2020届宁夏石嘴山市第三中学高三10月月考物理试题(解析版)

2020届宁夏石嘴山市第三中学高三10月月考物理试题（解析版）一、本题共14小题，每小题4分，共56分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.
1. 关于互成角度(不为0和180°)的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动，下列说法正确的是( )
A. 一定是直线运动
B. 一定是曲线运动
C. 可能是直线，也可能是曲线运动
D. 以上选项都不对
【答案】B
【解析】试题分析: 两个分运动一个是匀速直线运动，另一个是匀变速直线运动，只有一个方向上有加速度，则合加速度的方向就在该方向上，所以合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，其合运动为曲线运动．故B正确，A、C、D错误．故选B．
考点：考查运动的合成和分解．
【名师点睛】解决本题的关键知道速度的方向和加速度的方向在同一条直线上，做直线运动，不在同一条直线上，做曲线运动．
2. 弹道导弹是指在火箭发动机推力作用下按预定轨道飞行，关闭发动机后按自由抛体轨迹飞行的导弹．若关闭发动机时导弹的速度是水平的，不计空气阻力，则导弹从此时起水平方向的位移( )
A. 只由水平速度决定
B. 只由离地高度决定
C. 由水平速度、离地高度共同决定
D. 与水平速度、离地高度都没有关系
【答案】C
【解析】根据知，，则水平位移，可知导弹从此时起水平方向的位移由水平速度和高度共同决定，故C正确，ABD错误。

点睛：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移。

3. 如图所示，a、b是地球表面上不同纬度上的两个点，如果把地球看作是一个球体，a、b两点随地球自转做匀速圆周运动，这两个点具有大小相同的( )
A. 线速度
B. 角速度
C. 加速度
D. 轨道半径
【答案】B
【解析】试题分析：地球上物体的自转周期相同，所以角速度相同，B对
考点：万有引力提供向心力
点评：本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解。

4. 某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮的角速度为ω，则丙轮边缘上某点的向心加速度为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
5. 长沙市橘子洲湘江大桥桥东有一螺旋引桥，供行人上下桥．假设一行人沿螺旋线自外向内运动，如图所示．已知其走过的弧长s与时间t成正比．则关于该行人的运动，下列说法正确的是( )
A. 行人运动的线速度越来越大
B. 行人运动的向心加速度越来越大
C. 行人运动的角速度越来越小
D. 行人所受的向心力越来越小
【答案】B
6. 如图所示，在足够长斜面上的A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落至斜面时下落的竖直高度为h1；若将此球改用2v0水平速度抛出，落至斜面时下落的竖直高度为h2.则h1∶h2为( )
A. 1∶3
B. 2∶1
C. 1∶4
D. 1∶2
【答案】C
【解析】试题分析：球做平抛运动落在斜面上，竖直方向上的位移和水平方向上的位移的比值是定值，等于斜面倾角的正切值．根据该关系求出运动的时间和什么因素有关，从而确定时间关系，得出下落高度的关系。

因为小球两次都落在斜面上，故水平位移和竖直位移满足，解得运动的时间，所以当初速度变为原来的2倍时，小球的运动时间变为原来的2倍，根据，可得
，C正确．
7. 质量为m的小木块从半球形的碗口下滑，如图所示，已知木块与碗内壁间的滑动摩擦系数为μ，木块滑到最低点时的速度为v，那么木块在最低点受到的摩擦力为( )
A. μmg
B. μmv2/R
C. μm(g＋v2/R)
D. 0
【答案】C
8. 如图所示，当小车A以恒定的速度v向左运动时，则对于B物体来说，下列说法正确的是( )
A. 匀加速上升
B. 匀速上升
C. B物体受到的拉力大于B物体受到的重力
D. B物体受到的拉力等于B物体受到的重力
【答案】C
考点：运动的合成和分解；牛顿第二定律的应用
【名师点睛】解决本题的关键知道汽车的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度，以及会根据速度变化情况得出加速度的方向。

9. 有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动．如图所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h，下列说法中正确的是( )
A. h越高，摩托车对侧壁的压力将越大
B. h越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大
C. h越高，摩托车做圆周运动的周期将越大
D. h越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大
【答案】BC
考点：向心力；牛顿第二定律
【名师点睛】本题考查应用物理规律分析实际问题的能力，是圆锥摆模型，关键是分析物体的受力情况，研究不变量。

