江西省靖安中学2021届高三上学期第四次月考物理试题+Word版含答案

2020~2021学年度上学期高三年级第四次月考物理试题

命题人:余光岳       审题人:严  军

一、选择题（共10小题，每小题4分，共40分，1~6单选题，每小题只有一个正确选项；7~10题为多选题，每小题有多个选项）

1．一个质点在三个共点力F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，如图所示。则它们的大小关系是（　　）

A．F1>F2>F3       B．F1>F3>F2

C．F3>F1>F2     D．F2>F1>F3

2．一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用，沿竖直方向向上做减速运动．此过程中物体速度的平方和上升高度的关系如图所示．若取h=0处为重力势能等于零的参考平面，则此过程中物体的机械能随高度变化的图象可能正确的是（ ）

       A．             B．             C．               D．

3．如图a所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，t=0时，甲静止，乙以6m/s的初速度向甲运动。它们仅在静电力的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它们运动的v-t图像分别如图b中甲、乙两曲线所示。则由图线可知（    ）

A．两小球带电的电性一定相反

B．甲、乙两球的质量之比为2:1

C．时刻，甲乙两球的距离最大

D．在时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小

4．如图所示的是示波管工作原理图：电子经电场加速后垂直射入偏转电场，若加速电压为U1，偏转电压为U2，偏转电场的极板长度与极板间的距离分别为L和d，取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵敏度（该距离越大则灵敏度越高），则下列哪种方法可使示波管的灵敏度提高（　　）

A．增大U1 B．增大U2 

C．减小L D．减小d

5．如图所示，轻绳的一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球（可视为质点）．当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力T、轻绳与竖直线OP的夹角θ满足关系式T=a+bcosθ，式中a、b为常数．若不计空气阻力，则当地的重力加速度为（   ）

A．       B．    C．    D．

6．2017年8月，我国调制望远镜——“慧眼”成功监测到了引力波源所在的天区。已知A、B两个恒星靠着相互间的引力绕二者连线上的某点做匀速圆周运动。在环绕过程中会辐射出引力波，该引力波的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级。通过观察测得A的质量为太阳质量的29倍，B的质量为太阳质量的36倍，两星间的距离为。取太阳的质量为，，则可估算出该引力波频率的数量级为（    ）

A．1Hz B．10Hz C．102Hz D．104Hz

7．如图所示，在光滑的斜面上放置 3个相同的小球（可视为质点），小球1、2、3距斜面底端A点的距离分别为x1，x2，x3，现将它们分别从静止释放，以相同的加速度向下运动，到达A点的时间分别为t1，t2，t3 。则下列说法正确得是(     )

A．   B．   C．   D．

8．如图所示，水平传送带以速度v0顺时针匀速转动，质量相同的两煤块A、B分别无初速度地轻轻放在传送带的左端，物块A与传送带之间的动摩擦因数为μ1，恰好运动到传送带的右端速度达到v0，煤块B与传送带之间的动摩擦因数为μ2，运动到传送带的中间时速度达到v0，下列说法正确的是（　　）

A．μ1=2μ2

B．μ2=2μ1

C．煤块A在传送带上运动时间为B在传送带上时间的两倍

D．输送煤块A在传送带上划出的痕迹为煤块B痕迹的两倍

9．将一个小球在同一竖直线上不同高度h处水平抛出，小球每次均落在地面上的P点，不计空气阻力，则h越大（    ）

A．小球抛出的初速度越大

B．小球抛出的初速度越小

C．小球落到P点时的速度一定越大

D．小球落到P点的速度可能先变小后变大

10．如图所示，两块较大的金属板A、B平行放置并与一个电源相连，其中A板接地（取大地电势φ=0）。S闭合后，两板间有一质量为m、电荷量为q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（　　）

A．保持S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速运动，G中有b→a的电流

B．保持S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G中有b→a的电流

C．若将S断开，则油滴立即向下做匀加速直线运动

D．若将S断开，再将B板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小

二、实验题(每空3分，共18分)

11．如图所示为验证动量守恒的实验装置，气垫导轨置于水平桌面上，G1和G2为两个光电门，固定有相同遮光片的两弹性滑块A、B的质量分别为mA、mB实验过程如下：

a.调节导轨使之水平；

b.轻推滑块A，测得A通过光电门G1的遮光时间为∆t0；

c.A与B相碰后，B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为∆tB和∆tA。

(1)实验中，滑块A、B的质量应满足mA _________mB（填“>”或“<”）；

(2)验证两滑块碰撞过程中动量守恒的表达式为：________________

(3)滑块与导轨间的摩擦会导致测得的系统碰撞前的总动量________（填“>”或“<”）碰撞后的总动量。

12．如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验装置。圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆柱体的线速度v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度v的关系：

(1)该同学采用的实验方法为______。

A．等效替代法    B．控制变量法    C．理想化模型法    D．微小量放大法

(2)改变线速度v，多次测量，该同学测出了五组F、v数据，如下表所示：请在图乙中作出F—v2图线；若圆柱体运动半径r=0.3m，由作出的F—v2的图线可得圆柱体的质量m=______kg（结果保留两位有效数字）

