江西省靖安中学2021届高三上学期第四次月考物理试题含答案

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2020~2021 学年度上学期高三年级第四次月考物理试题
命题人:余光岳 审题人:严 军
一、选择题（共 10 小题，每小题 4分，共 40 分，1~6 单选题，每小题只有一个正确选项；7~10 题为多
选题，每小题有多个选项）
1．一个质点在三个共点力 F1、F2、F3的作用下处于平衡状态，如图所示。则它
们的大小关系是（　　）
A．F1>F2>F3 B．F1>F3>F2
C．F3>F1>F2D．F2>F1>F3
2．一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用，沿竖直方向向上做减速运动．此过
程中物体速度的平方和上升高度的关系如图所示．若取 h=0 处为重力势能等于
零的参考平面，则此过程中物体的机械能随高度变化的图象可能正确的是（ ）
A． B． C． D．
3．如图 a所示，光滑绝缘水平面上有甲、乙两个带电小球，t=0
时，甲静止，乙以 6m/s 的初速度向甲运动。它们仅在静电力
的作用下沿同一直线运动（整个运动过程中没有接触），它
们运动的 v-t图像分别如图 b中甲、乙两曲线所示。则由图线
可知（ ）
A．两小球带电的电性一定相反
B．甲、乙两球的质量之比为 2:1
C． 时刻，甲乙两球的距离最大
D．在 时间内，甲的动能一直增大，乙的动能一直减小
4．如图所示的是示波管工作原理图：电子经电场加速后垂直射入偏转电场，
若加速电压为 U1，偏转电压为 U2，偏转电场的极板长度与极板间的距离
分别为 L和d，取“单位偏转电压引起的偏转距离”来描述示波管的灵
敏度（该距离越大则灵敏度越高），则下列哪种方法可使示波管的灵敏度提高（　　）
A．增大 U1B．增大 U2
C．减小 LD．减小 d
5．如图所示，轻绳的一端固定在 O点，另一端系一质量为 m的小球（可视为质点）．
当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力 T、
轻绳与竖直线 OP 的夹角 θ满足关系式 T=a+bcosθ，式中 a、b为常数．若不计空
气阻力，则当地的重力加速度为（ ）
A． B．C．D．
6．2017 年8月，我国调制望远镜——“慧眼”成功监测到了引力波源所在的天区。已知 A、B两个恒星
靠着相互间的引力绕二者连线上的某点做匀速圆周运动。在环绕过程中会辐射出引力波，该引力波
的频率与两星做圆周运动的频率具有相同的数量级。通过观察测得 A的质量为太阳质量的 29 倍，B
的 质 量 为 太 阳 质 量 的 36 倍， 两 星 间 的 距 离 为 。 取 太 阳 的 质 量 为 ，
，则可估算出该引力波频率的数量级为（ ）
A．1Hz B．10Hz C．102Hz D．104Hz
7．如图所示，在光滑的斜面上放置 3 个相同的小球（可视为质点），小球
1、2、3距斜面底端A点的距离分别为 x1，x2，x3，现将它们分别从静止释放，
以相同的加速度向下运动，到达A点的时间分别为 t1，t2，t3 。则下列说法正确
得是( )
A． B． C． D．
8．如图所示，水平传送带以速度 v0顺时针匀速转动，质量相同的两煤块 A、B分别无初速度地轻轻放在
传送带的左端，物块A与传送带之间的动摩擦因数为 μ1，恰好运动到传送带的右端速度达到v0，煤
块B与传送带之间的动摩擦因数为 μ2，运动到传送带的中间时速度达到v0，下列说法正确的是（
）
A．μ1=2μ2
B．μ2=2μ1
C．煤块 A在传送带上运动时间为 B在传送带上时间的两倍
D．输送煤块 A在传送带上划出的痕迹为煤块 B痕迹的两倍
9．将一个小球在同一竖直线上不同高度 h处水平抛出，小球每次均落在地面上的 P
点，不计空气阻力，则 h越大（ ）
A．小球抛出的初速度越大
B．小球抛出的初速度越小
C．小球落到P点时的速度一定越大
D．小球落到P点的速度可能先变小后变大
10．如图所示，两块较大的金属板A
、
B平行放置并与一个电源相连，
其中A板接地（取大地电势 φ=0）。S闭合后，两板间有一质量为
m、电荷量为 q的油滴恰好处于静止状态。以下说法正确的是（　
）
A．保持 S闭合，若将A板向上平移一小段位移，则油滴向下加速
运动，G中有 b→a的电流
B．保持 S闭合，若将A板向左平移一小段位移（油滴仍处于两极板之间），则油滴仍然静止，G
中有 b→a的电流
C．若将S断开，则油滴立即向下做匀加速直线运动
D．若将S断开，再将 B板向下平移一小段位移，则油滴仍然保持静止，但油滴的电势能减小
二、实验题(每空 3分，共 18 分)
