河北省大名县一中2020届高三9月月考物理试题

河北省大名县第一中学2020届高三9月月考物理试题

一.选择题：本大题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1-8小题只有一项符合题目要求；第9-12小题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分.

1.甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距，乙车在前，甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的图象如图所示，则下列表述正确的是　　

A. 乙车做曲线运动，甲车做直线运动

B. 甲车先做匀减速运动，后做匀速运动

C. 乙车的速度不断减小

D. 两车相遇两次

【答案】D

【解析】

【详解】乙车的图象虽为曲线，但这不是运动轨迹，且图象只能表示正反两个方向的直线运动，故A错误。位移时间图象的斜率等于速度，由题图可知：甲车在前6s内沿负向做匀速直线运动，6s处于静止状态，故B错误。由于乙车图象的斜率大小增大，即其速度逐渐增大，故C错误。在图象中两图线的交点表示两车相遇，故两车相遇两次。故D正确。故选D。

【点睛】对于位移时间图象，关键抓住斜率等于速度，交点表示两车相遇，来分析两车的运动情况．

2.甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，其v一t图象如图所示。关于两车的运动情况，下列说法正确的是

A. 在t=1s时，甲、乙相遇

B. 在t=2s时，甲、乙的运动方向均改变

C. 在t=4s时，乙的加速度方向改变

D. 在2s－6s内，甲相对乙做匀速直线运动

【答案】D

【解析】

【详解】速度时间图像中面积表示位移大小，在1s时刻面积不相等，没有相遇，A错；横轴以上速度为正，横轴以下速度为负，B错；图线的斜率正负表示加速度方向，C错；在2s－6s内，甲相对乙做匀速直线运动，故D正确。

3. L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P 的受力个数为

A. 3 B. 4

C. 5 D. 6

【答案】C

【解析】

试题分析：P、Q一起沿斜面匀速下滑时，由于木板P上表面光滑，滑块Q受到重力、P的支持力和弹簧沿斜面向上的弹力．根据牛顿第三定律，物体Q必对物体P有压力，同时弹簧对P也一定有向下的弹力，因而木板P受到重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力、Q的压力和弹簧沿斜面向下的弹力，C正确．

考点：考查了受力分析

【名师点睛】对物体受力分析，通常要用隔离法，按照先已知力，然后重力、弹力、摩擦力的顺序分析．

【此处有视频，请去附件查看】

4. 如图所示，质量为m的球放在倾角为α的光滑斜面上，用挡板AO将球挡住，使球处于静止状态，若挡板与斜面间的夹角为β，则（重力加速度为g）（ ）

A. 当β=30°时，挡板AO所受压力最小，最小值为mgsinα

B. 当β=60°时，挡板AO所受压力最小，最小值为mgcosα

C. 当β=60°时，挡板AO所受压力最小，最小值为mgsinα

D. 当β=90°时，挡板AO所受压力最小，最小值为mgsinα

【答案】D

【解析】

试题分析：分析小球的受力情况，当挡板与斜面的夹角变化时，作出四个位置受力图，分析什么条件下挡板对小球的压力最小，则此时挡板AO所受压力即最小．

解：分析小球的受力情况：重力G、斜面的支持力N2和挡板AO的压力N1，由平衡条件得知N2和N1的合力与G大小相等、方向相反，保持不变．

当挡板与斜面的夹角变化时，作出四个位置力力图，由图看出当挡板与斜面垂直时，挡板对小球的压力N1最小，挡板AO所受压力即最小，此时β=90°，最小值N=mgsinα．故D正确．

故选：D

【点评】本题运用图解法研究共点力平衡中极值问题，也可以根据平衡条件得AO所受压力与β的关系式，由函数法分析处理．

5.三个质量均为1kg的相同木块a、b、c和两个劲度系数均为500N/m的相同轻弹簧p、q用轻绳连接，如图所示，其中a放在光滑水平桌面上。开始时p弹簧处于原长，木块都处于静止状态。现用水平力F缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止，g取。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是（    ）

