1、乌兰察布市新世纪中学2022-2023学年度高三年级第二次月考物理试卷（考试时间：90分钟；满分：100分 命题人：玉莹）一、单选题(本题8小题，每小题4 分，共 32分。每小题只有一个选项符合题意)1. 如图所示，一小船以1.0 m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45 m。假定抛接小球时手的高度不变，不计空气阻力，g取10 m/s2，当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（）A. 0.3 mB. 0.6 mC. 0.9 mD. 1.2 m【答案】B【解析】【详解】根据运动的独立性，小球在做竖直上抛运动的过程中，小船以1.0 m/s的速度匀速前行，由
2、运动学知识有h=gt2解得小球上升的时间t=0.3s从小球开始上抛到小球再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离x=v2t=1.020.3 m=0.6 m故选B。2. 2022年2月5日，中国队获得北京冬奥会短道速滑项目混合团体接力冠军。短道速滑是在长度较短的跑道上进行的冰上竞速运动。如图所示，将运动员在短时间内的某一小段运动看作匀速圆周运动，则关于该小段运动下列说法正确的是（）A. 运动员受到冰面的恒力作用，做匀速运动B. 运动员受到冰面的恒力作用，做匀变速运动C. 运动员受到冰面的变力作用，做变加速运动D. 运动员受到冰面的变力作用，做匀变速运动【答案】C【解析】【详解】运动员在短时间内
3、做匀速圆周运动，重力和冰面作用力的合力提供向心力，向心力大小不变但方向时刻改变，而运动员的重力始终不变，所以运动员受到冰面的变力作用，做变加速运动。故选C。3. 如图所示，跳伞运动员以4m/s的速度沿竖直方向匀速下降，下降一段距离后刮起了水平方向的风，最终运动员以5m/s的速度匀速运动，则此时风速大小是（）A. 5m/sB. 3m/sC. 9m/sD. 【答案】B【解析】【详解】在起风以后运动员同时参与两个方向的运动，一个是水平方向的运动，一个是竖直方向的运动。因为风力是水平的，不影响竖直方向的运动，所以运动员在竖直方向的速度仍为4m/s，而合速度为5m/s，根据平行四边形定则可知风速大小为故
4、B正确，ACD错误。故选B。4. 把三个物体从水平地面上的不同位置沿不同的路径抛出，最终落在水平地面上的同一点，三条路径的最高点是等高的，如图所示。若忽略空气阻力的影响，下列说法正确的是（）A. 三个物体抛出时初速度水平分量相等B. 三个物体抛出时初速度的竖直分量不相等C. 沿路径1抛出的物体落地的速率最大D. 沿路径3抛出的物体在空中运动的时间最长【答案】C【解析】【详解】BD设物体抛出初速度的竖直分量为vy，水平分量为vx，上升的最大高度为h，运动时间为t，落地速度大小为v，由于竖直高度相同，根据对称性有解得则竖直分速度大小由于最高点等高，则三个物体运动时间与初速度的竖直分速度大小均相等，
5、BD错误；A物体水平方向做匀速直线运动根据图像有可知即初速度水平分量不等，A错误；C根据对称性，落地速度与抛出速度大小相等，则落地速度为三个物体初速度的竖直分速度大小相同，水平分速度大小不同，根据上述可知C正确。故选C。5. 如图，一质量为m的质点做平抛运动，依次经过A、B、C三点，质点从A到B和从B到C的时间相等，A、C两点距水平地面的高度分别为h1、h2，质点经过A、C两点时速度与水平方向的夹角分别为30、60，重力加速度大小为g，则（）A. 质点经过C点时竖直方向速度大小为B. 质点经过B点时速度与水平方向的夹角为45C. B、C间的高度差是A、B间的3倍D. 质点的水平速度大小为【答案
6、】D【解析】【详解】A质点在A点时的竖直方向速度不为零，从A点到C点，竖直方向由运动学公式则质点经过C点时速度大小为故A错误；B质点经过A点时质点经过C点时因为质点从A到B和从B到C的时间相等，故设质点经过B点时速度与水平方向的夹角为，则故B错误；C如果质点在A点时竖直方向的速度为零，则B、C间的高度差是A、B间的3倍，但实际质点在A点时竖直方向的速度不为零，则B、C间的高度差不是A、B间的3倍，故C错误；D在竖直方向上有再根据可解得质点的水平速度大小故D正确。故选D。6. 2021年5月22日，中国首辆火星车“祝融号”已安全驶离着陆平台，到达火星表面（如图），开始巡视探测。已知“祝融号”在地
7、球表面所受万有引力大小是在火星表面的a倍，地球的第一宇宙速度是火星的b倍。假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转，则地球与火星密度的比值为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】设“祝融号”质量为m，某星球质量和半径分别为M和R，其第一宇宙速度为v，由万有引力定律可知，“祝融号”在该星球表面所受万有引力大小则由第一宇宙速度的定义可知联立解得由两式可得星球密度代入M和R的表达式后得所以地球与火星密度的比值BCD错误，A正确。故选A。7. 如图所示，从倾角为的斜面上的某点先后将同一小球以不同初速度水平抛出，小球均落到斜面上，当抛出的速度为v1时，小球到达斜面时的
