精品解析：2021届海南省海口市华中师范大学海南附属中学高三(上)第三次月考物理试题(解析版)

华中师范大学海南附属中学 2020-2021学年度第一学期第三次月考
高三年级物理试卷
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 一攀岩者以1m/s 的速度匀速向上攀登，途中碰落了岩壁上的石块，石块自由下落。

3s 后攀岩者听到石块落地的声音，此时他离地面的高度约为（ ） A. 10m B. 30m
C. 50m
D. 70m
【答案】C 【解析】 【分析】
本题考查自由落体运动遵循的规律及其相关的知识点，同时考查了估算能力。

【详解】根据自由落体运动遵循的规律可知，3s 内石块自由下落的高度约为
2
145m 2
h gt =
= 用时3秒，攀岩者向上爬了3米，所以距离地面高度约为
45m 3m 48m h =+=
他离地面的高度约为50m 。

故选C 。

2. 汽车在崎岖不平的道路上以相同的速率行驶，道路如图所示汽车最容易爆胎的位置是（ ）
A. A 处
B. B 处
C. C 处
D. D 处
【答案】C 【解析】 【分析】
【详解】在四点时的轮胎所受的弹力分别为
2
A v F m R
=
2
B v mg F m R -=
2
C v F mg m R -=
D F mg =
解得
2
A v F m R =
2
B v F mg m R =-
2
C v F mg m R =+
D F mg =
在C 点轮胎受力最大，最容易爆胎。

故选C 。

3. 下列说法正确的是( )
A. 曲线运动其加速度方向一定改变
B. 两个互成角度的匀变速直线运动的合运动可能是直线运动
C. 合外力对物体做功
零，机械能一定守恒
D. 由P =W /t 知，只要知道W 和t ，就可求出任意时刻的功率 【答案】B 【解析】 【分析】
【详解】A ．曲线运动其加速度方向不一定改变，例如平抛运动，选项A 错误；
B ．当两个匀变速直线运动的合运动的加速度方向与合速度方向在同一条直线上，合运动为直线运动，若不在同一条直线上，则合运动为曲线运动，故B 正确；
C ．合外力对物体做功为零，机械能不一定守恒，例如匀速上升的物体，选项C 错误；
D ． 由P =W /t 知，只要知道W 和t ，就可求出这段时间的平均功率，选项D 错误； 故选B 。

4. 一质量为0.5kg 的小球A 以2.0m/s 的速度和静止于光滑水平面上质量为1kg 的另一大小相等的小球B 发生正碰，碰撞后它以0.2m/s 的速度反弹。

则B 球获得的速度大小为（ ）
A. 0.5m/s
B. 1.1m/s
C. 2m/s
D. 2.2m/s 【答案】B 【解析】 【分析】
【详解】以A 球的速度方向为正方向，则在碰撞过程，由动量守恒定律得
111122m v m v m v ='+
代入数据解得
2 1.1m/s v =
故B 正确，ACD 错误。

故选B 。

5. 如图所示，某人静躺在椅子上，椅子的靠背与水平面之间有固定倾斜角θ。

若此人所受重力为G ，则椅子给人的作用力大小为（ ）
A. G
B. sin G θ
C. cos G θ
D. 0
【答案】A 【解析】 【分析】
【详解】人受到重力与椅子施加的作用力，二力平衡。

所以椅子给人的作用力大小为G 。

故选A 。

6. 如图所示是一定质量的理想气体的压强和摄氏温度的关系图象，气体由状态a 变化到状态b 的过程中，
气体的体积（）
A. 一直增大
B. 一直减小
C. 保持不变
D. 先变大后变小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】在p-t图象中作出过a、b两点的等容线，延长交于同一点-273.15℃
根据
1
p
C
T V
由此可知等容线斜率越大，体积越小，所以气体在状态b的体积小于在状态a的体积，所以气体由状态a
变化到状态b的过程中，气体的体积一直在减小，故B正确ACD错误。

故选B。

7. 如图所示，用长为L的轻质细绳系着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，小球恰好能通过最高点。

小球可视为质点，重力加速度为g，小球在最高点的动能为（）
A. m gL
B. 1
2
m gL C. mgL D.
1
2
mgL
【答案】D 【解析】【分析】
【详解】小球恰好能通过最高点，则在最高点有
2
v mg m L
=
所以小球在最高点的动能为
2k 11
22
E mv mgL =
= 故选D 。