A. 4cm B. 6cm C. 8cm D. 10cm

【答案】C

【解析】

【详解】“缓慢地拉 动”说明系统始终处于平衡状态，该过程中弹簧的左端向左移动的距离等于两个弹簧长度变化量之和；最初，弹簧处于原长，而弹簧受到竖直向下的压力，所以其压缩量为；最终木块刚好离开水平地面，弹簧受到竖直向下的拉力，其伸长量为，弹簧的伸长量为，所以弹簧的左端向左移动的距离。

A. 4cm，与结论不相符，选项A不符合题意；

B. 6cm，与结论不相符，选项B不符合题意；

C. 8cm，与结论相符，选项C符合题意；

D. 10cm，与结论不相符，选项D不符合题意；

6.如图所示，质量为m的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住．现用一个力F拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为a的匀加速直线运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（   ）               

A. 若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零

B. 若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零

C. 斜面和挡板对球弹力的合力等于ma

D. 斜面对球不仅有弹力，而且该弹力是一个定值

【答案】D

【解析】

【详解】ABD.设球的质量为m，斜面倾角为θ，斜面给球的弹力为F1，竖直挡板给球的弹力为F2.对球受力分析，如图所示．

由牛顿第二定律得：

F1cos θ－mg＝0，

F2－F1sin θ＝ma

解得

F1＝

F2＝mgtan θ＋ma，

即F1是定值，故AB错，D正确；

C.球所受斜面、挡板的力以及重力的合力为ma，故C错误。

7.如图所示，两个光滑金属球a、b置于一个桶形容器中，两球的质量ma＞mb，对于图中的两种放置方式，下列说法正确的是(　　)

A. 两种情况对于容器左壁的弹力大小相同

B. 两种情况对于容器右壁的弹力大小相同

C. 两种情况对于容器底部的弹力大小相同

D. 两种情况两球之间的弹力大小相同

【答案】C

【解析】

由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同．上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上的分力等于对左壁的弹力，显然a球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，A、D两项错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力，所以是b球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，B项错误，C项正确．

8.如右图所示，在倾角为α＝30°的光滑斜面上，有一根长为L＝0.8 m的细绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m＝0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是(　　 )

A. 2 m/s B. m/s

C. m/s D. m/s

【答案】C

【解析】

【详解】小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，刚小球通过A点时细线的拉力为零，

根据圆周运动和牛顿第二定律有：

mgsinα，

解得：vA

小球从A点运动到B点，根据机械能守恒定律有：

mmg•2Lsinαm，

解得：vB2m/s。

故选：C

9.如图所示，沿平直公路行驶的小车内有一倾角为θ＝37°的粗糙固定斜面，上面放一物块，当小车做匀变速运动时物块与斜面始终保持相对静止，若物块受到的摩擦力与支持力相等，则小车的运动状态是(sin37°＝0.6，重力加速度为g)(　　)

A. 向左做匀加速运动，加速度大小为

B. 向左做匀减速运动，加速度大小为

C. 向右做匀加速运动，加速度大小为7g

D. 向右做匀减速运动，加速度大小为7g

【答案】BD

【解析】

【详解】若物块受到的摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律得

f－mgsinθ＝macosθ

mgcosθ－N＝masinθ

依题意知

N＝f，

联立解得

a＝g，

方向水平向右，故A错，B正确；

CD.滑块受重力、支持力和摩擦力；假设摩擦力平行斜面向下，根据牛顿第二定律，有：

竖直方向：

Ncos37°-fsin37°=mg

水平方向：

fcos37°+Nsin37°=ma

其中：

f=N

解得：

a=7g

即物块受到的摩擦力沿斜面向下时，a＝7g，方向水平向左，故C错，D正确．

10.振动电机实际上是一个偏心轮，简化模型如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力的大小为N，小球在最高点的速度大小为v，N－v2图象如图乙所示．下列说法正确的是(　　)．

