辽宁省实验中学东戴河分校2020届高三10月月考物理试题

辽宁省实验中学东戴河校区2019～2020学年上学期高三年级10月份月考

一、选择题

1.如图所示两个物体与圆盘保持相对静止，随圆盘一起作匀速圆周运动，则A、B分别受到几个力的作用（  ）

A. 3个5个

B. 3个4个

C. 4个5个

D. 4个6个

【答案】A

【解析】

【详解】A物体在水平面内做匀速圆周运动，一定受到重力和B对A支持力作用，物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，且静摩擦力提供向心力。A共受到3个力的作用；B物体也在水平面内做匀速圆周运动，一定受到重力和圆盘的支持力作用，同时B受到A对B的压力；物体在转动过程中，有背离圆心的运动趋势，因此受到指向圆心的静摩擦力，同时B也受到A对B的静摩擦力，两个静摩擦力的合力提供向心力，所以B受5个力的作用。

A. 3个5个与分析相符，故A项正确；

B. 3个4个与分析不相符，故B项错误；

C. 4个5个与分析不相符，故C项错误；

D. 4个6个与分析不相符，故D项错误。

2. 分析下列三种情况下各力做功的正负情况：（1）如图甲所示，光滑水平面上有一光滑斜面b，物块a从斜面顶端由静止开始下滑的过程；（2）人造地球卫星在椭圆轨道上运行，由图乙中的a点运动到b的过程中；（3）小车M静止在光滑水平轨道上，球m用细绳悬挂在车上，由图丙中的位置无初速度释放，小球下摆的过程，则

A. 图甲中，斜面对物块不做功， B. 图乙中，万有引力对卫星做正功

C. 图丙中，绳的拉力对小车做负功 D. 图丙中，绳的拉力对小球做负功

【答案】D

【解析】

试题分析：物块a下滑过程中，因为支持力与位移之间的夹角大于90°，所以支持力所负功，A错误；因为卫星由a点运动到b点的过程中，万有引力的方向和速度的方向的夹角大于90°，所以万有引力对卫星做负功，B错误；小球下摆过程中，绳子的拉力使小车的动能增加了，故绳子的拉力对小车做正功，C错误；因为小车与小球构成的系统机械能守恒，小车的机械能增加了，则小球的机械能减小，故绳子的拉力对小球做负功，D正确；

考点：考查了功的计算

【名师点睛】本题考查功的计算规律，要注意正确分析各项中的物体运动规律，并且做好受力分析，明确力的方向与位移方向的夹角关系，才能正确判断做功情况

3.如图所示，是一个质点在时间内的v-t图象，在这段时间内，质点沿正方向运动的平均速度大小为v1沿负方向运动的平均速度大小为v2则下列判断正确的是(      )

A. v1>v2 B. v1<v2

C. v1=v2 D. 以上三种情况均有可能

【答案】B

【解析】

【详解】由图象可知，正向运动时，物体的位移小于物体做匀减速运动的位移，可知平均速度大小，同理反向运动时位移大于匀加速运动的位移，平均速度大小，因此有v1＜v2；

A. v1>v2，与结论不相符，选项A错误；

B. v1<v2，与结论相符，选项B正确；

C. v1=v2，与结论不相符，选项C错误；

D. 以上三种情况均有可能，与结论不相符，选项D错误。

4.2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。嫦娥四号登陆月球前，在环月轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S，已知月球的质量为M，引力常量为G，不考虑月球的自转，则环月轨道的半径大小为(      )

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】根据万有引力提供向心力

解得该人造卫星做圆周运动的周期为

人造卫星绕地球做匀速圆周运动的圆的面积为为πr2，所以人造卫星与地心连线在单位时间内所扫过的面积为

解得环月轨道的半径大小为：

A. ，与结论相符，选项A正确；

B. ，与结论不相符，选项B错误；

C. ，与结论不相符，选项C错误；

D. ，与结论不相符，选项D错误。

5.如图所示，甲球用细线悬挂于车厢顶，乙球固定在竖直轻杆的下端，轻杆固定在天花板上，当车向右加速运动时，细线与竖直方向的夹角为θ=45°，已知甲球的质量为m，乙球 的质量为2m，重力加速度为g。则轻杆对乙球的作用力大小等于（     ）

A. mg B. mg C. 2mg D. mg

【答案】D

【解析】

【详解】对甲球由牛顿第二定律知

ma=mgtanθ

则加速度大小为：

a=gtanθ

设杆对乙球的作用力为F，则

解得：

F=2mg；

A. mg，与结论不相符，选项A错误；

B mg，与结论不相符，选项B错误；

C. 2mg，与结论不相符，选项B错误；

D. mg，与结论相符，选项D正确；

6.一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度随时间t变化的图像中,可能正确的是(   )

