山西省晋中市平遥县第二中学2020届高三物理10月月考试卷（附解析Word版）

高三年级 10 月质检物理试题 一、单项选择题 1.伽俐略和牛顿都是物理学发展史上最伟大的科学家，巧合的是，牛顿就出生在伽利略去世 后第二年。下列关于力和运动关系的说法中，不属于他们观点的是(  ) A. 自由落体运动是一种匀变速直线运动 B. 力是使物体产生加速度的原因 C. 物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性 D. 力是维持物体运动的原因 【答案】D 【解析】 【分析】 亚里士多德的观点：物体越重，下落越快，力是维持物体运动的原因； 伽利略的观点是：力是改变物体运动状态的原因，物体下落的快慢与物体的轻重没有关系． 牛顿第一定律是牛顿在伽利略和笛卡尔研究成果的基础上总结出来的． 【详解】A．伽利略通过斜面实验得出自由落体运动是一种匀变速直线运动，故 A 正确； B．伽利略的观点是：力是改变物体运动状态的原因，即产生加速度的原因，故 B 正确； C．牛顿第一定律认为物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性，故 C 正确； D．亚里士多德的观点：物体越重，下落越快，力是维持物体运动的原因，故 D 错误； 本题选错误的，故选 D。 【点睛】物理学史是高考物理考查内容之一．学习物理学史，可以从科学家身上学到科学精 神和研究方法． 2.如图所示，一质量均匀的实心圆球被直径 AB 所在的平面一分为二，先后以 AB 沿水平和竖 直两种不同方向放置在光滑支架上，处于静止状态，两半球间的作用力分别为 和 ,已知 支架间的距离为 AB 的一半，则 为（ ） A. B. C. D. F 'F ' F F 2 3 3 3 2 3 3 3 【答案】C 【解析】 【分析】 对左图，上面球收重力和支持力而平衡，根据平衡条件得到支持力；对右图，隔离半个球分 析，受重力、左侧球的支持力和右角的支持力，根据平衡条件列式求解。 【详解】设两半球的总质量为 m，当球以 AB 沿水平方向放置，可知 F= 当球以 AB 沿竖直方向放置，以两半球为整体，隔离右半球受力分析，由平衡条件可得： 根据支架间的距离为 AB 的一半，可得 θ=30°， 则 ，故 C 正确。 【点睛】本题关键 根据隔离法和整体法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件列式 求解。 3.如图,一质量为 1kg 的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为 5m/s 时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力 F∝Sv2,其中 v 为风速、S 为物块迎风面积。 当风速变为 10m/s 时,刚好能推动用同一材料做成的另一正方体物块,则该物块的质量为( )。 A. 4kg B. 8kg C. 32kg D. 64kg 【答案】D 【解析】 【详解】滑块刚好推动，根据平衡条件，有： F=f 其中 则有 解得： 是 1 2 mg 1 tan2F mg θ′ = 3F F′ = f mgµ= 2 2 2F kSv ka v= = 3f mg a gµ µρ= = 现在风速 v 变为 2 倍，故能推动的滑块边长为原来的 4 倍，故体积为原来的 64 倍，质量为原 来的 64 倍，即质量为 64kg A．4kg 与分析不符，故 A 错误； B．8kg 与分析不符，故 B 错误； C．32kg 与分析不符，故 C 错误； D．64kg 与分析相符，故 D 正确。 4.如图所示，汽车用跨过定滑轮的轻绳提升物块 A。汽车匀速向右运动，在物块 A 到达滑轮之 前，关于物块 A，下列说法正确的是 A. 将竖直向上做匀速运动 B. 将处于失重状态 C. 将处于超重状态 D. 