2020届高三上第四次月考物理试卷及答案

物理试卷

时间：90分钟 总分：110分 命题：朱林锋 审题：陈文锋

一、选择题（共12小题 ，每小题4分，共48分,1-8题为单选题，9-12题为多选题，全部选对得4分，选对但不全得2分，错选得0分）

1．如图所示，小蚂蚁从一半球形碗底沿碗内表面缓慢向上爬，已知球面半径为R，蚂蚁与碗的内表面的动摩擦因数为μ=√3，它可以爬的最大高度为（ ） A.0.2R B.0.5R C.0.75R D.0.8R

2．甲乙两个质点沿同一线运动，其中质点甲以6m/s的速度匀速直线运

动，质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置x随时间t 的变化如图所示。己知t=3s时，甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是（ ） A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反 B. t=3s时，乙的位置坐标为9m C. 乙经过原点时的速度大小为2√5m/s D. t=10s时，两车相遇

3．有一宇宙飞船，它的正对面积S=2m2，以v=3x103m/s的相对速度飞入一宇宙微粒区.此微粒区1m3中有一个微粒，每一个微粒的平均质量为m=1x10-6kg。设微粒与飞船外壳碰撞后附着于飞船上，要使飞船速度不变，飞船的牵引力应增加 ( ) A.36N B.3.6N C.18N D.1.8N

4．如图，可爱的毛毛虫外出觅食，缓慢经过一边长为L的等边三角形山丘，已知其身长为3L，总质量为m，如图头部刚到达最高点，假设小虫能一直贴着山丘前行，求其头部越过山顶刚到达山丘底端时小虫的重力势能变化量（ ） A. 𝑚𝑔𝐿 B. C.

12

√3

𝑚𝑔𝐿 12

√3√3𝑚𝑔𝐿 D. 𝑚𝑔𝐿 64

5．如图，在竖直平面内，长为L的绳一端固定，另一端连接质量为m的小球，现将绳拉直与水平成300静止释放小球，求当小球运动到最低点时绳的拉力（ ） A.3mg B.3.5mg C.4mg D.5mg 6．质量为M的小车静止在光滑水平面上，车上是一个四分之一圆周的光滑轨道，轨道下端切线水平，轨道半径为R，质量为m的小球由轨道最高点静止释放。已知M=3m，求小球运动到轨道最低点时小车的位移大小（ ） A. 0.25R B. 0.5R C.0.75R

D. R

7．如图所示，光滑圆轨道竖直放置，小球静止在轨道底部A点。现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动。当小球回到A点时，再次用小锤沿同小球运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点。已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程

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中小锤对小球做功W2。设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则1的值可能是（ ）

𝑊2𝑊

A.

23

B.

34

C. D. 3

32

8．一根轻绳两端各系一个小球A、B，两球质量分别为m和M。轻绳跨在半径为R的光滑半圆柱体上，两球刚好位于半圆柱体某一水平直径的两端。将两球从静止释放，发现A球上升到与圆心的连线跟水平成300角时脱离圆柱面，取π=3，求M与m的比值（ ） A.1 B.3 C.6 D.9

9．2019年11月5日，我国又在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十九颗北斗导航卫星。这标志着北斗三号系统3颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。倾斜地球同步轨道是指轨道平面与地球赤道平面有夹角，但周期等于地球自转周期的卫星。下列说法正确的是（ ）

A. 倾斜同步轨道卫星可能经过江西省上空

B. 倾斜同步轨道卫星的轨道半径大于地球静止轨道卫星的轨道半径

C. 倾斜同步轨道卫星的向心加速度等于地球静止轨道卫星的向心加速度 D. 倾斜地球同步轨道卫星在轨道上正常运行时，线速度大于7.9km/s

10．如图所示，在倾角为θ的固定的光滑斜面上有一轻质弹簧，其一端固定在斜面下端的挡板上，另一端与质量为m的物体接触(未连接)，物体静止时弹簧被压缩了x0。现用力F 缓慢沿斜面向下推动物体，使弹簧在弹性限度内再被压缩3x0后保持物体静止，撤去F 后，物体沿斜面向上运动的最大距离为8x0。已知重力加速度为g，则在撤去F 后到物体上升到最高点的过程中，下列说法正确的是( ) A．物体的机械能守恒