8. 如图所示，把球夹在竖直墙壁 AC 和木板 BC 之间，不计摩擦.设球对墙壁的压力大小为 F 1，对木板的压力大小为 F 2，现将木板 BC 绕着 C 点缓慢转动，使木板与竖直墙壁的夹角由30°增大到60°过程中:
A. F 1 减小、F 2 增加
B. F 1增加、F 2 减小
C. F 1、F 2都增大
D. F 1、F 2都减小 【答案】D 【解析】 【分析】
【详解】以小球研究对象，受力如图，设木板与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件得1F Gtan θ'=，
2G
F cos θ
'=
，将木板BC 缓慢绕C 点转动，使木板与竖直墙壁的夹角由30增大到60︒过程中，则θ由60︒减小到30，所以tan θ减小，cos θ增大，可知1F '、2F '均减小，根据牛顿第三定律可得球对墙壁的压力大
小1F 减小，球对木板的压力大小2
F 减小，故选项D 正确，A 、B 、C 错误．
二、多项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。

在每小题给出的四个选项中，有多个选项是符合题目要求的。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。

9. 小朋友玩水枪游戏时，若水从枪口沿水平方向射出的速度大小为10m/s ，水射出后落到水平地面上。

已
知枪口离地高度为1.25m ，2
10m/s g =，忽略空气阻力，则射出的水（ ）
A. 在空中的运动时间为0.25s
B. 水平射程为5m
C. 落地时的速度大小为15m/s
D. 落地时竖直方向的速度大小为5m/s 【答案】BD 【解析】 【分析】
【详解】A ．根据2
12
h gt =
得，运动时间 22 1.25s 0.5s 10
h t g ⨯=
== 故A 错误； B ．水平射程为
0100.5m 5m x v t ==⨯=
故B 正确；
CD ．竖直方向分速度为
100.5m/s 5m/s y v gt ==⨯=
水平分速度为
010m/s x v v ==
落地速度为
22
55m/s y x v v v =+=
故C 错误，D 正确。

故选BD 。

10. 如图所示，倾角为θ、质量为M 的斜面体静止在水平桌面上，质量为m 的木块静止在斜面体上，如图。

下列结论正确的是（ ）
A. 木块受到的摩擦力大小是sin mg θ
B. 木块对斜面体的压力大小是cos mg θ
C. 桌面对斜面体的摩擦力大小是sin mg θ
D. 桌面对斜面体的支持力大小是Mg 【答案】AB 【解析】 【分析】
【详解】AB ．对木块受力分析，有
sin f mg θ=，cos N mg θ=
根据牛顿第三定律，木块对斜面体压力大小是cos mg θ。

AB 正确；
CD ．将木块及斜面体看作一个整体，则桌面对斜面体的摩擦力大小是0，桌面对斜面体的支持力大小是
mg Mg +，CD 错误。

故选AB 。

11. 人造卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r ，运动周期为T 。

已知地球半径为R ，地表重力加速度为g ，引力常量为G ，则（ ）
A.
B. 卫星的加速度为2
24r T
π
C. 地球的质量为2
gR G
D. 地球的密度为
2
3GT
π
【答案】BC 【解析】 【分析】
【详解】A ．设卫星的质量为m ，地球的质量为M ，根据
22Mm v G m r r
= 解得
v =
A 错误；
B ．人造卫星的
线速度，根据
2r
v T
π=
人造卫星的加速度
2224v a r r T
π==
B 正确；
C ．在地球表面上的物体B v =
'
'2Mm G m g R
=
解得
G
gR M 2
= C 正确； D ．根据
2224Mm G mr r T
π=
地球的质量
23
2
4r M GT π
=
地球的体积
3
43
R V π= 地球的密度为
23
323234343
r M r GT R V
GT R ππρπ=== 因为不是在地球表面运行，即r 不等于R ，D 错误。

故选BC 。

12. 如图，在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。

质量为m 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F ，那么在他减速下降高度为h 的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 他的动能减少了Fh
B. 他的重力势能减小了mgh
C. 他的机械能减少了Fh
D. 他的机械能减少了()F mg h - 【答案】BC 【解析】 【分析】
【详解】A ．根据功能关系，动能的变化等于合外力做的功，所以他的动能减少了()F mg h -。

