新疆库车县乌尊镇中学2020届高三上学期第三次月考物理试题

新疆库车县乌尊镇中学2020届高三上学期第三次月考物理试题

2020 届新疆库车县乌尊镇中学高三上学期第三次月考物理试 题 一、选择题（共 10 小题） 1.在 2008 北京奥运会中，牙买加选手博尔特是公认的世界飞人，他在男子 100m 决赛和男子 200m 决赛中分别以 9.69s 和 19.30s 的成绩破两项世界纪录，获得两枚金牌，如下图所示.关于 他在这两次决赛中的运动情况，下列说法正确的是( ) A. 200m 决赛中的位移是 100m 决赛的两倍 B. 200m 决赛中的平均速度约为 10.36m/s C. 100m 决赛中的平均速度约为 10.32m/s D. 100m 决赛中的最大速度约为 20.64m/s 【答案】C 【解析】 【详解】A．200 米比赛为弯道，位移大小不是 200 米，100 米比赛为直道，位移大小为 100 米，A 错误； B．由于 200 米比赛为弯道，无法求出其位移大小，故平均速度无法求，B 错误； C．100 米比赛的位移大小为 100 米，因此其平均速度为： 100 m/s 10.32m/s9.69v＝ ＝ C 正确； D．由于 100m 比赛过程中运动员并不是一直匀加速运动， 0 2 mvv ＝ 不成立，无法求出其最 大速度，D 错误。 故选 C。 2.现有两个质量相同的小球 A、B 处于同一高度，现让 A 球做自由落体运动，B 球做平抛运动， 则( ) A. 小球 A 运动时间小于小球 B B. 小球 B 运动时间小于小球 A C 从开始到落地两小球速度变化量相同 D. 在相同时间间隔内 A 球下落高度大于 B 球 【答案】C 【解析】 【详解】AB．A 球做自由落体运动，B 球做平抛运动，竖直方向的运动规律相同，根据 21 2h gt 可得 2ht g  小球 A 运动时间等于小球 B 的运动时间，AB 错误； C．根据 △ v=gt 可知从开始到落地两小球速度变化量相同，C 正确； D．根据 21 2h gt 可得在相同时间间隔内 A 球下落高度等于 B 球，D 错误。 故选 C。 3.如图所示的位移-时间( s t )图像和速度-时间(v-t)图像中给出了四条图线，甲、乙、丙、丁 代表四辆车由间一地点向同一方向运动的情况，则下列说法正确的是( ) A. 甲车做直线运动，乙车做曲线运动 B. 10~t 时间内，甲车通过的路程等于乙车通过的路程 C. 丙、丁两车在 2t 时刻相遇 D. 20 ~ t 时间内，丙、丁两车的平均速度相等 【答案】B 【解析】 【详解】A．位移时间图中，斜率代表速度，由图可知甲的速度不变，所以做匀速直线运动； 乙的斜率逐渐减小，所以做速度逐渐减小的直线运动，并非曲线运动，A 错误； B．0～t1 时间内，甲乙都是单向直线运动，路程等于位移的大小，所以甲车通过的路程等于乙 车通过的路程，B 正确； C．丙、丁两车在 t2 时刻速度相等，为相遇前距离最远的时刻，C 错误； D．0～t2 时间内，丙、丁两车的位移不相等，丁的位移大于丙的位移，故丁的平均速度大于丙 的，D 错误。 故选 B。 4.2013 年发射的“嫦娥三号”卫星，实现我国首次对地外天体的直接探测，如图为“嫦娥三号” 卫星在月球引力作用下，先沿椭圆轨道向月球靠近，并在 P 处“刹车制动”后绕月球做匀速圆 周运动，并再次变轨最后实现软着陆，已知“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动的半径为 r，周 期为 T，引力常量为 G，则（ ） A. “嫦娥三号”卫星的发射速度必须大于 11.2km/s B. “嫦娥三号”卫星在椭圆轨道与圆轨道上经过 P 点的速度相等 C. “嫦娥三号”卫星由远月点 Q 点向 P 点运动过程中速度逐渐减小 D. 由题给条件可求出月球质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．飞行器没有挣脱地球的束缚，所以其发射速度小于第二宇宙速度，即小于 11.2km/s， A 错误； B．根据题意，卫星先沿椭圆轨道向月球靠近，并在 P 处“刹车制动”后绕月球做匀速圆周运动， 则“嫦娥三号”卫星在椭圆轨道经过 P 点的速度大于圆轨道上经过 P 点的速度，B 错误； C．嫦娥三号”探月卫星在靠近月球的过程中，万有引力做正功，动能增加，速度越来越大，C 错误； D．根据万有引力提供向心力，有： 2 2 2( )MmG m rr T  解得 2 3 2 4 rM GT  D 正确。 故选 D。 5.某国际研究小组观测到了一组双星系统，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系 统中质量较小的星体能“吸食”质量较大的星体的表面物质，达到质量转移的目的。