1、班 级 姓 名 考号 定远育才学校2020-2021学年度第一学期第三次月考高二物理试题总分：100分 时间：90分钟 一、选择题（本大题共12小题，每小题4分，共48分。1-7小题单选题，8-12小题多选题。）1 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是()A. 如图甲，汽车通过凹形桥的最低点处于失重状态B. 如图乙，小球固定在杆的一端，在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，小球的过最高点的速度至少等于gRC. 如图丙，用相同材料做成的A、B两个物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做匀速圆周运动，mB=2mA，rA=2rB，转台转速缓慢加快时，物体A最先开始滑动D. 如图丁，火车转弯超过规定速
2、度行驶时，内轨对外轮缘会有挤压作用2 如图所示，在天花板上的O点系一根细绳，细绳的下端系一小球.将小球拉至细绳处于水平的位置，由静止释放小球，小球从位置A开始沿圆弧下落到悬点的正下方的B点的运动过程中，下面说法正确的是() A. 小球受到的向心力大小不变 B. 细绳对小球的拉力对小球做正功C. 细绳的拉力对小球做功的功率为零 D. 重力对小球做功的功率先减小后增大3 内表面为半球型且光滑的碗固定在水平桌面上，球半径为R，球心为O，现让可视为质点的小球在碗内的某一水平面上做匀速圆周运动，小球与球心O的连线与竖直线的夹角为，重力加速度为g，则()A. 小球的加速度为a=gsin B. 碗内壁对小球
3、的支持力为N=mgsinC. 小球运动的速度为v=gRtan D. 小球的运动周期为T=2Rcosg4 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有A. b在相同时间内转过的弧长最长B. a的向心加速度等于重力加速度gC. c在4h内转过的圆心角是6D. d的运动周期有可能是20h5 如图所示，两个完全相同的小球A，B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，则()A. 两小球落地时速度相同B. 两小球落地时重力的功率相等C. 从开始运
4、动至落地，重力对两小球做功相同D. 从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相等6 如图所示，物体A的质量为m，A的上端连接一个轻弹簧，弹簧原长为L0，劲度系数为k，整个系统置于水平地面上，现将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，B点上移距离为L，此时物体A也已经离开地面，则下列说法中正确的是()A. 提弹簧的力对系统做功为mgL B. 物体A的重力势能增加mgLC. 物体A的重力势能增加mg(L-L0) D. 物体A的重力势能增加mgL-mgk7 如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上.若以海平面为零势能面，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法中
5、正确的是() A. 物体到达海平面时的重力势能为mgh B. 重力对物体做的功为-mghC. 物体在海平面上的动能为12mv02+mgh D. 物体在海平面上的机械能为12mv028 10月16日，美国宣布首次发现了双中子星合并产生引力波的事件，引力波开启宇宙研究新时代。如图甲所示是一对相互环绕旋转的质量不等的双黑洞系统，其示意图如图乙所示，双黑洞A、B在相互之间的万有引力的作用下，绕其连线上的O点做匀速圆周运动，若双黑洞的质量之比mA:mB=n:1，则 ( )A. 黑洞A、B做圆周运动的角速度之比为1:1B. 黑洞A、B做圆周运动的向心力大小之比为n2:1C. 黑洞A、B做圆周运动的半径之比
6、为1:nD. 黑洞A、B做圆周运动的线速度之比为1:n29 质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度大小为34g，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体()A. 重力势能增加了mghB. 克服摩擦力做功14mghC. 动能损失了mghD. 机械能损失了12mgh10 如图所示，一同学练习仰卧起坐，练习时身体仰卧于地垫上，膝部弯曲成90度左右，脚部平放在地上，双手交叉放于胸前，交替坐起、躺下，完成动作。下列说法正确的是( )A. 该同学坐起的过程中，地垫对他做正功B. 该同学坐起的过程中，他对自己做正功C. 该同学坐起的过程，合力做正功D
7、. 该同学在坐起、躺下完成一个完整动作的过程中，重力对他做功的平均功率为011 一科研团队在某次空气动力学实验中，通过传感器得到研究对象做匀变速曲线运动的轨迹如图所示，且质点运动到最低点D时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是( )A. 质点的速率先增大后减小B. 质点的速率先减小后增大C. 在任意1s内，质点速度改变的大小相同、方向竖直向上D. 在任意1s内，质点速度改变的大小相同、方向水平向右12 如图所示，质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度是g/2，下落H到B点后与一轻弹簧接触，又下落h后到达最低点C，在由A运动到C的过程中，空气阻