A 错误； B ．根据功能关系，重力势能的减少量等于重力做的功，所以他的重力势能减小了mgh 。

B 正确； CD ．根据功能关系，非重力做的功等于机械能的变化，所以他的机械能减少了Fh 。

C 正确，D 错误。

故选BC 。

13. 如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m 、装有光滑弧形槽的小车，一质量也为m 的小球以水平初
速度v 0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，离开小车则（ ）
A. 小球将做自由落体运动
B. 小球将向右做平抛运动
C. 小球在弧形槽内上升的最大高度为20
2v g
D. 此过程小球对小车做的功为2012
mv 【答案】AD 【解析】 【分析】
【详解】AB ．设小球离开小车时，小球的速度为1v ，小车的速度为2v ，整个过程由动量守恒定律可得
012mv mv mv =+
由能量守恒定律可得
222012111222
mv mv mv =+ 联立解得10v =，20v v =，即小球和小车分离后二者交换速度，所以小球与小车分离后做自由落体运动，A 正确，B 错误；
C ．从开始到小球上升到最高点过程，小球和小车组成的系统水平方向动量守恒，则由
02mv mv =
由能量守恒定律可得
22011
222
mv mv mgh =⋅+ 联立解得2
4v h g
=，C 错误；
D ．对小车由动能定理可得
2200110=22
W mv mv =
- 则此过程小球对小车做的功为
2
012
mv ，D 正确。

故选AD。

三、实验题：本题共2小题，共18分。

把答案写在答题卡中指定的答题处，不要求写出演算过程。

14. 用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验．实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度．
(1)实验时先不挂钩码，反复调整垫块的左右位置，直到小车做匀速直线运动，这样做的目的是_____．
(2)图乙为实验中打出的一条纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出了连续的5 个计数点
A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有4 个点迹没有标出，测出各计数点到A 点之间的距离，如图所示．已知打点计时器接在频率为50 Hz 的交流电源两端，则此次实验中小车运动的加速度的测量值
a＝_______m/s2．（结果保留两位有效数字）
(3)实验时改变所挂钩码的质量，分别测量小车在不同外力作用下的加速度．根据测得的多组数据画出a•F 关系图像，如图丙所示．此图像的AB 段明显偏离直线，造成此现象的主要原因可能是______．（选填下列选项的序号）
A．小车与平面轨道之间存摩擦
B．平面轨道倾斜角度过大
C．所挂钩码的总质量过大
D．所用小车的质量过大
【答案】(1). 平衡小车运动中所受的摩擦阻力(2). 1.0 (3). C
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]反复调整垫木的左右位置，可改变木板的倾角，利用小车沿斜面向下的分力来平衡小车运动中所受的摩擦阻力．
(2)[2]如图：x1=3.8cm=0.038m,
x2=8.79-3.8=4.99cm=0.0499m
x3=14.7-8.79=5.91cm=0.0591m,
x4=21.6-14.7=6.9cm=0.069m
由
()()
4312
2
4
x x x x
a
T
+-+
=，T=0.1s，代入数据得a=1.0m/s2.
(3)[3]实验时保持小车的质量不变，用钩码所受的重力作为小车受到的合力，满足条件是小车的质量远大于钩码的质量，若所挂钩码总质量过大时，引起的实验误差较大，造成图线的AB段明显偏离直线．
15. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所用电源频率为50Hz，当地重力加速度的值为9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg。

按实验要求正确地选出纸带进行测量，量得连续三点A、B、C到第一个点O的距离如图所示（相邻计数点时间间隔为0.02s），那么（结果均保留两位有效数字）：
(1)打点计时器打下计数点B时，重物的速度v B=____________；
(2)在从起点O到打下计数点B的过程中重物重力势能的减少量是△E p=___________，此过程中重物动能的增加量是△E k=____________；
(3)实验的结论是________________。

【答案】(1). 0.98m/s(2). 0.49J(3). 0.48J(4). 在实验误差允许范围内，重物的机械能守恒【解析】
【分析】
【详解】(1)[1] 利用匀变速直线运动的推论
27.06 3.14100.98m /s 20.04
AC B x v t --==⨯= (2)[2][3] 重物由B 点运动到C 点时，重物的重力势能的减少量
△E p =mgh =1.00×9.8×0.0501 J≈0.49J
动能的增加量是
22k 11 1.000.98J 0.48J 22
B B E mv ==⨯⨯= (3)[4] 由上数据可知，在实验误差范围内，△E P =△E k ，机械能守恒。

