1、2014届江西省南昌大学附中高三月考物理试卷与答案（带解析） 选择题 如图所示，用水平力 F推乙物块，使甲、乙、丙三个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度做匀速直线运动，各物块受到摩擦力的情况是（ ） A甲物块受到一个摩擦力的作用 B乙物块受到两个摩擦力的作用 C丙物块受到两个摩擦力的作用 D甲物块与乙物块受相同大小的摩擦力 答案： C 试题分析：以甲为研究对象，由平衡条件得知，乙对甲没有摩擦力，否则甲受力不平衡，不可能做匀速直线运动故 A错误；以乙为研究对象，由平衡条件分析可知，丙对乙有向左的摩擦力，则乙物块受到一个摩擦力的作用故 B错误；丙对乙有向左的摩擦力，则乙对丙有向右的摩擦力，由
2、三个物体组成的整体为研究对象可知，地面对丙有向左的摩擦力，所以丙物块受到两个摩擦力的作用故 C正确；由上可知，甲物块不受摩擦力，而乙物块受摩擦力故 D错误 考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用。 如图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统斜面轨道倾角为 30，质量为 M的木箱与轨道的动摩擦因数为 = 木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量 为 m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程下列选项正确的是（ ） A木箱与弹簧接触时速度达到最大 B货物的质量 m等于木箱质量 M的
3、2倍 C木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度小于下滑的加速度 D在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能大于弹簧的弹性势能 答案： BD 试题分析：木箱下滑时受重力，支持力和滑动摩擦力，其中重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力，木箱与弹簧接触时，木箱的速度沿斜面向下，加速度沿斜面向下，速度继续增加，当木箱的加速度为零时，速度最大，故 A错误；设下滑的距离为 ，根据功能关系有： ，得 m=2M，故 B正确；对木箱受力分析，根据牛顿第二定律得：下滑时加速度为 ，上滑时加速度为 ，故 C错误； D、根据能量守恒得：在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能，故
4、D正确 考点：机械能守恒定律 如图所示，楔形木块 abc固定在水平面上，粗糙斜面 ab和光滑斜面 bc与水平面的夹角相同，顶角 b处安装一定 滑轮。质量分别为 M、 m（ M m）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 （ ） A两滑块组成的系统机械能守恒 B重力对 M做的功等于 M动能的增加 C轻绳对 m做的功等于 m机械能的增加 D两滑块组成系统的机械能损失等于 M克服摩擦力做的功 答案： CD 试题分析：由于 ab面粗糙斜，故两滑块组成系统的机械能不守恒，故 A错误；由动能定理得
5、，重力、拉力、摩擦力对 M做的总功等于 M动能的增加，故 B错 误；除重力弹力以外的力做功，将导致机械能变化，故 C正确；除重力弹力以外的力做功，机械能变化，克服摩擦力所做的功等于系统机械能的损失，故D正确。 考点：机械能守恒定律；动能定理的应用 光滑水平面上静止一质量为 M的木块，一颗质量为 m的子弹以水平速度 v1射入木块，并以速度 v2穿出，对这个过程，下列说法正确的是（ ） A子弹克服阻力做的功等于 B子弹对木块做的功等于子弹克服阻力做的功 C子弹对木块做的功等于木块获得的动能与子弹跟木块摩擦生热的内能之和 D子弹损失的动能等于木块的动能跟子弹与木块摩擦转化的内能之和 答案： AD 试
6、题分析：对子弹全过程由动能定理，有 ，所以子弹克服阻力做功 ，故 A正确；子弹与木块相互作用过程如下图： 设子弹与木块相互作用力大小为 f，则子弹对木块做功 ，木块对子弹做功 ，由于 x s，故 W2 W1，故 B错误；由动能定理，木块获得动能Ek=W1，即子弹对木块做的功等于木块获得的动能，故 C错误；对子弹和木块组成的系统，全过程总能量守恒，即：子弹减少的动能 =木块增加的动能 +系统产生的内能 故 D正确 故选 AD 考点：动能定理的 应用；功能关系 如图所示， A为静止于地球赤道上的物体， B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星， C 为绕地球做圆周运动的卫星， P 为 B、 C 两卫星轨道的
