1、石城中学2021届高一下学期零班周考3物理试卷（2021/5/12） （满分100分时间60分钟）本次考试范围：5.1-7.7 下次考试范围：必修二 一、选择题：本题包括10小题，17只有一个正确答案；8-10有多个正确答案，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分）一、单选题1如图所示，旋转秋千中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是AA的速度比B的大 BA与B的向心加速度大小相等C悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小2假设航天飞机在太空绕地球作匀速圆周
2、运动宇航员利用机械手将卫星举到机舱外，并相对航天飞机静止释放该卫星，则被释放的卫星将(不计空气阻力)（ ）A停留在轨道的被释放处 B随航天飞机同步绕地球作匀速圆周运动C向着地球做自由落体运动 D沿圆周轨道的切线方向做直线运动32019年4月10日全球六地召开新闻发布会，“事件视界望远镜”项目发布了近邻巨椭圆星系M87中心捕获的首张黑洞照片。假设某一黑洞的半径R约为45km，其质量M和半径R的关系满足史瓦西半径公式，其中c为光速，G为万有引力常量；由此可得出该黑洞（实为一个天体）表面的重力加速度的数量级为（ ）A106m/s2 B108m/s2 C1010m/s2D1012m/s242018年1
3、0月23日，港珠澳跨海大桥正式通车。为保持以往船行习惯，在航道处建造了单面索（所有钢索均处在同一竖直面内）斜拉桥，其索塔与钢索如图所示。下列说法正确的是A增加钢索的数量可减小索塔受到的向下的压力B为了减小钢索承受的拉力，可以适当降低索塔的高度C索塔两侧钢索对称且拉力大小相同时，钢索对索塔的合力竖直向下D为了使索塔受到钢索的合力竖直向下，索塔两侧的钢索必须对称分布5未来的星际航行中，宇航员长期处于完全失重状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力为
4、达到上述目的，下列说法正确的是A旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小6一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙。滑块运动过程中加速度与时间关系图像如图所示。下列四幅图像分别表示滑块运动过程中位移x、速度大小v、动能Ek和重力势能Ep（以斜面底端为参考平面）随时间变化的关系图像，其中正确的是（）ABCD7如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大
5、静摩擦力均为F小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动整个过程中，物块在夹子中没滑动小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g下列说法正确的是A物块向右匀速运动时，绳中的张力等于2FB小环碰到钉子P时，绳中的张力大于2FC物块上升的最大高度为 D速度v不能超过8（错题再现）如图所示，一辆货车利用跨过光滑定滑轮的轻质缆绳提升一箱货物，已知货箱的质量为M，货物的质量为m，货车以速度v向左做匀速直线运动，重力加速度为g，则在将货物提升到图示的位置时，下列说法正确的是（ ）A货箱向上运动的速度大小大于v B缆绳中的拉力C货车对缆绳的拉力做功的功率D货物对货箱底部的压力小
6、于mg9地球表面重力加速度的测量在军事及资源探测中具有重要的战略意义，已知地球质量，地球半径R，引力常量G，以下说法正确的是（ ）A若地球自转角速度为，地球赤道处重力加速度的大小为B若地球自转角速度为，地球两极处重力加速度的大小为C若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心，为半径挖一个球形的防空洞，则A处重力加速度变化量的大小为D若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心、为半径挖一个球形的防空洞，则A处重力加速度变化量的大小为10如图甲所示，质量为0.1 kg 的小球沿光滑的水平轨道从A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.9 m的圆轨道，小球从A运动到C的过程中其速
