黑龙江省届高三物理月考试题.docx
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黑龙江省届高三物理月考试题
黑龙江省2020届高三物理9月月考试题
时间:
90分钟满分:
110分
一、选择题(本题共15小题,共45分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一项符合题目要求,有的小题有多项符合题目要求。
全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
1.水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的摩擦因数为μ(0<μ<1)。
现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动。
设F的方向与水平面夹角为θ,如图,在θ从0逐渐增大到90º的过程中,木箱的速度保持不变,则
A.F先减小后增大B.F一直增大
C.F的功率减小D.F的功率不变
2.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,方向与初速度相反,如图所示.重力加速度为g,在这一运动过程中,下列说法中正确的是
A.风对物体做的功为零B.风对物体做负功
C.物体机械能减少
D.风对物体的冲量大小大于2mv0
3.2019年春节档,科幻电影《流浪地球》红遍大江南北。
电影讲述的是太阳即将毁灭,人类在地球上建造出巨大的推进器,使地球经历停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段,最后成为新恒星(比邻星)的一颗行星的故事。
假设几千年后地球流浪成功,成为比邻星的一颗行星,设比邻星的质量为太阳质量的1/8,地球质量在流浪过程中损失了1/5,地球绕比邻星运行的轨道半径为地球绕太阳运行轨道半径的1/2,则下列说法正确的是
A.地球绕比邻星运行的公转周期和绕太阳的公转周期相同
B.地球绕比邻星运行的向心加速度是绕太阳运行时向心加速度的2/5
C.地球与比邻星间的万有引力为地球与太阳间万有引力的1/10
D.地球绕比邻星运行的动能是绕太阳运行时动能的1/10
4.如图所示,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角并与横杆固定,下端连接一小铁球,横杆右边用一根轻质细线吊一小铁球,当小车向右做加速运动时,细线保持与竖直方向成α角,若θ<α,则下列说法正确的是
A.轻杆对小球的弹力方向与细线平行B.轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上
C.轻杆对小球的弹力方向既不与细线平行也不沿着轻杆方向
D.此时小车向右做加速运动的加速度大小为gtanθ
5.某工地上,工人将放在地面上一重10N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0~5m过程的图线为曲线,5m~15m过程的图线为直线。
根据图象可知
A.0~5m过程中箱子所受的拉力逐渐减小B.0~15m过程中箱子的动能一直增加
C.在位移为15m时,拉力F=20ND.在位移为15m时,拉力F=10N
6.有一条捕鱼小船停靠在湖边码头,小船(一吨左右)又窄又长.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:
首先将船平行码头自由停泊,轻轻从船尾上船,走到船头后停下来,而后轻轻下船,用卷尺测出船后退的距离为d,然后用卷尺测出船长为L,已知他自身的质量为m,则船的质量M为
A.
B.m(L-d)/dC.m(L+d)/dD.
7.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,
弹簧一端固定于圆心O点,另一端与小球拴接.已知弹簧的劲度系数k=
,原长L=2R,弹簧始终处于弹性限度内,若给小球一水平初速度v0,已知重力加速度为g则有
A.当v0较小时,小球可能会离开圆轨道B.若
,则小球会在B、D间脱离圆轨道 C.只要v0> ,小球就能做完整的圆周运动 D.只要小球能做完整的圆周运动,则小球与轨道间最大压力与最小压力之差与v0无关 8.如图所示,在水平圆盘上放有质量分别为m、m、2m的可视为质点的三个物体A、B、C,圆盘可绕垂直圆盘的中心轴转动.三个物体与圆盘的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.三个物体与轴O共线且OA=OB=BC=r=0.2m,现将三个物体用轻质细线相连,保持细线伸直且恰无张力.若圆盘从静止开始转动,且角速度ω缓慢增大,已知重力加速度为g=10m/s2,则对于这个过程,下列 说法正确的是 A.A、B两个物体同时达到最大静摩擦力 B.B、C两个物体的静摩擦力先增大后不变 C.当rad/s时A、B、C整体会发生滑动 D.当时,在ω增大的过程中B、C间细线的拉力不断增大 9.