甘肃省武威第十八中学2020届高三上学期第三次月考诊断物理试题 7页

2019—2020 学年第一学期第三次诊断考试试题 高三物理 一、选 择题（本题共 14 小题，每题 4 分，共 56 分。单项选择题，在每小题给出的 4 个选项中，只有一项是符合题意的，选对的得 4 分，选错或不答的得 0 分；不定项选择题， 在每小题给出的 4 个选项中至少有一个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有 选错或不答的得 0 分） 1. (多选)静止在水平面上的物体，受到水平拉力 F 的作用，在 F 从 20 N 开始逐渐增大 到 40 N 的过程中，加速度 a 随拉力 F 变化的图像如图所示，由此可以计算出(g＝ 10 m/s2)(　　) A．物体的质量 B．物体与水平面间的动摩擦因数 C．物体与水平面间的滑动摩擦力大小 D．加速度为 2 m/s2 时物体的速度 2．（多选）如图，小球 a、b 的质量均为 m，a 从倾角为 30°的光滑固定斜面的顶端无初 速下滑，b 从斜面等高处以初速 v0 平抛，比较 a、b 落地前的运动过 程有( ) A．所用的时间相同 B．a、b 都做匀变速运动 C．落地前的速度相同 D．重力对 a、b 做的功相同 3． 2016 年 9 月 25 日，天宫二号由离地面 h1＝360 km 的圆形轨道，经过“轨道控制”上 升为离地 h2＝393 km 的圆形轨道，“等待”神舟十一号的来访。已知地球的质量为 M，地球 的半径为 R，引力常量为 G。根据以上信息可判断(　　) A．天宫二号在圆形轨道 h2 上运行的速度大于第一宇宙速度 B．天宫二号在圆形轨道 h2 上运行的速度大于在轨道 h1 上的运行速度 C．天宫二号在轨道 h1 上的运行周期为 4π2R＋h13 GM D．天宫二号由圆形轨道 h1 进入圆形轨道 h2 运行周期变小 4．如图所示，轻杆长 3L，在杆两端分别固定质量均为 m 的球 A 和 B，光滑水平转轴穿过 杆上距球 A 为 L 处的 O 点，外界给系统一定能量后，杆和球在竖直平面内转动，球 B 运动到 最高点时，杆对球 B 恰好无作用力。忽略空气阻力。则球 B 在最高点时(　　) A．球 B 的速度为零 B．球 A 的速度大小为 2gL C．水平转轴对杆的作用力为 1.5mg D．水平转轴对杆的作用力为 2.5mg 5．.如图分别用力 F1、F2、F3 将质量为 m 的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度 从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3 做功的功率大小关系是(　　)  A.P1=P2=P3 B.P1＞P2=P3 C.P3＞P2＞P1 D.P1＞P2＞P3 6．质量为 m=2 kg 的物体，在水平面上以 v1=6 m/s 的速度匀速向西运动，若有一个 F=8N 、方向向北的恒力作用于物体，在 t=2 s 内物体的动能增加了（ ） A.28 J B.64 J C.32 J D.36 J 7．.如图所示，小球在竖直向下的力 F 作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力 F 撤 去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中 ①小球的动能先增大后减小 ②小球在离开弹簧时动能最大 ③小球动能最大时弹性势能为零 ④小球动能减为零时，重力势能最大 以上说法中正确的是（ ） A.①③ B.①④ C.②③ D.②④ 8．如图所示，下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图 A、B、C 中的 斜面是光滑的，图 D 中的斜面是粗糙的，图 A、B 中的 F 为木块所受的外力，方向如图中箭头 所示，图 A、B、D 中的木块向下运动.图 C 中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中 机械能守恒的是（ ） 9．如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环。 小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力(　　) A．一直不做功　　　　　　 B．一直做正功 C．始终指向大圆环圆心 D．始终背离大圆环圆心 10．质量为 2kg 的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系 如图所示，若物体的初速度为 3 m/s，则其末速度为(　　) A．