【精准解析】安徽省合肥市第十一中学2019-2020学年高一下学期第三次月考物理试题
2019－2020学年度第二学期高一年级
第三次教学质量检测物理试卷
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分，其中1-8每小题只有一个选项正确，选对得4分，选错得0分，9-12每小题至少有两个选项正确，全对得4分，少选得2分，错选得0分）
1.小球在水平桌面上做匀速直线运动，当它受到如图所示方向的力的作用时，小球可能运动的方向是：
A. Oa
B. Ob
C. Oc
D. Od
【答案】D
【解析】
【详解】曲线运动中合力总是指向曲线的凹侧，D对；
2.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．对以下几位物理学家所作科学贡献的表述中，与事实相符的是
A. 哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
B. 开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律
C. 笛卡尔根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因
D. 牛顿首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推理）和谐地结合起来
【答案】B
【解析】
【详解】A.哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故A错误；
B.开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律，故B正确；
C.伽利略根据理想斜面实验，提出了力不是维持物体运动的原因，故C错误；
D.伽利略首先将实验事实和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来，故D错误．
3.有一条两岸平直、河水均匀流动，流速恒为v的大河，一条小船渡河，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，小船在静水中的速度大小为2v，去程与回程所用时间之比为
A. 3∶2
B. 2∶1
C. 3∶1
D. 3:2
【答案】D 【解析】
小船在静水中的速度大小为2v ，当船头指向始终与河岸垂直，则有：2c d d t v v
=
=去；当回程时行驶路线与河岸垂直，而回头时的船的合速度为：22(2)3v v v v =-=合；则有：
=3d t v v
=
回合；因此去程与回程所用时间之比为3：2，故D 正确，ABC 错误；故选D ． 4.如图所示，长为L 的细绳一端固定，另一端系一质量为m 的小球．给小球一个合适的初速度，小球便可在水平面内做匀速圆周运动，这样就构成了一个圆锥摆，设细绳与竖直方向的夹角为θ，下列说法中正确的是（ ）
A. 小球受重力、绳的拉力和向心力作用
B. 小球受重力、绳的拉力和摩擦力作用
C. θ越大，小球运动的速度越大
D. θ越大，小球运动的周期越大 【答案】C 【解析】
【详解】AB ．小球只受重力和绳拉力作用，二者合力提供向心力，则AB 选项错误； C ．小球做圆周运动的半径为
R=L sinθ
则由牛顿第二定律得
2
tan mv mg R
θ＝ 得到线速度
sin sin tan cos gL
v gL θθθ
=＝
θ越大，sinθ、tanθ越大，小球运动的速度越大，则C 选项正确；
D ．小球运动周期
2cos 2R L T v g
πθ
π＝
＝ 因此，θ越大，小球运动的周期越小，则D 选项错误。 故选C 。
5.质量为m 的石块从半径为R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么 （ ）
A. 因为速率不变，所以石块的加速度为零
B. 石块下滑过程中受的合外力越来越大
C. 石块下滑过程中,加速度大小不变，方向在变化
D. 石块下滑过程中，摩擦力大小不变，方向时刻在变化 【答案】C 【解析】
【详解】石块的速率不变，做匀速圆周运动，根据2
v a r =可知，加速度大小恒定，方向时刻
变化，A 错误，C 正确；石块做匀速圆周运动，合力2
v F m r
=合，可知合外力大小不变，B 错
误；物块在运动过程中受重力、支持力及摩擦力作用，如图所示：
