天津市第一中学2020届高三物理上学期第一次月考试题（含解析）

天津市第一中学2020届高三物理上学期第一次月考试题（含解析）

一．单选题

1.关于物理学研究方法，下列说法中叙述错误的是(        )

A. 引入质点、重心的概念时运用了理想模型法

B. 瞬时速度定义式v＝Δx/Δt运用了极限法

C. 观察木板或者玻璃瓶的微小形变时运用了放大法

D. 在推导匀变速运动位移公式时运用了微元法

【答案】A

【解析】

【详解】A. 质点概念都是为了简化问题引入的理想模型，重心是物体受到重力的等效作用点采取的等效替代，故A错误符合题意。

B. 瞬时速度定义式v＝Δx/Δt运用了极限法，故B正确不符合题意。

C. 观察木板或者玻璃瓶的微小形变时通过一系列处理放大了形变的效果，运用了放大法，故C正确不符合题意。

D. 在推导匀变速运动位移公式时，根据图像的面积计算，采取了微元法，故D正确不符合题意。

2.一辆公共汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动。开始刹车后的第1 s内和第2 s内位移大小依次为9 m和7 m,则刹车后6 s内的位移是

A. 25 m B. 24 m C. 20 m D. 75 m

【答案】A

【解析】

【分析】

根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出加速度，结合位移时间公式求出初速度，从而得出汽车刹车到停止的时间，判断汽车是否停止，结合位移公式求出汽车刹车后的位移．

【详解】根据△x=at2，可得：；从开始刹车计时，1 s时的速度为：v1=m/s＝8m/s，再经过汽车停止运动，所以汽车的总刹车时间是5 s，刹车后6 s内的位移即5s内的位移为：，故选A.

3.某物体以40m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g=10m/s2，则7s内物体的(        )

A. 速度改变量的大小为10m/s

B. 位移大小为35m，竖直向下

C. 平均速率大小为5m/s

D. 路程为125m

【答案】D

【解析】

【详解】A. 7s末的速度：

v=v0-gt=40-10×7=-30m/s

故速度改变量：

△v=v-v0=-30-40=-70m/s

故A错误；

B. 7s内物体的位移：

方向竖直向上，故B错误。

CD. 物体上升的最大高度为：

故路程：

S=80+（80-35）=125m

平均速率

故C错误D正确。

4.一条悬链长7.2m，上端系于O点，现从O点处断开，使其自由下落，不计空气阻力，g=10m/s2。则整条悬链通过O点正下方20m处的一点所需的时间为(        )

A. 0.3s

B. 0.4s

C. 0.7s

D. 1.2s

【答案】B

【解析】

【详解】设链条的长度为L，经t1链条的下端经过该点，经t2链条的上端经过该点，则

通过时间：△t=t2-t1，解得：△t=0.4s。

A. 0.3s与计算结果不符，故A错误。

B. 0.4s与计算结果相符，故B正确。

C. 0.7s与计算结果不符，故C错误。

D. 1.2s与计算结果不符，故D错误。

5.给一定质量、温度为的水加热，在水的温度由上升到的过程中，水的体积随着温度升高反而减小，我们称之为“反常膨胀”某研究小组通过查阅资料知道：水分子之间存在一种结合力，这种结合力可以形成多分子结构，在这种结构中，水分子之间也存在相互作用的势能在水反常膨胀的过程中，体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的关于这个问题的下列说法中正确的是　　

A. 水分子的平均动能减小，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

B. 水分子平均动能减小，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

C. 水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于分子间的结合力做正功

D. 水分子的平均动能增大，吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功

【答案】D

【解析】

【分析】

温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能增大；在水反常膨胀的过程中，所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功．

【详解】温度是分子平均动能的标志，温度升高，分子的平均动能最大；由题意，在水反常膨胀的过程中，虽然体积减小是由于水分子之间的结构发生了变化，但所有水分子间的总势能是增大的，说明了分子之间的相互作用力对分子做负功，即吸收的热量一部分用于克服分子间的结合力做功，ABC错误D正确．

【点睛】明确温度是分子平均动能的标志，注意是大量分子的统计规律；分子之间的相互作用力对分子做负功，水分子间的总势能增大；分子之间的相互作用力对分子做正功，水分子间的总势能减小，与弹簧的弹性势能与弹力做功的关系是相似的．

