江西省宜春市上高二中2021届高三物理上学期第三次月考试题(含解析).doc

江西省宜春市上高二中2021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m＝0.5kg 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F1＝10N，F2＝2N．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mg sin30°=2.5N由于F2+mg sin30°<F1，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0～t1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】0t时间内能两次到达的位置有两个，分别对【详解】AD、分析质点运动过程可知，质点在1应质点运动速度为零的两个位置，因此A、D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：=v rω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错误.D．因同步卫星A与B的角速度相同，故根据：2=a rω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. mv ＋MuD. mv ＋mu【答案】D【解析】【详解】对B 由动量定理得： 0Mgt Mu =-设弹簧冲量为I ，对A 由动量定理得：0I mgt mv -=- 联立解得：I mv mu =+ 故ABC 错误，D 正确。

6.202X 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μ=3，两个斜面倾角分别为α=53°，β=30°．图中，v 、a 、s 、t 、E 、E k 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：sin cos 0a g g θμθ=->cos (sin cos )k E mgh mg s mgs μθθμθ=-=-E k 与s 呈线性关系；第二阶段0a =，速度不变，E k 为常数，故B 正确．C ．第一阶段：v at =即：222v a t =所以2v 与t 2呈线性关系，故C 项错误．D ．第二阶段0a =，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F 1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θ (θ<90o ),张力大小为T 1;第二次在水平恒力F 2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T 2.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. 1cos mg T θ=,2sin T mg θ= C. 第一个过程中,拉力F 1在逐渐变大,且最大值一定大于F 2D. 第二个过程中,重力和水平恒力F 2的合力的功率先增大后减小【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：cos mg T θ= 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F 2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:1cos mg T θ= 第二次运动到Q 点时，速度为零，则向心力为零，则绳子拉力： 2(1cos )cos sin cos sin sin mg T mg F mg mg θθθθθθ-=+=+⋅= 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：1tan F mg α=绳中张力：1mg T cos α= 随着α的逐渐增大，力F 1、T 1逐渐增大，当α＝θ时最大；在第二次运动过程中，根据动能定理有：2(1cos )sin 0mgl F l θθ--+=解得：211cos tan sin 2F mg mg F θθθ-==< 故C 正确． D ．在第二个过程刚开始时，v =0．由：P =F 合v 合cos θ知开始时P =0，而当球运动到等效最低点时，cos θ=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1v ，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22v v ，与1v 的关系是2v1，已知某星球半径是地球半径R 的13，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g 的16，地球的平均密度为ρ，不计其他星球的影响，则A. 该星球上的 B. C. 该星球的平均密度为2ρ D. 该星球的质量为3881R πρ 【答案】BC【解析】【详解】A ．根据第一宇宙速度'1v ===故A 错误；B ．根据题意，第二宇宙速度 ''21v ==C ．根据公式2gR GM =且34R 3M ρπ= 故34g GR ρπ=所以 11632ρρρ÷'==故C 正确；D ．根据公式 333442323381R R M R ρπρρππ⎛'⎫==⨯= ⎪⎭''⎝ 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ω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ω较小，小球在平行于平面ABC 的竖直平面内摆动D. 若角速度ω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【详解】A ．b 绳未断时， a 绳拉力为小球重力 mg ，L b 为 b 的长度，小球速度为：2b v L ω=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：2a a v Fmg m L -= 可知当 b 绳断时，绳a 的拉力大于小球重力，B 正确；C ．当 ω较小时，球在最低点速度较小，可能会存在：2a v gL ≤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 ω较大时，球在最低点速度较大,如果：5a v gL ≥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α，以PQ 整体为研究对象，分析受力情况如图1：总重力PQ G 、板的支持力1N 和摩擦力1f ，板对P 的作用力是支持力1N 和摩擦力1f 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：1cos PQ N G α=α减小，1N 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：2cos Q N G α=原来支持力等于重力,故支持力减小了；所以C 正确.D ．以板、P 、Q 整体为研究对象，受力情况如图3，则有水平地面的弹力N G =，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α，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：tan F mg θ=加速度恒定为：tan a g θ=细绳的拉力为：cos mgT θ=不变，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v 0 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0gt v - 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：f kv =则上升过程中加速度大小为：mg kva m+=上 下降过程中加速度大小：mg kva m-=下 即：a a >上下上升与下降过程中位移大小相等，根据：212x at =可知：t t <下上故A 错误. B ．