7、交点已知 A、 B、C绕地心运动的周期相同相对于地心，下列说法中正确的是（ ） A物体 A和卫星 C具有相同大小的加速度 B卫星 C的运行速度大于物体 A的速度 C可能出现：在每天的某一时刻卫星 B在 A的正上方 D卫星 B在 P点的运行加速度大小与卫星 C在该点运行加速度相等 答案： BCD 试题分析：物体 A和卫星 C的周期相等，则角速度相等，根据知，半径越大，向心加速度越大，线 速度越大所以 A错误， B正确； A、 B的周期相同，可能出现在每天的某一时刻卫星 B在 A的正上方故 C正确；根据 知，两卫星距离地心的距离相等，则加速度相等故 D正确 考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系
8、，万有引力定律及其应用。 公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处 （ ） A路面外侧高内侧低 B车速只要低于 ，车辆便会向内侧滑动 C车速虽然高于 ，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D当路面结冰时，与未结冰时相比， 的值变小 答案： AC 试题分析：路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力故 A正确；车速低于 vc，所需的向心力减小，此时摩擦力指向外侧，减小提供的合力，车辆不会向内侧滑动，故 B 错误；当速度为 vc时，静摩擦力为零，靠重力和支
9、持力的合力提供向心力，速度高于 vc时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑故 C 正确；当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则 vc的值不 变，故 D错误。 考点：向心力 双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原的 k倍，两星之间的距离变为原的 n倍，则此时圆周运动的周期为 （ ） A B C D 答案： B 试题分析：设 m1的轨道半径为 R1， m2的轨道
10、半径为 R2由于它们之间的距离恒定，因此双星在空间的绕向一定相同，同时角速度和周期 也都相同由向心力公式可得： 对 m1： 对 m2： 又因为 ， ,由 式可得 所以当两星总质量变为 KM，两星之间的距离变为原来的 n倍，圆周运动的周期 ,即 T，故 ACD错误， B正确； 考点：万有引力定律及其应用。 某研究性学习小组用加速度传感器探究物体从静止开始做直线运动的规律，得到了质量为 1.0kg的物体运动的加速度随时间变化的关系图线，如图所示。由图可以得出 ( ) A从 t 4.0s到 t 6.0s的时间内物体做匀减速直线运动 B物体在 t 10.0s时的速度大小约为 5.8m/s C从 t 1
11、0.0s到 t 12.0s的时间内合外力对物体做的功约为 7.3J D不能从已知信息粗略估算出物体在 t=3.0s时的速度 答案： C 试题分析：从 t=4.0s到 t=6.0的时间内物体的加速度减小，物体做加速度减小的变减加速运动故 A错误；物体从静止开始做加速运动，由于 v=a t，故加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量， t=10s时的速度等于前 10秒图线与坐标轴包围的面积， v=680.1=6.8m/s，所以 B错误由于加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量，故可 以估算出 12s末的速度为v=S=7.8m/s，根据动能定理得：,故 C正确 .物体从静止开始做加速运动，
12、由于 v=a t，故加速度图线与时间轴包围的面积表示速度的变化量，故 t=3.0s时的速度等于前 3秒图线与坐标轴包围的面积，故 D错误； 考点：匀变速直线运动的图像。 如图所示，从倾角为 的斜面上的 M点水平抛出一个小球 小球的初速度为 ，最后小球落在斜面上的 N 点 ,且重力加速度为 g， 由上述条件某同学试图求出： 小球什么时刻与斜面间的距离最大； 小球空中运动的时间； M、N 之间的距离； 小球落到 N 点时的速 度大小和方向等 4个量。那么你认为他最多可以求出其中的（ ） A 1个 B 2个 C 3个 D 4个 答案： D 试题分析：由题意可知，将初速度沿斜面和垂直于斜面进行分解，同
