河南省鲁山县第一中学2020届高三物理上学期10月月考试题（含解析）

河南省鲁山县第一中学河南省鲁山县第一中学 20202020 届高三物理上学期届高三物理上学期 1010 月月考试题 含解月月考试题 含解 析 析 说明 本试卷分为第说明 本试卷分为第 卷两部分卷两部分 请将第请将第 卷所有试题的答案填入答题卡的相应位卷所有试题的答案填入答题卡的相应位 置处置处 第第 卷卷 选择题选择题 共共 4040 分分 一 选择题一 选择题 本题共本题共 1010 小题小题 每小题每小题 4 4 分分 共共 4040 分分 在每小题给出的四个选项中 在每小题给出的四个选项中 1 1 6 6 小题只小题只 有一个选项正确有一个选项正确 7 7 1010 小题有多个选项正确小题有多个选项正确 全部选对的得全部选对的得 4 4 分分 选对但不全的得选对但不全的得 2 2 分分 有选有选 错或不答的得错或不答的得 0 0 分分 1 如图所示 一物体在粗糙水平地面上受到斜向上的恒定拉力f作用而做匀速直线运动 则 下列说法正确的是 a 物体一定受四个力b 物体可能受三个力作用 c 物体可能受两个力作用d 物体可能不受摩擦力作用 答案 a 解析 详解 abc 物体一定受到重力和力f的作用 在水平方向由受力平衡得 物体还受摩擦 力作用而与力 f 的水平分力平衡 有摩擦力必有支持力 故物体还受支持力作用 物体一定 受到四个力作用 故 a 正确 b 错误 c 错误 d 物体一定受摩擦力作用 故 d 错误 2 如图所示 在外力作用下某质点运动的v t图象为正弦曲线 从图中可以判断 a 在 0 t1时间内 外力逐渐增大 外力做正功 b 在 0 t1时间内 外力的功率逐渐增大 c 在t2时刻 外力的功率最大 d 在t1 t3时间内 外力做的总功为零 答案 d 解析 详解 a 在 0 t1时间内 质点的速度增大 所以由动能定理知外力做正功 又因为图像 斜率变小 加速度变小 所以外力变小 故 a 错误 b 在 0 t1时间内 t 0 处速度为零 而t t1处速度最大但加速度为零 于是由牛顿第二定 律知此时外力为零 最后由p fv可知 这两处外力的功率都为零 所以外力的功率先增大 后减小 故 b 错误 c 在t2时刻 同理可知此时速度为零 所以由p fv可知 此时外力的功率为零 故 c 错误 d 因为t1与t3时刻物体运动的速率相等 所以由动能定理可知t1 t3时间内 外力做的总 功为零 故 d 正确 3 一条足够长的浅色水平传送带自左向右匀速运行 现将一块木炭无初速度地放在传送带的 最左端 木炭在传送带上将会留下一段黑色的痕迹 下列说法正确的是 a 黑色的痕迹将出现在木炭的左侧 b 木炭的质量越大 痕迹的长度越短 c 传送带运动的速度越大 痕迹的长度越长 d 木炭与传送带间的动摩擦因数越大 痕迹的长度越长 答案 c 解析 详解 a 刚放上木炭包时木炭包的速度慢 传送带的速度快 木炭包向后滑动 所以黑 色的径迹将出现在木炭包的右侧 所以 a 错误 bcd 木炭包在传送带上运动靠的是与传送带之间的摩擦力 摩擦力作为它的合力产生加速 度 所以由牛顿第二定律知 mgma 所以 ag 当达到共同速度时 不再有相对滑动 由 2 2vax 得木炭包位移 2 2 v x g 木 设相对滑动的时间为t 由 vat 得 v t g 此时传送带的位移为 2 v xvt g 传 所以滑动的位移是 2 2 v xxx g 传木 由此可以知道黑色的痕迹与木炭包的质量无关 传送带运动的速度越大 痕迹的长度越长 木炭包与传送带间动摩擦因数越大 痕迹的长度越短 所以 b 错误 c 正确 d 错误 4 如图所示 质量为 60kg 的某运动员在做俯卧撑运动 运动过程中可将她的身体视为一根 