河北省保定市安国中学2020届高三物理上学期9月月考试题（含解析）

河北省保定市安国中学2020届高三物理上学期9月月考试题（含解析）1.质量为m=2kg的物体从倾角为=30且固定的光滑斜面顶端由静止开始下滑，斜面高度为h=0.2m，当物体滑至斜面底端时，重力做功的瞬时功率为()a. 40wb. 10wc. 20wd. 20w【答案】c【解析】【详解】物体下滑过程中机械能守恒，所以有： 物体滑到底端重力功率为：p=mgvcos（90-）联立解得：a40w，与结论不相符，选项a错误；b10w，与结论不相符，选项b错误；c20w，与结论相符，选项c正确；d20w，与结论不相符，选项d错误；2.如图所示，竖直平面内有一个半径为r=0.2m的半圆形轨道oqp，其中q是半圆形轨道的中点，半圆形轨道与水平轨道oe在o点相切，质量为m=1kg的小球沿水平轨道运动，通过o点后进入半圆形轨道，恰好能够通过最高点p，然后落到水平轨道上，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是(g为重力加速度)()a. 小球落地时的动能为5jb. 小球落地点离o点的距离为0.4mc. 小球运动到半圆形轨道最高点p时，向心力恰好为零d. 小球到达q点的速度大小为m/s【答案】abd【解析】【详解】a因小球恰好能够通过最高点p，所以此时重力提供向心力，有：解得：；从p点到落地的过初中，机械能守恒，有：解得： 选项a正确。b小球离开p点后做平抛运动，在竖直方向上有： 解得时间为：则水平位移为： 选项b正确。c小球运动到半圆形轨道最高点p时，重力提供向心力，向心力不为零，选项c错误。d设在q点的速度为vq，从q点到p的过程中，机械能守恒，有： 得：选项d正确。3.如图所示，可视为质点的小球a、b用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上、半径为r=0.3m的光滑圆柱，a的质量为b的两倍.当b位于地面上时，a恰与圆柱轴心等高.将a由静止释放，b上升的最大高度是()a. 0.4mb. 0.6mc. 0.5md. 0.2m【答案】a【解析】【详解】设b的质量为m，则a的质量为2m，以a、b组成的系统为研究对象，在a落地前，由动能定理可得： 以b为研究对象，在b上升过程中，由动能定理可得： 则b上升的最大高度h=r+h解得： ；a0.4m，与结论相符，选项a正确；b0.6m，与结论不相符，选项b错误；c0.5m，与结论不相符，选项c错误；d0.2m，与结论不相符，选项d错误；4.如图所示，光滑水平面上放着足够长的木板b，木板b上放着木块a，a、b间的接触面粗糙，现在用一水平拉力f作用在a上，使其由静止开始运动，则下列情况可能的是()a. 拉力f做的功等于a、b系统动能的增加量b. 拉力f做的功小于a、b系统动能的增加量c. 拉力f和b对a做的功之和等于a的动能的增加量d. a对b做的功小于b的动能的增加量【答案】ac【解析】【详解】ab以ab为系统，系统受到拉力f和摩擦力作用，若ab有相对运动，则摩擦力做负功，根据动能定理可知，拉力f做功大于a、b系统动能的增加量。若ab相对静止，则摩擦力做功为零，根据动能定理可知，拉力f做的功等于a、b系统动能的增加量。故a正确，b错误；c以a为研究对象，a受拉力和b对a摩擦力作用，拉力做正功，摩擦力做负功，根据动能定理，拉力f和b对a做的功之和等于a的动能的增加量，故c正确；d对b，只有a对b的摩擦力做功，a对b做的功等于b的动能的增加量。故d错误；5.如图所示为汽车的加速度a和车速倒数的关系图象.若汽车质量为103kg，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为30m/s，则()a. 汽车所受阻力大小为103nb. 汽车在车速为15m/s时，牵引力的功率为6104wc. 汽车匀加速的加速度为3m/s2d. 汽车匀加速所需时间5s【答案】ad【解析】【详解】a设汽车的额定功率为p，由图知，汽车的最大速度为30m/s，此时汽车做匀速直线运动，有f=f，代入得：p=f30当时，a=2m/s2根据牛顿第二定律得：代入得：联立解得：f=103np=3104w故a正确；b汽车在车速为15m/s时，牵引力的功率为等于额定功率，大小为3104w，选项b错误；c由图汽车匀加速运动的加速度为2m/s2，故c错误；d汽车匀加速运动的末速度v=10m/s，匀加速运动的时间故d正确；6.