福建省莆田市第二十五中学2022届高三物理12月月考试题含解析

莆田第二十五中学2022-2022学年上学期月考试卷高三物理一、选择题1.下列关于物理学史和物理研究方法的叙述中正确的是A.质点、点电荷等概念的建立运用了等效替代法B.利用v-t图象推导匀变速直线运动位移公式的方法是理想模型法C.牛顿利用实验，得出了万有引力常量D.用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强E=F/q，加速度a=Δv/Δt都是采用比值法定义的【答案】D【解析】质点、点电荷等概念的建立运用了理想模型法，选项A错误；利用v-t图象推导匀变速直线运动位移公式的方法是微元法，选项B错误；卡文迪许利用实验，测出了万有引力常量，选项C错误；用比值法定义的物理概念在物理学中占有相当大的比例，例如场强E=F/q，加速度a=Δv/Δt都是采用比值法定义的，选项D正确；故选D.2.如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用整个f1、f2和f3表示。则　(　　)A.f1=0,f2≠0,f3≠0B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0D.f1≠0,f2≠0,f3≠0【答案】C【解析】试题分析：对a物体分析可知，a物体受重力、支持力的作用，有沿斜面向下滑动的趋势，因此a受到b向上的摩擦力；f1≠0；再对ab整体分析可知，ab整体受重力、支持力的作用，有沿斜面向下滑动的趋势，因此b受到P向上的摩擦力；f2≠0；对ab及P组成的整体分析，由于整体在水平方向不受外力，因此P不受地面的摩擦力；f3=0；故只有C正确，ABD错误；故选C。考点：物体的平衡；摩擦力-13-【名师点睛】本题考查静摩擦力的分析和判断，要注意明确静摩擦力随物体受到的外力的变化而变化；同时明确静摩擦力产生的条件，从而分析是否存在摩擦力；同时注意整体法与隔离法的正确应用。3.将小球以10m/s的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示。取g＝10m/s2，下列说法正确的是(　　)A.小球的质量为0.2kgB.小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.2NC.小球动能与重力势能相等时的高度为D.小球上升到2m时，动能与重力势能之差为0.5J【答案】D【解析】试题分析：在最高点，，得：，故A错误；由除重力以外其他力做功可知：，E为机械能，解得：，故B错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有：，由动能定理：，得：．故C错误；由图可知，在处，小球的重力势能是，动能是，所以小球上升到时，动能与重力势能之差为，故D正确。考点：功能关系【名师点睛】该题首先要会从图象中获得关键信息，这种图象类型的题目，要关注图象的交点，斜率等，明确其含义，能够有利于解题。4.-13-小球从一定高度处由静止下落,与地面碰撞后回到原高度再次下落,重复上述运动。取小球的落地点为原点建立坐标系,竖直向上为正方向。下列速度v和位置x的关系图象中,能描述该过程的是　(　　)A.B.C.D.【答案】A【解析】试题分析：以竖直向上为正方向，则小球下落的速度为负值，故C、D两图错误．设小球原来距地面的高度为h．小球下落的过程中，根据运动学公式有：v2=2g（h-x），由数学知识可得，v-x图象应是开口向左的抛物线．小球与地面碰撞后上升的过程，与下落过程具有对称性，故A正确，B错误．故选A。考点：竖直上抛运动5.一质点在竖直平面内斜向右下运动，它在竖直方向的速度时间图象和水平方向的位移时间图象如图甲、乙所示．下列说法正确的是()A.该质点的运动轨迹是一条直线B.前2s内质点处于失重状态C.质点的初速度大小为2m/sD.质点斜向右下运动的过程中机械能守恒【答案】B【解析】物体在竖直方向做匀加速运动，水平方向做匀速运动，则合运动是曲线运动，选项A错误；物体在竖直方向上有向下的加速度，知质点在前2s内处于失重状态．故B正确．竖直方向上的初速度为2m/s，水平分速度为m/s，则合速度为-13-．故C错误．质点的加速度为，则说明质点除重力外还受向上的力作用，则机械能不守恒，选项D错误；故选B.6.如图所示，粗糙水平圆盘上，质量相等的A、B两物块叠放在一起，随圆盘一起做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()A.AB的运动属于匀变速曲线运动B.B的向心力是A的向心力的2倍C.盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍D.若B先滑动，则B与A之间的动摩擦因数μA小于盘与B之间的动摩擦因数μB【答案】D【解析】A、B做匀速圆周运动，加速度方向不断变化，则属于非匀变速曲线运动，选项A错误；因为A、B两物体的角速度大小相等，根据Fn＝mrω2，因为两物块的角速度大小相等，转动半径相等，质量相等，则向心力相等，选项B错误；对AB整体分析，fB＝2mrω2，对A分析，有：fA＝mrω2，知盘对B的摩擦力是B对A的摩擦力的2倍，故C正确．C、A所受的静摩擦力方向指向圆心，可知A有沿半径向外滑动的趋势，B受到盘的静摩擦力方向指向圆心，有沿半径向外滑动的趋势，故C错误．对AB整体分析，μB2mg＝2mrωB2，解得，对A分析，μAmg＝mrωA2，解得，因为B先滑动，可知B先达到临界角速度，可知B的临界角速度较小，即μB＜μA，故D错误．故选C．点睛：解决本题的关键知道A、B两物体一起做匀速圆周运动，角速度大小相等，知道圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．7.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t内位移为s,动能变为原来的9倍。该质点的加速度为(　　)A.B.C.D.【答案】A【解析】设质点的初速度为v，则动能Ek1=mv2-13-，由于末动能变为原来的9倍，则可知，末速度为原来的3倍，故v′=3v；故平均速度；根据位移公式可知：；联立解得：v=；根据加速度定义可知，故A正确，BCD错误．