1、江西省抚州市金溪县第一中学2021届高三物理上学期第二次三周考试题（本卷满分100分，时间100分钟，请将答案写在答题卡上 ） 一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求;第710题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km
2、的地球同步轨道上设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为：（ ）Aa2a1a3Ba3a2a1Ca3a1a2Da1a2a32一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示假定汽车所受阻力的大小f恒定不变下列描述该汽车的速度随时间t变化的图像中,可能正确的是( ) ABCD3如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）初始时刻，A、B处于同一高度并恰好静止状态剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两
3、物块( )A速率的变化量不同B机械能的变化量不同C重力势能的变化量相同D重力做功的平均功率相同4小明在观察如图所示的沙子堆积时，发现沙子会自然堆积成圆锥体，且在不断堆积过程中，材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的小明测出这堆沙子的底部周长为31.4m，利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为0.5，估算出这堆沙子的体积最接近（ ）A60m3 B200m3 C250m3 D500m352010年1月30日，出现了稀有的天文现象：太阳、地球、月亮和火星处在同一直线上，该天月亮距地球最近。已知火星到太阳的距离约为地球到太阳距离的1.5倍。下列说法正确的是（）A在2011年1月30日太阳、
4、地球、火星也在同一直线上B地球受到太阳的引力约是火星受到太阳引力的2.25倍C地球绕太阳公转的速率约是火星绕太阳公转速率的1.5倍D在2010年1月30日晚上看到的月亮最圆最大6我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。质量为m的着陆器在着陆火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t0、速度由v0减速到零的过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为（）ABCD7公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速
5、率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（ ）A路面外侧高内侧低B车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小8如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动在移动过程中，下列说法正确的是（ ）A对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和B对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能D对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和9如图，用硬铁丝弯成的光滑半圆环竖
6、直放置，最高点处固定一小滑轮，质量为的小球A穿在环上现用细绳一端拴在A上，另一端跨过光滑滑轮用力拉动使沿光滑半圆环缓慢向上移动在A移动过程中下列说法正确的是（）A逐渐变小B铁丝对A的作用力的方向始终指向圆心C铁丝对A的作用力逐渐变小D铁丝对A的作用力大小不变10如图所示，质量为M的长木板静止在光滑水平面上，上表面OA段光滑，AB段粗糙且长为l，左端O处固定轻质弹簧，右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上，轻绳所能承受的最大拉力为F质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断，再过一段时间后长木板停止运动，小滑块恰未掉落则（ ）A细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为
