吉林省公主岭市范家屯镇第一中学2020届高三上学期月考物理试卷

物理试卷 一、选择题（1——10为单选，11——15为多选，每题4分）1.甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动, 时刻同时经过公路旁的同一个路标.在描述两车运动的图像中(如图所示),直线a,b分别描述了甲、乙两车在0~20s的运动情况.关于两车之间的位置关系,下列说法正确的是(   ) A.在0~10s内两车逐渐靠近 B.在10~20s内两车逐渐远离
C.在5~15s内两车的位移相等 D.在时两车在公路上相遇 2.如图所示,质量为m的木块在置于水平桌面上的木板上滑行,木板静止,它的质量为M=3m,木板与木块及地面间的动摩擦因数均为μ,则木板受桌面的摩擦力大小为(   )A.μmg             B.2μmg             C.3μmg       D.4μmg 3.如图所示,A、B两物体的质量分别为,且,整个系统处于静止状态.滑轮的质量和一切摩擦均不计.如果绳一端由Q点缓慢地向左移到P点,整个系统重新平衡后,绳的拉力F和两滑轮间绳力与水平方向的夹角θ变化情况是(   )
A.F变大,θ角变大  B.F变小,θ角变小
C.F不变,θ角不变  D.F不变,θ角变小 4.如图所示,一根弹簧与竖直方向的夹角是,一端固定在左侧竖直墙上,另一端连着A小球,同时水平细线一段连着A球,另一端固定在右侧竖直墙上,两小球分别连在另一根竖直弹簧两端。开始时两球都静止不动,两小球的质量相等,重力加速度为g,若不计弹簧质量,在水平细线被剪断瞬间,两球的加速度分别为(   )
A.  B.,
C.,  D.,5.如图所示,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开始下滑,到达最低点时速率为v，设质点P与容器内壁间的动摩擦因数恒为μ,重力加速度为g，则在最低点处容器对质点的摩擦力大小为(   )A.  B.  C.  D.6.如图所示,有一质量为 M的大圆环,半径为R,被一轻杆固定后悬挂在O点,有两个质量为m的小环(可视为质点),同时从大环两侧的对称位置由静止滑下,两小环同时滑到大环底部时,速度大小都为v,则此时大环对轻杆的拉力大小为(   ) A.                    B.  C.           D. 7.假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为( 　　)A.     B.     C.     D. 8.如图所示,地球半径为R、a为地球赤道表面上一点,B为距地球表面高度等于R的一颗卫星,其轨道与赤道在同一平面内,运行方向与地球自转方向相同,运动周期为T,C为同步卫星,离地高度大约为5.6R,已知地球的自转周期为T0,以下说法正确的是(   )A.卫星B的周期T等于
B.地面上A处的观察者能够连续两次观测到卫星B的时间为
C.卫星B一昼夜经过A的正上方的次数为
D.B、C两颗卫星连续两次相距最近的时间间隔为 9.一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动,当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示。当物块的初速度为2v时,上升的最大高度记为h。重力加速度为g,则物块与斜坡间的动摩擦因数μ和h分別为(   )A.和                            B.和 C.和         D.和10.如图所示,电梯质量为M,地板上放置一质量为m的物体.钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,已知重力加速度为g，则(   ) A.底板对物体的支持力做的功等于
B. 底板对物体的支持力做的功等于
C.钢索的拉力做的功等于
D.合力对电梯M做的功等于 11.在一平直公路上，一辆汽车从O点由静止开始做匀加速直线运动，内经过相距的两点，已知汽车经过B点时的速度为，则(   )A.汽车经过A点时的速度为B.A点与O点间的距离为C.汽车从O点到A点需要的时间为D.汽车从O点到B点的平均速度为 12.如图所示,一个轻弹簧放在水平地面上, Q为与轻弹簧上端连在一起的秤盘, P为一重物,已知P的质量,Q的质量,轻弹簧的质量不计,劲度系数,系统处于静止状态。现给P施加一个方向竖直向上的力F,使它从静止开始向上做匀加速运动,已知运动后F为恒力, 。则下列说法正确的是(    )
A.分离时,轻弹簧恰好恢复原长
B.当P向上运动时,分离
C.力F的最大值为
D.力F的最小值为 13.在一根细线上套有一个质量为m的光滑小环C,将细线的两端固定在如图所示的竖直杆上的A、B两点,当竖直杆以一定的角速度ω绕其中心轴匀速转动时细线被张紧,小环在水平面内做匀速圆周运动, 细线的段与竖直方向的夹角为37°,细线的段恰沿水平方向, 已知,重力加速度为g,则(   ) A.细线中的张力大小为B.细线的总长度为C.杆上A、B两点间的距离为D.环做圆周运动的向心加速度大小等于 14.如图所示为太阳系中某行星探测器的轨迹示意图,探测器在圆轨道 1的P点点火实施变轨进入椭圆轨道2,探测器到达行星附近的Q 点时,再次点火实施变轨,当探测器距行星表面的距离为h时速度减为零,之后开始自由下落,经测量可知探测器自由下落的时间为t。 已知该行星可视为半径为R的质量分布均匀的球体,引力常量为G。 则下列说法正确的是(   ) A.探测器的发射速度应大于第三宇宙速度B.探测器在圆轨道1上的运行周期等于在椭圆轨道2上的运行周期C.探测器在P点减速才能使其由圆轨道1进入椭圆轨道2D.该行星的平均密度为 15.质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图象如图所示,其中为过原点的一条直线。从时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为,则(   )
