湖南省益阳市沅江第一中学2020届高三10月月考物理试题 17页

‎2019-2020高三年级10月月考 物理试题 一、选择题：（本题共10小题，每小题4分，共40分。在每个小题给出的四个选项中，1-7小题只有一个选项正确，8、9、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，错选或不选的得0分）‎ ‎1.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动，在时间间隔t内位移为x，速度变为原来的2倍．该质点的加速度为 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】设质点的初速度为v0，由位移公式有：‎ 得 质点的加速度 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；‎ ‎2.一个从静止开始做匀加速直线运动的物体，从开始运动起，连续通过三段位移的时间分别是1 s、2 s、3 s，这三段位移的长度之比和这三段位移上的平均速度大小之比分别是 A. 1：22：32, 1：2：3 B. 1：8：27, 1：4：9‎ C. 1：2：3, 1：1：1 D. 1：3：5, 1：2：3‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据知，物体在1s内、3s内、6s内的位移之比为1：9：36，则物体在开始的1 s、2 s、3 s内三段位移之比为1：8：27； 根据知，位移之比为1：8：27，所用的时间之比为1：2：3，则平均速度之比为1：4：9。‎ A．1：22：32， 1：2：3，与结论不相符，选项A错误；‎ B．1：8：27，1：4：9，与结论相符，选项B正确；‎ C．1：2：3，1：1：1，与结论不相符，选项C错误；‎ D．1：3：5，1：2：3，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎3.一个小球从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功5 J，除重力之外其他力做功2 J．则小球运动过程中，下列说法不正确的是 A. 在a点的重力势能比在b点多5 J B. 在a点的动能比在b点少7 J C. 在a点的机械能比在b点少2 J D. 在a点的机械能比在b点多2 J ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据重力做功与重力势能变化的关系可知，从a到b过程中，重力做功5J，重力势能减少了5J，即a点的重力势能比在b点多5J．故A正确，不符合题意；‎ B．外力对物体做的总功为W总=5J+2J=7J，根据动能定理可得，动能增加7J，则在a点的动能比在b点少7J，故B正确，不符合题意；‎ CD．根据“功能原理”可知，从a点到b点过程中，除重力之外其它力做功2J，则物体的机械能增加了2J，即在a点的机械能比在b点的机械能少2J，故C正确，不符合题意；D错误，符合题意。‎ ‎4.用m表示地球同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，表示地球自转的角速度，则（ ）‎ A. 运行中的同步卫星不受重力 B. 同步卫星的轨道可以随国家的不同而不同 C. 地球对同步卫星万有引力大小为 D. 同步卫星的向心力大小为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．同步卫星做匀速圆周运动，卫星处于完全失重状态，不是不受重力，故A错误；‎ B．同步卫星具有相同的轨道和固定的速度，所有国家的同步卫星都相同，选项B错误； ‎ CD．在地球表面，由重力等于万有引力得：‎ 地球对同步卫星万有引力大小等于向心力，大小为 选项C错误，D正确；‎ ‎5.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为FT.现用水平拉力F拉质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是 (　　) ‎ A. 质量为2m的木块受到四个力的作用 B 当F逐渐增大到FT时，轻绳刚好被拉断 C. 当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳还不会被拉断 D. 当轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为FT ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、隔离2m分析受力，质量为2m的木块受到重力、支持力、压力、摩擦力、拉力五个力的作用，故A错误；‎ B、设绳子张力为，对m、2m、3m整体，有，解得：；对m、2m整体，有，解得：；当F逐渐增加到时，轻绳中拉力增加到，绳子不断，故B错误；‎ C、当F逐渐增大到1.5FT时，轻绳张力为0.75FT，绳子不断，故C正确；‎ D、绳子刚要断时，对m、2m整体，由牛顿第二定律，有，解得，再对m分析，有质量为m和2m的木块间的摩擦力为，故D错；‎ 故选C。‎ ‎【点睛】关键在于研究对象的选择，以及正确的受力分析，再由整体法与隔离法分析拉力之间的关系。‎ ‎6.某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究，他们让这辆小车在水平的直轨道上以恒定加速度由静止启动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为图像，如图所示（除时间段内的图像为曲线外，其余时间段图像均为直线），后小车的功率不变，可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变.