直棒 已知重心在c点 其垂线与脚 两手连线中点间的距离oa ob分别为 0 9m 和 0 6m 若她在 1min 内做了 30 个俯卧撑 每次肩部上升的距离均为 0 4m 则 1min 内克服重力做功 为 重力加速度g 10m s2 a 7200 jb 4320 jc 4800 jd 5760 j 答案 b 解析 详解 根据相似三角形可得 oc 的高度为 0 9m 0 40 24m 0 6m0 9m oc l 做 30 个俯卧撑克服重力的做功的大小为 2 60kg 10m s0 24m 304320j oc wmgl a 7200j 与分析不符 故 a 错误 b 4320j 与分析相符 故 b 正确 c 4800j 与分析不符 故 c 错误 d 5760j 与分析不符 故 d 错误 5 如图所示 两个质量相等的物体a b从同一高度沿不同倾角 的两光滑斜面由静止 自由滑下 在到达斜面底端的过程中 下列说法正确的是 a 两物体所受重力的冲量相同 b 两物体所受合外力的冲量相同 c 两物体动量的变化量相同 d 两物体动能的变化量相同 答案 d 解析 详解 a 设高度为h 根据牛顿第二定律加速度为 sinag 由 2 1 sin2 h at 得 2 2 sin h t g 由于斜面的倾角不同 则运动时间不同 根据i mgt知重力的冲量不同 故 a 错误 bcd 根据动能定理知 2 1 2 mghmv 解得 到达底端时动能变化量相同 由于斜面倾角不同 故速度大小相等 方 2vgh 向不同 根据动量定理知 动量的变化量大小相等 方向不同 故合力的冲量大小相等 方 向不同 故合力的冲量不相同 动量的变化量也不相同 故 b 错误 c 错误 d 正确 6 小球 p 和 q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上 p 球的质量大于 q 球的质量 悬挂 p 球的 绳比悬挂 q 球的绳短 将两球拉起 使两绳均被水平拉直 如图所示 将两球由静止释放 在各自轨迹的最低点 a p 球的速度一定大于 q 球的速度 b p 球的动能一定小于 q 球的动能 c p 球所受绳的拉力一定大于 q 球所受绳的拉力 d p 球的向心加速度一定小于 q 球的向心加速度 答案 c 解析 从静止释放至最低点 由机械能守恒得 mgr mv2 解得 在最低点的速度只 1 2 2vgr 与半径有关 可知 vp vq 动能与质量和半径有关 由于 p 球的质量大于 q 球的质量 悬挂 p 球的绳比悬挂 q 球的绳短 所以不能比较动能的大小 故 ab 错误 在最低点 拉力和重力 的合力提供向心力 由牛顿第二定律得 f mg m 解得 f mg m 3mg 2 v r 2 v r 所以 p 球所受绳的拉力一定大于 q 球所受绳的拉力 向心加速度两者 2 fmg ag m 向 相等 故 c 正确 d 错误 故选 c 点睛 求最低的速度 动能时 也可以使用动能定理求解 在比较一个物理量时 应该找出 影响它的所有因素 全面的分析才能正确的解题 此处有视频 请去附件查看 7 平抛运动可以分解为水平和竖直方向的两个直线运动 在同一坐标系中作出这两个分运动 的v t图线 如图所示 若平抛运动的时间大于 2t1 下列说法中正确的是 a 图线b表示竖直分运动的v t图线 b t1时刻的速度方向与初速度方向夹角为 30 c t1时间内的位移方向与初速度方向夹角的正切为 1 2 d 2t1时间内的位移方向与初速度方向夹角为 60 答案 ac 解析 详解 a 图线 b 是初速度为 0 的匀加速直线运动 所以图线 b 表示的是竖直分运动 故 a 正确 b t1时刻可知水平分速度和竖直分速度相等 则速度与初速度方向的夹角为 45 故 