1、山东省济南章丘市第四中学2020届高三物理上学期10月试题（含解析）第I卷（选择题）一、单选题(每题3分，共24分)1. 一物体作匀加速直线运动，通过一段位移所用的时间为，紧接着通过下一段位移所用时间为则物体运动的加速度为（）A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】物体作匀加速直线运动在前一段所用的时间为，平均速度为即为时刻的瞬时速度；物体在后一段所用时间为，平均速度为即为时刻的瞬时速度。速度由变化到的时间为所以加速度为故选A。【点睛】本题若设初速度和加速度，结合位移时间公式列方程组求解，可以得出加速度的大小，但是计算较复杂，没有运用匀变速直线运动的推论解决简捷。2. 如图所示，倾角
2、为的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态则（ ）A. B受到C的摩擦力一定不为零B. C受到水平面的摩擦力一定为零C. 不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左D. 水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等【答案】C【解析】【详解】A隔离B可知当GA=GBsin时，B与C之间无摩擦，故A错误；BC以BC组成整体为研究对象，分析受力，画出力图如图根据平衡条件得，水平面对C的摩擦力为方向水平向左，故C正确，B错误；D由图得到水平面对C的支持力大小为故D错误。故选C。3. 如图所示，斜面
3、体M静置于水平桌面上，木块m从斜面底端以初速度v0沿斜面上滑，速度减为零后又沿斜面下滑，木块返回出发点时速度为v，已知vv0，斜面体M一直处于静止状态，则在上述过程中，一下说法正确的是（）A. 桌面对M静摩擦力方向先水平向右后水平向左B. 桌面对M的摩擦力的大小保持不变C. 桌面对M的支持力的大小保持不变D. 木块m上滑时桌面对M的支持力比下滑时桌面对M的支持力小【答案】D【解析】【详解】物块上滑时 下滑时可知上滑和下滑时加速度方向均沿斜面向下，且 对物块m和斜面M的整体，由牛顿第二定律：水平方向则上滑和下滑时地面对斜面M的摩擦力均向右，且由于 则上滑时地面对斜面M的摩擦力大于下滑时地面对斜面
4、M的摩擦力；竖直方向 则则由于，可知木块m上滑时桌面对M的支持力比下滑时桌面对M的支持力小；选项ABC错误，D正确。故选D。4. 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：如图甲所示，用不可伸长的长为L的轻绳拴一质量为m的小球，轻绳上端固定在O点，在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F随时间t的变化规律如图乙所示。引力常量G及图中F0均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（）A. 该星球表面重力加速度为B. 小球过最高点的速度为C. 该星球的第一宇宙速度为D. 该星球的密度为【答案】D【解析】【详解】AB由乙图知，小球做圆周运动在最低点拉力
5、为7F0，在最高点拉力为F0，设最高点速度为，最低点速度为，在最高点在最低点由机械能守恒定律得解得，故AB错误。C在星球表面该星球的第一宇宙速度故C错误；D星球质量密度故D正确。故选D。5. A、B两球在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，A球的动量是5kgm/s，B球的动量是7 kgm/s当A球追上B球时发生碰撞，则碰后A、B两球的动量可能值分别是（）A. 6 kgm/s，6 kgm/sB. 3 kgm/s，9 kgm/sC. 2 kgm/s，14 kgm/sD. -5 kgm/s，15 kgm/s【答案】B【解析】【详解】由题，碰撞前的总动量为12kgm/sA、虽然满足动量守恒，但是碰后
6、A球的动量不可能沿原方向增加，故A错误；B、两球组成的系统动量守恒，A球减少的动量等于B球增加的动量，故B正确；C、两球组成的系统的总动量是16kgm/s，两球组成的系统不满足动量守恒。故D错误；D、两球组成的系统的总动量是10kgm/s，不满足动量守恒，故D错误；故选B.6. 如图所示，传送带以恒定速率逆时针运行，将一小物体从顶端A无初速释放，物体与传送带之间的动摩擦因数，已知物体到达底端B前已与传送带共速，下列法中正确的是（）A. 物体与传送带共速前摩擦力对物体做正功，共速后摩擦力对物体不做功B. 物体与传送带共速前摩擦力对物体做的功等于物体动能的增加量C. 物体与传送带共速前物体和传送带
7、间的摩擦生热等于物体机械能的增加量D. 物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热等于物体机械能的增加量【答案】C【解析】【详解】A.物体与传送带共速前，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，与速度方向相同，则摩擦力对物体做正功。共速后，物体受到的静摩擦力方向沿传送带向上，与速度方向相反，对物体做负功，选项A错误；B.物体与传送带共速前，重力和摩擦力对物体做功之和等于物体动能的增加量，选项B错误；C.设传送带的速度为v，物体与传送带共速前，物体机械能的增加量为：物体与传送带间的相对位移为：物体与传送带间的摩擦生热为：所以有Q=E，选项C正确；D.物体从A到B过程中，只有物体与传送带共速前摩擦产生热
