辽宁省凤城市第一中学2020届高三上学期第一次月考物理试题

凤城一中2019-2020学年度上学期高三第一次月考

物理试卷

一、选择题

1.发现万有引力定律和测出引力常量科学家分别是(    )

A. 开普勒、卡文迪许 B. 牛顿、卡文迪许

C. 牛顿、伽利略 D. 开普勒、伽利略

【答案】B

【解析】

发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是牛顿和卡文迪许，故选B.

2.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v0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. 路面外侧与内侧一样高

B. 车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动

C. 车速虽然高于v0，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，v0的值变小

【答案】C

【解析】

【详解】A.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错误；

B.车速低于v0，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动，故B错误；

C.车速若高于v0，所需的向心力增大，此时摩擦力可以指向内侧，增大提供的力，只要速度不超出某一最高限度，车辆不会向外侧滑动，故C正确；

D.当路面结冰时与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则v0的值不变，故D错误。

3.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。已知M始终保持静止，则在此过程中，下列说法错误的是：

A. 水平拉力的大小一定变大

B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加

C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

【答案】C

【解析】

【详解】AB.根据M、N均保持静止，进行受力分析可知，N受到竖直向下的重力及水平方向的拉力F，变化的绳子拉力T，如下图所示：

在向左拉动的时候，绳子拉力T和水平拉力F都不断增大，故A B正确，不符合题意；

CD.对于M的受力，开始时可能摩擦力f向上，则T=mgsinθ-f，当T不断增大的时候，f减少；当T＞mgsinθ时，f向下，随着T的增大，f将增大，所以沿斜面的摩擦力f可能先减小后增大；也可能是T=mgsinθ+f，当T不断增大的时候，摩擦力f增大；故C错误，符合题意，D正确，不符合题意。

4.如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g)(      )

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【分析】

根据动能定理得出物块到达最高点的速度，结合高度求出平抛运动的时间，从而得出水平位移的表达式，结合表达式，运用二次函数求极值的方法得出距离最大时对应的轨道半径。

【详解】设半圆的半径为R，根据动能定理得：−mg•2R＝mv′2−mv2，离开最高点做平抛运动，有：2R=gt2，x=v′t，联立解得： ，可知当R=时，水平位移最大，故B正确，ACD错误。故选B。

【点睛】本题考查了动能定理与圆周运动和平抛运动的综合运用，得出水平位移的表达式是解决本题的关键，本题对数学能力的要求较高，需加强这方面的训练。

5.如图所示，竖直平面内有A、B、C三点，三点连线构成一直角三角形，AB边竖直，BC边水平，D点为BC边中点。一可视为质点的物体从A点水平抛出，轨迹经过D点，与AC交于E点。若物体从A运动到E的时间为tl，从A运动到D的时间为t2，则tl : t2为

A. 1 : 1 B. 1 : 2 C. 2 : 3 D. 1 : 3

【答案】B

【解析】

【详解】设∠C=θ，∠ADB=α，由几何关系知，tanα=2tanθ，物体初速度为v0，根据平抛运动规律，质点由A到E，

解得：

；

同理：质点由A到D，

解得：

；

故

t1：t2=1：2；

A. 1 : 1，与结论不相符，选项A错误；

B. 1 : 2，与结论相符，选项B正确；

C. 2 : 3，与结论不相符，选项C错误；

D. 1 : 3，与结论不相符，选项D错误。

6.如图所示，质量为2kg的小球静止在竖直放置的轻弹簧上，弹簧劲度系数k=50N/m。现用大小为10N、方向竖直向下的力F作用在小球上，当小球向下运动到最大速度时撤去F（g取10m/s2，已知弹簧一直处于弹性限度内），不计阻力，则小球