将竖直向上先加速后减速 【答案】C 【解析】 【详解】设绳子与水平方向的夹角为 θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向， 沿绳子方向的速度等于 A 的速度，根据平行四边形定则得 vA=vcosθ，车子在匀速向右的运动 过程中，绳子与水平方向的夹角为 θ 减小，所以 A 的速度增大，A 做加速上升运动，且拉力 大于重物的重力，A 处于超重状态，故 ABD 错误，C 正确。 【点睛】解决本题的关键会对小车的速度进行分解，知道小车的速度是沿绳子方向和垂直于 绳子方向速度的合速度． 5.如图所示,两黏合在一起 物块 a 和 b,质量分别为 4kg 和 6kg,放在光滑的水平桌面上,现 同时给它们施加方向如图所示的水平推力 Fa 和水平拉力 Fb,已知 Fa=6N，Fb=4N，则 a 对 b 的作 用力( )。 的 2kva gµ ρ= A. 必为推力 B. 必为拉力 C. 可能为推力,也可能为拉力 D. 必定为零 【答案】A 【解析】 【详解】整体水平方向受两推力而做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可得： 对 a 由牛顿第二定律可得： 解得： 负号说明力的方向与 的方向相反，所以 a 对 b 的作用力必为推力 A．必为推力与分析相符，故 A 正确； B．必为拉力与分析不符，故 B 错误； C．可能为推力,也可能为拉力与分析不符，故 C 错误； D．必定为零与分析不符，故 D 错误。 6.如图所示,物块 A 放在木板 B 上，A、B 的质量均为 m，A、B 之间的动摩擦因数为 μ，B 与地 面之间的动摩擦因数为 。若将水平力作用在 A 上，使 A 刚好要相对 B 滑动，此时 A 的加速 度为 a1；若将水平力作用在 B 上，使 B 刚好要相对 A 滑动，此时 B 的加速度为 a2。则 a1 与 a2 之比为( )。 A. 1∶1 B. 2∶3 C. 1∶2 D. 3∶2 【答案】C 【解析】 【详解】当水平力作用在 A 上，使 A 刚好要相对 B 滑动，临界情况是 A、B 的加速度相等，隔 离对 B 分析，B 的加速度为： 21m / sa b a b F Fa m m += =+ a aF T m a+ = 6 (4 1)N 2Na aT F m a= − + = − + × = − aF 4 µ 当水平力作用在 B 上，使 B 刚好要相对 A 滑动，此时 A、B 间的摩擦力刚好达到最大，A、B 的 加速度相等，有： 所以 A．1∶1 与分析不符，故 A 错误； B．2∶3 与分析不符，故 B 错误； C．1∶2 与分析相符，故 C 正确； D．3∶2 与分析不符，故 D 错误。 7.如图所示，质量分别为 、 的 、 两物块用轻线连接放在倾角为 的斜面上，用始 终平行于斜面向上的拉力 拉 A，使它们沿斜面匀加速上升， 、 与斜面的动摩擦因数均 为 ，为了增加轻线上的张力，可行的办法是（ ） A. 增大 物的质量 B. 减小 物的质量 C. 增大倾角 D. 增大动摩擦因数 【答案】A 【解析】 【详解】根据牛顿第二定律得，对整体 得 对 B 有： 1 2 14 2B mg mg a a gm µµ µ − × = = = 2A mga a gm µ µ= = = 1 2 1 2 a a = Am Bm A B θ F A B µ B B θ µ ( ) sin ( ) cos ( )A B A B A BF m m g m m g m m aθ µ θ− + − + = + sin cos A B Fa g gm m θ µ θ= − −+ sin cosB B BT m g m g m aθ µ θ− − = 则得轻线上的张力 A.．增大 物的质量轻线的拉力增大，故 A 正确； B．减小 物的质量轻线的拉力减小，故 B 错误； C．增大倾角 轻线的拉力不变，故 C 错误； D．增大动摩擦因数 轻线的拉力不变，故 D 错误。 8.如图所示，船从 A 点开出后沿直线 AB 到达对岸，若 AB 与河岸成 角，水流速度为 4 m/s，则船在静水中的最小速度为( ) A. 2 m/s B. 2.4 m/s C. 3 m/s D. 3.5 m/s 【答案】B 【解析】 【详解】船参与了两个分运动，沿船头指向的分运动和顺水流而下的分运动，其中，合速度 v 合方向已知，大小未知，顺水流而下的分运动 v 水速度的大小和方向都已知，沿船头指向的分 运动的速度 v 船大小和方向都未知，合速度与分速度遵循平行四边形定则（或三角形定则）， 如图 当 v 合与 v 船垂直时，v 船最小，由几何关系得到 v 船的最小值为 A．