根据大爆炸 宇宙学可知，双星间的距离在缓慢增大，假设星体的轨道近似为圆，则在该过程中（ ） A. 双星做圆周运动的角速度不断减小 B. 双星做圆周运动的角速度不断增大 C. 质量较大的星体做圆周运动的轨道半径减小 D. 质量较大的星体做圆周运动的轨道半径不变 【答案】A 【解析】 【详解】AB．设质量较小的星体质量为 m1，轨道半径为 r1，质量大的星体质量为 m2，轨道半 径为 r2．双星间的距离为 L．转移的质量为 △ m。根据万有引力提供向心力 对 m1： 21 2 1 12 ( )( )m m m mG m m rL       （ ） ① 对 m2： 21 2 2 22 ( )( )m m m mG m m rL       （ ） ② 由①+②得：  1 2 3 G m m L   总质量 m1+m2 不变，两者距离 L 增大，则角速度ω变小。A 正确，B 错误。 CD．由②式可得 1 2 2 2 ( )G m mr L  ＝ ，把ω的值代入得：   1 1 2 21 2 1 2 3 ( )G m m m mr LG m m m mLL       ＝ ＝ 因为，L 增大，故 r2 增大。即质量较大的星体做圆周运动的轨道半径增大，CD 错误。 故选 A。 6.2018 年 5 月 9 日，夜空上演了“木星冲日”的精彩天象。火星、木星、土星等地外行星绕日公 转过程中与地球、太阳在一条直线上且太阳和地外行星位于地球两侧称为行星“冲日”，如果行 星与太阳位于地球同侧称为行星“合日”。现将木星和地球近似看成在同一平面内沿相同方向绕 太阳做匀速圆周运动，已知木星的轨道半径 1 1 7.8 10 mr   ，地球的轨道半径 11 2 1.5 10 mr   ， 根据你所掌握的知识，估算出木星从本次“冲日”到下一次“合日”的时间大约为( ) A. 3 个月 B. 6 个月 C. 1.1 年 D. 2.1 年 【答案】B 【解析】 【详解】根据开普勒第三定律： 2 3 11 3 3 2 3 11 7.8 10= ( ) 5.21.5 10 T r T r   木 1 2地 则 12 =12T T木 地 年 设木星从本次“冲日”到下一次“合日”的时间为 t，则 2 2 =t tT T    地 木 解得 6 11t  年  6.5 月，ACD 错误；B 正确。 故选 B。 7.两个共点力的大小分别为 8N 和 15N，则这两个共点力的合力不能是：（ ） A. 4N B. 8N C. 16N D. 20N 【答案】A 【解析】 【详解】据平行四边形法则可得：若二力方向相同时，合力大小为 F=F1+F2=8N+15N=23N， 为最大值； 若二力方向相反时，合力大小为 F=F2-F1=15N-8N=7N，为最小值；故两力的合力 大小可能范围为：7N≤F≤23N，故 BCD 可能，A 不可能，故选 A． 8.在 2018 年 12 月 27 日下午举行的国务院新闻办公室新闻发布会上，中国卫星导航系统管理 办公室主任冉承其宣布：北斗三号基本系统完成建设，今日起开始提供全球服务。这标志着 北斗系统服务范围由区域扩展为全球，北斗系统正式迈入全球时代。已知“北斗第三十颗导航 卫星”做匀速圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，运行速度为 v，向心加速度为 a； 地球表面的重力加为 g，引力常量为 G。下列判断正确的是（ ） A. 地球质量为 4v Ga B. 该导航卫星的运行周期大于 24 小时 C. 该导航卫星的轨道半径与地球半径之比为 :g a D. 该导航卫星的运行速度与地球第一宇宙速度之比为 :a g 【答案】AC 【解析】 【详解】A．根据 2 2 Mm vG mr r  得地球的质量 2v rM G  又 2va r  联立解得地球的质量 4vM Ga  A 正确； B．根据 2 2 2( )MmG m rr T  得 2 34 rT GM  由于“北斗第三十颗导航卫星”做匀速圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，则周期 小于同步卫星的周期，即小于 24 小时，B 错误。 C．根据 2 MmG mgR  解得 GMR g= 联立 A 项解得 GMr a  则导航卫星的轨道半径与地球半径之比为 :g a ，故 C 正确。 D．根据 2 2 Mm vG mr r  得导航卫星的运行速度 GMv r  根据 2 1vmg m R  得 1v gR 则导航卫星的运行速度与地球第一宇宙速度之比为 4  a g ，D 错误。 故选 AC。 9.