A. 返回到初始位置时的速度大小为1m/s

B. 返回到初始位置时的速度大小为m/s

C. 由最低点返回到初始位置过程中小球与弹簧组成系统机械能一直增加

D. 由最低点返回到初始位置过程中动能先增加后减少

【答案】B

【解析】

【详解】AB.初始时弹簧的压缩量

小球向下运动到最大速度时合力为零，由平衡条件得：

mg+F=kx2，

得

x2=0.6m

则小球从开始向下到速度最大的位置通过的位移 x=x2-x1=0.2m
从开始到返回初始位置的过程，运用动能定理得：

解得小球返回到初始位置时的速度大小为

v=m/s，

故A错误，B正确。

C.由最低点返回到初始位置过程中，弹簧的弹力和重力对小球作用，则小球与弹簧组成系统机械能守恒，选项C错误；

D.由最低点返回到初始位置过程中，弹簧对小球的弹力一直大于重力，则小球做加速运动，动能一直增加，故D错误。

7. 如图所示，内壁光滑半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m的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W1/ W2的值可能是（ ）

A. 1/2 B. 2/3 C. 3/4 D. 1

【答案】AB

【解析】

试题分析：始终未脱离轨道，有，能运动到最高点有，,可得，A、B正确，C、D错。

考点：本题考查能量守恒及圆周运动

8.如图所示,一异形轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成,置于光滑的水平面上,如果轨道固定,将可视为质点和物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,物块恰好停在水平轨道的最左端。如果轨道不固定,仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,下列说法正确的是

A. 物块与轨道组成的系统机械能不守恒,动量守恒

B. 物块与轨道组成的系统机械能不守恒,动量不守恒

C. 物块仍能停在水平轨道的最左端

D. 物块将从轨道左端冲出水平轨道

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.轨道不固定时，物块在轨道水平部分时因摩擦产生内能，所以系统的机械能不守恒。物块在轨道的圆弧部分下滑时，合外力不为零，动量不守恒，但是水平方向动量守恒，故A错误，B正确；

CD.设轨道的水平部分长为L．轨道固定时，根据能量守恒定律得

mgR=μmgL

轨道不固定时，设物块与轨道相对静止时共同速度为v，在轨道水平部分滑行的距离为x。

取向左为正方向，根据水平动量守恒得：

0=（M+m）v

则得

v=0

根据能量守恒定律得：

mgR=（M+m）v2+μmgx

联立解得

x=L

所以物块仍能停在水平轨道的最左端，故C正确，D错误。

9.用两根细线把A、B两小球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用细线连接A、B两小球，然后用力F作用在小球A上，如图所示，此时三根细线均处于直线状态，且OB 细线恰好处于竖直方向，两小球均处于静止状态．不考虑小球的大小，则力F的可能方向为

A. 水平向右 B. 竖直向上 C. 沿O→A方向 D. 沿B→A方向

【答案】ABD

【解析】

【详解】由题意知，AB细线上弹力为零，对A、B小球分别受力分析，如图：

力F合为F、T二力的合力，与重力G平衡，大小方向保持不变。根据力的矢量三角形法则从虚线AC到虚线DC的∠ACD范围内（包括AC方向，不包括CD方向）任意方向的力F都是有可能的。
A. 水平向右，与结论相符，选项A正确；

B. 竖直向上，与结论相符，选项B正确；

C. 沿O→A方向，与结论不相符，选项C错误；

D. 沿B→A方向，与结论相符，选项D正确。

10.有一个质量为m的物体，在倾角为30°的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑，由于受摩擦阻力作用，下滑的加速度为，当物体在竖直方向上的下落高度为h时，则此过程中，下列说法正确的是

A. 物体的动能增加了

B. 物体的机械能减少了

C. 物体与斜面之间由于摩擦产生的热量为

D. 物体的重力势能减少了

【答案】CD

【解析】

【详解】A.根据牛顿第二定律，物体所受的合力为mg，则合力做功

，

根据动能定理得，动能增加mgh．故A错误。

BCD.重力做功为mgh，所以重力势能减小mgh，动能增加mgh，则机械能减小mgh，根据能量守恒定律，减小的机械能转化为产生的热量，所以产生的热量为mgh．故CD正确，B错误。