小车的质量为，则小车在运动过程中位移的大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 匀加速阶段：，根据牛顿第二定律可得①，在2s后功率恒定，在2s末有②，匀速运动阶段，牵引力等于阻力，则③，联立三式解得，额定功率，在0~2s过程中的位移为 ‎，对2s～10s的过程运用动能定理得：，代入数据得，故0~10s内的位移为，B正确．‎ ‎7.如图所示是某课题小组制作的平抛仪。M是半径为R固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。M的下端相切处放置着竖直向上的弹簧枪，弹簧枪可发射速度不同、质量均为m的小钢珠，假设某次发射(钢珠距离枪口0.5R)的小钢珠恰好通过M的上端点水平飞出，已知重力加速度为g，则发射该小钢珠前，弹簧的弹性势能为(　　)‎ A. mgR B. 2mgR C. 3mgR D. 4mgR ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】小钢珠恰好通过M的上端点水平飞出，必有：‎ 解得：‎ mv2=mgR；‎ 弹簧的弹性势能全部转化为小钢珠的机械能，由机械能守恒定律得：‎ A．mgR，与结论不相符，选项A错误；‎ B．2mgR，与结论相符，选项B正确；‎ C．3mgR，与结论不相符，选项C错误；‎ D．4mgR，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎8.如图甲所示，截面为直角三角形的木块A质量为m0，放在倾角为θ的固定斜面上，当θ＝37°时，木块A恰能静止在斜面上。现将θ 改为30°，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，如图乙所示，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度为g，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则　‎ A. A与斜面之间的动摩擦因数为0.75‎ B. A、B仍一定静止于斜面上 C. 若m0＝m，则A受到的摩擦力大小为mg D. 若m0＝4m，则A受到斜面的摩擦力大小为2.5mg ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由题意可知，当θ=37°时，木块恰能静止斜面上，则有：‎ μm0gcos37°=m0gsin37°‎ 解得：μ=075，故A正确；‎ B．现将θ改为30°，在A与斜面间放一质量为m的光滑圆柱体B，对A受力分析，则有：f′=μN′，N′=Mgcos30°； 而F=mgsin30° 当 f′＜mgsin30°+Mgsin30°，‎ 则A相对斜面向下滑动 当 f′＞mgsin30°+Mgsin30°，‎ 则A相对斜面不滑动 因此A、B是否静止在斜面上，由B对A弹力决定，故B错误；‎ C．若m0=m，则 mgsin30°+m0gsin30°=mg；‎ f′=μN′=0.75×m0gcos30°=mg；‎ 因 f′＜mgsin30°+Mgsin30°，‎ A滑动，A受到斜面的滑动摩擦力，大小为mg，故C错误；‎ D．若m0=4m，则 mgsin30°+m0gsin30°=mg；‎ 而 f′=μN′=0.75×m0gcos30°=mg；‎ 因 f′＞mgsin30°+Mgsin30°，‎ A不滑动，A受到斜面的静摩擦力，大小为 mgsin30°+m0gsin30°=mg，‎ 故D正确。‎ ‎9.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,一端固定在倾角为30°的光滑固定斜面的底部,另一端和质量m的小物块A相连,质量也为m的物块B紧靠A一起静止。现用手缓慢沿斜面向下压物体B使弹簧再压缩并静止。然后突然放手, A和B一起沿斜面向上运动距离L时,B达到最大速度v,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是 ‎ A. ‎ B. 放手的瞬间,A对B的弹力大小为 C. 从放手到A和B达到最大速度v的过程中,弹簧弹性势能减小了 D. 若向上运动过程A、B出现了分离,则分离时弹簧的压缩量为 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A．未用手压B时，设弹簧压缩量为x，整体受力分析，根据平衡条件得：‎ ‎①；‎ 压B后放手，当AB合力为零时，速度最大，即此时弹簧压缩量为x，A和B一起沿斜面向上运动距离，故A错误；‎ B．放手瞬间，对整体受力分析，根据牛顿第二定律得：‎ ‎②‎ 对B受力分析，根据牛顿第二定律得：‎ ‎③‎ 联立解得：A对B的弹力大小 故B正确；‎ C．从放手到B达到最大速度v的过程中，对AB整体，根据动能定理得：‎ 解得：‎ ‎，‎ 弹簧弹力做正功，弹性势能减小,故C正确。‎ D．若向上运动过程A、B出现了分离，此时AB之间弹力为零，对B由牛顿第二定律得：‎ ‎④‎ 对A由牛顿第二定律得：‎ ‎⑤‎ 由联立解得：，故D错误。‎ ‎10.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得(　　)‎ A. 物体的质量为2 kg B. 从地面至h＝4 m，物体动能减少100 J C. h＝0时，物体的速率为20 m/s D. h＝2 m时，物体的动能Ek＝40 J ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A．