1、宁夏固原市第一中学2021届高三物理上学期第四次月考试题（含解析）1. “物理”是取“格物致理”四字的简称。在学习物理规律同时，还需要了解物理学家发现物理规律的过程，领悟并掌握处理物理问题的思想与方法。下列叙述正确的是（）A. 在验证力的平行四边形定则的实验中使用了控制变量的方法B. 伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力的作用，便于运动时间的测量C. 笛卡尔根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因D. 牛顿三大定律都无法利用实验来验证【答案】B【解析】【详解】A在验证力的平行四边形定则的实验中使用了等效替代的方法，故A错误；B伽利略采用了斜面实验，“冲淡”了重力作用，延长小球滚下斜面的
2、速度，便于运动时间的测量，B正确；C伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故C错误；D牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可能直接用实验进行验证，但是牛顿第二定律和牛顿第三定律是可以通过实验验证的，D错误。故选B。2. 质量为M的半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端固定一个竖直挡板AB，在P上放两个大小相同的光滑小球C和D，质量均为m，整个装置的纵截面如图所示。开始时P、C球心连线与水平面的夹角为，点P、D球心连线处于竖直方向，已知重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A. P和挡板对C的弹力分别为和B. 地面对P的摩擦力大小为零C. 使挡板缓慢地向右平行移动
3、，但C仍在P和挡板AB作用下悬于半空中，则地面对P的摩擦力将不断增大D. 使挡板绕B点顺时针缓慢转动，P始终保持静止，则D一定缓慢下滑【答案】C【解析】【详解】A由于D处于P的正上方，所以D只能受到重力和P的支持力；则C的受力如图所示根据平衡条件，得即半圆柱P和挡板对C的弹力大小分别为和，故A错误；B以P、C和D组成整体为研究对象，可知整体在水平方向受到挡板AB的作用力FA，若要平衡，必定受到向右的摩擦力，故B错误；C使挡板缓慢地向右平移，但C仍在P和挡板AB 作用下悬于半空中，则D的运动可能有两种情况：一是D仍然位于P的正上方，保持不动，此时C的球心与P的圆心的连线与水平方向之间的夹角减小，
4、由可知FA增大，P若要平衡，则受到向右的摩擦力必定增大；二是若D受到扰动，可能随C一起向右滑下，则对C产生向下的压力，则挡板AB对C的弹力更大，所以地面对P的摩擦力将不断增大，故C正确；D使挡板绕B点顺时针缓慢转动，P始终保持静止，则D可能仍然位于P的正上方，保持不动，故D错误。故选C。3. 2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片在全球六地的视界面望远镜发布会上同步发布。该黑洞半径为R，质量M和半径R的关系满足：（其中c为光速，G为引力常量）。若天文学家观测到距黑洞中心距离为r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆周运动，则（ ）A. 该黑洞的质量为B. 该黑洞的质量为C. 该黑洞的半径为D.
5、该黑洞的半径为【答案】C【解析】【分析】考查万有引力与航天。【详解】AB黑洞对天体的万有引力提供天体做圆周运动所需向心力，则：得，AB错误；CD该黑洞的半径为R，质量M和半径R的关系满足：得，C正确，D错误。故选C。4. 某人用绳子通过定滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，人以速度v0匀速向下拉绳，当物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为，则物体A实际运动的速度是()A. B. C. v0cos D. v0sin 【答案】A【解析】【详解】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如图所示，拉绳子速度等于A沿绳子方向的分速度，根据平行四边形定则得，实际速度故A正确，BCD错误5. 如图
6、所示，窗子上、下沿间的高度H=1.6m，墙的厚度d=0.4m，某人在离墙壁距离L=1.4m、距窗子上沿h=0.2m处的P点，将可视为质点的小物件以v的速度水平抛出，小物件直接穿过窗口并落在水平地面上，取g=10m/s2。则v的取值范围是（）A. v7m/sB. v2.3m/sC. 3m/sv7m/sD. 2.3m/sv3m/s【答案】C【解析】【详解】小物体做平抛运动，恰好擦着窗子上沿右侧穿过时v最大此时有，代入数据解得vmax=7m/s恰好擦着窗口下沿左侧时速度v最小，则有，代入数据解得vmin=3m/s故v的取值范围是3m/sv7m/s故C正确ABD错误。故选C。6. 如图所示皮带传动装置
