黑龙江省双鸭山市第一中学2020届高三上学期第一次月考物理试题

双鸭山市第一中学高三（10月份月考）物理试题

一、选择题（共12道题，每题4分共48分，1—8题为单选题，9—12题为多选，多选题有选错不得分，选对但选不全得2分）

1.甲、乙两辆汽车在同平直公路上行驶，在t=0时刻两车正好相遇，在之后一段时间0－t2内两车速度一时间图像(v－t图象)如图所示，则在0－t2这段时间内有关两车的运动，下列说法正确的是（   ）

A. 甲、乙两辆车运动方向相反

B. 在t1时刻甲乙两车再次相遇

C. 乙车在0－t2时间内的平均速度小于

D. 在0—t1时间内甲车在乙车前方，t1－t2时间内乙车在甲车前方

【答案】C

【解析】

【详解】A.由图像可知，二者速度均为正值，即二者均向正方向运动，故甲、乙两辆车运动方向相同，故A错误；

B.由图像可知，在时间内，二者位移不相等，即在t1时刻甲乙两车没有相遇，在该时刻二者速度相等，二者之间的距离是最大的，故B错误；

C.若乙车在时间内做匀变速运动，则平均速度为，如图所示：

由“面积”代表“位移”可知，匀变速运动的位移较大，故乙车在这段时间内的平均速度小于，故C正确；

D.由于甲初速度大于乙的初速度，所以开始时甲车在前面，由“面积”代表“位移”可知在时间内甲的位移大于乙的位移，故整个过程在中甲车一直在前面，故D错误。

2.如图所示，物体A、B用细线与弹簧连接后跨过光滑的滑轮。A静止在倾角为60°的粗糙斜面上，B也静止。A与斜面的动摩擦因数为，现将斜面倾角由60°减小到30°，B未碰到地面，A、B仍然静止。则在此过程中(     )

A. 物体A受到的摩擦力方向一定沿斜面向上

B. 物体A对斜面的压力一定增大

C. 物体A受到的摩擦力方向一定发生变化

D. 物体A受到的摩擦力一定减小

【答案】B

【解析】

【详解】B. 由于A前后都处于静止状态，合力为0，对B进行受力分析，易知弹簧的弹力大小等于B的重力，保持不变，以A为对象，受到重力、弹簧的弹力、斜面的支持力和可能的斜面摩擦力，A受到斜面的支持力和重力的一个分力平衡，即

由于角度 变小，所以物体A受到斜面的支持力变大，则物体A对斜面的压力一定增大，故B正确；

ACD. 当角度 变小时，重力的分力变小，由于开始时斜面对A的静摩擦力有无、方向不确定，所以摩擦力的大小及方向无法判断，故ACD错误

3.如图所示，质量为m的光滑小球A被一轻质弹簧系住，弹簧另一端固定于水平天花板上，小球下方被一梯形斜面B托起保持静止不动，弹簧恰好与梯形斜面平行，已知弹簧与天花板夹角为，重力加速度为，若突然向下撤去梯形斜面，则小球的瞬时加速度为

A. 0

B. 大小为，方向竖直向下

C. 大小，方向斜向右下方

D. 大小，方向斜向右下方

【答案】C

【解析】

小球原来受到重力、弹簧的弹力和斜面的支持力，斜面的支持力大小为：

突然向下撤去梯形斜面，弹簧的弹力来不及变化，重力也不变，支持力消失，所以此瞬间小球的合力与原来的支持力N大小相等、方向相反

由牛顿第二定律得：，得：，方向斜向右下方

故选：C

4.如图所示，在摩擦力不计的水平面上，放一辆质量为M的小车，小车左端放一只箱子， 其质量为m，水平恒力F把箱子拉到小车的右端；如果第—次小车被固定在地面上，第二次小车没固定，可沿水平面运动，在上述两种情況下（      ）