A. 时间内,汽车的牵引力等于
B.汽车在时间内的功率等于以后的功率
C. 时间内,汽车的功率等于
D. 时间内,汽车的平均速度等于             二、实验题（每题5分）16.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.

(1).实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线__________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛__________.
(2).图乙是正确实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________. (g取)
(3).在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为__________;              B点的竖直分速度为__________.(取10) 17.用如图实验装置验证、组成的系统机械能守恒。从高处由静止开始下落, 上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打下的点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知、,则(计算结果保留两位有效数字)(1).在纸带上打下计数点5时的速度__________;
(2).在计数点0~5过程中系统动能的增量__________。为了简化计算,设,则系统势能的减少量__________;(3).在本实验中,若某同学作出了的图像,如下图, 为从起点量起的长度,则据此得到当地的重力加速度__________。        三、计算题（每题10分）18.如图所示,斜面体的质量为M,倾角为θ,与水平面间的动摩擦因数为μ,用细绳竖直悬挂一质量为肌的小球,小球静止在光滑斜面上,小球的高度为h.当烧断细绳的瞬间,用水平向右的力由静止拉动斜面体,小球能做自由落体运动到达水平面,重力加速度为g.问:1.小球经多长时间到达地面.2.拉力至少为多大才能使小球自由落体到达地面。     19.在某星球上，宇航员用弹簧测力计提着质量为m的物体以加速度a竖直上升，此时弹簧测力计示数为，宇宙飞船在靠近该星球表面绕星球做匀速圆周运动而成为该星球的一颗卫星时，宇航员测得其环绕周期是T，已知该星球密度为ρ。1.若在此星球表面上，将物体以一定初速度竖直向上抛出，不计阻力，物体能上升的高度为h，1．求物体的初速度大小。2.  求该星球的质量。
    20.如图所示，将一质量为的小球自水平平台右端O点以初速度水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆弧轨道并沿轨道恰好通过最高点C，圆弧轨道的形状为半径的圆截去了左上角圆心角为127°的圆弧，为其竖直直径(,重力加速度g取10,不计空气阻力)。求：1.小球经过C点的速度大小；2.小球运动到轨道最低点B时轨道对小球的支持力大小;3.平台右端O点到A点的竖直高度H。
参考答案 一、单选题1.答案：C解析：在0~10s内, ,两车逐渐远离,A项错;在10~20s内, ,两车逐渐靠近,B项错;在5~15s内,甲、乙两图线与t轴围成的面积相等,两车的位移相等,C项对;在时,两车的速度相等,此时两车的距离最大,D项错.2.答案：A解析：在m运动过程中木板一直静止不动,由此可判断木板所受桌面的摩擦力为静摩擦力,木板水平方向受力平衡,所以木板所受桌面的静摩擦力与m的滑动摩擦力平衡,方向向右
点评:求解摩擦力问题时首先要判断摩擦力的类型,如果是静摩擦力应根据受力平衡或牛顿第二定律求解3.答案：C解析：重新静止后,绳的拉力F仍等于A物体的重力,B物体所受绳的拉力的合力与B物体的重力等大、反向,所以有,即,所以θ不变,选项C正确。4.答案：D解析：对弹簧来讲,形变量恢复需要一定的时间,故水平细线被剪断瞬间,可认为弹簧弹力没有发生变化,则B球仍受力平衡,即;A球所受合力的大小为细线剪断前细线的拉力大小,即,,故选项D正确,选项A、B、C错误.5.答案：B解析：在最低点处由牛顿第二定律知,而摩擦力大小,即最低点处容器对质点的摩擦力大小为，选项B正确，ACD错误。6.答案：C解析：每个小环滑到大环底部时，由牛顿第二定律有，即大环受每个小环的作用力大小为,方向竖直向下，因大环处于平衡状态，所以轻杆对大环的作用力大小为，由牛顿第三定侓知大环对轻杆的拉力大小为，选项ABD错误，C正确。7.答案：C解析：在两极物体所受的重力等于万有引力,即在赤道处的物体做圆周运动的周期等于地球的自转周期T,则则密度故选C.8.