【全国大联考】2021届高三第二次联考物理试题-Word版含解析.docx

全国大联考
2021届高三其次次联考·物理试卷
考生留意：
1．本试卷共150分。考试时间150分钟。
2．答题前，考生务必将密封线内的项目填写清楚。
3．请将试卷答案填在试卷后面的答题卷上。
4．本试卷主要考试内容：必修1，必修2曲线运动和万有引力定律。
第1卷 (选择题 共40分)
选择题部分共10小题。在每小题给出的四个选项中。1～6小题只有一个选项正确．7～10小题有多个选项正确；全部选对的得4分．选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
1．2022年5月，有多个不明飞行物落入黑龙江境内，如图甲所示。图乙所示是一目击者画出的不明飞行物接近坠地时的运动轨迹，则
A. 轨迹上每一点的切线方向，就是不明飞行物的运动方向
B．不明飞行物受到的合力方向可能与速度方向相同
C. 不明飞行物的加速度不变
D．若知道引力常量G、地球半径R和不明飞行物落地时的速度大小v，就可以求出地球的质量
1.A解析：依据曲线运动的速度方向的特点，不明飞行物的运动方向就是轨迹上每一点的切线方向，选项A正确；物体做曲线运动，受到的合力方向与速度方向不在一条直线上，选项B错误；由于受到重力和空气阻力的作用，不明飞行物的加速度会转变，选项C错误；不明飞行物不是卫星，不能通过万有引力等于向心力来求地球的质量，选项D错误。

2．2021年6月20日，我国宇航员王亚平在”天官“授课时，利用质量测量仪粗略测出了聂海胜的质量。若聂海胜受到恒力F从静止开头运动，经时间t移动的位移为s，则聂海胜的质量为
A. B． C. D．
2．D解析：依据牛顿其次定律和运动学公式有，F=ma，s=at2/2，联立解得m=，故选项D正确。

3．由于环境污染严峻，今年全国多次毁灭大面积雾霾天气，对交通造成极大影响，交通事故频发。某人驾驶车辆在一高速大路上行驶，由于大雾与前车发生追尾事故，后经交警调查，描绘出他发觉前面正处于减速状态的汽车开头刹车时两车的速度图象如图所示，则以下推断正确的是
A.后车刹车时两车间距离确定小于90 m
B.后车刹车时两车间的距离确定等于112 m
C.两车确定是在t=20 s之前的某时刻发生追尾
D．两车确定是在t=20 s之后的某时刻发生追尾
3．C解析：后车追前车，只有后车速度大于前车速度才能追上，故追尾只可能发生在20 s之前，由图象可求出20 s内两车的位移之差△x=100 m，故两车之间的距离只要小于100 m就有可能发生追尾。
4．如图甲所示，现在很多教室安装了可以滑动的黑板，一位老师用粉笔在黑板上画直线，若粉笔相对于黑板从静止开头先匀加速向上滑动，再匀减速向上滑动至停止，同时黑板以某一速度水平向左匀速运动，则粉笔画出的轨迹可能为图乙中的

4．C解析：依据曲线运动的特征和运动的合成可知，选项C正确。

5．如图所示，在某场足球竞赛中，曲线l、2、3分别是由同一点踢出的足球的飞行路径，忽视空气的影响，下列说法正确的是
A. 沿路径1飞行的足球的落地速率最大
B. 沿路径2飞行的足球的初速度的水平重量最大
C．沿路径3飞行的足球的运动时间最长
D．沿这三条路径飞行的足球在相同的时间内的速度变化量相同
5．D解析：足球的运动可看成斜上抛运动，把其运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动，由轨迹图可知，上升的最大高度相同，故竖直方向的分速度相同，空中运动时间相同；水平位移越大，水平速度越大。由于飞行过程中仅受重力作用,加速度始终为g，故选项D正确。

