2021学年高三上学期月考物理试题（湖南省衡阳市第一中学） 11页

‎2021学年高三上学期月考物理试题（湖南省衡阳市第一中学）‎ 物理试题 一、选择题(本大题共12小题，1-8题中每个小题只有一个正确答案，每小题3分; 9-12题在每小题给出的四个选项中，每个小题有多个选项正确，每小题4分，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。共40分。)‎ ‎1.关于万有引力定律的建立及引力常量的测定,下列说法中正确的是(   )‎ A.卡文迪许仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系 B.“月-地检验”表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律 C.开普勒经过多年的天文观测,并对获取的数据进行处理, 归纳总结出开普勒三定律 D.牛顿发现了万有引力定律,第谷经过多年的天文观测获取大量的天文数据而得出引力常量的数值 ‎2. 如图曲线为一质点在恒定合外力作用下运动的一段轨迹,质点由A到B的时间与质点由B到C的时间相等,已知AB弧长大于BC弧长,则下列判断正确的是（ ）‎ A. 该质点做非匀变速运动 B. 该质点在这段时间可能做加速运动 C. 两段时间内该质点的速度变化量相等 D. 两段时间内该质点的速度变化量不相等 ‎ ‎3.小王和小张学习运动的合成与分解后，在-条小河中进行实验验证。两人从一侧河岸的同一地点各自以大小恒定的速度向河对岸游去，小王以最短时间渡河，小张以最短距离渡河，‎ 结果两人抵达对岸的地点恰好相同，若小王和小张渡河所用时间的比值为k,则小王和小张 在静水中游泳的速度的比值为( )‎ A. k B. C. D. ‎ ‎4. 风速仪结构如图（a）所示。光源发出的光经光纤传输，被探测器接收，当风轮旋转时,通过齿轮带动凸轮圆盘旋转，当圆盘上的凸轮经过透镜系统时光被挡住。已知风轮叶片转动半径为r，每转动n圈带动凸轮圆盘转动一圈。若某段时间内探测器接收到的光强随时间变化关系如图（b）所示，则该时间段内风轮叶片（    ）‎ ‎ A. 转速逐渐减小，平均速率为 B. 转速逐渐减小，平均速率为 C. 转速逐渐增大，平均速率为 D. 转速逐渐增大，平均速率为 ‎5.跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用山势特点建造的一个特殊跳台。一运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖,在助滑路上获得高速后从A点水平飞出,在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆,如图所示。已知可视为质点的运动员水平飞出的速度v0=20m/s,山坡看成倾角为37°的斜面,不考虑空气阻力,则运动员(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )‎ ‎ A. 在空中飞行的时间为3s B. 落到斜面上时的位移为60m C. 在空中飞行的平均速度为20m/s D. 落到斜面上时的速度大小为50m/s 6.2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。其中北斗导航系统第41颗卫星(地球同步卫星，离地高度约36000km）、第49颗卫星（倾斜地球同步轨道卫星，轨道半径约为4.2×107m,运行周期都等于地球的自转周期24h）、第50、51颗卫星（中圆地球轨道卫星，离地高度约20000km）。下列说法正确的是( )‎ A:中圆地球轨道卫星周期大于24小时 B.地球同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度 C．倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道正上方同一位置°‎ D.