8、量，共速后不产生热量，但共速后物体的机械能在减少，所以物体从A到B过程中物体与传送带间的摩擦生热大于物体机械能的增加量，选项D错误。故选C。7. 如图所示，两个大小相同的小球A、B用等长的细线悬挂于O点，线长为L，mA=2mB ,若将A由图示位置静止释放，在最低点与B球相碰，重力加速度为g,则下列说法正确的是( )A. A下落到最低点的速度是B. 若A与B发生完全非弹性碰撞，则第一次碰后A上升的最大高度是C. 若A与B发生完全非弹性碰撞，则第一次碰时损失的机械能为D. 若A与B发生弹性碰撞，则第一次碰后A上升的最大高度是【答案】B【解析】【详解】A球到达最低点时，由动能定理得：，解得：，A错误
9、；若A与B发生完全非弹性碰撞，设共同达到的速度为，由动量守恒：，解得：，设第一次碰后A上升的最大高度为h，则对A由动能定理得：，解得：，此过程中损失的机械能为，B正确，C错误；若A与B发生弹性碰撞，根据动量守恒有：，根据能量守恒有：，联立解得：（另一值不符，舍去），设第一次碰后A上升的最大高度为，对A由动能定理得：，解得：，D错误8. 如图所示，质量相等的五个物块在光滑水平面上间隔一定距离排成一条直线。具有初动能的物块1向其它4个静止的物块运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开，最后5个物块粘成一个整体。则首次碰撞和最后一次碰撞中，损失的动能之比为（ ）A. 1B. 10C. 5D. 【答案】
10、B【解析】【详解】根据动量守恒有又因为则碰撞之后物块1和2的动能为同理，第二次碰撞后第三次碰撞后第四次碰撞后首次碰撞损失的动能为最后一次碰撞损失的动能为所以首次碰撞和最后一次碰撞中，损失的动能之比为10:1，故ACD错误，B正确。故选B。二、多选题(每题4分，共16分，漏选得2分，错选不得分)9. 如图所示，质量为m的物块A静止在水平面上，A的左侧光滑，右侧粗糙。一个质量为M的物块B以速度v0向右运动，与A发生弹性正碰，碰后A向前滑行s1而停止。若仅把A的质量变为3m，其它条件不变，再次让B与A发生弹性碰撞，碰后A向前滑行s2而停止，已知，则下列说法正确的是（）A. B. C. 第二次碰撞后B
11、保持静止D. 第二次碰撞后B继续向右运动【答案】AC【解析】【详解】AB因为是弹性碰撞且碰前A静止，根据动量守恒和能量守恒有解得已知碰后，根据由可知碰后A的两次速度大小之比为3：2，即化简得选项A正确，B错误；CD当A的质量变为3m后，代入弹性碰撞的公式，因为M =3m，所以碰撞后B静止，选项C正确，D错误。故选AC。10. 如图所示，物块A叠放在木板B上，且均处于静止状态，已知水平地面光滑，A、B间的动摩擦因数=0.2，现对A施加一水平向右的拉力F，测得B的加速度a与拉力F的关系如图乙所示，下列说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10m/s2）A. 当F24N时，A、B都相对地
12、面静止B. 当F24N时，A相对B发生滑动C. A的质量为4kgD. B的质量为24kg【答案】BC【解析】【详解】当A与B间的摩擦力达到最大静摩擦力后，A、B会发生相对滑动，由图可知，B的最大加速度为4m/s2，即拉力F24N时，A相对B发生滑动，当F24N时，A、B保持相对静止，一起做匀加速直线运动，故A错误，B正确对B，根据牛顿第二定律得，aB4m/s2，对A，根据牛顿第二定律得，aA=4m/s2，F=24N，解得mA=4kg，mB=2kg，故C正确，D错误故选BC11. 如图所示，足够大的水平圆台中央固定一光滑竖直细杆，原长为L的轻质弹簧套在竖直杆上，质量均为m的光滑小球A、B用长为L
13、的轻杆及光滑铰链相连，小球A穿过竖直杆置于弹簧上。让小球B以不同的角速度绕竖直杆匀速转动，当转动的角速度为0时，小球B刚好离开台面。弹簧始终在弹性限度内，劲度系数为k，重力加速度为g，则A. 小球均静止时，弹簧的长度为L-B. 角速度=0时，小球A对弹簧的压力为mgC. 角速度0=D. 角速度从0继续增大的过程中，小球A对弹簧的压力不变【答案】ACD【解析】【详解】A若两球静止时，均受力平衡，对B球分析可知杆的弹力为零，；设弹簧的压缩量为x，再对A球分析可得：，故弹簧的长度为：，故A项正确；BC当转动的角速度为0时，小球B刚好离开台面，即，设杆与转盘的夹角为，由牛顿第二定律可知：而对A球依然处
14、于平衡，有：而由几何关系：联立四式解得：，则弹簧对A球的弹力为2mg，由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力为2mg，故B错误，C正确；D当角速度从0继续增大，B球将飘起来，杆与水平方向的夹角变小，对A与B的系统，在竖直方向始终处于平衡，有：则弹簧对A球的弹力是2mg，由牛顿第三定律可知A球队弹簧的压力依然为2mg，故D正确；故选ACD。12. 质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为初始时小物块停在箱子正中间，如图所示现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止设碰撞都是弹性
