江苏省启东中学2021届高三上学期期初考试 物理（含答案）

启东中学高三期初物理检测卷

（试卷满分100分，考试时间90分钟）

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

B．物体做变速率曲线运动时，其所受合外力不可能是恒力

C．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

D．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

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．　　　　B．        C．        D．

3．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(　　)

A．初速度小    

B．在最高点时速度小

C．质量小    

D．在空中运动时间短

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Ek 与水平位移x关系的图象是(　　)

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的线速度大小为(　　)

A．   B．vsin θ    

C．     D．vcos θ

6．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是(　　)

A．如图a，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

B．如图b所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变

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两位置小球的圆运动周期相等

D．火车转弯超过规定速度行驶时，内侧轨道对火车轮缘会有侧向挤压作用

7．假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200 km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400 km，地球同步卫星距地面高为36000 km，宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运动，每当两者相距最近时，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，某时刻两者相距最远，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．4次   B．6次 

C．7次   D．8次

8．一物块在高3.0 m、长5.0 m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10 m/s2．则(　　)

A．物块下滑过程中机械能守恒

B．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5

C．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s2

D．当物块下滑2.0 m时机械能损失了12 J

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．

9．如图所示，某同学在研究运动的合成时做了如图所示活动：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，下列说法正确的是(　　)

A．笔尖做匀速直线运动

B．笔尖做匀变速直线运动

C．笔尖做匀变速曲线运动

D．笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小

10．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，初速度为2v时(　　)

A．小球可能落在斜面上的c点与d点之间   

B．小球一定落在斜面上的e点

C．小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角大于θ

D．小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为θ

11．我国天宫一号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毁．如图所示，设天宫一号原来在圆轨道Ⅰ上飞行，到达P点时转移到较低的椭圆轨道Ⅱ上(未进入大气层)，则天宫一号(　　)

A．在P点减速进入轨道Ⅱ

B．在轨道Ⅰ上运动的周期大于轨道Ⅱ上运动的周期

C．在轨道Ⅰ上的加速度大于轨道Ⅱ上的加速度

D．在轨道Ⅰ上的机械能大于轨道Ⅱ上的机械能

12．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，拉力做得功为W．撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中(    )

A．物块在A点时，弹簧的弹性势能等于

B．物块在B点时，弹簧的弹性势能小于

C．经O点时，物块的动能小于W－μmga

D．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．

13．(8分)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）．

14．如图所示，同学们分小组探究影响向心力大小的因素．同学们用细绳系一个小沙袋在空气中甩动，使小沙袋在水平面内做圆周运动，来感受向心力． 

(1)下列说法中正确的是________．

A．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将不变

B．保持质量、绳长不变，增大转速，绳对手的拉力将增大

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，绳上离小沙袋重心40 cm处打一个绳结A，80 cm处打一个绳结B，学习小组中一位同学用手表计时，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，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小．

操作二：手握绳结B，使小沙袋在水平方向每秒运动1周，体会向心力的大小．

操作三：手握绳结A，使小沙袋在水平方向每秒运动2周，体会向心力的大小．

操作四：手握绳结A，再向小沙袋中添加少量沙子，使小沙袋在水平方向每秒运动1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；

操作四与一相比较：               相同，向心力大小与            有关．

②物理学中把此种实验方法叫               法．

③小组总结阶段，在空中甩动，使小沙袋在水平面内做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圆心的向心力而是背离圆心的离心力，跟书上说的不一样”，你认为该同学的说法是否正确，为什么？

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．

15．(7分)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＝5 m，L＝8 m，a＝2 m/s2，g＝10 m/s2，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？

16．(9分)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，（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．

17．(12分)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)小球达A点时对圆弧轨道的压力大小；

(3)小球从C点落至水平轨道所用的时间．

18．(14分) 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球运动至最低点时的加速度大小为a0，求此时弹簧的弹性势能EP以及B球加速度的大小a．

江苏省启东中学2020~2021学年度第一学期

高三物理期初考试参考答案

（试卷满分100分，考试时间90分钟）

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．D    2．D    3．B    4．A   5．C    6．B   7．C    8．B

