湖北省黄冈市黄州区一中2020届高三物理第三次月考试题新人教版

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湖北省黄冈市黄州区一中2020届高三物理第三次月考试题新人教版 ‎ 一.选择题（每小题5分，共50分，每小题有一个或多个正确选项）‎ ‎1．如图为某原先静止的物体受合外力与受力后位移的关系图，则从图可知（　　）‎ Ａ.该物体至位移时的速度最小 B.该物体至位移时的加速度最大 C.该物体在处力F的功率大于物体在s2处的功率 D.该物体至位移为时的速度最大 解析：物体受到的拉力F的方向没变，力一直对物体做正功，图线与位移轴围成的面积表示做功的多少，由动能定理物体在s2处速度最大；力F做功的功率由速度与力的大小两个因素决定，所以无法判断s1、s2处功率的大小，知D正确。由牛顿第二定律知B正确。‎ 答案B ‎2．如图所示，质量相等的甲、乙两物体开始时分别位于同一水平线上的A、B两点．当甲物体被水平抛出的同时，乙物体开始自由下落．曲线AC为甲物体的运动轨迹，直线BC为乙物体的运动轨迹，两轨迹相交于C点，空气阻力忽略不计．则两物体 A．运动过程中重力冲量大小不相等 B．两物体的速度改变量总是相等 C．在C点时具有的机械能相等 D．在C点时重力的瞬时功率相等 解析：两物体在竖直方向做自由落体运动，下落时间相等，利用动量定理有mgt=Dmu ‎，知A错误B正确；物体甲有初动能，所以甲的机械能大于乙的机械能，C错误；在C点两物体的竖直速度相等，由P=Fucosq知重力功率相等，D正确。‎ 答案：BD ‎3．如图所示，大小相同、质量不等的三个小球A、B、C沿一条直线自左向右排列在光滑的水平面上。设向右的方向为正方向，未碰撞前三个小球A、B、C的动量分别为PA=‎8kg×m/s，PB=‎-13 kg×m/s， PC= ‎-5kg×m/s。在三个小球相互碰撞过程中，A、B两个小球受到的冲量分别为IA=-9N×s，IB= 1N×s，则碰撞过程中C球受的冲量IC与碰撞后的动量PC¢为（ ）‎ A．IC=10N×s， PC¢=‎5kg×m/s B．IC=-8N×s， PC¢=‎5kg×m/s C．IC=8N×s， PC¢=‎3kg×m/s D．IC=1N×s， PC¢=‎3kg×m/s 解析：以A、B、C三个球为系统，其动量守恒，三个小球相互作用的力为内力其冲量的矢量和为零，即：IC+IB+IC=0，知C球受到的冲量为IC=-8N×s，碰撞后A球动量为-1 kg×m/s，B球的动量为-12 kg×m/s根据碰撞前后动量守恒知碰撞后C球动量为PC¢=3kg×m/s。‎ 答案：C ‎4.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．在时间内，外力做正功 B．在时间内，外力的功率逐渐增大 C．在时刻，外力的功率最大 D．在时间内，外力做的总功为零 解析： 0～t1和t2～t3时间内，质点作加速运动，外力做正功，故选项A正确；t1～t3时间内，动能变化为零，外力的总功为零，故选项D正确；0～t1时间内，由图看速度大小变化和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，根据P=Fv可以得出外力的功率先减小后增大，故选项B错误；t2时刻，速率为零，此时外力的功率为零，选项C错误。‎ 答案：选AD B A ‎5．如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B位置）。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是：‎ A．运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零 B．在这个过程中，运动员的动能一直在减小 C．在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加 D．