高三物理上学期9月月考试题 (4)

咐呼州鸣咏市呢岸学校高三物理上学期9月月考试题本试题卷分第一卷(选择题)和第二卷(非选择题)两，共8页．时量90分钟，总分值110分．
第一卷
一、填空题(此题共12小题，每题4分，共48分．其中1～8小题只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，选不全的得2分，错选或不选得0分．将选项填涂在答题卡中)
1．伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框所示的一套研究方法，其框2和4中的方法分别是(A)
观察现象―→2―→逻辑推理―→4―→修正推广―→……
A．提出假设，检验 B．数学推理，检验
C．检验，数学推理 D．检验，合理外推
2．某物体做直线运动的v－t图象如下图，据此判断给出的A、B、C、D四种图象(F表示物体所受合力，x表示物体的位移，E k表示物体动能，a表示物体加速度t表示时间)中正确的选项是(B) 3．6月16日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号〞飞船飞向太空.6月24日执行手动载人交汇对接任务后，于29日10时03分乘返回舱平安返回．返回舱在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如下图．关于返回舱的运动，以下说法中正确的有(A)
A．在同一轨道Ⅱ上经过A的速率小于经过B的速率
B．在轨道Ⅱ上经过A的速率大于在轨道Ⅰ上经过A的速率
C．在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．正常运行时，在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
4．一质量为m的物块能在倾角为θ的足够长斜面上匀减速下滑．在初始状态相同及其他条件不变时，只对物块施加一个竖直向下的恒力F，如下图，那么物块减速到零的时间与不加恒力F两种情况相比拟将(B)
A．变长 B．变短 C．不变 D．不能确
【解析】在F作用前，物块加速度a1＝mg()
μcos θ－sin θ
m
，F作用后a2＝
()
mg＋F()
μcos θ－sin θ
m
，a2＞a1，初速度相同时，滑停的时间变短，滑行距离变短．5．在地表附近有一竖直向下匀强电场E，一带电油滴以某初速度从a处运动到b处，其运动轨迹如图中曲线所示，不计空气阻力，此过程中油滴运动情况描述正确的选项是(C)
A．油滴在做变加速曲线运动
B．油滴在做速度大小不变的曲线运动
C．动能和电势能之和减小
D．油滴的轨迹为椭圆的一
6．在墙与地面之间用三块长木板并排搭成如下图的三个固斜面1、2和3，斜面1与2底边相同，斜面2和3高度相同，斜面1和3长度相同，斜面外表均光滑．一小物体分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端，在这三种情况下(D)
A．物体沿斜面2下滑速度改变最快
B．物体分别沿斜面2、3下滑速度改变相同
C．物体沿斜面下滑到达底端时速度大小均相
D．物体沿斜面3下滑到底端的时间最长
【解析】此题用“时圆〞分析．
7．如右图，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M(M≫m1，M≫m2)．在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比T a∶T b＝1∶k；从图示位置开始，在b运动一周的过程中，那么(D)
A．a、b距离最近的次数为k次
B．a、b距离最远的次数为k＋1次
C ．a 、b 、c 共线的次数为2k
D ．以上说法都不对
【解析】以b 为参照系分析．a 的转速为b 的k 倍，b 转一圈，a 转k 圈，a 相对b 转(k －1)圈，共线2(k －1)次，相距最近(远)(k －1)次．
8．甲、乙两名滑冰运发动，M 甲＝80 kg ，M 乙＝40 kg ，面对面水平拉着弹簧秤做匀速圆周运动的滑冰表演，如图，两人相距0.9 m ，弹簧秤的示数为 N ，以下判断中正确的选项是(D)
A ．两人的线速度相同，约为40 m/s
B ．两人的角速度相同，为6 rad/s
C ．两人的运动半径相同，都是0.45 m
D ．两人的运动半径不同，甲为0.3 m ，乙为0.6 m
【解析】甲、乙两人做圆周运动的角速度相同，向心力大小都是弹簧的弹力，那么有M 甲ω2
r 甲＝M 乙ω
2
r 乙即M 甲r 甲＝M 乙r 乙且r 甲＋r 乙＝0.9 m ，M 甲＝80 kg ，M 乙＝40 kg 解得r 甲＝0.3 m ，r 乙＝0.6 m ，由于F
＝M 甲ω2
r 甲所以ω＝
F M 甲r 甲＝80×0.3
rad/s ≈0.62 rad/s 而v ＝ωr ，r 不同，v 不同． 9．如下图，长约1 m 的两端封闭的竖直玻璃管中注满水，玻璃管内有一质量为0.1 kg 的红腊块能在管内浮动．假设t ＝0时，红蜡块从玻璃管底端开始向上浮动，且每1 s 上升的距离都是30 cm ；从t ＝0开始，玻璃管以初速度为零匀加速向右平移，第1 s 内、第2 s 内、第3 s 内通过的水平位移依次为5 cm 、15 cm 、25 cm.y 表示红蜡块竖直方向的位移，x 表示红蜡块随玻璃管通过的水平位移，单位均为m ，t ＝0时红蜡块位于坐标原点．以下说法正确的选项是(BCD)
A ．t ＝2 s 时红蜡块的速度大小为0.3 m/s
B ．前3 s 内红蜡块的位移大小为45 5 cm
C ．红蜡块的轨迹方程为y 2
＝95
x D ．红蜡块在浮动过程中受到的合力是0.01 N
【解析】在连续的1 s 内，水平距离变化Δx ＝0.1 m ，由Δx ＝aT 2，得a ＝0.1 m/s 2
，
水平位移x ＝12at 2，竖直位移y ＝v y t ，其中v y ＝0.3 m/s ，将数据代入化简得y 2
＝95
x ，将t ＝3 s 代入并结合
s ＝x 2＋y 2，求得位移45 5 cm ，F ＝ma ＝0.01 N.