支持力与重力沿半径方向的分力，一起充当向心力，在物块下滑过程中，速度大小不变，则在切向上摩擦力与重力沿切线方向的分力大小相等，方向相反，因重力沿切线方向的分力变小，故摩擦力也会越来越小，D 错误．
6.某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3，则此卫星运行的周期大约是( ) A. 1～4天之间 B. 4～8天之间
C. 8～16天之间
D. 16～20天
之间 【答案】B 【解析】
【详解】试题分析：设人造卫星轨道半径为r ，则月球轨道半径为3r ，它们都是绕地球做匀速圆周运动，围绕同一个中心天体，根据开普勒第三定律
，可以得出
，
代入计算3
3276B A
r T T r
=≈天，所以B 项正确； 考点：本题考查了开普勒第三定律
7.如图所示，A 是静止在赤道上随地球自转的物体，B 、C 是在赤道平面内的两颗人造卫星，B 位于离地面高度等于地球半径的圆形轨道上，C 是地球同步卫星．下列关系正确的是
A. 物体A 随地球自转的线速度大于卫星B 的线速度
B. 卫星B 的角速度小于卫星C 的角速度
C. 物体A 随地球自转的周期大于卫星C 的周期
D. 物体A 随地球自转的向心加速度小于卫星C 的向心加速度 【答案】D 【解析】 【详解】A ．根据
22Mm v G m r r
= 知
GM
r
C 的轨道半径大于B 的轨道半径，则B 的线速度大于C 的线速度，A 、C 的角速度相等，根据
v=rω知，C 的线速度大于A 的线速度，可知物体A 随地球自转的线速度小于卫星B 的线速度，
故A 错误． B ．根据
22Mm
G
mr r
ω= 知
3GM
r
ω=
因为C 的轨道半径大于B 的轨道半径，则B 的角速度大于C 的角速度，故B 错误．
C ．A 的周期等于地球的自转周期，C 为地球的同步卫星，则C 的周期与地球的自转周期相等，所以物体A 随地球自转的周期等于卫星C 的周期，故C 错误．
D ．因为AC 的角速度相同，根据a=rω2
知，C 的半径大于A 的半径，则C 的向心加速度大于 A 的向心加速度，所以物体A 随地球自转的向心加速度小于卫星C 的向心加速度，故D 正确． 故选D ．
8.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 变化的规律分别如图甲、乙所示。取g ＝10m/s 2
，则下列说法错误的是（ ）
A. 物体的质量m ＝0.5kg
B. 物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.40
C. 第2s 内物体克服摩擦力做的功W ＝2J
D. 前2s 内推力F 做功的平均功率P ＝3W 【答案】D 【解析】
【详解】A ． 由速度时间图线知，在2-3s 内，物体做匀速直线运动，可知推力等于摩擦力，可知f =2N ，在1-2s 内，物体做匀加速直线运动，由速度时间图线知
222
m/s 2m/s 21
a =
=- 根据牛顿第二定律得，F 2-f =ma ，代入数据解得
m =0.5kg
故A 正确不符合题意；
B ． 物体与水平面间的动摩擦因数
2
0.405
f m
g μ=
== 故B 正确，不符合题意； C ． 第2s 内的位移
2211
21m 1m 22
x at =
=??= 则物体克服摩擦力做功
W =fx 2=2×1J=2J
故C 正确，不符合题意；
D ． 前2s 内位移x =x 2=1m ，则推力F 做功的大小
W F =F 2x 2=3×1J=3J
则平均功率
3
W 1.5W 2
F W P t =
== 故D 错误符合题意；
9.如图所示, a 、b 两个小球从不同高度同时沿相反方向水平抛出,其平抛运动轨迹的交点为
P ,则以下说法正确的是
A. a 、b 两球同时落地
B. b 球先落地
C. a 、b 两球在P 点相遇
D. 无论两球初速度大小多大,两球总不能相遇 【答案】BD
【解析】
【详解】做平抛运动时，下落的时间取决于下落的高度，从图中可知a 球下落的高度大于b
球，根据t =
a 球下落过程中的时间长，故
b 球先落地，A 错误B 正确；由于在P 点两球下落的高度不同，所以到达P 点的时间不同，故不能在P 点相遇，C 错误D 正确； 10.一轻杆一端固定一质量为m 的小球，以另一端O 为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，以下说法正确的是（ ） A. 小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零 B.