6.如图所示，两个小球a、b质量均为m，用细线相连并悬挂于O点，现用一轻质弹簧给小球a施加一个力F，使整个装置处于静止状态，且Oa与竖直方向夹角为θ=60°，已知弹簧劲度系数为k，则弹簧形变量不可能是（）

A.  B.  C.  D.

【答案】B

【解析】

【详解】以小球ab整体为研究对象，分析受力，作出F在几个方向时整体受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与整体重力2mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知：

当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：，根据胡克定律：Fmin=kxmin，所以：，则ACD可能，B不可能。

7.如图所示，用相同的弹簧秤将同一个重物m分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，均处于静止状态，读数分别是F1、F2、F3、F4，设θ=30°，则有

A. F2最大

B. F2=F3

C. F4最大

D. F1比其它各读数都小

【答案】A

【解析】

【详解】对三物体分别受力分析，如图

根据三力平衡条件，三力中任意两个力的合力与第三个力等大反向，结合几何关系

，，，

AC.根据以上分析F2最大，故A正确C错误。

B.根据分析可知， ，故B错误。

D. F1与F3比相等，故D错误。

8.如图所示，表面光滑半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O’处有一个不计摩擦的定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，两小球均可视为质点。两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为l1=2.4R，l2=2.5R，则这两个小球的质量之比m1∶m2为

A. 24∶1

B. 25∶1

C. 24∶25

D. 25∶24

【答案】D

【解析】

【详解】先以左侧小球为研究对象，分析受力情况：重力m1g、绳子的拉力T和半球的支持力N，作出力图。

由平衡条件得知，拉力T和支持力N的合力与重力m1g大小相等、方向相反。设OO′=h，根据三角形相似得

同理，对右侧小球，有

解得：

A. 24∶1与计算结果不符，故A错误。

B. 25∶1与计算结果不符，故B错误。

C. 24∶25与计算结果不符，故C错误。

D. 25∶24与计算结果相符，故D正确。

二．多项选择题

9.封闭在汽缸内一定质量的理想气体由状态A经状态B、状态C变到状态D，其体积V与热力学温度T关系如图所示，O、A、D三点在同一直线上，则下列表述正确的是

A. 由状态A变到状态B过程中，气体吸收热量

B. 由状态B变到状态C过程中，气体从外界吸收热量，内能增加

C. C状态气体的压强小于D状态气体的压强

D. D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少

【答案】AD

【解析】

【详解】A. 气体从状态A到状态B体积不变，发生的是等容变化，气体不做功W=0，温度升高，内能增加△U＞0，根据热力学第一定律△U=W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，故A正确。

B. 由状态B变到状态C的过程中，温度不变，内能不变△U=0，体积变大，气体对外界做功，根据热力学第一定律△U=W+Q，知Q＞0，气体吸收热量，故B错误。

C. 气体从C到D发生等容变化，根据查理定律知p∝T，所以C状态气体的压强大于D状态气体的压强，故C错误。

D. A点和D点在过原点的连线上，说明气体由A到D压强不变，体积增大，分子的密集程度减小，状态D温度高，分子的平均动能大，状态A和状态D压强相等，根据压强的微观解释可知，D状态时单位时间内与器壁单位面积碰撞的分子数比A状态少，故D正确。

10.某物体由静止开始做加速度大小为a1的匀加速直线运动，运动了t1时间后改为加速度大小为a2的匀减速直线运动，经过t2时间后停下。则物体在全部时间内的平均速度为

A.

B.

C.

D.