10．如下图，质量相同的木块A 、B 用轻质弹簧连接，在力F 作用下静止在光滑的斜面上．现突然增大
F 至某一恒力推A ，那么从开始到弹簧第一次被压缩到最短的过程中(BC)
A ．两木块速度相同时，加速度a A ＝a
B B ．两木块速度相同时，加速度a A <a B
C ．两木块加速度相同时，速度v A >v B
D ．两木块加速度相同时，速度v A <v B
11．在光滑的水平面上，放着两块长度相同、质量分别为M 1和M 2的木板，在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块，如下图．开始时，各物均静止．今在两物块上各作用一水平恒力F 1、F 2，当物块与木板别离时，两木板的速度分别为v 1和v 2.物块与两木板之间的动摩擦因数相同．以下说法正确的选项是(BD)
A ．假设F 1＝F 2，M 1＞M 2，那么v 1＞v 2
B ．假设F 1＝F 2，M 1＜M 2，那么v 1＞v 2
C ．假设F 1＞F 2，M 1＝M 2，那么v 1＞v 2
D ．假设F 1＜F 2，M 1＝M 2，那么v 1＞v 2
【解析】采用极限法和临界值分析．当M 1小到能和物块刚好一起运动时，对F 1＝F 2，M 1＜M 2情况，或是
F 1＜F 2，M 1＝M 2情况，物块在M 2上最终会滑离，而在M 1上在无穷远处滑离．
12．如下图，某生产线上相互垂直的甲、乙传送带处于同一水平面，宽度均为d ，均以大小为v 的速
度运行，图中虚线为传送带中线．一可视为质点的工件从甲左端释放，能以速度v由甲的右端滑上乙，滑至乙中线处时恰好相对乙静止，设乙传送带外表粗糙程度处处相同．以下说法中正确的选项是(AC)
A．工件在乙传送带上的痕迹为直线，痕迹长为
2 2 d
B．工件从滑上乙到恰好与乙相对静止所用的时间为d 2v
C．工件与乙传送带间的动摩擦因数μ＝
2v2 gd
D．工件相对传送带滑动过程中的轨迹为1
4
圆弧
【解析】工件相对乙的速度方向如下图，那么滑动摩擦力F f大小、方向均不变，工件为匀变速运动，
相对乙轨迹为直线，而对地轨迹为一段抛物线．由对称分析可知，痕迹长为2d
2
；由性原理可知：v2＝2a0
×d
2，a0＝
2
2
a，而a＝μg，
那么μ＝
2v2
gd
，由
d
2
＝
v
2
t得时间：t＝
d
v
.答题卡
第二卷
二、题(此题共2小题，共15分，将答案填写在答题卡中)
13．(6分)“验证力的平行四边形那么〞的情况如图甲所示，其中A为固橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据结果画出的图．
(1)图乙中的F与F′两力中，方向一沿AO方向的是__F′(2分)__．
(2)在中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么结果是否会发生变化？答：__不变(2分)__(选填“变〞或“不变〞)．
(3)本采用的方法是__B(2分)__．
A．理想法 B．效替代
C ．控制变量法
D ．建立物理模型法
14．(9分)“用DIS 研究加速度与力的关系〞的装置如图(a)所示，中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F .通过增加钩码的数量，屡次测量，可得小车运动的加速度a 和所受拉力F 的关系图象．他们在轨道水倾斜的两种情况下分别做了，得到了两条a －F 图线，如图(b)所示．
(1)图线__①(3分)__(选填“①〞或“②〞)是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的； (2)在轨道水平时，小车运动的阻力F f ＝__0.5(3分)__N ；
