福建省泉州市泉港区一中2020届高三上学期第一次月考物理试题 17页

泉港一中2019-2020学年度上学期第一次月考试卷高三年级物理科试题 一、选择题 ‎1. 物理学是一门以实验为基础的学科，物理定律就是在大量实验的基础上归纳总结出来的，但有些物理规律或物理关系的建立并不是直接从实验得到的，而是经过了理想化或合理外推，下列选项中属于这种情况的是（ ）‎ A. 牛顿第一定律 B. 牛顿第二定律 C. 万有引力定律 D. 库仑定律 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：牛顿第一定律是逻辑思维的产物，不是直接从实验得到的，故A正确；牛顿第二定律、万有引力定律和库仑定律均是实验定律，故BCD错误。‎ 考点：物理学史 ‎【名师点睛】本题考查了理想实验的理解和应用，在平时学习中要加强基本规律的理解，平时注意加强练习。‎ ‎2.下列说法正确的是 ‎ A. 波在两种介质界面处发生折射，除传播方向发生改变，波长、波速、频率都不变 B. 牛顿环是由两个玻璃表面之间空气膜发生的薄膜干涉造成的 C. 光从一种介质进入另一种介质传播，频率不变，所以光的颜色不变 D. 自然光被玻璃反射后，反射光依然是自然光 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 波在两种介质界面处发生折射，除传播方向发生改变，波长、波速也要改变，只有频率不变，故A项与题意不相符；‎ B. 牛顿环是由一个玻璃球面与平面玻璃之间空气膜引起的薄膜干涉造成的，故B项与题意相符；‎ C．光的频率由光源决定，光从一种介质进入另一种介质传播，频率不变，而光的颜色由频率决定的，所以光的颜色不变，故C项与题意相符；‎ D. 自然光被玻璃反射后，反射光是偏振光，故D项与题意不相符。‎ ‎3.如图所示是固定在小车上的水平横杆，物块M穿在杆上，M通过细线悬吊着小物体 ‎，当小车在水平地面上运动过程中，M始终未相对杆移动，M、与小车保持相对静止，悬线与竖直方向为，则M受到横杆的摩擦力为（ ）‎ A. 大小为方向水平向右 B. 大小为方向水平向右 C. 大小为方向水平向左 D. 大小为方向水平向左 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 分析：先对小球受力分析，根据牛顿第二定律列式分析；再对小球和滑块整体受力分析，根据牛顿第二定律列式求解．‎ 解答：解：对小球受力分析，受重力mg和细线的拉力T，如图 根据牛顿第二定律，有Tsinθ=ma ①，Tcosθ-mg=0 ②‎ 再对m和M整体受力分析，受总重力（M+m）g、支持力N、摩擦力f，如图 根据牛顿第二定律，有f=（M+m）a ③，N-（M+m）g=0 ④‎ 由①②③④解得： tanθ=所以a="g" tanθ，f=（M+m）a=，方向水平向右 故选A．‎ 点评：本题关键是先后对小球、滑块与小球整体受力分析后根据牛顿第二定律列式求解．‎ ‎4.如图所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车以速度v匀速向右运动到如图所示位置时，物体P的速度为(　 　)‎ A. v B. ‎ C. ‎ D. vcos2 θ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析:根据小车的运动情况得出P的运动情况．设绳子与水平方向的夹角为θ，将小车的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于P的速度，根据平行四边形定则得，vP=vcos θ，故B正确，A、C、D错误。‎ 考点：运动的合成和分解 ‎5.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块与传送带间的动摩擦因数μ＞tan θ，则图中能客观地反映小木块的速度随时间变化关系的是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】初状态时:重力的分力与摩擦力均沿着斜面向下,且都是恒力,所以物体先沿斜面匀加速直线运动,由牛顿第二定律可得加速度：‎ 当小木块的速度与传送带速度相等时,由于知道木块与传送带一起匀速下滑，速度时间图象的斜率表示加速度,可知第一段是倾斜的直线，第二段是平行时间轴的直线，结合选项可知C正确，ABD错误。‎ ‎6.太阳内部核反应的主要模式之一是质子-质子循环，循环的结果可表示为，已知和的质量分别为和，1u=931MeV/c2，c为光速。在4个转变成1个的过程中，释放的能量约为 A. 8 MeV B. 16 MeV C. 26 MeV D. 52 MeV ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由知，=，忽略电子质量，则：，故C选项符合题意；‎ ‎7.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，设月球表面的重力加速度大小为 ‎，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，则 A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎：‎ 根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供，选B。‎ 本题考查万有引力定律和圆周运动。难度：中等。这个题出的好。‎ ‎8.甲、乙两个质点沿同一直线运动，其中质点甲以6m/s的速度匀速直线运动，质点乙做初速度为零的匀变速直线运动，它们的位置x随时间t的变化如图所示。