故选A．点睛：本题考查动能以及运动学规律的问题，要注意明确动能变为9倍所隐含的信息，从而求出速度关系，同时还要注意应用平均速度公式．8.一质点做匀加速直线运动，位移为x1时，速度的变化为△v；紧接着位移为x2时，速度的变化仍为△v。则质点的加速度为A.B.C.D.【答案】C【解析】发生△v所用的时间为：；根据△x＝at2得：；解得：a＝，故C正确，ABD错误；故选C.点睛：本题考查了匀变速直线运动的规律的应用，关键是知道相邻相等时间内位移之差等于△x＝aT2.9.（多选）如图所示，轻绳AO和BO共同吊起质量为m的重物。AO与BO垂直，BO与竖直方向的夹角为θ。则A.AO所受的拉力大小为mgsinèB.AO所受的拉力大小为mg/sinèC.BO所受的拉力大小为mgcosèD.BO所受的拉力大小为mg/cosè-13-【答案】AC【解析】解：以结点O为研究对象，分析受力，重力mg，AO绳的拉力TAO，BO绳的拉力TBO，如图所示：根据平衡条件得知：拉力TAO和TBO的合力F与重力mg大小相等，方向相反，则有：TAO=Fsinθ=mgsinθTBO=mgcosθ故AC正确，BD错误故选：AC．考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．分析：以结点O为研究对象，分析受力，作出受力图，根据平衡条件求解AO、BO两绳的拉力．点评：本题的解题关键是分析结点的受力情况，作出力图，然后根据共点力平衡条件列式求解．10.如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　)A.甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B.乙图中，A置于光滑水平面上，物体B沿光滑斜面下滑，物体B机械能守恒C.丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时A加速下落，B加速上升过程中，A、B系统机械能守恒D.丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒【答案】CD-13-【解析】在物体A压缩弹簧的过程中，弹簧和物体A组成的系统，只有重力和弹力做功，系统机械能守恒．对于A，由于弹簧的弹性势能在增加，则A的机械能减小．故A错误．物块B沿A下滑的过程中，A要向后退，A、B组成的系统，只有重力做功，机械能守恒，由于A的机械能增大，所以B的机械能不守恒，在减小．故B错误．对A、B组成的系统，不计空气阻力，只有重力做功，A、B组成的系统机械能守恒．故C正确．小球在做圆锥摆的过程中，重力势能和动能都不变，机械能守恒．故D正确．故选CD．点睛：解决本题的关键掌握判断机械能守恒的条件，判断的方法：1、看系统是否只有重力或弹力做功，2、看动能和势能之和是否保持不变．11.（多选）“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示。之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。对此，下列说法正确的是A.卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的速度大于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度B.卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短C.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种轨道运行相比较，卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小D.卫星在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点时的加速度【答案】BC【解析】卫星从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ必须在P点加速，卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度，选项A错误；根据开普勒第三定律＝K，半长轴越长，周期越大，所以卫星在轨道Ⅰ运动的周期最长，故B正确；从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ和从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，都要减速做近心运动，故其机械能要减小，故卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小，故C正确．卫星在轨道Ⅲ上在P点和在轨道Ⅰ在P点的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律，加速度相等．故D错误．故选BC.12.-13-（多选）如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则　(　　)A.B.C.D.【答案】AD【解析】质点P下滑的过程，由动能定理得 mgR-W=mv2；在最低点，质点P的向心加速度；根据牛顿第二定律得N-mg=m；解得，故AC正确，BD错误．故选AC.二、实验题。13.某学生用图（a）所示的实验装置测量物块与斜面的动摩擦因数．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，物块下滑过程中所得到的纸带的一部分如图（b）所示，图中标出了五个连续点之间的距离．（1）物块下滑时的加速度a=_________m/s2，打C点时物块的速度v=__________m/s；（2）已知重力加速度大小为g，求出动摩擦因数，还需测量的一个物理量是____（填正确答案标号）A．物块的质量B．斜面的高度C．斜面的倾角．【答案】(1).3.25(2).1.79(3).C【解析】（1）根据△x=aT2，有：xEC−xCA＝a(2T)2解得：-13-打C点时物块的速度：14.