10. 如图所示，长l=0.5 m的轻质细杆，一端固定有一个质量为m=3 kg的小球，另一端由电动机带动，使杆绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动，小球的速率为v=2 m/s.取g=10 m/s2，下列说法正确的是( )
A. 小球通过最高点时，对杆的拉力大小是24 N
B. 小球通过最高点时，对杆的压力大小是6 N
C. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是24 N
D. 小球通过最低点时，对杆的拉力大小是54 N
【答案】BD
【解析】设小球在最高点时受杆的弹力向上，则，得
，可知杆对小球的力向上，则小球对杆表现为压力，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的压力大小是6N，故A错误，B正确；小球通过最低点时，根据牛顿第二定律得，F-mg=m，解得F N=mg+m=30+3×=54N，根据牛顿第三定律知，小球对杆的拉力为54N，根据牛顿第三定律可知，小球对杆的拉力大小是54N，故C错误，D正确．故选BD.
11. m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时( )
A. 皮带的最小速度为
B. 皮带的最小速度为
C. A轮每秒的转数最少是
D. A轮每秒的转数最少是
【答案】AC
【解析】当物块恰好被水平抛出时，在皮带上最高点时由重力提供向心力，则由牛顿第二定律得：
，解得： ; 设此时皮带转速为n，则有2πnr=v，得到：．故AC正确，BD错误．故选AC．
点睛：本题运用牛顿第二定律和圆周运动规律分析临界速度问题．当一个恰好离开另一个物体时两物体之间的弹力为零，这是经常用到的临界条件.
12. 如图所示，一箱土豆在转盘上随转盘以角速度ω做匀速圆周运动，其中一个处于中间位置的土豆质量为m，它到转轴的距离为R，则其他土豆对该土豆的作用力为( )
A. mg
B. mω2R
C. D.
【答案】C
【解析】土豆做匀速圆周运动，合力提供向心力，受重力和弹力，根据牛顿第二定律和向心力公式，有：水平方向：F x＝mRω2；竖直方向：F y=mg；故合力为：，故C正确，ABD错误．故选C．
点睛：本题关键是将土豆合力分解为水平方向和竖直方向的分力，然后运用牛顿第二定律列式分析。

13. 如图所示，P是水平面上的圆弧凹槽．从高台边B点以某速度v0水平飞出的小球，恰能从固定在某位置的凹槽的圆弧轨道的左端A点沿圆弧切线方向进入轨道．O是圆弧的圆心，θ1是OA与竖直方向的夹角，θ2是BA与竖直方向的夹角．则( )
A. B. C. D.
【答案】B
14. 如图所示，在倾角θ=37°的斜面底端的正上方H处，平抛一个物体，该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直，则物体抛出时的初速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
二、实验题(本题共3小题)
15. 小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0开始运动后,得到不同轨迹,如图a、b、c、d为四条运动轨迹。

磁铁放在位置A 时,小钢珠的运动轨迹是____(填轨迹字母代号),磁铁放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是____(填轨迹字母代号)。

实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向
______(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动。