如图所示，在光滑水平面上停放质量为m装有弧形槽的小车现有一质量也为m的小球以v0的水平速度沿切线水平的槽口向小车滑去(不计摩擦)，到达某一高度后，小球又返回小车右端，则()a. 小球在小车上到达最高点时速度大小为b. 小球离车后，对地将向右做平抛运动c. 小球离车后，对地将做自由落体运动d. 此过程中小球对车做的功为【答案】acd【解析】【详解】a、当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，则：mv0=2mv得：选项正确；b、设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，整个过程中动量守恒，得：mv0=mv1+mv2由动能守恒得： 联立解得：v1=0v2=v0所以小球与小车分离后做自由落体运动，故b错误，c正确。d、对小车运用动能定理得，小球对小车做功：故d正确。7.两球a、b在光滑水平面上沿同一直线、同一方向运动，ma1 kg，mb2 kg，va6 m/s，vb2 m/s.当a追上b并发生碰撞后，两球a、b速度的可能值是()a. va5 m/s，vb2.5 m/sb. va2 m/s，vb4 m/sc. va4 m/s，vb7 m/sd. va7 m/s，vb1.5 m/s【答案】b【解析】【详解】ad. 考虑实际情况，碰撞后a球速度不大于b球的速度，故ad错误bc. 两球碰撞过程，系统不受外力，故碰撞过程系统总动量守恒，根据能量守恒定律，碰撞后的系统总动能应该小于或等于碰撞前的系统总动能，碰撞前总动能为同理算出b选项碰撞后总动能为18j，c选项碰撞后总动能为57j，故c错误b正确；8.有一只小船停靠在湖边码头，小船又窄又长（估计重一吨左右）一位同学想用一个卷尺粗略测定它的质量，他进行了如下操作：首先将船平行于码头自由停泊，轻轻从船尾上船，走到船头停下，而后轻轻下船用卷尺测出船后退的距离d，然后用卷尺测出船长l已知他的自身质量为m，水的阻力不计，船的质量为()a. b. c. d. 【答案】a【解析】【详解】设人走动时船的速度大小为v，人的速度大小为v，人从船尾走到船头所用时间为t取船的速度为正方向则，；根据动量守恒定律：mv-mv=0，则得： ，解得船的质量： ,故选a9.如图所示，质量为m = 245 g的物块（可视为质点）放在质量为m = 0.5 kg的木板左端，足够长的木板静止在光滑水平面上，物块与木板间的动摩擦因数为 = 0.4，质量为 m0 = 5 g的子弹以速度v0 = 300 m/s沿水平方向射入物块并留在其中（时间极短），g = 10 m/s2，则在整个过程中a. 物块和木板组成的系统动量守恒b. 子弹的末动量大小为0.01kgm/sc. 子弹对物块的冲量大小为0.49nsd. 物块相对木板滑行的时间为1s【答案】bd【解析】【详解】a子弹进入木块的过程中，物块和木板的动量都增大，所以物块和木板组成的系统动量不守恒故a错误；b选取向右为正方向，子弹打入木块过程，由动量守恒定律可得：m0v0=（m0+m）v1木块在木板上滑动过程，由动量守恒定律可得：（m0+m）v1=（m0+m+m）v2联立可得：所以子弹的末动量：pm0v2510320.01kgm/s故b正确；c由动量定理可得子弹受到的冲量：ippp00.01 kgm/s 5103300 kgm/s1.49kgm/s=1.49ns子弹与物块作用力的时间相等，相互作用力大小始终相等，而方向相反，所以子弹对物块的冲量大小也是1.49ns故c错误；d对子弹木块整体，由动量定理得：-（m0+m）gt=（m0+m）（v2-v1）由式可得，物块相对于木板滑行的时间 故d正确10.如图所示，可视为质点的小球以初速度v0从光滑斜面底端向上滑，恰能到达高度为h的斜面顶端。下图中有四种运动:a图中小球滑入轨道半径等于的光滑管道；b图中小球系在半径大于而小于h的轻绳下端；c图中小球滑入半径大于h的光滑轨道；d图中小球固定在长为的轻杆下端。