物理卷·2018届陕西省黄陵中学高新部高三上学期第三学月月考试题（解析版） 14页

高新部高三第三学月考试物理试题 一、单项选择 ‎1. 如图所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同．若在某时刻恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，下列关于三个卫星的位置说法中正确的是(　　)‎ A. 三个卫星的位置仍在一条直线上 B. 卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于B C. 卫星A位置滞后于B，卫星C位置超前于B D. 由于缺少条件，无法比较它们的位置 ‎【答案】B ‎【解析】设地球质量为M，卫星质量为m，根据万有引力和牛顿运动定律，有：， ，由于．所以，当卫星B经过一个周期时，卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于B，故选项B正确。‎ 点睛：本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力，向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用。‎ ‎2. 小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为a，则（）‎ A. 小球的角速度为 B. 小球的运动周期 C. 小球的时间t内通过的路程 D. 小球在时间t内通过的路程 ‎【答案】D ‎【解析】A：小球的角速度与向心加速度的关系为，解得：。故A项错误。‎ B：小球的运动周期与角速度的关系为，故B项错误。‎ CD：小球的线速度大小，小球的时间t内通过的路程。故C项错误，D项正确。‎ ‎3. 如图所示，一个匀速转动的圆盘上有a、b、c三点，已知，则下面说法中错误的是(　　 ) ‎ A. a，b两点线速度相同 B. a、b、c三点的角速度相同 C. c点的线速度大小是a点线速度大小的一半 D. a、b、c三点的运动周期相同 ‎【答案】A ‎【解析】A：a，b两点线速度方向不同，故A项错误。‎ B：a、b、c三点在同一个匀速转动的圆盘上，a、b、c三点的角速度相同。故B项正确。‎ C：a、c的角速度相同，且，c点的线速度大小是a点线速度大小的一半。故C项正确。‎ D：a、b、c三点在同一个匀速转动的圆盘上，a、b、c三点的运动周期相同。故D项正确。‎ 选错误的，本题答案为A。‎ 点睛：同轴传动：被动轮和主动轮的中心在同一根转轴上，主动轮转动使轴转动进而带动从动轮转动，两轮等转速及角速度。皮带传动：两轮在同一平面上，皮带绷紧与两轮相切，主动轮转动使皮带动进而使从动轮转动，两轮边缘线速度相等。‎ ‎4. 从“嫦娥奔月”到“万户飞天”，从“东方红”乐曲响彻寰宇到航天员杨利伟遨游太空，中华民族载人航天的梦想已变成现实．如图所示，“神舟”五号飞船升空后，先运行在近地点高度200千米、远地点高度350千米的椭圆轨道上，实施变轨后，进入343千米的圆轨道．假设“神舟”五号实施变轨后做匀速圆周运动，共运行了n周，起始时刻为t1，结束时刻为t2，运行速度为v，半径为r.则计算其运行周期可用（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】AB、根据题意可知，“神舟五号”做匀速圆周运动运行n圈的时间为，根据周期的定义得：，故A正确，B错误；‎ CD、根据周期与线速度的关系可得：，故C正确，D错误；‎ 故选AC。‎ ‎5. 图示是磁带录音机的磁带盒示意图，A、B为缠绕磁带的两个轮子，半径均为r.在放音结束时，磁带全部绕到了B轮上，磁带的外缘半径为R，且R＝3r. ‎ 现在进行倒带，使磁带绕到A轮上；倒带时A轮是主动轮，其角速度是恒定的，B轮是从动轮，经测定磁带全部绕到A轮上需要的时间为t，则从开始倒带到A、B两轮的角速度相等所需要的时间应是(　　) ‎ A. 等于 B. 大于 C. 小于 D. 无法确定 ‎【答案】B ‎6. 某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动，某次测量卫星的轨道半径r1，后来变为r2 ，r2 < r1 以Ek1、 Ek2表示卫星在这两个轨道上的动能， T1 、 T2表示卫星在这两个轨道上的周期，则（　　）‎ A. Ek2 < Ek1 、T2 < T1 B. Ek2 < Ek1 、T2 > T1‎ C. Ek2 > Ek1 、T2 < T1 D. Ek2 > Ek1 、T2 > T1‎ ‎【答案】C ‎【解析】试题分析：由万有引力提供向心力，得：得：‎ v=，T=2π，‎ 卫星的动能为：Ek=m 据题分析可知：r2＜r1，‎ 则由上式得：Ek2＞Ek1、T2＜T1．‎ 故选：D．‎ ‎7. 心电图是现代医疗诊断的重要手段，医生从心电图上测量出相邻两波峰的时间间隔，即为心动周期，由此可计算1min内心脏跳动的次数（即心率）．