在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功 解析：运动员下降过程中运动员受到重力和弹板支持力的作用，先加速度下降，当支持力等于重力时速度最大，此后运动员做减速运动，在最低处速度为零，加速度竖直向上，运动员合外力不为零，运动员动能先增加后减小，AB错误；弹板形变不断增大，所以弹性势能不断增大，C正确，在最低点运动员速度为零，重力势能全部转化为板的弹性势能，D正确。‎ 答案CD ‎6．如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F 拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上 移动。在移动过程中，下列说法正确的是 A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和 B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和 C．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能 D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和 解析：力F对物体做功使物体机械能增加量，并克服摩擦力做功转化为内能，即动能增加量、重力势能增加量与摩擦生的热之和，D正确，重力做功量度重力势能的改变，C正确。‎ 答案：CD ‎7．如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为m、‎2m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长，且物体A与地面的距离为h，物体B静止在地面上。放手后物体A下落，与地面即将接触时速度为v，此时物体B对地面恰好无压力。若在物体A下落的过程中弹簧始终处于弹性限度内，则下列说法不正确的是（　　）‎ A．下落过程中物体A的机械能守恒 B．整个过程中物体A重力势能的减小量等于弹簧的弹性势能增加量 C．弹簧的最大弹性势能等于mgh－mv2‎ D．弹簧对物体A拉力的瞬时功率大小为2mgv 解析：下落过程中物体A与弹簧系统机械能守恒，而物体A的机械能有一部分转化为弹簧的势能，一部分转化为动能，所以物体A机械能不守恒，A错误B正确，根据机械能守恒定律知：mgh=EP+mu2/2，C正确；接触在面瞬间，弹簧的弹力等于物体B的重力，所以弹力对物体A做功功率P=mgu，D正确。‎ 答案：A ‎8．2020年10月24日，中首枚绕月探测卫星“嫦娥一号”顺利升空，24日18时29分，运载火箭“长征三号甲”与“嫦娥一号”卫星实施了“星箭分离”。此次首次采用爆炸技术分离星箭，并使卫星进入预定轨道运行。为了保证分离时卫星不致于因爆炸受到过大冲击力而损坏，分离前关闭了火箭发动机，利用“星箭分离冲出传感器”测量和控制爆炸作用力的大小。星箭分离后瞬间火箭仍沿原方向飞行，关于星箭分离，下列说法正确的是（ ）‎ A．爆炸瞬间，系统的总动能增大，总动量增大 B．爆炸瞬间，卫星的动量增大，火箭的动量减小，系统动量守恒 C．星箭分离时火箭的速度越小，嫦娥一号卫星获得的动能就越大 D．星箭分离时火箭的速度越大，嫦娥一号卫星获得的动能就越大 解析：爆炸时，化学能转化为动能，系统总动量增大，此时爆炸力远大于万有引力，动量守恒；分离时火箭速度越小反映所受冲量越大，由牛顿第三定律知，卫星所受冲量也越大，动能就越大，则其速度越大。‎ 答案：BC ‎9．如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度，则（ ）‎ A． 小木块和木箱最终都将静止 B． 小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动 C． 小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动 D． 如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动 解析：本题以木箱与小木块相互作用为背景，考查动量守恒定律明确木箱与小木块之间的相互作用，因为滑动摩擦力做功，使动能转化为内能，所以小木块最终将相对木箱静止。因系统受合外力为零，根据系统动量守恒可知最终两个物体以相同的速度一起向右运动，故B正确。