内蒙古乌兰察布市育英高级中学2022-2023学年高三上学期第二次月考物理试题（Word版含答案）

乌兰察布市育英高级中学2022-2023学年度高三年级第二次月考物理试卷

 （考试时间：90分钟；满分：100分 命题人：李燕）

一、单选题(本题8小题，每小题4 分，共 32分。每小题只有一个选项符合题意)

1．一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐增大。图中分别画出了汽车转弯时受到的合力F的四种方向，可能正确的是（　　）

A． B．

C． D．

2．在长约1m的一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个大小适当的圆柱形红蜡块，玻璃管的开口端用胶塞塞紧，保证将其迅速竖直倒置时，红蜡块能沿玻璃管由管口匀速上升到管底。现将此玻璃管倒置安装在置于粗糙桌面上的小车上，如图所示，小车从A位置以初速度v0开始做匀减速运动，同时红蜡块沿玻璃管匀速上升。经过一段时间后，小车运动到虚线表示的B位置。按照题图建立的坐标系，在这一过程中红蜡块实际运动的轨迹可能是下列选项中的（   ）

A． B．

C． D．

3．由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103m/s，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103 m /s，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为（　　）

A．西偏北方向，1.9×103m/s

B．东偏南方向，1.9×103m/s

C．西偏北方向，2.7×103m/s

D．东偏南方向，2.7×103m/s

4．2021年12月9日，离地面约400km的中国空间站，“天宫课堂”第一课正式开讲。已知引力常量为、地球半径约为6400km，地球表面重力加速度为，则三位航天员在当天最多能看到几次日出（　　）

A．16 B．18 C．21 D．24

5．光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成角（如图所示），与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力 和沿y轴正方向的恒力，则（　　）

A．因为有 ，质点一定做曲线运动

B．如果 ，质点向y轴一侧做曲线运动

C．质点不可能做直线运动

D．如果 ,质点向x轴一侧做曲线运动

6．某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，则该行星（　　）

A．c到d的时间tcd>

B．a到b的时间tab>

C．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间

D．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间

7．一个物体在3个恒力的作用下做匀速直线运动，现撤去其中两个力，保持第三个力大小和方向均不变。关于该物体此后的运动，下列说法正确的是（　　）

A．不可能做圆周运动

B．可能做圆周运动

C．可能继续做匀速直线运动

D．一定做匀速直线运动

8．如图所示，某同学用一个小球在O点对准前方的一块竖直放置的挡板，O与A在同一高度，小球的水平初速度分别是，不计空气阻力。打在挡板上的位置分别是B、C、D，且。则之间的正确关系是（　　）

A． B．

C． D．

二、多选题（本题共4小题，每小题4分，共16分，每小题有多个选项正确，全对得4分，漏选得2分，选错或不选得0分）

9．2022年2月19日，北京冬奥会花样滑冰双人滑自由滑比赛在首都体育馆举行，中国选手隋文静/韩聪夺得双人滑冠军。如图所示，甲运动员以自己为转动轴拉着乙运动员做圆周运动。关于运动员做圆周运动的向心力、向心加速度，下列说法正确的是（　　）

A．运动员做匀速圆周运动时，其向心加速度时刻在改变

B．运动员向心加速度越大，其速率变化越快

C．向心力不改变速度的大小，只改变速度的方向

D．向心力可以同时改变速度的大小和方向

10．2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G。嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（   ）

A．线速度为 B．角速度为

C．周期为2π D．向心加速度为

11．如图，矩形金属框MNQP竖直放置，其中MN、PQ足够长，且PQ杆光滑，一根轻弹簧一端固定在M点，另一端连接一个小球，小球穿过PQ杆，金属框绕MN轴匀速转动，小球相对PQ杆静止。则以下说法中正确的是（　　）

A．小球一定受到三个力作用

B．若转动的角速度增大，弹簧的长度不变

C．若停止转动，小球会向下落

D．若转动的角速度不同，PQ杆对小球的弹力大小可能相同

12．如图所示，横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，固定在水平面上，现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上，其落点分别是a、b、c，下列判断正确的是（　　）

A．图中三小球比较，落在a点的小球飞行时间最长

B．图中三小球比较，落在c点的小球飞行时间最长

C．图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最小

D．图中三小球比较，落在c点的小球飞行过程速度变化最快

三、实验题（共15分）

13．（6分）如图所示的实验装置可以用来验证向心力公式。结实的细线一端系一个小钢球，细线另一端固定在天花板O点上。让小钢球在水平面内做匀速圆周运动。已知当地重力加速度为g，根据下列实验步骤，完成空格。

（1）用直尺测量出小钢球运动的轨道平面到悬点O的距离h。

（2）用秒表记录小钢球运动n圈的时间t，则圆周运动的角速度ω=___________（用测量量n、t表示）。

（3）若测量数据满足gt2=__________（用测量量n，h表示），就表明向心力公式成立。

14．（9分）用如图甲所示装置研究平抛运动，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上，钢球沿斜槽轨道PQ滑下后从Q点水平飞出，落在水平挡板MN上。由于挡板靠近硬板一侧较低，钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，重新释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

（1）下列实验条件必须满足的有_____；

A．斜槽轨道光滑

B．斜槽轨道末段水平

C．挡板高度等间距变化

D．每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

（2）为定量研究，建立以水平方向为x轴、竖直方向为y轴的坐标系。

取平抛运动的起始点为坐标原点，将钢球静置于Q点，钢球的_____(选填“最上端”“最下端”或“球心”)对应白纸上的位置即为原点。

若遗漏记录平抛轨迹的起始点，如图乙所示，在轨迹上取A、B、C三点，AB和BC的水平间距相等且均为，测得AB和BC的竖直间距分别是和，则___ (选填“>”“=”或“<”)。