b 错 误 c 图线与时间轴围成的面积表示位移 则 t1 时刻竖直方向的位移与水平方向的位移之比为 1 2 所以 t1 时刻的位移方向与初速度方向夹角的正切为 故 c 正确 1 2 d 2t1时刻竖直方向的位移和水平方向的位移相等 所以 2t1时刻的位移方向与初速度方向 夹角为 45 故 d 错误 8 如图所示 人在岸上拉船 已知船的质量为m 水的阻力恒为ff 当轻绳与水平面的夹角 为 时 船的速度为v 此时人的拉力大小为f 则此时 a 人拉绳行走的速度为vcos b 人拉绳行走的速度为cos v c 船的加速度为 f ff m d 船的加速度为 cos f ff m 答案 ad 解析 详解 ab 船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度 如图 所示根据平行四边形定则有 cosvv 所以 a 正确 b 错误 cd 对小船受力分析如图所示 根据牛顿第二定律有 cos f ffma 因此船的加速度大小为 cos f ff a m 所以 c 错误 d 正确 9 嫦娥之父 欧阳自远预计我国将在 2020 年实现火星的着陆巡视 在 2030 年实现火星的 采样返回 已知地球的质量约为火星质量的倍 地球的半径约为火星半径的倍 则下列 nk 说法正确的是 a 地球的密度是火星的倍 n k b 地球表面的重力加速度是火星表面的倍 2 n k c 地球的第一宇宙速度是火星的倍 n k d 地球同步卫星的运行速度是火星的倍 n k 答案 bc 解析 星球密度 则有 故 a 错误 根据 3 4 3 mm v r 3 3 rmn mrk 火地地 地火火 得 则有 故 b 正确 当卫星的轨道半 2 gmm mg r 2 gm g r 2 2 rgmn gmrk 火地地 地火火 径等于星球半径时 卫星运行的速度即为第一宇宙速度 根据 得 2 2 gmmv m rr gm v r 则有 故 c 正确 因不知道同步卫星的轨道半径之比 故无法求 rvmn vmrk 火地地 地火火 出两者同步卫星的运动速度的关系 故 d 错误 故选 bc 10 如图 滑块a b的质量均为m a套在固定竖直杆上 与光滑水平地面相距h b放在地 面上 a b通过铰链用刚性轻杆连接 由静止开始运动 不计摩擦 a b可视为质点 重 力加速度大小为g 则 a a落地前 轻杆对b一直做正功 b a落地时速度大小为 2gh c a下落过程中 其加速度大小始终不大于g d a落地前 当a的机械能最小时 b对地面的压力大小为mg 答案 db 解析 详解 当 a 到达底端时 b 的速度为零 b 的速度在整个过程中 先增大后减小 动能先 增大后减小 所以轻杆对 b 先做正功 后做负功 故 a 错误 a 运动到最低点时 b 的速度 为零 根据系统机械能守恒定律得 magh mava2 解得 故 b 正确 b 的速度 1 2 2 a vgh 在整个过程中 先增大后减小 所以 a 对 b 的作用力先是动力后是阻力 所以 b 对 a 的作用 力就先是阻力后是动力 所以在 b 减速的过程中 b 对 a 是向下的拉力 此时 a 的加速度大 于重力加速度 故 c 错误 a b 整体的机械能守恒 当 a 的机械能最小时 b 的速度最大 此时 b 受到 a 的推力为零 b 只受到重力的作用 所以 b 对地面的压力大小为 mg 故 d 正确 故选 bd 点睛 解决本题的关键知道 a b 组成的系统机械能守恒 以及知道当 a 的机械能最小时 b 的动能最大 考点 机械能守恒定律 牛顿定律的应用 第第 卷卷 非选择题非选择题 共共 6060 分分 二 填空题二 填空题 本题共本题共 2 2 小题小题 11 11 题题 6 6 分分 12 