A. F做的功第二次多

B. 箱子与小车之间的摩擦力大小相等

C. 箱子获得的动能一样多

D. 由摩擦而产生内能不—样多

【答案】AB

【解析】

【详解】第二次由于小车也会向右移动，故滑块的对地位移变大了，故拉力做的功变多了，A正确；滑动摩擦力与压力成正比，两次压力相等，都等于mg，动摩擦因数是一定的，故滑动摩擦力一定相等，B正确；根据动能定理，有；第二次由于小车也会向右移动，滑块的对地位移x变大了，故获得的动能也变大了，C错误；摩擦产生的热量等于滑动摩擦力乘以相对位移，即，两次的相对位移相同，所以摩擦产生的热量一样多，D错误．

5.“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球．如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，在此圆轨道上的运行速率是7.7 km/s，2和3是变轨后的椭圆轨道．A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，则下列说法中正确的是(　 　)

A. 卫星在3轨道所的最大速率大于在2轨道的最大速率

B. 卫星在2轨道所具有的机械能大于在3轨道所具有的机械能

C. 卫星在2轨道经过A点时的速率等于7.7 km/s

D. 卫星在3轨道经过A点时的速率小于7.7 km/s

【答案】A

【解析】

【详解】A.在椭圆运动中近地点的速度大于远地点的速度，所以A点是轨道2和轨道3速度最大的位置，由于从轨道2运动到轨道3要做离心运动，所以轨道3上A点的速度大于轨道2上A点的速度，故A正确，

B.由于从轨道2运动到轨道3要做离心运动，所以要对卫星做功，则“嫦娥一号”探月卫星的机械能增大，故B错误

C.卫星在轨道1上运动的速度为7.7 km/s，而卫星从轨道1变轨到轨道2需要加速所以在2轨道上经过A点的速度一定大于，故C错误

D.卫星在3轨道经过A点时的速率大于2轨道经过A点的速度，而2轨道经过A点的速度大于1轨道上运行的速度，故卫星在3轨道经过A点时的速率大于7.7 km/s，故D错误

6.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时对轨道压力恰好为mg．已知在运动过程中损失的机械能为2mgR，重力加速度为g，不考虑空气阻力，则小球从P到B的运动过程中 (　  　)

A. AP的距离为3R

B. 重力做功3mgR

C. 合外力做功2mgR

D. 克服摩擦力做功mgR

【答案】B

【解析】

【详解】AD.小球沿轨道到达最高点B时对轨道压力为mg,小球受重力和支持力,合力为2mg,向下,根据牛顿第二定律,有:

 计算得出:

小球从P到B的过程，根据动能定理可知

由于摩擦力导致机械能损失，所以

解得：

所以AP的距离为4R，故AD错误

B.由于，则小球从P到B的运动过程中重力做功为，故B正确，

C.根据动能定理可知合外力做功为

，

故C错误

7.静止的实验火箭，总质量为M，当它以对地速度v0喷出质量为Δm的高温气体后，火箭的速度为(　　)

A.

B. －

C.

D. －

【答案】D

【解析】

【详解】火箭喷气瞬间，内力远大于外力，可认为系统动量守恒，则，解得：火箭的速度。故D项正确，ABC三项错误。

【点睛】动量守恒条件：①系统不受外力或受外力的矢量和为零。②相互作用的时间极短，相互作用的内力远大于外力，如碰撞或爆炸瞬间，外力可忽略不计，可以看作系统的动量守恒。③系统某一方向上不受外力或受外力的矢量和为零；或外力远小于内力，则该方向上动量守恒(分动量守恒)。④在某些实际问题中,一个系统所受外力和不为零，内力也不是远大于外力，但外力在某个方向上的投影为零，那么在该方向上可以说满足动量守恒的条件。

8.如图所示，A，B两滑块（可视为质点）质量分别为2m和m，A与弹簧一端拴接，弹簧的另一端固定在N点，B紧靠着A，二者静止时弹簧处于原长位置O点，已知M点左边的平面光滑，滑块与右边平面间的动摩擦因数为μ，且ON>OM，重力加速度为g．现用水平向左的外力作用在滑块B上，缓慢压缩弹簧，当滑块运动到P点（图中未标出）时，撤去水平外力，测得滑块B在M点右方运动的距离为d，则下列说法正确的是（　  　）

A. 水平外力做功为

B. B与A分离时的速度为

C. B与A分离后的运动过程中A与弹簧组成的系统机械能一定不变

D. B与A分离后的运动过程中A可能经过P点

【答案】A

【解析】

【详解】A.设外力做的功为W,压缩最短时弹簧的弹性势能为,两滑块分离时的速度为v,应有:

对B物块再由动能定理应有:

,

联立计算得出:

故A正确

B. 对B物块再由动能定理应有:

解得：

故B错误

C. B与A分离后的运动过程中A有可能运动到M的右端受到摩擦力而机械能不守恒，故C错误，

D.当弹簧压缩最短时应有

,

分离后A滑块动能为,所以压缩最短时弹簧的弹性势能

,

即因此A不可能再运动到P点,故D错误.