中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度小 ‎7.2020年1月15日,我国成功将“吉林一号”宽幅01星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功。“吉林一号”宽幅01星绕地球的运动和地球绕太阳的运动都可看成是匀速圆周运动,若已知该卫星绕地球运动的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的倍,地球的质量是太阳质量的倍,则在相等的时间内,该卫星与地球的连线扫过的面积和地球与太阳的连线扫过的面积的比值是( )‎ ‎ A.  B. C.  D. ‎ ‎8.如图所示,a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形,其中a、b、三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动,三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处,且在外力F作用下恰处于静止状态,已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为-6q，‎ ‎.重力加速度为g,静电力常量为k。则( )‎ A. 小球a线速度为 B. 小球b的周期为 C. 小球c的向心加速度大小为 D. 外力F竖直向上,大小等于 9.（多选）如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道,转弯处为圆心在O点的半圆,内外半径分别为r和2r.一辆质量为m的赛车通过AB线经弯道到达A′B′线,有如图所示的①②③三条路线,其中路线③是以O′为圆心的半圆,OO′=r.赛车沿圆弧路线行驶时,路面对轮胎的最大径向静摩擦力为Fmax.选择路线,赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变,发动机功率足够大),则下列说法错误的是( )‎ A. 选择路线①，赛车经过的路程最短 B. 选择路线②，赛车的速率最小 C. 选择路线③，赛车所用时间最短 D. ①②③三条路线的圆弧上，赛车的向心加速度大小相等 ‎ B. ‎10.（多选）如图所示为篮球趣味游戏，游戏者从离地处将篮球水平抛出，球可以直接从右侧离地的孔进入篮内，也可与地面碰撞反弹一次后从孔进入篮内。设球与地面碰撞前后水平方向分速度不变，竖直方向分速度大小相等、方向相反，球抛出点离篮左侧的水平距离为，不计空气阻力，篮孔的直径比球的直径略大，重力加速度g取10m/s2，则球要从孔进入篮内，抛出的初速度大小可能为（   ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎11.（多选）荡秋千是大家喜爱的一项体育活动。某秋千的简化模型如图所示，长度均为L的两根细绳下端拴一质量为m的小球，上端拴在水平横杆上，小球静止时，细绳与竖直方向的夹角均为θ．保持两绳处于伸直状态，将小球拉高H后由静止释放，已知重力加速度为g，忽略空气阻力及摩擦，以下判断正确的是（　　） A. 小球释放瞬间处于平衡状态 B. 小球释放瞬间，每根细绳的拉力大小均为 ‎ C. 小球摆到最低点时，每根细绳的拉力大小均为 ‎ D. 小球摆到最低点时，每根细绳的拉力大小均为 ‎12.（多选）游乐园中的“蹦极”项目是先将游客提升至几十米高处，然后释放，释放的开始阶段，游客做自由落体运动，则（　　） A. 在刚释放的瞬间，游客的速度和加速度均为零 B. 在刚释放的瞬间，游客的速度为零，加速度不为零 C. 释放的开始阶段，游客减小的重力势能与该阶段重力的冲量的二次方成正比 D. 释放的开始阶段，游客减小的重力势能与该阶段增加的动量成正比 二、实验题 ‎13.如图甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，将带有遮光条的物块由曲面的顶端无初速度释放，物块经过光电门瞬间可通过计算机记录遮光条的挡光时间，经过一段时间物块停在水平面上的A点，重力加速度为g。