阜阳市第三中学高三上学期第三次周考物理试题

.@:第4页安徽省阜阳三中2019—2019学年高三年级第一学期周考物理试卷〔9月22号〕本试卷分第Ⅰ卷选择题和第Ⅱ卷两部分总分值100分第Ⅰ卷〔选择题共48分〕一、选择题〔此题共12小题，共计48分。在每题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，每题4分。9～12有多项符合题目要求。全选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分〕1．在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的表达正确的选项是〔〕A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法B．根据速度的定义式v＝eq\f〔Δx,Δt〕，当Δt趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法C．在实验探究加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了极限思想法2．如下图为位于程度面上的小车，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆的下端固定有质量为m的小球。以下关于杆对球的作用力F的判断中，正确的选项是〔〕A．小车静止时，F＝mgsinθ，方向沿杆向上B．小车静止时，F＝mgcosθ，方向垂直于杆向上C．小车向右匀速运动时，一定有F＝mg，方向竖直向上D．小车向右匀加速运动时，一定有F＞mg，且方向沿杆向上3．人用绳子通过定滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如下图位置时，绳与竖直杆的夹角为θ，那么物体A实际运动的速度是〔〕A．v0sinθ B．eq\f〔v0,sinθ〕 C．v0cosθ D．eq\f〔v0,cosθ〕4．有一个质量为4kg的质点在x－y平面内运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，以下说法正确的选项是〔〕A．质点做匀变速直线运动 B．质点所受的合外力为22NC．2s时质点的速度为6m/s D．0时刻质点的速度为5m/s5．卫星信号需要通过地球同步卫星传送，地球半径为r，无线电信号传播速度为c，月球绕地球运动的轨道半径为60r，运行周期为27天。在地面上用卫星通话，从一方发出信号至对方接收到信号所需最短时间为〔〕A．eq\f〔17r,3c〕 B．eq\f〔34r,3c〕 C．eq\f〔17r,c〕 D．eq\f〔34r,c〕6．北京时间2019年7月24日，美国宇航局宣布，可能发现了“另一个地球〞——开普勒－452b。将开普勒－452b简化成如下图的模型：MN为该星球的自转轴，A、B是该星球外表的两点，它们与地心O的连线OA、OB与MN的夹角分别为α＝30°，β＝60°；在A、B两点处放置质量分别为mA、mB的物体。设该星球的自转周期为T，半径为R，引力常量为G。那么以下说法正确的选项是〔〕A．该星球的第一宇宙速度为eq\f〔2πR,T〕B．假设不考虑该星球自转，在A点用弹簧测力计称量质量为mA的物体，平衡时示数为F，那么星球的质量为eq\f〔GmA,FR2〕C．放在A、B两点处的物体随星球自转的向心力大小的比值为eq\f〔mA,\r〔3〕mB〕D．放在A、B两点处的物体随星球自转的向心力大小的比值为eq\f〔\r〔3〕mA,mB〕7．将来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在将来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱〞，如图所示。当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球外表时一样大小的支持力。为到达上述目的，以下说法正确的选项是〔〕A．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大B．旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小C．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大D．宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小8.如下图，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R，质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳的最大拉力为2mg。当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，发现小球受三个力作用。那么ω可能为〔〕A．3eq\r〔\f〔g,R〕〕 B．eq\f〔3,2〕eq\r〔\f〔g,R〕〕 C．eq\r〔\f〔3g,2R〕〕 D．eq\r〔\f〔g,2R〕〕9．据报道，我国方案发射“天宫二号〞空间实验室。假设“天宫二号〞舱中有一体重计，体重计上放一物体，火箭点火前，地面测控站监测到体重计对物体A的弹力为F0。在“天宫二号〞随火箭竖直向上匀加速升空的过程中，离地面高为h时，地面测控站监测到体重计对物体的弹力为F。“天宫二号〞经火箭继续推动，进入预定圆轨道时距地面的高度为H。设地球半径为R，第一宇宙速度为v，那么以下说法正确的选项是〔〕A．“天宫二号〞在预定轨道的运行速度一定大于第一宇宙速度vB．“天宫二号〞舱中物体A的质量为m＝eq\f〔F0R,v2〕C．火箭匀加速上升时的加速度a＝eq\f〔Fv2,F0R〕－eq\f〔v2R,〔R＋h〕2〕D．“天宫二号〞在预定圆轨道上运行的周期为eq\f〔2πR,v〕eq\r〔\f〔R＋H,R〕〕10．质量为m的物块A和质量为m的物块B互相接触放在程度面上，如下图。假设对A施加程度推力F，那么两物块沿程度方向做加速运动。关于A对B的作用力，以下说法正确的选项是〔〕A．假设程度面光滑，物块A对B的作用力大小为FB．假设程度面光滑，物块A对B的作用力大小为eq\f〔F,2〕C．假设物块A与地面、B与地面的动摩擦因数均为μ，那么物块A对B的作用力大小为eq\f〔F,2〕D．假设物块A与地面的动摩擦因数为μ，B与地面的动摩擦因数为2μ，那么物块A对B的作用力大小为eq\f〔〔F＋μmg〕,2〕11.如图甲所示，劲度系数为k的轻弹簧竖直放置，下端固定在程度地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处自由下落，接触弹簧后继续向下运动。假设以小球开场下落的位置为原点，沿竖直向下建立一坐标轴Ox，小球的速度v随时间t变化的图象如图乙所示。其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的曲线，BC是平滑的曲线，那么关于A、B、C三点对应的x坐标及加速度大小，以下关系式正确的选项是〔〕A．xA＝h，aA＝0 B．xA＝h，aA＝gC．xB＝h＋eq\f〔mg,k〕，aB＝0 D．xC＝h＋eq\f〔2mg,k〕，aC＝012.如下图，半径分别为R和r〔R>r〕的甲、乙两光滑半圆轨道放置在同一竖直平面内，两轨道之间由一光滑程度轨道CD相连，在程度轨道CD上有一轻弹簧被a、b两个质量均为m的小球夹住，但不拴接。同时释放两小球，弹性势能全部转化为两球的动能，假设两球获得相等动能，其中有一只小球恰好能通过最高点，两球分开半圆轨道后均做平抛运动落到程度轨道的同一点〔不考虑小球在程度面上的反弹〕。那么〔〕A．恰好通过最高点的是b球B．弹簧释放的弹性势能为5mgRC．b球通过最高点对轨道的压力为mgD．CD两点之间的间隔为2R＋2eq\r〔r〔5R－4r〕〕