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】在时间内，如果匀速，则图象是与时间轴平行的直线，如果是加速，根据，牵引力减小；根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度；所以时间内，图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据，牵引力减小；再根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度．所以在时间内，即图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，A正确；

7.如图所示，光滑圆环固定在竖直面内，一个小球套在环上，用穿过圆环顶端光滑小孔细线连接，现用水平力F拉细线，使小球缓慢沿圆环向上运动，此过程中圆环对小球的弹力为N，则在运动过程中（   ）

A. F增大 B. F减小

C. N不变 D. N增大

【答案】BC

【解析】

【详解】小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动，对小球进行受力分析，小球受重力G，F，N，三个力。满足受力平衡。作出受力分析图如图所示；

由图可知△OAB∽△GFA，即：

小球沿圆环缓慢上移时，半径不变，AB长度减小，故F减小，N不变；
A. F增大，与结论不相符，选项A错误；

B. F减小，与结论相符，选项B正确；

C. N不变，与结论相符，选项C正确；

D. N增大，与结论不相符，选项D错误。

8.如图所示，轻弹簧一端固定在O点，另一端连接在一个小球上，小球套在光滑、水平的直杆上，开始时弹簧与杆垂直且处于原长。现给小球一个水平向右的拉力F，使小球从杆上A点由静止开始向右运动，运动到B点时速度最大，运动到C点时速度为零。则下列说法正确的是（）

A. 小球由A到B的过程中，拉力做的功大于小球动能的增量

B. 小球由B到C的过程中，拉力做的功大于弹簧弹性势能的增量

C. 小球由A到C的过程中，拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量

D. 小球由A到C的过程中，小球所受合力的功先减小后增大

【答案】AC

【解析】

【详解】A.小球由A到B的过程中，小球的动能增加，弹簧的弹性势能增加，根据功能关系可知，拉力做的功大于小球动能的增量，故A正确；

B.小球由B到C的过程中，小球的动能减少，弹簧的弹性势能增加，根据功能关系可知，拉力做的功与小球减少的动能之和等于弹簧弹性势能的增量，则拉力做的功小于弹簧弹性势能的增量，故B错误；

C.小球由A到C的过程中，动能的增量为零，根据功能关系可知，拉力做的功等于弹簧弹性势能的增量，故C正确；

D.根据动能定理知：小球所受合力的功等于小球动能的变化量，小球的动能先增大后减小，所以合力的功先增大后减小，故D错误。

9.如图所示，等腰直角三角形OCD由不同材料A、B拼接而成，P为两材料在CD边上的交点，且DP＞CP．现OD边水平放置，让小物块无初速从C滑到D；然后将OC边水平放置，再让小物块无初速从D滑到C，小物块两次滑动到达P点的时间相同．下列说法正确的是）（    ）

A. 第二次滑到P点速率大

B. 两次滑动中物块到达P点时的速度大小相等

C. 两次滑动中物块到达底端时的速度大小相等

D. 第一次滑到P点速率大

【答案】AC

【解析】

A、由题意可知，小物块两次滑动经过P点的时间相同，由于，因此从D到P的平均速度大于从C到P的平均速度，设从C到P点时速度为，从D到P时速度为，则根据匀变速直线运动特点有：，即从D到P点速度大于从C到P点的速度，故A正确，D错误；
B、从C到D和从D到C过程中摩擦力做功相等，重力做功相等，根据动能定理可知，两次滑动中物块到达底端速度相等，故B错误，C正确。

点睛：熟练应用动能定理是解答这类问题的关键，应用动能定理时注意正确选择两个状态，弄清运动过程中外力做功情况，可以不用关心具体的运动细节。

10.如图所示，直线和抛物线(开口向上)分别为汽车a和b的位移--时间图象，则（    ）

A. 0～1 s时间内a车的平均速度大小比b车的小

B. 0～3 s时间内a车的路程比b车的小

C. 0～3 s时间内两车的平均速度大小均为1 m/s

D. t＝2 s时a车的加速度大小比b车的大

【答案】ABC

【解析】

【分析】

位移时间关系图线反映位移随时间的变化规律，纵坐标的变化量△x表示位移，图线的斜率表示速度的大小．平均速度等于位移与时间之比．结合这些知识分析．

【详解】A．根据图象可知，0-1s内b的位移大于a的位移，时间相等，则b的平均速度大于a的平均速度，故A正确；

B．0～3s时间内a车的路程为3m，b车的路程为s=s1+s2=4m+1m=5m，故B正确；

C．0～3s时间内两车的位移均为-3m，平均速度大小均为1m/s，故C正确；

D．a车做匀速直线运动，加速度为零，b车运动的加速度大小恒定且不等于零，故D错误；

故选ABC.