‎ ‎（1）实验需用游标卡尺（20分度）测量遮光条的宽度d，如图乙所示，d=_____  mm；‎ ‎（2）为了完成本实验，还需要测量的物理量有光电门到A点的距离s和遮光条通过光电门的时间t，则动摩擦因数的表达式为；（用测量的物理量和重力加速度g表示）‎ ‎（3）为了减小实验误差，同学们采用图像法来处理实验数据，他们根据（2）测量的物理量，建立如图所示的坐标系寻找关系，其中合理的是（    ）‎ A. B. C. D.‎ ‎14.某实验小组设计如图甲所示实验装置“探究加速度与力的关系”。已知小车的质量M,砝码盘的质量m0，打点计时器使用的交流电频率f=50Hz.‎ ‎(1)探究方案的实验步骤 A. 按图甲安装好实验装置；‎ B. 调节木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；‎ C. 取下细绳和砝码盘，记下砝码盘中砝码的质量m D. 将小车紧靠计时器，接通电源后放开小车，得到一条打点清晰的纸带，由纸带求得小车的加速度a；‎ E. 重新挂上细绳和砝码盘，改变砝码盘中砝码质量m，重复多次步骤，得到多组m、a.‎ ‎(2)记录数据及数据分析 ‎①实验中打出的其中一条纸带如图2所示,由该纸带可求得小车的加速度a=___m/s2.‎ ‎②实验小组认为小车受到的合外力F=mg,根据记录数据和纸带,将计算得到合外力和加速度填入设计的表中(表略)；‎ ‎③建立a−F坐标系,利用②中得到的表中数据描点得到如图丙所示的图线,根据图线,结论“小车加速度a与外力F成正比”是___(选填“成立”或“不成立”)的;已知图线延长线与横轴的交点A的坐标是(−0.08N，0),由此可知,砝码盘的质量m0=___kg.(已知数据测量是准确的,重力加速度g取10m/s2)‎ ‎(3)方案评估若认为小车受到的合外力等于砝码盘和砝码的总重力,即F=(m0+m)g,实验中随着F的增大,不再满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量要求,实验图象应为图丁中的___(填正确答案标号)‎ 三、计算题（共46分）‎ ‎15.某次体育课进行冰球训练时，张明和李华分别站在直径为100m的圆形滑冰场的直径MN两端，如图所示，张明从M端沿与MN成53°角的方向以16m/s的速度沿冰面击出冰球的同时，李华从N点出发沿直线做匀加速运动，在冰球到达圆形场地边缘时恰好栏住冰球，冰球被拦住时速度大小为4m/s。（g取10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求： （1）冰球与冰面间的动摩擦因数； （2）李华的加速度大小。（计算结果保留一位小数）‎ ‎16. 如图所示，A、B、C三个小球（均可视为质点）用轻绳（足够长）通过轻小滑轮对称连接，A、B的质量均为m，当连接小球C的轻绳与竖直方向的夹角为α=60°时，整个装置处于静止状态。现在外力作用下将小球C竖直向下缓慢拉动至虚线位置，此时连接小球C的轻绳与竖直方向的夹角为β=30°，然后撤去外力，不计一切阻力，整个装置处于竖直面内，左右滑轮到竖直中线的距离为d=0.3m，取g=10m/s2‎ ‎。求： (1)小球C的质量M； (2)撤去外力后C向上运动的过程中，当连接物体C的轻绳与竖直方向的夹角变为α时。小球C的速度大小v。‎ ‎17.如图所示,光滑圆弧AB在竖直平面内,圆弧B处的切线水平.A,B两端的高度差为0.2m,B端高出水平地面0.8m,O点在B点的正下方。将一滑块从A端由静止释放,落在水平面上的C点处,(g=10m/s2)‎ ‎(1)求OC的长 ‎(2)在B端接一长为1.0m的木板MN，滑块从A端释放后正好运动N端停止，求木板与滑块的动摩擦因数。‎ ‎(3)若将木板右端截去长为△L的一段，滑块从A端释放后将滑离木版落在水平面上P点处，要使落地点距O点的距离最远，△L应为多少?‎ ‎18.