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1、安徽省滁州市定远县育才学校2020-2021学年高二物理上学期第三次月考试题总分：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C. 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，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度行驶时，内轨对外轮缘会有挤压作用2 如图所示，
2、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 B. 碗内壁对小球的支持力为C. 小球运动的速度为 D. 小球的运动周期为4 有a、b、
3、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在内转过的圆心角是D. d的运动周期有可能是5 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
4、弹簧，弹簧原长为，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 D. 物体A的重力势能增加7 如图所示，在地面上以速度抛出质量为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hC. 物体在海平面上的动能为 D. 物体在海平面上的机械能为8 10月16日，美国宣布首次发现了双中
5、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，则 A. 黑洞A、B做圆周运动的角速度之比为B. 黑洞A、B做圆周运动的向心力大小之比为C. 黑洞A、B做圆周运动的半径之比为D. 黑洞A、B做圆周运动的线速度之比为9 质量为m的物体可视为质点以某一速度从A点冲上倾角为的固定斜面，其运动的加速度大小为，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C. 动能损失了mghD. 机
6、械能损失了10 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. 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
7、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，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，空气阻力恒定，则 A. 物块受到的空气阻力为 B. 物块和弹簧组成的系统机械能守恒C. 物块机械能减少D. 物块和弹簧组成的系统机械能减少二、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。 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。 电
8、火花计时器打点更准确 减小了空气阻力对实验的影响 可以节省纸带，让点迹更为密集 保证物体从静止释放，避免因纸带抖动而增大摩擦 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。 重物的质量过大 重物的体积过小 电源的电压偏低 重物及纸带在下落时受到阻力 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，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出图线，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
9、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：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，当滑块做匀速运动时传感器示数为。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、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、；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
10、道均光滑，轨道AB与水平面的夹角为，A点距水平轨道的高度为。一无动力小滑车质量为，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，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，。求： 若地面为零势能面，小滑车在A的机械能？小滑车从A滑到B时的速度大小？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，用手托住，距离地面的高度。小球的质量，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球a，取，求：小球a落地时的速率；小球b距离地面的最大高
11、度H；小球a下落h过程中，轻绳对a做的功。17 （12分）如图所示，一个质量为的物体静止在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数，现对物体施加一个大小、与水平方向成斜向上的拉力，物体向前运动了距离后，再将拉力撤去。求：撤去外力的瞬间，物体速度的大小v；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。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
12、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
13、。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
14、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
15、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
16、；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
17、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
18、】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
19、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
20、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。