2 m/s 与分析不符，故 A 错误； B．2.4 m/s 与分析相符，故 B 正确； C．3 m/s 与分析不符，故 C 错误； sin cos B B B B A B m FT m g m g m a m m θ µ θ= + + = + B B θ µ 37° sin37 2.4m / sv v °= =船 水 D．3.5 m/s 与分析不符，故 D 错误。 二、多项选择题 9.弹簧测力计挂在升降机的顶板上,下端挂一质量为 2kg 的物体。当升降机在竖直方向运动时, 弹簧测力计的示数始终是 16N,如果从升降机的速度大小为 3m/s 时开始计时,则经过 2 s,升降 机的位移大小可能是(g 取 10m/s2)( )。 A. 2 m B. 4 m C. 10 m D. 12 m 【答案】AC 【解析】 【详解】由题可知，弹簧秤的示数小于物体的重力，物体处于失重状态，设加速度大小为 a， 根据牛顿第二定律得 解得： 物体可能向上做匀减速运动，也可能向下做匀加速运动，当物体向上做匀减速运动时，经过 2s 后的速度为 位移为 当物体向下做匀加速运动时，位移为： A．2m 与分析相符，故 A 正确； B．4m 与分析不符，故 B 错误； C．10m 与分析相符，故 C 正确； D．12m 与分析不符，故 D 错误。 10.如图所示，足够长的斜面上有 a、b、c、d、e 五个点，ab＝bc＝cd＝de，从 a 点水平抛出 一个小球，初速度为 v 时，小球落在斜面上的 b 点，落在斜面上时的速度方向与斜面夹角为 θ；不计空气阻力，初速度为 2v 时( ) mg F ma− = 2 216(10 )m / s 2m / s2 Fa g m = − = − = (3 2 2)m / s 1m / sv v at= − = − × = −′ 3 1 2m 2m2x −= × = 2 2 0 1 1(3 2 2 2 )m=10m2 2x v t at= + = × + × × A. 小球可能落在斜面上的 c 点与 d 点之间 B. 小球一定落在斜面上的 e 点 C. 小球落在斜面时 速度方向与斜面夹角大于 θ D. 小球落在斜面时的速度方向与斜面夹角也为 θ 【答案】BD 【解析】 【详解】AB．设斜面与水平的夹角为 ，小球以速度v 平抛落到斜面上时的水平位移为 x，竖 直位移为 h，下落的时间为 t，由平抛运动的关系可知 ， 解得 由几何关系可知， 联立解得： 因此当速度变为 2v 时，落到斜面上的时间为 2t，因此水平方向的位移 因此小球会落到 e 点，故 A 错误，B 正确； CD．小球落在斜面时可知小球的位移的方向不变，又 可知速度夹角的正切是位移夹角正切的 2 倍，位移的方向不变，速度的方向也不变，小球落 在斜面上的速度方向与斜面的夹角还是 θ，故 C 错误，D 正确。 11.如图所示，ab、ac 是竖直平面内两根固定的光滑细杆，a、b、c 位于同一圆周上，O 为该 圆的圆心，ab 经过圆心。每根杆上都套着一个小滑环，两个滑环分别从 b、c 点无初速释放， 用 、 分别表示滑环到达 a 点的速度大小，用 、 分别表示滑环到达 a 所用的时间，则 的 α x vt= 21 2h gt= 2 h gt x v = tanh x α= 2 tanvt g α= 1 2 2 4 4x v t vt x= × = = tan 2tany x v gt v v β α= = = 1v 2v 1t 2t A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】 由机械能守恒，因 b 环开始的竖直高度大于 c，根据 可得， ，选项 A 正确， B 错误；过 a 点做竖直线，分别做经过 c 点和 b 点的等时圆如图；由图可知过 c 点的等时圆的 直径较大，则时间长，即 t1 1 2v v< 1 2t t= 1 2t t< 2v gh= 1 2v v> 【详解】由图线可知：在 5s 时间内，甲车前进的位移为 乙车前进的位移为 A．