C. 小球过最高点时，杆对球的作用力方向可以与球所受重力方向相反
D. 小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相同 【答案】AC 【解析】
【详解】A
．小球过最高点时，当球的速度为v =
A 项正确；
B ．小球过最高点时，轻杆能够对小球提供支持力，则小球过最高点时的
最小速度是零，故B 项错误；
CD ．小球过最高点时，杆对球的作用力方向可以是竖直向上的支持力，与球所受重力方向相反，也可以是向下的拉力，与球所受重力方向相同，故C 项正确，D 项错误。 故选AC 。
11.利用引力常量G 和下列某一组数据，能计算出地球质量的是 A. 地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） B. 人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C. 月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D. 地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间距离 【答案】ABC 【解析】
【详解】A. 根据地球表面物体重力等于万有引力可得：
2
GMm
mg R =
， 所以，地球质量：
G
gR M 2
=， 故A 可计算；
B. 由万有引力做向心力可得：
22
2
24GMm v m m R R R T
π==， 故可根据v ，T 求得R ，进而求得地球质量，故B 可计算； CD.根据万有引力做向心力可得：
2
2
24GMm m r r T
π=， 故可根据T ，r 求得中心天体的质量M ，运动天体的质量m 的质量无法求解，故C 可计算，D 不可计算。
本题选不能计算出的，故选：ABC 。
12.将一质量为m 的排球竖直向上抛出，它上升了H 高度后落回到抛出点。设排球运动过程中受到方向与运动方向相反、大小恒为f 的空气阻力作用，已知重力加速度大小为g ，且f B. 排球从抛出至上升到最高点的过程中，克服阻力做的功为fH C. 排球整个上升过程克服重力做的功大于整个下降过程重力做的功 D. 排球整个上升过程克服重力做功的平均功率大于整个下降过程重力做功的平均功率 【答案】BD 【解析】 【详解】A ．排球在上升过程中，根据牛顿第二定律得 mg f f a g m m += =+ 可知上升过程中加速度大于重力加速度g ，故A 错误； B ．排球从抛出至上升到最高点的过程中，克服阻力做功fH ，故B 正确； C ．排球在上升过程中克服重力做功为mgH ，下降过程中重力做功为mgH ，大小相等，故C 错误； D ．排球整个上升过程的加速度大小大于下降过程中加速度的大小，根据2 12 h at = ，所以上升 过程中的运动时间小于下降过程中的运动时间，根据 mgh P t 可知，上升过程中克服重力做 功的平均功率大于整个下降过程重力做功的平均功率，故D正确。 故选BD。 二、填空与实验题（共两小题，每空2分，共18分） 13.在“研究平抛物体运动”的实验中，可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度。 （1）实验简要步骤如下： A．让小球多次从斜槽上同一位置上由静止滚下，记下小球落在接球凹槽的一系列位置 B．安装好器材，注意斜槽末端水平和平板竖直，记下斜槽末端O点和过O点的竖直线 C．测出曲线上某点的坐标x、y，算出该小球的平抛初速度，实验需要对多个点求v0的值，然后求它们的平均值 D．取下白纸，以O为原点，以竖直线为轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛轨迹 上述实验步骤的合理顺序是_（只排列序号即可）；步骤C中计算小球平抛运动的初速度的表达式为________。 （2）在探究平抛运动规律的实验中，下列关于实验误差的的说法，正确的是_______。 A．若斜槽轨道末端没有调整水平，会导致误差 B．斜槽轨道的不光滑会产生误差 C．为减小实验误差，实验小球应选用质量较大、体积较小的金属球 D．小球在斜槽轨道上释放点的高度越高，实验误差越小 （3）某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，因没有记录轨道末端位置，在轨迹上任取一点a为坐标原点建立如图的坐标系（y轴竖直，x轴水平），又在轨迹上另取b、c两点的位置（如图），（g取10m/s2）则小球平抛的初速度为________m/s。 【答案】 (1). BADC (2). 0v = (3). AC (4). 2.0 【解析】 【详解】（1）[1]．实验操作中要先安装仪器，然后进行实验操作，最后处理数据，故实验顺序为：BADC 。 [2]．水平方向 x =v 0t 竖直方向 2 12 h gt = 解得 0v =（2）[3]．A ．若斜槽轨道末端没有调整水平，则小球不能做平抛运动，则会导致误差，选项A 正确； B ．斜槽轨道的不光滑对实验无影响，只要到达底端的速度相等即可，选项B 错误； C ．为减小实验误差，实验小球应选用质量较大、体积较小的金属球，选项C 正确； D ．小球在斜槽轨道上释放点的 高度对实验无影响，只要每次从斜槽上同一点由静止释放即可， 选项D 错误。 故选AC 。 （3）[4]．在竖直方向上，根据△y =gT 2得，相等的时间间隔 0.200.1s y T g = ＝＝ 则平抛运动的初速度 00.20m/s 2.0m/s 0.1 x v T ＝＝＝ 14.一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕行一圈后，着陆在该行星上。飞船上备有以下器材： A ．秒表一只 B ．质量为m 的物体一个 C ．