甘肃省靖远县第四中学2020届高三上学期12月月考物理试题

靖远四中2019-2020学年12月考试高三物理

一、选择题

1.某人爬山，从山脚爬上山顶，然后又沿原路返回到山脚，上山的平均速度为v1，下山的平均速度为v2，则往返的平均速度的大小和平均速率分别是(   )

A.  、 B.  、

C. 0、 D. 0、

【答案】D

【解析】

【详解】从山脚爬上山顶，然后又从原路返回到山脚时，通过位移为零，因此平均速度为零；设从山脚爬上山顶路程为s，则有：上山时间：，下山时间： ，因此往返平均速率为：

A．、。故A不符合题意。   

B． 、。故B不符合题意。

C．0、。故C不符合题意。   

D．0、。故D符合题意。

2.如图所示，A、B两物体相距x＝7 m时，A在水平拉力和摩擦力作用下，正以vA＝4 m/s的速度向右匀速运动，而物体B此时正以vB＝10 m/s的初速度向右匀减速运动，加速度a＝－2 m/s2，则A追上B所经历的时间是(  )

A. 7 s B. 8 s C. 9 s D. 10 s

【答案】B

【解析】

【详解】设物体B减速至静止的时间为t，则：

-vB=at

解得：

物体B向前运动的位移为：

又因A物体5s内前进：

sA=vAt=4×5 m=20 m

显然sB+7 m＞sA。
所以A追上B前，物体B早已经静止，设A追上B经历时间为t′，则：

A．7 s，与结论不相符，选项A错误；

B．8 s，与结论相符，选项B正确；

C．9 s，与结论不相符，选项C错误；

D．10 s，与结论不相符，选项D错误；

3.一质点做匀加速直线运动时，速度变化v时发生位移x1，紧接着速度变化同样的v 时发生位移x2，则该质点的加速度为（    ）。

A.

B.

C.

D.

【答案】D

【解析】

【详解】设匀加速的加速度a，物体的速度分别为v1、v2和v3，据运动学公式可以知道：

且：

联立以上三式计算得出：

A．描述与分析不符，故A错误.

B．描述与分析不符，故B错误

C．描述与分析不符，故C错误.

D．描述与分析相符，故D正确.

4. 一质量为M、倾角θ为的斜面体在水平地面上，质量为m的小木块（可视为质点）放在斜面上，现用一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块，拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中，斜面体和木块始终保持静止状态，下列说法中正确的是（ ）

A. 小木块受到斜面最大摩擦力为

B. 小木块受到斜面的最大摩擦力为F+mgsinθ

C. 斜面体受地面的最大摩擦力为F

D. 斜面体受地面的最大摩擦力为Fcosθ

【答案】BC

【解析】

试题分析：当F沿斜面向下时，木块所受摩擦力最大，受力分析如图：

由平衡条件：fMAX=F+mgsinθ．故A错误，B正确；选整体为研究对象，当F水平时，整体所受的摩擦力最大，

由平衡条件，f=F，即：斜面所受的最大静摩擦力为F．故C正确，D错误；故选BC。

考点：物体的平衡

5.如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为

A.  B.  C. m D. 2m

【答案】C

【解析】

设悬挂小物块的点为O'，圆弧的圆心为O，由于ab=R，所以三角形Oab为等边三角形．

根据几何知识可得∠aO'b=120°，而在一条绳子上的张力大小相等，故有T=mg，小物块受到两条绳子的拉力作用大小相等，夹角为120°，故受到的合力等于mg，因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，且处于平衡状态，故拉力的合力等于小物块的重力为mg，所以小物块的质量为m，故ABD错误，C正确．故选C.

点睛：解决本题关键是能根据题目给出的几何关系确认拉小物块的两绳夹角为120°，再根据两个大小相等互成120°两力的合成结论求解即可．

【此处有视频，请去附件查看】

6.如图所示，斜面体ABC固定在水平地面上，斜面的高AB为m，倾角为=37°，且D是斜面的中点，在A点和D点分别以相同的初速度水平抛出一个小区，结果两个小球恰能落在地面上的同一点，则落地点到C点的水平距离为

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

设AB的高度为h，落地点到C点的距离为x，则 求得： ，故选D.

点睛：本题就是对平抛运动规律的考查，平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动，和竖直方向上的自由落体运动来求解．

7. 如图所示，是美国“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是(　　)

A. M＝，ρ＝

B. M＝，ρ＝

C M＝，ρ＝

D. M＝，ρ＝

【答案】D

【解析】

　设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为M，“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，G＝m(R＋h)，其中T＝，解得M＝.又土星体积V＝πR3，所以ρ＝＝.