三、计算题(共42分)

13．(8分)如图所示，质量为m的小球系在长为L的轻绳下端，轻绳悬挂于O点。第一次让球在竖直平面内左右摆动，第二次让球在的水平面内做圆周运动，第一次轻绳与竖直方向的最大夹角和第二次轻绳与竖直方向夹角θ均为60°。设重力加速度为g，求：

(1)第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力F1；

(2)第二次球在水平面内做圆周运动的速度v2。

14．(10分)如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用．一架质量为m＝2kg的无人机，其动力系统所能提供的最大升力F＝36N，运动过程中所受空气阻力大小恒定，无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，在t＝5s时离地面的高度为h=75m（g取10m/s2）。

（1）求运动过程中所受空气阻力大小；

（2）假设由于动力系统故障，悬停在离地面高度H＝100m的无人机突然失去升力而坠落，在遥控设备的干预下，动力系统重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地，求无人机从开始下落到恢复升力的最长时间。

15．(11分)静止在水平地面上的两小物块A、B（均可视为质点），质量分别为mA=1.0kg、mB=4.0kg，两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离L，如图所示。某时刻，将压缩的微型弹簧释放，使A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取g=10m/s2。A、B运动过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。

(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；

(2)若要让B停止运动后A、B才第一次相碰，求L的取值范围。

16．(13分)如图，两水平面（虚线）之间的距离为H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场．自该区域上方的A点将质量为m、电荷量分别为q和–q（q>0）的带电小球M、N先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出．小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开．已知N离开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍．不计空气阻力，重力加速度大小为g．求

（1）M与N在电场中沿水平方向的位移之比；

（2）A点距电场上边界的高度；

（3）该电场的电场强度大小．

2020~2021学年度上学期高三年级第四次月考物理答案

1．C 2．B 3．B 4．D 5．D 6．C 7．BC 8．BD 9．BD 10．AB

11．﹥        ﹥   

12．B        0.26kg   

13．(1)，方向竖直向上；(2)

 (1)第一种情况，对小球，从最高点摆到最低点过程中

由动能定理得   ---------------------------1分

小球在最低点时，由牛顿第二定律得   ---------------------------1分

已知

由上式解得  方向竖直向上   ---------------------------2分

(2)第二种情况，对小球，由牛顿第二定律得   ---------------------------1分

由几何关系得   ---------------------------1分

由上式解得   -------------------------2分

14．（1）4N；（2）

（1）上升过程，根据位移时间公式有：   ---------------------------1分

解得a=6m/s2  

由牛顿第二定律得   ---------------------------1分

代入数据解得N   ---------------------------1分

（2）无人机失去升力而下落过程，由牛顿第二定律得：   ---------------------------1分

代入数据解得m/s2

设无人机从开始下落到恢复升力的最长时间为t，则此时无人机的下落速度v=a1t   -----------------1分

下落的高度    ---------------------------1分

恢复升力后    ---------------------------1分

解得a2=10m/s2

到达地面时速度恰为零，则    ---------------------------1分

其中h1+h2=H=100m   ---------------------------1分

代入数据解得   ---------------------------1分

15．(1)，；(2)

（1）设弹簧释放瞬间A和B获得的速度大小分别为，以向右为正方向，

由动量守恒定律  ---------------------------1分

两物块获得的动量之和为   ---------------------------1分

联立并代入数据得     ---------------------------2分

（2）A、B两物块与地面间的动摩擦因数相等，因而两者滑动时加速度大小相等，

设为加速度为a ，则有   ---------------------------1分

设从弹簧释放到B停止所需时间为t，B向左运动的路程为，则有       --------2分

弹簧释放后A先向右匀减速运动，与墙碰撞后再反向匀减速。因，B先停止运动，设当A与墙距离为时，A速度恰好减为0时与B相碰，   ---------------------------1分

设当A与墙距离为时，B刚停止运动A与B相碰   ---------------------------1分

联立解得，   ---------------------------1分

的范围为   ---------------------------1分

16．（1）3；（2）H/3；（3）

（1）设带电小球M、N抛出的初速度均为v0，则它们进入电场时的水平速度仍为v0；M、N在电场中的运动时间t相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a，在电场中沿水平方向的位移分别为s1和s2；由运动公式可得：

v0–at=0   ---------------------------1分

   ---------------------------1分

   ---------------------------1分

联立解得：   ---------------------------1分

（2）设A点距离电场上边界的高度为h，小球下落h时在竖直方向的分速度为vy，则；

       ---------------------------2分

因为M在电场中做匀加速直线运动，则   ---------------------------1分

解得h=   ---------------------------1分

（3）设电场强度为E，小球M进入电场后做直线运动，则，   ---------------------------2分

设M、N离开电场时的动能分别为Ek1、Ek2，由动能定理：

   ---------------------------1分

   ---------------------------1分

由已知条件：Ek1=1.5Ek2  

联立解得：   ---------------------------1分