【物理】江西省宜春市上高二中2020届高三上学期第四次月考（解析版） 18页

江西省宜春市上高二中2020届高三上学期 第四次月考 一、选择题 ‎1.如图所示，在水平面上运动的两个物体甲和乙，其位移-时间(x- t)图象分别为图中抛物线甲和直线乙，已知甲物体的初速度为零，图中虛线为抛物线的切线，则下列说法中正确的是( )‎ A. 甲物体做加速度a=2m/s2 的匀加速直线运动 B. 乙物体做匀速直线运动，甲做曲线运动 C. t=2s时，甲、乙两物体相遇，且两物体速度相同 D. t=ls时，甲、乙两物体相距3.5m ‎【答案】D ‎【详解】A.由于图中甲为抛物线，所以甲做匀加速直线运动，由图象的斜率可得，第2s末的速度v=2m/s，所以汽车甲的加速度a=1m/s2， A项不符合要求;‎ B.图中乙为直线，斜率是一个定值，所以乙物体做匀速直线运动，甲也做直线运动，B项不符合要求;‎ C.由图象可知，t=2s 时甲乙相交于一点，所以甲、乙两物体相遇，但甲的斜率为正、乙的斜率为负，两物体的速度方向不同，所以速度不相同，C项错误;‎ D.物体甲由可得t=1s时x1=0. 5m，物体乙由图象可得x2=4m，所以甲、乙两物体相距3. 5m，D项正确。‎ ‎2.如图所示，在足够高的空间内，小球位于空心管的正上方h处，空心管长为L，小球的球心与管的轴线重合，并在竖直线上，小球直径小于管的内径，不计空气阻力，则下列判断正确的是 ‎ A. 两者均无初速度同时释放，小球在空中能过空心管 B. 小球自由下落、管固定不动，小球穿过管的时间 C. 小球自由下落、管固定不动，小球穿过管的时间 D. 两者均无初速度释放，但小球提前时间释放，则从释放空心管到小球穿过管的时间 ‎【答案】C ‎【详解】A．若两者无初速度同时释放，则在相同时间内下降的高度相同，可知小球在空中不能穿过管，故A错误．‎ BC．若小球自由下落、管固定不动，小球穿过管的时间是小球到达管的下端与到达管的上端的时间差：‎ 故B错误，C正确．‎ D．两者均无初速度释放，但小球提前了△t时间释放，根据 可知小球穿过管的时间：‎ 故D错误．‎ ‎3.北京时间2019年4月10日21时，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片，如图所示．黑洞是宇宙空间内存在的一种密度极大，体积极小的天体，它的引力很大，连光都无法逃脱．若某黑洞表面的物体速度达到光速c时．恰好围绕其表面做匀速圆周运动，己知该黑洞的半径为R，引力常量为G，则可推测这个黑洞的密度为 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【详解】设黑洞的质量为M，半径为R，则密度：‎ 设质量为m的物体在该黑洞表面，则：‎ 可得：‎ 黑洞表面的物体做匀速圆周运动的速度为光速c，则 联立可得：‎ 故A正确，BCD错误。‎ 故选A ．‎ ‎4.如图所示，半径为R的半圆弧槽固定在水平面上，槽口向上，槽口直径水平，一个质量为m的物块从P点由静止释放刚好从槽口A点无碰撞地进入槽中，并沿圆弧槽匀速率地滑行到B点，不计物块的大小，P点到A点高度为h，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是 ‎ A. 物块从P到B过程克服摩擦力做的功为mg(R+h)‎ B. 物块从A到B过程与圆弧槽间正压力为 C. 物块在B点时对槽底的压力大小为 D. 物块到B点时重力的瞬时功率为mg ‎【答案】C ‎【详解】A．物块从到做匀速圆周运动，动能不变，由动能定理得：‎ 可得物块从到过程克服摩擦力做的功为：‎ 所以物块从到过程克服摩擦力做的功为，故A错误；‎ B．物块从到的过程，由机械能守恒得：‎ 可得物块到达点的速度大小为：‎ 设物块从到过程，圆弧槽对物块的支持力为，圆弧槽对物块的支持力与竖直方向的夹角为，由牛顿第二定律得：‎ 根据牛顿第三定律可得物块从到过程与圆弧槽间正压力为：‎ ‎，故B错误； ‎ C．