(3)图(b)中，拉力F 较大时，a －F 图线明显弯曲，产生误差．为防止此误差可采取的措施是__C(3分)__． A ．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动
B ．在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车的总质量
C ．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替钩码的重力
D ．更换中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述
三、计算题(此题共3小题，共32分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．，答案中必须明确写出数值和单位)
15．(10分)如下图，一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m 的物体A ，A 与地面的摩擦不计． (1)当卡车以a 1＝12g 的加速度运动时，绳的拉力为5
6mg ，那么A 对地面的压力为多大？ (2)当卡车的加速度a 2＝g 时，绳的拉力为多大？
【解析】(1) (5分)卡车和A 的加速度一致．由图知绳的拉力的分力使A 产生了加速度，故有： 56mg cos α＝m ·12g ，解得cos α＝35，得：sin α＝45. 设地面对A 的支持力为F N ， 那么有：F N ＝mg －56mg ·sin α＝13mg 由牛顿第三律得：A 对地面的压力为1
3
mg . (2)(5分)设地面对A 支持力为零时，物体的临界加速度为a 0，
那么a 0＝g ·cot θ＝3
4g ， 故当a 2＝g ＞a 0时，物体已飘起． 此时物体所受合力为mg ，
那么由三角形知识可知，拉力F 2＝mg 2
＋mg 2
＝2mg .
16．(10分)某物块以一的初速度v 0沿可变倾角的斜面向上运动，物块所能到达的最大位移x 与斜面倾角θ的关系如图．(g ＝10 m/s 2
)
(1)求v 0的大小；
(2)物块与斜面之间的动摩擦因数μ； (3)求θ为多少时，x 的最小值？
【解析】(1)(2分)当θ＝90°时x 1＝5 m ，物体做竖直上抛运动， 那么0－v 2
0＝－2gx 1，得v 0＝5 m/s
(2)(3分)当θ＝0°时x 2＝534 m ，说明斜面粗糙，设物块与斜面间摩擦因数为μ，
那么物体的加速度大小为a 0，那么
μmg ＝ma 0
0－v 2
0＝－2a 0x 2
解得μ＝
33
(3)(5分)当θ为其他值时，对物块受力分析，物体的加速度大小为a
mg sin θ＋μmg cos θ＝ma ，0－v 20＝－2ax
由以上各式得x ＝v 2
2g 〔sin θ＋μcos θ〕
由数学知识sin θ＋μcos θ＝1＋μ2
sin(θ＋φ)，其中tan φ＝μ，进一步得φ＝30°，
那么当θ＝60°时x 取得最小值：
x min ＝
53
8
m ≈1.08 m.
17．(12分)如下图，水平放置的圆盘半径为R ＝1 m ，在其边缘C 点固一个高度不计的小桶，在圆盘直径CD 的正上方放置一条水平滑道AB ，滑道AB 与CD 平行，滑道右端B 与圆盘圆心O 在同一竖直线上，其高度差为h ＝5 m ．在滑道左端静止放置一质量为m ＝0.4 kg 的滑块(可视为质点)，滑块与滑道间的动摩擦因数μ＝0.2.当用一大小为F ＝4 N 的水平向右的拉力拉动滑块的同时，圆盘从图示位置以ω＝2π rad/s 绕盘心O 在水平面内匀速转动，拉力作用一段时间后撤掉，滑块在滑道上继续滑行，从B 点水平抛出，恰好落入小桶内，重力加速度g ＝10 m/s 2
.