第Ⅱ卷〔非选择题共52分〕二、实验题〔每空2分，共12分〕13.某同学在探究平抛运动的特点时得到如下图的运动轨迹，a、b、c三点的位置在轨迹上已标出．那么〔以下结果均取三位有效数字〕〔1〕小球平抛的初速度为________m/s。〔g取10m/s2〕〔2〕小球抛出点的位置坐标为：x＝________cm，y＝________cm。14．为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，一同学设计了如下图的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。〔滑轮质量不计〕〔1〕实验时，一定要进展的操作是________。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，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数D．改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带E．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〕该同学在实验中得到如下图的一条纸带〔两计数点间还有两个点没有画出〕，打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为________m/s2〔结果保存两位有效数字〕。〔3〕以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，那么小车的质量为____________。A．2tanθ B．eq\f〔1,tanθ〕 C．k D．eq\f〔2,k〕三、计算题〔共40分〕15.〔10分〕某行星的同步卫星下方的行星外表上有一观察者，行星的自转周期为T，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，发现日落的eq\f〔T,2〕时间内有eq\f〔T,6〕的时间看不见此卫星，不考虑大气对光的折射，那么该行星的密度为？

16．〔15分〕在程度地面上平放一质量为M＝4kg的木板，木板左端紧靠一带有光滑圆弧轨道的木块，木块右端圆弧轨道最低点与木板等高，木块固定在程度地面上，圆弧轨道的半径为R＝2m，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2，圆弧轨道的最高点B间隔木板上外表的高度为h＝0.4m。现从木块的左侧间隔木板上外表的高度为H＝2.2m处，以v0＝8m/s的程度速度抛出一可视为质点的质量为m＝1kg的物块，物块从圆弧轨道的最高点B沿切线方向进入轨道，如下图。假设物块与木板间的动摩擦因数为μ1＝0.8，重力加速度g＝10m/s2，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。〔1〕求物块刚进入圆弧轨道瞬间的速度；〔2〕求物块刚到达圆弧轨道最低点时对轨道的压力大小；〔3〕为了使物块始终在木板上滑动，那么木板的长度应满足什么条件？17.〔15分〕如下图，一质量为m＝1kg的小物块轻轻放在程度匀速运动的传送带上的A点，随传送带运动到B点，小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动。圆弧半径R＝0.9m，轨道最低点为D，D点距程度面的高度h＝0.8m，小物块分开D点后恰好垂直碰击放在程度面上E点的固定倾斜挡板。物块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.3，传送带以5m/s恒定速率顺时针转动〔g取10m/s2〕，试求：〔1〕传送带AB两端的间隔；〔2〕小物块经过D点时对轨道的压力大小；〔3〕倾斜挡板与程度面间的夹角θ的正切值。安徽省阜阳三中2019—2019学年高三年级第一学期周考物理答案〔9月22号〕一、1．C[用质点来代替物体的方法是建立物理模型法，应选项A错误，速度的定义式v＝eq\f〔Δx,Δt〕，当Δt趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法，选项B错误；用实验来探究物体的加速度与力、质量的关系时，运用了控制变量法，选项C正确；在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法，选项D错误。]2．