B．弹簧弹力对物体做功的功率一直增大 C．弹簧弹力对物体做的功为8mgx0sinθ

D．物体从开始向上运动到速度最大的过程中克服重力做的功为3mgx0sinθ

11．如图所示，质量为m的小球在半径为R的数值轨道内运动，若小球从最低点算起运动一圈又回到最低点的过程中，两次在最低点时轨道对小球的弹力大小分别为10mg和6mg。设小球在该过程中克服摩擦力做的功为W，经过最高点时筒壁对小球的弹力大小为F，已知小球与圆轨道间动摩擦因数处处相等，则( ) A.W=2mgR B.W=mgR C.012．如图，倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行。t＝0时，将质量m＝1 kg的物体(可视为质点)轻放在传送带上，物体相对地面的v-t图像如图乙所示。设沿传送带向下为正方向，取重力加速度g＝10 m/s2。则( ) A．传送带的速率v0＝10 m/s B．传送带的倾角θ＝30°

C．物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5 D．0～2 s内摩擦力对物体做功W＝－24 J

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二．填空题（每空2分，共10分）

13．用如图所示的实验装置验证ml、m2组成的系统机能守恒．m2从高处由静止开始下落，ml上拖着的纸带打出一系列的点。对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。如图给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离s1=38.40 cm、s2=21.60 cm、s3=26.40 cm、s4=31.21 cm、s5=36.02 cm，如图所示，己知ml=50g、m2=150g，频率为50Hz，则（g取9.8 m/s2，结果保留两位有效数字）

（1）由纸带得出ml、m2运动的加速度大小为a=______________m/s2，在纸带上打下计

数点5时的速度v5=____________m/s；

（2）在打点0~5过程中系统动能的增量△Ek=________J，系统势能的减少量△

Ep=______J； （3）若某同学根据实验数据作出的2𝑣2−ℎ图象如图，当地的实

际重力加速度g=______m/s2。

三．计算题（第14题10分，第15题12分，第16题14分，第17题16分，共52分，要求写出必要的公式及文字说明，只写结果不得分）

14．在光滑水平面上，两球沿同一条直线同向运动，质量为2kg的A小球速度为2m/s，质量为1kg的B小球速度为1m/s，两球发生弹性碰撞，求碰后两球速度大小。

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1

15．用轻弹簧相连的质量均为4kg的A、B两物块都以5m/s的速度在光滑水平地面上运动，弹簧处于原长。质量为2kg的物体C静止在前方，如图所示，B与C碰撞后二者粘在一起运动．求在以后的运动中，

（1）求弹簧压缩到最短时A物体的速度大小； （2）弹簧弹性势能的最大值。

16．如图所示，质量𝑚=6.0𝑘𝑔的滑块（可视为质点），在F=60N的水平拉力作用下从A点由静止开始运动，一段时间后撤去拉力F，当滑块由平台边缘B点飞出后，恰能从水平地面上的C点沿切线方向落入竖直圆弧轨道CDE，并从轨道边缘E点竖直向上飞出，经过0.4 s后落回E点。已知AB间的距离L=2.3m，滑块与平台间的动摩擦因数𝜇=0.5，平台离地高度ℎ=0.8𝑚，B、C两点间水平距离s=1.2m，圆弧轨道半径R=1.0m。重力加速度g取10 m/s2，不计空气阻力。求： （1）滑块运动到B点时的速度大小；

（2）滑块在平台上运动时受水平拉力F作用的时间； （3）计算分析滑块能否再次经过C点。

17．某工厂为实现自动传送工件设计了如图所示的传送装置，由一个水平传送带AB和倾斜传送带CD组成，水平传送带长度LAB=4m，倾斜传送带长度LCD=4.45m，倾角为θ=37°，AB和CD 通过一段极短的光滑圆弧板过渡，AB传送带以v1=5m/s的恒定速率顺时针运转。已知

2

工件与传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5，重力加速度g=10m/s．现将一个质量为m=1kg的工件（可看作质点）无初速度地放在水平传送带最左端 A点处,求： （1）工件被第一次传送到B端时所花时间；

（2）若CD以v2顺时针转动且v2>v1，计算说明物体能否到达D端；

（3）若CD以v2=4m/s顺时针转动，求物体在CD传送带上运动到最高点的过程中产生的热量Q。(已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)