如图所示用力 F 拉 A、B、C 三个物体在光滑水平面上运动，现在中间的 B 物体上加一块橡 皮泥，它和中间的物体一起运动，且原拉力 F 不变，那么加上物体以后，两段绳的拉力 aT 和 bT 的变化情况是 A. aT 增大 B. bT 增大 C. aT 减小 D. bT 减小 【答案】AD 【解析】 【详解】设最左边的物体质量为 m，最右边的物体质量为 'm ，整体质量为 M，整体的加速度 Fa M  ，对最左边的物体分析， ．对最右边的物体分析，有 aF T m a   ， 解得 a m FT F M   ．在中间物体上加上一个小物体，则整体的加速度 a 减小，因为 m m、 不 变，所以 bT 减小， aT 增大，故 AD 正确． 【点睛】解决本题的关键能够正确地选择研究对象，根据牛顿第二定律进行求解，注意整体 法和隔离法的使用． 10.如图所示，用长为 L 的细绳拴着质量为 m 的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正 确的是（ ） A. 小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力 B. 小球在圆周最高点时绳子的拉力可能为零 C. 若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是 gL D. 小球在圆周最低点时拉力一定等于重力 【答案】BC 【解析】 【详解】A．小球在最高点时可以受到绳子的拉力，若速度足够大，则小球的向心力由重力和 绳子的拉力的合力提供，A 错误； BC．小球刚好通过最高点时，绳子的拉力恰好为零，靠重力提供向心力，所以 2vmg m L  解得： v gL BC 正确； D．小球在圆周最低点时，绳子的拉力和重力提供向心力，即： '2vT mg m L   则 '2 = vT mg m L  ，则绳子的拉力一定大于重力，D 错误。 故选 BC。 二、填空题（共 3 小题） 11.某同学设计了一个探究小车的加速度 a 与小车所受拉力 F 及质量 m 关系的实验，图为实验 装置简图。所用交变电流的频率为 50Hz，小车及车中砝码的质量用 m 表示，盘及盘中砝码的 质量用 M 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上由打点计时器打出的点计算出。 （1）当 M 与 m 的大小关系满足_____时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码 的重力。 （2）某次实验得到的纸带及实验数据如图所示，图中所画点为计数点，相邻计数点之间还有 4 个点未画出，根据纸带可求出小车的加速度大小为__________ 2m / s 。(保留 3 位有效数字) （3）保持盘及盘中砝码的质量不变，改变小车中砝码的质量，分别得到小车加速度 a 与质量 m 及对应的 1 m ，数据如下表:请在方格坐标纸中画 1a m  图线__________，并从图线求出小车 加速度 a 与质量倒数 1 m 之间的关系式是__________。 试验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 /a （m s-2） 1.90 172 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30 /m kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67 1 /m kg-1 4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60 【答案】 (1). m M (2). 0.500m/s2 (3). (4). 1 2a m  【解析】 【详解】（1）[1]．该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小 车的加速度和小车所受合力的关系为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板 D 的左端适当垫 高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．根据牛顿 第二定律得： 对 M： Mg-F 拉=Ma 对 m： F 拉=ma 解得： 1 mMg MgF Mm M m    拉 当 m M 时，即当盘和盘中砝码的重力远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于盘和盘中砝 码的重力． （2）[2]．