9.如图所示，足够长传送带以恒定速率顺时针运行，将一个物体轻轻放在传送带底端，物体先被加速到与传送带具有相同的速度，然后与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法正确的是(　 　)

A. 摩擦力先对物体做正功后不做功

B. 由于传送物体电动机多消耗的电能等于物体增加的动能与摩擦产生的热量之和

C. 在加速阶段物体和传送带间的摩擦生热等于该阶段物体机械能的增加

D. 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程摩擦力对物体做的功

【答案】CD

【解析】

【详解】A.全过程摩擦力方向沿传送带向上，与物体运动方向相同，始终对物体做正功，故A错误

B.在传送小物体的过程中，物体的动能及重力势能增加，系统的内能也增加，从功能关系可知，电动机多消耗的电能等于物体增加的机械能与摩擦产生的热量之和，故B错误；

C.在加速阶段，物体运动的位移为

，

而皮带运动的位移为

，

所以相对位移为

，

在此过程中摩擦生热等于

，

再根据功能关系可知摩擦力对物体做的正功等于物体机械能的增加量，所以 则在加速阶段物体和传送带间的摩擦生热等于该阶段物体机械能的增加，故C正确

D.以物体为对象，受到重力、支持力和摩擦力，根据机械能守恒的条件：只有重力和系统内弹力做功时系统机械能守恒，所以本题中摩擦力对物体做功多少物体机械能就增加多少，故D正确；

10.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是（     ）

A. 钢绳的最大拉力为 B. 钢绳的最大拉力为+mg

C. 重物匀加速的末速度为 D. 重物匀加速运动的加速度为－g

【答案】AD

【解析】

【详解】AB.加速过程物体处于超重状态,钢索拉力较大, 当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，所以钢绳的最大拉力为，故A正确，B错误

C.重物做匀加速运动时，根据牛顿第二定律可知：

，

所以重物匀加速的末速度为

，

故C错误

D. 重物做匀加速运动时，根据牛顿第二定律可知：

，

而此过程中的拉力

,

所以加速度

，

故D正确

11.如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为30°，质量分别为M、m的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡板．开始时用手按住物体M，此时M距离挡板的距离为s，滑轮两边的细绳恰好伸直，且弹簧处于原长状态．已知M=2m，空气阻力不计．松开手后，关于二者的运动下列说法中正确的是（   ）

A. M和m组成的系统机械能守恒

B. 当M的速度最大时，m与地面间的作用力为零

C. 若M恰好能到达挡板处，则此时m的速度为零

D. 若M恰好能到达挡板处，则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和

【答案】BD

【解析】

【详解】因M、m之间有弹簧，故两物体受弹簧的弹力做功，机械能不守恒，两物体和弹簧组成的系统机械能守恒，A错误；M的重力分力为；物体先做加速运动，当受力平衡时速度达最大，则此时受力为，故恰好与地面间的作用力为零，B正确；从m开始运动至到M到达底部过程中，弹力的大小一直大于m的重力，故m一直做加速运动，M到达底部时，m的速度不为零，C错误；M恰好能到达挡板处，则此过程中重力对M做的功等于弹簧弹性势能的增加量与物体m的机械能增加量之和，D正确．

12.如图甲所示，质量为0.1 kg 的小球沿光滑的水平轨道从A冲入竖直放置在水平地面上、半径为0.9 m的圆轨道，小球从A运动到C的过程中其速度的平方与其高度的关系图象如图乙所示。已知小球恰能到达最高点C，运动一周后从A点离开圆轨道，圆轨道粗糙程度处处相同，空气阻力不计。g取10 m/s2，B为AC轨道中点。下列说法正确的是(  　　)