11．如图所示为验证动量守恒的实验装置，
气垫导轨置于水平桌面上，G1和G2为两
个光电门，固定有相同遮光片的两弹性
滑块A、B的质量分别为 mA、mB实验过
程如下：
a.调节导轨使之水平；
b.轻推滑块A，测得 A通过光电门G1的遮光时间为∆t0；
c.A与B相碰后，B和A先后经过光电门G2的遮光时间分别为∆tB和∆tA。
(1)实验中，滑块A、B的质量应满足 mA _________mB（填“>”或“<”）；
(2)验证两滑块碰撞过程中动量守恒的表达式为：________________
(3)滑块与导轨间的摩擦会导致测得的系统碰撞前的总动量________（填“>”或“<”）碰撞后的总动
量。
12．如图甲所示是某同学探究做圆周运动的物体所受向心力大小与质量、轨道半径及线速度关系的实验
装置。圆柱体放置在水平光滑圆盘上做匀速圆周运动。力传感器测量向心力F，速度传感器测量圆
柱体的线速度 v，该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变，来探究向心力F与线速度 v的关系：
(1)该同学采用的实验方法为______。
A．等效替代法 B．控制变量法 C．理想化模型法 D．微小量放大法
(2)改变线速度 v，多次测量，该同学测出了五组 F、v数据，如下表所示：请在图乙中作出 F—v2图
线；若圆柱体运动半径 r=0.3m，由作出的 F—v2的图线可得圆柱体的质量 m=______kg（结果保留
两位有效数字）
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
1.0 2.25 4.0 6.25 9.0
0.88 2.00 3.50 5.50 7.90
三、计算题(共42 分)
13．(8 分)如图所示，质量为 m的小球系在长为 L的轻绳下端，轻绳悬挂于O点。第一次让球在竖直平
面内左右摆动，第二次让球在的水平面内做圆周运动，第一次轻绳与竖直方向的最大夹角和第二次
轻绳与竖直方向夹角 θ均为60°。设重力加速度为 g，求：
(1)第一次球经过最低点时轻绳对小球的拉力 F1；
(2)第二次球在水平面内做圆周运动的速度 v2。
14．(10 分)如图所示为四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广
泛的应用．一架质量为 m＝2kg 的无人机，其动力系统所能提供的最大升力 F＝36N，运动过程中所
受空气阻力大小恒定，无人机在地面上从静止开始，以最大升力竖直向上起飞，在 t＝5s 时离地面
的高度为 h=75m（g取10m/s2）。
（1）求运动过程中所受空气阻力大小；
（2）假设由于动力系统故障，悬停在离地面高度 H＝100m 的无人机突然失去升力而坠落，在遥控
设备的干预下，动力系统重新启动提供向上最大升力。为保证安全着地，求无人机从开始下落
到恢复升力的最长时间。
15．(11 分)静止在水平地面上的两小物块A、B（均可视为质点），质量分别为 mA=1.0kg、mB=4.0kg，
两者之间有一被压缩的微型弹簧，A与其右侧竖直墙壁的距离 L，如图所示。某时刻，将压缩的微
型弹簧释放，使 A、B瞬间分离，两物块获得的动能之和为 Ek=10.0J。释放后，A沿着与墙壁垂直
的方向向右运动。A、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2。重力加速度取 g=10m/s2。A、B运动
过程中所涉及的碰撞均为弹性碰撞且碰撞时间极短。
(1)求弹簧释放后瞬间A、B速度的大小；
(2)若要让 B停止运动后 A、B才第一次相碰，求L的取值范围。
16．(13 分)如图，两水平面（虚线）之间的距离为 H，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场．自该
区域上方的 A点将质量为 m、电荷量分别为 q和–q（q>0）的带电小球 M、N先后以相同的初速度
沿平行于电场的方向射出．小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开．已知 N离
开电场时的速度方向竖直向下；M在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为 N刚离开电场时的
动能的 1.5 倍．不计空气阻力，重力加速度大小为 g．求
（1）M与N在电场中沿水平方向的位移之比；
（2）A点距电场上边界的高度；
（3）该电场的电场强度大小．
O2 4 6 8 10 v2/(m2·s-2)
F/N
2
4
6
8
10
图乙
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