2018-2019学年江苏省启东中学高一3月月考试物理试卷卷（解析版）

2018-2019学年江苏省启东中学高一3月月考试物理试卷卷（解析版）

‎2018-2019学年江苏省启东中学高一3月月考物理试题 注意事项：‎ ‎1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。‎ ‎2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。‎ ‎4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。‎ 第I卷（选择题)‎ 一、多选题 ‎1．关于力的做功情况，下列说法正确的是（ ）‎ A．一对平衡力做功的代数和一定为零 B．一对相互作用力做功的代数和一定为零 C．一对滑动摩擦力做功的代数和一定小于零 D．静摩擦力可以对物体做正功，滑动摩擦力对物体一定做负功 ‎2．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点，轨道2和3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3，在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1 、T2 、T3，以下说法正确的是( )‎ A．v1> v2 > v3 B．v1 > v3> v2 C．a1 > a2 > a3 D．T1 < T2 < T3‎ ‎3．经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=3：2．则可知（　　）‎ A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：3‎ B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2‎ C．m1、m2做圆周运动的向心力之比为1：1‎ D．m2做圆周运动的半径为 ‎4．如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端，现用一水平恒力F作用在小物块上，使小物块从静止开始做匀加速直线运动．小物块和小车之间的摩擦力为f，小物块滑到小车的最右端时，小物块运动的距离为x．在这个过程中，以下结论正确的是（ ）‎ A．小物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)(L＋x)‎ B．小物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fx C．小物块克服摩擦力所做的功为fx D．小物块和小车增加的总动能为Fx－fL ‎5．一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则（ ）‎ A.恒星的质量为 B．行星的质量为 C．行星运动的轨道半径为 D．行星运动的加速度为 ‎6．（2011•海南）一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用．下列判断正确的是（ ）‎ A.0～2s内外力的平均功率是W B.第2秒内外力所做的功是J C.第2秒末外力的瞬时功率最大 D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是 二、单选题 ‎7．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（ ）‎ A．太阳位于木星运行轨道的中心 B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等 C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方 D．相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 ‎8．过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为1/20，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ）‎ A．1/10 B．1 C．5 D．10‎ ‎9．坐落在镇江新区的摩天轮高88 m，假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列说法正确的是(　　)‎ A．在摩天轮转动的过程中，乘客机械能始终保持不变 B．在最低点时，乘客所受重力大于座椅对他的支持力 C．在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零 D．在摩天轮转动的过程中，乘客重力的功率保持不变 ‎10．如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，下列说法不正确的是（ ）‎ A．物块加速度先减小后增大 B．物块经过O点时的速度最大 C．弹簧弹性势能先减小后增加 D．物块所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 ‎11．额定功率为80kW的汽车，在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s．已知汽车的质量为2×103kg，若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度的大小为2m/s2．假定汽车在整个运动过程中阻力不变．下列说法中正确的是（ ）‎ A．汽车匀加速过程中的牵引力大小为4×103N B．汽车维持匀加速运动的时间为10s C．汽车匀加速过程的位移大小为25m D．汽车在3s末的瞬时功率为2.4×104W ‎12．