（16分） 如图所示,绝缘轨道MNPQ位于同一竖直面内,其中MN段是长度为L的水平轨道,PQ段为足够长的光滑竖直轨道,NP段为光滑的四分之一圆弧,圆心为O,直线MN′右侧有方向水平向左的电场(图中未画出),电场强度,在包含圆弧轨道NP的ONO′P区域内有方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场(边界处无磁场),轨道MN最左端M点处静止一质量为m、电荷量为q的帯负电的物块A,一质量为3m为物块C从左侧的光滑轨道上以速度v0撞向物块A，A. C之间只发生弹性碰撞，之后沿轨道向右运动，A，C均可视为质点，且与轨道MN的动摩擦因数相同且动摩擦因素为，重力加速度为g，A在运动过程中所带电荷量保持不变且始终没有脱离轨道。求：‎ ‎(1)碰撞后A. C的速度大小；‎ ‎(2)问当A、C与水平轨道MN的动摩擦因数μ满足什么条件时，能使A碰后能冲上轨道，且不会与C发生第二次碰撞；‎ ‎(3)若A碰后能冲上圆弧轨道且越过P点后再返回到N点，求此过程中A对轨道NP的最大压力的大小 衡阳市第一中学2021届高三第二次月考考试物理试题(答案）‎ 一、选择题 题号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ ‎9‎ ‎10‎ ‎11‎ ‎12‎ 答案 B C B B A C A C ACD BC BD BC 二、实验题 ‎13.（1）5.50（2分） （2）（2分） （3）B（2分）‎ ‎14．答案：(2)①0.88 ③不成立 0.008 (3)A 三．计算题（共46分）‎ ‎15.解：（1）冰球做匀减速运动，由牛顿第二定律有（1分）‎ 由几何关系知x球=dcos 53°=60m（1分）‎ 由运动学公式v2-v02=-2ax球（1分）‎ 解得冰球与冰面间的动摩擦因数（1分）‎ ‎（2）由几何关系知x人=dsin53°=80m（1分）‎ 球到达圆周的时间（1分）‎ 设李华加速度大小为，x人=（1分）‎ 解得李华的加速度大小（1分）‎ ‎16. 解析：‎ ‎（1）设绳子拉力为F 对A受力分析：F=mg （1分）‎ 对C受力分析：2Fcosα=Mg （1分）‎ 解得M=m （1分）‎ ‎（2）设撤去拉力后，C上升的高度为H，AB下降的高度为h 则 （1分）‎ ‎ （1分）‎ 设A、B的速度为，把C的速度沿着绳子和垂直绳子分解 则 （1分）‎ 根据机械能守恒得 （1分）‎ 解得 17. ‎（14分）‎ 解：（1）滑块从光滑圆弧下滑过程中，根据机械能守恒定律得 ‎           mg，‎ 得=2m/s 滑块离开B点后做平抛运动，则 ‎   竖直方向：‎ ‎   水平方向：x=vBt 联立得到x=‎ 代入解得x=0.8m ‎（2）滑块从B端运动到N端停止过程，根据动能定理得 ‎-‎ 代入解得μ=0.2‎ ‎（3）若将木板右端截去长为△L的一段后，设滑块滑到木板最右端时速度为v，由动能定理得 ‎-μmg（L-△L）=‎ 滑块离开木板后仍做平抛运动，高度不变，运动时间不变，则 落地点距O点的距离S=L-△L+vt 联立整理得，S=0.8‎ 根据数学知识得知，当=0.4时，S最大，即△L=0.16m时，S最大．‎ 答：‎ ‎（1）OC的长为0.8m．‎ ‎（2）木板与滑块的动摩擦因数为0.2．‎ ‎（3）若将木板右端截去长为△L的一段，滑块从A端释放后将滑离木版落在水平面上P点处，要使落地点距O点的距离最远，△L应为0.16m．‎ ‎18.（16分）‎ ‎（1）A、C发生弹性碰撞后的速度分别为vA、vC，则有：‎ ‎3mv0=mvA+3mvC 1分 ‎=+② 1分 联立①②解得：③ 1分 ‎④ 1分 ‎（2）若要冲过N点，满足 ‎ 1分 得： ‎ 若要不与C发生第二次碰撞，设A、C最后静止时与M点的距离为l1，A在NN′右侧运动过程中，电场力和重力做功之和为0．有 μmg（2L－l１）= 1分 μ∙3mgl１= 1分 联立解得③④⑤⑥μ⑦‎ 应满足： 2分 或者写出上面结果分别给1分 ‎（3）A在NN′右侧受到的电场力F=qE=mg⑩‎ 重力和电场力的合力大小为F合=2mg，方向与OP夹角为．过O点沿合力方向作直线与圆弧相交于Ｋ点，当A经P点返回N点的过程中到达K点时，达到最大速度，此时A对轨道的压力最大． 1分 A从M点到K点过程中，由动能定理可得：‎ ‎ 2分 返回K点时：FN－F合－ 1分 由上可得： ‎ 由牛顿第三定律得A对轨道NP的最大压力为：‎ ‎ 1分