7、度的平方与其高度的关系图象如图乙所示已知小球恰能到达最高点C，运动一周后从A点离开圆轨道，圆轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计g取10 m/s2，B为AC轨道中点下列说法正确的是( )A图乙中x的数值为9B小球从从A点离开圆轨道时的动能为1.30JC小球从A到C合外力对其做的功为-2.75JD小球从B到C损失了0.475 J的机械能11、如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平地面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹簧弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变
8、化的图象如图乙所示，则（ ）At3时刻弹簧的弹性势能最大 Bt3时刻弹簧处于原长 Ct1t3这段时间内，小球的重力势能先减小后增加Dt1t3这段时间内，弹簧的弹性势能先增加后减少12如图所示，劲度系数为k的轻弹簧一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的小物体接触（未连接），如图中O点，弹簧水平且无形变用水平力F缓慢推动物体，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，运动到图中B点，此时物体静止撤去F后，物体开始向右运动，运动的最大距离B点为3x0，C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置，物体与水平面间的动摩擦因数为，重力加速度为g 则（）A撤去F时，弹簧的弹性势能为B撤去F后，物体
9、向右运动到C点时的动能最大C从BC物体弹簧弹性势能的减少量等于物体动能的增加量D水平力F做的功为 二、实验题13如图所示，A、B两个圆柱形容器底部有带有阀门K的细管相连开始时阀门关闭，A、B两容器中水面的高度差H40cm，已知A的横截面积SA0.3m2，B的横截面积SB0.1m2，水的密度1.0103kg/m3，g取10m/s2现在打开阀门K，待两容器中的水面相平时，水的重力势能 了 J14、某同学采用如图所示的装置进行了有关“动能定理”研究的实验其步骤如下（1）按图把实验器材安装好，不挂配重，反复移动垫木直到小车能够做匀速直线运动；（2）把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂质量为100g的配重接
10、通电源，放开小车，电火花计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点从某点A开始，此后在纸带上每隔4个点取一个计数点，依次标为B、C、D；（3）测量出B、C、D、各点与A点的距离，分别记为、；（4）用配重受到的重力分别乘以、，得到配重重力所做的功W1、W2、W3、；（重力加速度g=980ms2）（5）求出B、C、D、各点速度的大小，分别记为、，再求出它们的平方、；（6）用纵坐标表示速度的平方，横坐标表示配重重力所做的功W，作出图象（以下计算保留到小数点后两位）步骤1的目的是_在步骤4中，该同学测得，则配重重力所做的功_J该同学得到的图象如图所示通过图象可知，打A点时对应小车的速度_ms小车的质量M=
11、_kg三、解答题15如图是小型电动打夯机的结构示意图，电动机带动质量为m=50kg的重锤(重锤可视为质点)绕转轴O匀速运动，重锤转动半径为R=0.5m电动机连同打夯机底座的质量为M=25kg，重锤和转轴O之间连接杆的质量可以忽略不计，重力加速度g取10m/s2.求：(1)重锤转动的角速度为多大时，才能使打夯机底座刚好离开地面？(2)若重锤以上述的角速度转动，当打夯机的重锤通过最低位置时，打夯机对地面的压力为多大？16、（16分）汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4吨，当它行驶在坡度为（sin0.02）的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍（g取10m/s2），求：（1）汽
12、车所能达到的最大速度；（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？（3）当汽车以0.3m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车发动机做功多少？17如图为新型户外活动滑冲式跳水滑道模型，该滑道由一段长L=4m倾角倾斜直轨道和一小段水平直轨道（长度可忽略）组成，两段轨道之间由一小段圆弧轨道平滑连接。水平轨道距水面高h=2.45m，一质量M=80kg的人从轨道上某处无初速度滑下，经水平末端冲入水池中，落水点为水池中一个泳圈中，距末端水平距离2.8m。空气阻力不计，已知：sin37=0.6，cos37=0.8。求： （1）人滑至水平轨道末端时的速度