甲、乙两人在同一台心电图仪上做出的心电图分别如图甲、乙所示，医生通过测量后记下甲的心率是60次/min，则心电图仪图纸移动的速度v以及乙的心率为（　　）‎ A. 25mm/s，48次/min B. 25mm/min，75次/min C. 25mm/s，75次/min D. 25mm/min，48次/min ‎【答案】C ‎【解析】甲图，波长，心率是，图纸移动的速率。‎ 由于两张图图纸移动的速率v相同，则有：又由图得：解得：。‎ 故C项正确。‎ ‎8. 如图所示为某型号的自行车传动装置示意图,其链轮(俗称牙盘,与脚蹬相连)的齿数为44齿,飞轮(与后轮相连)的齿数为20齿.当链轮转动一周时,飞轮带动后轮转动n周;车轮的直径为26英寸(相当于车轮的周长为2.07 m),若骑车人以每分钟60周的转速蹬链轮,自行车行驶的速度为v.则( )‎ A. n=2.2, v=4.55 m/s B. n=8.8, v=2.07 m/s C. n=8.8, v=18.12 m/s D. n=0.45, v=0.94 m/s ‎【答案】A ‎【解析】链轮(俗称牙盘,与脚蹬相连)的齿数为44齿,飞轮(与后轮相连)的齿数为20齿，两者线速度大小相等，，解得 若骑车人以每分钟60周的转速蹬链轮, 链轮每秒转一圈，后轮每秒转2.2转，自行车行驶的速度 故A项正确。‎ 点睛：同轴传动：被动轮和主动轮的中心在同一根转轴上，主动轮转动使轴转动进而带动从动轮转动，两轮等转速及角速度。皮带传动：两轮在同一平面上，皮带绷紧与两轮相切，主动轮转动使皮带动进而使从动轮转动，两轮边缘线速度相等。‎ 二、多项选择 ‎9. 质点做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（　　）‎ A. 线速度越大，周期一定越小 B. 角速度越大，周期一定越小 C. 转速(每秒内的转数)越小，周期一定越小 D. 向心加速度越大，速度变化就越快 ‎【答案】BD ‎【解析】A：由可知，线速度越大，周期不一定越小。故A项错误。‎ B：由可知，角速度越大，周期一定越小。故B项正确。‎ C：由可知，转速(每秒内的转数)越小，周期一定越大。故C项错误。‎ ‎ ‎ ‎10. 水平方向振动的弹簧振子做简谐运动的周期为T，振幅为A，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 若在时间△t=t2-t1内，弹簧的弹力对振子做的功为0，则△t一定是T/2的整数倍 B. 若在时间△t=t2-t1内，振子运动的位移为0，则△t可能小于T/2‎ C. 若在时间△t=t2-t1内，要使振子在t2时刻速度等于其在t1时刻速度，则△t一定是T的整数倍 D. 若在时间△t=t2-t1内，振子运动的路程为A，则△t可能小于T/4‎ ‎【答案】BD ‎【解析】A、若在时间△t=t2-t1内，弹簧的弹力对振子做的功为0，两个时刻振子可能经过同一位置，也可能经过关于平衡位置对称的位置，所以△t不一定是T/2的整数倍．故A项错误．‎ B、若在时间△t=t2-t1内，振子运动的位移为0，两个时刻振子经过同一位置，所以△t可能小于T/2．故B项正确．‎ C、若在时间△t=t2-t1内，要使振子在t2时刻速度等于其在t1时刻速度，△t可能是T的整数倍；也可能振子经过关于平衡位置对称的位置，则△t不是T的整数倍．故C项错误．‎ D、若在时间△t=t2-t1内，振子运动的路程为A，如振子经过平衡位置时，△t可能小于T/4．故D项正确．‎ 点睛：借助的简谐运动位移时间图象判断经多长时间物体经过同一位置，经多长时间过关于平衡位置对称的位置。‎ ‎11. 如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的(　　)‎ A. 运动周期相同 B. 运动线速度一样 C. 运动角速度相同 D. 向心加速度相同 ‎【答案】AC ‎【解析】设细线与竖直方向的夹角为θ，水平面距悬点的高度为h，细线的拉力与重力的合力提供向心力，则，解得，由此可知T与细线长度无关，故AC正确，BD错误．故选AC.‎ ‎12. 如图所示,一个弹簧振子在A、B两点之间作简谐运动,某时刻物体正经过C点向上运动,速度大小为vC已知OC=a,物体的质量为M振动周期为T,则从此时刻开始的半个周期内（　　）‎ A. 重力做功2mga B. 重力冲量为 C. 回复力做功为零 D. 回复力的冲量为2mvC ‎【答案】ABCD ‎【解析】A：经过半个周期后，到达平衡位置下方a处，物体的位移向下为2a，重力做功为2mga，故A项正确。‎ B：时间为，重力的冲量是。故B项正确。‎ C：经过半个周期后，物体到达平衡位置的对称位置，速度大小相等。合力充当回复力，根据动能定理合力做功等于动能的增加量。则回复力做功为零，故C项正确。‎ D：经过半个周期后，物体到达平衡位置的对称位置，速度大小相等、方向相反。根据动量定理，合力冲量等于动量的变化，由于动量的变化为2mvc，故合力的冲量为2mvc，合力充当回复力，故D项正确。‎ 点睛：确定简谐运动物体经过半个周期后的位置可借助简谐运动物体的位移时间图象。‎ 三、填空题 ‎13. 周期和转速：①周期是物体沿圆周运动____________的时间(T)‎ ‎②转速是物体单位时间转过的_____________ (n)，也叫频率(f)。