如图所示,水平传送带以v=2m/s的速率匀速运行,上方漏斗每秒将40kg的煤粉竖直放到传送带上,然后一起随传送带匀速运动.如果要使传送带保持原来的速率匀速运行,则电动机应增加的功率为 A.80WB.160WC.400WD.800W 10.如图所示,B球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,竖直平台与轨迹相切且高度为R,当B球运动到切点时,在切点的正上方的A球水平飞出,速度大小为 ,g为重力加速度大小,要使B球运动一周内与A球相遇,则B球的速度大小为 A. B. C.π D.2π 11.如图所示,在距水平地面高为0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一光滑定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右侧,杆上套有一质量m=2kg的滑块A.半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道竖直固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B.用一条不可伸长的柔软轻细绳,通过定滑轮将A、B连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,A、B均可看成质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块A一个水平向右的恒力F=50N(取g=10m/s2).则 A.把小球B从地面拉到P点的正下方C处时力F做的功为20J B.小球B运动到P点正下方C处时的速度为0 C.小球B被拉到与滑块A速度大小相等时,离地面高度为0.225m D.把小球B从地面拉到P的正下方C处时,小球B的机械能增加了20J 12.在一水平向右匀速运动的长传送带的左端A点,每隔相同的时间轻放上一个相同的工件。 经测量,发现前面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离均为L。 已知传送带的速率恒为v,工件与传送带间动摩擦因数为μ,工件质量为m,重力加速度为g,则下列说法正确的是 A.工件在传送带上加速运动的时间一定等于2L/vB.传送带对每个工件做的功为mv2/2 C.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量一定等于μmgL D.传送带因传送每一个工件而多消耗的能量为mv2 13.如图所示,一倾角为α的固定斜面下端固定一挡板,一劲度系数为k的轻弹簧下端固定在挡板上。 现将一质量为m的小物块从斜面上离弹簧上端距离为s处由静止释放,已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ,物块下滑过程中的最大动能为Ekm,则小物块从释放到运动至最低点的过程中,下列说法中正确的是 A.物块刚与弹簧接触的瞬间动能最大B.物块的最大动能等于重力与摩擦力对物块做功之和 C.弹簧的最大弹性势能等于整个过程中重力与摩擦力对物块做功之和 D.若将物块从离弹簧上端2s的斜面处由静止释放,则下滑过程中物块的最大动能小于2Ekm 14.如图所示,轻弹簧一端固定在O1点,另一端系一小球,小球穿在固定于竖直面内、圆心为O2的光滑圆环上,O1在O2的正上方,C是O1O2的连线和圆环的交点,将小球从圆环上的A点无初速度释放后,发现小球通过了C点,最终在A、B之间做往复运动.已知小球在A点时弹簧被拉长,在C点时弹簧被压缩,则下列判断正确的是 A.弹簧在A点的伸长量一定大于弹簧在C点的压缩量 B.小球从A至C一直做加速运动,从C至B一直做减速运动 C.弹簧处于原长时,小球的速度最大D.小球机械能最大的位置有两处 15.如图甲所示,竖直光滑杆固定不动,套在杆上的轻质弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h0=0.1m处,滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块,通过传感器测量滑块的速度和离地高度h并作出滑块的Ek-h图象如图乙所示,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线,其余部分为曲线,以地面为零势能面,取g=10m/s2,由图象可知 A.滑块的质量为0.1kgB.轻弹簧原长为0.2m C.弹簧最大弹性势能为0.5JD.滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4J 二、实验题(本题共2小题,共24分) 16.为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图甲所示的实验装置.其中带滑轮的小车的质量为M,砂和砂桶的质量为m.(滑轮质量不计) (1)实验时,一定要进行的操作是________. A.