2018-2019学年四川省成都市外国语学校高一5月月考物理试题（解析版）

2018-2019学年四川省成都市外国语学校高一5月月考物理试题（解析版）

成都外国语学校2018-2019学年高一下5月月考 物理试题 第I卷（共44分）‎ 一、单项选择题．每小题只有一个最佳选项，选对得3分，共24分．‎ ‎1.关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（　　）‎ A. 哥白尼提出了地心说 B. 牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因 C. 伽利略发现了行星运动的规律 D. 卡文迪许通过实验测出了万有引力常量 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：哥白尼提出了“日心说”，故A错误；‎ B项：伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，故B错误；‎ C项：牛顿发现了万有引力定律，故C错误；‎ D项：牛顿发现了万有引力定律之后，卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故D正确。‎ ‎2.下列实例（均不计空气阻力）中的运动物体，机械能守恒的是（　　）‎ A. 吊车将物体向上匀速吊起 B. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升 C. 做平抛运动物体 D. 在竖直平面内做匀速圆周运动的小球 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：吊车将物体向上匀速吊起，动能不变，重力势能增大，则机械能增加，故A错误；‎ B项：物体沿光滑斜面匀速上升，动能不变，重力势能增大，机械能不守恒，故B错误；‎ C项：做平抛运动的物体只受重力，所以机械能守恒，故C正确；‎ D项：在竖直平面内做匀速圆周运动的小球，动能不变，重力势能改变，所以机械能不守恒，故D错误。‎ ‎3.关于力做功，下列说法正确是（　　）‎ A. 作用力做正功时，如果反作用力做功，则一定做负功 B. 如果作用力和反作用力都做功，则所做的功大小一定相等 C. 滑动摩擦力一定对物体做负功 D. 静摩擦力可以对物体做正功 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的；作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功，也可以一个做正功一个做负功；如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功；如传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；故A错误；‎ B项：如果作用力和反作用力都做功，传送带传送货物，摩擦力对货物做正功，对传送带做负功；传送带克服摩擦力做的功大于摩擦力对货物做的功，大小不相等，故B错误；‎ C项：滑动摩擦力方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，物体受滑动摩擦力也有可能位移为零，故可能做负功，也可能做正功，也可以不做功，故C错误；‎ D项：静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故静摩擦力可以做正功，也可以做负功，也可以不做功，故D正确。‎ ‎4.如图所示，把石块从高处抛出，初速度大小v0，抛出高度为h，方向与水平方向夹角为q（0≤q <90º），石块最终落在水平地面上．不计空气阻力，下列说法正确的是（　　）‎ A. 对于不同的抛射角q，石块落地的时间相同 B. 对于不同的抛射角q，石块落地时的机械能相同 C. 对于不同的抛射角q，石块落地时的水平射程相同 D. 对于不同的抛射角q，石块落地时重力的功率相同 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：将石块初速度沿水平方向和竖直方向分解得：竖直方向的速度，由公式，所以对于不同的抛射角q，石块落地的时间不相同，故A错误；‎ B项：由于不计阻力，所以石块抛出后只受重力，机械能守恒，所以对于不同的抛射角q ‎，石块落地时的机械能相同，故B正确；‎ C项：石块初速度沿水平方向和竖直方向分解得，水平方向上：，和可知，对于不同的水平位移不相同，故C错误；‎ D项：，重力的功率为：，所以对于不同的，重力的功率不同，故D错误。‎ ‎5.中国的面食文化博大精深，种类繁多，其中“山西刀削面”堪称天下一绝，传统的操作手法是一手托面，一手拿刀，直接将面削到开水锅里．如图所示，小面圈刚被削离时距开水锅的高度为h，与锅沿的水平距离为L，锅的半径也为L，将削出的小面圈的运动视为平抛运动，且小面圈都落入锅中，重力加速度为g，则下列关于所有小面圈在空中运动的描述错误的是（　　）‎ A. 运动的时间都相同 B. 速度的变化量都相同 C. 落入锅中时，最大速度是最小速度的3倍 D. 若初速度为v0，则 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据可得运动的时间，所有小面圈在空中运动的时间都相同，故选项A正确；‎ B、根据可得所有小面圈的速度的变化量都相同，故选项B正确；‎ CD、因为水平位移的范围为，则水平最小初速度为，水平最大初速度为：，则水平初速度速度的范围为：‎ ‎；落入锅中时，最大速度，最小速度为，故选项D正确，C错误。