7、B细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为C弹簧恢复原长时滑块的动能为D滑块与木板AB间的动摩擦因数为二、实验题（每空2分，共16分）11某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电门A、B，滑块P上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，连接光电门的计算机会记录遮光条的遮光时间。(1)实验前，需要将气垫导轨调成水平。接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，遮光条通过A、B两个光电门的遮光时间分别为、，当_，（选填“”“=”或“”）时，说明气垫导轨已经水平。(2)用螺旋测微器测遮光条宽度d，测量结果如图乙所示，则_mm。(3)滑块
8、P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与钩码Q相连，将滑块P由图甲所示位置释放，若已知计算机记录的遮光时间、，遮光条宽度d，钩码质量m，当地重力加速度g，要验证滑块和钩码组成的系统机械能是否守恒，还应测出两光电门间距离L和_（写出物理量的名称及符号）。(4)若上述物理量间满足关系式_，则表明在上述过程中，滑块和钩码组成的系统机械能守恒。12采用如图所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验（1）实验时需要下列哪个器材_A弹簧秤 B重锤线 C打点计时器（2）做实验时，让小球多次沿同一轨道运动，通过描点法画出小球平抛运动的轨迹下列的一些操作要求，正确的是_A每次必须由同一位置静止释放小球B每次必须严格地等距
9、离下降记录小球位置C小球运动时不应与木板上的白纸相接触D记录的点应适当多一些（3）若用频闪摄影方法来验证小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，记录下如图所示的频闪照片在测得x1，x2，x3，x4后，需要验证的关系是_已知频闪周期为T，用下列计算式求得的水平速度，误差较小的是_A B C D三、解答题（本题共44分，必须写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，直接写出答案的不得分，有数值计算的题，答案必须写出数值和单位）（10分）13引力波探测于2017年获得诺贝尔物理学奖。双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由P、Q两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在二者万有引力作用
10、下做匀速圆周运动，测得P星的周期为T，P、Q两颗星的距离为l，P、Q两颗星的轨道半径之差为r（P星的轨道半径大于Q星的轨道半径），引力常量为G，求：(1)Q、P两颗星的线速度之差v；(2)Q、P两颗星的质量之差m。（9分）14水平面上静止放置一质量为m=0.2kg的物块，固定在同一水平面上的小型电动机通过水平细线牵引物块，使物块由静止开始做匀加速直线运动，2秒末达到额定功率，其vt图线如图所示，物块与水平面间的动摩擦因数为=0.1，10m/s2，电动机与物块间的距离足够长求：（1）物块做匀加速直线运动时受到的牵引力大小；（2）电动机的额定功率；（3）物块在电动机牵引下，最终能达到的最大速度（1
11、2分）15如图所示，粗糙水平面上静止放置一质量为2m的木板，在木板上右端静置一质量为m的小滑块。一可视为质点、质量为2m的小朋友荡秋千，从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，小朋友在极短时间内用脚水平蹬踏木板的左端，然后自己刚好能回到A点。已知秋千的摆绳长为L，质量不计，AO与竖直方向的夹角为60。小滑块与木板之间、木板与水平面间的动摩擦因数都是，重力加速度为g。求：(1)秋千摆到最低点B，小朋友未蹬踏木板时秋干摆绳的拉力大小；(2)小朋友蹬踏木板过程中，小朋友做功大小；(3)若小滑块不从木板上滑下，木板至少应为多长。（13分）16如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一
12、个端点和圆心的连线与水平方向间的夹角=370，另一端点为轨道的最低点，其切线水平一质量M= 2kg、板长L =0.65m的滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠C点，其上表面所在平面与圆弧轨道C点和右侧固定平台D等高质量为m=1kg的物块(可视为质点)从空中点以v0=0.6m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的端沿切线方向进入圆弧轨道，然后沿圆弧轨道滑下经C点滑上滑板滑板运动到平台D时被牢固粘连已知物块与滑板间的动摩擦因数0.5，滑板右端到平台D左侧的距离s在0.1ms0.5m范围内取值取g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8求：(1) 物块到达点时的速度大小vB(2) 物块经过