13、大小；（2）求人与斜面的动摩擦因数；（3）若h和滑道长度L可以调节，其他条件不变，则落水者都能落在水池中泳圈里。求人开始下滑的高度H与h的关系？零班周考3物理参考答案题号123456789101112答案DBDCBDDBCABCACABBD1D【详解】根据A、B座椅同轴转动可推知它们转动的角速度相等，结合v=r可推知A、B速度的关系，再根据a=r2及A、B圆周运动半径关系可推知向心加速度的大小关系，由F向=ma向及拉力与重力、向心力的关系可推知A、B缆绳的拉力大小因为两座椅A、B均绕着圆盘轴做圆周运动，故角速度A=B，假设圆盘转动的角速度很大，则A、B均会被甩起来，由于绳长相等，不难推出A做圆
14、周运动的半径小于B的半径，由v=r可知A的速度比B的小，故A错误；又由a=r2知，A的向心加速度一定小于B的向心加速度，故B项错误；由F向=ma向，可知FA向FB向，对座椅进行受力分析，如图所示：拉力和重力的合力提供A、B做圆周运动的向心力，则有F向=mgsin，可知悬挂A的缆绳与竖直方向的夹角比B小，故C错误；再由，可知悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小，故D项正确2B【详解】释放后，速度和航天飞行的速度相同，万有引力充当向心力，所以随航天飞机同步绕地球作匀速圆周运动，故B正确，ACD错误3D【详解】物体在黑洞表面受到的重力等于万有引力，则有联立，解得表面重力加速度为g=故D正确，ABC错误
15、。故选D。4C【详解】A以桥身为研究对象，钢索对桥身的拉力的合力与桥身的重力等大反向，则钢索对索塔的向下的压力数值上等于桥身的重力，增加钢索的数量钢索对索塔的向下的压力数值不变，故A错误；B由图甲可知，当索塔高度降低后，变大， 变小，故T变大，故B错误；C由B的分析可知，当钢索对称分布时，钢索对索塔的合力竖直向下，故C正确；D受力分析如图乙，只要 ，钢索AC、AB的拉力FAC、FAB进行合成，合力竖直向下，钢索不一定要对称分布，故D错误；故选C。5B【详解】在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转仓中我们不需要考虑地球引力作用；宇航员在旋转仓中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据
16、题意有，故可知，旋转半径越大，转运角速度就越小，且与宇航员质量无关，故B正确、ACD错误6D【详解】AB物块向上做匀减速直线运动，向下做匀加速直线运动，两者速度方向相反，据位移公式可知，位移与时间成二次函数关系；据运动学公式可知，下滑所有的时间要大于上升所用的时间，先减速后加速，加速度始终向下，所以x-t图像应是开口向下的抛物线，AB错误；C根据知动能先减小后增大，与时间为二次函数，C错误；D重力势能为a为负，故为开口向下的抛物线，D正确。故选D。7D【详解】物块向右匀速运动时，则夹子与物体M，处于平衡状态，那么绳中的张力等于Mg，故A错误；小环碰到钉子P时，物体M做圆周运动，依据最低点由拉力
17、与重力的合力提供向心力，因此绳中的张力大于Mg，而与2F大小关系不确定，故B错误；依据机械能守恒定律，减小的动能转化为重力势能，则有：，则物块上升的最大高度为，故C错误；因夹子对物体M的最大静摩擦力为2F，依据牛顿第二定律，对物体M，则有：，解得：，故速度v不能超过，故D正确；故选D8BC【详解】A将货车的速度沿绳和垂直绳分解，如图所示，由于缆绳不可伸长，货箱和货物整体向上运动的速度和货车速度沿着缆绳方向的分量相等由于不断减小，故货箱和货物整体向上做加速运动，加速度方向向上，速度大小小于，故选项A错误；B货箱和货物整体向上做加速运动，故缆绳中的拉力故选项B正确；C货箱和货物整体的速度为，故拉力
18、做功的功率故选项C正确；D货箱和货物整体向上做加速运动，加速度方向向上，处于超重状态，故货箱中的货物对货箱底部的压力大于，故选项D错误。故选BC。9ABC【详解】AB在赤道处得出在两极处得出选项AB正确；CD若忽略地球的自转，以地球表面A点正下方h处的B点为球心为半径挖一个球形的防空洞，该球形防空洞挖掉的质量A处重力加速度变化是由该球形防空洞引起的 选项C正确，D错误。故选ABC。10AC【详解】A.图乙中的点 表示小球到达C点速度的平方为x；小球恰能到达最高点C，则有：，代入数据得：x=9，故A正确B.物体从A到C的过程根据动能定理可知，解得若从C再次运动到A克服摩擦力做功和从A到C一样，则