C[假设小车静止，那么由二力平衡可知F＝mg，方向竖直向上，选项A、B错误；假设小车向右匀速运动，那么由二力平衡可知F＝mg，方向竖直向上，选项C正确；假设小车向右匀加速运动时，那么程度方向Fx＝ma，竖直方向Fy＝mg，杆对球的作用力为FN＝eq\r〔Feq\o\al〔2,x〕＋Feq\o\al〔2,y〕〕＝meq\r〔a2＋g2〕，设杆对球的作用力方向与程度方向夹角为α，那么tanα＝eq\f〔ma,mg〕＝eq\f〔a,g〕，故杆对球的作用力方向由加速度大小确定，未必沿着杆，选项D错误。]3.D[将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，如下图，拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度，根据平行四边形定那么得，实际速度为vA＝eq\f〔v0,cosθ〕。]4.D[由图可知质点在x轴方向上做匀加速直线运动，在y轴方向做匀速直线运动，合力的方向沿x轴方向。在x轴方向上的初速度为3m/s，在y轴方向上的速度为4m/s。那么初速度v0＝eq\r〔32＋42〕m/s＝5m/s，初速度方向不沿x轴方向，所以质点做匀变速曲线运动，故A错误，D正确；质点在x轴方向上的加速度为ax＝1.5m/s2，y轴方向上的加速度为零，那么合加速度为a＝1.5m/s2，所以合力为F＝ma＝4×1.5N＝6N，B错误；2s末在x轴方向上的速度为vx＝6m/s，在y轴方向上的速度为vy＝4m/s，那么合速度v＝eq\r〔62＋42〕m/s＞6m/s，C错误。]5.B[由开普勒行星运动第三定律得，eq\f〔Req\o\al〔3,月〕,Teq\o\al〔2,月〕〕＝eq\f〔Req\o\al〔3,同〕,Teq\o\al〔2,同〕〕＝eq\f〔〔r＋h〕3,Teq\o\al〔2,同〕〕，所以地球同步卫星离地面的高度h＝eq\f〔17,3〕r，最短时间tmin＝eq\f〔2h,c〕＝eq\f〔34r,3c〕，B对，A、C、D错。]6.C[该星球的第一宇宙速度v＝eq\r〔\f〔GM,R〕〕，而eq\f〔2πR,T〕是星球自转的最大线速度，所以A错误；假设不考虑该星球自转，A点处的重力加速度g＝eq\f〔F,mA〕，由Geq\f〔Mm,R2〕＝mg得M＝eq\f〔FR2,GmA〕，B错误；放在A、B两处的物体随星球自转的向心力大小分别为FA＝mAω2rA＝mAω2Rsinα，FB＝mBω2rB＝mBω2Rsinβ，eq\f〔FA,FB〕＝eq\f〔mAsinα,mBsinβ〕＝eq\f〔mA,\r〔3〕mB〕，C正确，D错误。]7.B[由题意知有mg＝F＝mω2r，即g＝ω2r，因此r越大，ω越小，且与m无关，B正确。]8.B[因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力，细绳要产生拉力，绳要处于拉伸状态，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，向心力由三个力在程度方向的合力提供，其大小为F＝mω2r，其中r＝Rsin60°一定，所以当角速度越大时，所需要的向心力越大，绳子拉力越大，所以对应的临界条件是小球在此位置刚好不受拉力，此时角速度最小，需要的向心力最小，对小球进展受力分析得：Fmin＝mgtan60°，即mgtan60°＝mωeq\o\al〔2,min〕Rsin60°，解得ωmin＝eq\r〔\f〔2g,R〕〕。当绳子拉力到达2mg时，此时角速度最大，对小球进展受力分析得：竖直方向：FNsin30°－〔2mg〕sin30°－mg＝0程度方向：FNcos30°＋〔2mg〕cos30°＝mωeq\o\al〔2,max〕〔Rsin60°〕解得ωmax＝eq\r〔\f〔6g,R〕〕，故A、C、D错误，B正确。]9.BC10.BCD[假设程度面光滑，对整体，由牛顿第二定律得F＝2ma；隔离B，由牛顿第二定律得F′＝ma，解得物块A对B的作用力大小为F′＝eq\f〔F,2〕，选项A错误，B正确；假设物块A与地面、B与地面的动摩擦因数均为μ，对整体，由牛顿第二定律得F－2μmg＝2ma，隔离B，由牛顿第二定律得F′－μmg＝ma，解得物块A对B的作用力大小为F′＝eq\f〔F,2〕，选项C正确；假设物块A与地面的动摩擦因数为μ，B与地面的动摩擦因数为2μ，对整体，由牛顿第二定律得F－μmg－2μmg＝2ma；隔离B，由牛顿第二定律得F′－2μmg＝ma，解得物块A对B的作用力大小为F′＝eq\f〔F＋μmg,2〕，选项D正确。]