图中相邻计数点之间还有 4 个点未画出，则 T=0.1s，根据匀变速直线运动的推论公 式 △ x=aT2 得： 24 3 2 1 2 0.0771 0.0720 0.0671 0.0620 0.500m/s4 0.04 s s s sa T       ＝ （3）[3]．根据图表在坐标纸上描点，然后用一条直线将这些点和坐标原点连接起来，图象如 图所示； 根据图象可知，斜率 1.00 0 1 2.00 0 2k   ＝ 则 1 2a m  12.如图所示的皮带传动装置，主动轮 1 的半径与从动轮 2 的半径之比 1 2: 2:1R R  ，A 、B 分 别是两轮边缘上的点，假设皮带不打滑，则 A 、 B 两点的线速度之比为________； A 、 B 两 点的加速度之比为________； A 、B 两点的周期之比为________； A 、B 两点的角速度之比 为________。 【答案】 (1). 1:1 (2). 1:2 (3). 2:1 (4). 1:2 【解析】 【详解】[1]．A、B 两点为同缘转动，线速度相同，则线速度之比为 1:1； [2]．根据 2va R  可知 A、B 两点的加速度之比为 1：2； [3]．根据 2 RT v  可知 A、B 两点的周期之比为 2:1； [4]．根据 v=ωR 可知 A、B 两点的角速度之比为 1:2。 13.图片中游标卡尺的示数________cm；千分尺的示数_______cm。 【答案】 (1). 0.375 (2). 0.6870 【解析】 【详解】[1]．图片中游标卡尺的示数：0.3cm+0.05mm×15=0.375cm； [2]．千分尺的示数：6.5mm+0.01mm×37.0=6.870mm=0.6870cm。 三、计算题（共 3 小题） 14.一个爱好天文的同学结合自己所学设计了如下实验：在月球表面附近高 h 处以初速度 0v 水 平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移 x，通过查阅资料知道了月球的半径为 R， 引力常量为 G，若物体只受月球引力的作用，则月球的质量? 【答案】 2 2 0 2 2hv RM Gx ＝ 【解析】 【详解】依题意可知，月球表面的物体做平抛运动，则在水平方向： x=v0t 竖直方向： 21 2h gt＝ 故月球表面的重力加速度： 2 0 2 2hvg x ＝ 由 2 MmG mgR ＝ 得月球质量： 2 2 0 2 2hv RM Gx ＝ 15.一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱形桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥.设两圆 弧半径相等，汽车通过拱形桥顶时，对桥面的压力 Fn1 为车重一半，汽车通过圆弧形凹形桥的 最低点时，对桥面的压力为 Fn1，则 Fn1 与 Fn2 的之比多少? 【答案】1：3 【解析】 【详解】汽车通过弧形拱形桥顶时 2 1n vmg F m R   在圆弧形凹地最低点时 2 2n vF mg m R   又 2Fn1=mg 则 Fn2-mg=mg-Fn1 Fn2=2mg-Fn1=4Fn1-Fn1=3Fn1 所以 Fn1：Fn2=1：3 16.如图所示，一个质量为 m=2kg 的小物块静置于足够长的斜面底端，斜面固定在水平地面上， 其倾角 =37°．现对小物块施加一个沿斜面向上、大小为 F =30N 的恒力，4s 后将 F 撤去，此 时小物块速度达到 v1=20m/s （sin37°= 0.6， cos37°=0.8，g=10m/s2）．求： （1）小物块与斜面间的摩擦因数μ； （2）小物块在斜面上运动的总时间．（可用根式表示） 【答案】（1）0.5 （2） 6 2 15 s（ ） 【解析】 【分析】 由运动学规律求出加速度，然后应用牛顿第二定律求出摩擦力大小，求出小物块与斜面间的 邊摩擦因数；应用牛顿第二定律求出加速度，求出物块在各阶段的运动时间，然后求出物块 在斜面上的总运动时间； 【详解】解：(1)由运动学规律 1 1v a t 由牛顿第二定律得： 1F mgsin mgcos ma     解得 0.5  (2)前 4s 位移为 x1，则有： 1 1 12 vx t 撤去力 F 后加速度为 a2，由牛顿第二定律得： 2mgsin mgcos ma    撤去力 F 后又向上运动了 t2，则有： 1 2 2v a t t2 时间内的位移为： 1 2 22 vx t 物快下滑的加速度为 a3，则有： 3mgsin mgcos ma    下滑的时间为 t3，由运动学公式： 3 1 2 3 3 1 2x x a t  运动的总时间为： 1 2 3 6 2 15)t t t t s    （