河北省大名县第一中学2020届高三9月月考物理试题（清北班一）（带答案）.doc

绝密 启用前 高 三 物 理 考 试 考试范围（匀速直线运动、相互作用、牛顿运动定律、电学实验、选修 3-4） 总分：110 分 出题人：岳绍东 注意事项： 1 答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上 2 回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动， 用橡皮擦干净后，再选图其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题纸上。写在试卷 上无效。 3 考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回 第Ⅰ卷 （选择题 共 48 分） 选择题：本大题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分。在每小题给出 的四个选项中，第 1-8 小题只有一项符合题目要求；第 9-12 小题有 多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 0 分 1．甲、乙两车在同一水平道路上，一前一后相距 x＝4 m，乙车在前， 甲车在后，某时刻两车同时开始运动，两车运动的 x－t 图象如图所 示，则下列表述正确的是 (　　)． A．乙车做曲线运动，甲车做直线运动 B．甲车先做匀减速运动，后做匀速运动 C．乙车的速度不断减小 D．两车相遇两次 2．甲、乙两个物体从同一地点沿同一方向做直线运动，其 v­t 图象如 图所示．关于两物体的运动情况，下列说法正确的是(　　) A．在 t＝1 s 时，甲、乙相遇 B．在 t＝2 s 时，甲、乙的运动方向均改变 C．在 t＝4 s 时，乙的加速度方向改变 D．在 t＝2 s 至 t＝6 s 内，甲相对乙做匀速直线运动 3．L 形木板 P(上表面光滑)放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板 上，另一端与置于木板上表面的滑块 Q 相连，如图所示．若 P、Q 一起沿 斜面匀速下滑，不计空气阻力．则木板 P 的受力个数为 (　　)． A．3 B．4 C．5 D．6 4. 如图所示，质量为 m 的球放在倾角为α的光滑斜面上，用挡板 AO 将球 挡住，使球处于静止状态，若挡板与斜面间的夹角为β，则(　　) A．当β＝30°时，挡板 AO 所受压力最小，最小值为 mgsinα B．当β＝60°时，挡板 AO 所受压力最小，最小值为 mgcosα C．当β＝60°时，挡板 AO 所受压力最小，最小值为 mgsinα D．当β＝90°时，挡板 AO 所受压力最小，最小值为 mgsinα 5. 三个质量均为 1 kg 的相同木块a、b、c 和两个劲度均为 500 N/m 的相 同轻弹簧 p、q 用轻绳连接如图所示，其中 a 放在光滑水平桌面上．开始 时 p 弹簧处于原长，木块都处于静止．现用水平力缓慢地向左拉 p 弹簧的左端，直到 c 木块刚好离开水平地面为止，g 取 10 m/s2.该过程 p 弹簧的左端向左移动的距离 是(　　) A. 4 cm　　　 B. 6 cm　　　 C. 8 cm　　　 D. 10 cm 6．如图所示，质量为 m 的球置于斜面上，被一个竖直挡板挡住．现 用一个力 F 拉斜面，使斜面在水平面上做加速度为 a 的匀加速直线 运动，忽略一切摩擦，以下说法中正确的是（ ） A．若加速度足够小，竖直挡板对球的弹力可能为零 B．若加速度足够大，斜面对球的弹力可能为零 C．斜面和挡板对球的弹力的合力等于 ma D．斜面对球不仅有弹力，而且该弹力是一个定值 7．如图所示，两个光滑金属球 a、b 置于一个桶形容器中， 两球的质量 ma>mb，对于图中的两种放置方式，下列说法正 确的是 (　　)． A．两种情况对于容器左壁的弹力大小相同 B．两种情况对于容器右壁的弹力大小相同 C．两种情况对于容器底部的弹力大小相同 D．两种情况两球之间的弹力大小相同 8 如图所示,在倾角为α=30°的光滑斜面上,有一根长为 L=0.8 m 的细绳,一端固定在 O 点,另一端系一质量为 m=0.2 kg 的小球,小 球沿斜面做圆周运动,若要小球能通过最高点 A,则小球在最低点 B 的最小速度是(　　) A.2 m/s B.2 m/s 　C.2 m/s D.2 m/s 9．