2022届吉林省吉林市江城中学高三（上）9月物理试题含解析

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吉林江城中学2021-2022学年度9月月考卷高三物理第I卷（选择题）一、单选题（每题4分）1. 一人用力踢质量为1kg的皮球，使球由静止以20m/s的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N，球在水平方向运动了20m停止。那么人对球所做的功为（　　）A. 50J B. 200J C. 500J D. 4000J【答案】B【解析】【分析】【详解】人对球所做的功等于球的动能的变化量，则故选B。2. 大小相等的力按如图甲和乙所示的两种方式作用在两个相同的物体上，使两个物体沿粗糙的水平面向右移动相同的距离，有关力做功的说法正确的是（　　）A. 甲图中力做正功，乙图中力做负功B. 甲图和乙图中力都做负功C. 甲图、乙图中力做的功一样多D. 甲图中力做功比乙图中力做的功多【答案】C【解析】【详解】根据功的公式可知，两图中力和位移之间的夹角均为锐角，故两图中力F均做正功，且做功相同故选C。3. 质点从同一高度水平抛出，不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）A. 质量越大，水平位移越大 B. 质量越小，水平位移越大C. 初速度越大，空中运动时间越长 D. 初速度越大，落地速度越大【答案】D【解析】【分析】【详解】ABC．根据得两物体在同一高度被水平抛出后，落在同一水平面上，下落的高度相同，所以运动的时间相同，与质量、初速度无关，水平位移初速度越大，水平位移越大，与质量无关，ABC错误；D．抛出过程中，根据动能定理得：解得：则初速度越大，落地速度越大，D正确。故选D。4. 关于向心加速度，下列说法正确的是（　　）A. 由知，匀速圆周运动的向心加速度恒定B. 匀速圆周运动不属于匀速运动C. 向心加速度越大，物体速率变化越快D. 做圆周运动的物体，加速度时刻指向圆心【答案】B【解析】【详解】A．向心加速度是矢量，且方向始终指向圆心，因此为变量，故A错误；B．匀速运动是匀速直线运动的简称，匀速圆周运动其实是匀速率圆周运动，存在向心加速度，故B正确；C．向心加速度不改变速率，只改变速度方向，故C错误；D．只有匀速圆周运动，加速度才时刻指向圆心，故D错误。故选B。5. 中俄联合实施探测火星计划，中国研制的“萤火一号”火星探测器与俄罗斯研制的“福布斯-土壤”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射，前往火星。火星探测器的发射速度（　　）A. 只要大于第一宇宙速度即可 B. 只有达到第三宇宙速度才可以C. 应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 D. 应小于第一宇宙速度【答案】C【解析】【分析】【详解】火星探测器前往火星，脱离了地球引力束缚，但还在太阳系内，所以，发射速度就应该大于第二宇宙速度，而小于第三宇宙速度，ABD错误，C正确。故选C。6. 如图所示，有一质量1.6kg的物块，与地面间的动摩擦因数0.5。在一与水平方向成37°大小 的拉力作用下沿水平地面前进了5m，则在此过程中物块克服摩擦力做功的大小为（　　） ， ， A. 100J B. 40J C. 10J D. 80J【答案】C【解析】【详解】根据功的公式 根据摩擦力公式根据平衡条件解得故选C。7. 质量分别为m1和m2的两个物体，m1W2 D. 无法确定【答案】B【解析】【分析】【详解】根据力做功的定义有大小相等的两个力F1和F2作用下沿力的方向移动了相同距离，则ACD错误，B正确。故选B。8. 关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是（　　）A. 第谷通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律B. 开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力C. 卡文迪许在实验室里通过扭秤实验，测量出了引力常量的数值D. 牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”【答案】C【解析】【分析】【详解】A．开普勒提出行星运动三大定律，A错误；BC．