‎ 错误的故选选项C。‎ ‎6.如图所示，同一轨道上有两艘绕地球运行的宇宙飞船，它们的运行周期为T，运行速度为v．已知引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 地球的质量为 B. 两飞船运动的加速度为 C. 两飞船运动的轨道半径为 D. 后面的飞船要追上前面的飞船进行对接需向后喷出一些物质使其加速 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A、C项：由圆周运动规律可得飞船圆周运动轨道半径地球对飞船的万有引力提供圆周运动向心力有：解得地球的质量为，故AC错误；‎ B项：飞船的加速度为：，故B正确；‎ D项：后面的飞船向后喷出一些物质后飞船速度增加，圆周运动所需向心力增加，而万有引力没有发生变化，则飞船将做离心运动，轨道半径增大，不能追上 前面的飞船，故D错误。‎ ‎7.如图所示，轻弹簧置于光滑水平面上，一端固定在竖直墙壁，另一端自由．现分别用质量不等的两物块将弹簧压缩相同长度后由静止释放，物块离开弹簧的瞬间（　　）‎ A. 质量小的速度大 B. 质量小的动能大 C. 质量大的速度大 D. 质量大的动能大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】弹簧压缩相同长度，弹簧具有的弹性势能相等，根据功能关系可知物块离开弹簧的瞬间弹性势能全部转化为物块的动能，所以两物块动能相等，根据动能的表达式可知质量小的速度大，故A正确。‎ ‎8.2018年国际雪联单板滑雪U形池世锦赛决赛在西班牙内华达山收官，女子决赛中，中国选手蔡雪桐以90.75分高居第一，成功卫冕．如图所示，单板滑雪U形池场地可简化为固定在竖直面内的半圆形轨道场地，雪面不同曲面处的动摩擦因数不同．因摩擦作用，滑雪运动员从半圆形场地的坡顶下滑到坡底的过程中速率不变，则（　　）‎ A. 运动员下滑的过程中加速度不变 B. 运动员下滑的过程所受合力恒定不变 C. 运动员下滑过程中与雪面的动摩擦因数变小 D. 运动员滑到最低点时所受重力的瞬时功率达到最大 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知，运动员下滑到坡底的过程中速率不变，做匀速圆周运动，加速度的大小不变，方向时刻改变，故A错误；合外力提供向心力，方向指向圆心，所以方向时刻改变，B错误；在人下滑的过程中，到达某位置时，受力分析如图所示。切线方向：f=mgsinθ，在法线方向：，又f=μFN，联立得：，可得在下滑的过程中θ减小，动摩擦因数μ变小，故C正确；重力的瞬时功率等于重力与竖直方向速度的乘积，到达最低点时，速度水平，竖直方向速度为零，故重力的瞬时功率等于零，D错误。‎ 二、多项选择题．每小题有2个或者2个以上的正确答案，全部选对得4分，部分选对得2分，有错或不选得0分，共20分．‎ ‎9.如图所示，竖直放置的1/4圆弧轨道，O为圆心，AO水平．两相同小球a、b分别从圆周上的A、B两点水平抛出，两小球均能到达C点(位于O点正下方)，OB连线与竖直方向夹角θ=60°，不考虑空气阻力的影响，以下说法正确的是（　　）‎ A. a、b两球到达C点的时间之比为：1‎ B. a、b两球到达C点的过程中，动能增加量之比为：1‎ C. a、b两球到达C点的过程中，速度增量之比为2：1‎ D. a、b两球到达C点时重力的瞬时功率之比为：1‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：由图已知OB与竖直方向的夹角为60°，可知B相对于C的高度是：，而A相对于C的高度：h1=R，根据可知，则ab两球下落到轨道的时间之比：，故A正确；‎ B项：a、b两球下落到轨道的高度关系为2：1，在下落过程中只有重力做功，W=mgh，由动能定理可知，a、b两球到达C点的过程中，动能增加量之比为2：1．故B错误；‎ C项：ab两球下落到轨道的时间之比为，则竖直方向的分速度之比：‎ ‎，即速度增量之比为，故C错误；‎ D项：ab两球下落到轨道的时间之比为，则竖直方向的分速度之比：重力的瞬时功率：PG=mgvy可知，，故D正确。‎ ‎10.如图所示，斜面倾角为，位于斜面底端A正上方的小球以不同的初速度v0正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经历的时间为t，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 若小球恰能击中斜面中点，则 B. 若小球垂直击中斜面，则 C. 若小球以最小位移到达斜面，则 D. 无论小球怎样到达斜面，运动时间均相等 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】过抛出点作斜面的垂线CD，如图所示：当小球落在斜面上的D点时，位移最小，设运动的时间为t，则水平方向：x=v0t；竖直方向：根据几何关系有，解得： ，若小球垂直击中斜面时速度与竖直方向的夹角为θ，则，解得：，若小球能击中斜面中点时，小球下落的高度设为h，水平位移设为x。则由几何关系可得得：，小球的初速度不同，运动的时间不同，综上所述，故BC正确。‎ ‎11.2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极-艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区．它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T．根据以上信息可求出（　　）‎ A. 