如图所示，沿平直公路行驶的小车内有一倾角为θ＝37°的粗 糙固定斜面，上面放一物块，当小车做匀变速运动时物块与斜面 始终保持相对静止，若物块受到的摩擦力与支持力相等，则小 车的运动状态是(sin37°＝0.6，重力加速度为 g)(　　) A．向左做匀加速运动，加速度大小为 1 7g B．向左做匀减速运动，加速度大小为 1 7g C．向右做匀加速运动，加速度大小为 7g D．向右做匀减速运动，加速度大小为 7g 10．振动电机实际上是一个偏心轮，简化模型如图 4－3－17 甲所示，一轻杆一端固定在 O 点，另一端固定一小球，在竖直 平面内做半径为 R 的圆周运动．小球运动到最高点时，杆 与小球间弹力的大小为 N，小球在最高点的速度大小为 v，N－ v2 图象如图乙所示．下列说法正确的是 (　　)． A．小球的质量为 c bR B．当 v＜ b时，球对杆有向下的压力 C．若 v＜ b时，球对杆有向上的拉力 D．若 c＝2b，则此时杆对小球的弹力大小为 a 11．如图所示，质量为 m 的小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于小球的直径．某 同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动．已知重力 加速度为 g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间作用力大 小恰为 mg，则 (　　) A．该盒子做匀速圆周运动的周期等于 2π R g B．该盒子做匀速圆周运动的周期等于π 2R g C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于 2mg D．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小等于 3mg 12. “嫦娥三号”探月卫星计划于 2013 年下半年在西昌卫星发射中心发射，将实现“落月” 的新阶段．“嫦娥三号”探月卫星到了月球附近，以速度 v 接近月球表面匀速飞行，测出它的 运行周期为 T，已知引力常量为 G，不计周围其他天体的影响，则下列说法正确的是(　　) A. “嫦娥三号”探月卫星的半径约为 vT 2π B. 月球的平均密度约为 3π GT2 C. “嫦娥三号”探月卫星的质量约为 v3T 2πG D. 月球表面的重力加速度约为 2πv T 第Ⅱ卷 （非选择题 共 62 分） 非选择题：本题包括必考题和选考题部分。第 13~17 题为必考题，每个试题考生都必须作答。 第 18 题为选考题，考生根据要求作答。 （一）必考题：共 50 分 13.(6 分) 某同学通过下述实验验证力的平行四边形定则。实验步骤: ①将弹簧测力计固定在贴有白纸的竖直木板上,使其轴线沿竖直方向。 ②如图甲所示,将环形橡皮筋一端挂在弹簧测力计的挂钩上,另一端用圆珠笔尖竖直向下拉, 直到弹簧测力计示数为某一设定值时,将橡皮筋两端的位置标记为 O1、O2,记录弹簧测力计的示 数 F,测量并记录 O1、O2 间的距离(即橡皮筋的长度 l)。每次将弹簧测力计示数改变 0.50 N,测 出所对应的 l,部分数据如下表所示: F/N 0 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 l/cm l0 10.97 12.02 13.00 13.98 15.05 ③找出②中 F=2.50 N 时橡皮筋两端的位置,重新标记为 O、O',橡皮筋的拉力记为 FOO'。 ④在弹簧测力计挂钩上涂抹少许润滑油,将橡皮筋搭在弹簧测力计挂钩上,如图乙所示。用两 圆珠笔尖成适当角度同时拉橡皮筋的两端,使弹簧测力计挂钩的下端达到 O 点,将两笔尖的位 置标记为 A、B,橡皮筋 OA 段的拉力记为 FOA,OB 段的拉力记为 FOB。 甲 乙 完成下列作图和填空: (1)利用表中数据画出 F-l 图线,根据图线求得 l0=　　　　 cm。 (2)测得 OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则 FOA 的大小为　　　　 N。 (3)根据给出的标度,作出 FOA 和 FOB 的合力 F'的图示。 (4)通过比较 F'与　　　　的大小和方向,即可得出实验结论。 14．