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高三上第四次月考物理答案

一、选择题（每题4分，共48分） 题号 答案 1 B 2 D 3 C 4 B 5 B 6 A 7 A 8 B 9 AC 10 CD 11 AC 12 ACD

二、填空题（每空2分，共10分） 13、（1）4.8 2.4 ；（2）0.58 0.59 ； （3）9.7 。 三、计算题（共52分）

14、（10分）答案：𝑣𝐴=3𝑚/𝑠 , 𝑣𝐵=

4

103

𝑚/𝑠

由动量守恒可得：𝑚𝐴𝑣1+𝑚𝐵𝑣2=𝑚𝐴𝑣𝐴+𝑚𝐴𝑣𝐵

2222由弹性碰撞知机械能守恒，得：2𝑚𝐴𝑣1+2𝑚𝐵𝑣2=2𝑚𝐴𝑣𝐴+2𝑚𝐵𝑣𝐵

1

1

1

1

联立方程代入数据得：𝑣𝐴=𝑚/𝑠 , 𝑣𝐵=

3

4103

𝑚/𝑠

15、（12分）答案：（1）4m/s ；（2）J

3

10

（1）当A、B、C三者的速度相等时弹簧的弹性势能最大

由于A、B、C三者组成的系统动量守恒，(mA+mB)v＝(mA+mB+mC)vA′ 解得vA′ =4 m/s

（2）B、C碰撞时B、C组成的系统动量守恒，设碰后瞬间B、C两者速度为v′，则 mBv=(mB+mC)v′ v′= m/s

310

设物A速度为vA′时弹簧的弹性势能最大为Ep

根据能量守恒Ep=2(mB+mC)

1

+ 2mAv2－2 (mA+mB+mC)

11

= J

3

10

16、（14分）答案（1）3𝑚/𝑠（2）0.8𝑠（3）能 （1）滑块由B至C的过程中做平抛运动

水平方向：𝑠=𝑣𝐵𝑡 竖直方向：ℎ=2𝑔𝑡2

解得： 𝑣𝐵=3𝑚/𝑠 3分

（2）滑块由A至B的过程中，F作用时间内做匀加速直线运动

2

𝐹−𝜇𝑚𝑔=𝑚𝑎1 𝑣1=𝑎1𝑡1 𝑠1=2𝑎1𝑡1 2分

11

撤去F后滑块做匀减速直线运动

答案第1页，总2页

2

𝑎2=𝜇𝑔 𝑣𝐵=𝑣1−𝑎2𝑡2 𝑠2=𝑣𝐵𝑡2+2𝑎2𝑡2 𝐿=𝑠1+𝑠2 2分

1

联立得： 𝑡1=0.8𝑠 1分 （3）由B至C的过程根据动能定理

22

𝑚𝑔ℎ=𝑚𝑣𝐶−𝑚𝑣𝐵 得𝑣𝐶=5𝑚/𝑠

2

2

1

1

因此cos𝛼=

𝑣𝐵𝑣𝐶

=0.6 2分

𝑡02

滑块从E点上抛至落回的时间用𝑡0表示，则𝑣𝐸=𝑔×

=2𝑚/𝑠

滑块沿圆弧轨道由C到E过程，设克服摩擦力做的功为𝑊𝑓

22根据动能定理：−𝑚𝑔𝑅cos𝛼−𝑊𝑓=2𝑚𝑣𝐸−2𝑚𝑣𝐶 可得：𝑊𝑓=27𝐽 2分 2

>𝑊𝑓 由E点返回到C点过程，由于𝑚𝑔𝑅cos𝛼+2𝑚𝑣𝐸

1

1

1

又因为返回过程中，克服摩擦力做功𝑊′𝑓<𝑊𝑓，故滑决能再次经过C点 2分 17、（16分）答案（1）1.3s ；（2）能 ；（3）16.2J 。

（1）工件刚放在传送带 AB 上，在摩擦力作用下做匀加速运动a1=5m/s2．有：

v1511t1==s=1s s1=a1t12=512=2.5m由于s1＜LAB，随后在传送带AB上a1522做匀速直线运动到B端，匀速运动时间t2为：t2=LAB−s1=0.3s ，t=1.3s 4分 v1（2）由于v2>v1，工件加速度向下，

𝑎2=𝑔sin𝜃−𝜇𝑔cos𝜃=2𝑚∕𝑠2

减速到零发生的位移

1

𝑥=2𝑎=6.25>𝐿𝐶𝐷，则能到达最高点D。 4分

2

𝑣2

（3）由于v2𝑎3=𝑔sin𝜃+𝜇𝑔cos𝜃=10𝑚∕𝑠2 减速到等速所花时间 𝑡1=

𝑣1−𝑣2𝑎3

=0.1𝑠 ，相对位移

𝑣1+𝑣2

𝑡1−𝑣2𝑡1=0.05𝑚 2

𝑣

2

𝛥𝑥1=

等速后以a2减速，减速到零所花时间𝑡2=𝑎2=2𝑠，减速到零位移为4m，恰不滑出D点，相对位移

𝛥𝑥2=𝑣2𝑡2−

𝑣2

𝑡=4𝑚 22

则产生热量 𝑄=𝜇𝑚𝑔cos𝜃( 𝛥𝑥1+𝛥𝑥2)=16.2𝐽 8分

答案第2页，总2页