新疆库车县乌尊镇中学2020届高三上学期第四次月考物理试题

2019–2020学年第一学期高三年级物理科目

第四次月考试题

一、选择题(每小题4分，共40分)

1.在物理学的重大发现中，科学家们总结出了许多物理学方法，以下关于物理学研究方法的叙述正确的是（           ）

A. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法

B. 根据速度的定义式，当△t趋近于零时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了微元法

C. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微积分的方法．

D. 在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实验进行了验证

【答案】C

【解析】

【详解】A、质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法,故A错误;
B、为研究某一时刻或某一位置时的速度,我们采用了取时间非常小,即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,即采用了极限思维法,故B错误；

C、在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动,即采用了微积分的方法，故C正确；
D、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理并直接用实验进行了验证，故D错误；

综上所述本题答案是：C

2.如图所示，靠摩擦传动做匀速转动的大、小两轮接触面互不打滑，大轮半径是小轮半径的2倍，A、B分别为大、小轮边缘上的点，C为大轮上一条半径的中点，则(　　)

A. 两轮转动的角速度相等

B. 小轮转动的角速度是大轮的2倍

C. 质点加速度aA＝2aB

D. 质点加速度aB＝2aC

【答案】B

【解析】

【详解】AB．两轮接触面互不打滑，则两轮的边沿转动的线速度大小相等，即vA=vB，根据

且

rA=2rB

得，即小轮的角速度是大轮的角速度的2倍，A错误；B正确；

C．对于A、B，因为vA=vB、rA=2rB，根据

得，C错误；

D．根据转盘转动特点可知：，对于A、C，根据

得

结合C项分析，可知，D错误。

故选B。

3.如图所示，在超市内倾角为θ的电梯斜面上有一车西瓜随电梯匀速向上运动，在箱子的中央有一只质量为m的西瓜，则在该西瓜随箱一起匀速前进的过程中，周围其它西瓜对它的作用力的方向为(    )

A. 沿斜面向上

B. 沿斜面向下

C. 竖直向上

D. 垂直斜面向上

【答案】C

【解析】

【详解】电梯匀速前进时，该西瓜处于平衡状态，对其受力分析知，其受重力和其它西瓜对它的作用力，根据平衡可知，其它西瓜对它的作用力与其重力平衡即方向为竖直向上。

故选C．

【点睛】这看似是受力分析，我们不可能把它受到的周围的每个西瓜的作用力都分析出来，这个思路是错误的．实际本题是力的平衡条件的应用．

4.2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】根据万有引力定律可得： ，h越大，F越小，故选项D符合题意；

5.物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动，轻绳与斜面平行．已知物块与斜面之间的动摩擦因数为，重力加速度取10m/s2．若轻绳能承受的最大张力为1 500 N，则物块的质量最大为

A. 150kg B. kg C. 200 kg D. kg

【答案】A

【解析】

【详解】

T=f+mgsinθ，f=μN，N=mgcosθ，带入数据解得：m=150kg，故A选项符合题意

6.如图所示，一轻杆一端固定一小球，绕另一端O点在竖直面内做匀速圆周运动，在小球运动过程中，轻杆对它的作用力

A. 方向始终沿杆指向O点

B. 一直不做功

C. 从最高点到最低点，一直做负功

D. 从最高点到最低点，先做负功再做正功

【答案】C

【解析】

【详解】A．小球做匀速圆周运动，合力提供向心力，方向始终沿杆指向O点，小球受重力和杆的作用力，所以杆的作用力不一定沿杆指向O点，故A错误；

BCD．小球做匀速圆周运动，合力做功为零，从最高点到最低点，重力做正功，所以杆一直做负功，故B错误，C正确，D错误．

故选：C

7. 如图所示,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球. 在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是

