黑龙江省鹤岗市第一中学2020届高三10月月考物理试题 20页

‎2017级高三第一次月考物理试题 一、单选题 ‎1.下列几个关于力学问题的说法中正确的是（ ）‎ A. 米、千克、牛顿等都是国际单位制中的基本单位 B. 放在斜面上的物体，其重力沿垂直斜面的分力就是物体对斜面的压力 C. 摩擦力的方向可能与物体的运动方向一致 D. 伽利略在研究运动和力的关系时提出了著名的斜面实验，应用的物理思想方法属“等效替代”‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.米、千克是国际单位制中的基本单位，而牛顿不是国际单位制中的基本单位，根据牛顿第二定律得到的导出单位。故A错误。‎ B. 放在斜面上的物体，其重力沿垂直斜面的分力大小等于物体对斜面的压力，但不能说就是物体对斜面的压力，压力的受力物体是斜面，而重力的分力的受力物体是该物体。故B错误。‎ C摩擦力的方向与相对运动或相对运动的趋势方向相反，但可能与物体的运动方向相同、相反或垂直。故C正确。‎ D. 伽利略在研究运动和力的关系时提出了著名的斜面实验；该实验采用了理想实验，现实中无法实现，故D错误。‎ ‎2.如图所示，质量为M的斜面体B放在水平面，斜面的倾角θ=30°，质量为m的木块A放在斜面上，木块A下滑的加速度，斜面体静止不动，则（　　）‎ A. 木块与斜面之间的动摩擦因数为0.25‎ B. 地面对斜面体的支持力等于（M+m）g C. 地面对斜面体的摩擦力水平向右，大小为 D. 地面对斜面体无摩擦力作用 ‎【答案】C ‎【解析】‎ A、根据牛顿第二定律，沿斜面方向，解得，A错误；‎ B、把斜面和木块看做一个整体，沿竖直方向，得，B错误；‎ C、把斜面和木块看做一个整体，沿水平方向摩擦力提供加速度，，C正确，D错误。‎ 故选：C。‎ ‎3.如图(a)所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图(b)所示，若重力加速度g取10m/s2．根据图中所提供的信息可以计算出(　　) ‎ A. 物体的质量为2kg B. 斜面的倾角为30°‎ C. 加速度为6m/s2时物体的速度 D. 加速度由2m/s2增加到6m/s2过程合力做的功 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.对物体受力分析，受推力、重力、支持力，如图 x方向：‎ Fcosθ-mgsinθ=ma y方向：‎ N-Fsinθ-Gcosθ=0‎ 从图象中取两个点（20N，2m/s2），（30N，6m/s2）代入解得 m=2kg θ=37°‎ 故A正确，B错误.‎ CD.题中并为说明力F随时间变化的情况，故无法求出加速度为6m/s2时物体的速度大小，物体在整个过程中做变加速运动，无法求出物体的位移.故CD错误.‎ ‎4.如图所示，套在竖直细杆上的轻环A由跨过定滑轮的不可伸长的轻绳与重物B相连，施加外力让A沿杆以速度v匀速上升，从图中M位置上升至与定滑轮的连线处于水平N位置，已知AO与竖直杆成θ角，则（　　）‎ A. 刚开始时B的速度为 B. A匀速上升时，重物B也匀速下降 C. 重物B下降过程，绳对B的拉力大于B的重力 D. A运动到位置N时，B的速度最大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.对于A，它的速度如图中标出的v，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是 ‎，其中就是B的速率（同一根绳子，大小相同），故刚开始上升时B的速度，故A不符合题意；‎ B.由于A匀速上升，在增大，所以在减小，故B不符合题意；‎ C .B做减速运动，处于超重状态，绳对B的拉力大于B的重力，故C符合题意；‎ D.当运动至定滑轮的连线处于水平位置时，所以， 故D不符合题意。‎ ‎5.2019年1月，我国在西昌卫星发射中心成功发射了“中星2D”卫星。“中星2D”是我国最新研制的通信广播卫星，可为全国提供广播电视及宽带多媒体等传输任务。“中星2D”的质量为m、运行轨道距离地面高度为h。已知地球的质量为M、半径为R，引力常量为G，根据以上信息可知“中星2D”在轨运行时（ ）‎ A. 速度的大小为 B. 角速度大小为 C. 加速度大小为 D. 周期为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】“中星2D”在轨运行时，由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：‎ ‎ 根据题意有 r=R+h。‎ A. 根据分析解得： ，A错误。‎ B. 根据分析解得： ，B错误。‎ C. 根据分析解得： ，C正确。‎ D. 根据分析解得： ，D错误。‎ ‎6.如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O 上，现让杆绕转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角满足（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】小球所受重力和杆子的作用力的合力提供向心力，受力如图所示；‎ 根据牛顿第二定律有：‎ ‎，‎ 解得：‎ ‎，‎ AC．，A正确C错误；‎ BD．求出来是的表达式，而并非的表达式，BD错误．