6．太空舱在离地面约300 km的近地轨道上绕地球做匀速圆周运动，若宇航员身上系着绳索，轻轻离开太空舱缓慢进行太空行走，则下列说法正确的是
A. 宇航员的加速度大于9．8 m／s2
B．宇航员的速度小于7．9 km／s
C．若宇航员不系绳索，则其确定会远离太空舱而去
D．离开太空舱后，宇航员的惯性减小了
6．B解析：宇航员随太空舱在轨道上运行的加速度小于地球表面的重力加速度，选项A错误；第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大的运行速度，宇航员的速度小于7.9 km/s，选项B正确，宇航员轻轻离开太空舱后，与太空舱一起绕地球做圆周运动，不会远离太空舱而去，选项C错误，离开太空舱后，宇航员的质量不变，惯性不变，选项D错误。

7．如图所示，两个可视为质点的相同小球分别在两竖直光滑圆锥的内侧面上以相同的角速度做匀速圆周运动。已知两圆锥面与水平面的夹角分别为300和450，重力加速度为g，则
A. 两球的向心加速度大小相等
B．两球离地面的高度不相等
C．两球的线速度大小不相等
D．两球所需的向心力大小相等
7．BC解析：小球在光滑圆锥面上受到的弹力和重力的合力供应向心力，有mgtanθ= ma=
mrω2，可知选项B、c正确，A、D错误。

8．2021年12月14日，“嫦娥三号”探月卫星在月面成功实现软着陆。如图所示，在月球椭圆轨道上的已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月轨道运行，后经过多次调整，最终平安着陆。已知引力常量为G，下列理解正确的是
A. 图中探月卫星在飞向B处的过程中，加速度增大
B. 探月卫星要进入环月轨道应在B处减速
C. 探月卫星在接近月球表面前只受万有引力作用，应加速着陆
D．由题中条件可以计算出月球的质量
8．ABD解析：探月卫星在万有引力的作用下向月球靠近，加速度增大，A正确；在B处要变轨到更小的轨道运动，由a向=v2/r可知，在同一位置万有引力不变，向心加速度不变，r减小，速度减小，故应点火减速，B正确；在接近月球表面着陆前，为疼惜着陆器，应减速速度很小才能平安着陆，C错误；由。可求出月球的质量M＝，D正确。

9．刀削面是西北人宠爱的面食之一，全凭刀削得名。如图所示，将一锅水烧开，拿一块面团放在锅旁边较高处，用一刀片飞速地削下一片片很薄的面片儿，面片便水平飞向锅里，若面团到锅的上沿的竖直距离为0．8 m，面团离锅上沿最近的水平距离为0．4 m，锅的直径为0．4 m。若削出的面片落入锅中，则面片的水平初速度可能是 (g=10 m／s2)
A. 0．8 m／s B. 1．2 m／s C. 1．8 m／s D． 3. 0／s
9．BC,解析：依据平抛运动的公式，水平方向有x=v0t，竖直方向有h=gt2，其中0.4 m≤x≤0.8 m，联立可得1m/s≤v0 ≤2 m／s，故选项B、C正确。

10．如图所示，倾角为口的等腰三角形斜劈固定在水平面上，一足够长的轻质绸带跨过斜劈的顶端铺放在斜面的两侧，绸带与斜劈间无摩擦。现将质量分别为M和m，(M>m)的物块A、B同时轻放在斜面两侧的绸带上，两物块与绸带间的动摩擦因数相同，且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。在a角取不同值的状况下，下列说法正确的有
A. 两物块所受摩擦力的大小总是相等
B. 两物块可能同时相对绸带静止
C. 物块A可能相对绸带发生滑动
D．物块B不行能相对斜面对上滑动
10．AB解析：轻质绸带与斜面间无摩擦，受两个物体对其的摩擦力，依据牛顿其次定律，有fA－fB=ma=0(轻绸带，质量为零)，故fA = fB， A对绸带的摩擦力和绸带对A的摩擦力是一对相互作用力，大小相等；B对绸带的摩擦力和绸带对B的摩擦力也是一对相互作用力，大小相等；故两物块所受摩擦力的大小总是相等，故A正确；当满足Mgsin a<μMgcosa、mgsin a<μmgcosa时，A加速下滑，B加速上滑，且A、B均相对绸带静止，故B正确、D错误。由于A与绸带间的最大静摩擦力较大，故绸带与A始终相对静止，B与绸带间可能有相对滑动，故C错误。