月球的平均密度为 B. 嫦娥四号绕月运行的速度为 C. 月球的平均密度 D. 嫦娥四号绕月运行的速度为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、C项：“嫦娥四号”绕月运行时，根据万有引力提供向心力，有，解得：月球的平均密度为：，故A正确，C错误；‎ B项：月球表面任意一物体重力等于万有引力，则有：“嫦娥四号”绕月运行时，万有引力提供向心力，得：，联立解得：，故B错误；‎ D项：由公式，所以“嫦娥四号”绕月运行的速度为，故D正确。‎ ‎12.某宇航员在X星球表面附近，用一根细线悬挂一个质量为m的小球，如图所示，当小球从与悬点在同一水平面上静止释放，小球过最低点时测得绳子拉力大小为F。已知X星球半径为R，引力常量为G，不考虑星球自转，则（ ）‎ A. X星球的第一宇宙速度为 B. X星球的密度 C. 环绕X星球的轨道半径为2R的卫星的周期为 D. 环绕X星球表面的重力加速度为 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AD．从释放到最低点，设绳长为L，根据动能定理得：，在最低点，根据牛顿第二定律得：，联立解得：，第一宇宙速度为近地卫星环绕速度：，解得：，A错误D正确。‎ B．根据，且质量，联立解得：，B正确。‎ C．根据万有引力提供向心力：，解得：，C错误。‎ ‎13.如图所示，质量为m的物块A和质量为M的重物B由跨过定滑轮O的轻绳连接，A可在竖直杆上自由滑动．当A从与定滑轮O等高的位置无初速释放，下落至最低点时，轻绳与杆夹角为37°．已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计一切摩擦，下列说法正确的是（　　）‎ A. 物块A下落过程中，A与B速率始终相同 B. 物体A释放时的加速度为g C. M=2m D. A下落过程中，轻绳上的拉力大小始终大于Mg ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A项：在运动的过程中B速度的方向始终沿绳子的方向，而A的速度方向与绳子的方向不同，沿绳子方向的分速度是A的一个分速度，所以A与B的速率不相等。故A错误；‎ B项：由受力分析可知小物块A开始时水平方向受力平衡，竖直方向只受重力作用，所以小物块A的加速度 a=g．故B正确；‎ C项：设AO之间的距离为L，A到达最低点的过程中，根据系统机械能守恒得：   解得：M=2m。故C正确；‎ D项：B向上先做加速运动，后做减速，所以绳子拉力先大于Mg，后小于Mg．故D错误。‎ 第II卷（共56分）‎ 三、实验题．每空2分，共14分．‎ ‎14.在用“落体法验证机械能守恒定律”的实验中，质量为m=100g的重物拖着纸带竖直下落，打点计时器在纸带上打下一系列点，如图所示，相邻计数点间的时间间隔为0.04s，P为纸带运动的起点，从P点到打下B点的过程中重力势能的减少量__________J，在此过程中物体的动能增量__________J，（g=9.8m/s2，答案保留三位有效数字）．用v表示各计数点的速度，h表示各计数点到P点的距离，以为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线，该图线的斜率表示某个物理量的数值时，说明重物下落过程中的机械能守恒，该物理量是___________．‎ ‎【答案】 (1). 0.228J (2). 0.226 J (3). 重力加速度 ‎【解析】‎ ‎【详解】根据重力势能的定义式得出：从点P到打下计数点B的过程中，重锤重力势能减小量，‎ 利用匀变速直线运动的推论可得B点的速度为：，‎ ‎，‎ 利用 图线处理数据，物体自由下落过程中机械能守恒，，即，所以以 为纵轴，以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线．那么图线的斜率就等于当地重力加速度g ‎15.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“无”）；‎ ‎（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，力的传感器的示数为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) 小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使细线的拉力等于其合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力；‎ ‎(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，即对实验没有影响；‎ ‎(3)由题可知，小车的合力即力传感器的示数，由纸带可求得小车运动某段距离时对应的速度，由原理，所以一定要测量的物理量为小车的质量，故C正确；‎ ‎(3) 从打 O 点到打 B 点的过程中，拉力对小车做的功，B点的速度，小车动能的增加量，探究结果的表达式是：。‎ 四、计算题．要求写出必要的文字说明、主要的解题过程和明确的计算结果，共42分．‎ ‎16.某种型号的轿车，其部分配置参数如下表所示．若该轿车行驶过程中所受阻力大小始终不变．求：‎ 长×宽×高 ‎4865×1820×1475‎ 净重（kg）‎ ‎1540‎ 车身结构 ‎4门5座三厢车 变速箱 七档双离合 发动机排量（mL）‎ ‎1984‎ 水平直线路面最高车速（km/h）‎ ‎216‎ 额定功率 ‎120‎ ‎（1）若轿车在水平直线路面上以最高车速匀速行驶时，发动机功率是额定功率，此时牵引力多大？