假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的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，引力常数为G，则地球的密度为（ ）‎ A． B． C． D．‎ 第II卷（非选择题)‎ 三、解答题 ‎13．如图所示，一根直杆与水平面成θ＝37°角，杆上套有一个小滑块，杆底端N处有一弹性挡板，板面与杆垂直.现将物块拉到M点由静止释放，物块与挡板碰撞后以原速率弹回．已知M、N两点间的距离d＝0.5m，滑块与杆之间的动摩擦因数μ＝0.25，g＝10m/s2.取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：‎ ‎ (1)滑块第一次下滑的时间t；‎ ‎(2)滑块与挡板第一次碰撞后上滑的最大距离x；‎ ‎(3)滑块在直杆上滑过的总路程s.‎ ‎14．某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛．比赛路径如图所示，赛车从起点A出发，沿水平直线轨道运动L后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点，并能越过壕沟．已知赛车质量m＝0.1 kg，通电后以额定功率P＝1.5W工作，进入竖直轨道前受到阻力Ff恒为0.3 N，随后在运动中受到的阻力均可不计．图中L＝10.00 m，R＝0.32 m，h＝1.25 m，x＝1.50 m，取g＝10 m/s2．问：‎ ‎(1)要使赛车能完成圆运动，赛车到达B点速度至少多大？‎ ‎(2)要使赛车能越过壕沟，赛车到达C点速度至少多大？‎ ‎(3)要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间？‎ ‎15．如图所示，半径R＝0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．质量m＝0.1 kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0＝2 m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，此时弹簧的弹性势能Epm＝0.8 J，已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g取10 m/s2．求：‎ ‎(1)小物块从A点运动至B点的时间；‎ ‎(2)小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力大小；‎ ‎(3)C、D两点间的水平距离L．‎ ‎16．为了研究过山车的原理，物理兴趣小组提出了下列设想：如图所示，取一个与水平方向夹角θ＝30°，长L＝0.8 m的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道都是光滑的．其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，竖直圆轨道的半径R＝0.6 m．现使一个质量m＝0.1 kg的小物块从A点开始以初速度v0沿倾斜轨道滑下，g取10 m/s2．问：‎ ‎(1)若v0＝5.0 m/s，则小物块到达B点时的速度为多大？‎ ‎(2)若v0＝5.0 m/s，小物块到达竖直圆轨道的最高点时对轨道的压力为多大？‎ ‎(3)为了使小物块在竖直圆轨道上运动时能够不脱离轨道，v0大小应满足什么条件？‎ ‎17．如图所示，长为3l的不可伸长的轻绳，穿过一长为l的竖直轻质细管，两端拴着质量分别为m、m的小球A和小物块B，开始时B先放在细管正下方的水平地面上．手握细管轻轻摇动一段时间后，B对地面的压力恰好为零，A在水平面内做匀速圆周运动．已知重力加速度为g，不计一切阻力． ‎ ‎（1）求A做匀速圆周运动时绳与竖直方向夹角θ；‎ ‎（2）求摇动细管过程中手所做的功；‎ ‎（3）轻摇细管可使B在管口下的任意位置处于平衡，当B在某一位置平衡时，管内一触发装置使绳断开，求A做平抛运动的最大水平距离．‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．AC ‎【解析】‎ 一对平衡力的合力为零，则做功的代数和一定为零，选项A正确；一对相互作用力的位移不一定相同，则做功的代数和不一定为零，选项B错误；因为滑动摩擦力的方向与运动方向相反，则一对滑动摩擦力对外做负功，即一对滑动摩擦力做功的代数和一定小于零，选项C正确；静摩擦力可以对物体做正功、负功或不做功，滑动摩擦力对物体可能做负功，也可能做正功或者不做功，选项D错误；故选AC.‎ ‎2．BD ‎【解析】‎ A、B项：由万有引力提供向心力得： ，解得： ，所以，又由于卫星在P点时点火加速进入轨道3，所以，所以有：，故A正确，B错误；C项：由万有引力提供向心力得：，解得：，所以 ‎，由于卫星在轨道3和轨道2上的P点离地球的距离相同，所以加速度相同，即，所以有，故C错误；D项：根据开普勒第三定律，卫星在轨道3上的周期大于在轨道1上周期，由图可知，轨道1的半径比轨道2的半长轴更小，所以卫星在轨道1上运行的周期小于在轨道2上运动的周期，所以有，故D正确。‎ 点晴：根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、周期、和向心力的表达式进行讨论即可。‎ ‎3．AC ‎【解析】‎ 双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向心力大小相等，则有：m1r1ω2＝m2r2ω2。则。因为r1+r2=L，则r1＝L，r2＝L。根据v=rω，知v1：v2=r1：r2=2：3．故AC正确，BD错误。故选AC。‎ ‎4．CD ‎【解析】‎ A、据题，小物块运动的距离为x，则对小物块，由动能定理得：，故A错误；B、小物块到达小车最右端时，小车运动的距离为，则对小车，由动能定理得：，故B错误；C、小物块运动的距离为x，则小物块克服摩擦力所做的功为，故C正确；D、根据能量转化和守恒定律可知，物块和小车间摩擦生热为，则小物块和小车增加的总动能为，故D正确。