上海市崇明县崇明中学2021届高三上学期1月考试物理试题 WORD版含答案.docx

1、2021届上海市崇明县高三1月热身考试物理试题含解析一、单项选择题（每小题只有一个正确答案，第 1-8 题，每题 3 分，第 9-12 题，每题 4 分，共 40 分）1 . 关于“ 亚洲一号” 地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是 （ ）A .它的运行速度为 7.9km/sB .已知它的质量为 1.42t ，若将它的质量增为 2.84t ，其同步轨道半径变为原来的 2 倍C .它可以绕过北京的正上方，所以我国能够利用它进行电视转播D .它距地面的高度约是地球半径的 5 倍，所以它的向心加速度约是地面处的重力加速度的 【答案】 D【解析】同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关， A 错误；

2、 7.9 km/s 是人造卫星的最小发射速度，同时也是卫星的最大环绕速度，卫星的轨道半径越大，其线速度越小.同步卫星距地面很高，故其运行速度小于 7.9 km/s ， B 错误；同步卫星只能在赤道的正上方， C 错误；由 可得，同步卫星的加速度 ， D 正确.【点睛】同步卫星有四个“ 定” ：定轨道、定高度、定速度、定周期2 . 如图，竖直平面内的 RtABC ， AB 竖直、 BC 水平，BC=2AB ，处于平行于 ABC 平面的匀强电场中，电场强度方向水平。若将一带电的小球以初动能 E k 沿 AB 方向从 A 点射出，小球通过 C 点时速度恰好沿 BC 方向，则（）A .从 A 到 C

3、，小球的动能增加了 4E k B .从 A 到 C ，小球的电势能减少了 3E k C .将该小球以 3E k 的动能从 C 点沿 CB 方向射出，小球能通过 A 点D .将该小球以 4E k 的动能从 C 点沿 CB 方向射出，小球能通过 A 点【答案】 D【解析】 A .设小球的速度为 ，则有小球通过 C 点时速度恰好沿 BC 方向，则说明小球在竖直方向上的速度减为 0 ，小球在水平方向上做初速度为零的匀加速直线运动，运动的位移为竖直方向上位移的 2 倍，则平均速度为竖直方向上平均速度的 2 倍，又这段时间竖直方向的平均速度为故水平方向的平均速度为又解得则从 A 到 C ，小球的动能增加了

4、故 A 错误；B .由动能定理可知重力与电场力做功之和为动能的增加量即 ，重力做负功，故电场力做功大于 ，则小球的电势能减小量大于 ，故 B 错误；D .由上分析可知：动能为 ，则速度大小为 2v ，即小球以 2v 对速度从 C 点沿 CB 方向射出。而由 AB 分析可知，小球以初速度 v 沿 AB 方向从 A 点射出时，小球将以速度大小为 2v ，方向沿 BC 方向通过 C 点，则小球以 2v 的速度从 C 点沿 CB 方向射出后运动过程恰好可视为其逆过程，所以若将小球以 2v 的速度从 C 点沿 CB 方向射出，小球能通过 A 点；故 D 正确；C .由 D 分析可知，若将小球以 2v 的

5、速度从 C 点沿 CB 方向射出，小球能通过 A 点；则若将小球小于 2v 的速度从 C 点沿 CB 方向射出，小球将经过 A 点右侧。所以，若将该小球以 的动能从 C 点沿 CB 方向射出，小球将经过 A 点右侧，不能经过 A 点，故 C 错误。故选 D 。3 . 1789 年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度.根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近 （ ）（地球半径 R=6400km ，万有引力常量 G=6.6710 -11 Nm 2 /kg 2 ）A . 5.510 3 kg/m 3 B . 5.510 4 kg/m 3 C . 7.510 3 kg/m 3 D

6、. 7.510 4 kg/m 3【答案】 A【解析】由黄金代换 可得地球质量 ，地球体积公式 可得密度 ，故 A 正确 BCD 错误。4 . 下列关于原子物理知识的叙述正确的是（）A . 衰变的实质是核内的中子转化为一个质子和一个电子B .结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定C .两个轻核结合成一个中等质量的核，核子数不变质量不亏损D .对于一个特定的氡原子，知道了半衰期，就能准确的预言它在何时衰变【答案】 A【解析】 A . 衰变所释放的电子，是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故 A 正确；B .比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，结合能大，原子核不一

7、定越稳定，故 B 错误；C .两个轻核结合成一个中等质量的核，会释放一定的能量，根据爱因斯坦质能方程可知存在质量亏损，故 C 错误；D .半衰期是统计规律，对于一个特定的衰变原子，我们只知道它发生衰变的概率，并不知道它将何时发生衰变，发生多少衰变，故 D 错误。故选 A 。5 . 如图所示，虚线是某静电场的一簇等势线。实线是一带电粒子仅在电场力作用下的运动轨迹， A 、 B 、 C 为轨迹上的三点。下列判断正确的是（）A .轨迹在一条电场线上 B .粒子带负电C .场强 E A E C D .粒子的电势能 E PA E PC【答案】 C【解析】 A .因为电场线与等势线垂直，所以轨迹不可能在一

8、条电场线上，故 A 错误；B .电场线的方向大体上由 C 到 A ，粒子受到的力的方向大概指向左上方，与电场线方向大体相同，所以粒子应该带正电，故 B 错误；C . AB 之间的距离小于 BC 之间的距离， AB 与 BC 之间的电势差相等，根据公式 可知，场强 E A E C ，故 C 正确；D .因为粒子带正电， A 处的电势要比 C 处的电势低，根据公式 ，所以粒子的电势能 E PA E PC ，故 D 错误。故选 C 。6 . 2017 年 11 月 5 日，又有两颗北斗导航系统组网卫星通过“ 一箭双星” 发射升空，并成功进入预定轨道，两颗卫星绕地球运动均看作匀速圆周运动。如果两颗卫星

9、的质量均为 M ，其中的 1 号卫星轨道距离 地面高度为 h ， 2 号卫星轨道距离地面高度为 h ，且 hh ，把地球看做质量分布均匀的球体，已知地球半径为 R ，地球表面的重力加速度大小为 g ，引力常量为 G 下列说法正确的是（）A . l 号卫星绕地球运动的线速度 B . 1 号卫星绕地球运动的周期 C . 1 号卫星和 2 号卫星做匀速圆周运动的向心力大小之比为 D .稳定在轨运行时 1 号卫星的机械能大于 2 号卫星的机械能【答案】 A【解析】 A .设地球质量 m ，根据公式和解得故 A 正确；B .根据公式和解得：故 B 错误；C .根据 所以故 C 错误；D .由于 ，卫星从

10、低轨道向高轨道要点火加速，化学能转化为机械能，所以稳定在轨运行时 1 号卫星的机械能小于 2 号卫星的机械能，故 D 错误。故选 A.7 . 2019 年 4 月 10 日，事件视界望远镜捕获到人类历史上的首张黑洞“ 照片” ，这是人类第一次凝视曾经只存在于理论中的天体.如果把太阳压缩到半径只有 3km 且质量不变，太阳就变成了一个黑洞，连光也无法从太阳表面逃逸.已知逃逸速度是第一宇宙速度的 倍，光速为 ， ，则根据以上信息可知太阳的质量约为A . B . C . D . 【答案】 B【解析】由 且 ，解得 ，故选 B.8 . 如图所示，一只贮有空气的密闭烧瓶用玻璃管与水银气压计相连，气压计的

