【物理】江西省新余市第一中学2020届高三上学期第四次段考试题（解析版） 15页

江西省新余市第一中学2020届高三上学期 第四次段考试题 一、选择题 ‎1.甲乙两个质点沿同一线运动，其中质点甲以6m/s的速度匀速直线运动，质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置x随时间t的变化如图所示．己知t=3s时，甲、乙图线的斜率相等．下列判断正确的是（）‎ A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反 B. t=3s时，乙的位置坐标为-9m C. 乙经过原点时的速度大小为2m/s D. t=10s时，两车相遇 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．位移时间图像的斜率等于速度，则最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相同，故A错误；‎ B．质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，t=3s时，甲、乙图线的斜率相等，所以，t=3s时乙的速度是6m/s，乙的加速度 ‎0-3s，乙的位移 所以t=3s时，乙的位置坐标为-11m，故B错误；‎ C．根据，乙经过原点时的速度大小为，故C错误；‎ D．0-10s，甲的位移是60m，乙的位移是100m，由于t=0时位置相差40m，所以t=10s时两车相遇，故D正确。‎ 故选D。‎ ‎2.小型登月器连接在航天站上，一起绕月球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球半径的3倍，某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图所示的椭圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回，当第一次回到分离点时恰与航天站对接，登月器的快速启动时间可以忽略不计，整个过程中航天站保持原轨道绕月运行．已知月球表面的重力加速度为g，月球半径为R，不考虑月球自转的影响，则登月器可以在月球上停留的最短时间约为(　　)‎ A. 10π－6π B. 6π－4π C. 10π－2π D. 6π－2π ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当登月器和航天站在半径为3R的轨道上绕月球做匀速圆周运动时，应用牛顿第二定律有：‎ 解得：‎ 在月球表面的物体所受重力近似等于万有引力，可得：‎ 所以：‎ ‎ ①‎ 登月器在椭圆轨道上运行的周期用表示，航天站在圆轨道上运行的周期用表示，对登月器和航天站依据开普勒第三定律有：‎ ‎ ②‎ 为使登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天站实现对接，登月器可以在月球表面停留的时间应满足：‎ ‎ (其中n＝1、2、3、…)　③‎ 联立①②③式得：‎ ‎ (其中n＝1、2、3、…)‎ 当n＝1时，登月器可以在月球上停留的时间最短，即：‎ A. 与分析不符，故A错误 B. 与分析相符，故B正确；‎ C 与分析不符，故C错误；‎ D. 与分析不符，故D错误．‎ ‎3.已知一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替．某人将一苹果（可以视为质点）以v0=6m/s的速度水平抛出，经过t=0.8s后到达P点．有一小鸟以不变的速率v1‎ ‎=10m/s沿着苹果的运动轨迹飞行，经过一段时间也通过P点．若不考虑苹果受到的空气阻力，取重力加速度g=10m/s2．则下列说法正确的是（ ）‎ A. 小鸟做匀变速曲线运动 B. 小鸟的加速度总为零 C. 小鸟在P点的加速度大小为10m/s2‎ D. 小鸟在P点的加速度大小为6m/s2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】将一苹果（可以视为质点）水平抛出，t时刻速度方向与水平方向的夹角为，则有，运动中只受重力，曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，则有向心力为，解得，所以小鸟做变加速的曲线运动；经过一段时间也通过P点， ，即，小鸟在P点的加速度大小为，故ABC错误，D正确；‎ 故选D．‎ ‎4.