‎ 点睛：本题考查对功与能的关系的理解能力，要抓住摩擦力对单个物体做功应根据对地位移求，摩擦生热根据相对位移求解。‎ ‎5．ACD ‎【解析】‎ 由可得，所以C正确；由，将r代入可得，所以A正确；由可得，所以D正确；在万有引力提供向心力的表达式中，行星质量无法求出，所以B错误。‎ ‎6．AD ‎【解析】‎ 由动量定理Ft=mv2﹣mv1求出1s末、2s末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s ‎ 由动能定理可知合力做功为w=‎ 故0～2s内功率是，故A正确；‎ ‎1s末、2s末功率分别为：P1=F1v1=4w、P2=F2v2=3w；故C错误；‎ 第1秒内与第2秒动能增加量分别为：、，故第2s内外力所做的功为2.5J，B错误；‎ 而动能增加量的比值为4：5，故D正确；‎ 故选AD．‎ ‎7．C ‎【解析】‎ 太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B错误；根据开普勒行星运动第三定律可知， 木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D错误；故选C.‎ ‎8．B ‎【解析】‎ 研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为： ，解得； “51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1/20，所以该中心恒星与太阳的质量比约为，故选B．‎ 点睛：要求解一个物理量大小变化，我们应该把这个物理量先表示出来，再根据已知量进行判断．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．‎ ‎9．C ‎【解析】‎ 机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，A错误；圆周运动过程中，在最低点，由重力和支持力的合力提供向心力F，向心力指向上，所以F=N-mg，则支持力N=mg+F，所以重力小于支持力，B错误；在摩天轮转动一周的过程中，动能变化量为零，则合力对乘客做功为零，选项C正确；运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以重力的瞬时功率在变化，D错误．故选C．‎ ‎10．B ‎【解析】‎ 由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，故A正确；物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，即在O点左侧，故B错误；从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，弹簧弹性势能先减小后增加，故C正确；从A到B过程中根据动能定理可得W弹-W克f=0，即W弹=W克f，即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，故D正确；此题选择不正确的选项，故选B.‎ ‎11．C ‎【解析】‎ v最大时，有：a=0即F=f，根据P=fvm解得：；根据牛顿第二定律可得加速时的牵引力为：F引=f+ma=4000+2×103×2=8000N，选项A错误；匀加速达到的最大速度为v，则有：P=Fv解得：，由v=at得：，选项B错误；汽车匀加速过程的位移大小为，选项C正确；3s末的速度为：v=at=3×2m/s=6m/s，故3s末的瞬时功率为：P=Fv=8000×6W=48kW，选项D错误；故选C.‎ ‎12．B ‎【解析】‎ 由万有引力定律可知：，在地球的赤道上：，地球的质量：，联立三式可得:，选项B正确。‎ ‎13．(1)0.5s (2)0.25m (3)1.5m ‎【解析】‎ ‎(1)下滑时加速度mgsinθ－μmgcosθ＝ma 解得a＝4.0m/s2‎ 由d＝at2得下滑时间t＝0.5s.‎ ‎(2)第一次与挡板相碰时的速率v＝at＝2m/s 上滑时－(mgsinθ＋f)x＝0－mv2‎ 解得x＝0.25m.‎ ‎(3)滑块最终停在挡板处，由动能定理得 mgdsinθ－fs＝0‎ 解得总路程s＝1.5m.‎ ‎14．(1) (2) (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎(1)在圆轨道最高点，由，得，‎ 对赛车从B点到最高点过程利用动能定理，‎ 得 ‎(2)赛车出C点后平抛 由，得 由，得 ‎(3)要使赛车完成比赛，赛车到达B点速度至少为4m/s，设电动机至少工作时间t1，对赛车A到B过程利用动能定理，解得 ‎15．（1）0.35s （2）8N （3）1.2m ‎【解析】‎ ‎（1）小物块恰好从B端沿切线方向进入轨道，据几何关系有：‎ 解得：‎ ‎（2）‎ 小物块由B运动到C，据动能定理有：mgR（1+sinθ）=mυC2-mυB2 ‎ 在C点处，据牛顿第二定律有 联立两式代入数据解得NC=8N．‎ ‎（3）从C点到D点，由动能定理可知： ‎ 解得：L=1.2 m ‎16．(1) (2)0.5N (3)v0≤2m/s 或v0≥‎ ‎【解析】‎ ‎(1)对小物块从A点到B点利用动能定理 ‎ 得 ‎(2)对小物块从B点到圆轨道最高点利用动能定理 得：v=3m/s 在圆轨道最高点，由牛顿第二定律 得：FN=0. 5N 由牛顿第三定律可知：FN′＝FN＝0.5N。‎ ‎(3)情形一：物体能完成圆运动 在最高点：由，得，‎ 对小物块从A点到圆轨道最高点利用动能定理 解得：‎ 情形二：物体运动到圆轨道圆心等高处速度为零 对小物块从A点到圆轨道圆心等高处利用动能定理 解得：v0=2m/s 综合以上两种情形可得：v0≤2m/s 或v0≥‎ ‎17．（1）θ=45° （2） (3) ‎ ‎【解析】‎ ‎（1）如图 ‎、‎ 解得 ‎ ‎（2）如图，解得 ‎（3）设拉A的绳长为x（l≤x≤2l），‎ ‎，解得 当时，‎ 点睛：涉及极值问题，先写出一般表达式，然后据数学知识分析求解。‎