（7 分）学习了“测量电源的电动势和内阻”后，物理课外活动小组自制了一个西红柿电 池组，设计了如图所示的实验电路测定电流表的内阻，并用多种方法测量该电池组的电动势 与内阻，请协助完成实验． (1)闭合开关 S1 和 S2，调节电阻箱并记录电阻箱的示数 R、电流表(灵敏)的示数 I0 和电压表的 示数 U0，由此可知电流表的内阻 RA 为________(用上述量表示)． (2)闭合开关调节 R，仅读出电流表的示数 I 和电压表的示数 U，并测出多组数据，作出 U－I 图线可得出电池组的电动势和内阻，此种方法测量的电动势与真实值相比________(填“偏大” “偏小”或“相等”)，内阻的测量值与真实值相比________(填“偏大”“偏小”或“相 等”)． (3)断开 S1 闭合 S2，仅由多组电流表示数 I 和电阻箱的示数 R，运用实验数据作出 1 I－R 图线为 一条倾斜的直线，且该直线的斜率为 k，纵截距为 b，则该电池组的电动势为________，内阻 为__________(用 k、b、RA 表示)．15．（10 分）如图所示，倾角为 30°的足够长光滑斜面下端与一足 够长光滑水平面相接，连接处用一光滑小圆弧过渡，斜面上距水平 面高度分别为 h1＝5 m 和 h2＝0.2 m 的两点上，各静置一小球 A 和 B. 某时刻由静止开始释放 A 球，经过一段时间 t 后，再由静止开始释放 B 球．g 取 10 m/s2，求： (1)为了保证 A、B 两球不会在斜面上相碰，t 最长不能超过多少？ (2)若 A 球从斜面上 h1 高度处自由下滑的同时，B 球受到恒定外力作用从 C 点以加速度 a 由静 止开始向右运动，则 a 为多大时，A 球有可能追上 B 球？ 16（12 分）如图甲所示，有一足够长的粗糙斜 面，倾角θ＝37°，一滑块以初速度 v0＝16 m/s 从底端 A 点滑上斜面，滑至 B 点后又返回到 A 点．滑块运动的速度—时间图象如图乙所示， 求：(已知：sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8， 重力加速度 g＝10 m/s2) (1)A、B 之间的距离； (2)滑块再次回到 A 点时的速度； (3)滑块在整个运动过程中所用的时间． 17（14 分）如图所示，半径为 l 4、质量为 m 的小球用两根不可伸长的轻绳 a、b 连接， 两轻绳的另一端系在一根竖直杆的 A、B 两点上，A、B 两点相距为 l，当两轻绳伸 直后，A、B 两点到球心的距离均为 l.当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时(细绳 a、b 与杆在同一竖直平面内)．求： (1)竖直杆角速度ω为多大时，小球恰离开竖直杆． (2)轻绳 a 的张力 Fa 与竖直杆转动的角速度ω之间的关系． （二）选考题：共 13 分。 18 (1)(5 分)一列简谐横波从左向右以 v＝2 m/s 的 速 度传播，某时刻的波形图如图所示，下列说法正 确 的是　 　.(填正确答案标号) A．A 质点再经过一个周期将传播到 D 点 B．B 点正在向上运动 C．B 点再经过 1 8T 回到平衡位置 D．该波的周期 T＝0.05 s E．C 点再经过 3 4T 将到达波峰的位置 (2)(8 分)如图所示，在桌面上方有一倒立的玻璃圆锥，顶角∠AOB＝120°，顶点 O 与桌面的 距离为 4a，圆锥的底面半径 R＝ 3a，圆锥轴线与桌面垂直．有一半径为 R 的圆柱形平行光 垂直入射到圆锥的底面上，光束的中心轴与圆锥的轴重合．已知玻璃的折射率 n＝ 3，求光 束在桌面上形成的光斑的面积 物理答案 1 答案　D 解析　由题图可知，两车的运动方向与规定的正方向相反，甲车在前 6s 内做匀速运动，以后 处于静止状态，B 错误；乙车的 x－t 图象虽为曲线，但这不是运动轨迹，且图象只能表示正 反两个方向的运动，A 错误；由于乙车图象的倾斜程度逐渐增大，即其速度逐渐增大，C 错误； 在 x－t 图象中图线的交点表示两车相遇，故两车相遇两次，D 正确． 2．答案：D 解析：在 t＝1 s 时，甲、乙速度相等，乙在前，选项 A 错误；在 t＝2 s 时，甲、乙的速度都 开始减小，但方向均不变，选项 B 错误；在 t＝4 s 时，乙的速度方向改变，但加速度方向不 改变，选项 C 错误；在 t＝2 s 至 t＝6 s 内，甲、乙加速度相同，甲相对乙做匀速直线运动， 选项 D 正确． 3 答案　C 解析　木板 P 受到自身的重力、斜面的摩擦力、斜面的支持力、弹簧的弹力及滑块 Q 的压力 5 个力的作用，故选项 C 正确． 4.答案：D 解析：以球为研究对象，球所受重力产生的效果有两个：对斜面产生的压 力 N1、对挡板产生的压力 N2，根据重力产生的效果将重力分解，如图所示， 当挡板与斜面的夹角β由图示位置变化时，N1 大小改变但方向不变，始终与 斜面垂直，N2 的大小和方向均改变，由图可看出当挡板 AO 与斜面垂直，即β ＝90°时，挡板 AO 所受压力最小，最小压力 N2min＝mgsinα，D 项正确． 