河北省辛集中學2020屆高三上學期9月月考物理試題-試卷下載-教習網(wǎng)

高三物理試卷
第Ⅰ卷選擇題
一、選擇題：（共16題，每題4分，共64分。1—12為單選，13—16為多項選擇，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）
1.以下四幅圖所反映的物理過程說法正確的是（）

A. 圖甲中子彈射入木塊的過程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，能量不守恒
B. 圖乙中M、N兩木塊放在光滑的水平面上，剪斷束縛M、N兩木塊之間的細線，在彈簧恢復原長的過程中，M、N與彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能增加
C. 圖丙中細線斷裂后，木球和鐵球在水中運動的過程，兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能不守恒
D. 圖丁中木塊沿放在光滑水平面上的斜面下滑，木塊和斜面組成的系統(tǒng)在水平方向上動量守恒，機械能一定守恒
【答案】C
【解析】
【詳解】A.圖甲中，在光滑水平面上，子彈射入木塊的過程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)動量守恒，機械能有損失，但是損失的機械能轉化為內能，能量仍守恒，故A錯誤；
B.圖乙中，剪斷束縛M、N兩木塊之間的細線，在彈簧恢復原長的過程中，M、N與彈簧組成的系統(tǒng)動量守恒，彈簧的彈性勢能轉化為木塊的動能，系統(tǒng)機械能守恒，故B錯誤；
C.圖丙中，木球和鐵球組成的系統(tǒng)勻速下降，說明兩球所受水的浮力等于兩球自身的重力，細線斷裂后兩球在水中運動的過程中，所受合外力為零，兩球組成的系統(tǒng)動量守恒，由于水的浮力對兩球做功，兩球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，故C正確；
D.圖丁中，木塊沿放在光滑水平面上的斜面下滑，木塊和斜面組成的系統(tǒng)在水平方向上不受外力，水平方向上動量守恒，由于斜面可能不光滑，所以機械能可能有損失，故D錯誤．
2.質量為m的小球，用長為l的輕繩懸掛于O點，小球在水平力F作用下，從最低點P緩慢地移到Q點，如圖所示，重力加速度為g，則在此過程中（）

A. 小球受到的合力做功為mgl（1﹣cosθ）
B. 拉力F的功為Flcosθ
C. 重力勢能的變化大于mgl（1﹣cosθ）
D. 水平力F做功使小球與地球組成的系統(tǒng)機械能變化了mgl（1﹣cosθ）
【答案】D
【解析】
【詳解】A.小球緩慢移動，動能不變，動能的變化量為零，根據(jù)動能定理得知，小球受到的合力做功為零，故A錯誤；
B.設繩與豎直方向的夾角為α，根據(jù)平衡條件可知F＝mgtanα，所以可知F為變力，根據(jù)動能定理
WF﹣mgl（1﹣cosθ）＝0
則得拉力F的功為WF＝mgl（1﹣cosθ），故B錯誤；
C.根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關系可得：重力勢能的增加
Ep＝mgh＝mgl（1﹣cosθ）
故C錯誤；
D.由上知，小球動能不變，重力勢能增加mgl（1﹣cosθ），而重力勢能是小球與地球共有的，又根據(jù)除了重力以外的力做功等于系統(tǒng)機械能的變化，可知水平力F做功使小球與地球組成的系統(tǒng)機械能變化了mgl（1﹣cosθ），故D正確．
3.用水平力拉一物體，使物體在水平地面上由靜止開始做勻加速直線運動，t1時刻撤去拉力F，物體做勻減速直線運動，到t2時刻停止．其速度一時間圖象如圖所示，且α>β，若拉力F做的功為W1，沖量大小為I1；物體克服摩擦阻力F做的功為W2，沖量大小為I2．則下列選項正確的是