11、 A 、 B 管内汞面在同一水平面上。现缓慢降低烧瓶内空气的温度，同时缓慢移动气压计 A 管，使气压计 B 管的水银面保持在原来的水平面上，则A .烧瓶内气体作等容变化， A 管应向上移动B .烧瓶内气体作等容变化， A 管应向下移动C .烧瓶内气体作等温变化， A 管应向上移动D .烧瓶内气体作等温变化， A 管应向下移动【答案】 B【解析】气压计 B 管的水银面保持在原来的水平面上，所以气体的体积不变，发生等容变化，初状态气体的压强大于大气压，根据查理定律，缓慢降低烧瓶内空气的温度，烧瓶内气体的压强减小，低于大气压，为了保证 B 管水银面不变，所以 A 管必须下移，故 B 正确， ACD

12、错误。9 . 一半径为 R 的球形行星自转周期为 T ，其同步卫星距离行星表面的高度为 3R ，则在该行星表面绕其做匀速圆周运动的卫星线速度大小为（ ）A . B . C . D . 【答案】 D【解析】卫星的轨道半径 r=R+3R=4R ，根据线速度的计算公式可得：根据万有引力提供向心力可得所以解得 。A . ，与结论不相符，选项 A 错误；B . ，与结论不相符，选项 B 错误；C . ，与结论不相符，选项 C 错误；D . ，与结论相符，选项 D 正确；故选 D 。10 . 2018 年 2 月 13 日，平昌冬奥会女子单板滑雪 U 形池项目中，我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为 U 形

13、池模型，其中 a 、 c 为 U 形池两侧边缘且在同一水平面上， b 为 U 形池最低点。刘佳宇 ( 可视为质点 ) 从 a 点上方高 h 的 O 点自由下落由左侧进入池中，从右侧飞出后最高点上升至相对 c 点高度为 的 d 点。不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）A .运动员从 O 到 d 的过程中机械能减少B .运动员再次进入池中后，刚好到达左侧边缘 a 然后返回C .运动员第一次进入池中，由 a 到 b 的过程与由 b 到 c 的过程相比损耗机械能较小D .运动员从 d 返回到 b 的过程中，重力势能全部转化为动能【答案】 A【解析】 AB .运动员从高 h 处自由下落由左侧进入池中，从

14、右侧飞出后上升的最大高度为 ，此过程中摩擦力做负功，机械能减小，且减少的机械能为 ；再由右侧进入池中时，平均速率要小于由左侧进入池中过程中的平均速率，根据圆周运动的知识，可知速率减小，对应的正压力减小，则平均摩擦力减小，克服摩擦力做的功减小，即摩擦力做的功小于 ，则运动员再次进入池中后，能够冲击左侧边缘 a 然后返回，故 A 正确， B 错误；C .运动员第一次进入池中，由 a 到 b 过程的平均速率大于由 b 到 c 过程的平均速率，由 a 到 b 过程中的平均摩擦力大于由 b 到 c 过程中的平均摩擦力，前一过程损耗机械能较大，故 C 错误；D .运动员从 d 返回到 b 的过程中，摩擦力

15、做负功，重力势能转化为动能和内能，故 D 错误。故选 A 。11 . 如图所示，一正方形木板绕其对角线上 O 1 点做匀速转动。关于木板边缘的各点的运动，下列说法中正确的是A . A 点角速度最大 B . B 点线速度最小C . C 、 D 两点线速度相同 D . A 、 B 两点转速相同【答案】 D【解析】 A .根据题意，一正方形木板绕其对角线上 点做匀速转动，那么木板上各点的角速度相同，故 A 错误；B .根据线速度与角速度关系式 ，转动半径越小的，线速度也越小，由几何关系可知， 点到 BD 、 BC 边垂线的垂足点半径最小，线速度最小，故 B 错误；C .从 点到 、 两点的间距相等，