5 m/s B． 23 m/s C． 5 m/s D． 35 m/s 11.如下图所示，质量为 M、长度为 L 的木板放在光滑的水平地面上，在木板的 右端放置质量为 m 的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别与木块、木板连 接，木块与木板间的动摩擦因数为 μ，开始时木块和木板静止，现用水平向右的拉力 F 作用 在木板上，将木块拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为(　　) A．2μmgL　　　　　　　　B． 1 2μmgL C．μ(M＋m)gL D．μmgL 12．(多选)如图，一固定容器的内壁是半径为 R 的半球面；在半球面水平直径的一端有 一质量为 m 的质点 P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦力做的功为 W。 重力加速度大小为 g。设质点 P 在最低点时，向心加速度的大小为 a，容器对它的支持力大小 为 N，则(　　) A．a＝ 2mgR－W mR 　　　　B．a＝ 2mgR－W mR C．N＝ 3mgR－2W R D．N＝ 2mgR－W R 13. （多选）质量为 2 kg 的物体 A 做平抛运动，落地时水平方向的位移和竖直方向的位 移均为 L＝5 m，不考虑空气阻力的影响，重力加速度 g 取 10 m/s2，下列说法中正确的是(　　) A．物体 A 落地时的速度大小为 10m/s B．物体 A 落地时的动能为 125 J C．物体 A 落地时，速度与水平方向的夹角是 45° D．物体 A 做平抛运动中合力的平均功率为 100 W 14. (多选)如图所示，劲度系数为 k 的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为 R 的圆环顶点 P，另一端系一质量为 m 的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动。设开始 时小球置于 A 点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为 v，对圆环恰好没 有压力。下列分析正确的是(　　) A．从 A 到 B 的过程中，小球的机械能守恒 B．从 A 到 B 的过程中，小球的机械能减少 C．小球过 B 点时，弹簧的弹力为 mg＋m v2 R D．小球过 B 点时，弹簧的弹力为 mg＋m v2 2R 二、填空题（本题每空 3 分，共 15 分） 15. 利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。 (1)为验证机械能是否守恒，需要比较重物下落过程中任意两点间的________ 。 A．动能变化量与势能变化量 B．速度变化量和势能变化量 C．速度变化量和高度变化量 (2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外，在下列 器材中，还必须使用的两种器材是________。 A．交流电源　　　B．刻度尺　　　C．天平(含砝码) (3)实验中，先接通电源，再释放重物，得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连 续打出的点 A、B、C，测得它们到起始点 O 的距离分别为 hA、hB、hC。 已知当地重力加速度为 g，打点计时器打点的周期为 T。设重物的质量为 m。从打 O 点到 打 B 点的过程中，重物的重 力势能变化量 ΔEp＝____________，动能变化量 ΔEk＝__________。 乙 (4)大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是________ 。 A．利用公式 v＝gt 计算重物速度 B．利用公式 v＝ 2gh 计算重物速度 C．存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D．没有采用多次实验取平均值的方法 三、计算题（本题共 3 小题，共 29 分。解答要写出必要的文字说明、方程式和验算步骤， 只写出最后答案的不得分。有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位） 16．（10 分）如图所示，竖直固定放置的斜面 DE 与一光滑的圆弧轨道 ABC 相切，C 为切 点，圆弧轨道的半径为 R，斜面的倾角为 θ。