2019北京市八一中学高三(上)10月月考物理

2019北京市八一中学高三（上）10月月考

物 理

2019.10.04

一、选择题：（共计48分，每题3分，选不全得2分，错选不得分）

1．在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等．以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是

A ．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法

B ．根据速度定义式，当非常非常小时，就可以表示物体在t 时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法

C ．在探究加速度、力和质量三者之间的关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系，该实验应用了控制变量法

D ．在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后

把各小段的位移相加，这里采用了微元法

2．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展。利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O 点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升。斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3。根据三次实验结果的对比，可以得到的最直接的结论是

A ．如果斜面光滑，小球将上升到与O 点等高的位置

B ．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C ．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D ．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

3.物体沿直线以恒定加速度运动, 它的位移与时间的关系是(的单位是m, 的单位是s)，则它的速度为零的时刻是

A ．

s B ．2s C ．4s D ．24s

4．小孩站在秋千板上做荡秋千的游戏，当秋千摆到最低点时，秋千板对小孩的支持力为F ，小孩受到的重力为G 。则下列判断中正确的是

A ．F 与G 的合力方向竖直向下，小孩处于超重状态

B ．F 与G 的合力方向竖直向下，小孩处于失重状态

t x v ??=t ?t

x

??s t 2

624t t s -=s t 6

1

C ．F 与G 的合力方向竖直向上，小孩处于超重状态

D ．F 与G 的合力方向竖直向上，小孩处于失重状态

5．如图所示，我某集团军在一次空地联合军事演习中，离地面H 高处的飞机以水平对地速度v 1发射一颗炸弹轰炸地面目标P ，反应灵敏的地面拦截系统同时以初速度v 2竖直向上发射一颗炮弹拦截(炮弹运动过程看做竖直上抛)，设此时拦截系统与飞机的水平距离为x ，若拦截成功，不计空气阻力，则v 1、v 2的关系应满足 A.21v x

H

v =

B.H x v v 2

1= C. 21v H

x

v =

D. 21v v = 6．在商场中，为了节约能源，无人时，自动扶梯以较小的速度运行，当有顾客站到扶梯

上时，扶梯先加速，后匀速将顾客从一楼运送到二楼，速度方向如图所示。若顾客与扶梯保持相对静止，下列说

法正确的是

A ．在加速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力

B ．在匀速阶段，顾客所受支持力大于顾客的重力

C ．在加速阶段，顾客所受摩擦力与速度方向相同

D ．在匀速阶段，顾客不受摩擦力作用

7．2011年11月3日凌晨1时29分，经历近43小时飞行和五次变轨的“神舟八号”飞船飞抵距地面343公里的近似为圆的轨道，与在此轨道上等待已久的“天宫一号”成功对接；11月16日18时30分，“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功分离，返回舱于11月17日19时许返回地面。下列有关“天宫一号”和“神舟八号”说法正确的是

A ．对接前“天宫一号”的运行速率一定小于11.2km/s

B ．若还知道“天宫一号”运动的周期，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量

C ．在对接前，应让“天宫一号”与“神舟八号”在同一轨道上绕地球做圆周运动，然后让“神舟八号”加速追上“天宫一号”并与之对接

D ．“神舟八号”返回地面时应先减速

8．将物体以60J 的初动能竖直向上抛出,当它上升到某点P 时,动能减为10J,机械能损失10J,若空气阻力大小不变,则物体落回到抛出点时的动能为

A 36J

B 40J

C 48J

D 50J

9．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是

A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同

B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同

C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度

1

E

P

v

D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量

10．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心加速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1；同步通信卫星的向心加速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2；“神州”六号飞船（距地面高度343km ）的向心加速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3．则