【答案】ABD

【解析】

【详解】AB.由题意知，物体先做匀速度为零的加速运动后做末速度为零的匀减速运动，作出v-t图象如下图

则可知，全程中的最大速度v=a1t1，因前后均为匀变速直线运动，则平均速度

故AB正确。

CD. 全程的总位移：，对全程由平均速度公式有：

故C错误D正确。

11.一质点沿x轴正方向做直线运动，通过坐标原点时开始计时，其－t图象如图所示，则

A. 物体做匀速直线运动

B. 物体做匀加速直线运动

C. 物体的初速度大小为0.5m/s

D. 物体的加速度大小为0.5m/s2

【答案】BC

【解析】

【详解】AB.根据图像可知，根据得： ，所以加速度为

a=2×0.5=1m/s2

由图知质点的加速度不变，说明质点做匀加速直线运动，故A错误B正确。

CD.根据以上分析可知，，所以初速度为0.5m/s，加速度为1m/s2，故C正确D错误。

12.保持分力F1与F2的夹角α不变（α≠180°），当F2的大小、方向不变，现增大F1，则合力F的大小

A. 一定增大

B. 可能增大

C. 可能减小

D. 可能不变

【答案】BCD

【解析】

详解】ABC. 如果夹角不变，F2大小不变，F1增大，合力F可以减小，也可以增加，如图

故A错误BC正确。

D.如下图所示，可知，合力可能大小可能不变，故D正确。

13.如图所示，倾角θ的斜面上有一重为G的物体，在与斜面底边平行的水平推力作用下在斜面上做匀速直线运动，则

A. 物体可能沿水平方向运动

B. 物体可能沿虚线运动

C. 物体与斜面间的动摩擦因数μ>tanθ

D. 物体与斜面间的动摩擦因数μ=tanθ

【答案】BC

【解析】

【详解】AB. 对物块进行受力分析，如图所示：

物块在重力G、斜面的支持力N、推力F、沿虚线方向上的摩擦力f共同作用下沿斜面上的虚线匀速运动，因为G，N，F三力的合力方向向下，故摩擦力f方向沿斜面虚线向上，所以物块沿虚线向下运动，故A错误，B正确；

CD. 现将重力分解为沿斜面向下且垂直于底边（也垂直于推力F）的下滑力G1、垂直于斜面的力G2，如图所示：

其中G2恰好把N平衡掉了，这样可视为物体在推力F、下滑力G1、摩擦力f三个力作用下沿斜面上的虚线匀速运动

根据三力平衡特点，F与G1的合力必沿斜面向下，同时摩擦力f 只能沿斜面向上，根据几何关系，F与G1的合力

，故物体与斜面间的动摩擦因数

故C正确D错误。

三．实验题

14.某同学在用小车做“测定匀变速直线运动的加速度”实验时，从打出的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有四个点没有画出来)，上面的数字为相邻两个计数点间的距离．打点计时器的电源频率为50 Hz.

计算出打下计数点2、4时小车的瞬时速度分别为v2＝______、v4＝________；该匀变速直线运动的加速度a＝________.(计算结果保留三位有效数字)

【答案】    (1). 0.694m/s    (2). 1.09m/s    (3). 1.96m/s2

【解析】

【详解】[1].[2].根据匀变速直线运动的推论：中间时刻的瞬时速度等于该过程的平均速度，可以求出纸带上2、4点的瞬时速度大小，

.

[3].根据匀变速直线运动的判别式，结合六段连续相等时间的位移可用逐差法求平均加速度，有：

.

15.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。（重力加速度为g）

(1)为了完成实验，需要记录结点O的位置以及弹簧测力计的示数和弹力的方向，如果作图得到的合力方向近似在________方向上，且大小近似等于_______，则平行四边形定则得以验证。

(2)下列不必要的实验要求是________（请填写选项前对应的字母）。

A．木板平面要保持竖直

B．两个弹簧测力计必须完全相同

C．拉线方向应与木板平面平行

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

(3)某次实验中，该同学使弹簧测力计B处于水平方向，发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，为了能够完成实验，他应该__________。

A．换用质量稍轻的重物

B．保持弹簧测力计B的拉力方向不变，减小其拉力

C．保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其逆时针旋转一个小角度D．保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其顺时针旋转一个小角度

