辽宁省沈阳铁路实验中学2020届高三物理上学期10月月考试题（含解析）

1 辽宁省沈阳铁路实验中学辽宁省沈阳铁路实验中学 20202020 届高三物理上学期届高三物理上学期 1010 月月考试题 含月月考试题 含 解析 解析 一 选择题 共一 选择题 共 1414 小题 每小题小题 每小题 4 4 分 共分 共 5656 分 第分 第 1 81 8 题只有一项符合题目要求 第题只有一项符合题目要求 第 9 149 14 题有多项符合题目要求 全部选对的得题有多项符合题目要求 全部选对的得 4 4 分 选对但不全的得分 选对但不全的得 2 2 分 有错选的不得分 分 有错选的不得分 1 如图所示两个物体与圆盘保持相对静止 随圆盘一起作匀速圆周运动 则 a b 分别受到 几个力的作用 a 3 个 5 个 b 3 个 4 个 c 4 个 5 个 d 4 个 6 个 答案 a 解析 详解 a物体在水平面内做匀速圆周运动 一定受到重力和b对a的支持力作用 物体在 转动过程中 有背离圆心的运动趋势 因此受到指向圆心的静摩擦力 且静摩擦力提供向心 力 a共受到 3 个力的作用 b物体也在水平面内做匀速圆周运动 一定受到重力和圆盘的 支持力作用 同时b受到a对b的压力 物体在转动过程中 有背离圆心的运动趋势 因此 受到指向圆心的静摩擦力 同时b也受到a对b的静摩擦力 两个静摩擦力的合力提供向心 力 所以b受 5 个力的作用 a 3 个 5 个与分析相符 故 a 项正确 b 3 个 4 个与分析不相符 故 b 项错误 c 4 个 5 个与分析不相符 故 c 项错误 d 4 个 6 个与分析不相符 故 d 项错误 2 在地面上以初速度竖直向上抛出一小球 经过时间小球落回抛出点 其速率为 0 0 2t 1 2 已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比 则小球在空中运动时速率 随时间 的变化规律可能是 t a b c d 答案 a 解析 试题分析 小球上升过程中 由牛顿第二定律 故随速度的减小 加速度逐渐 mgkvma 减小 v t 线切线的斜率逐渐减小 当物体下降过程中 由牛顿第二定律 则 mgkvma 随速度逐渐增大 加速度逐渐减小 v t 线切线的斜率逐渐减小 由于有阻力作用 故回到 地面的速度将小于初速度 v0 故选项 a 正确 故选 a 考点 牛顿第二定律的应用 3 某同学玩飞镖游戏 先后将两只飞镖由同一位置水平投出 已知飞镖投出的初速度 ab 不计空气阻力 则两支飞镖插在竖直靶上的状态 侧视图 可能是 abvv a b c d 答案 a 解析 3 两只飞镖 a b 都做平抛运动 在水平方向上做匀速直线运动 则有 据题它们的水 0 xv t 平位移大小相等 所以运动时间关系为 由知 所以插在 ab vv ab tt 2 1 2 hgt ab hh 竖直靶上时a镖在b的上面 设飞镖插在竖直靶上前瞬间速度与竖直方向的夹角为 则 因为 所以有 c 正确 0 tan gt v abab vvtt ab 点睛 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律 知道平抛运动 的时间由高度决定 初速度和时间共同决定水平位移 4 2019 年 1 月 3 日上午 嫦娥 4 号顺利着陆月球背面 成为人类首颗成功软着陆月球背面的 探测器 如图所示 地球和月球的半径之比为 a 表面重力加速度之比为 b 则地球 0 r r 0 g g 和月球的密度之比为 0 a b c d a b b a a b b a 答案 b 解析 分析 根据以及联立解得密度表达式即可进行求解 2 gmm mg r 3 4 3 mr 详解 根据以及联立解得 可得 2 gmm mg r 3 4 3 mr 3 4 g gr 0 00 rgb gra 故选 b 4 5 载物电梯以v0速度匀速上升 货物的质量为m 某时刻起电梯以大小是a av1 卫星在 轨道上做圆周 运动时 由可知 在 轨道上的速度大于在 轨道上的速度 即 v1 v4 在 q 点 gm v r 时由轨道 进入轨道 时要加速 即 v4 v3 则 v2 v1 v4 v3 则选项 d 正确 故选 bcd 12 某工地上 工人将放在地面上一重 10 n 的箱子吊起 箱子在绳的拉力作用下由静止开始 竖直向上运动 运动过程中箱子的机械能e与其位移x的关系图象如图所示 其中 0 5 m 过程的图线为曲线 5 m 15 m 过程的图线为直线 根据图象可知 a 0 5 m 过程中箱子所受的拉力逐渐减小 b 0 15 m 过程中箱子的动能一直增加 11 c 在位移为 15m 时 拉力f 20 n d 在位移为 15m 时 拉力f 10 n 答案 ad 解析 详解 a 据功能关系 物体机械能的变化等于重力以外其它力做的功 据 可知 机械能e与其位移x的关系图象切线斜率表示箱子所受拉力 