13、时将加速度也同方向分解，当垂直于斜面的速度为零时，小球距离斜面最远，由于初速度和加速度已知，所以与斜面间距离最大的时间可求；小球飞过的位移与水平方向成 角；将位移分别沿水平方向和竖直方向分解，由几何关系可知：解得： ，故平抛运动的时间可求；由时间可求得小球经过的竖直高度和水平位移；则由几何关系可知 M、 N 之间的距离 ；由 vy=gt，可求得竖直分速度，由速度的合成与分解可求得最后末速度的大小和方向。故选 D 考点：平抛运动 在竖直平面内有一半径为 R的光滑圆环轨道，一质量为 m的小球穿在圆环轨道上做圆周运动，到达最高点 C时的速率 = , 则下述正确的是 （ ） A此小球的最大速率是 B小
14、球到达 C点时对轨道的压力是 C小球沿圆轨道绕行一周所用的时间小于 D小球在任一直径两端点上的动能之和相等 答案： ACD 试题分析：速度最大的点应该是最低点时，根据动能定理：,解得 : 所以 A正确在 C点有：，得 ，所以 B错误；由 ，当速度最小时，代入计算可得 ，之后小球的速度在变大，所以 T要减小，所以，所以 C 正确整个过程中机械能守恒，在任一直径两端点上的点，它们的高度之和都是 2R，即它们的重力势能的和相等，由于总的机械能守恒，所以它们的动能之和也相等，所以 D正确 考点：机械能守恒定律，牛顿第二定律，向心力 一质点在光滑水平面上处于静止状态，现对该质点施加水平力 F，力 F随时
15、间 t按如图所示的正弦规律变化，力 F的方向始终在同一直线上，在 04s内，下列说法正确的是（ ） A第 2s末，质点距离出发点最远 B第 2s末，质点的动能最大 C 02s内，力 F瞬时功率一直增大 D 04s内，力 F做功为零 答案： BD 试题分析：从图象可以看出在前两秒力的方向和运动的方向相同，物体经历了一个加速度逐渐增大的加速运动和加速度逐渐减小的加速运动，第 2s末，拉力F方向反向，速度方向不变，所以第 2s末，质点离出发点距离还在增大，故 A错误；第 2s末，拉力 F方向反向，速度方向不变，物体要做减速运动，所以第2s末，质点的速度最大，动能最大，故 B正确； 0 1s内，速度在
16、增大，力 F增大，根据瞬时功率 p=Fv得力 F瞬时功率一直增大， 1 2s内，速度在增大，但是随时间速度增大变慢，而力 F随时间减小变快，所以力 F瞬时功率减小，故 C错误 D、 0 4s内，初末速度都为零，根据动能定理得合力做功为零，所以力 F做功为零，故 D正确 考点：动能定理的应用；牛顿第二定律；功率、平均功率和瞬时功率。 在一根绳下串着两个质量不同的小球，上面小球比下面小球质量大，当手提着绳端沿水平方向并使两球一起作匀加速运动时（空气阻力不计），下图中正确的是（ ） 答案： A 实验题 （ 6分）现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图 1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导 轨；
17、导轨上 A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为 m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上 B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间 t，用 d表示 A点到导轨低端 C点的距离， h表示 A与 C的高度差， b表示遮光片的宽度， s表示 A ,B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过 B点时的瞬时速度。用 g表示重力加速度。完成下列填空和作图；若将滑块自 A点由静止释放，则在滑块从 A运动至 B的过程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为 。 动能的增加量可表示为 。若在运动过程中机械能守恒，
18、与 s的关系式为 = 答案： 试题分析：滑块、遮光片下降重力势能减小，砝码上升重力势能增大所以滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法由于光电门的宽度 b很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度 ，根据动能的定义式得出： ，若在运动过程中机械能守恒， ，所以 与 s的关系式为考点：验证机械能守恒定律 （ 6分）在 “探究恒力做功与动能改变的关系 ”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置 实验步骤如下： 把纸带的一端固定在小车的后面，另一端穿过打点计时器 改变木板的倾角，以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力 用细线将木板上的小车通过一个定滑