‎ ‎7.如图所示，一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定的角速度转动，盘面与水平面的夹角为，盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止，小物体的质量为1.0kg，小物体与盘面间的动摩擦因数为 (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。则当达最大值时，小物体运动到最高点A时所受摩擦力的大小(g取10m/s2) ( )‎ A. 2.5N B. 5N C. 7.5N D. 10N ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】在最低点，当摩擦力达到最大值时：‎ ‎，‎ 在最高点，根据牛顿第二定律得：‎ ‎，‎ 代入数据，联立解得 f=-2.5N，‎ 负号表示方向， ‎ A．摩擦力大小为2.5N，A正确；‎ B．所给答案为5N，而摩擦力大小为2.5N，B错误；‎ C．所给答案为7.5N，而摩擦力大小为2.5N，C错误；‎ D．所给答案为10N，而摩擦力大小为2.5N，B错误．‎ 二、多选题 ‎8.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A.B用轻绳连接并跨过 滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）.初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、‎ B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块 A. 落地时的速率相同 B. 重力的冲量相同 C. 重力势能的变化量相同 D. 重力做功的平均功率相同 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】设斜面倾角为，刚开始AB处于静止状态，所以，所以，A运动的时间为：，B运动的时间为：‎ 解得；‎ A. 剪断轻绳后A自由下落，B沿斜面下滑，AB都只有重力做功，根据动能定理得：，解得，所以落地时的速率相同，故A正确；‎ B.A物体重力的冲量 B物体重力的冲量 所以重力的冲量不相同，故B错误；‎ C. 重力势能变化量△EP=mgh，由于A、B的质量不相等，所以重力势能变化不相同，故C错误；‎ D. A重力做功的平均功率为：‎ ‎ B重力做功的平均功率为：‎ ‎=‎ 所以重力做功的平均功率相等，故D正确。‎ ‎9.如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中 A. 弹力对小球先做正功后做负功 B. 有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C. 弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零 D. 小球到达N点时动能等于其在M、N两点的重力势能 ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 牛顿第二定律、能量守恒定律 ‎【详解】A．因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<知M处的弹簧处于压缩状态，N处的弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹力对小球选做负功后正功，选项A错误。‎ B．当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，加速度为g；当竖直方向的合外力为mg时，加速度为也g，则有两个时刻的加速度大小等于g，选项B正确；‎ C．弹簧长度最短时，即弹簧水平，弹力与速度垂直，则做功的功率为零，选项C正确；‎ D．由M→N的动能定理，因M和N 两点处弹簧对小球的弹力大小相等，则由弹力作功特点知，即，选项D正确。‎ ‎10.在光滑绝缘的水平面上相距为的、两处分别固定正电荷、．两电荷的位置坐标如图甲所示．图乙是连线之间的电势与位置之间的关系图象，图中点为图线的最低点，若在的点由静止释放一个质量为、电量为的带电小球（可视为质点），下列有关说法正确的是 A. 小球在处的速度最大 B. 小球一定可以到达点处 C. 固定在、处的电荷的电量之比为 D. 小球将以点为中心做往复运动 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A、据图象切线的斜率等于场强，则知处场强为零，所以在处场强向左，小球向左加速运动，到处加速度为0，从向左运动时，电场力向右，做减速运动，所以小球在处的速度最大，故选项A正确；‎ BD、根据动能定理得，解得，所以小球能运动到电势与出发点相同的位置，由于处的电势高于，所以不能到达点处；电势图线不是关于的直线对称，故小球不会以点为中心做往复运动，故选项B、D错误；‎ C、处场强为零，根据点电荷场强则有，解得，故选项C正确。‎ ‎11.如图所示，点L1和点L2称为地月连线上的拉格朗日点。在L1‎ 点处的物体可与月球同步绕地球转动。在L2点处附近的飞行器无法保持静止平衡，但可在地球引力和月球引力共同作用下围绕L2点绕行。