1、山东省济南市山东省实验中学西校2021届高三物理上学期10月月考试题（含解析）注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。1. 如图所示，光滑的圆环固定在竖直平面内，圆心为O，三个完全相同的小圆环a、b、c穿在大环上，小环c上穿过一根轻质细绳，绳子的两端分别固定
2、着小环a、b，通过不断调整三个小环的位置，最终三个小环恰好处于平衡位置，平衡时绳子ac、bc段夹角为120，已知小环的质量为m，重力加速度为g，轻绳与c的摩擦不计。则（）A. a与大环间的弹力大小为mgB. 绳子的拉力大小为C. c受到绳子的拉力大小为D. c与大环间的弹力大小为3mg【答案】A【解析】【详解】AB三个小圆环能静止在光的圆环上，由几何知识知aoc恰好能组成一个等边三角形，对a受力分析如图所示：在水平方向上有在竖直方向上有解得选项A正确，B错误；Cc受到绳子拉力的大小为选项C错误；D以c为对象受力分析，在竖直方向上有解得选项D错误。故选A。2. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在
3、水平面上，上端叠放两个质量均为M的物体A、B(B物体与弹簧连接)，弹簧的劲度系数为k，初始时物体处于静止状态现用竖直向上的 拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为a的匀加速运动，测得两个物体的vt图像如图乙所示(重力加速度为g)，则( )A. 施加外力前，弹簧的形变量为B. 外力施加的瞬间A、B间的弹力大小为M(g-a)C. A、B 在t1时刻分离，此时弹簧弹力恰好为零D. 弹簧恢复到原长时，物体B的速度达到最大值【答案】B【解析】【详解】A施加F前，物体AB整体平衡，根据平衡条件有：2Mg=kx解得：故A错误；B施加外力F的瞬间，对B物体，根据牛顿第二定律有：F弹Mg其中F弹=2M
4、g解得：故B正确；C物体A、B在t1时刻分离，此时A、B具有共同的v与a；且；对B：弹解得：弹=弹力不为零，故C错误；D而弹簧恢复到原长时，B受到的合力为重力，已经减速一段时间；速度不是最大值；故D错误。故选B【点睛】本题关键是明确A与B分离的时刻，它们间的弹力为零这一临界条件；然后分别对AB整体和B物体受力分析，根据牛顿第二定律列方程及机械能守恒的条件进行分析。3. 如图所示，半径为R的半球形碗竖直固定，直径AB水平，一质量为m的小球（可视为质点）由直径AB上的某点以初速度v0水平抛出，小球落进碗内与内壁碰撞，碰撞时速度大小为2，结果小球刚好能回到抛出点，设碰撞过程中不损失机械能，重力加速度
5、为g，则初速度v0大小应为（）A. B. C. D. 2【答案】C【解析】小球欲回到抛出点，与弧面的碰撞必须是垂直弧面的碰撞，即速度方向沿弧AB的半径方向设碰撞点和O的连线与水平夹角，抛出点和碰撞点连线与水平夹角为，如图，则由，得，竖直方向的分速度为，水平方向的分速度为，又，而，所以，物体沿水平方向的位移为，又，联立以上的方程可得，C正确4. 如图所示，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中（）B对A的支持力越来越大 B对A的支持力越来越小B对A的摩擦力越来越大 B对A的摩擦力越来越小A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解
6、】以A物体作为研究对象，设指向圆心的加速度为 ，与水平方向的夹角为 ，竖直方向根据牛顿第二定律得可知沿逆时针方向运动到最高点过程中，增大，支撑力减小，故错误，正确。水平方向根据牛顿第二定律可知沿逆时针方向运动到最高点过程中，增大，摩擦力减小，故错误，正确。故选D。5. 一球状行星的自转与地球自转的运动情况相似，此行星的一昼夜为a秒，在星球上的不同位置用弹簧秤测量同一物体的重力，在此星球赤道上称得的重力是在北极处的b倍(b小于1)，万有引力常量为G，则此行星的平均密度为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】在北极时，可知赤道上的物体随地球做匀速圆周运动所需向心力因此在赤道上的重力