13、C点时对圆弧轨道的压力(3) 试讨论物块刚滑上平台D时的动能与s的关系参考答案1D【解析】试题分析：东方红二号地球同步卫星和地球自转的角速度相同，由a=2r可知，a2a3；由万有引力提供向心力可得：，东方红一号的轨道半径小于东方红二号的轨道半径，所以有：a1a2，所以有：a1a2a3，故ABC错误，D正确故选D考点：万有引力定律的应用【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用还要知道同步卫星的运行周期和地球自转周期相等2A【解析】【分析】【详解】在时间内，如果匀速，则图象是与时间轴平行的直线，如果是加速，根据，牵引力减小
14、；根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度；所以时间内，图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据，牵引力减小；再根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度所以在时间内，即图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，A正确；3D【解析】由平衡知识可知则两者质量不等 所以重力势能变化量不等答案BC错，由机械能守恒可知两物块落地时速度大小相等，所以A错，再由功率可知重力的瞬时功率相等；答案D正确，选D4A【解析】【分析】【详解】沙堆底部
15、周长为31.4m，故圆锥体的底部圆半径为，对锥面上的一粒沙粒分析，当满足（为锥体的底角）时沙粒刚好静止，故，解得圆锥体高，故圆锥体的体积约为，A正确5D【解析】【详解】A本题考查的是对万有引力定律问题的了解，并不能推断在2011年1月30日太阳、地球、火星也在同一直线上，A错误；B根据，火星质量与地球质量不等，故地球受到太阳的引力约并不是火星受到太阳引力的2.25倍；B错误；C地球绕太阳公转的速率约是火星绕太阳公转速率的1.224倍不是1.5倍，C错误；D在2010年1月30日晚上看到的月亮最圆最大，此时月球距离地球最近，D正确；故选C。6B【解析】【分析】【详解】忽略星球的自转，万有引力等于
16、重力则解得着陆器做匀减速直线运动，根据运动学公式可知解得匀减速过程，根据牛顿第二定律得解得着陆器受到的制动力大小为ACD错误，B正确。故选B。7AC【解析】【分析】【详解】试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力，故A正确车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动故B错误当速度为v0时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于v0时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑故C正确当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变故D错误故选AC考点：圆周运动的实
17、例分析【名师点睛】此题是圆周运动的实例分析问题；解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解，难度不大，属于基础题8CD【解析】试题分析：对木箱进行受力分析，找出在木箱运动中有哪些力做功，做什么功，同时结合功能关系找出能量之间的转化，由动能定理及机械能守恒可得出各功及能量之间的关系解：在木箱移动过程中，受力分析如图所示这四个力中，有重力、拉力和摩擦力做功重力做负功使重力势能增加，摩擦力做负功产生热能因为物体加速运动，根据动能定理，合力做的功等于动能的增量而机械能等于动能与重力势能之和，故F做的功等于木箱增加的动能与重力势能以及克服摩擦力所做的功，所以AB错误，CD正确答案：CD9A
18、D【解析】【分析】【详解】小球缓慢向上移动的过程中，小圆环A处于三力平衡状态，根据平衡条件知mg与N的合力与T等大反向共线，作出mg与N的合力，如图由三角形相似得A由题意可知F=T，且AB变小，BO不变，则F变小，故A正确；BCD由得AO、BO都不变，则N不变，方向始终背离圆心，故BC错误，D正确。故选AD。10ABD【解析】【分析】【详解】A细绳被拉断瞬间，对木板分析，由于OA段光滑，没有摩擦力，在水平方向上只受到弹簧给的弹力，细绳被拉断瞬间弹簧的弹力等于F，根据牛顿第二定律有：解得，A正确；B滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧，到弹簧压缩量最大时速度为0，由系统的机械能守恒得：细绳被拉断瞬
19、间弹簧的弹性势能为，B正确；C弹簧恢复原长时木板获得的动能，所以滑块的动能小于，C错误；D由于细绳被拉断瞬间，木板速度为零，小滑块速度为零，所以小滑块的动能全部转化为弹簧的弹性势能，即，小滑块恰未掉落时滑到木板的右端，且速度与木板相同，设为，取向左为正方向，由动量守恒定律和能量守恒定律得联立解得，D正确。故选ABD。11= 8.475（8.474或8.476） 滑块质量M 【解析】【分析】【详解】(1)1如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平。(2)2螺旋测微器的固定刻度读数为8mm，可动刻度读数为0.0147.5mm=0.475mm，所以最终读数为：8m