第Ⅱ卷 (非选择题 共60分)
非选择题部分共6小题。把答案填在答题卷中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最终答案的不能得分。有数值计算的题．答案中必需明确写出数值和单位。
11．(6分)为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图甲所示的试验装置，带滑轮的长木板水平放置，板上有两个相距为d的光电门，滑块通过细线与重物相连，细线的拉力F大小等于力传感器的示数。让滑块从光电门1由静止释放，登记滑块滑到光电门2的时间t。转变重物的质量从而转变细绳拉力F的大小，重复以上操作。
(1)滑块的加速度大小a= (用题中字母表示)。
(2)若该同学在多次试验后，得出下表所示数据，请依据表中数据在图乙所示的坐标纸上画出a一F图象。
(3)分析(2)中作出的a—F图象，可求出滑块与轨道间的动摩擦因数μ= .

a／(m·s-2)
F／N
1
1.0
0.76
2
2.1
0.99
3
2.9
1.23
4
4.1
1.50
5
5.2
1.76
11．(1) (2分)
(2)如图所示(2分)
(3)0.2(2分)

考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系
专题：试验题
分析：（1）依据运动学公式x=at2,求解加速度． （2）依据表中数据运用描点法作出图象
（3）知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数．对滑块受力分析，依据牛顿其次定律求解．
解答：（1）依据运动学公式x=at2 得a=；
（2）依据表中数据运用描点法作出图象：
（3）依据F-μmg=ma得a=F/m -μg，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数．由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=4，所以滑块质量m=0.25Kg，由图形得，当F=0.5N时，滑块就要开头滑动，所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N，而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即μmg=0.5N，解得μ=0.2 故答案为：1）4.0；（2）如图；（3）0.2
点评：解决该题关键要把握牛顿其次定律

12．(9分)三个同学依据不同的试验条件，进行了“探究平抛运动规律”的试验。
(1)甲同学接受如图甲所示的装置，用小锤击打弹性金属片，金属片把A球沿水平方向弹出，同时B球被松开，自由下落，观看到两球同时落地，转变小锤击打的力度，使A球被弹出时的速度不同，两球照旧同时落地，这说明 。
(2)乙同学接受如图乙所示的装置，两个相同的末端水平的斜槽轨道M、N分别用于发 射小铁球P、Q，其中N的末端与光滑的水平板相切，两轨道上端分别装有电磁铁C、D。斜槽轨道M到水平板的高度可调，但两轨道始终保持平行，因此小铁球P、Q在轨道出口处的水平速度总是相等的。现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上，然后同时切断电源，使两小铁球能以相同的初速度同时从轨道M、N的下端A、B水平射出，试验中能观看到的现象是 。若仅转变轨道M的高度(两轨道照旧保持平行)，重复上述试验，仍能观看到相同的现象，这是由于 。