7、由题可知星球密度整理得A正确，BCD错误。故选A。6. 某人驾驶一辆汽车甲正在平直的公路上以某一速度匀速运动，突然发现前方50m处停着一辆乙车，立即刹车，刹车后做匀减速直线运动。已知刹车后第1个2s内的位移是24m，第4个2s内的位移是1m。则下列说法中正确的是（）A. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为2m/s2B. 汽车甲刹车后做匀减速直线运动的加速度大小为m/s2C. 汽车甲刹车后停止前，可能撞上乙车D. 汽车甲刹车前的速度为13.9m/s【答案】A【解析】【详解】ABD假设汽车甲8s内一直做匀减速直线运动，根据得根据得初速度为速度减为零的时间为可知汽车甲在8s前速度减为零。设汽
8、车甲的加速度为a，根据得汽车甲速度减为零的时间为采用逆向思维，最后2s内的位移为联立解得a=-2m/s2v0=14m/s选项A正确，BD错误。C汽车甲刹车到停止的距离可知甲不能撞上乙车，选项C错误。故选A。7. 如图所示，A、B两小球静止在光滑水平面上，用轻弹簧相连接，A球的质量小于B球的质量若用锤子敲击A球使A得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L1；若用锤子敲击B球使B得到v的速度，弹簧压缩到最短时的长度为L2，则L1与L2的大小关系为()A. L1L2B. L1 (2). CD (3). 【解析】【详解】（1）1为放置两球碰撞后，入射球反弹，入射球的质量应大于被碰球的质量，即.（2）2
9、a、b两球碰撞前后做平抛运动得验证动量守恒定律表达式为变为因此需要测量a球和b球的质量以及O点到A、B、C三点的距离分别为，故选CD.（3）3 若动量守恒，则需要验证的表达式为.14. 某同学利用图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验在尽量减小摩擦阻力的情况下，先接通打点计时器的电源，再释放纸带，让质量的重物由静止下落，在纸带上打出一系列的点，如图2所示，A、B、C分别为所选取的计数点，且为开始打出的第一点，A是打出的第二个点，AB之间有若干点未标出，打点计时器工作频率为50 Hz，重力加速度取（1）释放纸带前，纸带的_（选填“O”或“D”）端在上面；OA两点间距应接近_cm（取一位
10、有效数字）（2）重物从O运动到C的过程中，动能的变化量EK=_J，从开始下落起至C点，重锤的重力势能减少量是EP=_ J，因此可以得出的结论是_（结果取两位有效数字）；（3）即使在实验操作规范，数据测量及数据处理很准确的前提下，该实验求得的EP也一定略_Ek（填“大于”或“小于”），这是实验存在系统误差的必然结果，该系统误差产生的主要原因是_（4）在处理实验数据时，如果以为纵轴，以O到该点的距离d为横轴，根据实验数据绘出图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为_【答案】 (1). D (2). 0.2 (3). 0.67 (4). 0.68 (5). 在重力的作用下，物体的动能和势能相互转化，
11、但总的机械能守恒 (6). 大于 (7). 重锤下落时受到空气阻力以及纸带受到打点计时器的阻力作用，重锤机械能减小 (8). g【解析】【详解】（1）因纸带打出的第一点是O点，故释放纸带前，纸带的D端在上面；由自由落体运动，所选择的纸带第1，2两点间距应接近0.2 cm；（2）B点的速度动能的变化量=0.67 J；重锤的重力势能减少量是，因此可以得出的结论是：在误差允许的范围内，在重力的作用下，物体的动能和势能相互转化，但总的机械能守恒；（3）由于要克服阻力做功，因此重力势能的减小量要大于动能的增加量；（4）由自由落体运动规律得：，得，所以图象斜率就是重力加速度g点睛：解决本题的关键掌握纸带的