16、那么它们的线速度大小相同，方向不同，故 C 错误；D .因角速度相同，因此它们的转速也相等，故 D 正确；故选 D 。12 . 物体在做以下各种运动的过程中，运动状态保持不变的是（）A .匀速直线运动 B .自由落体运动 C .平抛运动 D .匀速圆周运动【答案】 A【解析】运动状态保持不变是指物体速度的大小和方向都不变，即物体保持静止或做匀速直线运动，故 A 项正确， BCD 三项错误。二、填空题（每小题 4 分，共 20 分）13 . 如图所示，一架宇航飞机在太空中高速飞行返回地球，并保持与地球上观测站 R 的正常联系，设宇航员每隔 t 0 时间与地球联系一次，发送频率为 f 0 的电磁波

17、，在地球上观测者看来，宇航员连续两次发送联系信号的时间间隔 t_t 0 ( 选填“ 等于” 或“ 不等于”) ；地面观测站接收到该电磁波频率 f _f 0 （选填“ 大于” 、“ 等于” 或“ 小于” ）。【答案】 不等于 大于 【解析】 1 根据时间相对性原理可得因为 v 小于 c ，故 t 不等于 t 0 ；2 根据多普勒原理，可知当一架宇航飞机在太空中高速飞行返回地球，即波源靠近地球，故地面观测站接收到该电磁波频率 f 大于 f 0 。14 . 如图是伽利略理想斜面实验中的一幅图，小球从 A 点沿光滑轨道由静止开始运动到另一侧最高点 B ，则 B 点 _ 选填（“ 高于” 、“ 低于”

18、或“ 等于”)A 点的高度；若轨道仅 CD 部分光滑，小球仍从 A 点静止下滑，经过 4 秒达到斜面另一侧最高点 B ， B 的高度是 A 点高度的 ， A 到 B 的总路程是 2m ，且己知小球在水平部分运动的时间为 1s ，则 C 到 D 的距离是 _m 。【答案】 等于 0.8 【解析】 1. 由于理想实验中机械能守恒，故小球到达右侧后能到达等高的位置，故 B 点等于 A 点的高度；2. 设 CD 长度为 x ， CD 过程运动时间为t 1 ，则物体在 CD 面上的速度 ；则 AC 过程和 DB 过程均为匀减速运动，则平均速度 ；则根据题意可知：解得：x=0.8m ；15 . 第 26

19、届国际计量大会决定，质量单位“ 千克” 用普朗克常量 定义，“ 国际千克原器” 于 2019 年 5 月 20 日正式“ 退役” 的数值为 ，根据能量子定义， 的单位是 _ ，该单位用国际单位制中的力学基本单位表示，则为 _ .【答案】 【解析】由 ，能量的单位为 ，频率的单位为 ，故 h 的单位为 ，又因能量的单位换成力学基本单位可表示为 ，则 h 的单位为 16 . 一列简谐横波沿 x 轴负方向传播， t=0 时的波的图像如图所示，质点 P 的平衡位置在 x=8m 处，该波的周期 T=0.2s ，下列说法正确的是A .该列波的传播速度为 20m/sB .在 01.0s 内质点 P 经过的路

20、程 2mC . t=0.3s 时质点 P 的速度方向沿 y 轴正方向D . x=4m 处质点的振动方程是 y=10sin5t （ cm ）E .该波与频率 f=5Hz 的另一列简谐横波相遇，一定会发生干涉【答案】 BCE【解析】由图可知此波波长为 ，得 ，故 A 错误；在 0-1.0s 内质点 P 经过的路程 ，故 B 正确；由于波向左传，可知 t=0 时， P 点振动方向为沿 y 轴负方向，又 ，可知 t=0.3s 时质点 P 的速度方向沿 y 轴正方向，故 C 正确；质点的振动周期与波的周期相同，故 ，则 x=4m 处质点的振动方程是 ，故 D 错误；此波频率为 ，只有波的频率相同时才能发