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．

9．CD   10．BD   11．ABD   12．BC

三、实验题：本题共2小题，每空2分，共计18分．请将解答填写在答题卡相应的位置．

13．(8分) (1)C；  (2)1.044cm；  (3)；  (4)

14．(10分)

(1)BD

(2) ①角速度（线速度）、半径 ，  质量  ；

②控制变量；

③说法不对，该同学受力分析的对象是自己的手，我们实验受力分析的对象是小沙袋，细线的拉力提供小沙袋做圆周运动的向心力指向圆心，细线对手的拉力与“向心力”大小相等，方向相反，背离圆心。

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．

15．(7分)

解：(1)设人落在距圆心R处不被甩下，最大静摩擦力提供向心力，

则有μmg≥mω2·R                       (2分)

即转盘转动的角速度满足ω≤        (1分)

(2)沿水平加速段位移为x1，时间为t1

平抛运动的水平位移为x2，时间为t2

则加速时有x1＝at，v＝at1                     (1分)

平抛运动阶段x2＝vt2，H＝gt                 (1分)

全程水平方向x1＋x2＝L                           (1分)

代入数据，联立各式解得t1＝2 s(另一解不符合题意，舍去)

则选手从平台出发2 s后释放悬挂器       (1分)

16．(9分)

解：(1)设在地面附近有一小物体m0，由，(1分)

得；                                  (1分)

(2)飞船在轨道1由，得， (1分)

飞船在轨道2由，得，   (1分)

所以v1：v2=：1                              (1分)

(3)设飞船的轨道半径为r，由，得飞船的动能，(1分)

则飞船的机械能为，                 (1分)

则在轨道1上飞船的机械能为，

在轨道1上飞船的机械能为                            (1分)

所以完成这次轨道转移点火需要的能量为。       (1分)

17．(12分)

解：(1)设水平恒力的大小为F0，小球到达C点时所受合力的大小为F，由力的合成法则，则有： ，F2=（mg）2+F02；                         (1分)

设小球到达C点时的速度大小为v，由牛顿第二定律得：     (1分)

联立上式，结合题目所给数据，解得：，         (2分)

(2)设小球到达A点的速度大小v1，作CD⊥PA，交PA于D点，

由几何关系得：DA=Rsinα，CD=R（1+cosα）　

由动能定理有，－mg•CD－F0•DA=                   (1分)

在A点有                                         (1分)

联立上式，结合题目所给数据， FN=6.75mg，                         (1分)

   由牛顿第三定律可知，小球达A点时对圆弧轨道的压力大小为6.75mg。   (1分)

(3)小球离开C点后，在竖直方向上做初速度不为零的匀加速直线运动，加速度大小为g，设小球在竖直方向的初速度为v⊥，从C点落到水平轨道上所用时间为t，

由运动学公式，则有： ，                          (1分)

又v⊥=vsinα ，                                                   (1分)

联立上式，结合题目数据，解得：。                        (2分)

18．(14分)

解：(1)平台光滑，对B球进行受力分析，有重力和平台的支持力，如果此杆有作用力，

则B球不可能平衡。故轻杆对B球的作用力F＝0，　　　(2分)，

弹簧的形变量：△L=L－Lcosθ

对A进行受力分析，由平衡条件有：k△L＝mg，　　　

代入数据得弹簧的劲度系数；                 (2分)

(2)对A、B、C三个小球整体分析，三球在竖直方向有k（L－Lcosθ0）＝3mg，

代入数据得，                              (2分)

对B进行受力分析，mgtanθ0＝mω02 Lsinθ0

代入数据得；                              (2分)

(3)当A球下降h=0.4L时，ABC速度均为零，

由机械能守恒有此时弹簧的弹性势能EP＝0.4mgL，        (3分)

     设杆此时拉力为FT，由几何关系知杆与竖直方向夹角为θ1＝53°，

A的加速度竖直向上，由牛顿第二定律有：kh－2FT cosθ1－mg＝ma0    (1分)

B的加速度水平向右，由牛顿第二定律有：FT sinθ1－mg＝ma             (1分)

代入数据得        (1分)