A. 图乙中x的数值为9

B. 小球从从A点离开圆轨道时的动能为1.30J

C. 小球从A到C合外力对其做的功为-2.75J

D. 小球从B到C损失了0.475 J的机械能

【答案】AC

【解析】

【详解】A.图乙中的点 表示小球到达C点速度的平方为x；小球恰能到达最高点C，则有：，

代入数据得：

x=9，

故A正确

B.物体从A到C的过程根据动能定理可知

，

解得

若从C再次运动到A克服摩擦力做功和从A到C一样，则再次回到A时的动能为

，

但由于下降过程中的平均阻力小于上升过程中的平均阻力，所以再次回到A点时的动能大于1.30J，故B错误

C. 根据动能定理可知小球从A到C合外力对其做的功为

故C正确

D.根据功能关系可知小球从A到C损失的机械能为

，

若摩擦力做功恒定，则从小球从B到C损失了0.475 J的机械能，但由于从A到B的平均摩擦力大于从B到C的平均摩擦力，所以从B到C损失的机械能小于0.475 J，故D错误；

二、实验题（每空2分共10分）

13.如图所示，是用落体法验证机械能守恒定律的实验装置。（g取9.80m/s2）

(1) 选出一条纸带如图所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，打点计时器通以50Hz的交流电。用分度值为1mm的刻度尺测得OA=12.41cm，OB=18.90cm，OC=27.06cm， 在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，重锤的质量为1.00kg。甲同学根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了__________J；打点计时器打到B点时重锤的速度vB=__________m/s，此时重锤的动能比开始下落时增加了__________J。（结果均保留三位有效数字）

(2)某同学利用他自己实验时打出的纸带，测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以为纵轴画出了如上图的图线。图线的斜率近似等于_____________。

A.19.6           B.9.80          C.4.90

图线未过原点O的原因是___________________

【答案】    (1). 1.85    (2). 1.83    (3). 1.68    (4). B    (5). 该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关。

【解析】

【详解】（1）重力势能减小量△Ep＝mgh＝1×9.8×0.189J＝1.85J．

根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，有：

vB1.83m/s

打B点时的动能为：

EKBmvB21×（1.83）2＝1.68J  

（2）根据机械能守恒有mv2＝mgh，因此在以v2为纵轴，以h为横轴的图线中，斜率表示重力加速度，

故选：B．

图线不过原点，说明开始时，物体已经具有了动能，因此该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关．

故答案为：（1）1.85；1.83；1.68（2）B；该同学做实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的开关．

三、计算题（要求写出必要的文字说明和推理计算过程，只写结果不得分）

14.如图所示，质量为mA=0.4kg的物体A与质量为mB=2kg的物体B叠放在倾角为30°的斜面上，物体B在平行于斜面向上的拉力F作用下运动，已知A、B总保持相对静止，若A、B间的动摩擦因数μ1=B，与斜面间的动摩擦因数μ2=，（g取10N/kg）

(1).若整个装置沿斜面向上做匀速运动，且AB恰好没有相对滑动．则：此时AB间摩擦力大小为多少？拉力F为多少？

(2).若整个装置沿着斜面向上做匀加速运动，且A、B恰好没有相对滑动，此时A、B间的摩擦力大小为多少？拉力大小为多少？

【答案】（1）；   （2）  ；

【解析】

【分析】隔离对A分析，根据共点力平衡求出A、B间的摩擦力，对A、B整体分析，根据共点力平衡求出拉力的大小，整个装置沿着斜面向上做匀加速运动， 隔离对A分析，求出A、B间的摩擦力，对A、B整体分析，根据牛顿第二定律求出拉力的大小。

解：(1) A受重力、支持力和静摩擦力处于平衡

根据共点力平衡得：

对整体分析，根据共点力平衡，物体向上运动，有：

(2) 整个装置沿着斜面向上做匀加速运动，且A、B恰好没有相对滑动

对整体分析，物体做匀加速运动，有：

解得拉力大小

15.如图，半径R＝0.5 m光滑圆弧轨道ABC与足够长的粗糙轨道CD在C处平滑连接，O为圆弧轨道ABC的圆心，B点为圆弧轨道的最低点，半径OA、OC与OB的夹角分别为53°和37°。在高h＝0.8 m的光滑水平平台上，一质量m＝0.5 kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能Ep，若打开锁扣K，小物块将以一定的水平速度v0向右滑下平台，做平抛运动恰从A点沿切线方向进入圆弧轨道。已知物体与轨道CD间的动摩擦因数μ＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求：