由图象 ew f xx 得 0 5 m 过程中箱子所受的拉力逐渐减小 故 a 项正确 bcd 由图象得 0 5 m 过程中箱子所受的拉力逐渐减小 5 15 m 过程中箱子所受拉力 0 5 m 过程中箱子所受的拉力大于重力 箱子的动能增加 300200 n10n 155 fg 5 15 m 过程中箱子所受的拉力等于重力 箱子的动能不变 故 bc 两项错误 d 项正确 13 将质量为 m 的物体a 以速率 v0水平抛出 经过时间 t 后 物 体下落了一段距离 速 率仍为v0 方向却与初速度相反 如图所 示 在这一运动过程中 下列说法中正确的是 a 风对物体做功为零 b 风对物体做负功 c 物体机械能减少 2 2 2 mg t d 风对物体的冲量大小大于 2mv0 答案 bd 解析 物体被抛出后 重力对其做正功 但是其动能没有增加 说明风对物体做负功 选项 a 错误 b 正确 由于不知道风的方向 所以无法计算物体下落的高度 也就无法计算重力和风对物 体所做的功 选项 c 错误 重力的冲量竖直向下 大小为mgt 合力的冲量为 2mv0 根据矢 量的合成可知 风对物体的冲量大小大于 2mv0 选项 d 正确 综上本题选 bd 12 14 如图所示 一质量为 m 的小球置于半径为 r 的光滑竖直圆轨道最低点 a 处 b 为轨道最高 点 c d 另一端与小球栓接 已知弹簧的劲度系数为 原长为 l 2r 弹簧始终处于 mg k r 弹性限度内 若给小球一水平初速度 v0 已知重力加速度为 g 则 a 当 v0较小时 小球可能会离开圆轨道 b 若在则小球会在 b d 间脱离圆轨道 0 25grvgr c 只要 小球就能做完整的圆周运动 0 4vgr d 只要小球能做完整圆周运动 则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与 v0无关 答案 cd 解析 试题分析 b 因弹簧的劲度系数为 原长为 l 2r 所以小球始终会受到弹簧的弹 mg k r 力作用 大小为 f k l r kr mg 方向始终背离圆心 无论小球在 cd 以上的哪个位置速 度为零 重力在沿半径方向上的分量都小于等于弹簧的弹力 在 cd 以下 轨道对小球一定 有指向圆心的支持力 所以无论 v0多大 小球均不会离开圆轨道 故 ab 错误 c 小球在 运动过程中只有重力做功 弹簧的弹力和轨道的支持力不做功 机械能守恒 当运动到最高 点速度为零 在最低点的速度最小 有 所以只要 小球就能 2 0 1 2 2 mvmgr 0 4vgr 做完整的圆周运动 c 均正确 d 在最低点时 设小球受到的支持力为 n 有 解得 运动到最高点时受到轨道的支持力最 2 0 v nkrmgm r 2 0 v nkrmgm r 小 设为 n 设此时的速度为 v 由机械能守恒有 此时合外力 22 0 11 2 22 mvmgrmv 13 提供向心力 有 联立 解得 联立 得 2 v nkrmgm r 2 0 4 v nmmg r 压力差为 n 6mg 与初速度无关 故 d 正确 故选 cd 考点 考查向心力 牛顿第二定律 机械能守恒定律 名师点睛 该题涉及到的考点较多 解答中要注意一下几点 1 正确的对物体进行受力 分析 计算出沿半径方向上的合外力 利用向心力公式进行列式 2 注意临界状态的判断 知道临界状态下受力特点和运动的特点 3 熟练的判断机械能守恒的条件 能利用机械能 守恒进行列式求解 二 计算题 本题共二 计算题 本题共 4 4 小题 共小题 共 4444 分 要求写出必要的文字说明 主要的计算公式及步骤分 要求写出必要的文字说明 主要的计算公式及步骤 和结果 有数据计算的要写清单位 只写最后结果的不得分 和结果 有数据计算的要写清单位 只写最后结果的不得分 15 某物体沿着一条直线做匀减速运动 途经三点 最终停止在点 之间的距 a b c d a b 离为 之间的距离为 物体通过与两段距离所用时间都为 求 0 s b c 0 2 3 s abbc 0 t 1 物体经过点时的速度 a 2 物体经过段的平均速度 cd 答案 1 2 0 0 7 6 s t 0 0 4 s t 解析 详解 1 设物体在a点时的速度为段中间时刻的速度 a vab 0 0 02 t s v t bc段中间时刻的速度 0 3 0 0 2 23 t s v t 解得物块的加速度大小为 14 0 2 0 3 sv a tt 0 00 02 7 26 t ts vva t 2 物体运动到c点时的速度 0 0 3 2 2 ct t vva 解得 0 0 2 c s v t 物体经过cd段运动的平均速度 0 0 24 cd vvs v t 16 如图所示 轻质绝缘细线的上端固定在天花板上 下端拴着一个质量为m的带电小球 细线长为l 当空间中加上一个水平向右的匀强电场时 小球由静止开始从a点向左边摆动 经过b点之后到达最高点c 