用天平测出砂和砂桶的质量 B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力 C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计示数 D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带 E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M (2)该同学在实验中得到如图乙所示的一条纸带(两相邻计数点间还有四个点),测得: x1=1.40cm,x2=1.90cm,x3=2.38cm,x4=2.88cm,x5=3.39cm,x6=3.87cm.那么打下3点时小车的瞬时速度的大小是________m/s,小车加速度的大小是________m/s2.已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电(结果保留两位有效数字). (3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,作出的a-F图象是一条直线,如图丙所示,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________. A.2tanθB. C.kD. 17.某同学利用图示装置来验证机械能守恒定律.A、B是质量均为m的小物块,C是质量为M的重物,A、B间由轻弹簧相连,A、C间由轻质细绳相连.在物块B下放置一压力传感器,重物C下放置一速度传感器,压力传感器与速度传感器相连.整个实验中弹簧均处于弹性限度内,重力加速度大小为g.实验操作如下: a.开始时,系统在一外力作用下保持静止,细绳拉直但张力为零.现释放C,使其向下运动,当压力传感器示数为零时,速度传感器测出C的速度为v. b.在实验中保持A、B质量不变,改变C的质量M,多次重复步骤a.回答下列问题: (1)该实验中,M和m大小关系必满足M________m(选填“小于”、“等于”或“大于”). (2)为便于研究速度v与质量M的关系,每次测C的速度时,C已下降的高度应________(选填“相同”或“不同”). (3)根据所测数据,为更直观地验证机械能守恒定律,应作出________(选填“v2-M”、“v2- ”或“v2- ”)图线. (4)根据(3)中的图线,若图线在纵轴上的截距为b,则弹簧的劲度系数为________(用题给的已知量表示). 三、论述计算题: (本大题共3小题,共41分,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须写出数值和单位) 18.如图是一架小型四旋翼无人机,它是一种能够垂直起降的遥控飞行器,具有体积小、使用灵活、飞行高度低、机动性强等优点.现进行试验: 无人机从地面由静止开始以额定功率竖直向上起飞,经t=20s上升到h=47m,速度达到v=6m/s之后,不断调整功率继续上升,最终悬停在高H=108m处.已知无人机的质量m=4kg,无论动力是否启动,无人机上升、下降过程中均受空气阻力,且大小恒为f=4N,取g=10m/s2. (1)求无人机的额定功率; (2)当悬停在H高处时,突然关闭动力设备,无人机由静止开始竖直坠落,2s末启动动力设备,无人机立即获得向上的恒力F,使其到达地面时速度恰好为0,则F是多大? 19.某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示,光滑轨道中间部分水平,右侧为位于竖直平面内半径为R的半圆,在最低点与直轨道相切.5个大小相同、质量不等的小球并列静置于水平部分,球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为0、1、2、3、4,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为k(k<1).将0号球向左拉至左侧轨道距水平高h处,然后由静止释放,使其与1号球碰撞,1号球再与2号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰(不计空气阻力,小球可视为质点,重力加速度为g). (1)0号球与1号球碰撞后,1号球的速度大小v1; (2)若已知h=0.1m,R=0.64m,要使4号球碰撞后能过右侧轨道的最高点,问k值为多少? 20.如图所示,质量M=1kg的木板静置于倾角为37°的足够长的固定斜面上的某个位置,质量m=1kg、可视为质点的小物块以初速度v0=5m/s从木板的下端冲上木板,同时在木板上端施加一个沿斜面向上的外力F=14N,使木板从静止开始运动,当小物块与木板共速时,撤去该外力,最终小物块从木板的下端滑出.已知小物块与木板之间的动摩擦因数为0.25,木板与斜面之间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求: (1)物块和木板共速前,物块和木板的加速度; (2)木板的最小长度; (3)物块在木板上运动的总时间. 