(1)弹簧存储的弹性势能EP；

(2)物体经过B点时，对圆弧轨道压力FN的大小；

(3)物体在轨道CD上运动的路程s。

【答案】（1）    （2）34N    （3）1.09m

【解析】

【详解】（1）由平抛运动规律知

竖直分速度

初速度

所以弹簧储存的弹性势能为

（2）对从水平面运动到B点的过程，由机械能守恒有

经过B点时，由向心力公式有

代入数据解得

由牛顿第三定律知，对轨道的压力大小为，方向竖直向下

（3）因，物体沿轨道CD向上作匀减速运动，速度减为零后不会下滑从B到上滑至最高点的过程，由动能定理有

代入数据可解得

在轨道CD上运动通过的路程x约为1.09m

16.如图所示，小球（可视为质点）用非弹性悬线吊在天花板上，在悬点正下方A点处有一物块b（可视为质点）放在水平地面上，一质量为2m光滑曲面滑块c与地面在B点平滑连接，小球a的质量为m，物块b的质量为2m，物块b与B点左侧的水平地面的动摩擦因数为，B点右侧的水平地面光滑。将小球拉到悬线与竖直方向的夹角为的位置由静止时放，小球运动到最低点时刚好与物块发生弹性碰撞，碰后物块能滑到曲面上某一最大高度处。悬线长为L，A、B两点的距离也为L，重力加速度为g，求：

（1）碰后小球a再次摆动的最大高度；

（2）碰后物块b滑上曲面c的最大高度。

【答案】（1）       （2）

【解析】

【详解】(1)设小球与物块碰撞前速度为v1，根据机械能守恒有

解得：

小球与物块碰撞过程动量守恒、能量守恒，有

解得

设碰后小球摆动的最大高度为h1

解得

(2)物块在地面上运动时的加速度大小a=μg

设物块运动到B点的速度为：

设物块能滑上曲面的最大高度为h2，此时b与c共速，根据水平方向上动量守恒可知：

根据能量守恒可知

解得：

17.如图所示，水平地面上固定有A、B两个等高的平台，之间静止放置一长为5l、质量为m的小车Q，小车的上表面与平台等高，左端靠近平台A。轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置，一端固定在平台A的左端，另一端与质量为m的小物块P(可视为质点)接触但不连接。另一弹簧水平放置，一端固定在平台B的右端。现用外力推动物块P，将弹簧压缩至长度l，然后由静止释放，P开始沿平台运动并滑上小车，当小车右端与平台B刚接触时，物块P恰好滑到小车右端且相对小车静止。小车与平台相碰后立即停止运动，但不粘连，物块P滑上平台B，与弹簧作用后再次滑上小车。已知平台A的长度为2l，物块P与平台A间的动摩擦因数μ=0.5，平台B、水平地面光滑，重力加速度大小为g，求：

（1）物块P离开平台A时的速度大小；

（2）平台A右端与平台B左端间的距离；

（3）若在以后运动中，只要小车与平台相碰，则小车立即停止运动，求物块P最终停止的位置距小车右端多远。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

（1）设弹簧压缩最短时，弹簧的弹性势能为。由机械能守恒得：

设物块P离开A平台的速度为，由能量守恒得：

解得:

（2）设物块P运动到小车最右端与小车的共同速度为，从物块P离开平台A到物块与小车共速过程中，物块位移为s1，小车位移为s2，由动量守恒得

对物块P：

对小车：

联立得平台A右端与平台B左端间的距离为：

（3）由能量守恒可知，物块离开平台B时，速度为,设物块P与小车再次共时，速度为，从物块P离开平台B到物块与小车共速过程中，物块位移为s3，小车位移为s4，由动量守恒得：

对物块P：

对小车：

设小车到达平台A碰后，物块运动的位移为s5，由动能定理得

联立解得物块P最终停止的位置距小车右端为：