1、江苏省南通市重点高中2021届高三物理上学期期初考试试题（试卷满分100分，考试时间90分钟）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分每小题只有一个选项符合题意1关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是()A物体做匀变速曲线运动时，其所受合外力的大小恒定、方向可以变化B物体做变速率曲线运动时，其所受合外力不可能是恒力C物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心D物体做速率不变的曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直2有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直去程与回程所用时间的比值为
2、k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为()AB C D 3质量不同的小球1、2由同一位置先后以不同的速度竖直向上抛出，运动过程中两小球受到的水平风力恒定且相等，运动轨迹如图所示，忽略竖直方向的空气阻力与小球2相比，小球1()A初速度小 B在最高点时速度小C质量小 D在空中运动时间短4如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上.斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数该过程中，物块的动能Ek 与水平位移x关系的图象是() A B C D5如图所示，长为L的直杆一端可绕固定轴O无摩擦转动，另一 端靠在以水平速度v匀速向左运动、表面光滑
3、的竖直挡板上当直杆与竖直方向夹角为时，直杆端点A的线速度大小为()A Bvsin C Dvcos 6有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是()A如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B如图b所示是一圆锥摆，增大，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变C如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则在A、B两位置小球的圆运动周期相等D火车转弯超过规定速度行驶时，内侧轨道对火车轮缘会有侧向挤压作用7假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200 km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400 km，地球同步卫星距地面高为36000 km，宇宙飞船和一地球同
4、步卫星绕地球同向运动，每当两者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻两者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为()A4次 B6次 C7次 D8次8一物块在高3.0 m、长5.0 m的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s的变化如图中直线、所示，重力加速度取10 m/s2则()A物块下滑过程中机械能守恒B物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2D当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分每小题有多个选项符合题意全部
5、选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分9如图所示，某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法正确的是()A笔尖做匀速直线运动B笔尖做匀变速直线运动C笔尖做匀变速曲线运动D笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小10如图所示，足够长的斜面上有a、b、c、d、e五个点，abbccdde，从a点水平抛出一个小球，初速度为v时，小球落在斜面上的b点，落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为；不计空气阻力，初速度
6、为2v时()A小球可能落在斜面上的c点与d点之间 B小球一定落在斜面上的e点C小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于D小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为11我国天宫一号飞行器已完成了所有任务，预计在2018年上半年坠入大气层后烧毁如图所示，设天宫一号原来在圆轨道上飞行，到达P点时转移到较低的椭圆轨道上(未进入大气层)，则天宫一号()A在P点减速进入轨道B在轨道上运动的周期大于轨道上运动的周期C在轨道上的加速度大于轨道上的加速度D在轨道上的机械能大于轨道上的机械能12如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于O 点（图中未标出）物块的质量为m，AB=
7、a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做得功为W撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B时速度为零重力加速度为g则上述过程中( ) A物块在A点时，弹簧的弹性势能等于B物块在B点时，弹簧的弹性势能小于C经O点时，物块的动能小于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能三、实验题：本题共2小题，共计18分请将解答填写在答题卡相应的位置13(8分)某同学学过平抛运动后，利用平抛运动知识测量某水平喷水口的流量Q（QSv，S为出水口的横截面积，v为出水口的水速），方法如下：(1)先用游标卡尺测量喷水口的内径D如图甲所示，A、B、C、D四个图
8、中，测量方式正确的是 (2)正确测量得到的结果如图乙中的游标卡尺所示，由此可得喷水口的内径D=_cm(3)打开水阀，让水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为y，则喷出的水的初速度v0 （用x，y、g表示）(4)根据上述测量值，可得水管内水的流量Q （用D、x、y、g表示）14如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动，使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力 (1)下列说法中正确的是_A保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变B保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大C保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手
9、的拉力将不变D保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大(2)如图，绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A，80 cm处打一个绳结B，学习小组中一位同学用手表计时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据： 操作一：手握绳结A，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小 操作二：手握绳结B，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小操作三：手握绳结A，使小沙袋在水平方向每秒运动2周，体会向心力的大小操作四：手握绳结A，再向小沙袋中添加少量沙子，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小则操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关； 操作三与一相比