若开始时，甲车在乙车前方 5m 处，在速度相等前，乙的位移大于甲的位移和开始时两车 间的距离之和，两车会相遇，故 A 错误； B．若开始时，甲车在乙车前方 10m 处，在 5s 时刻之前，乙车会超过甲车，但甲车速度增加 的快，所以甲车还会超过乙车，则两车会相遇 2 次，故 B 正确； C．若开始时，甲车在乙车前方 30m 处，在 5s 时刻时，乙车还没有追上甲车，以及甲的速度 大于乙的速度，不可能追上，即不会相遇，故 C 错误； D．开始时,若乙车在甲车前方 125m 处，则在 5s 时刻时乙车在甲车前，之后甲车的速度大于 乙车的速度，所以甲车一定会追上乙车，故 D 正确。 三、填空及实验探究题 13.为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动，用如图所示的装置进行实验。小 锤打击弹性金属片，A 球水平抛出，同时 B 球被松开，自由下落。关于该实验，下列说法中正 确的有（ ） A. 两球的质量应相等 B. 两球应同时落地 C. 应改变装置的高度，多次实验 D. 实验也能说明 A 球在水平方向上做匀速直线运动 【答案】BC 【解析】 试题分析：在该实验中，是用 B 球的运动与 A 球竖直方向的运动相对照，从而达到实验目的 的，在竖直方向上，两球做自由落体运动，根据自由落体运动规律可知， ，由于两 1 1 5 12m 30m2x = × × = 2 1 (10 12) 5m 55m2x = × + × = 21 2h gt= 球同时从同一高度开始下落，因此在任意相等的时间内，两球下落的高度相同，显然至落地， 两球下落的高度相同，时间也相同，故选项 B 正确；做自由落体运动的物体运动规律相同， 与质量无关，故选项 A 错误；为了减小实验误差，因此采用多次测量的方法，同时为了使该 实验具有普遍性，需改变小球的初始高度，故选项 C 正确；在水平方向上，没有物体的运动 与 A 球水平方向的运动相对照，因此无法说明小球 A 在水平方向上的运动规律，故选项 D 错 误。 考点：本题主要考查了对自由落体运动规律的理解和演示实验现象的分析能力问题，属于中 档题。 14.用图甲所示装置探究物体的加速度与力的关系.实验时保持小车(含车中重物)的质量 M 不 变，细线下端悬挂钩码的总重力作为小车受到的合力 F，用打点计时器测出小车运动的加速度 a. (1)关于实验操作，下列说法正确的是________. A.实验前应调节滑轮高度，使滑轮和小车间的细线与木板平行 B.平衡摩擦力时，在细线的下端悬挂钩码，使小车在线的拉力作用下能匀速下滑 C.每次改变小车所受的拉力后都要重新平衡摩擦力 D.实验时应先接通打点计时器电源，后释放小车 (2)图乙为实验中打出纸带的一部分，从比较清晰的点迹起，在纸带上标出连续的 5 个计数点 A、B、C、D、E，相邻两个计数点之间都有 4 个点迹未标出，测出各计数点到 A 点间的距离. 已知所用电源的频率为 50 Hz，打 B 点时小车的速度 vB＝________ m/s，小车的加速度 a＝ ________ m/s2. (3)改变细线下端钩码的个数，得到 a－F 图象如图丙所示，造成图线上端弯曲的原因可能是 ________. 【答案】 (1). (1)AD (2). (2)0.32 (3). 0.93 (4). (3)随所挂钩码质量 m 增 大，不能满足 M≫m. 【解析】 【详解】(1)A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于 的 合力，故 A 正确；B、在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂钩码，故 B 错误； C、由于平衡摩擦力之后有 Mgsinθ=μMgcosθ，故 tanθ=μ．