8、速度方向与斜面的夹角为1，当抛出的速度为v2时，小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为2，则（ ）A. 当v1 v2时，1 2B. 当v1 v2时，1 tan(1 + )【答案】C【解析】【详解】设小球落到斜面上时，速度方向与水平方向夹角为，如图所示则有，整理有tan = 2tan根据几何关系有 = + 可知落到斜面上时，速度方向与初速度大小无关，只与斜面倾角有关，因此无论v1、v2大小如何，均有1 = 2故选C。8. 近几年来，我国生产的“蛟龙号”下潜突破7000m大关，我国的北斗导航系统也进入紧密的组网阶段。已知质量分布均匀的球壳对壳内任一质点的万有引力为零，将地球看成半径为R、质量分布均
9、匀的球体，北斗导航系统中的一颗卫星的轨道距离地面的高度为h，“蛟龙号”下潜的深度为d，则该卫星所在处的重力加速度与“蛟龙号”所在处的重力加速度的大小之比为（）A. B. C. D. 【答案】C【解析】【详解】设地球的密度为，在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有由于地球的质量联立上式解得根据题意，在深度为d的地球内部，“蛟龙号”受到地球的万有引力等于半径为（Rd）的球体表面的重力，故“蛟龙号”在海里的重力加速度为联立可得对卫星，根据万有引力提供向心力有解得加速度所以故选C。二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项正确，全对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分）9.
10、 如图所示，质量相等的两个小球A和B紧贴倒圆锥筒的光滑内壁各自做水平面内的匀速圆周运动，则（）A. A球受到的支持力较大B. A球与B球向心加速度大小相同C. A球与B球线速度大小相同D. A球运动的角速度较小【答案】BD【解析】【详解】A对小球受力分析如图所示小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力F=mgtan筒对小球支持力与轨道半径无关，故A错误；B根据牛顿第二定律，有可知向心加速度与轨道半径也无关，B正确；C根据牛顿第二定律，有解得由于A球的转动半径较大，A线速度较大，故C错误；D根据牛顿第二定律，有F=mgtan=m2r解得由于A球的转动半径较大，A角速度较小，故D正确。故选BD。
11、10. 如图所示，竖直截面为半圆形的容器，O为圆心，AB为沿水平方向的直径。一物体在A点以向右的水平初速度vA抛出，与此同时另一物体在B点以向左的水平初速度vB抛出，两物体都落到容器的同一点P。已知BAP=37，不计空气阻力，下列说法正确的是（）A. B比A先到达P点B. 两物体一定同时到达P点C. 抛出时，两物体的速度大小之比为vA:vB=16:9D. 抛出时，两物体的速度大小之比为vA:vB=4:1【答案】BC【解析】【详解】AB两物体同时抛出，都落到P点，由平抛运动规律可知两物体下落了相同的竖直高度，由h=解得t=可知两物体同时到达P点，A错误，B正确；CD在水平方向，抛出的水平距离之比
12、等于抛出速度之比，如图所示，设圆的半径为r由几何关系得xAM=2rcos237而xBM=xMPtan37，xMP=xAPsin37，xAP=2rcos37联立得xBM=2rsin237则xAM：xBM=16：9C正确，D错误。故选BC。11. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的小物块，用长为L的轻细绳将物块连接在通过转台中心的转轴上，细绳与竖直转轴的夹角为，系统静止时细绳绷直但张力为零。物块与转台间动摩擦因数为（），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。物块随转台由静止开始缓慢加速转动，在物块离开转台前（）A. 物块对转台的压力大小等于物块的重力B. 绳中刚出现拉力时，转台的角速度为C. 转台对物块
13、的摩擦力一直增大D. 物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为【答案】BD【解析】【详解】A当转台达到一定转速后，物块受到绳的拉力、重力和转台的支持力，竖直方向受力平衡，则有根据牛顿第三定律可知，物块对转台的压力大小等于转台对物块的支持力大小，所以此种情况下物块对转台的压力大小小于物块的重力，A错误；B当绳中刚出现拉力时，有解得B正确；C在细线产生张力前，滑块所需向心力由摩擦力的分力提供，随着转台角速度的增大，摩擦力增大，当细绳张力产生后，在竖直方向产生分力，滑块和转台间弹力减小，摩擦力减小，当物块即将离开转台时，摩擦力减为零，C错误；D当物块和转台之间摩擦力为零时，物块开始离开转台，有解得
14、所以物块能在转台上随转台一起转动的最大角速度为，D正确。故选BD。12. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如表所示（）地球火星木星土星天王星海王星轨道半径R/AU1.01.55.29.51930A. 土星相邻两次冲日的时间间隔是450天左右B. 土星相邻两次冲日的时间间隔是378天左右C. 火星相邻两次冲日的时间间隔最长D. 海王星相邻两次冲日的时间间隔最长【答案】BC【解析】【详解】AB根据开普勒第三定律有解得如果两次行星冲日时间间隔为t
15、年，则地球多转动一周，有解得土星相邻两次冲日的时间间隔为故B正确，A错误；CD设太阳的质量为，地球的半径为，地外行星的半径为，根据万有引力提供向心力可知，地球和地外行星的角速度分别为外行星相邻两次冲日的时间间隔为，则满足由此可知，当地外行星的轨道半径越小时，越大，即火星相邻两次冲日的时间间隔最长，故C正确，D错误。故选BC。三、实验题（共14分） 13. 某同学用下图装置研究平抛运动的规律。（1）先用小锤击打弹性金属片，A球水平抛出，B球自由下落，改变高度多次实验，两球均同时落地，实验说明平抛运动在竖直方向的分运动是_；（2）在小锤击打弹性金属片的同时，用频闪照相机拍摄A球运动的轨迹。图为小球
16、A的频闪照片的一部分。已知照片上小方格的实际边长为，频闪照片上相邻两点拍摄的时间间隔为，则小球A平抛的初速度大小为_。【答案】 . 自由落体运动 . 1.5【解析】【详解】（1）1平抛运动的时间由竖直方向的运动决定，由于与自由落体运动同时落地，则该实验可说明，平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动。（2）2水平方向根据代入数据得14. （1）在探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系的实验中，如图所示为实验装置简图。实验前，要将带有滑轮的木板另一端垫起，目的是 _ ；在进行（1）中操作时， _ （填“需要”或“不需要”）将小盘及重物用细线通过定滑轮系在小车上；为减小系统误差，应使小车和砝码的
17、总质量 _ （填“远远小于”，“远远大于”“或”“等于” ）小盘和重物的总质量； 在探究物体加速度a与质量m的关系时，为了更直观地反映二者的关系，往往用图像表示出来，该关系图像应该选用 _ 。A 图像B 图像如图是一次实验中记录小车运动情况的纸带，图中A、B、C、D、E为相邻的计数点，相邻记数点间的时间间隔为T=0.2s该小车运动的加速度a= _ ，计数点D的瞬时速度= _ m/s。【答案】 . 平衡摩擦力 . 不需要 . 远远大于 . B . 0.5 . 1.05【解析】【详解】（1）1实验时，我们认为绳子的拉力是小车受到的合外力，为达到这个目的，我们要先要将带有滑轮的木板另一端垫起，目的是
18、平衡摩擦力。（2）)2平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，所以不需要将小盘及重物用细线通过定滑轮系在小车上。（3）3对小盘及重物 对小车解得故只M远远大于m的情况下近似认为拉力等于mg。（4）4)要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决。但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系。在探究加速度与质量的关系时，图像时一条曲线。图像时一条过原点的直线，所以为了直观判断二者间的关系，应作出图像。故选B。（5）5由纸带知，在连续相等时间内的位移之差为2cm，根据解得6D点的瞬时速度四、解答题（共38分）
19、15. 在演示竖直平面内圆周运动时，某同学站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时，绳突然断开，球飞行水平距离d后落地，如图所示。已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长0.75d，重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力，求：（1）绳断时球的速度大小v1；（2）球落地时的速度大小v2；（3）绳断开的瞬间拉力为多少？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）绳突然断开后小球做平抛运动，设小球从绳断开到落地所用的时间为t，则有解得（2）落地时竖直分速度和落地时水平速度分别为则落地速度为（3）
20、设绳断开瞬间的拉力为T，则由牛顿第二定律得解得16. 如图所示，一个可视为质点的小物块从水平平台上的P点以初速度5 m/s向右滑动，小物块与水平平台间的动摩擦因数为0.45，小物块运动到 A点时以4 m/s的速度水平抛出，当小物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入半径为2.75 m的固定圆弧轨道BC，圆弧轨道的圆心角BOC=37。小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力为25.4 N。然后小物块滑到与C端切线平齐的长木板上。已知长木板与地面间的动摩擦因数为0.2，小物块与长木板之间的动摩擦因数为0.5，小物块的质量为1.1 kg，长木板的质量为3.9 kg，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， g=10
21、 m/s2，sin 37=0.6，cos 37=0.8。（1）求水平平台上P点到A点的距离l。（2）求小物块运动至B点时的速度大小。（3）长木板至少为多长时才能保证小物块不滑出长木板？【答案】（1）l=1 m；（2）vB=5 m/s；（3）3.6 m【解析】【详解】（1）小物块从P点运动到A点是做匀减速运动，加速度大小a=g=0.4510 m/s2=4.5 m/s2根据公式解得l=1 m（2）进入圆弧轨道时，小物块的速度方向与水平面的夹角为37，有则小物块运动到B点时的速度vB=5 m/s（3）小物块运动到C点时，有FNmg=解得vC=6 m/s长木板与地面间的最大静摩擦力f1=1（M+m）g
22、=10 N由题意可知小物块与长木板间的摩擦力f2=2mg=5.5 N因为f1 f2，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动。设小物块在长木板上做匀减速运动，运动至长木板最右端时速度刚好为0，则长木板长度所以长木板至少为3.6 m时才能保证小物块不滑出长木板。17. 杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶可视为质点在竖直平面内做圆周运动，当小桶运动到最高点时，水恰好不流出来。已知最高点距地面的高度为h = 1.8m，若水的质量m = 0.5kg，绳长l = 90cm，空气阻力忽略不计，重力加速度g取10m/s2。（1）求小桶在最高点时的速度大小；（2）如果小桶运动到最高点时杂技演员突
23、然脱手，求小桶落地时与演员之间的水平距离为多少；（3）若在最高点时水桶的速率v = 4m/s，求水对桶底的压力大小。【答案】（1）v0 = 3m/s；（2）x = 1.8m；（3）【分析】根据题中“装有水的小桶可视为质点在竖直平面内做圆周运动、小桶运动到最高点时杂技演员突然脱手”可知，本题考查圆周运动和平抛运动，根据圆周运动和平抛运动的规律，运用圆周运动的向心力公式、平抛运动公式等，进行求解。【解析】【详解】（1）在最高点由重力提供向心力解得（2）如果小桶运动到最高点时杂技演员突然脱手，小桶做平抛运动，联立解得x = 1.8m即小桶落地时与演员之间的水平距离为1.8m。（3）设桶底对水的压力大
24、小为F，则有解得由牛顿第三定律可知，水对桶底的压力大小为。【点睛】此题考查竖直平面内的圆周运动和平抛运动的规律。本题关键点隐含条件小桶运动到最高点时，水恰好不流出来，此时只受到重力，也就是说只有重力提供向心力。在最高点时只有重力提供向心力，由向心力公式即可得出速度；脱手后，小桶和水一起做平抛运动。平抛运动规律水平方向匀速直线运动，竖直方向上自由落体运动。18. 两个靠的很近的天体绕着它们连线上的一点（质心）做圆周运动，构成稳定的双星系统，双星系统运动时，其轨道平面存在着一些特殊的点，在这些点处，质量极小的物体（例如人造卫星）可以与两星体保持相对静止，这样的点被称为“拉格朗日点”。一般一个双星系统有五个拉格朗日点。如图所示，一双星系统由质量为M的天体A和质量为m的天体B构成，它们共同绕连线上的O点做匀速圆周运动，在天体A和天体B的连线之间有一个拉格朗日点P，已知双星间的距离为L，万有引力常量为G，求：（1）天体B做圆周运动角速度及半径；（2）若P点与天体A的距离为，则M与m的比值是多少?【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）设O点与天体AB的距离分别为和，则转动的角速度为，对于天体A有对于天体B有联立可得（2）在P点放置一个极小物体，设其质量为，它与AB转动的角速度相同，对于小物体有代值可得