19、轮与悬吊的砂桶相连 接通电，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，测出 、 、 （如图乙所示），查得打点周期为 T判断重力的一个分力已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是看纸带上的相邻两点的间距 。实验还需直接测量的物理量是： （并用相应的符号表示）探究结果的表达式是： （用相应的符号表示） 答案：相等，小 车的质量 M、砂及砂桶的质量 m ,试题分析：如果已经平衡好摩擦力，则此时小车做匀速运动，纸带上点迹间距应该相等本题 “探究恒力做功与动能改变的关系 ”，则要知道恒力的大小，和小车的动能，所以要测量小车的质量 M、砂及砂桶的质量 m,合外力对小车做的功为 ，
20、小车从 A运动到 B动能的变化量,合外力所做的功等于小车动能的变化量，即 ,所以探究结果的表达式是 : 考点：探究功与速度变化的关系 填空题 （ 4分） 如图所示，木箱高为 L，其底部有一个小物体 Q(可视为质点 )，现用力竖直向上拉木箱，使木箱由静止开始向上运动若 保持拉力的功率不变，经过时间 t，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体会继续向上运动，且恰能到达木箱顶端已知重力加速度为 g，不计空气阻力，则木箱的最大速度为 时间 t内木箱上升的高度为 答案： 试题分析：设木箱和小物体的总质量为 M当木箱达到最大速度时，拉力F=Mg，设最大速度为 v，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止
21、，小物体会以最大速度 V继续向上做匀减速运动，且恰能到达木箱顶端。由 v2=2gL，得：,对整体应用动能定理： ，而 ，代入上式得： ，解得： 考点：动能定理的应用，机械能守恒定律 （ 4分）如图所示，质量为 m的物体静止放在水平光滑的平台上，系在物体上的绳子跨过光滑定滑轮，在地面上的人以速度 向右匀速行走，设人从地面上靠近平台的边缘处开始向右行至绳与水平方向夹角 =45处，则在此过程中人对物体所做的功为 答案： 试题分析：人对物体所做的功等于物体增加的动能。 人以速度 向右行至绳与水平方向夹角 =45处时，物体的速度，所以动能 考点：功的计算 计算题 （ 8分）质量为 0.1 kg 的弹性球
22、从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的 图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的 3/4。该球受到的空气阻力大小恒为 ，取 =10 , 求： （ 1）弹性球受到的空气阻力 的大小； （ 2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度 。 答案： (1) (2) 试题分析： (1)由 vt 图像可知小球下落作匀加速运动，加速度 ，由牛顿第二定律得： 解得 (2)由图知：球落地时速度 ，则反弹时速度 设反弹的加速度大小为 a，由动能定理得 解得 考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像 （ 8分） 如图所示，长度为 L的细绳上端固定在天花板上 O 点，下端拴着质量为 m的小球。当把细
23、绳拉直时，细绳与竖直线的夹角为 =60，此时小球静止于光滑的水平面上。 （ 1）当球以角速度 做圆锥摆运动时，水平面受到的压力 N 是多大？ （ 2）当球以角速度 做圆锥摆运动时，细绳的张力 T为多大？ 答案： (1) (2) 试题分析：设小球做圆锥摆运动的角速度为 时，小球对光滑水平面的压力恰好为零，此时球受重力 mg 和绳的拉力 T0，应用正交分解法则列出方程： 由以上二式解得： （ 1） ，所以小球受重力 mg，绳的拉力 T和水平面的支持力 N，应用正交分解法列方程： 解得： ， （ 2） ，小球离开水平面做圆锥摆运动，设细绳与竖直线的夹角为 ，由于球已离开水平面，所以球对水平面的压力
24、。小球受重力 mg 和细绳的拉力 ，应用正交分解法列方程： 解得： ， ， 考点：牛顿第二定律；向心力 （ 8分）动车组是城际间实现小编组、大密度的商效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是 动车组。假设有一动车组由六节车厢连接而成 ,每节车厢的总质量均为 kg。其中第一节、第二节带动力 ,他们的额定功率分别是 W和W，（第一节车厢达到额定功率不够再启动第二节车厢）车在行驶过程中阻力恒为重力的 0.1倍 (g=10 ) (1) 求该动车组的最大行驶速度； (2)若列