A. 小球的质量为

B. 当时，球对杆有向下的压力

C. 若时，球对杆有向上的拉力

D. 若c＝2b，则此时杆对小球的弹力大小为a

【答案】BD

【解析】

【详解】A.由题意可知，在最高点时，若v2＜b，则杆对球的作用力为支持力，根据牛顿第二定律：

mg－N＝m，

解得：

N＝mg－v2，

斜率的绝对值

k＝＝，

所以小球的质量为

m＝R，

A错误；

BC.v2＜b时，杆对球的作用力为支持力，根据牛顿第三定律可知，球对杆有向下的压力，B正确、C错误；

D.当v2＝0时，有

a＝mg；

当v2＝b时，有

mg＝m；

当v2＝c＝2b时，有

mg＋Nc＝m；

联立可解得

Nc＝mg＝a，

选项D正确．

11.如图所示，质量为m小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于小球的直径．某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动．已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间作用力大小恰为mg，则        (　　)

A. 该盒子做匀速圆周运动的周期等于

B. 该盒子做匀速圆周运动的周期等于

C. 盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于2mg

D. 盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于3mg

【答案】BD

【解析】

【详解】AB.盒子在最高点时，对小球有

FN＋mg＝＝2mg

T＝

解得

v＝

T＝π

选项A错误，B正确；

CD.盒子在最低点时，对小球有

FN′－mg＝

解得

FN′＝3mg

选项C错误，D正确．

12.“嫦娥三号”探月卫星计划于2013年下半年在西昌卫星发射中心发射，将实现“落月”的新阶段．“嫦娥三号”探月卫星到了月球附近，以速度v接近月球表面匀速飞行，测出它的运行周期为T，已知引力常量为G，不计周围其他天体的影响，则下列说法正确的是(　　)

A. “嫦娥三号”探月卫星半径约为

B. 月球的平均密度约为

C. “嫦娥三号”探月卫星的质量约为

D. 月球表面的重力加速度约为

【答案】BD

【解析】

【详解】A.由T＝可得，月球的半径约

R＝

则A项错误；

C.由

＝m

可得月球的质量

M＝

C项错误；

B..由

M＝πR3·ρ

得月球的平均密度约为

ρ＝

B项正确；

D.由

＝mg

得，

g＝

D项正确．

二.非选择题：本题包括必考题和选考题部分。第13~17题为必考题，每个试题考生都必须作答。第18题为选考题，考生根据要求作答。

13.某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤:

①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。

②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉,直到弹簧测力计示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为O1、O2,记录弹簧测力计的示数F,测量并记录O1、O2间的距离(即橡皮筋的长度l)。每次将弹簧测力计示数改变0.50 N,测出所对应的l,部分数据如下表所示:

③找出②中F=2.50 N时橡皮筋两端的位置,重新标记为O、O',橡皮筋的拉力记为FOO'.

④在弹簧测力计挂钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在弹簧测力计挂钩上,如图乙所示。用两圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使弹簧测力计挂钩的下端达到O点,将两笔尖的位置标记为A、B,橡皮筋OA段的拉力记为FOA,OB段的拉力记为FOB.

完成下列作图和填空:

(1)利用表中数据画出F-l图线_______,根据图线求得l0=_______cm.

(2)测得OA=6.00cm,OB=7.60cm,则FOA的大小为________N.

(3)根据给出的标度,作出FOA和FOB的合力F'的图示_________.