如图所示，真空中的匀强电场与水平方向成角，AB直线垂直匀强电场E，现有一质量为m、电荷量为＋q的小球在A点以初速度大小v0方向水平向右抛出，经时间t小球下落到C点(图中未画出)时速度大小仍为v0，则小球由A点运动到C点的过程中，下列说法正确的是 A. C一定位于AB直线的右侧 B. 速度先增大后减小 C. 小球的电势能减小 D. 小球的机械能减小量为 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】AC．由题，小球由A点运动到C点的过程中，重力做正功，动能不变，由动能定理得知，电场力必定做负功，小球的电势能增加，而小球带正电，则知C点的电势比A点电势高，故C点一定位于AB直线的右侧，故A正确，C错误；‎ B．由于电场力向左下方，重力竖直向下，开始时合力方向与初速度方向夹角大于，由动能定理可知，动能减小，速度减小，故B错误；‎ D．由于电场力向左下方，重力竖直向下，将合力沿着水平和竖直方向正交分解，竖直方向的合力大于重力，故在竖直方向的分运动的加速度a大于g，竖直方向 即 故D错误。‎ 故选A ‎5.两电荷量大小相等的点电荷连线中点为O，连线上MN两点关于O点对称，两电荷连线上电荷外侧区域电场强度变化规律如图所示，规定享有为场强的正方向，则下列判断正确的是 A. 两电荷为等量同种电荷 B. M、N两点场强不同，两点电势相同 C. M、N两点场强相同，两点电势不同 D. M、N两点均比O点电势高 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】规定向右为场强的正向，而左侧电荷左侧场强向左，右侧电荷右侧场强也是向左，即两个电荷是等量异号电荷，A错误；沿着电场线电势降低，故，且N点电势高于O点，M点电势低于O点，结合对称性可知，BD错误C正确．‎ ‎6.一质量为m的物体静止在水平地面上,在水平拉力F的作用下开始运动,在0~6s内其速度与时间关系图象和拉力的功率与时间关系图象如图所示,取g=10m/s2,下列判断正确的是(   )‎ A. 拉力F的大小为4N,且保持不变 B. 物体的质量m为2kg C. 0~6s内物体克服摩擦力做功24J D. 0~6s内拉力做的功为156J ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、在0-2s内物体做加速运动，2-6s内做匀速运动，由受力分析可知，拉力不恒定，故A错误；‎ ‎ B、在2-6s内P=Fv，，故f=F=4N，在甲图中，由牛顿第二定律可知F′-f=ma，在2s末，P′=F′v，联立解得m=2kg，F′=10N，故B正确； C、由图象可知在0-6s内通过的位移为x=30m，故摩擦力做功为Wf=fx=4×30=120J，故C错误；‎ D、由动能定理可知 ，，故D正确；故选BD．‎ ‎7.三角形传送带以1m/s的速度逆时针匀速转动，两边的传送带长都是6m且与水平方向的夹角均为37°．现有两个小物块A、B从传送带顶端都以1m/s的初速度沿传送带下滑，物块与传送带间的动摩擦因数都是0.5，（g取10m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8）下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块A先到达传送带底端 B. 物块A、B同时到达传送带底端 C. 传送带对物块A做正功，对物块B做负功 D. 物块A、B在传送带上的划痕长度之比为1：2‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ A、对A，因为，则A物体所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，B所受摩擦力沿斜面向上，向下做匀加速直线运动，两物体匀加速直线运动的加速度相等，位移相等，则运动的时间相等，故A错误，B正确；‎ C、传送带对A、B的摩擦力方向与速度方向相反都沿传送带向上，传送带对物块A和物块B做负功，故C错误；‎ D、对A，划痕的长度等于A的位移减为传送带的位移，以A为研究对象，由牛顿第二定律得：，由运动学公式得运动时间分别为：，所以皮带运动的位移为，所以A对皮带的划痕为：；‎ 对B，划痕的长度等于B的位移加上传送带的位移，同理得出B对皮带的划痕为，所以划痕之比为1：2，故D正确；‎ 故选BD．‎ ‎【点睛】解决本题的关键能正确对其受力分析，判断A、B在传送带上的运动规律，结合运动学公式分析求解；特别分析划痕时，找出物理量间的关系是解据划痕的关键．‎ ‎8.如图所示，一只蚂蚁从A点沿竖直圆弧形轨道内侧爬行．若蚂蚁缓慢爬行过程中始终受到沿A指向B的水平恒定风力的影响，且它能沿轨道爬到B点，C点是最低点，A、B在同一水平面上．下列说法正确的（ ）‎ A. 