已知t=3s时，甲、乙图线的斜率相等。下列判断正确的是 A. 最初的一段时间内，甲、乙的运动方向相反 B. t=3s时，乙的位置坐标为-11m C. 图t=6s时，两车相遇 D. 乙经过原点的速度大小为m/s ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.位移时间图象的斜率表示速度，则最初的一段时间内，甲、乙的斜率都为正方向，所以运动方向相同，故A不符合题意；‎ B.质点乙作初速度为零的匀变速直线运动，t=3s时，甲、乙图线的斜率相等，所以，t=3s时乙的速度是6m/s，乙的加速度 ‎0-3s，乙的位移 所以t=3s时，乙位置坐标为 故B符合题意。‎ C.设过t两车相遇 解得：‎ 故C不符合题意。‎ D.根据v2-0=2ax，乙经过原点时的速度大小为 ，故D不符合题意。‎ ‎9.有一宇宙飞船到了某行星上(假设该行星没有自转运动)，以速度v贴近行星表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得(　　)‎ A. 该行星的半径为 B. 该行星的平均密度为 C. 无法求出该行星的质量 D. 该行星表面重力加速度为 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【详解】A、根据周期与线速度的关系，可得行星的半径为：，故A正确；‎ BC、根据万有引力提供向心力可得行星的质量为：，由可得：，故B正确，C错误；‎ D、行星表面的万有引力等于重力，，解得：，故D错误；‎ 故选AB。‎ ‎【点睛】研究宇宙飞船到绕某行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要比较的物理量即可解题。‎ ‎10. A、B两木块重分别为90N和30N，用细线绕过滑轮连结在一起并叠放在水平桌面上，A与B、B与桌面C之间的动摩擦因数均为0．3，当对滑轮施一水平力F=30N时，则 A. A对B的摩擦力为15N B. A对B的摩擦力为9N C. B对C的摩擦力为30N D. 细线的张力为15N ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ 试题分析：根据题意可知每条绳子上的拉力为15N，要使AB发生相对滑动，则绳子上的拉力必须，而如今绳子提供的拉力为15N，故A受到B给的静摩擦力大小为15N，即A对B的摩擦力大小为15N，AD正确B错误；将AB看做一个整体，整体要相对桌面运动，则，而如今F=30N，所以整体相对C静止，受到C给的静摩擦力，大小为30N，故B对C的摩擦力大小为30N，C正确；‎ 考点：考查了摩擦力 ‎【名师点睛】在计算摩擦力时，首先需要弄清楚物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力，如果是静摩擦力，其大小取决于与它反方向上的平衡力大小，与接触面间的正压力大小无关，如果是滑动摩擦力，则根据公式去计算 ‎11.如图所示，一光滑半圆环竖直固定于粗糙的木板上，圆心为O1‎ ‎，小球A穿套在环左侧最低点，并由轻绳通过光滑的小滑轮O与小球B相连，B右侧细线水平，O点在环心O1的正上方，OA与竖直方向成30°角，OA⊥OB，两球均处于静止状态，小球A恰好对木板没有力的作用。若对B施加一外力F，使小球A缓慢运动到O点正下方的过程中，木板始终静止．则下列说法正确的是 A. A、B两球的质量之比为 B. OA细线拉力逐渐变大 C. 地面对木板摩擦力逐渐变小 D. 地面对木板支持力逐渐变小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ 试题分析:A、对A分析，如图所示:‎ 由几何关系和平衡条件有：，再隔离对B分析，根据共点力平衡有：，则，可知：，选项A正确．B、A球沿半圆柱缓慢向上移动时，满足动态平衡，由力三角形和几何三角形相似可知，其中mAg、h、R均不变，则大小不变；而随l减小，拉力T变小，选项B错误．C、D、对木板的分析知，因大小不变，与水平的夹角逐渐变大，则反作用力的水平分力向右，逐渐变小，则与之平衡的地面摩擦力逐渐变小，选项C正确．D、对小球A和木板的整体分析可知，竖直方向有，T逐渐变小，先减小后增大，则地面的支持力先变大后变小，选项D错误．故选AC。‎ 考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．‎ ‎【名师点睛】该题涉及两个物体的平衡问题，解决本题的关键能够正确地受力分析，运用共点力平衡进行求解，必要时采用整体法更简洁．‎ ‎12.如图所示，一轻弹簧下端固定在倾角为θ的固定斜面底端，弹簧处于原长时上端位于斜面上的B点，B点以上光滑，B点到斜面底端粗糙，可视为质点的物体质量为m，从A点由静止释放，将弹簧压缩到最短后恰好能被弹回到B点．已知A、B间的距离为L，物体与B点以下斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，不计空气阻力，则此过程中(　　)‎ A. 克服摩擦力做的功为mgLsin θ B. 弹簧的最大压缩量为 C. 物体的最大动能一定等于mgLsin θ D. 弹性势能的最大值为mgLsin θ(1＋)‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．对于整个过程，由动能定理得：mgLsin θ-Wf=0，得克服摩擦力做的功Wf=mgLsin θ，故A正确；‎ BD．