5.答案：C 解析：开始时 q 弹簧处于压缩状态，由胡克定律知，压缩了 2 cm.c 木块刚好离开水平地面时， 轻弹簧 q 中拉力为 10 N，由胡克定律，轻弹簧 q 伸长 2 cm；轻弹簧 p 中拉力为 20 N，由胡克 定律，轻弹簧 p 伸长 4 cm.该过程 p 弹簧的左端向左移动的距离是 2 cm＋2 cm＋4 cm＝8 cm， 选项 C 正确． 6．答案　D 解析　设球的质量为 m，斜面倾角为θ，斜面给球的弹力为 F1，竖直 挡板给球的弹力为 F2.对球受力分析，如图所示．由牛顿第二定律得： F1cos θ－mg＝0，F2－F1sin θ＝ma 解得 F1＝ mg cos θ是定值，F2＝mgtan θ＋ma，故 A、B 错，D 正确；球所 受斜面、挡板的力以及重力的合力为 ma，故 C 错． 7．答案　C 解析　由几何知识可知，两种情况下两球球心的连线互相平行，也就是说，下面小球对上面小球弹力的方向相同．上面小球受到的弹力的竖直方向上的分力大小等于重力，水平方向上 的分力等于对左壁的弹力，显然 a 球在上面时对左壁的弹力大，两球之间的弹力也大，A、D 两项错误；将两球看做整体分析可知，在同一容器里对左壁的弹力大小等于对右壁的弹力， 所以是 b 球在下面时对右壁作用力大，而对底部的作用力大小相同，B 项错误、C 项正确． 8 答案 C 解析:小球通过最高点的最小速度为 vA= =2 m/s,由最高点到最低点根据机械能守恒定 律得 m =m +mg2Lsin α,解得 vB=2 m/s,故选项 C 正确. 　本题中小球运动在最高点有最小速度,类似于竖直平面内的非匀速圆周运动. 9．答案：BD 解析： 若物块受到的摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律得 f－mgsinθ＝macosθ mgcosθ－FN＝masinθ 依题意知 FN＝f，联立解得 a＝1 7g，方向水平向右，故 A 错，B 正确；同理可得物块受到 的摩擦力沿斜面向下时，a＝7g，方向水平向左，故 C 错，D 正确． 10 答案　BD 解析　由题意可知，在最高点时，若 v2＜b，则杆对球的作用力为支持力，根据牛顿第二定律： mg－N＝mv2 R ，解得：N＝mg－m Rv2，斜率的绝对值 k＝a b＝m R，所以小球的质量为 m＝a bR，A 错误； v2＜b 时，杆对球的作用力为支持力，根据牛顿第三定律可知，B 正确、C 错误；当 v2＝0 时， 有 a＝mg；当 v2＝b 时，有 mg＝mb R；当 v2＝c＝2b 时，有 mg＋Nc＝m2b R ；联立可解得 Nc＝mg＝ a，D 正确． 11 答案　BD 解析　盒子在最高点时，对小球有 FN＋mg＝mv2 R ＝2mg，T＝2πR v ，解得 v＝ 2gR，T＝π 2R g ，选项 A 错误，B 正确；盒子在最低点时，对小球有 FN′－mg＝mv2 R ，解得 FN′＝3mg，选 项 C 错误，D 正确． 12 答案：BD 解析：由 T＝2πR v 可得，月球的半径约 R＝ vT 2π，A 项错误；由GMm R2 ＝m v2 R 可得，月球的质量 M＝v3T 2πG，C 项错误；由 M＝4 3πR3·ρ得，月球的平均密度约为ρ＝3π GT2，B 项正确；由GMm R2 ＝mg 得，g ＝2πv T ，D 项正确． 13.答案 (1)如图甲所示;10.0(9.8、9.9、10.1 均正确) 甲 乙 (2)1.80(1.70~1.90 均正确) (3)如图乙所示 (4)FOO' 解析 (1)作出 F-l 图线,由 F=k(l-l0)可得,直线与横轴的截距即为 l0,由图可知,l0=10.0 cm。 (2)由题干表格可知,F=1.50 N 时,l=13.00 cm,则橡皮筋的劲度系数 k= =50 N/m;若 OA=6.00 cm,OB=7.60 cm,则橡皮筋拉力 FOA=k·ΔL'=50×(6.00+7.60-10.00)×10-2 N=1.80 N。 (3)见答案图乙。 (4)由图可知 F'为作图法所得到的合力,FOO'等于真实合力,F'与 FOO'不完全重合,存在一定误 差,但在误差允许范围内,可得出实验结论。 14．答案　(1)U0 I0－R　(2)偏小　偏小 (3)1 k　b k－RA 解析　(1)由部分电路欧姆定律可知 R＋RA＝U0 I0， 故 RA＝U0 I0－R. (2)用两表进行测量，误差源于电压表的分流作用，根据闭合电路欧姆定律可知： E＝U＋ (I＋ U RV)r， 变形得到：U＝ RV RV＋rE－ RVr RV＋rI， 可知斜率 RVr RV＋r