牛顿提出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力；卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值，B错误，C正确；D．牛顿认为如果重力和星体间的引力是同一性质的力，都与距离的二次方成正比关系，那么月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度就应该是地面重力加速度的1/3600，因为月心到地心的距离是地球半径的60倍，牛顿通过计算证明他的想法是正确的。所以牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球表面的重力加速度，对万有引力定律进行了“月地检验”，D错误。故选C。9. 在物理学发展史上，通过实验巧妙得出万有引力常量G的科学家是（　　）A. 亚里士多德 B. 胡克 C. 牛顿 D. 卡文迪许【答案】D【解析】【分析】【详解】牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出。故选D。10. 2020年，中国航天再一次开启“超级模式”，成功实施了以嫦娥五号首次地外天体采样返回、北斗三号卫星导航系统部署完成并面向全球提供服务、天问一号探测器奔向火星为代表的航天任务，一系列航天重大事件有力地推动了航天强国建设，引发全球关注。关于航天知识下列说法正确的是（　　）（已知火星半径约为地球半径的）A. 嫦娥五号从椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时应减速B. 北斗导航系统的卫星发射时速度大于11.2km/sC. 火星绕太阳运行的周期小于地球绕太阳运行的周期D. 天问一号环绕火星做匀速圆周运动时轨道半径越小，线速度越小【答案】A【解析】【分析】【详解】A．嫦娥五号在椭圆轨道的近月点进入正圆轨道时速度应减小，才能被月球捕获，A正确。B．11.2km/s是第二宇宙速度，发射速度大于11.2km/s，卫星会脱离地球。北斗导航系统的卫星发射时速度应该在7.9km/s至11.2km/s之间，B错误。C．火星绕太阳运行的半径大于地球绕太阳运行的半径，根据知半径越大，周期越大，C错误；D．天问一号环绕火星做匀速圆周运动时，由知轨道半径越小，线速度越大，D错误。故选A。11. 下列关于曲线运动说法正确的是（　　）A. 加速度一定变化B. 做圆周运动的物体速度和向心力一定变化C. 在任意相等时间内的运动路程一定不相等D. 在任意相等时间内的速度变化一定不相等【答案】B【解析】【分析】【详解】A．平抛运动是典型的曲线运动，平抛运动的加速度为重力加速度，大小方向都不变，所以做曲线运动的物体加速度可以不变，A错误；B．做圆周运动的物体速度的方向时刻发生变化，同时向心力的方向时刻与物体做圆周运动的径向速度垂直，所以做圆周运动的物体的速度和向心力一定变化，B正确；C．做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内的运动路程一定相等，C错误；D．平抛运动是典型的曲线运动，平抛运动的加速度为重力加速度，大小方向都不变，在任意相等时间内的速度变化一定相等，D错误。故选B。12. 关于人造卫星，下列说法准确的是（　　）A. 若卫星作圆周运动，卫星距地面越高，其运动的线速度越大B. 在地球表面运动的所有卫星中（包括作椭圆运动的），7.9km/s是卫星运行的最大速度C. 地球的所有同步卫星均在同一轨道上运行D. 第一宇宙速度是发射卫星的最大发射速度【答案】C【解析】【分析】【详解】A．根据万有引力充当向心力可知可知所以高度越高，半径越大，线速度越小，A错误。B．7.9km/s是地球的第一宇宙速度，是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大速度，不包括椭圆，B错误。C．同步卫星与地球同步，轨道相同且都在赤道上方，C正确。D．第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，D错误。故选C。二、多选题（每题4分）13. 关于曲线运动的说法中正确的是（　　）A. 做曲线运动物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上B. 速度变化的运动必定是曲线运动C. 受恒力作用的物体也可能做曲线运动D. 