19、再次回到A时的动能为 ，但由于下降过程中的平均阻力小于上升过程中的平均阻力，所以再次回到A点时的动能大于1.30J，故B错误C. 根据动能定理可知小球从A到C合外力对其做的功为故C正确D.根据功能关系可知小球从A到C损失的机械能为，若摩擦力做功恒定，则从小球从B到C损失了0.475 J的机械能，但由于从A到B的平均摩擦力大于从B到C的平均摩擦力，所以从B到C损失的机械能小于0.475 J，故D错误；11【解答】解：AB、t3时刻弹簧的弹力为零，说明弹簧处于原长状态，此时弹簧的弹性势能最小，故A错误，B正确；C、t1t2这段时间内，弹簧的弹力越来越大，说明弹簧的压缩量增大，故小球下落，从t2t3
20、这段时间内，弹簧的弹力减小，说明弹簧的压缩量减小，小球上升，故t1t3这段时间内，小球的重力势能先减小后增加，故C正确；D、t1t2这段时间内，弹簧的弹力越来越大，说明弹簧的压缩量增大，弹性势能逐渐增大，从t2t3这段时间内，弹簧的弹力减小，说明弹簧的压缩量减小，弹簧的弹性势能减小，故D正确；故选：BCD。12BD【解析】撤去F后一直到物体停止运动的过程，根据能量守恒得：弹簧的弹性势能 Ep=mg3x0=3mgx0，故A错误；撤去F后，物体水平方向上受到弹簧的弹力和滑动摩擦力，滑动摩擦力不变，而弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小，弹力先大于摩擦力，合力向右，物体向右加速运动随着弹力减小，后来弹力
21、小于摩擦力，合力向左，物体向右减速运动，所以当弹力和摩擦力大小相等时，即运动到C点时的动能最大故B正确；从BC物体做加速运动，动能增大，由能量守恒可知，弹簧弹性势能的减少量等于物体动能的增加量和产生的内能之和，所以弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量，故C错误；物体向左运动过程中，由功能关系知：水平力F做的功为 W=Ep+mgx0=4mgx0，故D正确故选BD.13、6【解答】解：两液面高度相等后，左管内H高的水柱重心位置降低，水槽内水的重力势能减小；因为SA3SB，所以根据体积相等可得，两管水面相平时，A管中高水柱移到B管中，其重心下降，减小的重力势能的减少量：EPSAgSAgH21.0
22、1030.3100.4260J故答案为：减少，6014平衡摩擦力 0.39 0.50（0.480.52） 0.30（0.280.32） 【解析】（1）该实验中配重物体的重力视为小车的合外力，因此实验前需要进行平衡摩擦力，故实验1的目的是平衡摩擦力（2）配重重力做功为：W=mgx4=0.19.80.40.39J（3）由图可知，纵轴截距对应的就是打A点速度的平方，因此有： 0.25m2/s2所以有：vA=0.50m/s（4）根据动能定理： ，可得： ，所以图象的斜率： ，代入数据得：m=0.30kg点睛：本题考查了该实验的具体操作和结合图象进行数据处理，对应图象问题处理方法为，结合数学知识，写出图
23、象的函数关系方程，明确截距、斜率等含义即可15(1) rad/s(2)1 500 N【详解】（1）当拉力大小等于电动机连同打夯机底座的重力时，才能使打夯机底座刚好离开地面即：T=Mg对重锤根据牛顿第二定律有：mg+T=mR2代入数据解得：（2）在最低点，对重锤根据牛顿第二定律有：T-mg=mR2解得：T=Mg+2mg对打夯机有：N=T+Mg=2（M+m）g=2（50+25）10N=1500N16【解答】解：（1）汽车在坡路上匀速行驶，则有：Fkmg+mgsin4800N汽车所能达到的最大速度：（2） 汽车从静止开始，以匀加速行驶，由牛顿第二定律有：Fkmgmgsinma1解得：保持这一牵引力，
24、汽车可达到匀加速行驶的最大速度vm，则有：此过程能维持的时间：（3） 汽车从静止开始，以匀加速行驶，由牛顿第二定律有：Fkmgmgsinma2解得：保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度vm，则有：匀加速阶段位移：x汽车发动机做功：WFx1106J答：（1）汽车所能达到的最大速度为12.5m/s；（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持13.9s；（3）当汽车以0.3m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车发动机做功为1106J。17、【解答】【答案】(1)4m/s；(2)0.5；(3)【解析】(1)人从滑道滑出后作平抛运动解得人滑至水平轨道末端时的速度大小(2)从静止开始匀加速下滑解得沿轨道方向根据牛顿第二定律解得(3)人滑至水平轨道末端，由动能定理得人从滑道滑出后作平抛运动，解得