小球经过b点时 细线与竖直方向夹角为 37 角 到达c点时 细线与竖直方向成 74 角 sin37 0 6 cos37 0 8 当地重力加速度为g 求 1 小球经过b点时 细线的拉力是多少 2 若保持电场强度的大小不变 将其方向变为竖直向下 让小球从b点由静止释放 小球 经过a点时 细线的拉力是多少 答案 1 2 7 4 mg 7 20 mg 解析 详解 1 将小球受到的电场力和重力的合力看成等效重力 由几何关系可知 a c两点 关于b点对称 所以b点是等效最低点 此时细线与等效重力共线 由平行四边形定则得 15 3 tan37 4 qemgmg 5 cos374 mg mgmg 效 小球从a点运动到b点时 由动能定理得 2 b 1 sin37 1 cos37 2 qelmglmv 小球处在b点时 由牛顿第二定律得 2 b b mv tmg l 效 联立以上各式得 b 7 4 tmg 2 当电场强度的方向变成竖直向下以后 小球受到的电场力方向为竖直向上 小球从b点 运动到a点时 由动能定理得 2 a 1 1 cos37 2 mgqe lmv 小球处在a点时 由牛顿第二定律得 2 a a mv tqemg l 联立各式解得 a 7 20 tmg 答 1 2 7 4 mg 7 20 mg 17 如图所示 倾角 37 的光滑且足够长的斜面固定在水平面上 在斜面顶端固定一个 轮半径和质量不计的光滑定滑轮 d 质量均为m 1kg 的物体 a 和 b 用一劲度系数k 240n m 的轻弹簧连接 物体 b 被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板 p 挡住 用一不可伸长的轻绳 16 使物体 a 跨过定滑轮与质量为 m 的小环 c 连接 小环 c 穿过竖直固定的光滑均匀细杆 当整个系统静止时 环 c 位 于 q 处 绳与细杆的夹角 53 且物体 b 对挡板 p 的 压力恰好为零 图中 sd 水平且长度 为 d 0 2m 位置 r 与位置 q 关于位置 s 对称 轻 弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行 现 让环 c 从位置 r 由静止释放 sin37 0 6 cos37 0 8 g 取 10m s2 求 小环 c 的质量 m 小环 c 通过位置 s 时的动能 ek 及环从位置 r 运动到位置 s 的过程中轻绳对环做的功 wt 小环 c 运动到位置 q 的速率 v 答案 1 0 72 kg 2 0 3j 3 2m s 解析 详解 1 先以 ab 组成的整体为研究对象 ab 系统受到重力 支持力和绳子的拉力处于 平衡状态 则绳子的拉力为 t 2mgsin 2 10 sin37 12n 以 c 为研究对象 则 c 受到重力 绳子的拉力和杆的弹力处于平衡状态 如图 则 t cos53 mg 代入数据得 m 0 72kg 2 由题意 开始时 b 恰好对挡板没有压力 所以 b 受到重力 支持力和弹簧的拉力 弹 簧处于伸长状态 产生 b 沿斜面方向的受力 f1 mgsin 1 10 sin37 6n 弹簧的伸长量 x1 0 025m sinmg k 17 当小环 c 通过位置 s 时 a 下降的距离为 0 05 sin a d xdm 此时弹簧的压缩量为 x2 xa x1 0 025m 由速度分解可知此时 a 的速度为零 所以小环 c 从 r 运动到 s 的过程中 初末态的弹性势能 相等 对于小环 c 弹簧和 a 组成的系统机械能守恒有 mgdcot mgxasin ek 代入数据解得 ek 1 38j 环从位置 r 运动到位置 s 的过程中 由动能定理可知 wt mgdcot ek 代入数据解得 wt 0 3j 3 环从位置 r 运动到位置 q 的过程中 对于小环 c 弹簧和 a 组成的系统机械能守恒 22 11 2 cot 22 a mgdmvmv 对环在 q 点的速度进行分解如下图 则 va vcos 两式联立可得 v 2m s 点睛 该题中 第一问相对比较简单 解答的关键是第二问 在解答的过程中一定要先得 出弹簧的弹性势能没有变化的结论 否则解答的过程不能算是完整的 18 静止在水平地面上的两小物块a b 质量分别为ma 1kg mb 4kg 两者之间有一被压 缩的微型弹簧 a与其右侧的竖直墙壁距离l 1m 如图所示 某时刻 将压缩的微型弹簧 释放 使a b瞬间分离 a获得动能为eka 10j 沿与墙壁垂直的方向向右运动 a b与a 初始位置左侧地面之间的动摩擦因数均为 0 25 a初始位置与墙壁间的地面光滑 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的时间极短 18 1 求弹簧释放后瞬间a b的速度大小 2 求a b第一次碰撞后瞬间a的速度 3 a和b是否发生了第二次碰撞 答案 1 2 方向向右 3 a b发