A ．

B ．

C ．

D ．

11．如图1所示，物体受到水平推力F 的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推

力F 、物体速度v 随时间t 变化的规律如图2所示。取g=10m/s 2

。则

A ．物体的质量m = 1.0 kg

B ．物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20

C ．第2s 内物体克服摩擦力做的功W= 2.0 J

D ．前2s 内推力F 做功的平均功率P = 1.5 W

12．如图所示，将质量为m 的小球以速度v 0由地面竖直向上抛出。小球落回地面时，其速度大小为03

4

v 。设小球

在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于

A ．3

4

mg

B ．3

16

mg C ．

7

16mg D ．

7

25

mg 13、如图所示的单摆，摆球a 向右摆动到最低点时，恰好与一沿水平方向向左运动的粘性小球b 发生碰撞，并粘在一起，且摆动平面不变。已知碰撞前a 球摆动的最高点与最低点的高度差为h ，摆动的周期为T ，a 球质量是b 球质量的5倍，碰撞前a 球在最低点的速度是b 球速度的一半。则

A 、碰撞过程中摆动a 球和b 球构成的系统满足动量守恒

B 、碰撞过程中摆动a 球和b 球构成的系统不满足动量守恒

C 、碰撞后摆球最高点与最低点的高度差为0.3h

D 、碰撞后摆球最高点与最低点的高度差为0.25h

14．如图所示，水平传送带在电动机带动下始终保持以速度v 匀速运动，某时刻一质量为m 的物块轻放在传送带的左端。在物块放上传送带到物块与传送带相对静止的过程中，下列说法正确的是

321a a a >>321

a a a >>321

v v v >>321

ωωω>=v 0

F

图1

1

2

3

F/N

t/s

2 1

3 3

0 1

2

2 -1t/s

1

图2

A ．皮带对物块所做的功为21

2m v

B ．物块对皮带所做的功为22

1

v m

C ．物块与皮带间由于摩擦而产生的热量为2v m

D ．由于传送该物块电动机需要多做的功为2v m

15．“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下。将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动。从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是

A ．绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小

B ．绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小

C ．绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大

D ．人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力

16．如图8甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k ，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A 连接；两物块A 、B 质量均为m ，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F 拉动物块B ，使B 做加速度为a 的匀加速运动，A 、B 两物块在开始一段时间内的v-t 关系分别对应图乙中A 、B 图线（t 1时刻A 、B 的图线相切，t 2时刻对应A 图线的最高点），重力加速度为g ，则

A ．t 2时刻，弹簧形变量为0

B ．t 1时刻，弹簧形变量为(mg sin θ+ma ）/k

C ．从开始到t 2时刻，拉力F 逐渐增大

D ．从开始到t 1时刻，拉力F 做的功比弹簧弹力做的功少

二、计算论述题。本题包括6小题，共52分。解答应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，答案中必须明确写出数值和单位。

17、（8分）已知地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，不考虑地球自转的影响。 （1）推到第一宇宙速度v 1的表达式；

（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h ，求卫星的运行周期T 。

（3）在距地球表面高度恰好等于地球半径时，探测卫星上的观测仪器某一时刻能观测到的地球表面赤道的最大弧长。（此探测器观测不受日照影响，不考虑空气对光的折射）

v

甲

θ

F

A B

图8

v t

v 1

t 1 t 2

B A

v 乙

18、（8分）如图所示，跳台滑雪运动员从滑道上的A 点由静止滑下，经时间t 0从跳台O 点沿水平方向飞出。已知O 点是斜坡的起点，A 点与O 点在竖直方向的距离为h ，斜坡的倾角为θ，运动员的质量为m 。重力加速度为g 。不计一切摩擦和空气阻力。求：

（1）运动员经过跳台O 时的速度大小v ；

（2）从A 点到O 点的运动过程中，运动员所受重力做功的平均功率G P ；

（3）从运动员离开O 点到落在斜坡上重力的冲量I G 。

19、（9分）如图所示，半径R = 0.1m 的竖直半圆形光滑轨道BC 与水平面AB 相切，AB 距离x = 1m 。质量m = 0.1kg 的小滑块１放在半圆形轨道末端的B 点，另一质量也为

m = 0.1kg 的小滑块2，从A 点以v 0 = 210m/s 的初速度在水平面上滑行，两滑块相碰，碰撞时间极短，碰后两

滑块粘在一起滑上半圆形轨道。已知滑块2与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.2。取重力加速度g = 10m/s2。两滑块均可视为质点。求