(1)求拉力作用的最短时间；
(2)假设拉力作用时间为t ＝0.5 s ，滑块会落入小桶吗？假设能，求所需滑道的长度；
(3)物块落入桶中后如果随圆盘一起以ω＝
15
2
rad/s 匀速转动，求小桶给物块的作用力大小． 【解析】(1)(6分)由B 点抛出恰好落入C ，那么由平抛运动规律可知：
h ＝12
gt 20 ① R ＝v B t 0 ②
由①②式并代入数据得：v B ＝2 m/s ，t 0＝0.5 s 圆盘转动一周落入，拉力作用时间最短， 设为t 1.圆盘周期：T ＝2π
ω
＝1 s ③
拉力作用时，由牛顿第二律：F －μmg ＝ma 1 ④ 得：a 1＝8 m/s 2
末速度v 1＝a 1t 1 ⑤
撤去拉力后，
由牛顿第二律：μmg ＝ma 2 ⑥ 得：a 2＝2 m/s 2
，
那么有：v B ＝v 1－a 2t 2 ⑦ 且有t 1＋t 2＋t 0＝T ⑧
联立以上各式，并代入数据得：t 1＝0.3 s (2)(4分)滑块获得速度：v ＝a 1t ＝4 m/s ⑨ 由⑦可知滑块撤去F 滑行时间为：t ′＝
v －v B
a 2
＝1 s ⑩ t ＋t ′＋t 0＝2 s ＝2T ，
恰好落入C .
那么所需滑道长度为：L ＝12a 1t 2＋v 2
－v 2
B
2a 2
＝4 m ⑪ (3)(2分)由向心力公式：F x ＝mω2R ＝3 N ，F y ＝mg ＝4 N
桶对滑块的作用力大小：F ＝F x ＋F y ＝5 N
四、选考题(请考生从给出的2道题中任选一题做答，并填涂所选题目的题号．注意所做题目的题号必须与所选题一致，在答题卡选答区域指位置答题．如果多做，那么按所做的第一题计分)
18．【物理3－3模块】(15分)
(1)(6分)如图，一个导热气缸竖直放置，气缸内封闭有一质量的气体，活塞与气缸壁紧密接触，可沿汽缸壁无摩擦地上下移动．假设大气压保持不变，而环境温度缓慢升高，在这个过程中__BDE__(填选项字母)．
A ．汽缸内每个分子的动能都增大
B ．封闭气体对外做功
C ．汽缸内单位体积内的分子数增多
D ．封闭气体吸收热量
E ．汽缸内单位时间内撞击活塞的分子数减少
(2)(9分)某同学用一端封闭的U 形管，研究一质量封闭气体的压强，如下图，U 形管竖直放置，当封闭气柱长为L 0时，两侧水银面的高度差为h (cm)，大气压强为p 0(cmHg)．求：
①封闭气体的压强(用cmHg 作单位)；
②假设L 0＝20 cm ，h ＝ cm ，该同学用与U 形管口径相同的量筒往U 形管内继续缓慢注入水银，当再注入1 cm 长水银柱时，右侧水银面恰好与管口相平齐．设环境温度不变，求大气压强是多少cmHg?
【解析】①封闭气体的压强为p ＝p 0＋ρgh ， 解得p ＝(p 0＋h )cmHg(2分)
②此时封闭气柱长L 1＝ L 0—(h ＋ΔL —L 0)＝18 cm(2分) 由波意尔律(p 0＋h )L 0＝(p 0＋L 1)L 1(3分) 解得 p 0＝75 cmHg(2分) 19．【物理3－4模块】(15分)
(1)(6分)在“用单摆测重力加速度〞的中，某同学的操作步骤为： A ．将一根细线系在直径为d 的金属小球上，上端固在铁架台支架上 B ．用米尺测得细线长度为l
C ．在摆线偏离竖直方向4°位置释放小球
D ．用秒表记录小球完成n 次全振动的总时间t ，得到周期T ＝t n
E ．用公式g ＝4π2
l
T
2计算重力加速度
①按上述方法得出的重力加速度值与实际值相比__偏小__(选填“偏大〞“相〞或“偏小〞)． ②单摆在任意摆角θ时的周期公式可近似为T ′＝T 0⎣
⎡⎦⎤
1＋a sin 2
⎝⎛
⎭⎫θ2，式中T 0
为摆角趋近于0°时的
周期，a 为常数．为了用图象法验证该关系式，假设某同学在中得到了如下图的图线，那么图象中的横轴表示__T ′__．
(2)(9分)一玻璃砖截面图如下图，MN 垂直NP ，一束单色光从MN 上的一点A 进入玻璃砖后，又从NP 上一点B 进入空气中，入射角α和出射角β，求：
①玻璃的折射率；
②假设n ＝
6
2
，那么β的最小值为多大？
【解析】①光路如图，由折射律有：n ＝
sin αsin i ＝sin βsin i ′
(2分) 又sin i ′＝cos i (1分)
解得：n ＝sin 2α＋sin 2β (2分) ②当α＝90°时β最小，由折射律和几何关系有： sin αsin i ＝62
(1分) sin βmin sin i ′＝sin βmin cos i ＝62
(1分) 解得：βmin ＝45°(2分)。