1、江西省宜春市上高二中2020届高三物理上学期第三次月考试题（含解析）一、 选择题（1-7为单选题，8-12为多选，每题4分，共48分）1.如图所示，质量m0.5kg 的木块放在倾角30的斜面上，受平行于斜面的两个拉力F1和F2作用处于静止状态，其中F110N，F22N若撤去F1，则木块沿斜面方向受到的合力大小为A. 10NB. 4.5NC. 5.5ND. 0【答案】D【解析】【详解】对木块进行受力分析，物块受到重力、支持力两个拉力，根据力的分解重力沿斜面向下的分力为mgsin30=2.5N由于F2+mgsin30F1，所以木块受到沿斜面向下的静摩擦力，大小为5.5N；当撤去F1，木块具有沿斜面
2、向下运动的趋势，所以受到的静摩擦力沿斜面向上，大小为4.5N，因此木块沿斜面方向的合力为零，故选D.2.如图所示为某质点做直线运动时的v-t图象图象关于图中虚线对称，则在0t1时间内，关于质点的运动，下列说法正确的是A. 若质点能两次到达某一位置，则两次的速度都不可能为零B. 若质点能三次通过某一位置，则可能三次都是加速通过该位置C. 若质点能三次通过某一位置，则可能两次加速通过，一次减速通过D. 若质点能两次到达某一位置，则两次到达这一位置的速度大小一定相等【答案】C【解析】【详解】AD、分析质点运动过程可知，质点在时间内能两次到达的位置有两个，分别对应质点运动速度为零的两个位置，因此A、D
3、错误；BC、如图，画出质点运动的过程图：在质点沿负方向加速运动的过程中，质点可三次通过某一位置，这时质点两次加速，一次减速；在质点沿负方向减速运动的过程中，质点可三次通过某一位置，这时质点两次减速，一次加速，故C正确，D错误3.如图所示，蹲在树枝上的一只松鼠看到一个猎人正在用枪水平对准它，就在子弹出枪口时，松鼠开始运动，下述各种运动方式中，松鼠能逃脱厄运而不被击中的是（设树枝足够高,均不计空气阻力）（ ）A. 竖直上跳B. 自由落下C. 迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝D. 背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝【答案】A【解析】【详解】A子弹在竖直方向上是自由落体运动，若竖直上跳时，在竖直方向上和
4、子弹的运动过程不一样，能逃过厄运，A正确B松鼠做自由落体运动，那么松鼠和子弹在竖直方向上的运动是一样的，它们始终在一个高度上，所以松鼠一定会被击中，B错误；CD迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝和背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝这两种运动在竖直方向上也是自由落体运动，松鼠同样会被击中，都不能逃脱厄运，故CD错误【名师点睛】了解各种运动的运动规律，自由落体、迎着枪口，沿AB方向水平跳离树枝、背着枪口，沿AC方向水平跳离树枝，它们在竖直方向的运动是一样的4.石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料,它的发现使“太空电梯”的制造成为可能,人类将有望通过“太空电梯”进入太空设想在地球赤道平面内有一垂直于地
5、面延伸到太空的轻质电梯,电梯顶端可超过地球的同步卫星A的高度延伸到太空深处,这种所谓的太空电梯可用于降低成本地发射绕地人造卫星如图所示,假设某物体B乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处,与同高度运行的卫星C相比较( ) A. B的角速度大于C的角速度B. B的线速度小于C的线速度C. 若B突然脱离电梯，B将做离心运动D. B的向心加速度大于A的向心加速度【答案】B【解析】【详解】AB由图可知C的周期小于同步卫星的周期即小于B的周期，则C的角速度大于B的角速度,由：知C的线速度大，则A错误，B正确C若B突然脱离电梯，因其线速度小于同轨道的卫星的线速度，则所需向心力小于万有引力,做近心运动.则C
6、错误.D因同步卫星A与B的角速度相同，故根据：可知A的向心加速度大于B的向心加速度，故D错误.5.物体A和B用轻绳相连，挂在轻弹簧下静止不动，如图（a）所示，A质量为m，B的质量为M，当连接A、B的绳突然断开后，物体A上升经某一位置时的速度大小为v，这时物体B的下落速度大小为u，如图（b）所示，在这段时间里，弹簧的弹力对物体A的冲量为（ ）A. mvB. muC. mvMuD. mvmu【答案】D【解析】【详解】对B由动量定理得：设弹簧冲量为I，对A由动量定理得：联立解得：故ABC错误，D正确6.2015年4月25日14时11分在尼泊尔发生里氏8.1级地震，震源深度20千米，地震后造成珠穆朗玛