‎ ‎【答案】 (1). 一周 (2). 圈数 ‎【解析】周期(T)是物体沿圆周运动一周的时间。‎ 转速是物体单位时间转过的圈数(n)，也叫频率(f)。‎ ‎14. 半径为10 cm的转轮，每秒转5圈，则该转轮的周期T为___________，在转轮的边沿某点A的角速度为___________，线速度为___________.‎ ‎【答案】 (1). 0.2 s (2). 10π rad/s (3). 3.14 m/s ‎【解析】转轮的周期 转轮的边沿某点A的角速度 转轮的边沿某点A的线速度 ‎ 四、计算题 ‎15. 如图所示，一张CD光盘音轨区域的内半径为R1＝2.2 cm，外半径为R2＝5.6 cm，径向音轨密度为N＝650条/mm，在CD唱机内，光盘每转一圈，激光头沿径向向外移动一条音轨，已知每条音轨宽度均匀，激光束相对于光盘以恒定的线速度v＝1.3 m/s运动．将一张光盘全部播放一遍所用时间是多少？‎ ‎【答案】4164 s ‎【解析】光盘转一圈径向过一条音轨，在半径r1处转一圈所用时间为： ‎ 同理在半径r2，r3…rn处转一圈所用时间分别为： ‎ ‎ ‎ ‎…‎ ‎ ‎ 显然时间t1，t2，t3…tn为一等差数列．根据等差数列求和公式，取 、项数 将一张光盘全部放一遍所用时间为解得： ‎ ‎16.‎ ‎ 地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆，天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半径长轴约等于地球轨道半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现，哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒行星运动第三定律(即，其中T为行星绕太阳公转的周期，r为轨道的半长轴)估算。它下次飞近地球是哪一年？‎ ‎【答案】2062年 ‎【解析】将地球的公转轨道近似成圆形轨道，其周期为T1，半径为r1；哈雷彗星的周期为T2，轨道半长轴为r2，则根据开普勒第三定律有：‎ 因为r2=18r1,地球公转周期为1年，所以可知哈雷彗星的周期为=76.4年。‎ 下次飞近地球是 ‎ ‎17. 在科技探究活动中，一组同学利用一水平放置的绕竖直固定轴转动的透明圆盘来测量一不透明矩形窄条的宽度．将此矩形窄条沿圆盘半径方向固定在圆盘上，将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束．在圆盘转动过程中，当窄条经过激光器与传感器之间时，传感器接收不到激光，将发出一个由电流强度反映的信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线．图（a）为该装置示意图，图（b）为调定圆盘转速，使激光器与传感器沿半径方向匀速移动4cm时所接收的两个对应连续电信号随时间变化的图线，横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的电流强度信号，图中△t1=1.0×10-3s，△t2=0.8×10-3s．‎ ‎（1）求图（b）中0.2s时圆盘转动的角速度；‎ ‎（2）求激光器和传感器沿半径移动速度大小和方向；‎ ‎（3）求窄条的宽度（取两位有效数字）．‎ ‎【答案】（1）图（b）中0.2s时圆盘转动的角速度为7.85rad/s；‎ ‎（2）激光器和传感器沿半径由中心向边缘移动的速度大小为5cm/s；‎ ‎（3）窄条的宽度约为1.3mm．‎ ‎【解析】（1）由图象读得，转盘的转动周期T=0.8s 圆盘转动的角速度 ‎ ‎（2）激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动（理由为：由于电脉冲信号宽度在逐渐变窄，表明光不能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动）．‎ 激光器与传感器沿半径方向匀速移动4cm，故速度大小为 ‎ ‎（3）设狭条宽度为d，探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为r1，第i个脉冲的宽度为△ti，激光器和探测器沿半径的运动速度为v，则 ‎ 故变形得： ‎ ‎18. 弹簧振子以O点为平衡位置，在B、C两点间做简谐运动，在t＝0时刻，振子从O、B间的P点以速度v向B点运动；在t＝0.2 s时，振子速度第一次变为－v；在t＝0.5 s时，振子速度第二次变为－v.‎ ‎(1)求弹簧振子振动周期T.‎ ‎(2)若B、C之间的距离为25 cm，求振子在4.0 s内通过的路程．‎ ‎(3)若B、C之间的距离为25 cm.从平衡位置计时，写出弹簧振子位移表达式，并画出弹簧振子的振动图象．‎ ‎【答案】(1)1.0 s　(2)200 cm (3) ‎ ‎【解析】(1)由对称性可得：s="1s"‎ ‎(2)若B.C之间距离为25cm，‎ 则振幅cm振子4.00s内通过的路程s=4×4×12.5cm="200cm"‎ ‎(3)根据,cm,rad/s.‎ 得cm 振动图象如图所示