(4)通过比较F'与__________的大小和方向,即可得出实验结论。

【答案】    (1).     (2). 10.0(9.8、9.9、10.1均正确)    (3). 1.80(1.70~1.90均正确)    (4).     (5). FOO'

【解析】

【详解】(1)[1][2].作出F-l图线，由F=k(l-l0)可得，直线与横轴的截距即为l0，由图可知，l0=10.0 cm。

(2)[3].由题干表格可知，F=1.50 N时，l=13.00 cm，则橡皮筋的劲度系数

k==50 N/m；

若OA=6.00 cm，OB=7.60 cm，则橡皮筋拉力

FOA=k·ΔL'=50×(6.00+7.60-10.00)×10-2 N=1.80 N。

(3)[4].如图：

(4)[5].由图可知F'为作图法所得到的合力，FOO'等于真实合力，比较F'与FOO'可知，F'与FOO'不完全重合，存在一定误差，但在误差允许范围内，可得出实验结论。

14. 学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组自制了一个西红柿电池组，设计了如图所示的实验电路测定电流表的内阻，并用多种方法测量该电池组的电动势与内阻，请协助完成实验。

（1）闭合开关和，调节电阻箱并记录电阻箱的示数R、电流表（灵敏）的示数和电压表的示数，由此可知电流表的电阻为        （用上述量表示）。

（2）闭合开关调节R，仅读出电流I和电压U，并测出多组数据，作出图线可得出电池组的电动势和内阻，此种办法测量的电动势与真实值相比     （填“偏大”或“相等”），内阻的测量值与真实值相比       （填“偏大”“偏小”或“相等”）。

（3）断开闭合，仅由多组电流表示数I和电阻箱的示数R，运用实验数据作出图线为一条倾斜的直线，且该直线的斜率为k，纵截距为b，则该电池组的电动势为   ，内阻为         （用k、b、表示）。

【答案】（1）

（2）偏小  偏小

（3）

【解析】

【详解】（1）由部分电路欧姆定律可知，故。

（2）用两表进行测量，误差源于电压表的分流作用，根据闭合电路欧姆定律可知：

，变形得到：，可知斜率，截距，故两个测量值都偏小。

（3）用电流I和电阻R测量是安阻法，由闭合电路欧姆定律可知：

变形得到：，因表头内阻已知，故误差，由题意可知，，故，。

【点睛】考点：测量电源的电动势和内阻

本题考查用电压表和电流表测定电源的电动势和内阻实验；题目中的难点有二：一注意应用闭合电路欧姆定律的应用；二是有的考生不能正确理解图象的物理意义，从而无法得出正确的答案。

15.如图所示，倾角为30°的足够长光滑斜面下端与一足够长光滑水平面相接，连接处用一光滑小圆弧过渡，斜面上距水平面高度分别为h1＝20 m和h2＝5 m的两点上，各静置一小球A和B。某时刻由静止开始释放A球，经过一段时间t后，再由静止开始释放B 球。g取10 m/s2，求：

(1)为了保证A、B两球不会在斜面上相碰，t最长不能超过多少？

(2)若A球从斜面上h1高度处自由下滑的同时，B球受到恒定外力作用从C点以加速度a由静止开始向右运动，则加速度a满足什么条件时A球能追上B球？

【答案】(1)2s (2)a≤2.5m/s2

【解析】

(1)两球在斜面上下滑的加速度相同，设加速度为a，根据牛顿第二定律有：

      解得：

设A、B两球下滑到斜面底端所用时间分别为t1和t2，则：

解得：t1＝4s，t2＝2s

为了保证两球不会在斜面上相碰，t最长不超过

 (2)设A球在水平面上再经t0追上B球，则：

A球要追上B球，方程必须有解，即

可解得

点睛：本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，在求解追及问题时，抓住位移关系，结合运动学公式分析求解。

16.如图甲所示，有一足够长的粗糙斜面，倾角θ＝37°，一滑块以初速度v0＝16 m/s从底端A点滑上斜面，滑至B点后又返回到A点．滑块运动的图象如图乙所示，求：（已知：sin37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2）

（1）AB之间的距离；

（2）滑块再次回到A点时的速度；

（3）滑块在整个运动过程中所用的时间。

【答案】(1) 16 m (2) 8m/s. (3) (2＋2)s

【解析】

试题分析：(1)由v－t图象知AB之间的距离为：

sAB＝m＝16 m

(2)设滑块从A滑到B过程的加速度大小为a1，从B返回到A过程的加速度大小为a2，滑块与斜面之间的动摩擦因数μ

则有：a1＝gsinθ＋μgcosθ＝m/s2＝8 m/s2

a2＝gsinθ－μgcosθ

则滑块返回到A点时的速度为vt，有v－0＝2a2sAB

联立各式解得：a2＝4 m/s2，vt＝8m/s.