‎ ‎（2）在某次官方测试中，一位质量m=60kg的驾驶员驾驶该轿车，在水平直线路面上以额定功率将车速由零提高到108km/h，用时9s，则该车在此加速过程中行驶的距离为多少？‎ ‎【答案】（1）（2）s=180m ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）已知最高车速vm=60m/s，设牵引力为F，轿车以最高速度匀速行驶时，根据，代入数据解得：；‎ ‎（2）设轿车行驶过程中所受摩擦阻力大小为f，轿车净质量为M，驾驶员质量为m，在水平直线路面上以额定功率将车速由零提高到v=30m/s，用时t=9s，在此加速过程中行驶的距离为s，则f=F 由动能定理：‎ 解得：s=180m ‎17.游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客却不会掉下来．我们把这种情形抽象为如图所示的模型：弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接，B、C分别为圆轨道的最低点和最高点．质量为m的小球（可视为质点）从弧形轨道上的A点由静止滚下，到达B点时的速度为v0=，且恰好能通过C点．已知A、B间的高度差h=4R，重力加速度为g．求：‎ ‎（1）小球运动到B点时，轨道对小球的作用力的大小；‎ ‎（2）小球通过C点时的速率vC；‎ ‎（3）小球从A点运动到C点的过程中，摩擦阻力做的功．‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球在B点时，根据牛顿第二定律：‎ 解得：‎ ‎（2）因为小球恰能通过C点，根据牛顿第二定律有：‎ 解得：‎ ‎（3）小球从A点运动到C点的过程中，根据动能定理有：‎ 解得：‎ ‎18.如图所示为某同学设计的投射装置，水平地面上固定一根内壁光滑的细管道，管道下端固定在水平地面上，管道竖直部分长度为，部分是半径为的四分之一圆弧，管口沿水平方向，‎ 为圆弧的圆心。与圆心水平距离为的竖直墙壁上固定一个半径为的圆形靶子，圆心与等高，为靶子的最高点和最低点。管道内处有一插销，挡住下面的小球，弹簧上端与小球并未连接，弹簧下端固定在金属杆上，可上下调节，改变弹簧压缩量。小球质量为且可视为质点，不计空气阻力和弹簧的质量，重力加速度为。为了让小球击中靶子，则:‎ ‎(1)小球对管道处的最大压力；‎ ‎(2)弹簧储存的弹性势能的范围。‎ ‎【答案】（1），方向竖直向下（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）因管口处于水平，小球从点离开后做平抛运动 水平位移 竖直位移，‎ 要使小球打到靶子上，小球下落的高度为 小球下落的时间为，‎ 所以小球从处离开时的速度为 当时，轨道内侧对小球提供支持力，所以当时，小球对轨道压力最大 由牛顿第二定律可知 解得，‎ 由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力大小 压力的方向竖直向下 ‎（2）小球由至运动过程中，根据能量守恒可知，取所在水平面为零势能面 由此求得 ‎19.如图所示，在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l．水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态．小物块A（可视为质点）从轨道右侧以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道．已知R=0.2m，l=1.0m，v0=2m/s，物块A质量为m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数为μ=0.2，轨道其他部分摩擦不计，取g=10m/s2．求：‎ ‎（1）物块A与弹簧刚接触时的速度大小；‎ ‎（2）物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度；‎ ‎（3）调节PQ段的长度l，A仍以v0从轨道右侧冲上轨道，当l满足什么条件时，A物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道．‎ ‎【答案】（1）2m/s．（2）02m．（3）1.0m≤l＜1.5m或 l≤0.25m．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）物块A冲上圆形轨道后回到最低点速度为v0=m/s， 与弹簧接触瞬间，， 可得，物块A与弹簧刚接触时的速度大小m/s； （2）A被弹簧以原速率v1弹回，向右经过PQ段， 有；‎ 解得A速度 v2=2m/s， A滑上圆形轨道，有 ‎， （也可以应用 ） 可得，返回到右边轨道的高度为h=0.2m=R，符合实际． （3）物块A以v0冲上轨道直到回到PQ段右侧， 有， 可得，A回到右侧速度：， 要使A能返回右侧轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道，则有： ①若A沿轨道上滑至最大高度h时，速度减为0，则h满足：0＜h≤R， 根据机械能守恒：‎ 联立可得，1.0m≤l＜1.5m； ②若A能沿轨道上滑至最高点，则满足：且， 联立得 l≤0.25m，综上所述，要使A物块能第一次返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道， l满足的条件是1.0m≤l＜1.5m或 l≤0.25m；‎ ‎ ‎