A. W1> W2；I1>I2 B. W1I2 C. W1< W2；I1tanθ)，物塊到達傳送帶頂端前與之保持靜止．則在物塊由靜止釋放到相對傳送帶靜止的過程中，下列說法正確的是

A. 電動機多提供的能量為mv2
B. 傳送帶克服摩擦力做的功為
C. 傳送帶和物塊增加的內能為
D. 摩擦力對物體的平均功率為
【答案】CD
【解析】
【分析】
根據(jù)題意，，物塊先由靜止做勻加速運動，后與皮帶達到共同速度v，隨后與皮帶保持相對靜止，一起勻速運動到皮帶頂端．
【詳解】AB、根據(jù)牛頓第二定律得：，所以，物塊做勻加速運動的加速度．則加速時間為，這段時間內，滑塊的位移為，皮帶轉過的距離．因為電動機多消耗的電能剛好等于傳送帶克服摩擦力做的功，即，AB錯誤；
C、物塊在皮帶上加速的過程中，相對皮帶滑過的位移為，則在物塊和傳送帶相對滑動的過程中，產生的熱量，C正確；
D、摩擦力對物體的平均功率為，D正確．
故本題選CD．
【點睛】本題關鍵是明確滑塊的受力情況、運動情況和能量轉化情況，結合功能關系、運動學公式列式分析．
16.如圖所示，在豎直平面內固定有兩個很靠近的同心圓軌道，外圓光滑，內圓粗糙．一質量為m的小球從軌道的最低點以初速度v0向右運動，球的直徑略小于兩圓間距，球運動的軌道半徑為R，不計空氣阻力．設小球過最低點時重力勢能為零，下列說法正確的是（）

A. 小球在同心圓軌道內運動過程中，機械能一定減小
B. 若經(jīng)過足夠長時間，小球最終的機械能可能為
C. 若小球在運動過程中機械能守恒，則v0一定不小于
D. 若小球第一次運動到最高點時速度大小為0，則v0一定大于
【答案】BD
【解析】
若小球在最低點的速度較小，當小球只在過圓心的水平線以下運動，則小球只于外軌接觸，此時小球的機械能守恒，選項A錯誤；若初速度v0比較小，小球在運動過程中一定與內圓接觸，機械能不斷減少，經(jīng)過足夠長時間，小球最終可能在圓心下方做往復運動，最高點與圓心等高，機械能為mgR，故B正確．若使小球始終做完整的圓周運動，小球應沿外圓運動，在運動過程中不受摩擦力，機械能守恒，小球恰好運動到最高點時速度設為v，則有
由機械能守恒定律得：mv02=mg?2R+mv2，小球在最低點時的最小速度v0=，所以若使小球始終做完整的圓周運動，則v0一定不小于，若小球只在過圓心的水平線以下運動，則mv02=mgR，解得，則若小球在運動過程中機械能守恒，小球在最低點的速度應小于等于，或者大于等于，故C錯誤．如果內圓光滑，小球在運動過程中不受摩擦力，小球在運動過程中機械能守恒，如果小球運動到最高點時速度為0，由機械能守恒定律得：mv02=mg?2R，小球在最低點時的速度為 v0=，由于內圓粗糙，小球在運動過程中要克服摩擦力做功，則小球在最低點時的速度v0一定大于，故D正確．故選BD.
點睛：本題的關鍵是理清運動過程，抓住臨界狀態(tài)，明確最高點的臨界條件，運用機械能守恒定律和向心力知識結合進行研究.
第Ⅱ卷非選擇題
二、實驗題（每空2分，共12分）
17.為了探究小車加速度與合外力的關系，甲、乙、丙、丁四個實驗小組分別采用圖甲、圖乙、圖丙、圖丁所示的實驗裝置，小車總質量用M表示（乙圖M包括小車與傳感器，丙圖中M包括小車和與小車固連的小滑輪），鉤碼總質量用m表示，丁組同學先按圖丁將木板有定滑輪的一端墊起，調整木板傾角，使小車恰好帶著鉤碼和紙帶一起沿木板向下勻速運動，再保持長木板的傾角不變，取下細繩和鉤碼，然后接通電源釋放小車，使之由靜止開始加速運動并在紙帶上打點，如圖戊所示，重力加速度g已知，試回答下列問題：

（1）甲、乙、丙三組實驗必須平衡小車和長木板之間的摩擦力的實驗小組為__．（填“甲”“乙”“丙”）
（2）甲、乙、丙、丁四組實驗時必須滿是Mm的實驗小組是__．（填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）
【答案】 (1). 甲乙丙都需要平衡摩擦力 (2). 甲
【解析】
【詳解】（1）［1］本實驗探究當質量一定時，物體運動加速度與它所受的合外力的關系，所以三個實驗小組都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力．
（2）［2］乙和丙繩子的拉力可以由彈簧測力計和力傳感器直接得到，不需要用重物的重力代替，所以乙丙兩組不需要滿足Mm，而甲組用重物的重力代替繩子的拉力，要滿足Mm，丁圖小車合力大小等于鉤碼重力，也不用．
18.某實驗小組利用如圖所示的裝置進行實驗，鉤碼A和B分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端，鉤碼質量均為M，在A的上面套一個比它大一點的環(huán)形金屬塊C，在距地面為處由一寬度略大于A的狹縫，鉤碼A能通過狹縫，環(huán)形金屬塊C不能通過，開始時A距離狹縫的高度為，放手后，A、B、C從靜止開始運動