设弹簧最大压缩量为x，弹性势能的最大值为Ep；物体从A到将弹簧压缩到最短的过程，由能量守恒得：mg(L＋x)sin θ=μmgcos θ·x＋Ep，物体从将弹簧压缩到最短到弹回B点的过程，由能量守恒得：mgxsin θ＋μmgcos θ·x=Ep，联立解得，，故B错误，D正确．‎ C．物体接触弹簧前，由机械能守恒定律知，物体刚接触弹簧时的动能等于mgLsin θ.当物体所受重力沿斜面向下的分力等于滑动摩擦力和弹簧的弹力的合力时物体的合力为零，速度最大，动能最大，此时物体在B点以下，从B 点到此位置物体仍会加速，所以物体的最大动能一定大于mgLsin θ，故C错误；‎ 二．实验题 ‎13.为了探究质量一定时加速度与力的关系。一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。(滑轮质量不计)‎ ‎ ‎ ‎（1）实验时，一定要进行的操作或保证的条件是___。‎ A.用天平测出砂和砂桶的质量 B.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力 C.小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D.改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带 E.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M ‎（2）该同学在实验中得到如图所示一条纸带(相邻两计数点间还有两个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50 Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为___m/s2(结果保留两位有效数字)。‎ ‎（3）以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a－F图象是一条直线，图线与横轴的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则小车的质量为____。‎ A.2tan θ B. C.k D.‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). 1.3 (3). D ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）［1］AE.本题拉力可由弹簧秤测出，也就不需要用天平测出砂和砂桶的质量，更不需要满足砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M这个条件，故AE错误；‎ B.弹簧测力计测出拉力，从而表示小车所受的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；‎ C.打点计时器运用时，小车靠近打点计时器，先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要同时记录弹簧测力计的示数，故C正确；‎ D. 改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确。‎ ‎（2）［2］由于两计数点间还有两个点没有画出，故时间间隔T=0.06s，由逐差法可得加速度 ‎（3）［3］弹簧测力计的示数，由牛顿第二定律2F=ma，小车的质量m==。‎ A. 小车的质量为2tan θ，与分析不一致，故A错误；‎ B. 小车的质量为，与分析不一致，故B错误；‎ C. 小车的质量为k，与分析不一致，故C错误；‎ D. 小车的质量为，与分析相一致，故D正确。‎ ‎14.某同学在利用打点计时器研究“匀变速直线运动”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出0、1、2、3、4、5、6共7个计数点，每两个相邻的计数点之间还有四个点没标出，其部分相邻点间的距离如图所示，则打下点4时小车的瞬时速度为 ，小车的加速度为 ．（要求计算结果保留三位有效数字）‎ ‎【答案】0.314m/s，0.510m/s2．‎ ‎【解析】‎ 解：每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为：T=5×0.02=0.1s；‎ 计数点4的瞬时速度为：‎ m/s=0.314m/s．‎ 根据△x=aT2，a==0.510m/s2．‎ 故答案为：0.314m/s，0.510m/s2．‎ 考点：探究小车速度随时间变化的规律．‎ 专题：实验题；定量思想；推理法；直线运动规律专题．‎ 分析：根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点4的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出小车的加速度．‎ 点评：解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用，注意单位换算和有效数字的保留．‎ ‎15.某实验小组利用图示装置进行“探究动能定理”的实验，部分实验步骤如下：‎ A．挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下做匀速运动；‎ B．打开速度传感器，取下轻绳和钩码，保持A中调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，分别记录小车通过速度传感器1和速度传感器2时的速度大小v1和v2；‎ 据此回答下列问题：‎ ‎（1）若要验证动能定理的表达式，下列各物理量中需测量的有_________；‎ A．