7、，主动轴O1上有两个半径分别为R和r的轮，O2上的轮半径为r，已知R2r，Rr，设皮带不打滑，则（）A. A：B1:2B. B：C3:2C. vA：vB1:2D. vB：vC1:1【答案】CD【解析】【详解】AC由于A和B两点是共轴转动，故两点角速度相等，故有又由于角速度和线速度的关系式可得故A错误，C正确；BD由于B点和D点所在的轴是由皮带轮传动，皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相等，故有所以B错误，D正确。故选CD。7. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动；b是近地轨道地球卫星；c是地球的同步卫星；d是高空探测卫星。它们均做
8、匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（）A. a的向心加速度等于重力加速度gB. b在相同时间内转过的弧长最长C. c在4h内转过的圆心角是D. d的运动周期可能是20h【答案】BC【解析】【详解】A地球赤道上静止的物体随地球自转受到的向心力由万有引力和地面支持力提供，故a的向心加速度小于重力加速度。故A错误；B根据公式可知，c的线速度大于a的线速度。根据公式易知在b、c、d中b的线速度最大，则b在相同时间内转过的弧长最长。故B正确；Cc是同步卫星，转动的周期为24h，则在4h内转过的圆心角为故C正确；Dd是高空探测卫星，则其周期要大于同步卫星c的周期，故D错误。故选BC。8. 如图所示，
9、一位同学玩飞镖游戏，圆盘最上端圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则（）A. 飞镖击中P点所需的时间为B. 圆盘的半径可能为C. 圆盘转动角速度的最小值为D. P点随圆盘转动的线速度可能为【答案】AD【解析】【详解】A飞镖水平抛出做平抛运动，在水平方向做匀速直线运动，则有故A正确；B飞镖击中P点时，P恰好在最下方有解得圆盘的半径故B错误；C飞镖击中P点，则P点转过的角度满足=t=+2k（k=0，1，2）可得则圆盘转动角速度的最小值为
10、，故C错误；DP点随圆盘转动的线速度为当k=2时，故D正确。故选AD正确。三、非选择题9. （1）用螺旋测微器测量一个“圆柱形”导体的直径R，如图所示，则R=_mm（2）用游标卡尺测量一个“圆柱形”导体的长度L，如图所示，则：L=_mm【答案】 (1). 2.150mm (2). 104.00mm【解析】【详解】(1) 用螺旋测微器测量一个“圆柱形”导体的直径R，由图可知固定尺刻度为2mm，螺旋尺刻度为15.00.01mm=0.150mm，所以R=2mm+0.150mm=2.150mm(2) 用游标卡尺测量一个“圆柱形”导体的长度L，由图可知游标尺刻度为104mm，游标尺刻度为00.05mm=
11、0.00mm，所以R=104mm+0.00mm=104.00mm故答案为(1) 2.150；(2) 104.0010. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置，其中M为带小滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为小滑轮的质量。力传感器可测出轻绳中的拉力大小。（1）实验时，不需要进行的操作是_。A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M（2）甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器
12、采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_m/s2（结果保留三位有效数字）。（3）甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图象是一条直线，求得图线的斜率为k，同时用量角器测得图线与横坐标的夹角为，则小车的质量为_。ABCD【答案】 (1). AD (2). 2.00 (3). C【解析】【详解】(1)1AD拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD错误，符合题意；B实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确，不符合题意；C实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记
