质量为m的小滑块由A点静止释放，求：

（1）小滑块滑到最低点B时的速度大小；

（2）小滑块刚到达最低点B时，对轨道压力大小；

（3）若BC段为粗糙水平面，长为s，小滑块运动到C点时刚好静止，则滑块与地面间的动摩擦因数为多少？

18．质量m=0.1kg的金属滑块（可看成质点）从距水平面h=1.8m的光滑斜面上由静止开始释放，运动到A点时速度大小不变的滑到水平面上，水平面AB粗糙，长度为2m，与半径为R=0.4m的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，在B点轨道所受压力为6N。其中圆轨道在竖直平面内，D为轨道的最高点，滑块恰能通过最高点D，（g=10m/s2）。求：

(1)滑块运动到A点的速度大小；

(2)滑块与AB间的动摩擦因数；

(3)小球从D点飞出后，落地点距离A点的距离。

三、实验题（13题10分，14题5分。满分15分）

13．

（1）___________    ___________

（2）___________

（3）___________

（4）___________

14．

（1）_________   ___________

（2）______   ______   ______

四、解答题（15.16.17每小题为9分。18题10分满分37分）

15．从离地高20 m 处水平抛出一个石块，测得其落地时的速度大小为25m/s。若不计空气阻力，g取10 m/s2。（tan53°=， tan37°=）求：

（1） 石块从抛出到落地的时间

（2） 石块抛出时的速度；

（3）石块落地时的速度方向。

16．2020年12月7日，携带月壤的探月工程嫦娥五号返回器成功着陆，这标准着我国的登月计划又向前迈进了一大步。若不久的将来我国宇航员成功登陆月球，为了测得月球表面重力加速度做了如下实验：宇航员站在距离月球表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经一段时间后小球落到月球表面，其水平位移也为h。已知月球的半径为R，引力常量为G，求：

（1）月球表面的重力加速度g；

（2）月球的质量M；

（3）月球的平均密度ρ。

17．如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R，质量为m的小滑块由A点静止释放，求：

（1）小滑块滑到最低点B时的速度大小；

（2）小滑块刚到达最低点B时，对轨道压力大小；

（3）若BC段为粗糙水平面，长为s，小滑块运动到C点时刚好静止，则滑块与地面间的动摩擦因数为多少？

18．质量m=0.1kg的金属滑块（可看成质点）从距水平面h=1.8m的光滑斜面上由静止开始释放，运动到A点时速度大小不变的滑到水平面上，水平面AB粗糙，长度为2m，与半径为R=0.4m的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，在B点轨道所受压力为6N。其中圆轨道在竖直平面内，D为轨道的最高点，滑块恰能通过最高点D，（g=10m/s2）。求：

(1)滑块运动到A点的速度大小；

(2)滑块与AB间的动摩擦因数；

(3)小球从D点飞出后，落地点距离A点的距离。

参考答案

1．C

【详解】

A．曲线运动的速度方向时刻变化，故A错误；

B．物体做曲线运动的条件是物体受到的合外力与速度方向不一条直线上，所以做曲线运动的物体所受合外力一定不为零，故B错误；

C．如果物体不受外力，由于惯性而持续的运动一定是匀速直线运动，不可能是曲线运动，故C正确；

D．曲线运动可以是匀变速曲线运动，如平抛运动，故D错误。

故选C。

2．B

【详解】

ABD．由动能定理得

两个物体克服摩擦力做的功一样多，质量小的物体滑行距离大，故B正确，AD错误；

C．由

得

再由

可知，滑行的时间与质量有关，两个物体滑行时间不同，故C错误。

故选B。

3．A

【详解】

A．两小球均受到重力和支持力作用，有

则，A、B两球所受支持力的大小之比为

故A正确；

BCD．合力沿水平方向提供向心力，有

解得

故A、B两球运动的周期之比为

A、B两球的线速度之比为

A、B两球的角速度之比为

故BCD错误。

故选A。

4．D

【详解】

将运动倒过相当于从篮板做平抛运动，第一次抛到B点，第二次抛到C点，下落的高度相同，因此运动时间相同，竖直分速度相同，落到C点时水平速度更大，速度与水平夹角更小，因此篮球在C点抛出速度v0更大，同时抛射角θ更小。