8、力恒定，则() A. 物块受到的空气阻力为12mg B. 物块和弹簧组成的系统机械能守恒C. 物块机械能减少12mgH+h D. 物块和弹簧组成的系统机械能减少12mgH+h 二、实验题（本大题共2小题，共14分）13 图中甲、乙两图都是用来“验证机械能守恒定律”的装置示意图。 (1)比较甲、乙两图，某同学认为乙图装置较好，其理由如下列所述，其中正确的是_(填字母代号)。 A.电火花计时器打点更准确 B.减小了空气阻力对实验的影响 C.可以节省纸带，让点迹更为密集 D.保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而增大摩擦 (2)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是_(填字母代号)
9、。 A.重物的质量过大 B.重物的体积过小 C.电源的电压偏低 D.重物及纸带在下落时受到阻力 (3)从纸带上选取多个点，测量从第一点到其余各点的下落高度h，并计算各点速度的平方v2，以v22为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出v22-h图线，则在误差允许的范围内该图线是_，图线的斜率是_。14 如图所示的装置，可用于探究恒力做功与动能变化的关系。水平轨道上安装两个光电门，光电门1和光电门2的中心距离为s，挡光片的宽度为d。滑块(含力传感器和挡光片)质量为M。细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘。实验步骤如下：(1)先保持轨道水平，通过调整砝码盘里砝码的质量来平衡摩擦力，当滑块做
10、匀速运动时传感器示数为F0。(2)增加砝码质量，使滑块加速运动，记录传感器示数。请回答：该实验_(填“需要”或“不需要”)满足砝码和砝码盘的总质量m远小于M；滑块与水平桌面的动摩擦因数=_(用F0、M、重力加速度g来表示)；某次实验过程力传感器的读数为F，滑块通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2；滑块通过光电门2后砝码盘才落地。该实验需验证滑块的动能改变与恒力做功的关系的表达式是_(用题中物理量字母表示)。三、计算题（本大题共3小题，共38分）15 （12分）如图所示，所有轨道均光滑，轨道AB与水平面的夹角为=370，A点距水平轨道的高度为H=1.8m。一无动力小滑车质量为m=1.
11、0kg，从A点沿轨道由静止滑下，经过水平轨道BC再滑入圆形轨道内侧，圆形轨道半径R=0.5m，通过圆形轨道最高点D，不计小滑车通过B点时的能量损失，小滑车在运动全过程中可视为质点，g=10m/s2，sin370=0.6，cos370=0.8。求： (1)若地面为零势能面，小滑车在A的机械能？ (2)小滑车从A滑到B时的速度大小？ (3)在圆形轨道最高点D处小滑车对轨道的压力大小？16 （14分）如图所示，两端分别系着小球a和b的轻绳跨过轻定滑轮，小球a的质量ma=4kg，用手托住，距离地面的高度h=1.5m。小球的质量mb=1kg，静置于水平地面上，此时对地面的压力恰好为零。现从静止开始释放小
12、球a，取g=10m/s2，求：(1)小球a落地时的速率；(2)小球b距离地面的最大高度H；(3)小球a下落h过程中，轻绳对a做的功。17 （12分）如图所示，一个质量为m=2kg的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数=0.5，现对物体施加一个大小F=10N、与水平方向成=37斜向上的拉力，物体向前运动了距离s=2m后，再将拉力撤去。(sin37=0.6,cos37=0.8)求：(1)撤去外力的瞬间，物体速度的大小v；(2)物体在运动的整个过程中，拉力F对物体做的功WF和阻力Ff对物体做的功Wf。答案和解析1.【答案】C【解答】A.汽车过凹桥最低点时，加速度的方向向上，处于超重状态，故
13、A错误；B.小球在竖直面内绕杆的另一端做圆周运动，杆不仅提供拉力也可以提供支持力，所以小球的过最高点的速度只要大于零即可，故B错误；C.物体放在匀速转动的水平转台上随转台一起做圆周运动，摩擦力充当向心力，最大角速度对应最大静摩擦力：，即：，所以A最先开始滑动，故C正确；D.火车转弯超过规定速度行驶时，重力和支持力的合力不够提供向心力，外轨对外轮缘会有向内侧的挤压作用，故D错误。故选C。2.【答案】C【解答】A.小球从A点运动到B点过程中，速度逐渐增大，由向心力可知，向心力增大，故A错误；由于小球释放后绕O点做圆周运动，绳的拉力始终与速度垂直，因此拉力不做功，且绳拉力做功的功率为零，故B错误，C
14、正确；D.该过程中重力的瞬时功率从0变化到0，应是先增大后减小，故D错误。故选C。3.【答案】D【解答】A、小球受到重力和球面的支持力，所受的合力为：，小球做圆周运动的轨道半径为：，根据得，故A错误。B、根据平行四边形定则知，支持力，故B错误。C、根据得，故C错误。D、根据，得，故D正确。故选：D。4.【答案】A【解答】A.由，得，卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故A正确；B.同步卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据知，c的向心加速度大于a的向心加速度，由，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则c的向心加速度小于