由：x v t=可知上升过程的平均速度大于下降过程的平均速度，所以：f f >下上由克服阻力做功：W fx =上升和下降位移相等，所以：f f W W >下上故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：f kv =则f -t 图像的两阴影部分的面积也相等，由：I ft =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：0mgt mv mv -=--解得：0v gt v =-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m A=0.5 kg，金属板B的质量m B=1 kg．用水平力F向左拉金属板B，使其一直向左运动，稳定后弹簧秤示数的放大情况如图甲所示，则A，B间的摩擦力F f=______N，A，B间的动摩擦因数μ=____．（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，F f=F=2.50N．根据F f=μm A g，解得：μ=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-F f=m B a，代入数据解得F=4.50N．14.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：①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．②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K E ∆__．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：在实验误差允许的范围内W ＝K E ∆，与理论推导结果一致．③实验前已测得托盘质量为7. 7×10 -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/s 2，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，W ＝F ·OF ＝0.2×0.557 5 J＝0.1115J[3]打F 点时速度v F ＝2EG T＝0.66770.45750.2-m/s ＝1.051m/sΔE k ＝12M 2F v ＝12×0.2×1.0512J≈0.1105J. [4]打B 点时小车的速度为v B ＝2AC T＝0.28610.15500.2-m/s ＝0.6555m/s所以小车的加速度a ＝4F B v v T -＝1.0510.655540.1-⨯m/s 2≈0.99m/s 2 小车所受的拉力F ＝(m 0＋m )(g －a )所以盘中砝码的质量m ＝F g a -－m 0＝0.29.80.99⎛⎫ ⎪-⎝⎭kg －7.7×10－3kg≈0.015kg. 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θ＝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/s 2 【解析】【详解】(1)OA 垂直于OB ，分析物块受力有：sin cos OA OB T T θθ=因为θ＝37°，所以可知：OA OB T T >所以OA 绳先断.(2)分析知当OA 绳拉力最大时，加速度最大mcos T mg ma θ-= 代入数据可得a =10m/s 2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/s 2.16.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4L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/s 2.如图所示，试求： （1）小球水平抛出时的初速度v 0.（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) 3N s ⋅ 【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：cos 6044L Lh L ︒=-= 水平位移：3sin 60L x L ︒==平抛运动时间：22h L t g g== 则小球抛出速度：06sin 606100.6gL L v t ︒⨯⨯===(2)绳拉紧前瞬间，小球竖直分速度 ：2y gLv gt ==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：22002y I mv m v v m gL =-=-+=-代入数据解得：2 3 N s -⋅，负号表示方向沿BO 方向；则绳对支点的冲量大小为2 3 N s ⋅，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2 3 N s ⋅，方向沿绳向外. 17.如图所示,半径r=13m 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,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/s 2,取π≈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/s 2(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＝ω2r ＝12.0m/s 2(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 =rω=2.0m/s 圆柱体转动两周的时间：1422s t T πω===所以加速度：211.0m/s va t == 由：mga g mμμ==所以：10.110a g μ=== (1)木板在两圆柱体间加速过程所通过的位移为S 1．则：v 2=2as 1所以：21 2.0m 2v s a==因s 1＜s ，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．1121 2.6s s s t t t t v-=+=+= 【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A ′B ′C ′D ′的上半部分B ′C ′D ′粗糙，下半部分B ′A ′D ′光滑．一质量m =0.1kg 的小球从轨道的最低点A ，以初速度v 0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/s 2．（1）若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v 0至少为多少？（2）若v 0=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多少？（3）若v 0=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】（110m/s （2）0.05J - （3）3N ,0.25J 【解析】【详解】(1)设此情形下小球到达最高点的最小速度为v C ，则有2C mv mg R = 22011222C mv mv mgR =+代入数据解得：0v(2)设此时小球到达最高点的速度为'Cv ，克服摩擦力做的功为W ，则 2Cmv mg N R='- 22011222f mgR W mv mv '-+=- 代入数据解得：0.05J f W =-(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v A ，受到的支持力为N A ，则有：212A mgR mv =2A A mv N mg R-= 代入数据解得3N A N =；设小球在整个运动过程中减少的机械能为E ∆，由功能关系有：2201122A E mv mv ∆+=代入数据解得：0.25J E ∆=.答：（1）若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动，初速度v 0. （2）若v 0=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0.05J -.（3）若v 0=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3N ；小球在整个运动过程中减少的机械能是0.25J .。