由图知，h=4m时Ep=80J，由Ep=mgh得m=2kg，故A正确。 B．h=0时，Ep=0，E总=100J，则物体的动能为 Ek=E总-Ep=100J；在h=4m处，物体的机械能等于重力势能均为80J，则动能为0，则物体的动能减小100J，选项B正确；‎ C．h=0时，物体的动能为 100J，由，得v0=10m/s，故C错误。‎ D．h＝2 m时，物体的重力势能为40J，机械能为90J，则动能为50 J，选项D错误。‎ 二、实验题（本题共2小题，其中11题6分，12题8分，共14分）‎ ‎11.如图甲所示，一位同学利用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验．有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放，下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门，测得A、B间的距离为H(H≫d)，光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t，当地的重力加速度为g.则：‎ ‎(1)如图乙所示，用游标卡尺测得小球的直径d＝________ mm.‎ ‎(2)小球经过光电门B时的速度表达式为________．‎ ‎(3)多次改变高度H，重复上述实验，作出随H的变化图象如图丙所示，当图中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式________时，可判断小球下落过程中机械能守恒．‎ ‎(4)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp，增加下落高度后，则ΔEp－ΔEk将________(填“增大”、“减小”或“不变”)．‎ ‎【答案】 (1). 7.25 (2). (3). 或 (4). 增大 ‎【解析】‎ 解：（1）由图可知，主尺刻度为7mm；游标对齐的刻度为5；故读数为：7+5×0.05=7.25mm；‎ ‎（2）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；故v=；‎ ‎（3）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒；‎ 则有：mgH=mv2；‎ 即：2gH0=（）2‎ 解得：；‎ ‎（4）由于该过程中有阻力做功，而高度越高，阻力做功越多；故增加下落高度后，则△Ep﹣△Ek将增大；‎ 故答案为：（1）7.25；（2）；（3）；（4）增大．‎ ‎【点评】本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解．‎ ‎12.某兴趣小组用如题1图所示的装置验证动能定理．‎ ‎（1）有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用：‎ A．电磁打点计时器 B．电火花打点计时器 为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选择_______（选填“A”或“B”）．‎ ‎（2）保持长木板水平，将纸带固定在小车后端，纸带穿过打点计时器的限位孔．实验中，为消除摩擦力的影响，在砝码盘中慢慢加入沙子，直到小车开始运动．同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除．同学乙认为还应从盘中取出适量沙子，直至轻推小车观察到小车做匀速运动．看法正确的同学是_____（选填“甲”或“乙”）．‎ ‎（3）消除摩擦力的影响后，在砝码盘中加入砝码．接通打点计时器电源，松开小车，小车运动．纸带被打出一系列点，其中的一段如题2图所示．图中纸带按实际尺寸画出，纸带上A点的速度vA=______m/s．‎ ‎（4）测出小车的质量为M，再测出纸带上起点到A点的距离为L．小车动能的变化量可用ΔEk=算出．砝码盘中砝码的质量为m，重力加速度为g；实验中，小车的质量应______（选填“远大于”“远小于”或“接近”）砝码、砝码盘和沙子的总质量，小车所受合力做的功可用W=mgL算出．多次测量，若W与ΔEk均基本相等则验证了动能定理．‎ ‎【答案】 (1). B (2). 乙 (3). 0.31（0.30~0.33都算对） (4). 远大于 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)为使纸带在运动时受到的阻力较小，应选电火花打点计时器即B；‎ ‎(2)当小车开始运动时有小车与木板间的摩擦为最大静摩擦力，由于最大静摩擦力大于滑动摩擦力，所以甲同学的看法错误，乙同学的看法正确；‎ ‎(3)由图可知，相邻两点间的距离约为0.62cm，打点时间间隔为0.02s，所以速度为 ‎ ；‎ ‎(4)对小车由牛顿第二定律有：，对砝码盘由牛顿第二定律有： 联立解得：，当时有：，所以应满足：。‎ 三、计算题（本题共51分其中13题10分，14题12分，15题14分，16题15分，解题过程中要求写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分）‎ ‎13.低空跳伞是一种危险性很高的极限运动，通常从高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳，在极短时间内必须打开降落伞，才能保证着地安全，某跳伞运动员从高H＝100 m的楼层起跳，自由下落一段时间后打开降落伞，最终以安全速度匀速落地。