7、峰发生雪崩，珠峰南坡登山大本营被埋假设珠峰南坡发生雪崩的一处山坡由两个倾角不同的斜面连接而成，在斜面连接处忽略积雪的动能损失雪崩时，积雪由静止开始下滑，积雪与两个斜面之间的动摩擦因数均为=，两个斜面倾角分别为=53，=30图中，v、a、s、t、E、Ek分别表示积雪速度大小、加速度大小、路程、时间、机械能和动能，图乙中可能正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】B【解析】【详解】积雪的运动分为两个阶段，第一阶段加速度恒定的加速运动；第二阶段加速度为零的匀速运动A由于在两个阶段积雪都受摩擦力的作用，摩擦力做负功，机械能减小，故A错误B积雪在第一阶段：Ek与s呈线性关系；第二阶段，速度不变，E
8、k为常数，故B正确C第一阶段：即：所以与t2呈线性关系，故C项错误D第二阶段，故D错误7.如图所示,一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,初始时刻小球静止于P点第一次小球在水平拉力F1作用下,从P点缓慢地移动到Q点,此时轻绳与竖直方向夹角为 (90o),张力大小为T1;第二次在水平恒力F2作用下,从P点开始运动并恰好能到达Q点,在Q点时轻绳中的张力大小为T2.关于这两个过程,下列说法中正确的是(不计空气阻力,重力加速度为g)( ) A. 两个过程中，轻绳的张力均变大B. ,C. 第一个过程中,拉力F1在逐渐变大,且最大值一定大于F2D. 第二个过程中,重力和水平恒力F2的合力的功率先增大
9、后减小【答案】C【解析】【详解】A第一次运动过程中，根据几何关系可知，绳子的拉力：所以轻绳的张力变大；第二次由于重力和拉力都是恒力，可以把这两个力合成为“等效重力”，则第二次小球的运动可以等效于单摆运动，当绳子方向与重力和F2方向在同一直线上时，小球处于“等效最低点”，等效最低点的速度最大，此时绳子张力最大，所以第二次绳子张力先增大，后减小，故A错误B第一次运动到Q点时，受力平衡，根据几何关系可知:第二次运动到Q点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力：故B错误C第一次小球缓慢移动，因此小球一直处于平衡状态，解得：绳中张力：随着的逐渐增大，力F1、T1逐渐增大，当时最大；在第二次运动过程中，根
10、据动能定理有：解得：故C正确D在第二个过程刚开始时，v=0由：P=F合v合cos知开始时P=0，而当球运动到等效最低点时，cos=0所以P=0由此可知重力和水平恒力的合力的功率先增大再减小，再增大再减小故D错误8.使物体成为卫星的最小发射速度称为第一字宙速度，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度与的关系是=，已知某星球半径是地球半径R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，地球的平均密度为，不计其他星球的影响，则A. 该星球上第一宇宙速度为B. 该星球上的第二宇宙速度为C. 该星球的平均密度为D. 该星球的质量为【答案】BC【解析】【详解】A根据第一宇宙速度故A错误
11、；B根据题意，第二宇宙速度故B正确；C根据公式且故所以故C正确；D根据公式故D错误.9.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质木架上的A点和C点，如图所示，当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时杆子停止转动，则( ) A. 小球仍在水平面内做匀速圆周运动B. 在绳被烧断瞬间，a绳中张力突然增大C. 若角速度较小，小球在平行于平面ABC的竖直平面内摆动D. 若角速度较大，小球可在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动【答案】BD【解析】【详解】Ab绳未断时， a绳拉力为小球重力 mg，Lb为 b的
12、长度，小球速度为：b绳断时，由于惯性，球具有水平向外的速度受竖直向下的重力和竖直向上的 a绳的拉力而在竖直面内做圆周运动，故A错误；B由牛顿运动定律有：可知当 b绳断时，绳a的拉力大于小球重力，B正确；C当 较小时，球在最低点速度较小，可能会存在：不能摆到与 A点等高处，而在竖直面内来回摆动，水平方向没有力提供向心力，故不能在平行于平面ABC的竖直平面内摆动，故C错误.D当 较大时，球在最低点速度较大,如果：可在竖直面内做完整的圆周运动，故 D正确10.如图所示,刚性板放在竖直墙壁和挡板K之间,竖直墙壁和水平面光滑,物体P、Q静止叠放在板上,此时物体P的上表面水平若将K往右缓慢移动一小段距离后
13、固定,整个装置在新的位置仍保持静止,与原来的相比( ) A. 板对P的作用力不变B. P对板的压力变小C. P对Q的支持力减小D. 水平地面受到的弹力变小【答案】AC【解析】【详解】AB设板与水平地面的夹角为，以PQ整体为研究对象，分析受力情况如图1：总重力、板的支持力和摩擦力，板对P的作用力是支持力和摩擦力的合力.由平衡条件分析可以知道板对P的作用力大小与总重力大小平衡，保持不变.又因为：减小，增大.故A正确、B错误.C以Q为研究对象，Q原来不受摩擦力，当将K往右缓慢移动一小段距离后，Q受力情况如图2，Q受到摩擦力，则Q受到的摩擦力将增大.支持力：原来支持力等于重力,故支持力减小了；所以C正
14、确.D以板、P、Q整体为研究对象，受力情况如图3，则有水平地面弹力，则水平地面受到的弹力将保持不变.故D错误.11.如图所示，一辆小车在水平路面上运动，车内一小球被两根轻绳OA、OB系住并相对小车静止，其中OA水平，OB与竖直方向的夹角为，现将OA剪断，小车的运动情况不变，且小球仍相对小车静止则下列说法正确的是（ ）A. 小车可能做匀速直线运动B. 小车一定做匀变速直线运动C. 轻绳OB上的拉力可能变小D. 轻绳OB上拉力一定不变【答案】BD【解析】【详解】将轻绳OA剪断，小车的运动情况不变，且小球仍相对小车静止，可知剪断OA之前，OA的拉力为零，小球受的合力为：加速度恒定为：细绳的拉力为：不
15、变，则小车一定做匀变速直线运动，可能向右做匀加速直线运动，也可能向左做匀减速运动，故选BD.12.将小球以大小为v0 的初速度竖直向上抛出，经过时间 t 后返回到抛出点，已知小球运动过程中受到的空气阻力大小与其速率成正比，重力加速度大小为 g，则小球( )A. 上升过程的时间等于下降过程的时间B. 克服空气阻力做的功上升过程等于下降过程C. 返回抛出点时的速度大小为D. 所受空气阻力的冲量上升过程等于下降过程【答案】CD【解析】【详解】A小球运动过程中受到空气阻力与其速率成正比，即：则上升过程中加速度大小为：下降过程中加速度大小：即：上升与下降过程中位移大小相等，根据：可知：故A错误.B由：可
16、知上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，所以：由克服阻力做功：上升和下降位移相等，所以：故B错误.CD小球运动的v-t图像如图所示，由于位移大小相等，因此图中两阴影部分面积相等；因为：则f-t图像的两阴影部分的面积也相等，由：可知上升和下降过程的冲量大小相等；取竖直向上为正方向，设返回抛出点的速度大小为v，则根据动量定理有：解得：故C正确，D正确.二、实验题（每空2分，共14分）13.在一次课外活动中，某同学用图甲所示装置测量放在水平光滑桌面上铁块A与金属板B间的动摩擦因数已知铁块A的质量mA=0.5 kg，金属板B的质量mB=1 kg用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧
17、秤示数的放大情况如图甲所示，则A，B间的摩擦力Ff=_N，A，B间的动摩擦因数=_（g取10 m/s2）该同学还将纸带连接在金属板B的后面，通过打点计时器连续打下一系列的点，测量结果如图乙所示，图中各计数点间的时间间隔为0.1 s，可求得拉金属板的水平力F=_N【答案】 (1). 2.50 ； (2). 0.50 ； (3). 4.50【解析】【详解】A处于平衡状态，所受摩擦力等于弹簧秤示数，Ff=F=2.50N根据Ff=mAg，解得：=0.50由题意可知，金属板做匀加速直线运动，根据x=aT2，其中x=2cm=0.02m，T=0.1s，所以解得：a=2.0m/s2根据牛顿第二定律得：F-Ff
18、=mBa，代入数据解得F=4.50N14.如图甲所示，某组同学借用“探究a与F和m之间的定量关系”的相关实验思想、原理及操作，进行“研究合外力做功和动能变化瞬关系”的实验：为达到平衡阻力的目的，取下细绳及托盘；通过调整垫片的位置，改变长木板倾斜程度，根据打出的纸带判断小车是否做_运动连接细绳及托盘，放入砝码，通过实验得到图乙所示的纸带纸带上口为小车运动起始时刻所打的点，选取时间间隔为0. 1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G实验时小车所受拉力为0. 2N，小车的质量为0.2 kg.请计算小车所受合外力做的功W_和小车动能的变化_补填表中空格（结果保留至小数点后第四位）分析上述数据可知：在
19、实验误差允许的范围内W，与理论推导结果一致实验前已测得托盘质量为7. 710 -3kg，实验时该组同学放入托盘中的砝码质量应为_kg（g取9.8 m/s2，结果保留至小数点后第三位）【答案】 (1). 匀速直线 (2). 0.1115 (3). 0.1105 (4). 0.015【解析】【详解】1若已平衡摩擦力，则小车在木板上做匀速直线运动2从纸带上的O点到F点，WF0.20.557 5 J0.1115J3打F点时速度vFm/s1.051m/sEkM0.21.0512J0.1105J.4打B点时小车的速度为vBm/s0.6555m/s所以小车的加速度am/s20.99m/s2小车所受的拉力F(
20、m0m)(ga)所以盘中砝码的质量mm0kg7.7103kg0.015kg.三、计算题（15题8分，16题9分，17题10分，18题11分，共38分）15.如图所示的升降机中，用OA、OB两根绳子吊一个质量为20kg的重物，若OA与竖直方向的夹角37，OA垂直于OB，且两绳所能承受的最大拉力均为320N，试求：（1）请判断，随着拉力增大，OA绳先断还是OB绳先断.（2）为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为多少？【答案】（1）OA绳先断 （2）a=10m/s2【解析】【详解】(1)OA垂直于OB，分析物块受力有：因为37，所以可知：所以OA绳先断.(2)分析知当OA绳拉力最大时，加速度最大
21、代入数据可得a=10m/s2答：(1)随着拉力增大，OA绳先断.(2)为使绳子不断，升降机竖直向上的加速度最大为a=10m/s2.16.长为L=0.6m的轻绳一端系于固定点O，另一端系质量为m=1kg的小球，将小球从O点正下方处，以一定初速度水平向右抛出，经一定时间绳被拉直以后，小球将以O为支点在竖直平面内摆动，已知绳刚被拉直时，绳与竖直线成60，g=10m/s2.如图所示，试求：（1）小球水平抛出时的初速度v0.（2）在绳被拉紧的瞬间，支点O受到的绳的冲量I.【答案】（1）3m/s (2) 【解析】【详解】(1)小球被抛出后到绳拉紧前做平抛运动，绳拉紧时小球下落高度为：水平位移：平抛运动时间
22、：则小球抛出速度：(2)绳拉紧前瞬间，小球竖直分速度：根据水平速度与竖直速度的关系知小球合速度恰沿绳方向向外，绳拉紧时使小球速度减为0，绳对小球的冲量：代入数据解得：，负号表示方向沿BO方向；则绳对支点的冲量大小为，方向沿OB方向.答:(1)小球水平抛出的初速度为3m/s.(2)在绳被拉紧的瞬间，支点O受到的冲量为大小为，方向沿绳向外.17.如图所示,半径r=m的两圆柱体A和B,转动轴互相平行且在同一水平面内,轴心间的距离为s=3.2 m.两圆柱体A和B均被电动机带动以6 rad/s的角速度同方向转动,质量均匀分布的长木板无初速度地水平放置在A和B上,其重心恰好在B的上方.从木板开始运动计时,
23、圆柱体转动两周,木板恰好不受摩擦力的作用,且仍沿水平方向运动.设木板与两圆柱体间的动摩擦因数相同.重力加速度取g=10.0 m/s2,取3.0.求:(1) 圆柱体边缘上某点的向心加速度.(2) 圆柱体A、B与木板间的动摩擦因数.(3) 从开始运动到重心恰在A的上方所需的时间.【答案】(1) 12.0 m/s2(2) 0.1(3) 2.6 s【解析】【详解】(1)根据向心加速度的公式可知：a轮2r12.0m/s2(2)木板的速度等于圆柱体轮缘的线速度时，木板不受摩擦力 则：v=r=2.0m/s圆柱体转动两周的时间：所以加速度：由： 所以：(1)木板在两圆柱体间加速过程所通过的位移为S1则：v2=
24、2as1所以：因s1s，所以木板在两圆柱体间的运动先是作匀加速直线运动，后作匀速直线运动可见，从开始运动到重心恰在A的上方所需的时间应是两部分之和【点睛】解决本题的关键能通过物体的受力判断出物体的运动情况，然后结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解18.如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道，外圆ABCD的光滑，内圆ABCD的上半部分BCD粗糙，下半部分BAD光滑一质量m=0.1kg的小球从轨道的最低点A，以初速度v0向右运动，球的尺寸略小于两圆间距，球运动的半径R=0.2m，取g=10m/s2（1）若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为多少？ （2）若v0=3m
25、/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力N=1N，则在这段时间内摩擦力对小球做的功是多少？（3）若v0=3m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为多少？小球在整个运动过程中减少的机械能是多少？【答案】（1）（2） （3）,【解析】【详解】(1)设此情形下小球到达最高点的最小速度为vC，则有代入数据解得： (2)设此时小球到达最高点的速度为，克服摩擦力做的功为W，则代入数据解得：(3)经足够长时间后，小球在下半圆轨道内做往复运动，设小球经过最低点的速度为vA，受到的支持力为NA，则有：代入数据解得；设小球在整个运动过程中减少的机械能为，由功能关系有：代入数据解得：.答：（1）若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v0至少为. （2）若v0=3m/s，经过一段时间小球到达最高点，内轨道对小球的支持力N=1N，则在这段时间内摩擦力对小球做的功是.（3）若v0=3m/s，经过足够长的时间后，小球经过最低点A时受到的支持力为；小球在整个运动过程中减少的机械能是.