（1）碰后瞬间两滑块共同的速度大小v ； （2）两滑块在碰撞过程中损失的机械能ΔE ； （3）在C 点轨道对两滑块的作用力大小F 。

20．（9分）一般来说，正常人从距地面1.5m 高处跳下，落地时速度较小，经过腿部的缓冲，这个速度对人是安全的，称为安全着地速度。如果人从高空跳下，必须使用降落伞才能安全着陆，其原因是，张开的降落伞受到空气对伞向上的阻力作用。经过大量实验和理论研究表明，空气对降落伞的阻力f 与空气密度ρ、降落伞的迎风面积S 、降落伞相对空气速度v 、阻力系数c 有关（由伞的形状、结构、材料等决定），其表达式是f=2

1

cρSv 2。根据以上信息，解决下列问题。（取g=10m/s 2

）

（1）在忽略空气阻力的情况下，计算人从1.5m 高处跳下着地时的速度大小（计算时人可视为质点）； （2）在某次高塔跳伞训练中，运动员使用的是有排气孔的降落伞，其阻力系数c=0.90，空气密度取ρ＝

1.25kg/m 3

。降落伞、运动员总质量m=80kg ，张开降落伞后达

到匀速下降时，要求人能安全着地，降落伞的迎风面积S 至

少是多大？

（3）跳伞运动员和降落伞的总质量m=80kg ，从h=65m 高的跳伞塔上跳下，在下落过程中，经历了张开降落伞前自由下落、张开降落伞后减速下落和匀速下落直至落地三个阶段。图12是通过固定在跳伞运动员身上的速度传感器绘制出的从张开降落伞开始做减速运动至达到匀速运动时的v-t 图像。根据图像估算运动员做减速运动的过程中，空气阻力对降落伞做的功。

t/s

v/m ?s -1 1.0

2.0

3.0

图12

10 20

x

A

B

C O R

v 0 m m

2 1

21．（9分）如图1所示为某农庄灌溉工程的示意图，地面与水面的距离为H 。用水泵从水池抽水

（抽水过程中H 保持不变），龙头离地面高h ，水管横截面积为S ，水的密度为ρ，重力加速度为g ，不计空气阻力。

（1）水从管口以不变的速度源源不断地沿水平方向喷出，水落地的位置到管口的水平距

离为10h 。设管口横截面上各处水的速度都相同。求： a ．每秒内从管口流出的水的质量m 0； b ．不计额外功的损失，水泵输出的功率P 。

（2）在保证水管流量不变的前提下，在龙头后接一喷头，如图2所示。让水流竖直向下喷

出，打在水平地面上不反弹，产生大小为F 的冲击力。由于水与地面作用时间很短，可忽略重力的影响。求水流落地前瞬间的速度大小v 。

22．（9分）（1）科学家发现，除了类似太阳系的恒星-行星系统，还存在许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙有了较深刻的认识。双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度（直径）都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当做孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是M 0，两者相距L ，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，引力常量为G 。求：

①该双星系统中星体的加速度大小a ； ②该双星系统的运动周期T 。

（2）微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。对于氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星-行星系统，记为模型Ⅰ。另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转，而是类似天文学中的双星系统，核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动，记为模型Ⅱ。已知核外电子的质量为m ，氢原子核的质量为M ，二者相距为r ，静电力常量为k ，电子和氢原子核的电荷量大小均为e 。

①模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用E k Ⅰ、E k Ⅱ表示，请推理分析，比较E k Ⅰ、E k Ⅱ的大小关系；

②模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期分别用T Ⅰ、T Ⅱ表示，通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案，请从周期的角度分析这样简化处理的合理性。