‎ 选B。‎ ‎10．在真空中的光滑水平绝缘面上有一带电小滑块。开始时滑块静止。若在滑块所在空间加一水平匀强电场E1，持续一段时间后立刻换成与E1相反方向的匀强电场E2。当电场E2与电场E1持续时间相同时，滑块恰好回到初始位置，且具有动能Ek。在上述过程中，E1对滑块的电场力做功为W1，冲量大小为I1；E2对滑块的电场力做功为W2，冲量大小为 I2。则（ ）‎ A.I1=I2 B.4I1=I2‎ C.W1=0.25Ek，W2=0.75Ek D.W1=0.20Ek，W2=0.80Ek 解析：由题可知E1作用时间段内与E2作用时间段内滑块的平均速度相等。设E1作用时间末滑块速度为v，E2作用时间末滑块速度为v2，则=解得：v2=2v。由动能定理：W1=mv2，因Ek=m（2v）2，所以W1=Ek W2=m（2v）2-mv2=Ek 由动量定理，I1=mv，I2=m×2v-m（-v）=3mv，所以I2=3I1，故C正确。‎ 答案：C ‎10．‎ 二．实验题 ‎11．（8分）用如图所示的装置验证碰撞中的动量守恒，图中MN是一个竖直放置的木板，木板上依次固定有白纸和复写纸，实验步骤如下：‎ A、用天平测量小球A、B的质量分别为m1、m2；‎ B、先不放小球B，让小球A从斜槽上某一位置 ‎　　　 由静止释放，撞到复写纸上的D点；‎ C、在斜槽末端放置小球B，从B球球心等高处 ‎　　　 向竖直板作垂线BO，在白纸上描出O点位置；‎ D、记小球A仍从槽面上同一位置由静止释放，碰撞后小球A、B分别撞到复写纸上的E、C两点；‎ E、用刻度尺测量出OC、OD、OE的长度。‎ ‎　 （1）小球A、B质量关系为m1　　　　m2（填“＝”、“＞”或“＜”）；‎ ‎　 （2）如果等式　　　　　　　　　　　　　　　　　　成立，则碰撞过程动量守恒；‎ ‎　 （3）请你写出一条减少实验误差的建议　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。‎ 解析：小球水平位移相等，由水平速度表达式为u，然后验证P0=P1+P2，即：‎ 答案：（1）“＞”；　 （2）‎ ‎（3）①保证斜槽末端水平 ‎②木板平面垂直于小球运动的平面 ‎③多次释放A球，找平均落点 ‎12．（9分）某实验小组利用气垫道轨和光电门设计了一个利用动力学方法测量物体质量并验证机械能守恒定律的实验方案。‎ 按如图所示安装好实验设施，气垫道轨道水平放置，在其左、右适当位置各固定一个光电传感器，传感器和显示终端计算机相连，滑块通过一轻质细线沿水平方向绕过一光滑的定滑轮，细线另一端挂一个待测量质的物体P，滑块上有一个挡光条，其宽度为d，若光线被挡光条挡住，光电传感器会输出一个高电压，高电压的宽度表示挡光的时间Dt，已知当地重力加速度为g。‎ ‎（1）将滑块放在气垫道轨上，并控制使之静止。接通电源，使气垫道轨工作，放开滑块，计算机显示屏上得到如图乙所示的电压—时间图象。已知滑块连同挡光条的总质量为M，现要测量被吊着物体P的质量，除了要知道挡光条的宽度d、两次挡光时间Dt1和Dt2，滑块的质量M、还需要测量的物理量是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿（用文字说明物理意义）；‎ ‎(2)若用m表示物体P的质量，要验证系统M和m的机械能守恒，其验证表达式为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。‎ 解析：（1）两光电传感器之间的距离L；‎ ‎（2）‎ 解析：（1）先利用光电传感器测出滑块过传感器时的平均速度，用此速度替代瞬时速度，然后利用运动学位移-速度公式表示加速度a；先以滑块为对象，有：绳子的拉力为F=Ma，然后对钩码有：mg-F=ma，可得出m值；钩码重力势能转化为系统的动能。‎ 三．计算题（请写出主要的解题步骤与依据，有数值的标明单位）‎ ‎13．（10分）如图所示，水平地面上一轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端通过滑块压缩‎0.4m锁定。t=0时解除锁定释放滑块。