答案：D解析：对B、C应用开普勒第三定律有,求得,A错误;过A点作地球的切线,交卫星B的运行轨迹于M、N点,由几何关系知由M到N卫星B运动的时间为,但是地球还在自转,故A处的观察者能够连续观测卫星B的时间大于,B错误;设每经t时间B就会经过A正上方一次,则有,那么一昼夜即时间内卫星B经过A的正上方的次数为,解得,C错误;经过t时间B经过A的正上方,也就是C通过B的正上方,所以B、C连续两次相距最近的时间间隔为,D正确。9.答案：D解析：设物块质量为m，对物块由动能定理得，，，,联立解得，选项D正确。10.答案：D解析：对物体，由动能定理有,解得底板对物体的支持力做的功，选项AB错误，与物体组成的系统，由动能定理有,解得钢索上的拉力做的功,选项C错误;根，动能定理可得，合力对电梯做的功等于电梯动能 的变化量，即为，选项D正确。二、多选题11.答案：AD解析：汽车从A点到B点的平均速度，而汽车做匀速直线运动，所以有，即，选项A正确；由速度位移公式得汽车的加速度，由匀变速直线运动规律可得，解得，选项B错误；由解得汽车从O点到A点需要的时间，选项C错误；汽车从O点到B点的平均速度，选项D正确。12.答案：CD解析：解本题的疑难在于极值点的确定,突破点是通过受力分析及状态分析发现上升过程中拉力F越来越大,且分离时拉力最大,此时间的弹力为。
因重物与秤盘整体向上做匀加速运动,故整体的加速度恒定、所受合外力恒定。整体向上加速的过程中,整体受三个力:竖直向下的重力、向上的拉力、轻弹簧的弹力,合外力方向向上,上升过程中轻弹簧的弹力逐渐减小,拉力F逐渐增大,所以初态力F最小设为;对重物P而言,它受三个力:竖直向下的重力、向上的拉力F、向上的支持力N,三力的合力向上且恒定,当支持力为时, F最大设为。对初态的整体有(设轻弹簧的压缩量为) (未加速时), (刚加速时);对分离时的Q有设弹簧的压缩量为)对分离时的P有,从初态到分离的过程有,解得最大值,最小值,.纵观上述过程可知选项AB错误,CD正确。13.答案：ABD解析：设细线中的张力大小为T,对小环C分析，在竖直方向上有，可得，水平方向上有，可得，细线的总长度为，故选项AB正确。杆上A、B两点间的距离为，选项C错误。环做圆周运动时，，得向心加速度,故选项D正确。

  14.答案：CD解析：由于发射的是太阳系中行星的探测器，因此发射速度应介于第二宇宙与第三宇宙速度中间，A错误；圆轨道1的半径大于椭圆轨道2的半长轴，由开普勒第三测 器在两轨道上的运行周期不相等，B错误；探测器由高轨道进入低轨道需要点火减速，C正确；设行星表面的重力加速度为g，由黄金代换式可知，行星的质量应为，行星的体积为，整理得，由探测器自由下落可知,代入可解得，D正确.

  15.答案：BC解析：时间内，汽车做匀加速直线运动，加速度，根据牛顿第二定律得，解得牵引力，A错误;从时刻起汽车的功率保持不变，可知汽车在时间内的功率等于在以后时间内的功串，B正确; 时间内，汽车的功率，C正确, 时间内，汽车做变加速直线运动，平均速度不等于，D错误三、实验题16.答案：1.水平; 初速度相同; 2.1.6; 3.1.5; 2.0解析：1.斜槽末端切线水平保持做平抛运动,每次让小球从同一位置由静止释放,保证每次平抛运动的初速度相同
2.由竖直方向,水平方向,由此可求得水平初速度大小
3.由竖直方向,水平方向,由此可求得水平初速度大小, B点竖直方向分速度等于AC间竖直距离的平均速度17.答案：1.2.4; 2.0.58; 0.60; 3.9.7解析：1.打第5个计数点时速度等于4、6两计数点间的平均速度, 。
2.计数点0~5过程中系统动能的增量,系统势能的减少量。
3.由得,故图像的斜率即为,,代入数据解得。四、计算题18.答案：1.设小球自由落体运动到地面上,下落高度为h,对小球有: 解得:
2.斜面体至少水平向右运动的位移为: 对斜面体: 由以上三式解得:a=gcotθ以斜面体为研究对象有:F−μMg=Ma  所以有:F=μMg+Mgcotθ=(μ+cotθ)Mg.即当烧断绳的瞬间,至少以(μ+cotθ)Mg的水平向右的力由静止拉动斜面体,小球才能做自由落体运动到地面。解析：19.答案：1.  2.
解析：1.由牛顿第二定律可知，即，令物体的初速度大小为v，由竖直上抛运动规律知，即。
2.设星球半径为R，在星球表面有，代入得，设宇宙飞船的质量为，则其环绕星球表面飞行时，轨道半径约等于星球半径，则有,代入R可得该星球的质量为,又因,代入R可得引力常量为,将G代入M中可得该星球的质量为.
20.答案：1.5m/s  2.6N   3.3.36 m 解析：1.小球恰好通过最高点C时，由重力提供其做圆周运动的向心力，即,则。2.从B点到C点，由机械能守恒定律得,在B点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律得,解得.3.从A点到B点由机械能守恒定律有，所以，在A点对速度进行分解有，所以。