（1）利用計時儀器測得鉤碼A通過狹縫后落地用時，則鉤碼A通過狹縫的速度為_______（用題中字母表示）；
（2）若通過此裝置驗證機械能守恒定律，還需要測出環(huán)形金屬框C的質量m，當?shù)刂亓铀俣葹間，若系統(tǒng)的機械能守恒，則需滿足的等式為___________（用題中字母表示）；
（3）為減小測量時間的誤差，有同學提出如下方案：實驗時調節(jié)，測出鉤碼A從釋放到落地的總時間t，來計算鉤碼A通過狹縫的速度，你認為可行嗎？若可行，寫出鉤碼A通過狹縫時的速度表達式；若不可行，請簡要說明理由________、___________．
【答案】（1）（2）（3）可行；速度
【解析】
試題分析：（1）由于鉤碼通過狹縫后，C不再對A施加力了，而AB的質量又相等，故鉤碼A做做勻速運動，所以鉤碼A通過狹縫的速度為；（2）若驗證機械能守恒時，因為A降低的重力勢能等于B增加的重力勢能，故重力勢能的減少量為C下降h2的重力勢能的減少量，即mgh2，而系統(tǒng)動能的增加量為，故滿足的等式為時，就證明機械能守恒了；（3）當h1=h2=h時，A的運動是先勻加速運動，后勻速運動，如果設加速的時間為t1，勻速的時間為t2，勻速運動的速度為v，則加速運動時的平均速度為，故t1v=2h成立；在勻速運動時，t2v=h成立；二式相加得（t1+t2）v=3h，即，故這種做法是可行的．
考點：勻速運動的計算，勻變速運動的計算，機械能守恒．
三、計算題：（共3題，第19題10分，第20題12分，第21題每題12分，共34分。解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位，并且要選定研究對象，進行必要的受力分析。）
19.新能源電瓶車在平直路面上由靜止開始以的加速度勻加速啟動，經(jīng)過4s達到額定功率，隨后電瓶車保持該額定功率繼續(xù)行駛了6s達到最大速度，設電瓶車受到的阻力恒定，大小為車重的，重力加速度g取，求：
（1）電瓶車在平直路面上行駛的最大速度的大?。?br /> （2）電瓶車由靜止開始至達到最大速度所行駛的位移大小．
【答案】（1）16m/s （2）64m
【解析】
【詳解】（1）設電瓶車質量為m，額定功率為P0，電瓶車勻加速啟動時輸出功率隨速度增大而增大，達到額定功率后做加速度變小的加速運動，最后做勻速運動；勻加速啟動過程中，根據(jù)牛頓第二定律有
F﹣f＝ma
當t1＝4s時，電瓶車的速度v＝at1＝8m/s，此時電瓶車的功率P＝P0，則得勻加速運動的牽引力，阻力f＝0.2mg，即

解得電瓶車的額定功率P0＝32mW，當牽引力等于阻力時，加速度為零，速度最大，故有P0＝f·vm，代入數(shù)據(jù)得電瓶車在平直路面上行駛的最大速度

（2）勻加速過程的位移為

設變加速過程行駛的位移為x2，根據(jù)動能定理有

其中v＝at1，代入數(shù)據(jù)得x2＝48m，故總位移為x＝x1+x2＝64m．
答：（1）電瓶車在平直路面上行駛的最大速度的大小為16m/s，（2）電瓶車由靜止開始至達到最大速度所行駛的位移大小為64m．
20.如圖所示：質量為M=0.8kg的小車有半徑R=1m的1/4光滑圓軌道BC和長為0.5m的水平軌道AB，小車靜止于光滑的水平面上，質量為m=0.2kg的小物塊（可看成質點）以水平向右的初速度v0在A點滑上小車．已知物塊與小車的水平面間的動摩擦因數(shù)為=0.5，g=10m/s2．求：

(l）若小車固定，物塊剛好滑到小車上的C點，則物塊的初速度v0多大？
(2)若小車自由，物塊仍以v0滑上小車，物塊相對水平面AB所能到達的最大高度是多少？
(3）在（2）的情況下，分析說明，物塊最終能否停在小車上，若能確定位置，若不能，求出兩者分離時的速度．（取)
【答案】（1）5m/s；（2）0.75m；（3）1.7m/s
【解析】
（1）由能量守恒：mv02=fL+mgR
摩擦力
而FN=mg
解得： v0=5m/s
(2) 物塊與車水平方向動量守恒：mv0=(m+M)v
解得： v=1m/s
物塊與車系統(tǒng)能量守恒：mv02=μmgL+mgh+(m+M)v2
解得最大高度：h=0.75m
(3)若停在小車上有：mv02- (m+M)v2=μmgs
s=2m>2L
所以不會停在小車上，即兩者分離；設兩者分離時m的速度v1，車的速度v2，物塊與車水平方向動量守恒：mv0=mv1+Mv2
物塊與車系統(tǒng)能量守恒：μmg2L=mv02- mv12- Mv22
解得 v1 =﹣1.8m/s 說明分離時m的速度方向與v0方向相反
車的速度 v2 =1.7m/s
21.如圖甲所示，有一裝置由傾斜軌道AB、水平軌道BC、豎直臺階CD和足夠長的水平直軌道DE組成，表面處處光滑，且AB段與BC段通過一小圓?。ㄎ串嫵觯┢交嘟樱幸恍∏蛴幂p繩豎直懸掛在C點的正上方，小球與BC平面相切但無擠壓．緊靠臺階右側停放著一輛小車，車的上表面水平與B點等高且右側固定一根輕彈簧，彈簧的自由端在Q點，其中PQ段是粗糙的，Q點右側表面光滑．現(xiàn)將一個滑塊從傾斜軌道的頂端A處自由釋放，滑至C點時與小球發(fā)生正碰，然后從小車左端P點滑上小車．碰撞之后小球在豎直平面做圓周運動，輕繩受到的拉力如圖乙所示．已知滑塊、小球和小車的質量分別為m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg，AB軌道頂端A點距BC段的高度為h=0.8m，PQ段長度為L=0.4m，輕繩的長度為R=0.5m．滑塊、小球均可視為質點．取g=10m/s2．求：

（1）滑塊到達BC軌道上時的速度大?。?br /> （2）滑塊與小球碰后瞬間小球的速度大小．
（3）要使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車，則滑塊與PQ之間的動摩擦因數(shù)μ應在什么范圍內？（滑塊與彈簧的相互作用始終在彈簧的彈性范圍內）
【答案】（1）（2）（3）
【解析】
試題分析：（1）設滑塊與小球碰撞前瞬間速度為，由機械能守恒，
有①
得
（2）設小球在最高點的速度為v，由圖乙可知小球在最高點時受到的拉力
由牛頓第二定律，有②
設小球碰撞后瞬間速度為，由機械能守恒，有③
聯(lián)立①②③并代入數(shù)據(jù)，解得
（3）滑塊與小球碰撞過程滿足動量守恒：④
得碰撞后的速度方向向右
滑塊最終沒有滑離小車，滑塊和小車之間必有共同的末速度
由滑塊與小車組成的系統(tǒng)動量守恒：⑤
（I）若較大，則滑塊可能不與彈簧接觸就已經(jīng)與小車相對靜止，設滑塊恰好滑到Q點，由能量轉化與守恒有⑥
聯(lián)立④⑤⑥得
（II）若不是很大，則滑塊必然擠壓彈簧，再被彈回到PQ之間，設滑塊恰好回到小車的左端P點處，由能量轉化與守恒有⑦
④⑤⑦得
綜上所述，得
考點：機械能守恒，動量守恒，功能關系．
【名師點晴】該題的難點在于最后一問，滑塊與PQ之間的動摩擦因數(shù)μ應在什么范圍內, 使滑塊既能擠壓彈簧，又最終沒有滑離小車；根據(jù)要求我們就取兩個極端，即摩擦系數(shù)大時剛好到彈簧和摩擦系數(shù)小時剛好返回到小車的P點，將復雜的問題具體化．