图2

喷头

h

水泵

水

龙头

H

水 图1

h

10h 龙头

水

2019北京市八一中学高三（上）10月月考物理参考答案

1.BCD

2.A

3.B

4.C

5.C

6.AD

7.AD

8.A

9.B 10.BCD 11.CD 12.D 13.AD 14.D 15.A 16.BD

17（1

）1v （2

）T =

3）L BC =2πR /3 18（1）gh v 2=

（2）0

t mgh t W P G ==

（3）g

gh t θ

tan 22=

I G =θtan 22gh m t =

19.（1）以滑块2为研究对象，从A 到B

以两滑块为研究对象，碰撞前后

根据动量守恒定律mv B = 2mv

（2分） 代入数据求出v = 3m/s

（

2分）

代入数据求出ΔE = 0.9J

（2分）

（3）以两滑块为研究对象，从

B 到C

在C 点，两滑块受重力和轨道的作用力F 代入数据求出 F = 8N

（2分）

20（1）gh v 20==30m/s=5.5m/s

（2）2

2v c mg S ρ=

=30

25.19.010802????m 2=47.4m 2

… （3）43.510J W =-?

21、（1）a.水从管口沿水平方向喷出做平抛运动，设水喷出时速度为v 0，落地时间为t

水平方向

（1分）

t

v h 010=

时间t0内喷出的水的质量m=ρV=ρv0t0S （1分）

联立以上各式解得

（2分）

b．时间t0内水泵输出功（2分）

输出功率（2分）

解得

（2分）

（2）取与地面作用的一小块水Δm为研究对象

根据动量定理（2分）

由题意可知（2分）

解得（

2分）

22．（1）①根据万有引力定律和牛顿第二定律有：

2

2

GM

M a

L

=………（2分）

解得0

2

GM

a

L

=…………………………………………………………………（1分）

②由运动学公式可知，

2

2

4

2

L

a

T

π

=?…………………………………………（1分）

解得2

T=1分）

（2）①模型Ⅰ中，设电子和原子核的速度分别为v对于电子绕核的运动，根据库仑定律和牛顿第二定律有22

2

ke mv

r r

=……………………………………………………（1分）

解得：

2

2

k

1

22

ke

E mv

r

==

Ⅰ

………………………………………………………（2分）

模型Ⅱ中，设电子和原子核的速度分别为v1、v2，电子的运动半径为r1，原子核的运动半径为r2。根据库仑定律和牛顿第二定律

对电子有：2

2

1

2

1

mv

ke

r r

=，解得

2

2

k111

2

1

=

22

ke

E mv r

r

=…………………………（1分）

对于原子核有：2

2

2

2

2

=

Mv

ke

r r

，解得

2

2

k222

2

1

=

22

ke

E Mv r

r

=……………………（1分）

系统的总动能：E kⅡ=E k1+ E k2=

22

12

2

()

22

ke ke

r r

r r

+=……………………………（3分）

mρ

=

2

1

()

2

W mg H h mv

=++

t

W

P=

26)

P H h

ρ

=+

F t m v

??=??

m m t

?=??

v=

即在这两种模型中，系统的总动能相等。……………………………………（1分） ②模型Ⅰ中，根据库仑定律和牛顿第二定律有

22224ke m r r T π=Ⅰ

，解得23224mr T ke π=

Ⅰ………………………………………………（1分）

模型Ⅱ中，电子和原子核的周期相同，均为T Ⅱ………………………………（1分） 根据库仑定律和牛顿第二定律

对电子有2212

24ke m r r T π=?Ⅱ

，解得22

1224ke T r r m π=Ⅱ

对原子核有22

222

4ke M r r T π=?Ⅱ

，解得222224ke T r r M π=Ⅱ 因r 1+r 2=r ，将以上两式代入，可解得232

2

4()mMr T ke M m π=+Ⅱ………………………（2分）

所以有T T =ⅠⅡ1分） 因为M >>m ，可得T Ⅰ≈T Ⅱ，所以采用模型Ⅰ更简单方便。…………………（1分）