四、计算题：本题共3小题，共38分。

要求写出必要的文字说明、方程式和演算步骤。

16. 如图所示，水平桌面距地面高h =0.80m ，桌面上放置两个小物块A 、B ，物块B 置于桌面右边缘，物块A 与物块B 相距s =2.0m ，两物块质量m A 、m B 均为0.10kg 。

现使物块A 以速度v 0=5.0m/s 向物块B 运动，并与物块B 发生正碰并粘在一起水平飞出，落到水平地面的位置与桌面右边缘的水平距离x 。

已知物块A 与桌面间的动摩擦因数μ=0.40，重力加速度g 取10m/s 2，物块A 和B 均可视为质点，不计空气阻力。

求：
(1)两物块碰撞前瞬间物块A 速度的大小；
(2)两物块碰撞后水平飞出的距离x ；
【答案】(1)3m/s ；(2)0.6m
【解析】
【分析】
【详解】(1)A 在水平面上运动，根据动能定理得
22A A A 01122
m gs m v m v μ-=- 解得
3m/s v =
(2)A 与B 相撞，动量守恒，有
A A
B ()m v m m v '=+
解得
1.5m/s v '=
之后，二者一起平抛，有
21=2
h gt 解得
0.4s t =
水平位移为
0.6m x v t '==
17. 如图所示，ABC 是一雪道，AB 段为长L =65m 、倾角37θ=︒的斜坡，BC 段水平，AB 与BC 平滑连接。

一个质量m =60kg 的滑雪运动员，从斜坡顶端A 处从静止开始匀加速滑下，经过t =5s 到达斜坡底端B 点。

已知滑雪板与雪道之间的动摩擦因数在AB 段和BC 段均相同，取g =10m/s 2，sin37°
=0.6，cos37°=0.8。

求： (1)运动员在AB 段滑行的加速度大小；
(2)滑雪板与雪道之间的动摩擦因数μ；
(3)滑到水平段BC 后，还能滑多远。

【答案】(1) 21 5.2m/s a =；(2) 0.1μ=；(3) 2338m x =
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据位移公式
2112
L a t =
解得 21 5.2m/s a =
(2)根据牛顿第二定律
1sin 37cos37mg mg ma μ-=
解得
0.1μ=
(3)在B 点的速度为
126m/s B v a t ==
BC 段的加速度为
2mg ma μ=
解得
221m/s a =
在BC 段滑行的距离为
20222v a x =
解得
2338m x =
18. 质量m =1kg 的小物块在高10.3m h =的光滑水平平台上压缩弹簧后被锁扣K 锁住，弹簧储存了一定的弹性势能，打开锁扣K ，物块将以水平速度0v 向右滑出平台后做平抛运动，并恰好能从光滑圆弧形轨道BC 的B 点的切线方向无碰撞地进入圆弧形轨道，B 点的高度20.15m h =，圆弧轨道的圆心O 与平台等高，轨道最低点与光滑水平面相切，在水平面上有一物块M ，m 滑下与M 发生碰撞后反弹，反弹的速度大小刚好
是碰前速度的13
，碰撞过程中无能量损失，g =10m/s 2，求： (1)物块m 压缩弹簧时储存的弹性势能p E ；
(2)物块m 在轨道最低点C 对轨道的压力;
(3)物块M 的质量。

【答案】(1)0.5J ；(2) 40N ，方向竖直向下；(3)2kg
【解析】
【分析】
【详解】(1)圆弧对应的圆心角为α，则有
1211cos =
2
h h h α-= 从A 到B ，物体做平抛运动，有
00tan y v gt v v α=
=，21212
h h gt -= 解得
10
t =
，01m/s v = 弹簧弹开物体，由能量守恒得 201p 0.5J 2
E mv == (2)从弹开到C 点，有
211p+2
E mgh mv = 解得
3m/s v =
在C 点，由牛顿第二定律得
2
1
mv N mg h -= 解得
40N N =
根据牛顿第三定律，物块m 在轨道最低点C 对轨道的压力为40N ，方向竖直向下。

(3)两物体弹性相撞，动量守恒、机械能守恒，有
1+3
mv mv Mv '=- 2221111()+2232
mv m v Mv '= 解得
=2kg M。