【点睛】解决本题的关键知道位移时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示速度的大小，能够通过图线得出物体运动的方向．

11.如图所示，小车在光滑水平面上向左匀速运动，轻质弹簧左端固定在A点，物体与固定在A点的细线相连，弹簧处于压缩状态（物体与弹簧未连接），某时刻细线断开，物体沿车滑动，脱离弹簧后与B端碰撞并粘合在一起，取小车、物体和弹簧为一个系统，下列说法正确的是（　　）

A. 若物体滑动中不受摩擦力，则全过程系统机械能守恒

B. 若物体滑动中受摩擦力，全过程系统动量不守恒

C. 不论物体滑动中受不受摩擦力，小车的最终速度都相同

D. 不论物体滑动中受不受摩擦力，全过程系统损失的总机械能都是相同的

【答案】CD

【解析】

【详解】A．物体与橡皮泥粘合的过程，发生非弹性碰撞，系统机械能有损失，故A错误.

B．整个系统在水平方向不受外力，竖直方向上合外力为零，则全过程系统的合外力为零，系统的动量一直守恒；故B错误.

C．不论物体滑动中受不受摩擦力，全过程系统的合外力为零，系统的动量一直守恒，原来物体和小车一起向左做匀速运动，速度相同，最终小车物体的速度仍然相同，由动量守恒可得，系统的速度与初速度相等。即不论物体滑动中受不受摩擦力，小车的最终速度都等于初速度，故C正确。

D．由C项的分析可知，当物体与B端橡皮泥粘在一起时，系统的速度与初速度相等，所以系统的末动能与初动能是相等的，系统损失的机械能等于弹簧的弹性势能，与物体滑动中有没有摩擦无关；故D正确。

12.设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R.宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F1=F0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为。假设第三次在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为F3；第四次在距星表高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F4。已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是(     )

A.  B.  C.  D.

【答案】AC

【解析】

【详解】AB.设该行星的质量为M，则质量为m的物体在极点处受到的万有引力：

由于在赤道处，弹簧测力计的读数为．则：

Fn2＝F1−F2＝F0＝mω2•R

由于球体的体积公式为：，所以半径以内的部分的质量为：

物体在处受到的万有引力：

物体需要的向心力：

所以在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为：

选项A正确，B错误；

CD.第四次在距星表高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中时，物体受到的万有引力恰好提供向心力，所以弹簧秤的示数为0，选项C正确，D错误。

二、实验题

13.某同学用图甲所示的实验装置探究恒力做功与小车动能变化的关系．

（1）为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，本实验中小车质量M ________（填“需要”、“不需要”）远大于砂和砂桶的总质量m．

（2）图乙为实验得到的一条清晰的纸带，A、B、C、D、E、F、G是纸带上7个连续的点，sAD=_________cm．已知电源频率为50Hz，则打点计时器在打D点时纸带的速度 v =_________m/s（保留两位有效数字）．

（3）该同学画出小车动能变化与拉力对小车所做的功的ΔEk—W关系图像，由于实验前遗漏了平衡摩擦力这一关键步骤，他得到的实验图线（实线）应该是____________．

【答案】    (1). 需要    (2). 2.10    (3). 0.50    (4). D

【解析】

(1) 为了能用砂和砂桶的总重力所做的功表示小车所受拉力做的功，则绳中拉力要等于砂和砂桶的总重力，即小车质量M需要远大于砂和砂桶的总质量m。

(2)由图得

打点计时器在打D点时纸带的速度

(3)理论线，实验线，则随着功的增大，两线间距变大。故D项正确。

14.用如图所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2由高出从静止开始下落，m2拖着的纸袋打出一系列的点，对纸带上的点进行测量就可验证机械能守恒，实验中获取的一条纸带如图所示：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示。已知m1=50g，m2=150g, g取10 m/s2。（结果保留两位冇效数字）频率是50Hz

(1)在纸带上打下计数点5时的速度v=_____    m/s;

(2)在打点0-5过程中系统动能的增加=    ______J，系统势能的减少△EP=____    J,由此得出的结论是______________________。