11.地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第①次和第②次提升过程，

A. 矿车上升所用的时间之比为5:4

B. 电机的最大牵引力之比为1:1

C. 电机输出的最大功率之比为2:1

D. 电机所做的功之比为4:5

【答案】BC

【解析】

【详解】A.设第②次提升过程矿车上升所用的时间为t。根据v-t图象的面积表示位移，得：

解得

t=2.5t0

所以第①次和第②次提升过程矿车上升所用的时间之比为2t0：t=4：5，故A错误；

B.根据图象的斜率表示加速度，知两次矿车匀加速运动的加速度相同，由牛顿第二定律得

F-mg=ma

可得

F=mg+ma

所以电机的最大牵引力相等，故B正确；

.设电机的最大牵引力为F．第①次电机输出的最大功率为

P1=Fv0

第②次电机输出的最大功率为

P2=F•v0

因此电机输出的最大功率之比为2：1，故C正确；

D.电机所做的功等于增加的重力势能，两次增加的重力势能相同，因此电机做功之比为 W1：W2=1：1，故D错误。

12.如图所示，一个航天探测器完成对某星球表面的探测任务后，在离开星球的过程中，由静止开始沿着与星球表面成一倾斜角的直线飞行。先加速运动，再匀速运动。不计空气阻力，探测器通过喷气而获得推动力。以下关于喷气方向的描述中正确的是

A. 探测器加速运动时，不能沿直线向后喷气

B. 探测器加速运动时，相对于星球竖直向下喷气

C. 探测器匀速运动时，相对于星球竖直向下喷气

D. 探测器匀速运动时，不需要喷气

【答案】AC

【解析】

【详解】AB.探测器由静止开始沿着与星球表面成一倾斜角的直线飞行加速运动时，加速度的方向沿直线与速度方向相同，即合力的方向也沿直线与速度方向相同，而受到星球的万有引力方向竖直向下，所以反冲力方向与运动直线成一角度斜向上，那么喷气方向与运动直线成一角度斜向下，故选项A正确B错误；

CD.探测器匀速运动，受力平衡，合力为零，已知受到的星球的万有引力竖直向下，则受到的气体的反冲力竖直向上，因此探测器竖直向下喷气，故选项C正确，选项D错误。

二、填空题

13.某同学做“探究求合力的方法”的实验，实验装置如图甲所示，其中两个主要步骤如下：

①用两个弹簧测力计分别钩住绳套，互成角度地拉橡皮条，使橡皮条伸长，结点到达某一位置O，记下O点的位置，读出并记录两个弹簧测力计的示数；

②只用一个弹簧测力计，通过绳套拉橡皮条使其伸长，读出并记录弹簧测力计的示数，记下细绳的方向，按同一标度作出这3个力的图示，并求出F1、F2的合力，如图乙所示．

（1）以上两步骤均有疏漏：

在①中是_____________________；在②中是________________________

（2）图乙所示的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是___________

（3）重新做上述实验，使橡皮条结点到达某一位置O，O点的位置_______（填“需要”或“不需要”）与前一次相同。

【答案】    (1). 记下两条细绳的方向    (2). 把橡皮条的结点拉到了同一位置O点    (3). F    (4). 不需要

【解析】

【详解】(1)以上两步骤均有疏漏：[1].在①中是记下两条细绳的方向；[2].在②中是把橡皮条的结点拉到了同一位置O点；

(2)[3]. 图中F′是通过作图的方法得到合力的理论值，F而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力．故方向一定沿AO方向的是F，由于误差的存在F和F′方向并不在重合．

(3)[4].重新做上述实验，使橡皮条结点到达某一位置O，O点的位置不需要与前一次相同。

14.某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小。

（1）实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是___；

（2）若实验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本实验______影响（填“有”或“没有”）；

（3）实验时，下列物理量中必须测量的是______。

A．长木板的长度L      B．重物的质量m      C．小车的总质量M

（4）实验中，力传感器的示数为F，打出的纸带如图乙。将打下的第一个点标为O，在纸带上依次取A、B、C三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C三点到O点的距离分别为x1、x2、x3。则从打O点到打B点过程中，探究结果的表达式是：___________（用题中所给字母表示）。

【答案】    (1). 平衡摩擦力    (2). 没有    (3). C    (4).