蚂蚁在行走过程中轨道对它的作用力不变 B. 从A点到B点过程中蚂蚁受到的支持力先变大后变小 C. 从A点到C点过程中蚂蚁受到的摩擦力一直变小 D. 从A点到B点过程中蚂蚁受到的摩擦力方向和运动方向可能相反 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、蚂蚁在行走过程中受到重力、沿A指向B的水平恒定风力和行走过程中轨道对它的作用力，蚂蚁缓慢爬行过程中，合力为零，所以其中重力与沿A指向B的水平恒定风力的合力跟行走过程中轨道对它的作用力大小相等，方向相反，故A正确；‎ BC、‎ 从A点到C点过程中，风力水平方向，在垂直圆弧方向的分力与支持力方向相同，支持力小于重力分力，则有，由增大，从A点到B点过程中蚂蚁受到的支持力变大，所以在C点时，蚂蚁受到的支持力等于重力，从C点到B点过程中，风力水平方向，在垂直圆弧方向的分力与支持力方向相反，支持力大于重力的分力，则有，由增大，从C点到B点过程中蚂蚁受到的支持力变小，从A点到B点过程中蚂蚁受到的支持力先变大后变小，根据摩擦力可知，从A点到C点过程中蚂蚁受到的摩擦力一直变大，故B正确，C错误；‎ D、从A点到C点过程中，重力、支持力和风力的合力沿曲面向下，则摩擦力方向与运动方向相反；从C点到B点过程中，若，则摩擦力方向与运动方向相反，故D正确；‎ 故选ABD．‎ 二、非选择题 ‎9.发如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。‎ ‎（1）实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的，但是，可以通过仅测量_____________（填选项前字母），间接地解决这个问题。 ‎ A．小球开始释放高度h B．小球抛出点距球与墙面碰撞点的高度差H C．小球做平抛运动的水平位移x D．小球做平抛运动的时间t ‎（2）图中O点是小球抛出点在竖直墙面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上P位置静止释放，找到其与墙面碰撞点的平均位置。然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上p位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复，找到两球与墙壁碰撞点的平均位置。用天平测量两个小球的质量m1、m2，测出球与墙碰撞点与O点的距离OP、OM、ON，若两球相碰前后的动量守恒，其表达式可表示为______。‎ ‎（3）为了得到多组实验数据验证，可采取_________办法实现（只写一条）‎ ‎【答案】(1). B (2). (3). 适当调整竖直墙面的位置或改变小球的质量 ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1]由实验原理可知，小球做平抛运动的水平位移相等，平抛运动的初速度与运时间成反比，而小球的运动时间可通过竖直方向的位移求得，即为小球抛出点距球与墙面碰撞点的高度差H，故选B；‎ ‎(2)[2]没放被碰小球时，m1做平抛运动的速度为 放上被碰小球后，m1，m2做平抛运动的速度分别为 由实验原理可知，‎ 即 ‎(3)[3]由实验原理可知，为了得到多组实验数据验证，可采取改变小球在空中运动的时间，即适当调整竖直墙面的位置，或改变小球的质量等。‎ ‎10.一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴，，某同学决定测量雾滴的喷射速度，他采用如图1所示的装置，一个直径为d=40cm的纸带环，安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上，纸带环上刻有一条狭缝A，在狭缝A的正对面画一条标志线.如图1所示．在转台达到稳定转速时，向侧面同样开有狭缝B的纸盒中喷射油漆雾滴，当狭缝A转至与狭缝B正对平行时，雾滴便通过狭缝A在纸带的内侧面留下痕迹．将纸带从转台上取下来，展开平放，并与毫米刻度尺对齐，如图图2所示．‎ 请你帮该同学完成下列任务：（只保留2位有效数字）‎ ‎（1）设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为s，则从图2可知，其中速度最大的雾滴到标志线的距离s1=__cm；速度最小的雾滴到标志线的距离s2=______cm. ‎ ‎（2）如果转台转动的周期为T，则这些雾滴喷射速度范围的计算表达式为v0=_______（用字母表示）‎ ‎（3）如果以纵坐标表示雾滴速度v0、横坐标表示雾滴距标志线距离倒数，画出v0一图线，如图3所示，则可知转台转动的周期为T=________s．