12 题题 1010 分分 共共 1616 分分 把答案填在题中横线上把答案填在题中横线上 11 在 探究加速度与力 质量的关系 的实验中 采用如图甲所示的实验装置 小车及车 中砝码的质量用m表示 盘及盘中砝码的质量用m表示 小车的加速度可由小车后面拖动的 纸带上由打点计时器打出的点计算出 在m m1 用螺旋测微器测出挡光片的宽度d 测量结果如图丙所示 则d mm 将重物a b用绳连接后 跨放在定滑轮上 一个同学用手托住重物b 另一个同学测量出 填 a的上表面 a的下表面 或 挡光片中心 到光电门中心的竖直距离h 之后 释放重物b使其由静止开始下落 记录挡光片经过光电门的时间 t 2 如果系统 重物a b 的机械能守恒 应满足的关系式为 用质量m1 m2 重力加 速度为g 经过光电门的时间为 t 挡光片的宽度d和距离h表示结果 3 实验进行过程中 有同学对实验作了改进 如图乙所示 在b的下面挂上质量为m的 钩码 让m1 m2 m 经过光电门的速度用v表示 距离用h表示 仍释放重物b使其由静止开 始下落 若系统的机械能守恒 则有 已知重力加速度为g 2 2 v h 4 为提高实验结果的准确程度 以下建议中确实对提高准确程度有作用的是 a 绳的质量要轻且尽可能光滑 b 在 轻质绳 的前提下 绳子越长越好 c 尽量保证重物只沿竖直方向运动 不要摇晃 d 挡光片的宽度越小越好 答案 1 5 315 2 挡光片中心 3 4 5 ac 2 2112 1 2 d mmghmm t 3 g 解析 详解 1 1 2 根据螺旋测微器的读数方法可知 5mm31 5 0 01mm 5 315mmd 需要测量系统重力势能的变化量 则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离 2 3 系统的末速度为 d v t 则系统重力势能的减小量 21p emmgh 系统动能的增加量为 2 2 1212 11 22 k d emmvmm t 若系统机械能守恒则有 2 2112 1 2 d mmghmm t 3 4 若机械能守恒则 2 1 2 3 2 mm ghmv 计算得出 2 23 vg h 3 5 如果绳子较重 系统的重力势能就会有一部分转化为绳子的动能造成实验误差 故 绳子要轻 所以 a 正确 绳子不宜太长 长了形变对实验的影响越大 所以 b 错误 物体末 速度是根据匀变速直线运动求出的 故要保证物体在竖直方向运动 所以 c 正确 挡光片的 宽度越小测量误差就越大 所以 d 错误 三 计算题三 计算题 本题共本题共 4 4 小题小题 13 13 题题 1010 分分 14 14 题题 1010 分分 15 15 题题 1212 分分 16 16 题题 1212 分分 共共 4444 分分 解答应解答应 写出必要的文字说明 方程式和重要的演算步骤写出必要的文字说明 方程式和重要的演算步骤 只写出最后答案的不能得分只写出最后答案的不能得分 有数值计算的有数值计算的 题题 答案中必须明确写出数值和单位答案中必须明确写出数值和单位 13 在宇宙中 单独存在的恒星占少数 更多的恒星是以构成双星 三星甚至多星系统的形 式存在 最多的是双星系统 通常两颗质量相差不大 相距较近的恒星 它们以两者连线上 某一位置为中心分别做匀速圆周运动 这样的两颗恒星运行形式就构成了双星系统 若已知 双星系统中两颗恒星的质量分别为m1和m2 相距为l 万有引力常量为g 求 1 该双星系统中两颗恒星运行的轨道半径分别为多大 2 该双星系统运行的角速度大小 答案 1 2 2 1 12 m l r mm 1 2 12 m l r mm 12 3 g mm l 解析 详解 1 设m1到中心o的距离为r1 m2到中心o的距离为r2 