陕西省渭南市韩城市司马迁中学2020届高三第三次周考物理试卷

陕西省渭南市韩城市司马迁中学2020届高三第三次周考物理试卷

试题说明:1.本试题满分:110分    答题时间:90分钟

                2.请将答案填写在答题卡上,考试结束后只交答题卡

一.选择题(本题共11小题。每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7~11题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)  

1. 一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m＝15kg的重物，重物静止于地面上。有一质量m′＝10kg的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示。在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度为(g＝10m/s2)(　　)

A．25m/s2　　　　B．15m/s2       C．10m/s2       D．5m/s2

2．如图所示，光滑水平面上有大小相同的A、B两球在同一直线上运动．两球的质量关系为mB＝2mA，规定向右为正方向，A、B两球的动量均为6 kg·m/s，运动过程中两球发生碰撞，碰撞后A球的动量增量为－4 kg·m/s，则(　　)

A．左方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶5

B．左方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶10

C．右方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为2∶5

D．右方是A球，碰撞后A、B两球的速度大小之比为1∶10

3．如图所示，斜面光滑的斜劈静止在水平地面上，放在斜劈上的物体受到平行于斜面向下的力F作用，沿斜面向下运动，斜劈保持静止。下列说法正确的是

A．地面对斜劈没有摩擦力作用

B．地面对斜劈的摩擦力方向水平向右

C．若F增大，地面对斜劈的摩擦力也增大

D．若F反向，地面对斜劈的摩擦力也反向

4．如图所示，倾角为θ的斜面体C放于粗糙水平面上，物块A通过斜面顶端的定滑轮用细线与B连接，细线与斜面平行。斜面与A之间的动摩擦因数为μ，且μ<tanθ，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是

    A．mB最小可以为0

    B．地面对斜面体C的摩擦力方向水平向左

C．增大mB，物块A所受摩擦力大小可能不变

D．剪断A、B间的连线后，地面对斜面体C的支持力等于A、C的重力之和

5．如图所示，从倾角为θ的斜面上的A点，以水平速度v0抛出一个小球，不计空气阻力，它落到斜面上B点所用的时间为(　　)

A．　　B． C．  D．

6．某人用手表估测火车的加速度，先观测3分钟，发现火车前进540m；隔3分钟后又观察1分钟，发现火车前进360m，若火车在这7分钟内做匀加速直线运动，则火车的加速度为(　　)

A.0.03m/s2     B.0.01m/s2    C.0.5m/s2     D.0.6m/s2

7．如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上A点，光滑定滑轮与直杆的距离为d。A点与定滑轮等高，B点在距A点正下方d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是

A．环到达B处时，重物上升的高度h=d

B．环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能

C．环从A点能下降的最大高度为

D．当环下降的速度最大时，轻绳的拉力T=2mg

8．2019年1月3日10时26分，我国的嫦娥四号探测器成功着陆月球背面，实现世界首次月球背面软着陆、首次月背与地球的中继通信。预计2019年年底前后将发射嫦娥五号，实现区域软着陆及采样返回，探月工程将实现“绕、落、回”三步走目标。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号绕月运行时离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出

A．“嫦娥四号”绕月运行的速度   B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为

C．月球的平均密度为         D．月球的平均密度为

9.如图所示，小物块在竖直平面内的恒力F作用下，沿倾角θ=300的固定斜面向上运动的过程中，恒力F做功与物块克服重力做的功相等，下列说法正确的是

A.若斜面光滑，则小物块一定匀速上滑

B.若斜面粗糙，则小物块一定减速上滑

C.若斜面光滑，当F最小时，F与斜面的夹角为零

D.若斜面粗糙，当摩擦力做功最小时，F与斜面的夹角为600

10.如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动，物体相对筒壁静止，则(　　)

A．物体受到3个力的作用

B．物体的向心力是由物体所受的重力提供的

C．物体的向心力是由物体所受的弹力提供的

D．物体的向心力是由物体所受的静摩擦力提供的

11.一辆轿车在平直公路上运行，启动阶段轿车牵引力保持不变，而后以额定功率继续行驶，经过时间t0，其速度由零增大到最大值vm.若轿车所受的阻力f为恒力，关于轿车的速度v、牵引力F、功率P随时间t变化的情况，图中正确的是(　　)

二.实验题(本题包括12  13两个小题，12题6分，13题9分，共15分)

12.某同学利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律．该同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7，测量各计数点到第一个点的距离h，并正确求出打相应点时纸带的速度v.各计数点对应的数据见下表：

请在图中坐标系内，描点作出v2－h图线；由图线可知，重锤下落的加速度g′＝________(保留三位有效数字)m/s2；若当地的重力加速度g＝9.80 m/s2，根据作出的图线，能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是___________________________________________________________．

13．(9分)如图所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系。

(1)实验必须要求满足的条件是________

A．斜槽轨道必须是光滑的

B．斜槽轨道末端的切线是水平的

C．入射球每次都要从同一高度由静止滚下

D．若入射小球质量为m1，被碰小球质量为m2，则m1>m2

(2)图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影。实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程，然后，把被碰小球m2静置于轨道的末端，再将入射球m1从斜轨S位置静止释放，与小球m2相撞，并多次重复。接下来要完成的必要步骤是________(填选项的符号)