我国中继星鹊桥就是绕L2点转动的卫星，嫦娥四号在月球背面工作时所发出的信号通过鹊桥卫星传回地面，若鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R1、R2，信号传播速度为c。则（ ）‎ A. 鹊桥卫星在地球上发射时的发射速度大于地球的逃逸速度 B. 处于L1点绕地球运转的卫星周期接近28天 C. 嫦娥四号发出信号到传回地面时间为 D. 处于L1点绕地球运转的卫星其向心加速度a1小于地球同步卫星的加速度a2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.逃逸速度是卫星脱离地球的引力的第二宇宙速度，“鹊桥”的发射速度应小于逃逸速度，故A错误；‎ B.根据题意知中继星“鹊桥”绕地球转动的周期与月球绕地球转动的周期相同，故B正确；‎ C.鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R1、R2，到地表的距离要小一些，则嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为t要小于，故C错误；‎ D、由a=rω可知处于L1点绕地球运转的卫星其向心加速度a1小于月球的向心加速度，由可知月球的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，则卫星其向心加速度a1小于地球同步卫星的加速度a2，故D正确.‎ ‎12.如图所示，一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上，另一端与质量为m的滑块P连接，P穿在杆上，一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来，重物Q的质量M＝6m.把滑块P从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动，当它经过A、B两点时弹簧弹力大小相等.已知OA与水平面的夹角＝53°，OB长为L，与AB垂直，不计滑轮质量和摩擦力，重力加速度为g ‎，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.则滑块P从A到B的过程中，下列说法正确的是 A. P与Q的机械能之和先増加后减小 B. 轻绳对滑块P做功为 C. 对于滑块Q，其重力功率先增大后减小 D. 滑块P运动到位置B处速度大小为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对于PQ系统，竖直杆不做功，系统的机械能只与弹簧对P的做功有关，弹簧先被压缩后被拉伸，故从A到B的过程中，弹簧对P先做正功，后做负功，所以系统的机械能先增加后减小，A正确；‎ BD．AB两点处弹簧的弹力大小相同，所以这两点处弹簧的弹性势能相等，从A到B过程中，对于P、Q系统由能量守恒可得：‎ ‎①，‎ 解得到B点的速度 ‎；‎ 对于P，由能量守恒可得：‎ ‎②；‎ 联立①②解得 ‎，‎ B错误D正确；‎ C．物块Q释放瞬间的速度为零，当物块P运动至B点时，物块Q的速度也为零，所以当P从 A点运动至B点时，物块Q的速度先增加后减小，物块Q的重力的功率也为先增加后减小，C正确．‎ 三、实验题 ‎13.某同学设计了如图装置来验证碰撞过程遵循动量守恒。在离地面高度为 h 的光 滑水平桌面上，放置两个小球 a 和 b。其中，b 与轻弹簧紧挨着但不栓接，弹簧左侧固 定，自由长度时离桌面右边缘足够远，起初弹簧被压缩一定长度并锁定。a 放置于桌面 边缘，球心在地面上的投影点为 O 点。实验时，先将 a 球移开，弹簧解除锁定，b 沿桌 面运动后水平飞出。再将 a 放置于桌面边缘，弹簧重新锁定。解除锁定后，b 球与 a 球 发生碰撞后，均向前水平飞出。重复实验 10 次。实验中，小球落点记为 A、B、C。‎ ‎(1)若 a 球质量为 ma，半径为 ra；b 球质量为 mb， 半径为 rb。b 球与 a 球发生碰撞后，均向前水平 飞出，则 ______ 。‎ A．mamb，ra=rb D．ma>mb，ra>rb ‎(2)为了验证动量守恒，本实验中必须测量的物理 量有____。‎ A．小球 a 的质量 ma 和小球 b 的质量 mb ‎ B．小球飞出的水平距离 xOA、xOB、xOC ‎ C．桌面离地面的高度 h ‎ D．小球飞行的时间 ‎(3)关于本实验的实验操作，下列说法中不正确的是______。‎ A．重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同 ‎ B．重复操作时发现小球的落点并不完全重合，说明实验操作中出现了错误 C．用半径尽量小的圆把10 个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置 ‎ D．仅调节桌面的高度，桌面越高，线段 OB 的长度越长 ‎(4)在实验误差允许的范围内，当所测物理量满足表达式：__________， 即说明碰撞过程遵循动量守恒。（用题中已测量的物理量表示）‎ ‎(5)该同学还想探究弹簧锁定时具有的弹性势能，他测量了桌面离地面的高度h，该地的 ‎ 重力加速度为g，则弹簧锁定时具有的弹性势能 Ep 为 _______。