15、的，则整个过程中，系统损失的动能为( )A. B. C. D. 【答案】BD【解析】试题分析：设物块与箱子相对静止时共同速度为V，则由动量守恒定律得，得，系统损失的动能为，B正确，AC错误根据能量守恒定律得知，系统产生的内能等于系统损失的动能，根据功能关系得知，系统产生的内能等于系统克服摩擦力做的功，则有D正确，故选BD考点：动量守恒定律；功能关系点评：两个相对运动的物体，当它们的运动速度相等时候，往往是最大距离或者最小距离的临界条件本题是以两物体多次碰撞为载体，综合考查功能原理，动量守恒定 律，要求学生能依据题干和选项暗示，从两个不同角度探求系统动能的损失又由于本题是陈题翻新，一部分学生易陷
16、入某种思维定势漏选B或者D，另一方面，若 不仔细分析，易认为从起点开始到发生第一次碰撞相对路程为，则发生N次碰撞，相对路程为，而错选C第II卷（非选择题）三、实验题(共13分)13. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系，甲、乙两同学设计了如图所示的实验装置其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量，m0为滑轮的质量力传感器可测出轻绳中的拉力大小(1) 实验时，一定要进行的操作是_A用天平测出砂和砂桶的质量B将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力C小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录力传感器的示数D为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量
17、M.(2) 甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有四个点没有画出)，已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为_m/s2(结果保留三位有效数字)(3) 甲同学以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的aF图象是一条直线，图线与横坐标的夹角为，求得图线的斜率为k，则小车的质量为_A. B. m0 C.m0 D. (4) 乙同学根据测量数据作出如图所示的aF图线，该同学做实验时存在的问题是_【答案】 (1). BC (2). 200 (3). C (4). 没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【解析】【详解】（1）本题拉力可以由传感器测出，不需要
18、用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故AD错误；实验时需将长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；实验时，小车应靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，需记录传感器的示数，故C正确（2）根据，运用逐差法得（3）由牛顿第二定律得，则，a-F图象的斜率，则小车的质量，故C正确（4）当F不等于零，加速度a仍然为零，可知实验中没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，小车质量不变时，加速度与拉力成正比，对a-F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数14. 如图所示，用“碰撞实验器”可以探究碰撞
19、中的不变量。实验时先让质量为m1的入射小球从斜槽轨道上某一固定位置S由静止开始滚下，从轨道末端O点水平抛出，落到与轨道O点连接的倾角为的斜面上。再把质量为m2被碰小球放在斜槽轨道末端，让入射小球仍从位置S由静止滚下，与被碰小球碰撞后，分别与斜面第一次碰撞留下各自的落点痕迹。M、P、N为三个落点的位置。（不考虑小球在斜面上的多次碰撞）(1)实验中，直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的。但是，可以通过仅测量_，间接地解决这个问题。A.小球开始释放高度h B.斜面的倾角 C.O点与各落点的距离(2)以下提供的测量工具中，本实验必须使用的是_。A刻度尺 B.天平 C.量角器 D.秒表(3)关于本实验，
20、下列说法正确的是_。A.斜槽轨道必须光滑，且入射小球每次释放的初位置相同B.斜槽轨道末端必须水平C.为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量m1等于被碰球的质量m2(4)在实验误差允许范围内，若满足关系式_，则可以认为两球碰撞前后总动量守恒。A.BC.D.若碰撞是弹性碰撞，以上物理量还满足的表达式为_【答案】 (1). C (2). AB (3). B (4). B (5). 【解析】【详解】(1)1小球做平抛运动，则 解得物体落到同一斜面上，则只要测得O点与各落点的距离L即可，故选C；(2)2实验中必须要测量落点到O点的距离，则需要刻度尺；需要测量小球的质量,故选AB。(3)3A.斜