(3)丙同学接受频闪照相法拍摄到如图丙所示的“小球做平抛运动”的照片，图丙中每个小方格代表的正方形边长L＝1．25cm。由图丙可求得拍摄时曝光时间间隔t= s，该小球平抛运动的初速度大小v0= m/s(取g=10 m/s2)。
12．(1)两球在竖直方向上的运动相同，故平抛运动的竖直方向的分运动是自由落体运动(2分)
(2)二者在水平板上相遇 (1分) 平抛运动水平方向的分运动是匀速运动(1分)
(3)0．05(2分) 0．5(3分)
13．(10分)如图所示，质量mB=14 kg的木板B放在水平地面上，质量mA=10 kg的货箱A放在木板B上，一根轻绳一端拴在货箱上埸一端拴在地面，绳绷紧时与水平面的夹角θ=370。已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5，木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0．4，现用水平力F将木板B从货箱A下匀速抽出，已知sin 370= 0．6，COS 370= 0．8，g=10 m／s2，求：
(1)绳上拉力T的大小。
(2)拉力F的大小。
13．解：(1)分别对A、B进行受力分析，如图甲、乙所示，由平衡条件有：
fA一Tcos= 0 (1分)
FNA一mAg—Tsinθ= 0 (1分)
FA =μ1FNA (1分)
联立解得：T = 100 N。 (1分)
(2)对于B，同理可得：F一fA一fB = 0 (1分)
FNB—FNA一mBg=0 (1分)

FB =μ2FNB (1分)
联立解得：F=200 N。 (1分)

14．(10分)如图所示，—个可视为质点的质量m= l kg的木块从P点以初速度v0=5 m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数为0．4，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力)。已知圆弧的半径R=0．5 m，半径OA与竖直半径OB间的夹角θ=530，木块到达A点时的速度vA=5 m/s，sin 530=0．8，cos530=0．6，g=10 m／s2。
(1)求P到M的距离L。 (2)求M、A间的距离s。
(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB= 5 m／s，求此时木块对轨道的压力。
14．解：(1)木块到A点时，木块做平抛运动的初速度v等于vA的水平分速度，由题图可知：
v = vx = cosθ= 3 rn／s(1分)
木块在水平面上滑行时的加速度大小a = μg = 4m/s2 (1分)
P到M的距离L= =2 m。 (2分) ‘
(2)由题图可知，木块运动至A点时竖直方向的分速度为：
vy= v Asinθ= 4 m／s(1分)
设M点与A点的水平距离为x，竖直高度为h，有：
vy=gt
vy2=2gh
x=vt (1分)
x = = m。 (1分)
(3)依据FN—mg=m (1分)
代人数据得FN= 60 N (1分)
由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小FN/=FN=60 N，方向竖直向下。 (1分)

15．(12分)经过天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发觉了很多双星系统，通过对它们的争辩，我们对宇宙中物质的存在形式和分布状况有了较深刻的生疏，双星系统由两个星体组成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离(一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统来处理)。现依据对某一双星系统的光度学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动，已知引力常量为G。
(1)试计算该双星系统的运动周期T计。
(2)若实际上观测到的运动周期为T测 ，且T测：T计=1： (N>1)，为了解释T测与T计不同，目前有一种流行的理论认为在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质。我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，请依据上述观测结果确定该星系间暗物质的密度。
15．解：(1)对于一个双星系统，有F向=F引 (1分)
mr()2 ＝ ，其中r＝ (2分)
T计 ＝ (2分)
(2)若星体之间存在暗物质的质量为M，则有F向/ =F引 +F引/ (1分)
mr()2 ＝ + (1分)
又由于T测：T计=1： (N>1) (1分)
T测2 ＝T计2 (1分)
故暗物质的质量M = (1分)
其密度 ρ=(1分)
故暗物质的密度应为ρ= (1分)
16．(13分)图示为《男生女生向前冲》消遣节目现场的滑道示意图，其中AB为直滑道，水面上漂移一半径为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。小强同学(可视为质点)从高为H的平台边缘抓住竖直杆，在电动机的带动下从A点沿水平方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动，运动中杆始终竖直，已知小强的质量为m，与转盘间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g。
(1)假设小强落到转盘上时相对转盘的速度瞬向减为零，为保证小明落在转盘的任何位置都不会被甩下，转盘的角速度ω，应当满足什么条件?
(2)若小强能落在转盘上，则小强应在距A点多远的C点松开竖直杆?