20、m+0.475mm=8.475mm。(3)3要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法。由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。滑块和砝码组成的系统动能的增加量 滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量Ep=mgL所以还应测出滑块质量M。(4)4如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒。即12B ACD D 【解析】【分析】【详解】（1）实验时需要重锤线来确定竖直方向，不需要弹簧秤和打点计时器，故选B.（2）实验时每次必须由同一位置静止释放小球，以
21、保证小球到达最低点的速度相同，选项A正确；每次不一定严格地等距离下降记录小球位置，选项B错误；小球运动时不应与木板上的白纸相接触，否则会改变运动轨迹，选项C正确；记录的点应适当多一些，以减小误差，选项D正确（3）因相邻两位置的时间间隔相同，则若小球在平抛过程中水平方向是匀速运动，则满足：x4-x3=x3-x2 =x2-x1 =x1；由小球最后一个位置与第一个位置的水平距离计算求得的水平速度误差较小，则用计算式求得的水平速度误差较小 ，故选D.13(1)；(2)【解析】【详解】(1)星的线速度大小星的线速度大小则、两颗星的线速度大小之差为(2)双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等
22、，向心力大小相等，则有解得则、两颗星的质量差为14（1）0.28N；（2）0.224W；（3）1.12m/s。【解析】【分析】【详解】（1）由题图知物块在匀加速阶段加速度大小A=0.4 m/s2物块受到的摩擦力大小：Ff=mg设牵引力大小为F，根据牛顿第二定律有：FFf=ma代入数据得：F=0.28N（2）当v=0.8m/s时，电动机达到额定功率，则P=Fv=0.224W（3）物块达到最大速度vm时，此时物块所受的牵引力大小等于摩擦力大小，有Ff=mg根据P=Ff vm解得vm=1.12m/s15（1）4mg （2） （3）【解析】【分析】(1)从A点下摆到B点，只有重力做功，机械能守恒。由机
23、械能守恒定律求出小朋友运动到最低点时的速度。在最低点，由合力充当向心力，由向心力公式求解秋千绳的拉力；(2)小朋友蹬踏木板过程中，沿水平方向动量守恒。由动量守恒定律列式。再由动能定理求小朋友做功大小；(3)由牛顿第二定律分别求出滑块和木板的加速度，结合运动学公式可求得木板的长度.【详解】(1)小朋友从A点下摆到B点，只有重力做功，机械能守恒.设到达B点的速度大小为v0,则由机械能守恒定律有：绳子拉力设为T，由受力分析和圆周运动知识有：解得：T=4mg(2)由题意知，小朋友蹬踏木板后速度大小不变，方向向左由动量守恒定律得：2mv0=-2mv0+2mv1得木板的速度：小朋友做功大小：(3)由牛顿第
24、二定律得：小滑块的加速度：木板的加速度：当二者速度相等后，由于整体的加速度等于滑块的最大加速度，所以此后二者保持相对静止，设此过程经过的时间为t由速度关系得：v1-a板t=a块t此过程木板的位移：滑块的位移：小滑块不从木板上滑下，木板至少应为：x=x板-x块解得：【点睛】本题考查了机械能守恒定律、动量守恒定律、牛顿第二定律、运动学公式，关键分析滑块和木板的运动情况，然后对各个过程分别运用合适的规律列式求解.16(1) (2) 46N，方向竖直向下(3) 或【解析】(1)从A到B，物块做平抛运动，由几何关系得： vB=1m/s (2)从B到C，物块机械能守恒 解得：vC=3m/s 联立解得FN=
25、46N根据牛顿第三定律FN=FN，物块在C点对轨道的压力大小为46N，方向竖直向下 (3) 物块从C点滑上滑板后开始作匀减速运动，此时滑板开始作匀加速直线运动，当物块与滑板达共同速度时，二者开始作匀速直线运动设它们的共同速度为v，根据动量守恒mvC=(m+M)v解得 v=1m/s 对物块，用动能定理列方程：，解得：s1=0.8m 对滑板，用动能定理列方程：，解得：s2=0.2m 由此可知物块在滑板上相对滑过s=s1s2=0.6m时，小于0.65m，并没有滑下去，二者就具有共同速度了（同速时物块离滑板右侧还有L-s=0.05m距离）当0.2ms0.5m时，物块的运动是匀减速运动s1=0.8m，匀速运动ss2，匀减速运动L-s=0.05m，滑上平台D，根据动能定理：解得：EKD=0.25J 当0.1ms0.2m时，物块的运动是匀减速运动L+s，滑上平台D根据动能定理：解得：EKD =1.25-5s （J） 点睛：本题将平抛、圆周运动、动量守恒及能量守恒定律结合在一起考查，注意分析运动过程，并根据过程正确的选择物理规律求解掌握牛顿第二定律和运动学公式求出相对运动的位移大小