A. 逐渐增大

B. 逐渐减小

C. 先增大,后减小

D. 先减小,后增大

【答案】A

【解析】

试题分析：因为小球是以恒定速率运动，即它是做匀速圆周运动，那么小球受到的重力G、水平拉力F、绳子拉力T三者的合力必是沿绳子指向O点．设绳子与竖直方向夹角是，则（F与G的合力必与绳子拉力在同一直线上），解得，而水平拉力F的方向与速度v的方向夹角也是，所以水平力F的瞬时功率是，则，故从A到B的过程中，是不断增大的，所以水平拉力F的瞬时功率是一直增大的，故A正确

考点：考查了功率的计算

【名师点睛】根据小球做圆周运动，合力提供向心力，即合力指向圆心，求出水平拉力和重力的关系，根据得出拉力瞬时功率的表达式，从而判断出拉力瞬时功率的变化

【此处有视频，请去附件查看】

8.一个质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度是2m/s，则下列说法中正确的是 (　　 )

A. 手对物体做功12J B. 合外力对物体做功12J

C. 合外力对物体做功2J D. 物体克服重力做功10J

【答案】ACD

【解析】

【详解】手对物体做功，选项A正确；合外力对物体做功，选项B错误，C正确；物体克服重力做功，选项D正确.

9.从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和．取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示．重力加速度取10 m/s2．由图中数据可得

A. 物体质量为2 kg

B. h=0时，物体的速率为20 m/s

C. h=2 m时，物体的动能Ek=40 J

D. 从地面至h=4 m，物体的动能减少100 J

【答案】AD

【解析】

【详解】A．Ep-h图像知其斜率G，故G= =20N，解得m=2kg，故A正确

B．h=0时，Ep=0，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，故=100J，解得：v=10m/s，故B错误；

C．h=2m时，Ep=40J，Ek= E机-Ep=90J-40J=50J，故C错误

D．h=0时，Ek=E机-Ep=100J-0=100J，h=4m时，Ek’=E机-Ep=80J-80J=0J，故Ek- Ek’=100J，故D正确

10.如图所示，在倾角为30°的斜面上，质量为1kg的小滑块从a点由静止下滑，到b点时接触一轻弹簧．滑块滑至最低点c后，又被弹回到a点，已知ab=0.6 m，bc=0.4 m，重力加速度g取10 m/s2，下列说法中正确的是

A. 滑块滑到b点时动能最大

B. 整个过程中滑块和弹簧组成的系统机械能守恒

C. 弹簧的最大弹性势能为2J

D. 从c到b弹簧弹力对滑块做了5J的功

【答案】BD

【解析】

滑块滑到b点时刚接触弹簧，刚过b点时，滑块重力的分力大于弹力，滑块仍加速运动，则b点动能不是最大，选项A错误；整个过程中只有重力和弹簧的弹力做功，则弹簧、滑块与地球组成的系统机械能守恒，故B正确；滑块从a到c，运用动能定理得：mghac+W弹′=0
解得：W弹′=-5J．弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以整个过程中弹簧弹性势能的最大值为5J，故C错误；从c点到b点弹簧的弹力对滑块做功与从b点到c点弹簧的弹力对滑块做功大小相等，根据C选项分析，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是5J，故D正确；故选BD．

点睛：本题的关键是认真分析物理过程，把复杂的物理过程分成几个小过程并且找到每个过程遵守的物理规律，列出相应的物理方程解题．同时要明确弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化．

二、实验题（每空3分，共21分）

11.如图（a），某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验．所用器材有：铁架台、长木板、铁块、米尺、电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等．回答下列问题：

（1）铁块与木板间动摩擦因数μ=______（用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g和铁块下滑的加速度a表示）

（2）某次实验时，调整木板与水平面的夹角θ=30°．接通电源．开启打点计时器，释放铁块，铁块从静止开始沿木板滑下．多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图（b）所示．图中的点为计数点（每两个相邻的计数点间还有4个点未画出）．重力加速度为9.8 m/s2．可以计算出铁块与木板间的动摩擦因数为_____________（结果保留2位小数）．

【答案】    (1).     (2). 0.35

【解析】

【详解】（1）由mgsinθ-μmgcosθ=ma，解得：μ=……①

（2）由逐差法a= 得：SII=（76.39-31.83）×10-2m，T=0.10s，SI=（31.83-5.00）×10-2m，故a= m/s2=1.97 m/s2，代入①式，得：μ= =0.35