8.如图所示，在地面上方的水平匀强电场中，一个质量为m、电荷量为得的小球，系在一根长为l的绝缘细线一端，可以在竖直平面内绕O点做圆周运动。AB为圆周的水平直径，CD为竖直直径。已知重力加速度为g，电场强度为。下列说法正确的是(    )

A. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则它运动的最小速度为

B. 若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,，则小球运动到B点时的机械能最大

C. 若将小球在A点由静止开始释放，它将在ACBD圆弧上往复运动

D. 若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，它将能够到达B点

【答案】BD

【解析】

由于电场强度，故mg=Eq，则等效最低点在BC之间，重力和电场力的合力为mg，根据mg＝m得，小球在等效最高点的最小速度为．故A错误．除重力和弹力外其它力做功等于机械能的增加值，若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动，则小球运动到B点时，电场力做功最多，故到B点时的机械能最大，故B正确；小球受合力方向与电场方向夹角45°斜向下，故若将小球在A点由静止开始释放，它将沿合力方向做匀加速直线运动，故C错误；若将小球在A点以大小为的速度竖直向上抛出，小球在竖直方向做竖直上拋，加速度为-g，水平方向做匀加速运动，加速度为g，当竖直方向上的位移为0时，运动的时间为 ，水平位移，则小球刚好运动到B点，故D正确．故选BD．

点睛：掌握合外力做功与动能的关系、注意类比法的应用，小球能够完成圆周运动的条件是丝线的拉力大于或等于零，在最高点的速度最小恰好满足重力与电场力的提供向心力，此最高点在AD弧线的中点．

9.如图所示，倾角为370的足够长的传送带以恒定速度运行，将一质量m=1 kg的小物体以某一初速度放上传送带，物体相对地面的速度大小随时间变化的关系如图所示，取沿传送带向上为正方向，g= 10 m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。则下列说法正确的是

A. 传送带逆时针转动，速度大小为4 m/s

B. 物体与传送带间的动摩擦因数为0. 75

C. 0～8 s内物体位移的大小为14 m

D. 0～8 s内物体与传送带之间因摩擦而产生的热量为126 J

【答案】CD

【解析】

从图中可知小物体先反向做减速运动后做加速运动，故可知传送带速度方向沿斜面向上，最终物块和传送带的速度相同，故传送带速度大小为4m/s，A错误；根据v-t图象的斜率表示加速度，可得，物体相对传送带滑动时的加速度大小为，由牛顿第二定律得，解得，故B错误；0～8s内物体位移为，故C正确；0-8s内只有前6s内物体与传送带发生相对滑动．0-6s内传送带运动距离为，0-6s内物体位移为，产生的热量为，故D正确．

二、实验题

10.指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器．

（1）如图所示为某同学设计的多用电表的原理示意图．虚线框中S为一个单刀多掷开关，通过操作开关，接线柱B可以分别与触点1、2、3接通，从而实现使用多用电表测量不同物理量的功能．关于此多用电表，下列说法中正确的是________．(选填选项前面的字母)

A．当S接触点1时，多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

B．当S接触点2时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

C．当S接触点2时，多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔

D．当S接触点3时，多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是红表笔

（2）用实验室多用电表进行某次测量时，指针在表盘的位置如图所示．

A．若所选挡位为直流50 mA挡，则示数为________mA.

B．若所选挡位为电阻×10 Ω挡，则示数为________Ω.

（3）用表盘为图所示的多用电表正确测量了一个约15 Ω的电阻后，需要继续测量一个阻值约2 kΩ的电阻．在用红、黑表笔接触这个电阻两端之前，请选择以下必须的步骤，并按操作顺序逐一写出步骤的序号：________.

A．将红表笔和黑表笔接触          B．把选择开关旋转到“×100”位置

C．把选择开关旋转到“×1 k”位置          D．调节欧姆调零旋钮使表针指向欧姆零点

（4）某小组同学们发现欧姆表的表盘刻度线不均匀，分析在同一个挡位下通过待测电阻的电流I和它的阻值Rx关系，他们分别画出了如图所示的几种图象，其中可能正确的是__(选填选项下面的字母)．