所以无论小车的质 量是否改变，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量即改变 拉小车拉力，不需要重新平衡摩擦力，故 C 错误； D、实验开始时先接通打点计时器的电源 待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器，故 D 错 误；故选 A. (2)已知打点计时器电源频率为 50Hz，则纸带上相邻计数点间的时间间隔为 T=5×0.02s=0.10s．根据△x=aT2 可得：xCE-xAC=a(2T)2，小车运动的加速度为 ，B 点对应的速度： . (3)随着力 F 的增大，即随所挂钩码质量 m 的增大，不能满足 M>>m，因此曲线上部出现弯曲现 象． 【点睛】该题考查了实验注意事项、实验数据处理分析，知道实验原理及注意事项即可正确 解题，探究加速度与力、质量的关系实验时，要平衡小车受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或 平衡摩擦力不够、或过平衡摩擦力，小车受到的合力不等于钩码的重力． 15.如图是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置，曲面 AB 与水平面相切于 B 点且固定．带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在 C 点，P 为 光电计时器的光电门，已知当地重力加速度为 g． （1）利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图所示，则遮光条的宽度 d=______cm； （2）实验中除了测定遮光条的宽度外，还需要测量的物理量有_____； A．小物块质量 m B．遮光条通过光电门的时间 t C．光电门到 C 点的距离 s D．小物块释放点的高度 h （3）为了减小实验误差，同学们采用图象法来处理实验数据，他们根据（2）测量的物理量， 建立图丙所示的坐标系来寻找关系，其中合理的是_____． 2 2 0.93m/s4 CE ACx xa T −= = 0.32m/s2 AC B xv T = ≈ 【答案】 (1). （1）1.060； (2). （2）BC； (3). （3）B． 【解析】 试题分析：（1）主尺的刻度：1 cm，游标卡尺上的第 12 个刻度与主尺的刻度对齐，读数是： 0.05×12 mm＝0.60 mm，总读数：10 mm＋0.60 mm＝10.60 mm＝1.060 cm. （2）实验的原理：根据遮光条的宽度与物块通过光电门的时间即可求得物块的速度： B 到 C 的过程中，摩擦力做功，根据动能定理得：－μmgs＝0－ mv2 联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式 还需要测量的物理量是：光电门到 C 点的距离 s 与遮光条通过光电门的时间 t，故 BC 正确，AD 错误． （3）由动摩擦因数的表达式可知，μ 与 t2 和 s 的乘积成反比，所以 与 s 的图线是过原点 的直线，应该建立的坐标系为：纵坐标用物理量 ，横坐标用物理量 s，即 B 正确，ACD 错 误． 考点：测定水平面和小物块之间动摩擦因数 【名师点睛】本题通过动能定理得出动摩擦因数的表达式，从而确定要测量的物理量．要先 确定实验的原理，然后依据实验的原理解答即可；游标卡尺的读数时先读出主尺的刻度，然 后看游标尺上的哪一个刻度与主尺的刻度对齐，最后读出总读数； 四、计算题 16.如图所示，AOB 为扇形玻璃砖，一细光束照射到 AO 面上的 C 点，入射光线与 AO 面的夹角 为 ，折射光线平行于 BO 边，圆弧的半径为 R，C 点到 BO 面的距离为 ，AD⊥BO，∠DAO＝ ，光在空气中的传播速度为 c，求： v= d t 1 2 2 2= 2 d gst µ 2 1 t 2 1 t 30° 2 R 30° ①玻璃砖的折射率及光线在圆弧面上射出时的折射角； ②光在玻璃砖中传播的时间． 