加速度变化的运动必定是曲线运动【答案】AC【解析】【详解】A．曲线运动的条件为加速度方向与速度方向不在同一直线上，故A正确；B．速度变化可以是大小变化而方向不变，此运动为变速直线运动，故B错误；C．当物体所受的合力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，故C正确；D．加速度变化时，只要加速度方向与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，故D错误。故选AC。14. 火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，如图所示，当火车以恒定速率转弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊猫的细线与车厢侧壁平行。同时观察放在桌面上水杯内的水面（与车厢底板平行）。已知此弯道路面的倾角为，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）A. 火车转弯时内、外轨道均不受侧向挤压B. 玩具小熊的向心加速度大小为gcotC. 水杯受到指向桌面外侧的静摩擦力D. 水杯内水面与水平方向的倾斜角等于θ【答案】AD【解析】【分析】【详解】B．设玩具小熊质量为m，则玩具受到的重力mg、细线的拉力FT的合力提供玩具小熊随车做水平面内圆弧运动的向心力F（如图），有mgtanθ=ma可知列车在转弯时向心加速度大小为a=gtanθ故B错误；A．列车的向心加速度a=gtanθ由列车的重力与轨道的支持力的合力提供，故列车与轨道均无侧向挤压作用，故A正确；C．水杯的向心加速度a=gtanθ由水杯的重力与桌面的支持力的合力提供，水杯与桌面间的静摩擦力为零，故C错误；D．在杯内水面取一微小质量元，此微元受到的重力与支持力的合力产生的加速度大小为a=gtanθ可知水杯内水面与水平方向的倾斜角等于θ，故D正确。故选AD。15. 下面说法中正确的是（ ）A. 物体在恒力作用下不可能做曲线运动B. 物体在变力作用下有可能做曲线运动C. 做曲线运动的物体，其速度方向与加速度的方向不在同一直线上D. 物体在变力作用下不可能做曲线运动【答案】BC【解析】【详解】A．在恒力作用下物体可以做曲线运动，平抛运动就是在重力作用下作的曲线运动，故A错误；B．物体在变力作用下可能做曲线运动，如匀速圆周运动，所受的力就是变力，所以B正确；C．物体做曲线运动时，所受合外力的方向与速度方向不在同一条直线上，而合外力方向与加速度的方向在同一直线上，故C正确；D．物体在变力作用下可能做曲线运动，如匀速圆周运动，所受的力就是变力，故D错误。故选BC。16. 据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点的“天链一号01星”，下列说法中正确的是（　　）A. 运行速度大于7.9km/sB. 离地面高度一定C. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【答案】BC【解析】【分析】【详解】A．成功定点后的“天链一号01星”是同步卫星，即T＝24h。由得，由于同步卫星的轨道半径r大于地球的半径R，所以“天链一号01星”的运行速度小于第一宇宙速度（7.9km/s），故A错误；B．由于“天链一号01星”的运行周期T是一定的，所以轨道半径r一定，离地面的高度一定，故B正确；C．由于，且月球绕地球公转周期T＝27.3天。T同ω月，故C正确；D．同步卫星与静止在赤道上的物体具有相同的转动周期T，且赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，由可知赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，故D错误。故选BC。第II卷（非选择题）三、实验题（每空2分）17. 某同学用如图甲所示的装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：轻质弹簧水平放置在光滑水平面上，左端固定，右端与一小球接触而不固连。弹簧处于原长时，小球在A点，向左推小球压缩弹簧至C点，由静止释放。用频闪照相机得到小球从C点到B点的照片如图乙所示。已知频闪照相机频闪时间间隔为T，重力加速度大小为g。