21、槽轨道没必要必须光滑，只要到达底端的速度相同即可，且入射小球每次释放的初位置相同，以保证到达底端的速度相同，故A错误；B斜槽轨道末端必须水平，以保证小球做平抛运动，故B正确；C为保证入射球碰后沿原方向运动，应满足入射球的质量m1大于被碰球的质量m2，故C错误。故选B。(4)4实验要验证的关系是 由上述分析可知则表达式可表示为 故选B。5若碰撞是弹性碰撞，以上物理量还满足的表达式为因即 则表达式为四、解答题(共47分)15. 质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑B、C为圆弧的两端点，
22、其连线水平已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角= 106o，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h=0.8m小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为1=0.33（g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8）试求：（1）小物块离开A点的水平初速度v1（2）小物块经过O点时对轨道的压力（3）斜面上CD间距离【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】（1）对小物块，由A到B有：在B点所以 （2）对小物块，由B到O有其中在O点所以：N=43N由牛顿第三定律知对轨道的压力为 （3）物块沿斜面上滑：所以物块沿斜面下滑：由机械能守恒知小物
23、块由C上升到最高点历时小物块由最高点回到D点历时故即16. 如图所示，光滑水平台面MN上放两个相同小物块A、B，右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平部分长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v0=2m/s匀速转动物块A、B（大小不计，视作质点）与传送带间的动摩擦因数均为=0.2，物块A、B质量均为m=1kg开始时A、B静止，A、B间压缩一轻质短弹簧现解除锁定，弹簧弹开A、B，弹开后B滑上传送带，A掉落到地面上的Q点，已知水平台面高h=0.8m，Q点与水平台面间右端间的距离S=1.6m，g取10m/s2（1）求物块A脱离弹簧时速度的大小；（2）求弹簧储存的弹性势能；（3）求物块B在水平传送带上
24、运动的时间【答案】（1）4m/s；（2）16J；（3）4.5s【解析】【详解】（1）A作平抛运动，竖直方向：，水平方向：解得：vA=4m/s（2）解锁过程系统动量守恒：由能量守恒定律：解得：Ep=16J （3）B作匀变速运动，由牛顿第二定律，解得：B向右匀减速至速度为零，由，解得SB=4mL=8m，所以B最终回到水平台面设B向右匀减速的时间为t1：设B向左加速至与传送带共速的时间为t2，由，共速后做匀速运动的时间为t3：总时间：17. 如图所示，半径为R的半圆形管道ACB固定在竖直平面内，倾角为的斜面固定在水平面上，细线跨过小滑轮连接小球和物块，细线与斜面平行，物块质量为m，小球质量M3m，对
25、物块施加沿斜面向下的力F使其静止在斜面底端，小球恰在A点撤去力F后，小球由静止下滑重力加速度为g，sin 0.64，不计一切摩擦求：(1) 力F的大小；(2) 小球运动到最低点C时，速度大小v以及管壁对它弹力的大小N；(3) 在小球从A点运动到C点过程中，细线对物块做的功W.【答案】(1) 2.36mg (2) 6mg (3) mgR.【解析】【详解】(1) 对小球：细线上的拉力T3mg 对物块：mgsin FT 解得F2.36mg.(2) 小球在C点时速度与物块速度大小相等对小球和物块组成的系统，由机械能守恒定律3mgRmgRsin (3mm)v2 解得v 在C点：对小球，由牛顿第二定律N3
26、mg3m 解得N6mg . (3) 在小球从A点运动到C点过程中，对物块，由动能定理WmgRsin mv20 解得WmgR.18. 如图所示，在足够高的光滑水平台面上静置一质量为m的长木板A，木板A右端用轻绳绕过光滑的轻质定滑轮与质量也为m的物体C连接当C从静止开始下落距离h时，在木板A的最右端轻放一质量为4m的小铁块B（初速度为0，可视为质点），最终B恰好未从A上滑落，A、B间的动摩擦因数0.25最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g计算：（1）C由静止下落距离h时，木板A的速度大小vA；（2）木板A的长度L；（3）若当铁块B轻放在木板A最右端的同时，对B加一水平向右的恒力F7mg，其他
27、条件不变，计算B滑出A时B的速度大小vB【答案】（1） （2）2h （3）【解析】【详解】（1）对A、C分析，有 mg2ma1解得（2）B放在A上后，设A、C仍一起加速，则mg4mg2ma2 解得a20即B放在A上后，A、C以速度vA匀速运动此时，B匀加速运动，加速度aB1设经过时间t1，B的速度达到vA，且B刚好运动至木板A的左端则有vAaB1t1 木板A的长度LSACSBvAt1解得L2h（3）加上力F后，B的速度达到vA前，A和C仍匀速，B仍加速，此时B的加速度aB2加速时间B相对A的位移A、B共速后都向右加速，设经时间t3，B滑出A有对B有aB3对A有aAC B相对A的位移解得B滑出A时的速度vBvAaB3t3