10、较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关； 操作四与一相比较： 相同，向心力大小与 有关物理学中把此种实验方法叫 法小组总结阶段，在空中甩动，使小沙袋在水平面内做圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样”，你认为该同学的说法是否正确，为什么？ 四、计算题：本题共4小题，共计42分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位15(7分)某电视台快乐向前冲节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着
11、一个半径为R、角速度为、铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H选手抓住悬挂器可以在电动机的带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动选手必须做好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上设人的质量为m(不计身高)，人与转盘间的最大静摩擦力为mg，重力加速度为g，不计空气阻力(1)假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度应限制在什么范围？(2)若已知H5 m，L8 m，a2 m/s2，g10 m/s2，且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上，则他是从平台出发
12、后多长时间释放悬挂器的？16(9分)如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做圆周运动，已知地球半径为R，轨道1半径是2R，现在欲将飞船转移到另一个半径为4R的圆轨道2上去，已知地球表面处的重力加速度为g，飞船质量为m，万有引力常数为G，求： (1)地球的质量；(2)飞船在1、2两个轨道上做圆运动的的环绕速度之比v1：v2=? (3)理论上，若规定距地心无穷远处为引力势能零势能点，飞船和地球系统之间的引力势能表达式为，（其中r为飞船到地心的距离）请根据理论，计算完成这次轨道转移点火需要的能量17(12分)如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切，BC为圆弧轨道的直径，O
13、为圆心，OA和OB之间的夹角为，sin0.6一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零重力加速度大小为g求：(1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小； (2)小球达A点时对圆弧轨道的压力大小； (3)小球从C点落至水平轨道所用的时间18(14分) 如图所示，足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆，原长为L的轻弹簧套在杆上，质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接，轻杆长也为L，A球套在竖直杆上，现将A
14、球搁在弹簧上端，当系统处于静止状态时，轻杆与竖直方向夹角37，已知重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，sin37=0.6，cos37=0.8.(1)求轻杆对B的作用力F和弹簧的劲度系数k；(2)让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动，若转动的角速度为0（未知）时，B、C球刚要脱离圆台，求轻杆与竖直方向夹角0的余弦和角速度0；(3)两杆竖直并拢，A球提升至距圆台L高处静止，受到微小扰动，A球向下运动，同时B、C球向两侧相反方向在圆台上沿直线滑动，A、B、C球始终在同一竖直平面内，观测到A球下降的最大距离为0.4LA球运动至最低点时的加速度大小为a0，求此时弹簧的弹性势能EP以及B球加速度的大
15、小a答案（试卷满分100分，考试时间90分钟）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分每小题只有一个选项符合题意1D 2D 3B 4A 5C 6B 7C 8B二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分每小题有多个选项符合题意全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分9CD 10BD 11ABD 12BC三、实验题：本题共2小题，每空2分，共计18分请将解答填写在答题卡相应的位置13(8分) (1)C； (2)1.044cm； (3)； (4) 14(10分) (1)BD(2) 角速度（线速度）、半径 ， 质量 ；控制变量；说法不对，该同学受力分析的对象是自己
16、的手，我们实验受力分析的对象是小沙袋，细线的拉力提供小沙袋做圆周运动的向心力指向圆心，细线对手的拉力与“向心力”大小相等，方向相反，背离圆心。四、计算题：本题共4小题，共计42分解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位15(7分)解：(1)设人落在距圆心R处不被甩下，最大静摩擦力提供向心力，则有mgm2R (2分)即转盘转动的角速度满足 (1分)(2)沿水平加速段位移为x1，时间为t1平抛运动的水平位移为x2，时间为t2则加速时有x1at，vat1 (1分)平抛运动阶段x2vt2，Hgt (1分)全程水平方向x1x2
17、L (1分)代入数据，联立各式解得t12 s(另一解不符合题意，舍去)则选手从平台出发2 s后释放悬挂器 (1分)16(9分)解：(1)设在地面附近有一小物体m0，由，(1分)得； (1分)(2)飞船在轨道1由，得， (1分)飞船在轨道2由，得， (1分)所以v1：v2=：1 (1分)(3)设飞船的轨道半径为r，由，得飞船的动能，(1分)则飞船的机械能为， (1分)则在轨道1上飞船的机械能为，在轨道1上飞船的机械能为 (1分)所以完成这次轨道转移点火需要的能量为。 (1分)17(12分) 解：(1)设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F，由力的合成法则，则有： ，F2=（mg
18、）2+F02； (1分)设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得： (1分)联立上式，结合题目所给数据，解得：， (2分)(2)设小球到达A点的速度大小v1，作CDPA，交PA于D点，由几何关系得：DA=Rsin，CD=R（1+cos）由动能定理有，mgCDF0DA= (1分)在A点有 (1分)联立上式，结合题目所给数据， FN=6.75mg， (1分) 由牛顿第三定律可知，小球达A点时对圆弧轨道的压力大小为6.75mg。 (1分)(3)小球离开C点后，在竖直方向上做初速度不为零的匀加速直线运动，加速度大小为g，设小球在竖直方向的初速度为v，从C点落到水平轨道上所用时间为t， 由运动学
19、公式，则有： ， (1分)又v=vsin ， (1分)联立上式，结合题目数据，解得：。 (2分)18(14分)解：(1)平台光滑，对B球进行受力分析，有重力和平台的支持力，如果此杆有作用力，则B球不可能平衡。故轻杆对B球的作用力F0，(2分)，弹簧的形变量：L=LLcos对A进行受力分析，由平衡条件有：kLmg，代入数据得弹簧的劲度系数； (2分)(2)对A、B、C三个小球整体分析，三球在竖直方向有k（LLcos0）3mg，代入数据得， (2分)对B进行受力分析，mgtan0m02 Lsin0代入数据得； (2分)(3)当A球下降h=0.4L时，ABC速度均为零，由机械能守恒有此时弹簧的弹性势能EP0.4mgL， (3分) 设杆此时拉力为FT，由几何关系知杆与竖直方向夹角为153，A的加速度竖直向上，由牛顿第二定律有：kh2FT cos1mgma0 (1分)B的加速度水平向右，由牛顿第二定律有：FT sin1mgma (1分)代入数据得 (1分)