13、录传感器的示数，故C正确，不符合题意。故选AD。(2)2相邻计数点间的时间间隔为T=50.02s=0.1s，根据运用逐差法得，则有求得(3)3由牛顿第二定律得则有因此a-F图象的斜率小车质量为故C正确，ABD错误。故选C。11. 小船在200m宽的河中横渡，水流速度为2m/s，船在静水中的速度为4m/s。(1)若小船的船头始终正对对岸，它将在何时、何处到达对岸？(2)要使小船到达正对岸，应如何航行？历时多长？(3)若水流速度是5m/s，船在静水中的速度是3m/s，则怎样渡河才能使船漂向下游的距离最短？最短距离是多少？【答案】(1)50s；船将在正对岸下游100m处靠岸；(2)船头的指向与上游河
14、岸成角，；(3)船头与上游河岸的夹角=；267m【解析】【详解】(1)小船参与了两个分运动，即船随水漂流的运动和船在静水中的运动。因为分运动之间具有独立性和等时性，故小船渡河的时间等于垂直于河岸方向的分运动的时间，即t=50s小船沿水流方向的位移s水=v水t=250m=100m即船将在正对岸下游100m处靠岸(2)要使小船到达正对岸，合速度v应垂直于河岸，则cos=故=即船头的指向与上游河岸成角，渡河时间t=(3)因为v船=3m/sv水=5m/s，所以船不可能垂直河岸横渡，不论航向如何，总被水流冲向下游。要使渡河距离最小，需要使船在静水中的速度方向垂直于合速度的方向，此时合速度与河岸方向之间的
15、夹角为，有得此情况下渡河，船漂向下游的距离为12. 如图所示，餐桌中心是一个半径为r=1.5m的圆盘，圆盘可绕中心轴转动，近似认为圆盘与餐桌在同一水平面内且两者之间的间隙可忽略不计已知放置在圆盘边缘的小物体与圆盘的动摩擦因数为，与餐桌的动摩擦因数为，餐桌离地高度为设小物体与圆盘以及餐桌之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为(1)为使物体不滑到餐桌上，圆盘的角速度的最大值为多少？(2)缓慢增大圆盘的角速度，物体从圆盘上甩出，为使物体不滑落到地面，餐桌半径R的最小值为多大？(3)若餐桌半径，则在圆盘角速度缓慢增大时，物体从圆盘上被甩出后滑落到地面上的位置到从圆盘甩出点的水平距离L为多少？【
16、答案】(1) (2) (3)【解析】(1)由题意可得，当小物体在圆盘上随圆盘一起转动时，圆盘对小物体的静摩擦力提供向心力，所以随着圆盘转速的增大，小物体受到的静摩擦力增大当静摩擦力最大时，小物体即将滑落，此时圆盘的角速度达到最大：两式联立可得：(2)由题意可得，当物体滑到餐桌边缘时速度恰好减为零，对应的餐桌半径取最小值设物体在餐桌上滑动的位移为s，物块在餐桌上做匀减速运动的加速度大小为a，则：所以：物体在餐桌上滑动的初速度为：由运动学公式可得：由图形可得餐桌半径的最小值为：(3)当物体滑离餐桌时，开始做平抛运动，平抛的初速度为物体在餐桌上滑动的末速度，由题意可得：由于餐桌半径为，所以 所以可得
17、： 物体做平抛运动的时间为t，则：解得：所以物体做平抛运动水平位移为所以由题意可得：【点睛】本题主要考查了圆周运动，明确最大静摩擦力提供向心力，然后物体在餐桌上做匀减速运动，利用好几何关系即可判断.13. 宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不会因为万有引力的作用而吸引到一起如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA：rB1：2，则两颗天体的（）A. 质量之比mA：mB2：1B. 角速度之比A：B1：2C. 线速度大小之比vA：vB1：2D. 向心力大小之比FA：FB2：1E. 向心力加速度比aA：aB1：
18、2【答案】ACE【解析】【详解】双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为。根据牛顿第二定律，对A星有对B星有联立解得根据双星的条件得角速度之比由得线速度大小之比向心力都由两天体的引力提供，故大小之比由向心加速度得向心加速度之比故选ACE。14. 如图所示，探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，在该轨道的P处通过变速再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”绕月飞行（视为圆周运动），对月球进行探测“工作轨道”周期为T、距月球表面的高度为h，月球半径为R，引力常量为G，忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度？（2）求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；（3）求月球的质量；（4）求月球的第一宇宙速度。【答案】(1)减小速度；(2)；(3)；(4)【解析】【详解】(1)使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应使卫星在Q点减小速度做近心运动。(2)探月卫星在“工作轨道”上做匀速圆周运动，有(3)探月卫星在“工作轨道”上做匀速圆周运，万有引力提供向心力，有可得(4)月球的第一宇宙速度等于“近地卫星”的环绕速度，设其质量为m，则有联立，可得