25、车以 1 的加速度匀加速启动， t=10 s时刻，第一节和第二节车厢之间拉力的最大值是多大？ 答案：（ 1） vm =62.5m/s (2) Fm = 8105 N 试题分析：（ 1）对整列动车，质量 M=68104=4.8105kg， 当牵引力等于阻力时，动车速度最大 ， 其中阻力 f=0.1Mg=0.16810410 N=4.8105N， 假设两节有动力的车厢都正常工作 则 （ 2） 当 t=10 s时， v1=at=10 m/s。假设只有第一节车厢提供动力，则对整列车： 解得： P11=9.6106W P1=2107W 说明只有第一节车厢提供动力可以按照题设要求行驶。此时第一、二节间拉力
26、最大 对后五节车厢说 Fm -f2 = M2a 其中 M2 = 58104kg = 4.0105kg 解得 第一、二节间最大拉力 Fm = 8105 N 考点：功率、平均功率和瞬时功率，力的合成与分解的运用，共点力平衡的条件及其应用 （ 10分）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在 A点，自然状态时其右端位于 B点 B点右侧相距为 5R的 D处有一竖直固定的光滑四分之一圆弧轨道 DE，其半径为 R， E点切线竖直，用质量为 M的物块将弹簧缓慢压缩到 C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在 B点用同种材料、质量为 m的物块将弹簧缓慢压缩到 C点释放，物块到达 B点时速度为 ，到达D 点后滑
27、上光滑的半圆轨道，在 E点正上方有一离 E点高度也 为 R的旋转平台，沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔 M、 N，旋转时两孔均能达到E点的正上方滑块滑过 E点后进入 M孔，又恰能从 N 孔落下，已知 AD部分动摩擦因数为 =0.1， g=10 求： （ 1） BC 间距离； （ 2） m到达 D点时对轨道的压力； （ 3）平台转动的角速度 答案：（ 1） （ 2） （ 3） （ n=0、 1、2、 3 ） 试题分析：（ 1）设 BC 间距离为 x,根据能量关系有 弹性势能 由于 ，解得 （ 2）设物块 m到达 D点时的速率为 v,由 B点运动到 D点过程中，动能定理得 物块在 D点时
28、，根据 牛顿第二定律 解得 牛顿第三定律物块对轨道的压力为 9mg （ 3）设物块 m从 D点通过小孔 M所能达到的距 M点的最大高度为 h 动能定理得 设物块 m从最高点落回 N 孔的时间为 t根据对称性有 物块再次落入小孔 N 过程中，对转盘根据周期性有： （ n=0、 1、2、 3 ） 又 解得 （ n=0、 1、 2、 3 ） 考点：动能定理的应用，牛顿第二定律，牛顿第三定律，线速度、角速度和周期、转速，能量守恒定律。 （ 10分）如图所示，将质量均为 m厚度不计的两物块 A、 B用轻质弹簧相连接第一次只用手托着 B物块于 H高处， A在弹簧弹力的作用下处于静止，现将弹簧锁定，此时弹簧
29、的弹性势能为 ，现由静止释放 A、 B， B物块着地后速度立即变为 0，同时弹簧锁定解除，在随后的过程中 B物块恰能离开地面但不继续上升第二次用手拿着 A、 B 两物块，使得弹簧竖直并处于原长状态，此时物块 B离地面的距离也为 H，然后由静止同时释放 A、 B， B物块着地后速度同样立即变为 0求： （ 1）第二次释放 A、 B后， A上升至弹簧恢复原长时的速度 ； （ 2）第二次释放 A、 B后， B刚要离地时 A的速度 答案： 试题分析：（ 1）第二次释放 A、 B后， A、 B自由落体运动 ， B着地后， A和弹簧相互作用至 A上升到弹簧恢复原长过程中，弹簧对 A做的总功为零。 对 A从
30、开始下落至弹簧恢复原长过程，对 A由动能定理有 解得 方向向上 （ 2）设弹簧的劲度系数为 k，第一次释放 AB前，弹簧向上产生的弹力与 A的后重力平衡。 设弹簧的形变量（压缩）为 第一次释放 AB后， B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与 B的重力平衡 设弹簧的形变量（伸长）为 第二次释放 AB后，在 B刚要离地时弹簧产生向上的弹力与 B的重力平衡 设弹簧的形变量（伸长）为 由 得 即这三个状态，弹簧的弹 性势能都为 Ep 在第一次释放 AB后至 B着地前过程，对 A、 B和弹簧组成的系统由机械能守恒有 从 B着地后到 B刚要离地的过程，对 A的弹簧组成的系统，由机械能守恒有 第二次释放后，对 A的弹簧系统，从 A上升至弹簧恢复原长到 B刚要离地过程，由机械能守恒有 由 得 考点：功能关系；胡克定律；机械能守恒定律