21、生干涉，故 E 正确。综上分析正确答案为 BCE 。17 . 如图所示，弯折的直角轻杆 ABCO 通过铰链 O 连接在地面上,AB=BC=OC=9m ，一质量为 m 的小滑块以足够大的初始速度，在杆上从 C 点左侧 x 0 =2m 处向左运动，作用于 A 点的水平向右拉力 F 可以保证 BC 始终水平。若滑块与杆之间的动摩擦因数与离开 C 点的距离 x 满足 x=1 ，则滑块的运动位移 s=_m 时拉力 F 达到最小。若滑块的初始速度v 0=5m/s ，且 =0.5-0.1x （ =0 后不再变化），则滑块达到 C 点左侧 x=4m 处时，速度减为 v=_m/s 。【答案】 31 【解析】 1

22、 滑块向左做减速运动，对杆有压力和向左的滑动摩擦力；对杆，根据力矩平衡条件，有：代入数据和 ，有：当 ，即 时，拉力 达到最小；2 滑块从 点达到 点左侧 处过程，根据动能定理，有：其中：联立解得：。三、实验题（本题共 10 分）18 . 重物带动纸带自由下落，测本地重力加速度。用 6V 。 50Hz 的打点计时器打出的一条纸带如图甲所示， O 为重物下落的起点，选取纸带上连续打出的 A 、 B 、 C 、 D 、 E 、 F 为测量点，各测量点到 O 点的距离 h 已标在测量点下面。打点计时器打 C 点时，重物下落的速度 _m/s ；分别求出打其他各点时的速度 v ，作 关系图像如图乙所示，

23、根据该图线，测得本地的重力加速度 _ 。（结果保留三位有效数字）【答案】 1.56 9.709.90 【解析】 1 .由 可知2 .根据 v 2 =2gh ，由图象求斜率得 2g ，所以。四、解答题（本大题共 2 题，共 30 分）19 . 如图所示，质量 的木板长 ，静止在水平地面上，与地面的动摩擦因数 ，另一个质量 的滑块，以初速度 滑上木板.滑块与木板之间的动摩擦因数 ，取 。（ 1 ）求滑块不滑下木板时 应满足的条件；（ 2 ）若 ，求木板与地面摩擦产生的热量 Q 。【答案】 （ 1 ） ； （ 2 ） 0.5J【解析】（ 1 ）滑块在滑动摩擦力作用下，做匀减速运动，木板做匀加速运动，

24、根据牛顿第二定律，对滑块有对木板有解得设 时滑块滑到木板的右端二者恰好共速，则有根据位移关系有解得 ， 所以当 时滑块不滑下木板。（ 2 ）若 ，滑块没有滑下木板，根据速度时间公式有得滑块在木板上相对滑动时间 二者达到共速共速后一起减速，根据牛顿第二定律有共同运动时间 ，木板总位移木板与地面摩擦产生的热量解得20 . 如图所示，皮带传动装置与水平面夹角为 31 ， A 、 B 分别是传送带与两轮的切点，两点间距 L=3.25m. 一个质量为 1.1kg 的小煤块与传送带间的动摩擦因数为 , ；轮缘与传送带之间不打滑.小物块相对于传送带运动时会在传送带上留下痕迹.传送带沿逆时针方向匀速运动，速度

25、为 v 1 .小物块无初速地放在 A 点，运动至 B 点飞出.求 :(1) 当 , 小滑块从 A 点运动到 B 点的时间(2) 当痕迹长度等于 2.25m 时， v 1 多大 ?【答案】 （ 1 ） 1s （ 2 ） 【解析】（ 1 ）开始时：得：达速度 v 1 所用时间为：解得：t 1 =1.5s滑块下滑位移：因为： ，故滑块继续加速下滑，则：得：得：t 2=1.5s故：t AB =t 1 +t 2=1s（ 2 ）若以 a 1 下滑过程中滑块相对传送带的位移大于或等于以a 2 下滑的相对位移，则： 得：v 1 =6m/s若以 a 1 下滑过程中滑块相对传送带的位移小于以a 2 下滑的相对位移，则： 得：t 2=1.5s 由上述得：得：