A．用天平测量两个小球的质量m1、m2

B．测量小球m1开始释放高度h

C．测量抛出点距地面的高度H

D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N

E．测量平抛射程

(3)若两球相碰前后的动量守恒，则其表达式可表示为_________                 ______ (用(2)中测量的量表示)；

(4)若ml=45.0 g、m2=9.0 g，=46.20cm。则可能的最大值为_____cm。

三.计算题(本题包括14,15,16三个题,共40分)

14．(12分)如图所示，一小轿车从高为10m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶，当小轿车到达底端时进入一水平面，在距斜坡底端115m的地方有一池塘，发动机在斜坡上产生的牵引力为2×103N，在水平地面上调节油门后，发动机产生的牵引力变为1.4×104N。小轿车的质量为2t, 小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取10m/s2)，求：

(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度；

(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘，在水平地面上加速的时间不能超过多少？(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)

15.（13分）柴油打桩机的重锤由气缸、活塞等若干部件组成，气缸与活塞间有柴油与空气的混合物。在重锤与桩碰撞的过程中，通过压缩使混合物燃烧，产生高温高压气体，从而使桩向下运动，锤向上运动。现把柴油打桩机和打桩过程简化如下：

    柴油打桩机重锤的质量为m，锤在桩帽以上高度为h处（下图左）从静止开始沿竖直轨道自由落下，打在质量为M（包括桩帽）的钢筋混凝土桩子上。同时，柴油燃烧，产生猛烈的推力，锤和桩分离，这一过程的时间极短。随后，桩在泥土中向下移动一距离l。已知锤反跳后到达最高点时，锤与已停下的桩帽之间的距离也为h（下图右）。已知m=1.0×103kg，M=2.0×103kg，h=2.0m，l=0.20m，重力加速度g=10m/s2，混合物的质量不计。设桩向下移动的过程泥土对桩的作用力F是恒力，求此力的大小()。

16. （15分）如图所示，半径为R的光滑半圆轨道AB竖直固定在一水平光滑的桌面上，轨道最低点B与桌面相切并平滑连接，桌面距水平地面的高度也为R。在桌面上轻质弹簧被a、b两个小球挤压（小球与弹簧不拴接），处于静止状态。已知a球的质量为m0，a、b两球质量比为2∶3。固定小球b，释放小球a，a球与弹簧分离后经过B点滑上半圆环轨道并恰能通过轨道最高点A。现保持弹簧形变量不变同时释放a、b两球，重力加速度取g，求：

    （1）释放小球前弹簧具有的弹性势能Ep；

    （2）b球落地点距桌子右端C点的水平距离；

    （3）a球在半圆轨道上上升的最大高度H。

答案

  1.D    2.A    3.B     4.C     5.B      6.B 

7.BC   8. BD   9.ACD  10.AC  11.BCD

12.如图所示(2分)　9.75(9.69～9.79均可)　(2分)图线为过原点的直线，所求g′与g基本相等(2分)

  14.(12分)答案：(1)10m/s　(2)5s

解析：(1)小轿车在斜坡上行驶时，由牛顿第二定律得

F1＋mgsin37°－μmgcos37°＝ma1

代入数据得斜坡上小轿车的加速度a1＝3m/s2

由v＝2a1x1＝2a1h/sin37°

得行驶至斜坡底端时的速度v1＝10m/s。

(2)在水平地面上加速时F2－μmg＝ma2

代入数据得a2＝2m/s2

关闭油门后减速μmg＝ma3，代入数据得a3＝5m/s2

关闭油门时轿车的速度为v2，

＋＝x2

得v2＝20m/s，t＝＝5s

即在水平地面上加速的时间不能超过5s。

15.(13分)锤自由下落，碰桩前速度υ1向下，

υ1=                  ①  (2分)

碰后，已知锤上升高度为（h－l），故刚碰后向上的速度为

υ2=             ②(2分)

设碰后桩的速度为V，方向向下，由动量守恒，

mυ1=MV-mυ2              ③(3分)

桩下降的过程中，根据功能关系，

MV2+Mgl=Fl              ④(3分)

由①、②、③、④或得       F=Mg+

代入数值，得              F=2.1×105N     （2分） 

16．(15分解析：（1）设a、b两球的质量为ma、mb，由已知得ma=m0，mb=1.5m0。a球在B点时的速度为vB，恰能通过半圆环轨道最高点A时的速度为vA，

则有    ①............................................................................（2分）

轻弹簧具有的弹性势能释放时全部转化成小球a的机械能，a球从释放到运动至A点过程中机械能守恒，则有

Ep=②..........................................（2分）

（注：其他方法只要合理一样得分）

（2）以a、b、弹簧为研究对象，弹开时系统动量守恒、能量守恒，a、b的速度分别为va、vb， 则有 ③   .....................................................（2分）

  ④.....................................................（2分）

又    ⑤

由③④⑤解得 ，.....................................................（2分）

b球离开桌面后平抛，  ⑥  .....................................................（1分）

                ⑦   .....................................................（1分）

 带入vb解得       .....................................................（1分）

（3）设a球上升至最大高度时速度为0，则有，解得>R，可见a球会在某处脱离半圆轨道 .....................................................（1分）

设脱离时a球速度为v，脱离位置半径与竖直方向的夹角为α，如图所示

根据圆周运动向心力公式有 ⑧ .....................................................（1分）

根据几何关系有⑨ .....................................................（1分）

根据机械能守恒有 ⑩.....................................................（1分）

解得 .....................................................（1分）