若降落伞视为瞬间打开，得到运动员起跳后的速度v随时间t变化的图象如图所示，已知运动员及降落伞装备的总质量m ‎＝60kg，开伞后所受阻力大小与速率成正比，即Ff＝kv，g取10 m/s2，求：打开降落伞后阻力所做的功。‎ ‎【答案】-57990J ‎【解析】‎ ‎【详解】根据图线围成的面积知，自由下落的位移为：‎ x1=m=18m 则打开降落伞后的位移为：‎ x2=H-x1=100-18m=82m，‎ 根据动能定理得：‎ 代入数据解得：‎ Wf=-57990J．‎ ‎14.如图所示，轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定在转轴上，轻杆长度为R，可绕水平光滑转轴O在竖直平面内转动。将轻杆从与水平方向成30°角的位置由静止释放。若小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变。当小球运动到最低点P时，轻杆对小球的弹力大小为mg，方向竖直向上。球可以到达Q点吗？若能，试证明；如不能，说明原因。‎ ‎【答案】小球可以到达Q点，且速度刚好为零。‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】小球运动到P点时，根据牛顿第二定律可得 解得小球在P点的速度大小为 ‎；‎ 根据动能定理可得 解得 ‎；‎ 假设小球能运动到与O点等高的Q点，速度为v′，根据动能定理可得：‎ 解得 故小球能运动到与O点等高的Q点，且达到Q的速度刚好为零；‎ ‎15.如图甲所示，质量为M＝3.0kg的平板小车C静止在光滑的水平面上，在t＝0时，两个质量均为1.0 kg的小物体A和B同时从左右两端水平冲上小车，1.0s内它们的v-t图象如图乙所示，g取10m/s2.‎ ‎(1)小车在1.0s内的位移为多大？‎ ‎(2)要使A、B在整个运动过程中不会相碰，车的长度至少为多少？‎ ‎【答案】(1)0 (2)4.8m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)由图可知，在第1 s内，A、B的加速度大小相等，为a＝2m/s2；‎ 则物体A、B所受的摩擦力均为，方向相反；‎ 根据牛顿第三定律，车C受到A、B的摩擦力大小相等，方向相反，合力为零，处于静止状态，故小车在1.0s内的位移为零。‎ ‎(2)设系统最终的速度为v，由系统动量守恒得：‎ 代入数据，解得v＝0.4m/s，方向向右。‎ 由系统能量守恒得：‎ 解得A、B的相对位移，即车的最小长度 ‎16.如图所示，倾角 θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮 D，质量均为m=1kg 的物体A和B用一劲度系数k=240N/m 的轻弹簧连接，物体 B 被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板 P 挡住。用一不可伸长的轻绳使物体 A 跨过定滑轮与质量为 M 的小环 C 连接，小环 C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环 C 位 于 Q 处，绳与细杆的夹角 α=53°，且物体 B 对挡板 P 的压力恰好为零。图中 SD 水平且长度 为 d=0.2m，位置 R 与位置 Q 关于位置 S 对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。现 让环 C 从位置 R 由静止释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g 取10m/s2。‎ 求：⑴小环 C 的质量 M；‎ ‎⑵小环 C 通过位置 S 时的动能 Ek及环从位置 R 运动到位置 S 的过程中轻绳对环做的功 WT；‎ ‎⑶小环 C 运动到位置 Q 的速率 v.‎ ‎【答案】(1) 0.72 kg(2) 0.3J(3) 2m/s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）先以AB组成的整体为研究对象，AB系统受到重力。支持力和绳子的拉力处于平衡状态，则绳子的拉力为：T=2mgsinθ=2×10×sin37°=12N 以C为研究对象，则C受到重力、绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态，如图，则：‎ T•cos53°=Mg 代入数据得：M=0.72kg ‎（2）由题意，开始时B恰好对挡板没有压力，所以B受到重力、支持力和弹簧的拉力，弹簧处于伸长状态；产生B沿斜面方向的受力：‎ F1=mgsinθ=1×10×sin37°=6N 弹簧的伸长量：△x1= =0.025m 当小环 C 通过位置 S 时A下降的距离为： ‎ 此时弹簧的压缩量为：△x2=xA﹣△x1=0.025m 由速度分解可知此时A的速度为零，所以小环C从R运动到S的过程中，初末态的弹性势能相等，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒有：‎ Mgdcotα+mgxAsinθ=Ek 代入数据解得：Ek=1.38J 环从位置 R 运动到位置 S 的过程中，由动能定理可知：WT+Mgdcotα=Ek 代入数据解得：WT=0.3J ‎（3）环从位置 R 运动到位置 Q 的过程中，对于小环C、弹簧和A组成的系统机械能守恒 ‎ ‎ 对环在Q点的速度进行分解如下图，则：vA=vcosα 两式联立可得：v=2m/s ‎【点睛】该题中，第一问相对比较简单，解答的关键是第二问，在解答的过程中一定要先得出弹簧的弹性势能没有变化的结论，否则解答的过程不能算是完整的．‎ ‎ ‎ ‎ ‎