16．解：(1)若小强不被甩出转盘，则小强在转盘边缘位置受到的静摩擦力应小于或等于其最大静摩擦力，且恰好供应其运动的向心力，由牛顿其次定律可得：
μmg=mω2R (2分)
解得ω= (1分)
即转盘的转速应满足ω≤ (1分)
(2)若小强恰好落在转盘的最左端，设松手位置C距A点的距离为x1
小强由A点运动到c点过程中，有x1= at2,v1= at1 (1分)
小强松开手后H= gt2 (1分)
L－R－x1＝v1t1 (1分)
由以上各式联立解得x1＝( — )2 (1 分)
若小强恰好落在转盘的最右端，设松手位置C距A点的距离为x2
小强由A点运动到c点过程中，有x2= at22 (1分)
V2= at2 (1分)
小强松开手后L--x2+R ＝v2t(1分)
联立解得x2 ＝( — )2 (1分)
则小强应在距A点为( — )2≤x≤( — )2 (1分)

2021届高三其次次联考·物理试卷
参考答案
1.A解析：依据曲线运动的速度方向的特点，不明飞行物的运动方向就是轨迹上每一点的切线方向，选项A正确；物体做曲线运动，受到的合力方向与速度方向不在一条直线上，选项B错误；由于受到重力和空气阻力的作用，不明飞行物的加速度会转变，选项C错误；不明飞行物不是卫星，不能通过万有引力等于向心力来求地球的质量，选项D错误。
2．D解析：依据牛顿其次定律和运动学公式有，F=ma，s=at2/2，联立解得m=，故选项D正确。
3．C解析：后车追前车，只有后车速度大于前车速度才能追上，故追尾只可能发生在20 s之前，由图象可求出20 s内两车的位移之差△x=100 m，故两车之间的距离只要小于100 m就有可能发生追尾。
4．C解析：依据曲线运动的特征和运动的合成可知，选项C正确。
5．D解析：足球的运动可看成斜上抛运动，把其运动分解为水平方向的匀速运动和竖直方向的竖直上抛运动，由轨迹图可知，上升的最大高度相同，故竖直方向的分速度相同，空中运动时间相同；水平位移越大，水平速度越大。由于飞行过程中仅受重力作用,加速度始终为g，故选项D正确。
6．B解析：宇航员随太空舱在轨道上运行的加速度小于地球表面的重力加速度，选项A错误；第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大的运行速度，宇航员的速度小于7.9 km/s，选项B正确，宇航员轻轻离开太空舱后，与太空舱一起绕地球做圆周运动，不会远离太空舱而去，选项C错误，离开太空舱后，宇航员的质量不变，惯性不变，选项D错误。
7．BC解析：小球在光滑圆锥面上受到的弹力和重力的合力供应向心力，有mgtanθ= ma=
mrω2，可知选项B、c正确，A、D错误。
8．ABD解析：探月卫星在万有引力的作用下向月球靠近，加速度增大，A正确；在B处要变轨到更小的轨道运动，由a向=v2/r可知，在同一位置万有引力不变，向心加速度不变，r减小，速度减小，故应点火减速，B正确；在接近月球表面着陆前，为疼惜着陆器，应减速速度很小才能平安着陆，C错误；由。可求出月球的质量M＝，D正确。
9．BC,解析：依据平抛运动的公式，水平方向有x=v0t，竖直方向有h=gt2，其中0.4 m≤x≤0.8 m，联立可得1m/s≤v0 ≤2 m／s，故选项B、C正确。
10．AB解析：轻质绸带与斜面间无摩擦，受两个物体对其的摩擦力，依据牛顿其次定律，有fA－fB=ma=0(轻绸带，质量为零)，故fA = fB， A对绸带的摩擦力和绸带对A的摩擦力是一对相互作用力，大小相等；B对绸带的摩擦力和绸带对B的摩擦力也是一对相互作用力，大小相等；故两物块所受摩擦力的大小总是相等，故A正确；当满足Mgsin a<μMgcosa、mgsin a<μmgcosa时，A加速下滑，B加速上滑，且A、B均相对绸带静止，故B正确、D错误。由于A与绸带间的最大静摩擦力较大，故绸带与A始终相对静止B与绸带间可能有相对滑动，故C错误。
11．(1) (2分) (2)如图所示(2分) (3)0.2(2分)
解答：（1）依据运动学公式x=at2 得a=；
（2）依据表中数据运用描点法作出图象：
（3）依据F-μmg=ma得a=F/m -μg，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数．由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=4，所以滑块质量m=0.25Kg，由图形得，当F=0.5N时，滑块就要开头滑动，所以滑块与轨道间的最大静摩擦力等于0.5N，而最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即μmg=0.5N，解得μ=0.2 故答案为：（1）4.0；（2）如图3）0.2