物块在点时，由牛顿第二定律得：‎ 可得：‎ 根据牛顿第三定律知物块在点时对槽底的压力大小为，故C正确；‎ D．物块到点时重力与速度垂直，因此重力的瞬时功率为零，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎5.如图所示，斜劈A静止放置在水平地面上，木桩B固定在水平地面上，弹簧K把物体与木桩相连，弹簧与斜面平行。质量为m的物体和人在弹簧K的作用下沿斜劈表面向下运动，此时斜劈A受到地面的摩擦力方向向左。则下列说法正确的是： ‎ A. 若撤去弹簧，物体和人的加速度方向可能沿斜面向上 B. 若撤去弹簧，物体和人仍向下运动，A受到的摩擦力方向可能向右 C. 若人从物体m离开，物体m仍向下运动，A受到的摩擦力一定向左 D. 若撤去弹簧同时人从物体m离开，物体m向下运动，A可能不再受到地面摩擦力 ‎【答案】C ‎【详解】A．剪断弹簧前，对斜劈分析，受重力、地面的支持力和静摩擦力、物体和人对斜面体的力（物体和人对斜劈的滑动摩擦力和压力的合力），斜劈受到地面的摩擦力方向向左，故根据平衡条件，物体和人对斜面体的力的力向右下方；根据牛顿第三定律，斜劈对物体和人的力向左上方；若剪断弹簧，物体和人整体还要受重力，故合力偏左，根据牛顿第二定律，加速度是沿斜面向下，故A错误；‎ B．若剪断弹簧，物体和人仍向下运动，故物体和人整体对斜劈的力不变，故斜劈受力情况不变，故地面摩擦力依然向左，故B错误；‎ C．若人从物体离开，由于惯性，物体 仍向下运动；动摩擦因数是不变的，故物体对斜劈体压力和滑动摩擦力正比例减小，故压力和滑动摩擦力的合力依然向右下方，故地面对斜劈的静摩擦力依然向左，故C正确；‎ D．若剪断弹簧同时人从物体离开，由于惯性，物体仍向下运动；动摩擦因数是不变的，故滑块对斜面体压力和滑动摩擦力正比例减小，故压力和滑动摩擦力的合力依然向右下方，故地面对斜面体的静摩擦力依然向左，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎6.如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷+Q和-q (Q>q)， 以MN连线的中点O为圆心的圆周上有A、B、C、D四点．下列说法中正确的是( )‎ A. A点场强大于B点场强 B. C点场强与D点场强相同 C. A点电势小于B点电势 D. 将正电荷从C点移到O点，电场力做负功 ‎【答案】AD ‎【详解】A.由于Q>q， A点处电场线比B点处电场线密，A点场强大于B点场强，故A正确．‎ B.由于电场线关于M对称，C， D两点电场线疏密程度相同，则C点场强大小等于D点场强大小，由于两电荷电量不同，方向与两个电荷的连线不平行，故电场强度的方向不同，故B错误．‎ C.由题意知，电场线方向由M指向N，则A点电势高于B点电势，故C错误．‎ D. 电场线从Q出发到q终止，关于MN对称，由于Q＞q，则正检验电荷在CO上受到的力指向右上方，则正检验电荷从C移到O的过程，克服电场力做功，即电场力做负功，故D正确．‎ ‎7.如图所示，物块1、2、3均放在光滑水平面上，物块1、2的质量均为m；物块3的质量为2m，甲、乙两图中的轻弹簧完全相同，压缩量也完全相同，分别与竖直墙及物块1、2、3接触但不连接。对两弹簧释放后三个物块被弹开的过程，以下说法正确的是（ ）‎ A. 两弹簧对物块1、2的冲量大小相同 B. 乙图中的弹簧对物块2、3的冲量大小相同 C. 物块1、3最大动能之比为2:1‎ D. 物块2、3的最大动能之比为2:1‎ ‎【答案】BD ‎【详解】A．图甲中，弹簧的弹性势能转化为物块1的动能，图乙中，弹簧的弹性势能转化为物块2、3的动能，故物块1的末速度大于物块2的末速度，根据动量定理可知两弹簧对物块1、2的冲量大小不等，故A错误；‎ B．图乙中，物块2、3水平方向上不受外力，水平方向动量守恒，根据动量定理可知，弹簧对物块2、3的冲量大小相同，故B正确；‎ CD．图乙中，根据动量定理可知：‎ 物块2的动能为：‎ 物块3的动能为：‎ 故物块2、3的最大动能之比为2：1，物块1的末速度大于物块2的末速度，故物块1、3的最大动能之比不等于2：1，故C错误，D正确；‎ 故选BD。‎ ‎8.如图所示，粗糙的水平面上有一根右端固定的轻弹簧，其左端自由伸长到b点，质量为2kg的滑块从a点以初速度v0＝6m/s开始向右运动，与此同时，在滑块上施加一个大小为20N，与水平方向夹角为的恒力F，滑块将弹簧压缩至c点时，速度减小为零，然后滑块被反弹至d点时，速度再次为零，己知ab间的距离是2m，d是ab的中点，bc间的距离为0.5m，g取10m/s2，，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 滑块运动至b点时，一接触弹簧就开始减速 B. 滑块从c点被反弹至d点的过程中因摩擦产生的热量为36J C. 滑块与水平面间的摩擦因数为0.3‎ D. 弹簧的最大弹性势能为36J ‎【答案】AD ‎【详解】AC．由题可知，滑块从a出发到最后在d停止运动，摩擦力一直做负功，恒力F沿水平方向的分力一直做正功，弹簧的弹力在整个过程不做功，根据动能定理有：‎ 代入数据解得：‎ 则滑动摩擦力为：N 而N，说明滑块从a到b合外力为零，即滑块在此过程一直做匀速直线运动，所以滑块运动至b点时，一接触弹簧将受到水平向左的弹力，与速度方向相反，所以将开始减速，A正确，C错误；‎ B．滑块从c点被反弹至d点的过程中因摩擦产生的热量为：J B错误；‎ D．滑块从c点被反弹至d点的过程中，由动能定理得：‎ 解得弹力做功为J，弹簧的弹性势能最大为J，D正确。‎ 故选AD。‎ 三、非选择题 ‎9.某同学利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律．他在打好点的纸带中挑选出一条点迹清晰的纸带，如图乙所示．把打下的第一点记作0，从0点后某个点开始，依次为1、2、3…，分别测出各个计时点到0的距离，已标在图乙中，已知打点计时器打点周期T=0.02s，当地重力加速度大小g=9.80m/s2，回答下列问题．‎ ‎(1)通过该纸带上的数据，可得出重物下落的加速度a=__________m/s2．(结果保留三位有效数字)‎ ‎(2)若重物的质量为0.5kg，从开始下落到打图中计时点4时，重物的机械能损失为___J．(结果保留两位有效数字)‎ ‎(3)在处理纸带时，测出各点速度v后，描绘v2—h(各点到0点的距离)图像如图丙所示，若选取的重物质量较大而密度不是很大，所受空气阻力会随重物的速度增大而明显增大，则v2—h图像可能是A、B、C中的___________．‎ ‎【答案】 (1). 9.50 (2). 4.1×10-2 (3). C ‎【详解】（1）[1] 由题知T=0.02s，根据逐差法，则有：‎ 代入数据解得：‎ m/s2‎ ‎（2）[2]重物做匀加速直线运动，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，打第4个标记点的瞬时速度为：‎ 则动能：‎ 重力势能减少量为：‎ 则机械能损失为：‎ 由以上各式代入数据可求得J；‎ ‎（3）[3]空气阻力随重物的速度增大而明显增大，下落相同的高度△h时，阻力做功逐渐增大，动能增加量减小，速度增加量减小，故C正确．‎ ‎10.图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图。图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源，打点的时间间隔用△t表示。在小车质量未知的情况下，某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下，物体的加速度与其质量间的关系”。‎ ‎ ‎ ‎(1)实验步骤如下：‎ ‎①平衡小车所受的阻力：取下小吊盘，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，直到打点计时器打出一系列间隔均匀的点。‎ ‎②按住小车，挂上小吊盘并在小吊盘中放入适当质量的物块，在小车中放入砝码。‎ ‎③打开打点计时器电源，释放小车，获得带有点迹的纸带，在纸带上标出小车中砝码的质量m。‎ ‎④按住小车，改变小车中砝码的质量，重复步骤③。‎ ‎⑤在每条纸带上清晰的部分，每5个间隔标注一个计数点。测量相邻计数点的间距s1，s2，……。求出与不同m相对应的加速度a。‎ ‎⑥以砝码的质量m为横坐标，为纵坐标，在坐标纸上做出关系图线。‎ ‎(2)完成下列填空：‎ ‎①设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3，相邻计时点时间间隔为△t。a可用s1、s3和△t表示为a＝___________。 ‎ ‎②图3为所得实验图线的示意图。若牛顿定律成立，则小车受到的拉力为____N，小车的质量为_____kg。‎ ‎③本实验中，若小吊盘和盘中物块的质量之和m0与小车和车中砝码质量(m＋M)之间关系满足m＋M＝2m0，仍将小车受到的拉力当成m0g，则加速度计算值为______，此加速度的相对误差＝_________。‎ ‎(相对误差＝)‎ ‎【答案】（2）① ②1 4 ③ 50%‎ ‎【详解】(2)①[1]由匀变速直线运动推论可知加速度为：‎ ‎②[2][3]设小车质量为，由牛顿第二定律得：‎ 则有：‎ 由图3图象可知：‎ 则小车受到的拉力为：‎ ‎③[4]本实验中，若小吊盘和盘中物块的质量之和与小车和车中砝码质量之间关系满足，仍将小车受到的拉力当成，则加速度计算值为：‎ 真实值为：‎ ‎[5]此加速度的相对误差为：‎ 相对误差 ‎11.如图所示，一质量m＝1kg的小滑块(视为质点)在水平恒力作用下从水平台面上的A点由静止开始向右运动，经时间t＝s到达B点时撤去该恒力，滑块继续向右滑行，从C点离开台面，落到斜面上的D点。已知斜面与竖直线OC的夹角θ＝60°，BC＝OC＝OD＝L＝0.3m，滑块与台面间的动摩擦因数，取g＝10m/s2，空气阻力不计。求：‎ ‎(1)滑块到达C点时的速度大小vc；‎ ‎(2)A、B两点间的距离x。‎ ‎【答案】（1）1.5m/s；（2）0.6m ‎【详解】(1)滑块离开平台后做平抛运动，设平抛运动的时间为，则有：‎ 解得：‎ ‎(2)设滑块从A点运动到B点过程中加速度大小为，滑块通过点的速度大小为：‎ 和两点距离为：‎ 设滑块从点运动到点的过程中加速度大小为，根据牛顿第二定律可得：‎ 根据匀变速直线运动的规律有：‎ 解得：‎ ‎12.如图所示.光滑水平面上静止放置质量M=2 kg.长L=0.84 m的长木板C;在板上离板左端s=0.12 m处静止放置质量mA=1 kg的小物块A.A与C间的动摩擦因数μ=0.4.在板上最右端静止放置质量mB=1 kg的小物块B，B与C间的摩擦忽略不计.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A、B均可视为质点，g=10 m/s.2，现在木板上加一水平向右的外力F，问:‎ ‎（1）当F=6 N时.A与B碰撞之前小物块A、B、C的加速度分别为多大?‎ ‎（2）要使A与B碰撞之前.A的运动时间最短.则F至少应为多大.并求出最短时间;‎ ‎（3）若在A与B刚发生弹性碰撞时撤去外力F.且A最终能滑出C.则F的取值范围是多少?‎ ‎【答案】（1），；（2）12 N，0.6s （3）3 N