弹簧测力计一个 D ．天平一架（带砝码） 宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量，依据测量数据，可求得该星球的半径R 及质量M ，已知引力常量为G 。 （1）绕行时需测量的物理量为________________________(说明物理量的名称及符号)，选用的器材是________（填序号）； （2）着陆后需测量的物理量为________________________(说明物理量的名称及符号)，选用的器材是________（填序号）； （3）利用测得的物理量写出半径R =_________。 【答案】 (1). 绕行一圈所用时间T (2). A (3). 质量为m 的物体的重力F (4). BC (5). 224FT m π 【解析】 【详解】对于在行星表面的圆形轨道上的飞船，轨道半径近似等于行星的半径，设为R ．由万有引力等于重力等于向心力 2 224Mm F mg G m R R T π=== 解得 2 2 4FT R m π= （1）[1][2]．绕行时需测量的物理量为绕行一圈所用时间T ，选用的器材是秒表A ； （2）[3][4]．着陆后需测量的物理量为质量为m 的物体的重力F ，选用的器材是质量为m 的物体一个以及弹簧测力计，故选BC 。 （3）[5]．利用测得的物理量写出半径 2 24FT R m π= 三、解答题（共3小题，第15题10分，第16题12分，第17题12分，共34分；要有必要的文字说明、公式、方程和计算过程） 15.如图所示，半径R =0.50m 的光滑四分之一圆轨道MN 竖直固定在水平桌面上，轨道末端切线水平且端点 N 处于桌面边缘，把质量m =0.20kg 的小物块从圆轨道上某点由静止释放，经过N 点后做平抛运动，到达地面上的P 点。已知桌面高度h =0.80m ，小物块经过N 点时的速度 v 0=3.0m/s ，g 取 10m/s 2。不计空气阻力，物块可视为质点，求： (1)小物块经过圆周上N 点时对轨道压力 F 的大小； (2)P 点到桌面边缘的水平距离x ； (3)小物块落地前瞬间速度v 的大小。 【答案】(1)5.6N ；(2)1.2m ；(3)5m/s 【解析】 【详解】(1)小物块经过圆周上N 点时，由牛顿第二定律 20 N v F mg m R -= 解得F N =5.6N 由牛顿第三定律可知，物块对轨道压力的大小为5.6N ； (2)物块从N 点做平抛运动，则竖直方向 212 h gt = 水平方向 0x v t = 解得 220.83m=1.2m 10 h x v g ?== (3) 小物块落地前瞬间速度v 的大小 222 200232100.8m/s 5m/s y v v v v gh =+=+=+??= 16.为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者华裔物理学家高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”．已知“高锟星”半径为R ，其表面的重力加速度为g ，万有引力常量为G ，在不考虑自转的情况，求：（以下结果均用字母表达即可） （1）卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度； （2）假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为T ，求该卫星距地面的高度； （3）假设“高锟星”为一均匀球体，试求“高锟星”的平均密度（球体积V= 4 3 πR 3）． 【答案】（1 ）v = h R = (3)34g RG ρπ= 【解析】 【详解】（1）设高锟星的质量为M 高，其近地卫星的质量为m ，该卫星贴着高锟星做匀速圆周运动 根据万有引力提供向心力可得：2 2M m v G m R R =高 由因为在高锟星表面重力和万有引力相等，即：2 M m G mg R =高 解得卫星环绕高锟星运行的第一宇宙速度为v =（2）设该卫星质量为'm ，轨道半径为r ， 则：2 22'4'M m G m r r T π=高 又在高锟星表面满足：2 ''M m G m g R =高 而轨道半径r R h =+ 联立解得卫星距地面高度h R = （3）在高锟星表面处有：2 M m G mg R =高，得：2 =gR M G 高 则密度2 33=443 gR M g G R V RG 高ρππ== 【点晴】（1）根据高锟星的近地环绕卫星，可求出该卫星运行的第一宇宙速度； （2）根据万有引力提供向心力，以及万有引力等于重力，求出卫星轨道半径，从而得出卫星距离地面的高度； （3）结合“高锟星”的质量，求出密度的大小 17.汽车发动机的功率为60kW ，若其总质量为2t ，在水平路面上行驶时，所受阻力恒定为 34.010N ?，试求： （1）汽车所能达到的最大速度． （2）若汽车以20.5/m s 的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间． （3）若汽车保持额定功率加速，当速度是10m/s 时，加速度是多少？ 【答案】（1）15m/s （2）24s （3）21/m s 【解析】 【详解】（1）当牵引力等于阻力时，速度最大，根据 P =fv 知 最大速度 60000 m /s 15m /s 4000 m P v f = == （2）根据牛顿第二定律得 F f ma -= 解得 5000N F = 则匀加速运动的末速度 60000 12m /s 5000 P v F = == 匀加速运动的时间 24s v t a = = （3）当速度为10m/s 时，牵引力 600005000N 10 P F v ='= = 则加速度 2260004000m /s 1m /s 2000 F f a m --= ==''