A.      B.     C.    D.

【答案】    (1). AC    (2). 21.0    (3). 190    (4). BAD    (5). AC

【解析】

【详解】(1)[1] A．由图示电路图可知，当S接触点1时，表头与分流电阻并联，此时多用电表处于测量电流的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔。故A正确。
BC．由图示电路图可知，当S接触点2时，表头与电源相连，此时多用电表处于测量电阻的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔。故B错误，C正确。
D．由图示电路图可知，当S接触点3时，表头与分压电阻串联，此时多用电表处于测量电压的挡位，其中接线柱B接的是黑表笔。故D错误。
(2)[2][3]若所选挡位为直流10A挡，由图所示可知，其分度值为0.2A，则示数为21.0mA．若所选挡位为电阻×10Ω挡，由图所示可知，示数为：19Ω×10=190Ω。
(3)[4]用多用电表正确测量了一个约15Ω的电阻后，要继续测量一个阻值约2kΩ的电阻，首先要把选择开关置于×100挡位位置，然后进行欧姆调零，把红黑表笔短接，调节欧姆调零旋钮使指针指针欧姆零刻度线位置，最后再测电阻，故合理的步骤是：BAD；
(4)[5] CD．设欧姆表内电池电动势为E，内阻为r，电流表内阻与调零电阻的和为Rg，则有：，则I-Rx图象是双曲线的一条，随着Rx的增大，I减小。故C正确，D错误。
AB．根据，取倒数：，可知是线性函数，Rx=0时，有最小值，随着Rx的增大而增大。故A正确，B错误。

三、计算题

11.有些国家的交通管理部门为了交通安全，特别制定了死亡加速度为，以警醒世人，意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下车辆是达不到的，但如果发生交通事故时，将会达到这一数值试问：

一辆以的速度行驶的汽车在一次事故中撞向停在路上的大货车上，设大货车没有被撞动，汽车与大货车的碰撞时间为，汽车驾驶员是否有生命危险？

若汽车内装有安全气囊，缓冲时间为，汽车驾驶员是否有生命危险？

【答案】（1）有生命危险  （2）无生命危险

【解析】

试题分析：选汽车运动的方向为正方向

(1)汽车的加速度：

因加速度大小为，

所以驾驶员有生命危险

(2)在装有气囊的情况下

汽车的加速度

因加速度大小为

所以驾驶员无生命危险

考点：匀变速直线运动速度与时间的关系

点评：速度变化相同，安全气囊可以延长碰撞时间，从而可以减小碰撞是的加速度。

12.如图所示，地面和半圆轨道面均光滑．质量M=1kg、长L=4m的小车放在地面上，其右端与墙壁的距离为S=3m，小车上表面与半圆轨道最低点P的切线相平．现有一质量m=2kg的滑块（不计大小）以v0=6m/s的初速度滑上小车左端，带动小车向右运动．小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数μ=0.2，g取10m/s2．

（1）求小车与墙壁碰撞时的速度；

（2）要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，求半圆轨道的半径R的取值．

【答案】（1）小车与墙壁碰撞时的速度是4m/s；

（2）要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，半圆轨道的半径R的取值为R≤0.24m或R≥0.6m．

【解析】

解：（1）设滑块与小车的共同速度为v1，滑块与小车相对运动过程中动量守恒，有

mv0=（m+M）v1

代入数据解得

v1=4m/s

设滑块与小车的相对位移为 L1，由系统能量守恒定律，有

μmgL1=

代入数据解得 L1=3m

设与滑块相对静止时小车的位移为S1，根据动能定理，有

μmgS1=

代入数据解得S1=2m

因L1＜L，S1＜S，说明小车与墙壁碰撞前滑块与小车已具有共同速度，且共速时小车与墙壁还未发生碰撞，故小车与碰壁碰撞时的速度即v1=4m/s．

（2）滑块将在小车上继续向右做初速度为v1=4m/s，位移为L2=L﹣L1=1m的匀减速运动，然后滑上圆轨道的最低点P．

若滑块恰能滑过圆的最高点，设滑至最高点的速度为v，临界条件为

mg=m

根据动能定理，有

﹣μmgL2﹣

①②联立并代入数据解得R=0.24m

若滑块恰好滑至圆弧到达T点时就停止，则滑块也能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道．

根据动能定理，有

﹣μmgL2﹣

代入数据解得R=0.6m

综上所述，滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，半圆轨道的半径必须满足

R≤0.24m或R≥0.6m

答：

（1）小车与墙壁碰撞时的速度是4m/s；

（2）要滑块能沿圆轨道运动而不脱离圆轨道，半圆轨道的半径R的取值为R≤0.24m或R≥0.6m．

【点评】本题通过计算分析小车与墙壁碰撞前滑块与小车的速度是否相同是难点．第2题容易只考虑滑块通过最高点的情况，而遗漏滑块恰好滑至圆弧到达T点时停止的情况，要培养自己分析隐含的临界状态的能力．