利用图甲装置做“验证机械能守恒定律”实验。（1）为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的___。A.动能变化量与势能变化量B.速度变化量和势能变化量C.速度变化量和高度变化量（2）除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是___。A.交流电源B.刻度尺C.天平(含砝码)（3）实验中,先接通电源,再释放重物,得到图乙所示的一条纸带。在纸带上选取三个连续打出的点A、B、C,测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC。已知当地重力加速度为g,打点计时器打点的周期为T。设重物的质量为m。从打O点到打B点的过程中,重物的重力势能变化量ΔEp=____,动能变化量ΔEk=____。（4）大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是___。A.利用公式v=gt计算重物速度-13-B.利用公式计算重物速度C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响D.没有采用多次实验取平均值的方法(5)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒:在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O的距离h,计算对应计数点的重物速度v,描绘v2-h图象,并做如下判断:若图象是一条过原点的直线,则重物下落过程中机械能守恒。请你分析论证该同学的判断依据是否正确________________。【答案】(1).A(2).A、B(3).-mghB(4).(5).C(6).不正确【解析】（1）验证机械能守恒，即需比较重力势能的变化量与动能增加量的关系，故选A．（2）电磁打点计时器需要接低压交流电源，实验中需要用刻度尺测量点迹间的距离，从而得出瞬时速度以及下降的高度．实验验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，质量可以约去，不需要用天平测量质量，故选AB．（3）从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量△Ep=mghB，B点的瞬时速度为：vB=，则动能的增加量为：．（4）大多数学生的实验结果显示，重力势能的减少量大于动能的增加量，原因是存在空气阻力和摩擦力阻力的影响，故选C．（5）该同学的判断依据不正确．在重物下落h的过程中，若阻力f恒定，根据mgh-fh=mv2，可得：v2=2（g-）h，则此时v2-h图象就是过原点的一条直线．所以要想通过v2-h图象的方法验证机械能是否守恒，还必须看图象的斜率是否接近2g．点睛：解决本题的关键掌握实验的原理，会通过原理确定器材，以及掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度的大小，关键是匀变速直线运动推论的运用．三、计算题15.一摩托车由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的v-t图像如图所示。求：-13-（1）摩托车在0～20s这段时间的加速度大小a。（2）摩托车在0～75s这段时间的平均速度大小。【答案】（1）1.5m/s2（2）20m/s【解析】（1）由图知，在0-20s内做匀加速运动，根据，可求加速度a=1.5m/s2；【考点定位】匀变速直线运动视频16.如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为10kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角为30°，整个装置处于静止状态。(g取10m/s2)求：(所有结果均保留三位有效数字)（1）绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小；（2）若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，求最小的拉力的大小。【答案】（1）51.8N；73.2N（2）70.7N【解析】试题分析：解：（1）如图，水平竖直建立直角坐标系，对小球做受力分析，把不在轴上的力沿轴分解，列平衡方程如下-13-由以上两式解得。（2）当所用的拉力与绳子垂直向右时，经分析得拉力的最小值为代数解得。即：（1）绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小分别为51.8N和73.2N；（2）若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，最小的拉力的大小为70.7N考点：共点力作用下物体平衡【名师点睛】解决本题的关键是正确的选取研究对象，首先对小球受力分析，建立直角坐标系，根据平衡条件列方程，求解；然后把小球拉离斜面，当所用的拉力与绳子垂直向右时，根据平衡条件求解最小拉力。17.在真空环境内探测微粒在重力场中能量的简化装置如图所示。P是一个微粒源,能持续水平向右发射质量相同、初速度不同的微粒。高度为h的探测屏AB竖直放置,离P点的水平距离为L,上端A与P点的高度差也为h。（1）若微粒打在探测屏AB的中点,求微粒在空中飞行的时间。（2）求能被屏探测到的微粒的初速度范围。（3）若打在探测屏A、B两点的微粒的动能相等,求L与h的关系。【答案】（1）（2）（3）【解析】试题分析：（1）若微粒打在探测屏AB的中点，则有=gt2，解得（2）设打在B点的微粒的初速度为V1，则有L=V1t1，2h=gt12得同理，打在A点的微粒初速度为-13-所以微粒的初速度范围为≤v≤（3）打在A和B两点的动能一样，则有mv22+mgh=mv12+2mgh联立解得L=2h考点：功能关系；平抛运动规律【名师点睛】本题考查功能关系以及平抛运动规律的应用，要注意明确平抛运动的研究方法为分别对水平和竖直方向进行分析，根据竖直方向上的自由落体以及水平方向上的匀速直线运动规律进行分析求解。视频-13-