【答案】    (1). 2.4    (2). 0.58    (3). 0.60    (4). 系统机械能守恒

【解析】

（1）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点5的瞬时速度：。

（2）在0～5过程中系统动能的增量为：，系统重力势能的减小量为：△Ep=（m2-m1）gx=0.1×9.8×（0.384+0.216）J=0.60J；在误差允许范围内，系统机械能守恒。

三、计算题

15.质量m=0.5kg的滑块，从倾角为37°的斜面底端以一定的初速度冲上斜面，斜面足够长。某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中不同时刻的瞬时速度，通过计算机绘制出如图所示的滑块上滑过程的v-t图像(g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8) ，求：

（1）滑块冲上斜面过程中的加速度大小；

（2）滑块与斜面间的动摩擦因数；

（3）求滑块在斜面上运动全程中，由于摩擦所产生的热量。

【答案】(1)10 m/s2；  (2)0.5  (3)5J

【解析】

【详解】（1）滑块冲上斜面过程中的加速度大小：

；

（2）滑块在冲上斜面过程中，由牛顿第二定律有：

mgsinθ+μmgcosθ=ma1

解得：

μ=0.5；

（3）物块在斜面上上滑的距离：

则滑块在斜面上运动全程中，由于摩擦所产生的热量

16.传送带与平板紧靠在一起，且上表面在同一水平面内，两者长度分别为L1＝2.5 m、L2＝2 m。传送带始终保持以速度v匀速运动。现将一滑块（可视为质点）轻放到传送带的左端，然后平稳地滑上平板。已知：滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.5，滑块与平板、平板与支持面的动摩擦因数分别为μ1＝0.3、μ2＝0.1，滑块、平板的质量均为m＝2 kg，g取10 m/s2.求：

（1）若滑块恰好不从平板上掉下，求滑块刚滑上平板时的速度大小；

（2）若v＝6 m/s，求滑块离开平板时的速度大小。

【答案】（1） （2）

【解析】

(1)滑块平板上做匀减速运动，加速度大小：a1＝＝3 m/s2

由于μ1mg>2μ2mg

故平板做匀加速运动，加速度大小：a2＝＝1 m/s2

设滑块滑至平板右端用时为t，共同速度为v′，平板位移为x，对滑块：

v′＝v－a1t(1分)

L2＋x＝vt－a1t2

对平板：v′＝a2t

x＝a2t2

联立以上各式代入数据解得：t＝1 s，v＝4 m/s.

(2)滑块在传送带上的加速度：a3＝＝5 m/s2

若滑块在传送带上一直加速，则获得的速度为：

v1＝＝5 m/s<6 m/s

即滑块滑上平板的速度为5 m/s

设滑块在平板上运动的时间为t′，离开平板时的速度为v″，平板位移为x′

则v″＝v1－a1t′

L2＋x′＝v1t′－a1t′2

x′＝a2t′2

联立以上各式代入数据解得：t′1＝s，t′2＝2 s(t′2>t，不合题意，舍去)

将t′＝s代入v″＝v－a1t′得：v″＝3.5 m/s.

17.如图所示，半径为R的光滑半圆轨道AB竖直固定在一水平光滑的桌面上，轨道最低点B与桌面相切并平滑连接，桌面距水平地面的高度也为R。在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态。已知a球的质量为m0，a、b两球质量比为2∶3。固定小球b，释放小球a，a球与弹簧分离后经过B点滑上半圆环轨道并恰能通过轨道最高点A。现保持弹簧形变量不变同时释放a、b两球，重力加速度取g，求：

（1）完全弹开时a、b的速度va、vb；

（2）球在半圆轨道上上升的最大高度H.

【答案】(1), (2)

【解析】

【详解】（1）设a、b两球的质量为ma、mb，由已知得ma=m0，mb=1.5m0。a球在B点时的速度为vB，恰能通过半圆环轨道最高点A时的速度为vA，

则有

  ①

轻弹簧具有的弹性势能释放时全部转化成小球a的机械能，a球从释放到运动至A点过程中机械能守恒，则有

Ep=②

以a、b、弹簧为研究对象，弹开时系统动量守恒、能量守恒，a、b的速度分别为va、vb， 则有

③

  ④

又

    ⑤

由③④⑤解得

，

（2）设a球上升至最大高度时速度0，则有

，

解得

>R，

可见a球会在某处脱离半圆轨道设脱离时a球速度为v，脱离位置半径与竖直方向的夹角为α，如图所示；

根据圆周运动向心力公式有

⑧

根据几何关系有

⑨

根据机械能守恒有

⑩

解得