【答案】    (1). 竖直，    (2). 重物M的重力或Mg；    (3). BD；    (4). AD

【解析】

【详解】(1)[1][2]根据平衡条件可知，两弹簧测力计的弹力与M的重力等大反向，所以两弹簧测力计合力方向近似在竖直方向上，大小近似等于Mg。

(2)[3]AC.本实验是在竖直方向上进行的，为了减小误差，方便操作，木板平面要保持竖直且拉线方向应与木板平面平行，故AC必要不符合题意。

B. 验证性实验中，避免特殊情况，两个弹簧测力计没必要完全相同，故B不必要符合题意。

D.在每次实验中，每次都要使O点静止在同一位置，但是改变拉力，进行多次实验，不同的实验中，O点位置可以不同，故D没必要符合题意。

(3)[4] 弹簧测力计A指针稍稍超出量程，可改变合力的大小

A．换用质量稍轻的重物，合力变小，A的示数变小，故A正确。

B. 保持弹簧测力计B的拉力方向不变，减小其拉力，则O点位置发生变化，故B错误。

C. 保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其逆时针旋转一个小角度，则A的拉力变大，故C错误。

D. 保持弹簧测力计B的拉力大小不变，将其顺时针旋转一个小角度，A的拉力变小，故D正确。

四．计算题

16.一位消防员在火灾现场发现一个容积为V0的废弃的氧气罐(认为容积不变)，经检测，内部封闭气体压强为1.2p0(p0为1个标准大气压).为了消除安全隐患，消防队员拟用下面两种处理方案：

(1)冷却法：经过合理冷却，使罐内气体温度降为27 ℃，此时气体压强降为p0，求氧气罐内气体原来的温度是多少摄氏度？

(2)放气法：保持罐内气体温度不变，缓慢地放出一部分气体，使罐内气体压强降为p0，求氧气罐内剩余气体的质量与原来总质量的比值.

【答案】(1)87 ℃　(2)

【解析】

【详解】(1)对气体由查理定律有，

解得T1＝ ＝360 K，

气体原来温度为t＝(360－273) ℃＝87 ℃.

(2)假设将放出的气体先收集起来，并保持压强与氧气罐内相同，以全部气体为研究对象，由气体的玻意耳定律有p1V0＝p0V，

解得V＝ ＝1.2V0，

则剩余气体与原来气体的质量比为 .

17.如图所示，物体A、B叠放在倾角α＝37°的斜面上，并通过细线跨过光滑滑轮相连，细线与斜面平行。两物体的质量分别为mA＝5kg，mB＝10kg，A、B间动摩擦因数为μ1＝0.1，B与斜面间的动摩擦因数为μ2＝0.2。现对A施一平行于斜面向下的拉力F，使A平行于斜面向下匀速运动，求F的大小。（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）

【答案】62N

【解析】

【详解】对A 根据平衡状态可知：

F+mAgsinα=T+f1

且N1=mAgcosα，f1=μ1N1，对B根据平衡条件可知

且 ，代入数据解得F=62N。

答：62N。

18.质点A沿直线以速度vA=5m/s匀速运动，t=0时在A后面与A相距Δx=8.36m的质点B由静止开始运动，质点B运动方向与A相同，其加速度随时间周期性变化，如图所示。求：

(1)t=ls时，质点B的位移为多大；

(2)质点B追上A之前，何时两者间的距离最大？最大距离为多少；

(3)B开始运动后经多少时间追上A?

【答案】（1）1m；（2）4.5s，18.61m；（3）10.6s

【解析】

【详解】(1)由匀变速公式可知

x=at2=1m

(2)质点B的速度为5m/s时，A、B之间的距离最大，质点B如果以2m/s2的加速度做匀加速运动，设速度达到5m/s需要的时间为Δt由运动学公式得

由质点B加速度与时间的关系知，经过时间t1=4.5s时，A、B之间的距离最大。在时间t1内质点A发生的位移

设ΔT=1s质点B在第1s内的位移

质点B在第2s内的位移

质点B在第3s内的位移

质点B在第4s内的位移

质点B在4-4.5s时间内的位移

所以

故A、B之间的最大距离

(3)设经历吋间t（t为正整数）后B追上A，此时A位移为xA′=vAt；

B的位移

因为 ，此式无整数解，但可求得10s<t<11s，10s内A发生的位移

B发生位移

故在10s后，B需比A多发生的位移

△x′=△x+xA1-xB1=3.36m

设10s后需时间t′，B追上A，则

计算得出t′=0.6s，故B出发后需经过时间

tB=10s+t′=10.6s

追上A。

答：(1)1m；(2)4.5s，18.61m；(3)10.6s