11．BC[OA过程是自由落体，A的坐标就是h，加速度为g，所以B正确，A错误；B点是速度最大的地方，此时重力和弹力相等，合力为0，加速度为0，由mg＝kx，可知x＝eq\f〔mg,k〕，所以B点坐标为h＋eq\f〔mg,k〕，所以C正确；取一个与A点对称的点为D，由A点到B点的形变量为eq\f〔mg,k〕，由对称性得由B到D的形变量也为eq\f〔mg,k〕，故到达C点时形变量要大于h＋2eq\f〔mg,k〕，加速度aC>g，所以D错误。]12.BD[甲、乙两光滑半圆轨道半径分别为R和r〔R>r〕，故恰好通过最高点的是a球，A选项错误；a球恰好能过最高点，那么在最高点有mg＝meq\f〔veq\o\al〔2,a〕,R〕，那么va＝eq\r〔gR〕，那么小球a具有的初动能为Eka＝mg×2R＋eq\f〔1,2〕mveq\o\al〔2,a〕＝eq\f〔5,2〕mgR，故弹簧的弹性势能Ep＝2Eka＝2Ekb＝5mgR，故B选项正确；b小球在运动过程中机械能守恒，有Ekb＝Eka＝mg×2r＋eq\f〔1,2〕mveq\o\al〔2,b〕，解得b球在最高点时速度vb＝eq\r〔〔5R－4r〕g〕，那么b球通过最高点时轨道对b球的支持力为FN，有mg＋FN＝meq\f〔veq\o\al〔2,b〕,r〕，解得FN＝5mg〔eq\f〔R,r〕－1〕，故C选项错误；a球做平抛运动，有xa＝vata，2R＝eq\f〔1,2〕gteq\o\al〔2,a〕，解得xa＝2R，同理b球做平抛运动，有xb＝vbtb，2r＝eq\f〔1,2〕gteq\o\al〔2,b〕，解得xb＝2eq\r〔r〔5R－4r〕〕，故CD两点之间的间隔为2R＋2eq\r〔r〔5R－4r〕〕，所以D选项正确。]二、13.解析〔1〕小球做平抛运动可视为程度方向的匀速直线运动和竖直方向的匀加速运动，设小球平抛的初速度为v，小球从a到b飞行时间为T，在程度方向，vT＝0.20m，在竖直方向，0.20m－0.10m＝gT2．联立解得：T＝0.1s，v＝2.00m/s。〔2〕小球飞行到b点时竖直速度v⊥＝eq\f〔0.30,0.1×2〕m/s＝1.50m/s，由v⊥＝gt解得t＝0.15s，y′＝eq\f〔1,2〕gt2＝0.1125m。由－y＋0.10＝y′解得y＝－0.0125m＝－1.25cm，由－x＋0.20＝vt解得x＝－0.100m＝－10.0cm。答案〔1〕2.00〔2〕－10.0－1.2514.解析〔1〕由实验原理图可以看出，由弹簧测力计的示数可得到小车所受的合外力的大小，故不需要测砂和砂桶的质量，也不需要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M，A、E错误；为保证绳上拉力提供合外力，必须平衡摩擦力，B正确；小车应靠近打点计时器，先接通电源，再放小车，同时读出弹簧测力计的示数，C正确；为了多测几组数据，需改变砂和砂桶的质量多做几次实验，D正确。〔2〕由逐差法可得：小车的加速度a＝eq\f〔x34－x01＋x45－x12＋x56－x23,9T2〕，将T＝eq\f〔1,50〕×3s＝0.06s，代入可得a＝1.3m/s2〔3〕由题图结合牛顿第二定律，有2F＝M·a，得a＝eq\f〔2,M〕·F那么图象斜率k＝eq\f〔2,M〕，得小车的质量M＝eq\f〔2,k〕，故A、B、C错误，D正确。答案〔1〕BCD〔2〕1.3〔3〕D三、15.设行星质量为M，半径为R，密度为ρ，卫星质量为m，如下图，发现日落的eq\f〔T,2〕时间内有eq\f〔T,6〕的时间看不见同步卫星，那么θ＝eq\f〔360°,6〕＝60°，故φ＝60°，r＝eq\f〔R,cosφ〕＝2R，根据Geq\f〔Mm,〔2R〕2〕＝meq\b\lc\〔\rc\〕〔\a\vs4\al\co1〔\f〔2π,T〕〕〕eq\s\up12〔2〕2R，M＝ρ·eq\f〔4,3〕πR3，解得ρ＝eq\f〔24π,GT2〕。16解析〔1〕物块做平抛运动：H－h＝eq\f〔1,2〕gt2物块刚到圆弧轨道最高点时竖直分速度为vy＝gt所以进入圆轨道瞬间的速