回答下列问题：(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能与小球离开弹簧时的动能相等。为测得，除已知物理量外，至少还需测量下列物理量中的____________（填正确答案标号）。A.小球的质量m B.C、A间距离C.C、B间距离 D.A、B间距离E.弹簧的压缩量 F.弹簧原长(2)用所选取的测量量和已知量表示，得___________。(3)由于水平面不是绝对光滑，测得的弹性势能与真实值相比___________（填“偏大”“偏小”或“相等”）。【答案】 ①. AD ②. ③. 偏小【解析】【详解】(1)[1]小球的动能，因此需要测量小球的质量m，小球离开弹簧时的速度大小v可以通过测得A、B间的距离结合经过该段的时间求出，所以AD项的物理量需要测量，故选AD。(2)[2]小球的动能为由桌面光滑，则小球从A到B做匀速直线运动，则离开弹簧时的速度大小联立解得动能的表达式(3)[3]由于水平面不是绝对光滑，小球在过程中克服摩擦力做功转化为内能，导致弹簧减少的弹性势能没有全部转化为小球的动能，所以测得的弹性势能小于其真实值。18. 某学习小组用实验探究“平抛运动规律”。（1）在“研究平抛运动”的实验中，安装如图甲所示实验装置时，实验要求之一是斜槽末端的切线必须水平，这样做的目的是______。在实验过程中要求每次释放小球的位置必须相同，其目的是：______；A.让小球飞出时，速度既不太大，也不太小B让小球飞出时，做平抛运动C.让小球在空中运动的时间每次都相等D.让小球多次运动的轨迹是同一条抛物线（2）某同学采用频闪照相法拍摄到如图乙所示的小球做平抛运动过程中的照片，图中每个小方格的边长为，则由图可求得拍摄时每______曝光一次，该小球做平抛运动的初速度大小为______（取），1位置______（填“是”或“不是”）平抛的出发点。【答案】 ①. B ②. D ③. 0.1 ④. 2 ⑤. 不是【解析】【分析】【详解】(1)[1]在“研究平抛运动”的实验中，安装如图甲所示实验装置时，实验要求之一是斜槽末端的切线必须水平，这样做的目的是保证小球飞出时，小球做平抛运动。故选B。[2]在实验过程中要求每次释放小球的位置必须相同，其目的是让小球具有相同的初速度，其运动的轨迹才保证在同一条抛物线上。故选D。(2)[3]小球在竖直方向做自由落体运动，由匀变速直线运动规律 可得则拍摄时每0.1s曝光一次。[4]该小球做平抛运动的初速度大小为[5]假设1位置是平抛的出发点，则有由于，则假设不成立，所以1位置不是平抛的出发点。四、解答题（每题10分）19. 如图为某课外活动小组模拟高铁动车编组实验，假设动车组是由动车和拖车编组而成，只有动车提供动力。该模拟列动车组由10节车厢组成，其中第1节和第6节车厢为动车，每节动车的额定功率均为P，每节车厢的总质量均为m，动车组运行过程中所受阻力为车重的k倍．若动车组以额定功率沿水平方向做直线运动，经时间t速度达到最大。重力加速度为g，求：（1）当动车组速度达到最大速度一半时的加速度大小和此时第7节车厢对第8节拉力大小；（2）动车组从启动至速度刚达到最大的过程中所通过的路程。【答案】（1）a=kg；6kmg；（2）．【解析】【分析】【详解】（1）当加速度零时，动车组速度最大为vm，则根据得2P=10kmgvm解得当时2P=FvF=20kmg由牛顿第二定律得F-10kmg=10ma解得a=kg以8、9、10三节车厢为研究对象，由牛顿第二定律得-3kmg=3ma解得=6kmg（2）由动能定律得2Pt-10kmgx=∙10m解得x=20. 如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R＝50 m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.2，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的(1) 问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所允许的最大速率vm为多大？(2) 当超过vm时，将会出现什么现象？(g＝10 m/s2)【答案】（1）（2）当超过时，所需向心力超过最大静摩擦力，汽车将离心运动，发生径向滑动，容易造成交通事故【解析】【详解】（1）当刚要发生径向滑动时，摩擦力达到最大静摩擦力，根据向心力方程：，代入数据解得：（2）当超过时，所需向心力超过最大静摩擦力，汽车将离心运动，发生径向滑动，容易造成交通事故