‎ ‎【答案】(1). (2). (3). ‎ ‎【解析】‎ ‎(1) 雾滴运动的路程一定，速度越大，运行的时间越短，此时转台转过的弧度越小，打在纸带上的点距离标志线的距离越小．所以其中速度最大的雾滴到标志线的距离S1=2.10cm；速度最小的雾滴到标志线的距离S2=2.90cm；‎ ‎(2) 如果转台转动的周期为T，则雾滴运动的时间为，所以 ‎ ‎(3)图象中斜率，可得T=1.6s.‎ ‎【点睛】解决本题关键知道雾滴运动的路程一定，速度越大，运行的时间越短，此时转台转过的弧度越小，打在纸带上的点距离标志线的距离越小．会根据求出雾滴运动的时间，再根据求出喷枪喷出雾滴的速度．‎ ‎11.如图所示，光滑的水平轨道的右端与光滑的竖直圆轨道在C点相连接，左端与粗糙的倾斜轨道AB在B点相连，倾斜轨道与水平方向夹角为α=37°，倾斜轨道长为L=1.25m，小球与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.3，质量为m=0.1kg的小球由倾斜轨道顶端静止滑下，小球经过轨道衔接处没有能力损失．（已知，）‎ ‎（1）小球第一次到达倾斜轨道底端B点时速度的大小；‎ ‎（2）要使第一次在圆轨道运动时小球不离开轨道，圆轨道的半径经满足什么条件？‎ ‎【答案】（1）（2）或 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球在倾斜轨道上运动，由动能定理知，‎ 解得；‎ ‎（2）①若小球恰好过竖直圆轨道最高点时：，，‎ 联立解得；‎ ‎②恰好到竖直圆轨道最右端时：，解得；‎ 要使小球不离开轨道，竖直圆弧轨道的半径或．‎ ‎12.如图所示，质量为4m钢板A放在水平地面上，质量为3m的钢板B与一劲度系数为k的竖直轻弹簧上端连接，弹簧下端固定在钢板A上，整体都处于静止状态．一质量为2m的物块C从钢板B正上方高为A的位置自由落下，打在钢板B上并立刻与钢板B—起向下运动，且二者粘在一起不再分开．它们到达最低点后又开始向上运动的过程中，刚好能使钢板A离开地面但不继续上升．若物块C换成质量为m的物块D、并从钢板B正上方高为4A的位置自由落下，打在钢板B上并也立刻与钢板B一起向下运动，且二者也粘在一起不再分开．求钢板A离开地面时，物块D和钢板B的速度大小．已知重力加速度大小为g，弹簧在弹性限度内．‎ ‎【答案】‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物块C从钢板B正上方距离为h的位置自由落下时,C下落前，设弹簧的压缩量为 对B有：‎ 解得： ‎ C下落的过程：设C和B碰撞前瞬间的速度为 对C有：‎ 解得： ‎ C和B碰撞过程：设碰后二者的速度为.‎ 对C和B组成的系统，有：‎ 解得： ‎ C和B一起到最高点时，A恰离开地面，设弹簧的伸长量为 对A有：‎ 解得： ‎ 从C和B碰后到二者一起到最高点的过程中：二者一起到最高点时，A恰离开地面，设C碰撞B前，弹簧的弹性势能为EP1；C和B一起到最高点时，弹簧的弹性势能为EP2.把C、B和弹簧作为一个系统，系统机械能守恒 有：‎ 解得： ‎ ‎(2)物块D从钢板B正上方距离为4h的位置自由落下时：‎ D下落的过程：设D和B碰撞前瞬间的速度为，‎ 对D有：‎ 解得： ‎ D和B碰撞过程：设碰后二者的速度为，‎ 对D和B组成的系统，有：‎ 解得： ‎ 从D和B碰后到A恰离开地面的过程中：设A恰离开地面时，D和B的速度为v，把D、B和弹簧作为一个系统，系统机械能守恒，‎ 有：‎ 解得：‎ ‎13.如图所示，小球(可视为质点)带电荷量为q＝+1×10－2C，质量为m＝2×10－2kg，倾角为＝的足够长绝缘斜面上。斜面bc部分光滑，其他部分粗糙，且小球与斜面间的动摩擦因数＝0.5，bc段有一平行斜面向上的有界匀强电场。现让小球从a点由静止释放，到达c点的速度恰好为0。已知ab的长度为L＝4cm，bc的长度为，sin＝0.6，cos＝0.8，g取10m/s2。求：‎ ‎(1)匀强电场的场强E的大小；‎ ‎(2)小球从a点到c点的时间 ‎(3)小球第一次沿斜面向上运动的最高点到b点的距离。‎ ‎【答案】(1)20 N/C(2)0.3s(3)0.8 cm ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)从a到c由动能定理可得 代入数据解得 ‎(2)从a到b由牛顿第二定律得 由位移公式有 代入数据解得 由速度公式可得 ‎ ‎ 从b到c由公式 解得 所以小球从a点到c点的时间 ‎(3)设最高点到b点的距离为x，由动能定理得 代入数据解得