在这四种情况中，小球在最低点的水平初速度都为v0不计空气阻力，小球不能到达高度h的是a. ab. bc. cd. d【答案】b【解析】【详解】a图a中小球到达最高点的速度可以为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh+0则h=h故a不符合题意。b绳球模型中，小球在最高点的速度不可能为零，故小球不可能到达h高的位置，否则机械能增加了，矛盾，故b符合题意；c图c中小球到达最高点的速度可以为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh+0则h=h故c不符合题意；d杆模型中，小球到达最高点的速度可以为零，根据机械能守恒定律得，mgh+0=mgh+0则h=h故d不符合题意；11.某同学欲运用牛顿第二定律测量滑块的质量m，其实验装置如图甲所示，设计的实验步骤为：（1）调整长木板倾角，当钩码的质量为m0时滑块恰好沿木板向下做匀速运动；（2）保持木板倾角不变，撤去钩码m0，将滑块移近打点计时器，然后释放滑块，滑块沿木板向下做匀加速直线运动，并打出点迹清晰的纸带如图乙所示(打点计时器的工作频率为50hz)请回答下列问题：打点计时器在打下d点时滑块的速度vd=_m/s；(结果保留3位有效数字)滑块做匀加速直线运动的加速度a=_m/s2；(结果保留3位有效数字)滑块质量m=_(用字母a、m0和当地重力加速度g表示)（3）保持木板倾角不变，挂上质量为m(均小于m0)的钩码，滑块沿木板向下匀加速运动，测出滑块的加速度；多次改变钩码的质量，分别求出相应的加速度（4）若绳拉力与所挂钩码的重力大小相等，作出amg图象如图丙所示，则由图丙可求得滑块的质量m=_kg(取g=10m/s2，结果保留3位有效数字)【答案】；， ；（4）【解析】试题分析：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，可以求出打纸带上d点时小车的瞬时速度大小；根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小；当取下细绳和钩码时，由于滑块所受其它力不变，因此其合外力与撤掉钩码的重力等大反向；根据牛顿第二定律有mg=ma，由此可解得滑块的质量从图乙中可知，（2）相邻计数点间的时间间隔为，根据匀变速直线运动过程中的中间时刻速度推论可得， 根据逐差法可得，联立即得滑块做匀速运动时受力平衡作用，由平衡条件得，撤去时滑块做匀加速直线运动时，受到的合外力，由牛顿第二定律得，解得（4）滑块做匀速运动时受力平衡作用，由平衡条件得，挂上质量为m的钩码时滑块沿木板向下做匀加速直线运动，受到的合外力为，由牛顿第二定律得，解得，由图丙所示图象可知，解得m=0.200kg12.如图所示，在光滑水平面上，木块a的质量，木块b的质量，质量的木块c置于足够长的木块b上，b、c之间用一轻弹簧相拴接并且接触面光滑开始时b、c静止，a以的初速度向右运动，与b碰撞后b的速度为3.5 ms，碰撞时间极短求：a、b碰撞后a的速度弹簧第一次恢复原长时c的速度【答案】-4m/s 【解析】【详解】因碰撞时间极短，a、b碰撞时，c的速度为零，规定a的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得，解得，代入数据解得，方向与a的初速度方向相反第一次恢复原长，弹簧的弹性势能为零，设此时b的速度为，c的速度为，由动量守恒定律得由机械能守恒定律得，得代入数据解得13.如图所示，一工件置于水平地面上，其ab段为一半径m的光滑圆弧轨道，bc段为一长度m的粗糙水平轨道，二者相切与b点，整个轨道位于同一竖直平面内，p点为圆弧轨道上的一个确定点一可视为质点的物块，其质量kg，与bc间的动摩擦因数工件质量m=0.8kg，与地面间的动摩擦因数（取m/s2）（1）若工件固定，将物块由p点无初速度释放，滑至c点时恰好静止，求p、c两点间的高度差h；（2）若将一水平恒力f作用于工件，使物体在p点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动求f的大小；当速度时，使工件立刻停止运动（即不考虑减