12．(1)两球在竖直方向上的运动相同，故平抛运动的竖直方向的分运动是自由落体运动(2分)
(2)二者在水平板上相遇 (1分) 平抛运动水平方向的分运动是匀速运动(1分)
(3)0．05(2分) 0．5(3分)
13．解：(1)分别对A、B进行受力分析，如图甲、乙所示，由平衡条件有：
fA一Tcos= 0 (1分)
FNA一mAg—Tsinθ= 0 (1分)
FA =μ1FNA (1分)
联立解得：T = 100 N。 (1分)
(2)对于B，同理可得：F一fA一fB = 0 (1分)
FNB—FNA一mBg=0 (1分)
FB =μ2FNB (1分)
联立解得：F=200 N。 (1分)
14．解：(1)木块到A点时，木块做平抛运动的初速度v等于vA的水平分速度，由题图可知：
v = vx = cosθ= 3 rn／s(1分)
木块在水平面上滑行时的加速度大小a = μg = 4m/s2 (1分)
P到M的距离L= =2 m。 (2分) ‘
(2)由题图可知，木块运动至A点时竖直方向的分速度为：
vy= v Asinθ= 4 m／s(1分)
设M点与A点的水平距离为x，竖直高度为h，有：
vy=gt
vy2=2gh
x=vt (1分)
x = = m。 (1分)
(3)依据FN—mg=m (1分)
代人数据得FN= 60 N (1分)
由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小FN/=FN=60 N，方向竖直向下。 (1分)
15．解：(1)对于一个双星系统，有F向=F引 (1分)
mr()2 ＝ ，其中r＝ (2分)
T计 ＝ (2分)
(2)若星体之间存在暗物质的质量为M，则有F向/ =F引 +F引/ (1分)
mr()2 ＝ + (1分)
又由于T测：T计=1： (N>1) (1分)
T测2 ＝T计2 (1分)
故暗物质的质量M = 1分)
其密度 ρ=(1分)
故暗物质的密度应为ρ= (1分)
16．解：(1)若小强不被甩出转盘，则小强在转盘边缘位置受到的静摩擦力应小于或等于其最大静摩擦力，且恰好供应其运动的向心力，由牛顿其次定律可得：
μmg=mω2R (2分)
解得ω= (1分)
即转盘的转速应满足ω≤ (1分)
(2)若小强恰好落在转盘的最左端，设松手位置C距A点的距离为x1
小强由A点运动到c点过程中，有x1= at2,v1= at1 (1分)
小强松开手后H= gt2 (1分)
L－R－x1＝v1t1 (1分)
由以上各式联立解得x1＝( — )2 (1 分)
若小强恰好落在转盘的最右端，设松手位置C距A点的距离为x2
小强由A点运动到c点过程中，有x2= at22 (1分)
V2= at2 (1分)
小强松开手后L--x2+R ＝v2t(1分)
联立解得x2 ＝( — )2 (1分)
则小强应在距A点为( — )2≤x≤( — )2 (1分)