15、b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，所以知a的向心加速度小于重力加速度g，故B错误；C.c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故C错误；D.由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。故选A。5.【答案】C【解答】A.两小球落地时B的速度为竖直向下，A的速度为斜向下，两者方向不同，故A项错误；B.由于运动过程中只有重力做功，机械能守恒故两小球落地时速度的大小是相同的，由于两者方向不同，A的速度为斜向下其在竖直方向的分量将小于B的速度，由可知两小球落地时，重力的瞬时功率不相同，故B项错误；C.从开始运动至落地，重力对两小球
16、做功均为设m为两小球的质量、h为下落的高度，故C项正确；D.由于重力对两小球做功均为mgh，但是两小球从开始至落地的时间不同，故平均功率不会相同，故D错误。故选C。6.【答案】D【解答】A.将弹簧上端B缓慢地竖直向上提起，由于开始时有支持力，故拉力先小于mg，物体离地后等于mg，拉力的位移为L，故提弹簧的力对系统做功小于mgL，故A错误；点上移距离为L，弹簧伸长量为，故A上升的高度为，所以物体A的重力势能增加，故BC错误，D正确。故选D。7.【答案】C【解答】物体到达海平面时位于零势能面上，重力势能为零，A错误；B.物体运动过程下落了h高度，重力做功为mgh，B错误；根据机械能守恒定律得，即物
17、体在海平面上的机械能，C正确，D错误8.【答案】AC【解答】由于二者绕连线上同一点做匀速圆周运动，二者角速度相等，又由彼此间的万有引力提供向心力，故有：，解得二者半径与质量成反比，故有：，故AC正确；B.由于二者由万有引力提供向心力，故二者圆周运动的向心力之比为：1：1，故B错误；D.由线速度与角速度的关系可知，当角速度相同时，二者做圆周运动的线速度与半径成正比，故二者线速度之比为1：n，故D错误。故选AC。9.【答案】AD【解答】A. 物体在斜面上能够上升的最大高度为h，所以重力势能增加了mgh，故A正确；B.加速度，故摩擦力，物体在斜面上能够上升的最大高度为h，发生的位移为2h，则克服摩擦
18、力做功：，故B错误；C.由动能定理可知，动能损失量为合外力做的功的大小：，故C错误；D.机械能的损失量为：，故D正确。故选AD。10.【答案】BD【解答】该同学坐起的过程中，地垫对他不做功，他对自己做正功，故A错误，B正确；C.该同学坐起的过程中初末动能均为0，根据动能定理可知，合力做功为0，故C错误；D.该同学完成一个完整动作的过程中，重力对他做功为0，重力做功的平均功率为0，故D正确。故选BD。11.【答案】BC【解答】最低点D时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿D点轨迹的切线方向，则知加速度竖直向上，合外力也竖直向上，质点做匀变速曲线运动，则有加速度不变，从A点运动到E点的过程中加
19、速度方向与速度方向先成钝角后成锐角，夹角一直减小，故质点的速率先减小后增大，故B正确；由于加速度不变，在任意1s内，质点速度改变的大小相同、方向竖直向上，故C正确。故选BC。12.【答案】AD【解答】A.质量为m的物块从A点由静止开始下落，加速度为，根据牛顿第二定律可知，故A正确；B.对系统而言，克服空气阻力做功，系统机械能不守恒，故B错误；物块从A点由静止开始下落，加速度是，根据牛顿第二定律得：，所以空气阻力所做的功；对于物体来说，从A到C要克服空气阻力做功，从B到C又将一部分机械能转化为弹簧的弹力势能，因此物块机械能的减小肯定大于，对于物块和弹簧组成的系统来说，物体减少的机械能为克服空气阻
20、力所做的功弹簧弹性势能，而弹簧则增加了弹性势能，因此整个系统机械能减少量即为克服空气阻力所做的功，即，故C错误，D正确。故选AD。13.【答案】过原点的倾斜直线或正比例函数图象等，g【解答】因为用夹子固定纸带，可以避免用手握住纸带的弊端，一方面，由于手的抖动会造成纸带上的第一个点迹被拖长或位置不能确定；另一方面，用夹子固定纸带，便于将纸带调整为竖直方向，以避免纸带与打点计时器限位孔之间产生过大的摩擦，故D正确，ABC错误；故选D。实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能，其主要原因是重物及纸带在下落时受到阻力，故D正确，ABC错误；故选D。重物由静止开始下落距离h获得速度v，根据动能定理得
21、即所以图线是过原点的倾斜直线或正比例函数图象等，该线的斜率是g故填：过原点的倾斜直线或正比例函数图象等，g14.【答案】不需要；【解答】该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量；滑块做匀速运动时：，则；由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度；滑块通过光电门1速度为：；滑块通过光电门2速度为：；根据功能关系需要验证的关系式为：。故填：不需要；。15.解析：滑块在斜面的加速度由牛顿第二定律可得：，AB之间的距离为：根据，得，。小滑车由A到D过程由动能定理得：在D点由牛顿第二定律有：代入数据得由牛顿第三定律知小滑车对轨道的压力为22N。16.解：在a下落到地面上时，以ab为整体由动能定理可得：解得：小球a落地瞬间，两小球的速率相等，小球a落地后，小球b做竖直上抛运动，设小球b竖直向上运动的位移为，对b球根据动能定理可得：小球b上升到最高点时，距离地面的高度为解得小球a下落过程中，对a球，根据动能定理可得：解得17.解：在拉力F作用下，根据动能定理可得：解得：拉力做功为：在整个运动过程中，根据动能定理可得：解得：答：撤去外力的瞬间，物体速度的大小v为；物体在运动的整个过程中，拉力F对物体做的功和阻力对物体做的功分别为16J和。
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