(3)设滑块从A到B用时为t1，从B返回到A用时为t2，

则有：t1＝2 s，t2＝＝2s

则滑块在整个运动过程中所用的时间为

t＝t1＋t2＝(2＋2) s

考点：本题考查对速度时间图像的理解、对牛顿第二定律和运动学公式的应用。

17.如图所示，半径为、质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接，两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、B两点上，A、B两点相距为l，当两轻绳伸直后，A、B两点到球心的距离均为l。当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时(轻绳a、b与杆在同一竖直平面内)。求：

(1)竖直杆角速度ω为多大时，小球恰好离开竖直杆；

(2)轻绳a的张力Fa与竖直杆转动的角速度ω之间的关系。

【答案】（1）（2）①时，；②时，；③时，。

【解析】

【分析】小球恰离开竖直杆时，受重力和拉力，拉力的竖直分力与重力平衡，水平分力提供向心力；根据两绳刚好伸直，利用水平方向的合力提供向心力即可求得；分墙壁对球有弹力、球飞起、绳子b也有弹力三种情况讨论，注意合力的水平分力提供向心力，合力竖直分力为零。

解：（1）设a绳与杆夹角为，，

（2）b绳刚伸直瞬间，

时，

时

时      

  ，   

18.一列简谐横波从左向右以v＝2m/s速度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正确的是　       　

A. A质点再经过一个周期将传播到D点

B. B点正在向上运动

C. B点再经过回到平衡位置

D. 该波的周期T＝0.05 s

E. C点再经过将到达波峰的位置

【答案】BDE

【解析】

【详解】A.质点不随波传播，选项A错误；

B.由波向右传播可知B点向上振动，选项B正确；

C.B点向上振动靠近平衡位置平均速度大，回到平衡位置所用时间小于八分之一周期，选项C错误；

D.由于T＝可知周期

选项D正确；

E.C点向下运动，所以经过四分之三周期到达波峰，选项E正确．

19.如图，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点O与桌面的距离为4a，圆锥的底面半径，圆锥轴线与桌面垂直。有一半径为R的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合。已知玻璃的折射率，求光束在桌面上形成的光斑的面积。

【答案】

【解析】

试题分析：当半径为R的圆柱形平行光束垂直入射到圆锥的底面上，经过第一次折射时，由于入射角等于零，所以折射角也是零，因此折射光线不发生偏折．当第二次折射时，由于入射角等于30°，而玻璃的折射率n=，可得临界角与入射角的关系，判断光线不会发生光的全反射，作出光路图，可根据几何关系可确定光斑的半径，即可求得光斑的面积．

解：设玻璃的临界角为C，则有：sinC==

如图所示，射到OA界面的入射角为：α=30°，

则有：sinα=＜sinC，α＜C

故入射光线能从圆锥侧面射出．

设折射角为β，无限接近A点的折射光线为AC，根据折射定律有：

sinβ=nsinα

解得：β=60°

过O点作OD∥AC，则∠O2OD=β﹣α=30°

在直角三角形O1AO中，O1O=Rtan30°=a

在直角三角形△ACE中，EC=AEtan30°=（4a+a）=a

故O2C=EC﹣R=a

O2D=O2Otan30°=4atan30°=a

光束在桌面上形成光环的面积

S=π•O2D2﹣π•O2C2=πa2

答：光束在桌面上形成的光照亮部分的面积为πa2．

【点评】本题关键之处是根据光的折射定律与反射定律作出光路图，再利用几何关系来辅助计算．