四、解答题（共37分）

15．（7分）如图所示，物块A（可视为质点）从O点水平抛出，抛出后经0.6s抵达斜面上端P处时速度方向与斜面平行。此后物块紧贴斜面向下运动，又经过2s物块到达斜面底端时的速度为14m/s。已知固定斜面的倾角θ=37°，g取10m/s2．试求：

（1）抛出点O与P点的竖直距离h；

（2）物块A从O点水平抛出的初速度v0；

（3）物块与斜面之间的动摩擦因数。

16．（8分）某型号的舰载机质量为M＝2×104kg，在航空母舰的平直跑道上加速时，舰载机发动机产生的最大推力为F＝1×105N，所受到的阻力大小恒为f＝1×104N，方向与运动方向相反。已知平直跑道L＝100m，舰载机所需的最小起飞速度为v1＝50m/s。

（1）若航母不动，舰载机从静止开始启动，则其到达跑道末端的最大速度v2为多大？

（2）航母上一般安装有弹射系统，其中一种为蒸汽弹射器，如图所示，其作用相当于给舰载机一个沿运动方向上的推力。若航母以速度v3＝10m/s航行，假定蒸汽弹射器和舰载机上的发动机在100m加速全过程中都施以恒力，则蒸汽弹射器至少需要提供多大的力F1来帮助舰载机起飞？

17．（10分）半径为R的水平圆台可绕通过圆心O的竖直光滑细轴CC′转动，如图所示。圆台上沿相互垂直的两个半径方向刻有槽，质量为mA的物体A放在一个槽内，A与槽底间的动摩擦因数为μ0，质量为mB的物体B放在另一个槽内，此槽是光滑的，A、B间用一长为l（l<R）且不可伸长的轻绳绕过细轴相连。设物体A与槽的侧面之间没有作用力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试求：

（1）当圆台做匀速转动，A物体与圆盘之间刚好没有摩擦力且A、B两物体相对圆台不动时，A到圆心的距离x为多大？此时的转动角速度ω应为多大？

（2）当圆台做匀速转动，A、B两物体相对圆台不动且A物体与圆台间有摩擦时，转动角速度ω和A到圆心的距离x应满足的条件。

18．（12分）2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心成功升空，它是一颗地球同步轨道卫星。已知地球的平均半径为R0，自转周期为T0，地表的重力加速度为g。

（1）试求这颗同步卫星的轨道半径R。

（2）有一颗与上述同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径R的，试求该卫星的周期T'和该卫星每隔多长时间在地球上同一地点的正上方出现一次。（计算结果只能用题中已知物理量的字母表示）

（3）若已知地球质量m地=6.0×1024 kg，地球半径r=6 400 km，其自转周期T0=24 h，引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2.在赤道处地面上有一质量为m0的物体A，用W0表示物体A在赤道处地面上所受的重力，F0表示其在赤道处地面上所受的万有引力。请求出 的值（结果保留1位有效数字），并以此为依据说明在处理万有引力和重力的关系时，为什么经常可以忽略地球自转的影响。

参考答案：

1．B  2．A  3．B  4．A  5．D  6．A  7．A  8．C  9．AC  10．BC  11．BD

12．AC       13．                   14．     BD    球心     >

15．（1）;（2）;（3）

解（1）物体A竖直方向做自由落体运动，则有

（2）物体A竖直方向做自由落体运动，则有,故有

（3）由题意可知,由运动学方程有.在斜面上，受力分析可得

,解得,联立解得

16．（1）30m/s；（2）1.5×105N

解（1）对舰载机，根据牛顿第二定律可得F－f＝Ma,解得a＝4.5m/s2.根据速度—位移公式可得＝2Al,解得v2＝30m/s

（2）设舰载机的加速度为a′，则有＝2a′L,解得a′＝12m/s2.对舰载机受力分析，根据牛顿第二定律可得F1＋F－f＝Ma′,解得F1＝1.5×105N

17．（1）；ω可取任意值；（2）当<x≤l时，ω≤；当0≤x<时，ω≤

解（1）设绳上张力为F，当A、B相对于转盘静止且恰无摩擦力时，由牛顿第二定律得

F=mAω2x，F=mBω2(l-x),解得,此时ω可取任意值。

（2）当<x≤l时，A有沿半径向外滑动的趋势，受到的静摩擦力沿半径指向圆心，则由牛顿第二定律得F＋μ0mAg≥mAω2x，F=mBω2(l-x) ,解得ω≤当0≤x<时，A有沿半径向内滑动的趋势，受到的静摩擦力沿半径背向圆心，则由牛顿第二定律得F-μ0mAg≤mAω2x，F=mBω2(l-x) ,解得ω≤

19．（1）；（2）；（3）见解析

解（1）设同步卫星的质量为m，运动周期为T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，故G=mR. 同步卫星T=T0,而在地球表面mg=G ,由解得R=

（2）由开普勒第三定律可知T2∝R3 ,则  ,解得T'=  .设卫星每隔t时间在地球上同一地点的正上方出现一次，则  ,解得t=

（3）物体A在赤道处地面上所受的万有引力F0=G .对于物体A在赤道处地面上随地球运动的过程，设其所受地面的支持力为FN，根据牛顿第二定律有F0-FN=m0r  .物体A此时所受重力的大小为W0=FN=G-m0R .所以 .代入数据解得=3×10-3  .这一计算结果说明，地球赤道表面上静止的物体所受重力大小与所受地球引力大小差别很小，所以通常情况下可以忽略地球自转造成的地球引力大小与重力大小的区别。