12.用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。

（1）必须用到的测量仪器是__________

A.秒表   B.刻度尺   C.弹簧测力计   D.天平

（2）如图乙所示，为实验中的一条纸带，根据纸带上已测出的数据，可得打“5”点时重物的速度为v5=________m/s；取刚下落时重物所在位置为零势能面，可得出打“5”点时重物的重力势能为EP=_______J，此时重物的机械能E5=________J（电源频率为50Hz，重物质量为1kg，g取10m/s2，结果保留两位有效数字）

（3）同样的办法计算得到打6点时重物的机械能E6，发现E6<E5，造成该误差的主要因素是______________________________________________

【答案】    (1). B    (2). 0.96    (3). 0.47    (4). -0.01    (5). 空气阻力或纸带与限位孔间的摩擦

【解析】

【详解】（1）[1]A．因通过纸带打点，因此不需要秒表测量时间，A不符合题意；

B．实验中要测量重物下落的高度，必须用到测量工具刻度尺，B符合题意；

C．对于重物的质量，因等式两边均有质量，可以约去，因此不需要天平，C不符合题意；

D．弹簧秤是测量重物重力的，因此不需要弹簧秤，D不符合题意；

故选B。

（2）[2]打“5”点时重物的速度等于“4”点到“6”点这一段的平均速度，则有：

m/s

[3]取刚下落时重物所在位置为零势能面，可得出打“5”点时重物的重力势能为：

J

[4]此时重物的机械能为：

J

（3）[5]发现E6<E5，造成该误差的主要因素是空气阻力或纸带与限位孔间的摩擦。

三、计算题（第13题12分，14题12分，15题15分，共39分）

13.2018年(韩国)平昌冬奥会将于今年2月9日开幕，中国健儿们将在短道速滑、花样滑冰、冰壶、自由式滑雪空中技巧等项目中一展雄姿，近期也掀起了冰雪运动新热潮．如图所示，潍坊某滑雪场，一质量m=60kg的同学以v0=2m/s的初速度沿足够长的坡道以加速度a=4m/s2滑下，山坡的倾角θ=30°，取g=10m/s2.求该同学：

(1)5s末的速度大小；

(2)5s内滑下来的路程；

(3)所受阻力的大小．

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

【详解】（1）由速度公式：v=v0+at得5s末的速度大小：v=2+4×5=22m/s   
（2）由位移公式：x＝v0t+at2得5s内滑下来的路程：x＝2×5m+×4×52m＝60m
（3）由牛顿第二定律，F=ma得：mgsin30°-F阻=ma
由此解出阻力F阻=mgsin30°-ma
代入数据得F阻=60N

14.如图，长为L的细绳一端固定，另一端连接一质量为m的小球，现将球拉至与水平方向成30°角的位置释放小球（绳刚好拉直），求小球摆至最低点时的速度大小和摆球受到的绳的拉力大小。

【答案】；

【解析】

【详解】下摆过程，由机械能守恒定律有

解得：

在最低点，根据牛顿第二定律得：

解得：

15.如图所示，一人站在高台上，将质量为m=0.5kg的石块以30°角斜向上抛出，初速度是v0=10m/s，抛出点距地面的高度h=15m，g取10m/s2，求：

（1）若不计空气阻力，以地面为参考面，石块刚抛出时的机械能；

（2）若不计空气阻力，石块落地时的速度大小；

（3）若测得石块落地的速度大小为18m/s，则石块在空中飞行过程中克服空气阻力做功为多少？

【答案】（1）100J（2）20m/s（3）19J

【解析】

【详解】（1）动能与势能总称为机械能，则由 ，代数得：；

（2）石块在空中运动过程中，只有重力做功，满足机械能守恒定律

则：mgh+=，解得落地速度：；

（3）设克服空气阻力做功为W，根据动能定理得：            

将代入解得：．