悬挂钩码的总质量m B．长木板的倾角θ C．两传感器间的距离L D．小车的质量M E.小车与木板的摩擦力 ‎（2）根据实验所测的物理量，验证动能定理的表达式为：________。（用题中所给的符号表示，重力加速度用g表示）‎ ‎【答案】 (1). ACD (2). ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）根据题意可以知道，小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态,撤去钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以需要测量钩码的质量，故A正确要找到合外力做功，还要知道运动的位移，所以需要测量两传感器间的距离L，故C正确，本实验要验证的是小车的动能增加量，所以要知道动能就需要测量小车的质量，故D也正确，若知道以上几个物理量，则验证动能定理的条件足够，故ACD正确；‎ ‎（2）根据动能定理可以知道,合外力对小车做的功等于小车动能的变化量,则有:‎ ‎ ,‎ 综上所述本题答案是：(1). ACD (2). ‎ 三、解答题 ‎16.质量m=2.0kg的物块（可视为质点）在水平恒力F作用下，从水平面上A点由静止开始运动，运动一段距离撤去该力，物块继续滑行t=2.0s停在B点，已知A、B两点间的距离s=6.0m，物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20，求恒力F多大．（g=10m/s2）．‎ ‎【答案】12N ‎【解析】‎ 设撤去力F前物块的位移为，此时物块的速度为 则 ‎ 撤去力F后，物块在摩擦力的作用下做匀减速直到停止 ，物块受到的滑动摩擦力 ‎ 则： ‎ 物块运动2s停下，则 ，得 ‎ 此过程中运动的位移为 ，则 ‎ 又有 解得： ‎ 由牛顿第二定律知： 得：‎ 综上所述本题答案是：‎ ‎17.如图所示，有一条沿顺时针方向匀速转动的传送带，恒定速度v＝4‎ ‎ m/s，传送带与水平面的夹角θ＝37°，现将质量m＝1 kg的物块轻放在其底端(小物块可视作质点)，与此同时，给物块沿传送带方向向上的恒力F＝8 N，经过一段时间，物块运动到了离地面高为h＝2.4 m的平台上。已知物块与传送带之间的动摩擦因数μ＝0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)。求：‎ ‎(1)物块从传送带底端运动到平台上所用的时间；‎ ‎(2)若在物块与传送带达到相同速度时，立即撤去恒力F，计算物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度。‎ ‎【答案】(1)1.33s（2）0.85s，2.31ｍ/s ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎(1) 物块在恒力作用下沿传送带运动时，起始阶段物块速度小于传送带速度，物块受的摩擦力沿传送带向上，据牛顿第二定律求出物块的加速度；物块速度等于传送带速度后，摩擦力突变，分析物块接下来的运动情况，求出两段运动对应的时间。‎ ‎(2)若速度相等时，撤去拉力，对物体受力分析，据牛顿第二定律求出物块的加速度，再据运动学公式求出物块还需经过多少时间离开传送带以及离开时的速度。‎ ‎【详解】(1)对物块受力分析可知，物块先是在恒力作用下沿传送带方向向上做初速度为零的匀加速运动，直至速度达到传送带的速度，由牛顿第二定律：‎ 解得：‎ 物块加速过程所用时间 物块加速过程运动的距离 物块达到与传送带同速后，对物块受力分析可知，物块受的摩擦力的方向改变，因为F＝8 N，而重力沿传送带向下的分力和最大静摩擦力之和为10 N，物块不能相对传送带向上加速，物块将沿传送带匀速上升 传送带长度 物块在传送带上匀速的时间 物块从传送带底端运动到平台上所用的时间 ‎(2)若达到同速后撤去恒力F，对物块受力分析，‎ 因为 物块将减速上行，‎ 得 设物块还需离开传送带，离开时的速度为，则 ‎18.如图所示，物体A 的质量mA＝1kg．静止在光滑水平面上的平扳B质量为mB＝2kg，长为L＝5m，某时刻A以vO=7m/s向左的初速度滑上木板B的上表面，在A滑上B的同时，立即给B施加一个水平向左的拉力F，忽略物体A的大小．已知A与B之间时动摩擦因数μ=0.3，取重力加速度g=10m/s2．求：‎ ‎(1)若F＝5N，物件A在小车上运动时相对小车向左滑行的最大距离 ‎(2)如果要使A不至于从B上滑落，拉力F大小应满足的条件 ‎【答案】(1) (2) 0.8N≤F≤9N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 物体A滑上木板B以后，作匀减速运动 μmAg=maA 解得：‎ aA=μg=3m/s2‎ 由牛顿第二定律得：‎ F+μmAg=maaB 解得：‎ aB=4m/s2‎ 由速度公式得：‎ v0-aAt=aBt 解得：‎ t=1s 由位移公式 ‎(2) 物体A不滑落的临界条件是A到达B的右端时，A、B具有共同的速度v1，则 又 解得：‎ aB=1.9m/s2‎ F=maaB-μmAg=0.8N 若F<0.8N，则A滑到B的右端时，速度仍大于B的速度，所以F 必须大于等于0.8N。‎ 当F较大时，在A到达B的右端之前，就与B具有相同的速度，A必须相对B静止．‎ F=（mA+mB）a，μmAg=mAa F=9N 力F应满足的条件是 ‎0.8N≤F≤9N ‎ ‎