【答案】 (1). b (2). c (3). 不在
16. 如图所示，在“探究平抛运动的运动规律”的实验中，可以描绘出小球平抛运动的轨迹，实验简要步骤如下：
A．让小球多次从___________释放，在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置，如图3中a、b、c、d所示．
B．按图安装好器材，注意_____________，记下平抛初位置O点和过O点的竖直线．
C．取下白纸，以O为原点，以竖直线为y轴建立坐标系，用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹．
（1）完成上述步骤，将正确的答案填在横线上．
（2）上述实验步骤的合理顺序是________________．
（3）已知图中小方格的边长L=1.25 cm，则小球平抛的初速度为v0=______________(用L、g表示)，其值是______________．(取g=9.8 m/s2)
（4）b点的速度v b=__________________.(用L、g表示)
【答案】 (1). 同一位置静止 (2). 斜槽末端切线水平 (3). BAC (4). (5).
0.7m/s (6).
17. 为验证向心力公式，某探究小组设计了如图所示的演示实验，在米尺的一端钻一个小孔，使小孔恰能穿过一根细线，线下端挂一质量为m，直径为d的小钢球．将米尺固定在水平桌面上，测量出悬点到钢球的细线长度l，使钢球在水平面内做匀速圆周运动，圆心为O，待钢球的运动稳定后，用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看，读出钢球外侧到O点的距离r，并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t.则：
（1）小钢球做圆周运动的周期T=________.
（2）小钢球做圆周运动的向心力F=________.
三．计算题：(本题共5小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的、没有答在相应的题号处的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)
【答案】 (1). (2). 或
【解析】（1）转动n圈所用时间为t，则周期为
（2）小钢球做圆周运动的向心力．
三．计算题：(本题共5小题，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的、没有答在相应的题号处的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.)
18. 有一只小船正在过河，河宽d=400 m，小船在静水中的速度v1=5 m/s，水的流速v2=3 m/s.小船以下列条件过河时，求过河的时间．
（1）以最短的时间过河．
（2）以最短的位移过河．
【答案】（1）80s（2）100s
【解析】（1）当小船的船头方向垂直河岸，即船在静水中的速度的方向垂直于河岸时，过河时间最短，则最短时间
（2）因为，所以当小船的合速度方向垂直河岸时，过河位移最短，此时合速度方向如图所示，则过河时间
19. 如图所示，将一个小球水平抛出，抛出点距水平地面的高度h=1.8 m，小球抛出的初速度为v0=8 m/s.不计空气阻力．取g=10 m/s2.求：
（1）小球从抛出到落地经历的时间t；
（2）小球落地点与抛出点的水平距离x；
（3）小球落地时的速度大小v.
【答案】（1）0.6s（2）4.8m；（3）10m/s
【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度求出运动的时间，结合初速度和时间求出水平位移．根据动能定理求出落地时的速度大小．
解：（1）平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，根据h=得，
t=．
（2）水平距离x=v0t=8×0.6m=4.8m．
（3）根据动能定理得，mgh=
代入数据解得v=10m/s．
答：（1）小球从抛出到落地经历的时间为0.6s；
（2）小球落地点与抛出点的水平距离为4.8m；
（3）小球落地时的速度大小为10m/s．
20. 如图所示，AB为半径为R的金属导轨(导轨厚度不计)，a、b为分别沿导轨上、下两表面做圆周运动的小球(可看做质点)，要使小球不致脱离导轨，则a、b在导轨最高点的速度v a、v b应满足什么条件？
【答案】
【解析】对a球，有
要使小球a不致脱离导轨，必须满足，解得
对b球，有：
要使小球b不致脱离导轨，必须满足，解得．
21. 如图所示，轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2 m的光滑1/4圆形轨道，BC段为高为h=5 m的竖直轨道，CD段为水平轨道．一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑，到达B点时速度的大小为2 m/s，离开B点做平抛运动(g=10 m/s2)，求：
（1）小球离开B点后，在CD轨道上的落地点到C点的水平距离；
（2）小球到达B点时对圆形轨道的压力大小；
（3）如果在BCD轨道上放置一个倾角θ=45°的斜面(如图中虚线所示)，那么小球离开B点后能否落到斜面上？如果能，求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远．如果不能，请说明理由．
【答案】（1）2N；（2）6N；（3）1.13m．
【解析】（1）根据h＝gt2得，，
则落地点与C点的水平距离x=v B t=2×1m=2m．
（2）根据动能定理得，mgR=mv B2，
解得，
根据牛顿第二定律得，，
解得，
由牛顿第三定律知小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为6 N，方向竖直向下．
（3）如图，斜面BEC的倾角θ=45°，CE长d=h=5 m，因为d＞x，所以小球离开B点后能落在斜面上；
假设小球第一次落在斜面上F点，BF长为L，小球从B点到F点的时间为t2；
Lcos θ=v B t2 ①
②
联立①②两式得t2=0.4 s；L≈1.13 m．
点睛：本题考查了平抛运动和圆周运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．
22. 如图所示，光滑半圆形轨道处于竖直平面内，半圆形轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A.一质量为m的小球在水平地面上C点受水平向左的恒力F由静止开始运动，当运动到A点时撤去恒力F，小球沿竖直半圆形轨道运动到轨道最高点B点，最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)．已知A、C间的距离为L，重力加速度为g.
（1）若轨道半径为R，求小球到达半圆形轨道B点时对轨道的压力F N；
（2）为使小球能运动到轨道最高点B，求轨道半径的最大值R m；
（3）轨道半径R多大时，小球在水平地面上的落点D到A点距离最大？最大距离x m是多少？
【答案】（1）（2）（3）；
【解析】试题分析：先由动能定理求出小球到达B点时的速度大小，再由牛顿第二定律求出轨道对小球的弹力，即可由牛顿第三定律得到小球对轨道的压力．当小球对轨道的压力恰好为零时，求出轨道半径的最大值R m；小球离开B点后做平抛运动，根据高度求出平抛运动的时间，再根据初速度和时间求出平抛运动的水平位移表达式，与第1题中小球经过B点的速度联立，运用数学知识求解．
（1）设小球到达圆轨道B点时速度为v，从C到B，由动能定理有
解得：
据牛顿第二定律有：，解得
根据牛顿第三定律可知，小球到达圆轨道B点时对轨道的压力为：，方向竖直向上．（2）轨道半径越大，小球到达最高点的速度越小，当小球恰好到达最高点时，轨道对小球的作用力为零，则小球对轨道的压力也为零，此时轨道半径最大，则令，解得轨道半径的最大值
（3）设小球平抛运动的时间为t，在竖直方向上有：，得
水平位移为
当时，水平位移x最大，得
D到A最大距离为：。