12、处理方法，会通过纸带求解速度，从而得出动能的增加量，会根据下降的高度求解重力势能的减小量；能用线性图像法来描述两个物理量之间的规律15. 某校举行托乒乓球跑步比赛，赛道为水平直道，比赛距离为x.比赛时，某同学将球置于球拍中心，以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动，当速度达到v0时，再以v0做匀速直线运动跑至终点整个过程中球一直保持在球拍中心不动比赛中，该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为0，如图所示设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比，方向与运动方向相反，不计球与球拍之间的摩擦，球的质量为m，重力加速度为g.(1)求空气阻力大小与球速大小的比例系数k；(2)求在加速跑阶
13、段球拍倾角随速度v变化的关系式；【答案】(1) (2)【解析】【详解】(1) 在匀速运动阶段，有mgtan0=kv0得：(2) 加速阶段，设球拍对球的支持力为N，有Nsin-kv=maNcos=mg解得： 16. 如图所示，质量为m22kg和m33kg的物体静止放在光滑水平面上，两者之间有压缩着的轻弹簧（与m2、m3不拴接）质量为m11kg的物体以速度v09m/s向右冲来，为了防止冲撞，释放弹簧将m3物体发射出去，m3与m1碰撞后粘合在一起试求:（1）m3的速度至少多大，才能使以后m3和m2不发生碰撞？（2）为保证m3和m2恰好不发生碰撞，弹簧的弹性势能至少多大？【答案】（1）；（2）【解析】
14、试题分析：（1）设m3发射出去的速度为v1，m2的速度为v2以向右的方向为正方向，对m2、m3，由动量守恒定律得:只要m1和m3碰后速度不大于v2，则m3和m2就不会再发生碰撞，m3与m2恰好不相撞时，两者速度相等对m1、m3，由动量守恒定律得:解得：即弹簧将m3发射出去的速度至少为（2）对m2、m3及弹簧，由机械能守恒定律得：考点：动量守恒定律【名师点睛】应用动量守恒定律即可正确解题，应用动量守恒定律解题时，要注意过程的分析与研究对象的选择17. 长为l的轻绳上端固定，下端系着质量为的小球A，处于静止状态。A受到一个水平瞬时冲量后在竖直平面内做圆周运动，恰好能通过圆周轨迹的最高点。当A回到最
15、低点时，质量为的小球B与之迎面正碰，碰后A、B粘在一起，仍做圆周运动，并能通过圆周轨迹的最高点。不计空气阻力，重力加速度为g，求（1）A受到的水平瞬时冲量I的大小；（2）碰撞前瞬间B的动能至少多大？【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）A恰好能通过圆周轨迹的最高点，此时轻绳的拉力刚好为零，设A在最高点时的速度大小为v，由牛顿第二定律，有A从最低点到最高点的过程中机械能守恒，取轨迹最低点处重力势能为零，设A在最低点的速度大小为，有由动量定理，有联立式，得（2）设两球粘在一起时速度大小为，A、B粘在一起后恰能通过圆周轨迹的最高点，需满足要达到上述条件，碰后两球速度方向必须与碰前B的速度方向相
16、同，以此方向为正方向，设B碰前瞬间的速度大小为，由动量守恒定律，有又联立式，得碰撞前瞬间B动能至少为18. 如图所示，质量M=0.2 kg、长L=1 m的长木板放在地面上，质量m=0.8 kg的小滑块在长木板左端，竖直嵌有四分之三光滑圆弧轨道的底座固定在地面上，圆弧轨道最低点P的切线水平且与长木板上表面相平，长木板右端与底座左端相距x=1m现用水平向右外力F=6 N作用在小滑块上，小滑块到达P点后撤去外力F，小滑块沿着圆弧轨道运动从Q点离开长木板与底座相碰时，立即粘在底座上己知滑块与长木板、长木板与地面问的动摩擦因数分别为=0.4和=0.15，重力加速度g=10m/s2假设最大静摩擦力等于滑动
17、摩擦力求：（1）在长木板与底座相碰前，长木板和小滑块加速度的大小；（2）小滑块到达P点时速度的大小；（3）圆弧轨道半径R的取值范围【答案】(1) (2)(3) 圆弧轨道半径取值范围【解析】【详解】(1)在长木板与底座相碰前，假设与相对静止，一起加速，设加速度为，小板与长木板间静摩擦力为，则:解得：即假设成立长木板和小滑板加速度的大小为:(2) 设长木板撞击底座时，长木板和小滑板共同速度为，之后，小滑板在长木板上运动，设加速度为，到达P点的速度为，则解得：(3)小滑块滑上轨道从圆弧轨道的Q点离开，即能够到达圆弧轨道最高点，设圆弧轨道半径最大为，小滑块在最高点的速度大小为，则：解得：圆弧轨道半径的取值范围: