陕西省渭南市临渭区尚德中学2020届高三上学期第三次月考物理试题

尚德中学2020届高三上学期第三次月考物理试题

一、选择题

1.关于力学单位制，下列说法正确的是（   ）

A. 千克、米/秒、牛顿是导出单位

B. 千克、米、牛顿是基本单位

C. 只有在国际单位制中，牛顿第二定律的表达式才是

D. 在国际单位制中，质量的单位是g，也可以是kg

【答案】C

【解析】

【分析】

根据定义，基本量的单位是基本单位，通过定义、定律或物理量的关系推导出来的其他量的单位是导出单位，考察力学单位制相关的概念和单位的推导。

【详解】A. 千克是基本单位，米/秒、牛顿是导出单位，A错误；

B. 千克和米基本单位，牛顿是导出单位，B错误；

C. 牛顿第二定律的一般表达式是，只有在国际单位制中，k=1，牛顿第二定律的表达式才是；C正确；

D. 在国际单位制中，质量的单位规定为kg，D错误。

2.关于静电场，下列说法正确的是(　　)

A. 在电场中，电势越高的地方，负电荷在该点具有的电势能越大

B. 由公式U＝Ed可知，在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间的距离成正比

C. 在电场中电场强度大的地方，电势一定高

D. 任一点的电场强度方向总是指向该点电势降落最快的方向

【答案】D

【解析】

详解】A.根据

知在电场中，电势越高的地方，负电荷在该点具有的电势能越小，故A错误。

B.由公式

可知在匀强电场中任意两点间的电势差与这两点间沿电场方向的距离成正比，故B错误。

C.电场强度与电势无关，电场强度大，电势不一定高。故C错误。

D.顺着电场线方向电势降低，而且电场强度的方向总是指向电势降低最快的方向，故D正确。

3.1998年6月18日,清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次碰撞安全性实验,成功“中华第一撞”,从此,我国汽车整体安全性碰撞实验开始与国际接轨,在碰撞过程中,关于安全气囊的保护作用认识正确的是（   ）

A. 安全气囊主要是减小了驾驶员的动量变化率

B. 安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量

C. 安全气囊的作用减小了驾驶员的动量变化

D. 安全气囊延长了撞击力的作用时间,从而使得动量变化更大

【答案】A

【解析】

【分析】

安全气囊的保护作用实质上是缓冲过程中减小了作用力，根据动量定理即可分析。

【详解】在碰撞过程中，驾驶员的动量的变化量是一定的，安全气囊后打开后增加了作用的时间，根据动量定理可知：

所以安全气囊减小了驾驶员受到的撞击力，即减小了驾驶员的动量变化率，A正确。

【点睛】考察动量定理的运用。

4.如图，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度匀速向右运动当小车运动到与水平面夹角为时，下列关于物体A说法正确的是（     ）

A. 物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力

B. 物体A此时的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力

C. 物体A此时的速度大小为，物体A做减速运动，绳子拉力小于物体重力

D. 物体A此时的速度大小为，物体A做加速运动，绳子拉力大于物体重力

【答案】B

【解析】

【详解】小车沿绳子方向速度等于A的速度，设绳子与水平方向的夹角为θ，根据平行四边形定则，物体A的速度vA=vcosθ；

小车匀速向右运动时，θ减小，则A的速度增大，所以A加速上升，加速度方向向上，根据牛顿第二定律有：T-GA=mAa．知拉力大于重力。故B正确，ACD错误。

5.质量为1 kg的小球从空中自由下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，其速度—时间图像如图所示，以竖直向上为正，重力加速度g取。下列说法正确的是（      ）

A. 小球下落的最大速度为5 m/s

B. 小球能弹起的最大高度为2.5 m

C. 小球第一次反弹后的瞬时速度大小为10 m/s

D. 小球与地面第一次碰撞过程中地面对小球的冲量大于15 kg•m/s

【答案】D

【解析】

【分析】

由速度--时间图象可得出小球的运动规律，v-t图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移。

【详解】A项：由图可知，小球下落到1s时的速度最大，最大速度为10m/s；故A错误；

B项：弹起后的正向位移为：，故B错误；

C项：由图可知，小球第一次反弹后的瞬时速度大小为5m/s，故C错误；

D项：由动量定理可得：，所以小球与地面第一次碰撞过程中地面对小球的冲量大于15 kg•m/s，故D正确。

故选：D。

【点睛】本题考查图象的应用，关键是要明确图象与时间轴围成的面积表示物体通过的位移。

6.如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中(        )

A. 圆环的机械能守恒

B. 弹簧弹性势能变化了mgL

C. 圆环下滑到最大距离时,所受合力为零

D. 圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变

【答案】B

【解析】

圆环在下滑过程中，弹簧对其做负功，故圆环机械能减小 ，选项A错误； 圆环下滑到最大的距离时，由几何关系可知，圆环下滑的距离为，圆环的速度为零，由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能增加量等于圆环重力势能的减小量，为，故选项B正确； 圆环下滑过程中，所受合力为零时，加速度为零，速度最大，而下滑至最大距离时，物体速度为零，加速度不为零，所以选项C错误； 在下滑过程中，圆环的机械能与弹簧弹性势能之和保持不变，即系统机械能守恒，所以选项D错误；

考点：系统机械能守恒

【此处有视频，请去附件查看】

7.如图所示,轻质弹性绳一端固定于O点,另一端系一小球,小球静止时弹性绳竖直。现对小球施加一个水平力,使其缓慢移动至弹性绳与竖直方向成60°,若弹性绳的形变在弹性限度内,弹性绳原长为,则此过程中小球上升的高度为:

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】设弹性绳的劲度系数为k，小球质量为m，未对小球施加水平力，小球静止时，根据平衡条件有：，；对小球施加水平力，使其缓慢移动至弹性绳与竖直方向成600时，小球受重力mg、水平力F、弹力F1三个力，由平衡条件得：，弹性绳的长度为:，此过程中小球上升的高度为：，选项B正确。

8.如图所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截．设拦截系统与飞机的水平距离为s，若拦截成功，不计空气阻力，则v1、v2的关系应满足

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】两炮弹相遇，在竖直方向上的位移之和等于H=h1+h2。飞机发射炮弹的竖直位移，拦截导弹的竖直位移 ，此时飞机发射导弹的水平位移为s，有s=v1t。解得：

A．。故A不符合题意。   

B．。故B不符合题意。

C．。故C不符合题意。   

D．。故D符合题意。

9.如图所示,正点电荷Q固定在O点,另一个带电质点q射入该区域时,在库仑力的作用下做曲线运动,沿图中实线依次通过三点。若,带电质点q运动到B点时,速度方向与库仑力方向垂直,不计带电质点q的重力,则（   ）

A. 三点的电势高低关系是

B. 带电质点在B点动能最大,电势能最小

C. 若在B处改变带电质点的电荷量大小,有可能使其做匀速圆周运动

D. 带电质点在三处的加速度大小关系是

【答案】C

【解析】

【分析】

根据题意，明确正电荷电场的分布，通过疏密关系可判断场强大小，进而判断加速度大小，同时可判断电势的大小，通过电场力做功可以电势能的变化。

【详解】A. 根据结论：沿电场线的方向电势逐渐减小，由于，B点离O点更远，所以，A错误；

B. 由图可判断，该电荷为负电荷，从A到B的过程中，电场力与速度方向的夹角为钝角，电场力做负功，动能减小，电势能增大，所以在B点动能最小，电势能最大，B错误；

C. 在B点，速度方向与库仑力方向刚好垂直，如果质点的电荷量大小合适，就有：

有可能库仑力刚好提供向心力，质点就做匀速圆周运动，C正确；

D. 带电质点在三处的场强大小关系为，根据：

可知：，D错误。

【点睛】考察电场中电荷的在某点的场强、电势、电势能的判断。

10.一个物体做变速直线运动，物体的加速度从某一值逐渐减小到零．则在此过程中，下列关于该物体的运动情况的说法中可能正确的是(　 　)

A 物体速度不断增大，加速度减小到零时，物体速度最大

B. 物体速度不断减小，加速度减小到零时，物体速度为零

C. 物体速度不断减小到零，然后物体反向做加速直线运动

D. 物体速度不断增大，然后速度逐渐减小

【答案】ABC

【解析】

试题分析：当加速度的方向与速度方向相同，物体做加速运动，加速度减小，速度增大，当加速度减小为零，速度达到最大，故A正确，D错误．当加速度的方向与速度方向相反，物体做减速运动，可能加速度减小为零时，速度恰好减为零，故B正确．当加速度的方向与速度方向相反，物体做减速运动，速度减为零时，加速度还未减为零，然后物体反向做加速直线运动，故C正确．故选ABC．

考点：速度和加速度

【名师点睛】解决本题的关键掌握判断物体做加速运动还是减速运动的方法，关键看加速度的方向与速度方向的关系。

11.用两块材料相同的木板与竖直墙面搭成两个斜面1和2，斜面有相同的高和不同的底边，如图所示。一个小物块分别从两个斜面顶端释放，并沿斜面下滑到底端。对这两个过程，下列说法正确的是

A. 沿着1和2下滑到底端时，物块的速度大小相等

B. 物块下滑到底端时，速度大小与其质量无关

C. 物块沿着1下滑到底端的过程，产生的热量更多

D. 物块下滑到底端的过程中，产生的热量与其质量无关

【答案】BC

【解析】

【分析】

由动能定理求解滑到底端时的速度表达式进行判断；根据Q=μmgs相对判断热量关系.

【详解】设斜面与地面的夹角为θ，斜面的高度为h，则滑块滑到底端时，由动能定理：，即可知，θ越大，v越大，且v与m无关，选项A错误，B正确；根据可知物块沿着1下滑到底端的过程，产生的热量更多，且物块下滑到底端的过程中，产生的热量与其质量有关，选项C正确，D错误；故选BC.

12.一质点在0~6s内竖直向上运动，若取向上为止方向，g取10m/s2，其v-t图象如图所示。下列说法正确的是

A. 质点在0~2s内减小的动能大于在4~6s内减小的动能

B. 在4~6s內，质点处于失重状态，且机槭能增加

C. 质点在第2s末的机械能大于在第6s末的机械能

D. 质点在第2s末的机械能小于在第6s末的机械能

【答案】AD

【解析】

【分析】

根据动能的概念求解动能的变化进行比较；4~6s內通过计算加速度求解合外力，判断除重力以外的其它力做功情况，判断机械能的变化；计算质点在第2s末的机械能和在第6s末的机械能大小进行比较.

【详解】质点在0~2s内减小的动能：；在4~6s内减小的动能：，则质点在0~2s内减小的动能大于在4~6s内减小的动能，选项A正确；在4~6s內，质点的加速度向下，处于失重状态，因加速度为，则除重力以外还有其他的力对物体做负功，则质点的机械能减小，选项B错误；质点在t=2s时的机械能：；质点在t=6s时的机械能：；则质点在第2s末的机械能小于在第6s末的机械能，选项C错误，D正确；故选AD.

【点睛】物体机械能守恒的条件是只有重力做功或只受重力，即物体的加速度等于g，则机械能不变，若向上减速的加速度小于g，说明物体受到了向上的外力作用，机械能增加，反之向上减速的加速度大于g则机械能减小。

二、填空题

13.如图所示，沙箱连沙总质量为m1，沙桶连沙质量为m2，如图挂起沙桶，沙箱恰能匀速直线运动，则沙箱与桌面间的动摩擦因数为_____；若将沙箱里质量为△m的沙移入沙桶中，则它们运动的加速度为_______．

【答案】    (1).     (2).

【解析】

【详解】［1］因为沙箱做匀速运动，对沙箱列水平方向的平衡方程：

，

计算可得沙箱与桌面间的动摩擦因数为，

［2］若将沙箱里质量为△m的沙移入沙桶中，

m2g+△mg-μ（m1g-△mg）=（m1+m2）a，

再根据，联立可得加速度：

14.关于“验证动量守恒定律”的实验,请完成下列的三个问题:

（1）如图所示,在做“验证动量守恒定律”实验时,实验必须要求满足的条件是（       ）

A.斜槽轨道必须是光滑的      

B.斜槽轨道末端的切线是水平的

C.入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D.若入射小球质量为m1,被碰小球质量为m2,则

（2）利用“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.图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影.实验时,先让入射球m1多次从斜轨上的S位置静止释放,找到其平均落地点的位置P,测量出平抛的射程OP.然后,把被碰小球m2静置于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上的S位置由静止释放,与小球m2相碰,并且多次重复.接下来要完成的必要步骤是（       ）(填选项前的符号)

A.用天平测量两个小球质量m1、m2

B.测量小球m1开始释放高度h

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N；测量平抛射程OM、ON

（3）若两个小球相碰前后的动量守恒,其表达式可以表示为_____.[利用2中所测量的物理量表示]；若碰撞是弹性的碰撞,那么还应该满足的表达式应该为________.[利用2中所测量的物理量表示].

【答案】    (1). BCD    (2). AD    (3).     (4). .

【解析】

【分析】

本实验将验证动量守恒和平抛运动结合起来，要注意实验原理和注意事项，再根据相关公式仔细分析实验过程。

【详解】（1）[1] 本实验的目的是验证动量守恒定律，要求小球从斜槽同一高度静止滚下，并且斜槽末端必须是水平的，这样才能保证小球出斜槽时速度大小相等，方向是水平的，由于是同一斜槽，下滑时摩擦阻力是相同的，所以不必要求斜槽必须是光滑的，A错误，BC正确；入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，只有当时，m2才能被碰出，否则，m1有可能碰撞以后弹回，就不符合实验要求，所以，D正确。

（2）[2] 根据动量守恒定律的表达式 ，需要测量两个小球的质量，本实验小球碰撞后，两个小球分别做平抛运动，由于平抛下落的高度相同，竖直方向做自由落体运动，根据可知，小球下落的时间t相等，在水平方向做匀速直线运动，位移，所以需要测量平抛射程OM、ON，才能计算出两个小球平抛的初速度，故选AD。

（3）[3] 小球飞出后做平抛运动，根据公式、可得：

根据动量守恒定律的表达式，代入数据可得：

简化得：

。

[4] 若小球的碰撞是弹性碰撞，则机械能守恒，有：

代入数据简化得：

【点睛】考察动量守恒定律的验证和平抛运动的规律。

三、计算题

15.我国己启动“嫦娥工程”，并于2007年10月24日和2010年10月1日分别将“嫦娥一号”和“嫦娥二号”成功发射，“嫦娥三号”亦有望在2013年落月探测90天，并已给落月点起了一个富有诗意的名字一“广寒宫”。

（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，请求出月球绕地球运动的轨道半径r．

（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度竖直向上抛出一个小球，经过时间，小球落回抛出点．已知月球半径为，引力常量为G，求出月球的质量M月．

【答案】(1) (2)

【解析】

【详解】(1)根据万有引力定律和牛顿第二定律得：G=M月()2r月

质量为m的物体在地球表面时：mg=G

解得：

r月=

(2)设月球表面处的重力加速度为g月，根据竖直上抛的运动规律有：v0=

根据万有引力等于重力得：g月=

解得：

M月=

16.一列火车总质量m＝500t，机车发动机的额定功率P＝6×105W，在轨道上行驶时，轨道对列车的阻力F阻是车重的0.01倍，g取10m/s2，求：

（1）火车在水平轨道上行驶的最大速度；

（2）以额定功率P工作，当行驶速度为v＝10m/s时，列车的瞬时加速度是多少；

（3）若火车从静止开始，保持0.5m/s2的加速度做匀加速运动的时间。

【答案】（1）12m/s；（2）0.02m/s2；（3）4s

【解析】

【分析】

机车启动时，注意启动方式，是恒定加速度启动还是恒定功率启动，选用合适的公式进行计算。

【详解】（1）列车以额定功率工作时，当牵引力等于阻力，即时，列车的加速度为零，速度达到最大vm，可得：

代入数据解得：

（2）当v=10m/s时，根据公式，代入数据得：

根据牛顿第二定律，有：

代入数据得：

（3）若火车做匀加速直线运动，牵引力不变，在此过程中，速度增大，根据，发动机功率也增大，当功率达到额定功率时，火车结束匀加速直线运动，设此时速度为v1，此过程的牵引力为F1，由牛顿第二定律得：

代入数据得：

根据得

根据公式，代入数据得：

【点睛】考察机车启动的两种方式。

17.在光滑水平面上静止有质量均为m的木板AB和滑块CD，木板AB上表面粗糙，滑块CD上表面是光滑的圆弧，他们紧靠在一起，如图所示一个可视为质点的物块P，质量也为m，它从木板AB的右端以初速度滑上木板，过B点时速度为，然后又滑上滑块CD，最终恰好能滑到滑块CD圆弧的最高点C处若物体P与木板AB间的动摩擦因数为，求：

物块滑到B处时木板AB的速度的大小；

木板AB的长度L；

滑块CD最终速度的大小．

【答案】(1)  (2)  (3)

【解析】

试题分析：（1）物块P在AB上滑动时，三个物体组成的系统动量守恒，以向左为正方向，由动量守恒定律有：mv0=mv0+2mv1，解得：v1=v0；

（2）由能量守恒定律有：μmgL=mv02-m（v0）2-•2m（v0）2，解得：；

（3）设物体P与滑块CD分离瞬间，物体P的速度为v1′，在它们相互作用的过程中，以向左为正方向，在水平方向上，由动量守恒定律有：mv0+mv1=mv1′+mv2，

由能量守恒定律有：m（v0）2+mv12=mv1′2+mv22，解得：v1′=v0，v2=v0，可见，物体P与滑块CD交换速度后，物体P和木板AB都以v0的速度同方向作匀速运动，无法再追上滑块CD，故滑块CD最终速度v2应为v0

考点：动量守恒定律；能量守恒定律

【名师点睛】本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚物体的运动过程、正确选择研究对象与过程、应用动量守恒定律、能量守恒定律、机械能守恒定律即可正确解题。