则由万有引力提供向心力 有 2 12 11 2 m m gmr l 2 12 22 2 m m gmr l 两式相除得 12 21 rm rm 又因为 12 rrl 所以有 2 1 12 m l r mm 1 2 12 m l r mm 2 式消去m1 式消去m2 相加得 22 12 12 2 mm grrl l 计算得出 12 3 g mm l 答 1 该双星系统中两颗星的轨道半径分别是 2 1 12 m l r mm 1 2 12 m l r mm 2 该双星系统的运行的角速度是 12 3 g mm l 14 质量为m的长木板a静止在光滑水平面上 另两个质量也是m的物块b和c同时分别从 a的左 右两端滑上a的上表面 初速度大小分别为v和 2v 如图所示 物块b c与长木 板a间的动摩擦因数均为 假设物块b c在长木板a表面上运动时始终没有碰撞 试求 1 b c刚滑上长木板a时 a所受合外力为多大 2 长木板a的最终运动速度为多大 3 为使物块b c不相撞 长木板a至少多长 答案 1 fa 合 0 2 3 3 v 2 7 3 v g 解析 详解 1 对a受力分析可知 a在竖直方向上受力平衡 在水平方向上因物块b c与长 木板a间的动摩擦因数均为 b c质量相等 故ffca ffba 即fa 合 0 2 a b c组成的系统动量守恒 规定向左方向为正方向 由动量守恒定律有 23 mvmvmv 解得a b c最终的共同速度 即木板a最终运动的速度为 3 v v 3 v 3 由能量转化与守恒定律有 2 22 111 2 3 222 qmvmvm v 总 bacaca qmgxxxmg x 总总 为使b c不相撞由题意分析可知 a lx 总 解得 2 7 3 a v l g 即长木板a的最小长度为 2 7 3 v g 答 1 b c刚滑上长木板a时 a所受合外力为 0 2 长木板a的最终运动速度为 3 v 3 为使物块b c不相撞 长木板a的最小长度为 2 7 3 v g 15 如图所示 在倾角为 30 的光滑斜面上 一劲度系数为 k 200n m 的轻质弹簧一端连接 固定挡板 c 上 另一端连接一质量为 m 4kg 的物体 a 一轻细绳通过定滑轮 一端系在物体 a 上 另一端与质量也为 m 的物体 b 相连 细绳与斜面平行 斜面足够长 用手托住物体 b 使绳子刚好没有拉力 然后由静止释放 求 1 弹簧恢复原长时细绳上的拉力 2 物体 a 沿斜面向上运动多远时获得最大速度 3 物体 a 的最大速度大小 答案 1 弹簧恢复原长时细绳上的拉力为 30n 2 物体 a 沿斜面向上运动 20cm 时获得最大速度 3 物体 a 的最大速度大小为 1m s 解析 试题分析 1 回复原长时 分别对 a 和 b 应用牛顿第二定律列式即可求解绳子的拉力 2 3 没有释放时 对于物体 a 由平衡条件求出此时弹簧的压缩量 释放后 a 沿斜面向上 做加速度减小的加速运动 当 a 加速度为 0 时 a 速度最大 对 ab 分别根据平衡条件求出此 时弹簧的伸长量 进而判断在此过程中弹簧弹性势能改变量 设最大速度为 对于 a b 及弹簧组成的系统由机械能守恒即可求出 a 的最大速度值 解 1 回复原长时 对 b mg t ma 对 a t mgsin30 ma 代入数据解得 t 30n 2 初始位置 弹簧的压缩量为 当 a 速度最大时 有 mg kx2 mgsin30 弹簧的伸长量为 所以 a 沿斜面上升的距离为 x x1 x2 20cm 3 因为 x1 x2 所以弹簧的弹性势能没有改变 由系统机械能守恒得 mg x1 x2 mg x1 x2 sin30 解得 v g 答 1 弹簧恢复原长时细绳上的拉力为 30n 2 物体 a 沿斜面向上运动