2020-2021学年江苏省南通市启东中学高三(上)期初物理试卷

2020-2021学年江苏省南通市启东中学高三（上）期初物理试卷一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共计24分。

每小题只有一个选项符合题意。

1. 关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是（ ） A.物体做变速率曲线运动时，其所受合外力不可能是恒力B.物体做匀变速曲线运动时，其所受合外力的大小恒定、方向可以变化C.物体做速率不变的曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直D.物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心2. 有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河，小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直，去程与回程所用时间的比值为k ，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为（ ） A.√k 2−1B.√k 2−1C.√1−k2D.√1−k23. 质量不同的小球1、2由同一位置先后以不同的速度竖直向上抛出，运动过程中两小球受到的水平风力恒定且相等，运动轨迹如图所示，忽略竖直方向的空气阻力。

与小球2相比，小球1的（ ）A.在最高点时速度小B.初速度小C.在空中运动时间短D.质量小4. 如图所示，一小物块由静止开始沿斜面向下滑动，最后停在水平地面上。

斜面和地面平滑连接，且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为常数。

该过程中，物块的动能E k 与水平位移x 关系的图像是（ ）A. B.C. D.5. 如图所示，长为L 的直杆一端可绕固定轴O 无摩擦转动，另一端靠在以水平速度v 匀速向左运动、表面光滑的竖直挡板上，当直杆与竖直方向夹角为θ时，直杆端点A 的线速度为（ ）A.v sin θB.vsin θC.vcos θD.v cos θ6. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（ ）A.如图b 所示是一圆锥摆，增大θ，但保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变B.如图a ，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态C.如图c ，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A 、B 位置先后分别做匀速圆周运动，则在A 、B 两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等D.火车转弯超过规定速度行驶时，内轨对内轮缘会有挤压作用7. 假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km ，地球同步卫星距地面高度为36000km ，宇宙飞船和地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（ ）A.6次B.4次C.7次D.8次8. 一物块在高3.0m 、长5.0m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10m/s2，则（ ）A.物块与斜面间的动摩擦因数为0.5B.物块下滑过程中机械能守恒C.当物块下滑2.0m时机械能损失了12JD.物块下滑时加速度的大小为6.0m/s2二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共计16分。

每小题有多个选项符合题意．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分。

如图所示，某同学在研究运动的合成时做了下述活动：用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动，运动中保持直尺水平，同时，用右手沿直尺向右移动笔尖．若该同学左手的运动为匀速运动，右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动，则关于笔尖的实际运动，下列说法中正确的是（）A.笔尖做匀变速直线运动B.笔尖做匀速直线运动C.笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小D.笔尖做匀变速曲线运动如图所示，足够长的斜面上有a、b、c、d、e五个点，ab=bc=cd=de，从a点水平抛出一个小球，初速度为v时，小球落在斜面上的b点，落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为θ；不计空气阻力，则初速度为2v 时（）A.小球一定落在斜面上的e点B.小球可能落在斜面上的c点与d点之间C.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于θD.小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ我国天宫一号目标飞行器已完成了所有任务，预计在2018年上半年坠入大气层后烧蚀销毁．如图所示，设天宫一号原来在圆轨道Ⅰ上稳定飞行，到达P点时转移到较低的椭圆轨道Ⅱ（未进入大气层），则天宫一号（）A.在轨道Ⅰ上运动的周期大于轨道Ⅱ上运动的周期B.在P点减速进入轨道ⅡC.在轨道Ⅰ上的机械能大于轨道Ⅱ上的机械能D.在轨道Ⅰ上P点的加速度大于轨道Ⅱ上P点的加速度如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连。

弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。

物块的质量为m，AB＝a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零。

重力加速度为g。

则上述过程中（）A.物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W−32μmgaB.物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W−12μmgaC.经O点时，物块的动能小于W−μmgaD.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能三、实验题：本题共2小题，共计18分．请将解答填写在答题卡相应的位置．某同学学过平抛运动后，利用平抛运动知识测量某水平喷水口的流量Q（Q＝Sv，S为出水口的横截面积，v为出水口的水速），方法如下：（1）先用游标卡尺测量喷水口的内径D．如图甲所示，A、B、C、D四个图中，测量方式正确的是________．（2）正确测量得到的结果如图乙中的游标卡尺所示，由此可得喷水口的内径D＝________cm．（3）打开水阀，让水从喷水口水平喷出，稳定后测得落地点距喷水口水平距离为x，竖直距离为y，则喷出的水的初速度v0＝________（用x，y、g表示）．（4）根据上述测量值，可得水管内水的流量Q ＝________（用D 、x 、y 、g 表示）某班同学们在学习了向心力的公式F =mv 2r 和F =mω2r 后，分学习小组实验探究向心力．同学们用细绳系一纸杯（杯中有30mL 的水）在空中甩动，使杯在水平面内作圆周运动（如图所示），来感受向心力．（1）则下列说法中正确的是________A.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大B.保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变C.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将不变D.保持质量、角速度不变，增大绳长，绳对手的拉力将增大（2）如图甲，绳离杯心40cm 处打一结点A ，80cm 处打一结点B ，学习小组中一位同学手表记时，另一位同学操作，其余同学记录实验数据：操作一：手握绳结A ，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小． 操作二：手握绳结B ，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小．操作三：手握绳结A ，使杯在水平方向每秒运动二周，体会向心力的大小．操作四：手握绳结A ，再向杯中添加30ml 的水，使杯在水平方向每秒运动一周，体会向心力的大小． 则：①操作二与一相比较：质量、角速度相同，向心力的大小与转动半径大小有关； 操作三与一相比较：质量、半径相同，向心力的大小与角速度的大小有关； 操作三与二相比较：________相同，向心力大小与________有关； 操作四与一相比较：________相同，向心力大小与________有关； ②物理学中此种实验方法叫________法．③小组总结阶段，在空中甩动，使杯在水平面内作圆周运动的同学谈感受时说：“感觉手腕发酸，感觉力的方向不是指向心的向心力而是背离心的离心力，跟书上说的不一样”你认为该同学的说法正确否？答：________．四、计算题：本题共4小题，共计42分。

解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中明确写出数值和单位。

某电视台《快乐向前冲》节目的场地设施如图所示，AB 为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R 、角速度为ω、铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L ，平台边缘与转盘平面的高度差为H 。

选手抓住悬挂器可以在电动机的带动下，从A 点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为a 的匀加速直线运动。

选手必须做好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上。

设人的质量为m （不计身高），人与转盘间的最大静摩擦力为μmg ，重力加速度为g ，不计空气阻力。

（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？（2）若已知H ＝5m ，L ＝8m ，a ＝2m/s 2，g ＝10m/s 2，且选手从某处C 点释放能恰好落到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的？如图所示，一宇宙飞船绕地球中心做圆周运动，已知地球半径为R ，轨道1半径是2R ，现在欲将飞船转移到另一个半径为4R 的圆轨道2上去，已知地球表面处的重力加速度为g ，飞船质量为m ，万有引力常数为G ，求：（1）地球的质量（2）飞船在1、2两个轨道上做圆运动的环绕速度之比v1:v2＝？（3）理论上，若规定距地心无穷远处为引力势能零势能点，飞船和地球系统之间的引力势能表达式为E P=−GMmr，（其中r为飞船到地心的距离）请根据理论，计算完成这次轨道转移点火需要的能量如图，在竖直平面内，一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。

BC为圆弧轨道的直径。

O为圆心，OA和OB之间的夹角为α，sinα＝0.6，一质量为m的小球沿水平轨道向右运动，经A点沿圆弧轨道通过C点，落至水平轨道；在整个过程中，除受到重力及轨道作用力外，小球还一直受到一水平恒力的作用，已知小球在C点所受合力的方向指向圆心，且此时小球对轨道的压力恰好为零。

重力加速度大小为g。

求：（1）水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小；（2）小球从C点落至水平轨道所用的时间。

如图所示，足够大的水平光滑圆台中央立着一根光滑的杆，原长为L的轻弹簧套在杆上，质量均为m的A、B、C三个小球用两根轻杆通过光滑铰链连接，轻杆长也为L，A球套在竖直杆上。

现将A球搁在弹簧上端，当系统处于静止状态时，轻杆与竖直方向夹角θ＝37∘．已知重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，sin37∘＝0.6，cos37∘＝0.8。

（1）求轻杆对B的作用力F和弹簧的劲度系数k；（2）让B、C球以相同的角速度绕竖直杆匀速转动，若转动的角速度为ω0（未知）时，B、C球刚要脱离圆台，求轻杆与竖直方向夹角θ0的余弦和角速度ω0；（3）两杆竖直并拢，A球提升至距圆台L高处静止，受到微小扰动，A球向下运动，同时B、C球向两侧相反方向在圆台上沿直线滑动，A、B、C球始终在同一竖直平面内，观测到A球下降的最大距离为0.4L．A球运动到最低点时加速度大小为a0，求此时弹簧的弹性势能E p以及B球加速度的大小a。