故选D。

5．B

【详解】

A. 当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力的时候，此时球对杆没有作用力，即此时杆所受的弹力为零，A正确，故A不符合题意；

B. 轻杆带着小球做圆周运动，在最高点小球受到的支持力竖直向上且和重力大小相等时，小球的速度最小，且为零，B错误，故B符合题意；

C. 小球过最高点的速度为时，根据牛顿第二定律有：

则杆对小球的作用力大小为：

方向竖直向下，C正确，故C不符合题意；

D. 当小球过最高点的速度为时，根据牛顿第二定律有：

则杆对小球的作用力大小为：

方向竖直向上，D正确，故D不符合题意；

故选B。

6．B

【详解】

A．物体做匀速运动时，受力平衡，则Ff=8 N

故A错误；

B．F-x图线与x轴围成的面积表示拉力做的功，则由题图可知，在减速过程中拉力做功

WF=×4×8 J=16 J

故选项B正确；

C．在减速过程中

Wf=-8×4=-32 J

由动能定理得

WF＋Wf=0-mv02

解得

v0=4 m/s

选项C错误；

D．在整个过程

W合=ΔEk=0-mv02=-16 J

选项D错误。

故选B。

7．D

【详解】

B．物体上滑过程，根据牛顿第二定律，得合外力大小为

根据动能定理得

故物体的动能减少了1.5mgH，故B错误；

A．重力势能的增加量等于克服重力做的功，故重力势能增加了mgH，故A错误；

CD．物体上滑过程，根据牛顿第二定律，有

解得摩擦力大小为

物体的机械能损失等于克服摩擦力做的功，故物体的机械能损失为

故C错误，D正确；

故选D。

8．A

【详解】

AB．地球表面两极处的物体受到的万有引力等于其所受重力，有

在赤道,引力为重力和向心力的矢量和，有

同步卫星受到万有引力提供向心力，有

联立，可得

，

故A正确；B错误；

C．近地卫星受到万有引力提供向心力，有

联立，可得

故C错误；

D．地球的密度为

故D错误。

故选A。

9．D

【详解】

A．两颗卫星的质量大小不知道，两颗卫星所受的向心力大小无法确定，故A错误；

B．若卫星1向后喷气，则其速度会增大，卫星1将做离心运动，运动半径变大且运动更慢，所以卫星1不可能追上卫星2，故B错误；

C．由

、

联立解得

故C错误；

D．根据

、

可得，两卫星的周期

而A点到B点的圆周运动具有周期性，时间可为

(n=0、1、2……)

而当n=1时

故D正确。

故选D。

10．CD

【分析】

考察圆周运动的向心力产生及其计算问题。

【详解】

A．小球在圆周最高点时，向心力可能等于重力，也可能等于重力与绳子的拉力的合力，取决于小球的瞬时速度的大小，故A错误；

B．小球在圆周最高点时，若只有重力提供向心力，则拉力为零，故B错误；

C．小球在最低点时具有向上的向心加速度，合力一定向上，则拉力一定大于重力，故C正确；

D．当小球刚好到达最高点时，仅有重力提供向心力，则有

解得

故D正确。

故选CD。

11．AD

【详解】

A．由引力作为向心力可得

解得

A正确；

B．月球表面的重力加速度为

B错误；

C．月球的体积为

密度为

联立解得

C错误；

D．卫星在月球表面运行满足

解得月球表面的环绕速度为

D正确。

故选AD。

12．AC

【详解】

AB．物体初位置的重力势能为零，机械能只包含动能

沿斜面上滑，由功能关系可知，除重力外的摩擦力做的负功等于机械能的减少

联立可得

联立各式结合图像可得，斜率

纵轴截距

最高点的机械能

联立解得

A正确，B错误；

C．对上滑过程由牛顿第二定律可得

C正确；

D．对下滑过程由动能定理

解得，D错误。

故选AC。

13．低压交流电源    毫米刻度尺    C    AB    A   

【详解】

(1)[1][2]除已准备的器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、铁架台和带夹子的重物，此外还必需要的器材有低压交流电源和毫米刻度尺；

(2)[3]要验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量，如果在误差允许的范围内两者相等，就验证了机械能守恒，故C正确。

故选C。

(3)[4]AB．在验证机械能守恒定律的实验中，要先接通电源，再释放重物，实验中重力势能的减小量会稍大于动能的增加量，其误差原因主要是由于存在空气阻力和摩擦阻力引起的，故AB正确；

C．若通过描绘v2-h图像研究机械能是否守恒，合理的图像应该是过原点的一条直线，由机械能守恒定律可知

得到

该直线的斜率应约为2g，故C错误。

D．不可以用来计算重物下落的速度，只能用中间时刻的速度等于这段位移的平均速度来计算，选项D错误。

故选AB。

(4)[5]从O点到B点，重力势能的减小量为

动能的增加量

如果

即满足

就验证了机械能守恒定律，故A正确。

故选A。

14．水平    初速度相等    1.00    4    (-20，-20)   

【详解】

（1）[1]为了使小球抛出后能够做平抛运动，其离开斜槽末端时的速度应沿水平方向，所以应调节斜槽末端的切线水平。

[2]每次让小球从同一位置由静止释放，是为了使小球每次做平抛运动的初速度相等。

（2）[3]由题图乙可知A、B、C中相邻两点间水平距离相等，所以运动时间相等，均设为T，根据运动学公式有

解得

小球平抛的初速度大小为

[4]小球经过B点时竖直方向上的速度大小为

[5]小球从抛出点运动到B点的时间为

则抛出点的横坐标为

纵坐标为

15．（1）2s；（2）15m/s；（3）

【详解】

(1)石块水平抛出后，在竖直方向做自由落体运动，则有

解得

(2)石块落地时竖直方向的速度为

又因为石块的速度为25m/s，所以石块抛出时的速度为

(3)将石块落地时的速度分解为水平方向和竖直方向，设石块落地时的速度方向与水平方向成角，由平行四边形定则可知

解得

即石块落地时的速度方向与水平方向成。

16．（1）；（2）；（3）

【详解】

（1）平抛过程

竖直方向

水平方向

h=v0t

解得

（2）在月球表面，万有引力近似等于重力，即

解得

（3）月球体积为

质量与体积的关系

M=ρV

故月球密度为

17．（1）；（2）3mg；（3）

【详解】

(1)由

可得

(2)由牛顿第二定律

得

(3)滑块在水平面上运动时，水平方向只受摩擦力，由动能定理

得

18．(1)6m/s；(2)0.4；(3)1.2m

【详解】

(1)滑块运动到A点时的速度为vA，根据机械能守恒定律可得

解得

(2)在B点，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

由速度位移公式得

即

(3)滑块经过D点时的速度为vD，则

解得

由

可知，在空中运动的时间

水平射程为

离A的水平距离为