【解析】

【详解】(1)[1].实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力，以保证细绳的拉力等于小车受的合力；

(2)[2].由于有力传感器测量绳的拉力，则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质量；若实验中小车的质量没有远大于重物的质量，对本实验没有影响；

(3)[3].实验中需要测量小车动能，故需要知道小车的质量M，故AB错误，C正确；

(4).从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功为：

W=Fx2；

B点的速度为：

小车动能增加量为：

，

故探究结果表达式为：

；

三、计算题

15.近年来，随着人类对火星的了解越来越多，美国等国家都已经开始进行移民火星的科学探索，并面向全球招募“单程火星之旅”的志愿者．若某物体在火星表面做自由落体运动的时间是在地球表面同一高度处做自由落体运动的时间的1.5倍，已知地球半径是火星半径的2倍．求：

(1)火星表面重力加速度g1与地球表面重力加速度g2的比值．

(2)如果将来成功实现了“火星移民”，求在火星表面发射载人航天器的最小速度v1与在地球上发射卫星的最小速度v2的比值．

【答案】　(1) (2)

【解析】

【详解】(1)由自由落体运动的规律h＝gt2

可得g＝ ①

因此有②

代入数据解得③

(2)发射载人航天器或卫星的最小速度即第一宇宙速度，因此有，

即v2＝ ④

又G＝mg，即GM＝R2g⑤

由④⑤解得v＝ ⑥

即 ⑦

代入数据解得。

16. 赛车比赛出发阶段，一辆赛车用时7s跑过了一段200m长的直道，将该赛车运动可简化为初速为零的匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段；已知该车在加速阶段的第3s内通过的距离为25m，求该赛车的加速度及在加速阶段通过的距离。

【答案】10m/s2；80m

【解析】

试题分析：（1）设赛车在匀加速阶段的加速度为a，在前2s和第3s内通过的位移分别为x1和x2，由运动学规律得，，，x2=25m

代入数据解得

（2）设赛车做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v1，跑完全程的时间为t，全程的距离为x，依题意及运动学规律，得

，，

设加速阶段通过的距离为x/，则

求得

考点：匀变速运动的规律。

17.某砂场为提高运输效率，研究砂粒下滑的高度与砂粒在传送带上运动的关系，建立如图所示的物理模型。竖直平面内有一倾角θ=370的直轨道AB，其下方右侧放置一水平传送带，直轨道末端B与传送带间距可近似为零，但允许砂粒通过。转轮半径R=0.4m、转轴间距L=2m的传送带以恒定的线速度逆时针转动，转轮最低点离地面的高度H=2.2m。现将一小物块放在距离传送带高h处静止释放，假设小物块从直轨道B端运动到达传送带上C点时，速度大小不变，方向变为水平向右。已知小物块与直轨道和传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5。（sin370=0.6）

(1)若h=2.4m，求小物块到达B端时速度的大小；

(2)若小物块落到传送带右侧地面，求h需要满足的条件

(3)改变小物块释放的高度h，使小物块从传送带的D点水平向右抛出，求小物块落地点到D点的水平距离x与h的关系式及h需要满足的条件。

【答案】(1) 4m/s (2) h＞3.0m (3) x=2；h≥3.6m

【解析】

【详解】(1)物块由静止释放到B的过程中：

解得

vB=4m/s

(2)右侧离开，D点速度为零时高为h1

解得

h＞h1=3.0m

(3)右侧抛出，D点的速度为v，则

x=vt

可得

为使能在D点水平抛出则：

解得

h≥3.6m