计算机通过滑块的传感器描绘出滑块的速度-时间图象如图所示，其中a点表是滑块运动过程中的最大速度ua=‎2m/s， bc段为直线，已知滑块质量m=‎2.0kg，重力加速度g=‎10m/s2。求：‎ ‎（1）滑块与地面之间的动摩擦因数；‎ ‎（2）弹簧的最大弹性势能EPm；‎ ‎（3）从开始到滑块分离过程弹簧弹力对物体的冲量。‎ 解答：(1)从图象上知bc段对应滑块脱离弹簧后的运动，滑块的加速度大小为：‎ a1=Du/Dt=‎6m/s2；‎ 由牛顿第二定律知：mmg=ma1，解得：m=0.6‎ ‎（2）0.2s内弹簧恢复原长，滑块位移为s1=0.4m；设弹簧对滑块做功为W，由动能定理知：‎ W-mmgs=mu2/2 得W=15.24J 即EPm=15.24J ‎（3）由动量定理知：I弹-mmgt=mub，其中时间t=0.2s，代入数据得：‎ 弹力冲量为：I弹=4.8N×S ‎14．（12分）某日有雾的清晨，一艘质量为m=500t的轮船，从某码头由静止起航做直线运动，并保持发动机的输出功率等于额定功率不变，经t0=10min后，达到最大行驶速度vm=‎20m/s，雾也恰好散开，此时船长突然发现航线正前方s0=‎480m处，有一只拖网渔船以v=‎5m/s的速度沿垂直航线方向匀速运动，且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上，轮船船长立即下令采取制动措施，附加了制动力F=1.0×105N,结果渔船的拖网刚好越过轮船的航线时，轮船也刚好从该点通过，从而避免了事故的发生，已知渔船连拖网共长L=‎200m。求：‎ ‎（1）轮船减速时的加速度a多大？‎ ‎（2）轮船的额定功率p多大？‎ ‎（3）发现渔船时，轮船已离开码头多远？‎ 解答：（1）减速运动的时间： ①‍‍‎ 由运动学公式有 ②‍‍‎ 由①②式解得加速度 ③‍‍‎ ‎(2)轮船做减速运动时： ④‍‍‎ 由③④式解得 ⑤‍‍‎ 所以⑥‍‍‎ ‎(3) 由动能定理得 ⑦‍‍‎ 由⑤⑥⑦式解得 ⑧‍‍‎ ‎15．（15分）杂技“空中飞人”‎ 是一种高难度项目，如图甲所示。我们可以进行如下建模：如图乙所示一对杂技演员（都视为质点）乘秋千（秋千绳处于水平位置）从A点由静止出发绕O点下摆，当摆到最低点B时，女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出，然后自己刚好能回到高处A。求男演员落地点C与O点的水平距离s。已知男演员质量m1和女演员质量m2之比m1：m2=2，秋千的质量不计，秋千的摆长为R，C点比A点低5R。‎ 解析：设分离前男女演员在秋千最低点B的速度为v0，由机械能守恒定律，‎ 设刚分离时男演员速度的大小为v1，方向与v0相同；女演员速度的大小为v2，方向与v0相反，由动量守恒，分离后，男演员做平抛运动，设男演员从被推出到落在C点所需的时间为t，根据题给条件，由运动学规律，‎ ‎，根据题给条件，女演员刚好回A点，由机械能守恒定律，，‎ 已知m1=‎2m2‎，由以上各式可得x=8R.‎ ‎16．（16分）质量、长度、电量×10‎-5C的导体板A在绝缘水平面上，质量可视为质点的绝缘物块B在导体板A上的左端，开始时A、B保持相对静止一起向右滑动，当它们的速度减小到时，立即施加一个方向水平向左、场强大小E=1.0×105N/C的匀强电场，此时A的右端竖直绝缘档板的距离为S，此后A、B始终处在匀强电场中，如图所示。假定A与挡板碰撞时间极短且无机械能损失，A与B之间（动摩擦因数）及A与地面之间（动摩擦因数）最大静摩擦力均可认为等于其滑动摩擦力，g取‎10m/s2。试求要使B不从A上滑下，S应满足的条件。‎ 解答：‎ 设B受到的最大静摩擦力为，则 设A受到的滑动摩擦力为，则 施加电场后，设A、B以相同的加速度向右做匀减速运动，加速度大小为，由牛顿第二定律 ‎ 解得 ‎ 设B受到摩擦力为，由牛顿第二定律得 解得 由于，所以电场作用后，A、B仍保持相对静止以相同加速度向右减速运动 A与挡板碰前瞬间，设A、B向右的共同速度为 A与挡板碰后，以A、B系统为研究对象 故A、B系统动量守恒，设A、B向左共同速度为，规定向左正方向 设该过程中，B相对于A向右的位称移为S1，A向左的位移为S2由系统功能关系 ‎ A、B达到共同速度后做匀速运动。要使B不从A上滑下，S1 ‎