1.AC2BD3A4A5AD6B7CD8BCD9B10AB11ACD12BD13CD14AD15BC 16. (1)BCD (2)0.260.50(3)D 解析: (1)本实验中拉力可以由弹簧测力计测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使砂和砂桶的质量远小于小车的质量,A、E错误;弹簧测力计测出拉力,从而得到小车受到的合外力,故需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,B正确;打点计时器使用时,先接通电源,再释放小车,该实验探究质量一定时加速度与力的关系,要记录弹簧测力计的示数,C正确;改变砂和砂桶质量,即改变拉力的大小,打出几条纸带,研究加速度随力的变化关系,D正确. (2)两相邻计数点间还有四个点,则相邻两计数点间的时间间隔T=0.02×5s=0.1s;打下3点时小车的瞬时速度的大小v=x3+x42T=(2.38+2.882×0.1m/s≈0.26m/s;由匀变速直线运动的推论可知,小车加速度的大小a=(x4+x5+x69T2,代入数据可解得a=0.50m/s2.(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,故k=aF,由牛顿第二定律F合=Ma得,小车的质量为M=F合a=2Fa=2k,故选D. 17. (1)大于 (2)相同(3)v2-1M+m(4)4mg2b 解析: (1)实验过程中需要测定压力传感器示数为零时,C向下运动的速度v,所以必须满足M>m. (2)因刚开始时弹簧被压缩,弹力大小为mg,而压力传感器示数为零时,弹簧被拉伸,弹力大小仍为mg,弹簧的形变量x=mgk+mgk=2mgk,不论C的质量如何,测C的速度时,C已下降的高度相同,为2mgk.(3)弹性势能在始末状态相同,为此只需验证12(m+M)v2=(M-m)gx,化简得v2=-4mgx·1M+m+2gx,所以应作v2-1M+m图线.(4)由题意知b=2gx,而mg=kx2,联立得k=4mg2b. 18. (1)107W (2)43.2N 解析: (1)无人机以额定功率向上运动时,由动能定理可得: Pt-(mg+f)h=12mv2解得P=107W (2)关闭动力设备后,无人机加速下落,设下落的加速度为a1,由牛顿第二定律可得mg-f=ma1 经过2s后,由运动学规律可得,速度v1=a1t1 下落高度h1=12a1t21 启动动力设备后,无人机减速下降,设加速度为a2,由运动学规律和牛顿运动定律可得0-v21=2a2(H-h1) mg-F-f=ma2 联立解得F=43.2N 19. (1) (2) (3) 解析: (1)C受力平衡有 ,解得 (2)C对B的压力的竖直分力始终为 C恰好降落到地面时,B受C的压力的水平分力最大,为 B受地面的摩擦力 ,解得 (3)C下降的高度 A的位移 摩擦力做的功 对系统,根据动能定理有 解得 20. (1)0号球碰前速度为v0,由机械能守恒定律得: m0gh= m0v02,碰撞过程系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律的: m0v0=m0v0′+m1v1, 由机械能守恒定律得: m0v02= m0v0′2+ m1v12,解得: v1= v0= v0= , (2)同理可得: v2= v1,…v4= v3,解得: v4=( )4v0, 4号球从最低点到最高点过程,由机械能守恒定律得: 1 m4v42= m4v2+m4g•2R,4号球在最高点: m4 ≥m4g,解得: k≤ ﹣1. 21. (1)见解析 (2)6148m(3)6196s 解析: (1)物块与木板共速前,对物块分析有mgsinθ+μ1mgcosθ=ma1,得a1=8m/s2,方向沿斜面向下,物块减速上滑; 对木板分析有F+μ1mgcosθ-Mgsinθ-μ2(m+M)gcosθ=Ma2, 得a2=2m/s2,方向沿斜面向上,木板加速上滑. (2)物块与木板共速时有v共=v0-a1t1,v共=a2t1, 代入数据解得t1=0.5s,v共=1m/s, 共速时物块与木板的相对位移 Δx1=v0t1-12a1t21-12a2t21=1.25m, 撤掉F后,物块相对于木板上滑,加速度大小仍为a1=8m/s2,物块减速上滑, 对木板有 Mgsinθ+μ2(M+m)gcosθ-μ1mgcosθ=Ma′2, 则a′2=12m/s2,方向沿斜面向下,木板减速上滑. 由于Mgsinθ一μ1mgcosθ<μ2(M+m)gcosθ, 则木板速度减为零后,物块在木板上滑动时,木板保持静止, 经过t2=112s,木板停止,经过t′2=18s,物块速度减为零, 此过程,物块和木板的相对位移Δx2=v共2t′2-v共2t2=148m, 故木板的最小长度Lmin=Δx1+Δx2=6148m. (3)物块在木板上下滑时,木板静止不动, 物块的加速度a′1=gsinθ-μ1gcosθ=4m/s2, Lmin=12a′1t23,得t3=6196s, 物块在木板上运动的总时间t=t1+t′2+t3=6196s.
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- 黑龙江省 届高三 物理 月考 试题