现有一质量为 m 的滑块从 D 点无初速下滑，滑 块可在斜面和圆弧轨道之间做往复运动，已知圆弧轨道的圆心 O 与 A、 D 在同一水平面上，滑块与斜面间的动摩擦因数为 μ，求： (1)滑块第一次滑至左侧圆弧上时距 A 点的最小高度差 h； (2)滑块在斜面上能通过的最大路程 s。 17．（10 分）某实验小组做了如下实验，装置如图甲所示。竖直平面内的光滑轨道由倾 角为 θ 的斜面轨道 AB 和圆弧轨道 BCD 组成，使质量 m＝0.1 kg 的小球从轨道 AB 上高 H 处的 某点由静止滑下，用压力传感器测出小球经过圆弧最高点 D 时对轨道的压力 F，改变 H 的大小 ，可测出相应的 F 大小，F 随 H 的变化关系如图乙所示，取 g＝10 m/s2。 (1)求圆轨道的半径 R； (2)若小球从 D 点水平飞出后又落到斜面上，其中最低点与圆心 O 等高，求 θ 的值。 18．（9 分）如图所示，传送带与地面的夹角 θ＝37°，A、B 两端间距 L＝16m，传送带 以速度 v＝10 m/s，沿顺时针方向运动，物体 m＝1 kg，无初速度地放置于 A 端，它与传送带 间的动摩擦因数 μ＝0.5，试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝ 0.8) (1)物体由 A 端运动到 B 端的时间； (2)系统因摩擦产生的热量。 高三物理参考答案 一、选择题（本题共 14 小题，每题 4 分，共 56 分。单项选择题，在每小题给出的 4 个选项 中，只有一项是符合题意的，选对的得 4 分，选错或不答的得 0 分；不定项选择题，在每小 题给出的 4 个选项中至少有一个选项正确，全部选对的得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或 不答的得 0 分） 1.ABC; 2.BD; 3.C; 4.C; 5.A; 6.B; 7.B; 8.C; 9.A; 10.B; 11.D; 12.AC.13.BD；14.BC 二、填空题（本题每空 3 分，共 15 分） 15.(1) A; (2) AB; (3) ΔEp＝－mghB ; ΔE＝ 1 2m(hC－hA 2T )2。 　(4) C; 三、计算题 16.解析：(1)滑块从 D 到达左侧最高点 F 经历 DC、CB、BF 三个过程，现以 DF 整个过程 为研究过程，运用动能定理得：mgh－μmgcos θ· R tan θ＝0，解得 h＝ μRcos θ tan θ 。 (2)通过分析可知，滑块最终至 C 点的速度为 0 时对应在斜面上的总路程最大，由动能定 理得： mgRcos θ－μmgcos θ·s＝0，解得：s＝ R μ。 答案：(1) μRcos θ tan θ 　(2) R μ 17.解析：(1)小球经过 D 点时，满足竖直方向的合力提供圆周运动的向心力，即：F＋mg ＝m v2 R 从 A 到 D 的过程中只有重力做功，根据机械能守恒定律有：mg(H－2R)＝ 1 2mv2 联立解得：F＝ 2mg R H－5mg 由题中给出的 F­H 图像知斜率 k＝ 5－0 1.0－0.5 N/m＝10 N/m 即 2mg R ＝10 N/m 所以可得 R＝0.2 m。 (2)小球离开 D 点做平抛运动，根据几何关系知，小球落地点越低平抛的射程越小，即题 设中小球落地点位置最低对应小球离开 D 点时的速度最小。 根据临界条件知，小球能通过 D 点时的最小速度为 v＝ gR 小球在斜面上的落点与圆心等高，故可知小球平抛时下落的距离为 R 所以小球平抛的射程 s＝vt＝v 2R g ＝ gR· 2R g ＝ 2R 由几何关系可知，角 θ＝45°。 答案：(1)0.2 m　(2)45° 18.解析：(1)物体刚放上传送带时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得 mgsin θ＋μmgcos θ＝ma1 设物体经时间 t1 加速到与传送带同速，则 v＝a1t1，x1＝ 1 2a1t12 解得 a1＝10 m/s2，t1＝1 s，x1＝5 m 设物体与传送带同速后再经过时间 t2 到达 B 端，因 mgsin θ>μmgcos θ，故当物体与传 送带同速后，物体将继续加速，即 mgsin θ－μmgcos θ＝ma2 L－x1＝vt2＋ 1 2a2t22 解得 t2＝1 s 故物体由 A 端运动到 B 端的时间 t＝t1＋t2＝2 s。 (2)物体与传送带间的相对位移 x 相＝(vt1－x1)＋(L－x1－vt2)＝6 m 故 Q＝μmgcos θ·x 相＝24 J。 答案：(1)2 s　(2)24 J