（用题中已测量的 物理量表示）‎ ‎【答案】 (1). A (2). AB (3). B (4). mb•OB=mb•OA+ma•OC (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1] 为防止碰撞后入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即：应该使mb大于ma ‎(2)[2] 要验证动量守恒，就需要知道碰撞前后的动量，所以要测量两个小球的质量及碰撞前后小球的速度，碰撞前后小球都做平抛运动，速度可以用水平位移代替，所以需要测量的量为：小球a、b的质量ma、mb，记录纸上O点到A、B、C各点的距离OA、OB、OC，故AB符合题意；‎ ‎(3)[3] A.重复操作时，弹簧每次被锁定的长度应相同，可以保证b能够获得相等的速度，故A项与题意不相符；‎ B. 重复操作时发现小球的落点并不完全重合，不是实验操作中出现了错误；可以用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故B项与题意相符；‎ C. 用半径尽量小的圆把10个落点圈起来，这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置，故C项与题意不相符；‎ D. 仅调节桌面的高度，桌面越高，则小球飞行的时间越长，则线段OB的长度越长，故D项与题意不相符；‎ ‎(4)[4] 小球离开轨道后做平抛运动，小球抛出点的高度相同，小球在空中的运动时间t相等，如果碰撞过程动量守恒，则 mbv0=mbv1+mav2‎ 两边同时乘以时间t，得：‎ mbv0t=mbv1t+mav2t 则 mb•OB=mb•OA+ma•OC ‎(5)[5] 桌面离地面的高度h，该地的重力加速度为g，小球b飞行的时间 ‎ ‎ b的初速度 ‎ ‎ 弹簧锁定时具有的弹性势能Ep转化为小球b的动能，所以弹簧锁定时具有的弹性势能Ep为 ‎14.用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落，上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，计数点间的距离=38.40 cm、=21.60 cm、=26.40 cm、=31.21 cm、=36.02 cm所示。已知=50 g、=150 g，频率为50 Hz，则(g取9.8 m/s2，所有计算结果保留三位有效数字)‎ ‎（1）在纸带上打下计数点6时的速度=____m/s；‎ ‎（2）在打点0～6过程中系统动能的增量=____J，系统势能的减少量=____J，由此得出的结论是____________；‎ ‎（3）若某同学根据实验数据作出的图象如图，则当地的实际重力加速度g=____m/s2。‎ ‎【答案】 (1). （1）2.88 (2). （2）0.829 (3). 0.847 (4). 在误差允许范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒 (5). （3）9.70‎ ‎【解析】‎ 试题分析：由题意知，每相邻两个计数点的时间为T=0.1s，（1）计数点6的瞬时速度 ‎，（2）系统增加的动能，系统重力势能的减小量，可知在误差允许的范围内，系统机械能守恒．（3）根据，得：，则图线的斜率，解得.‎ ‎【点睛】本题全面的考查了验证机械能守恒定律中的数据处理问题，要熟练掌握匀变速直线运动的规律以及功能关系，增强数据处理能力．本题还要注意与课本实验进行区别，注意两个物体重力势能变化，才能准确求解总的重力势能的改变量．‎ 四、计算题 ‎15.如图，一轻质弹簧两端连着物体A和B，放在光滑的水平面上，某时刻物体A获得一大小为的水平初速度开始向右运动。已知物体A的质量为m，物体B的质量为2m，求：‎ ‎ (1)弹簧压缩到最短时物体B的速度大小；‎ ‎(2)弹簧压缩到最短时的弹性势能；‎ ‎(3)从A开始运动到弹簧压缩到最短的过程中，弹簧对A的冲量大小。‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)弹簧压缩到最短时，A和B共速，设速度大小为v，由动量守恒定律有 ‎ ①‎ 得 ②‎ ‎(2)对A、B和弹簧组成的系统，由功能关系有 ‎ ③‎ 得 ④‎ ‎(3)对A由动量定理得 ‎ ⑤‎ 得 ⑥‎ ‎16.如图所示，水平地面与一半径为R的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方。距地面高度为R的水平平台边缘上的A点，质量为m的小球以的速度水平飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，试求：‎ ‎（1）B点与抛出点A正下方的水平距离x。‎ ‎（2）圆弧BC段所对的圆心角θ。‎ ‎（3）小球能否沿圆轨道上升到最高点D，若能到达，求出到达D点的速度；若不能到达，请说明理由。‎ ‎【答案】（1） （2） （3）不能到达，原因见解析 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由于竖直方向上自由落体运动：‎ 所以小球运动的时间为：‎ 水平距离为：‎ ‎（2）小球在B点时竖直方向的分速度为：‎ 又因为小球水平速度为：‎ 所以：‎ 解得：‎ ‎（3）在B点的速度为：‎ 小球要能到达最高点D，则在D点的最小速度由向心力公式可知：‎ 假设小球能到达D点，则对于小球从B到D的过程中，由动能定理可知：‎ 联立解得：‎ 由于vD