【答案】① ② 【解析】 【详解】①光路如图所示 由于折射光线 CE 平行于 BO，因此光线在圆弧面上的入射点 E 到 BO 的距离也为 ，则光线在 E 点的入射角 α 满足 得 由几何关系可知 因此光线在 C 点的折射角为 由折射定律知，玻璃砖的折射率为 3 60° 2R c 2 R 1sin 2 α = 30°=α 90COE °∠ = 30r °= sin sin 60 3sin sin30 in r ° °= = = 由于光线在 E 点的入射角为 ，根据折射定律可知，光线在 E 点的折射角为 ； ②由几何关系可知 光在玻璃砖中传播的速度为 因此光在玻璃砖中传播的时间为 17.如图所示，质量 M=2 kg 的木块套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量 m= kg 的小球 相连。今用跟水平方向成 a=300 角的力 F=10 N,拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中 M、m 相对位置保持不变，取 g=10m/s2。求： （1）运动过程中轻绳与水平方向夹角 θ； （2）木块与水平杆间 动摩擦因数 μ。 【答案】(1) （2） 。 【解析】 （1）以球为研究对象，球受力如图所示 据共点力平衡条件得 的 30° 60° 2 3 cos30 3 RCE R°= = cv n = 2CE Rt v c = = 3 3 3 30θ =  0.35µ = 其中 …………③ 解①②③得 （2）以木块 A 为研究对象，其受力如图所示 据共点力平衡条件得 ----------（2 分） ------------------------（2 分） 其中 ， -----------------------------------（1 分） 解得 -----------------------------------（2 分） 18.如图所示，AB、CD 为两个光滑的平台，一倾角为 37°，长为 5m 的传送带与两平台平滑连 接．现有一小物体以 10m/s 的速度沿 AB 平台向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到 CD 平台上，问： （1）小物体跟传送带间的动摩擦因数多大？ （2）当小物体在 AB 平台上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度多大， 小物体总不能到达高台 CD，求这个临界速度． （3）若小物体以 8m/s 的速度沿平台 AB 向右运动，欲使小物体到达高台 CD，传送带至少以多 大的速度顺时针运动？ 【答案】（1）0.5； （2）2 m/s（3）3m/s． 【解析】 5 【详解】（1）传送带静止时，小物体受力如图甲所示， 据牛顿第二定律得：μmgcosθ+mgsinθ=ma1① B→C 过程有：v20=2a1l ② 解得：a1=10 m/s2，μ=0.5 （2）显然，当小物体受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，此时，小物体受力 如图乙所示，据牛顿第二定律得： mgsin37°﹣μmgcos37°=ma2③ 若恰好能到达高台时，有：v22=2a2l ④ 解得：v=2 m/s 即当小物体在 AB 平台上向右滑动速度小于 2 m/s 时，无论传带顺时针传动的速度多大，小 物体总也不能到达高台 CD． （3）以 v1 表示小物体在平台 AB 上的滑速度， 以 v2 表示传送带顺时针传动的速度大小． 对从小物体滑上传送带到小物体速度减小到传送带速度过程有： v21﹣v22=2a1x1⑤ 对从小物体速度减小到带速 v2 开始，到运动到恰滑上 CD 高台过程，有： v22=2a2x2⑥ x1+x1=L ⑦ 解得：v2=3 m/s 即传送带至少以 3 m/s 的速度顺时针运动，小物体才能到达高台 CD． 答：（1）小物体跟传送带间的动摩擦因数为 0.5； （2）当小物体在 AB 平台上的运动速度小于 2 m/s 时，无论传送带顺时针运动的速度多大， 小物体总不能到达高台 CD． （3）若小物体以 8m/s 的速度沿平台 AB 向右运动，欲使小物体到达高台 CD，传送带至少以 3m/s 的速度顺时针运动． 5 5 5