2018-2019学年湖北省沙市中学高一5月月考物理试题（解析版）
2018-2019学年湖北省沙市中学高一5月月考物理试题（解析版）
一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分，其中1～8题每小题只有一个选项正确，9～12题每小题有多个选项正确。全部选对得4分，选对选不全得2分，有错选的得0分）
1.下列对物理概念和规律的认识，说法正确的是
A. 重力对物体所做的功等于物体重力势能的变化
B. 摩擦起电的本质是通过做功创造出电荷
C. 用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，丝绸不带电
D. 动量是矢量，方向与物体运动方向相同
【答案】D
【解析】
【详解】重力对物体所做的功多少等于系统重力势能的变化，选项A错误；摩擦起电的本质是电荷的转移，不是创造出电荷，选项B错误；用丝绸摩擦玻璃棒，玻璃棒带正电，丝绸带负电，选项C错误；动量是矢量，方向与物体运动方向相同，选项D正确.
2.以下叙述中正确的是
A. 点电荷是理想化物理模型，通常体积小带电体都可以看成是点电荷
B. 库仑定律只适用于点电荷，点电荷实际上是不存在
C. 静电力常量与电荷间的相互作用力和距离的平方成正比，与电荷量的乘积成反比
D. 大的带电体都不能看作点电荷
【答案】B
【解析】
【详解】点电荷是理想化物理模型，电荷的形状、体积和电荷量对分析的问题的影响可以忽略时，就可以看成是点电荷，并不是只有体积很小的带电体才能看作点电荷，大的带电体也不一定不能看作点电荷，故AD错误；库仑定律只适用于点电荷，点电荷是理想化物理模型，实际上是不存在的，选项B正确；静电力常量与电荷间的相互作用力以及电荷之间的距离无关，选项C错误.
3.如图，物体质量m=10kg，用与水平面夹角为37°的力F拉物体，物体在水平地面上向左匀速移动了5m，运动过程中物体所受地面的摩擦力大小为20N，则（g=10m/s2）
A. 重力做的功为500J
B. 拉力大小为20N
C. 摩擦力做的功为-100J
D. 拉力做的功为125J
【答案】C
【解析】
【详解】根据功的公式W=Fxcosθ可知，重力做的功为零，选项A错误；根据动能定理： ，而Wf=-fx=-100J，则拉力大小为WF=100J，选项C正确，BD错误。
4.如图，质量为m物体放在光滑的倾角为θ的直角劈上，用力F向右推劈，使物体与劈保持相对静止。在前进的水平位移为L的过程中，劈对物体做的功为
A. FL B. mgLtanθ
C. mgLcosθ D. mgLsinθ
【答案】B
【解析】
【详解】m与楔形物体相对静止，二者必定都向右加速运动。即m的合外力方向水平向右，画出m的受力图，
根据几何关系得：；所以支持力做的功为：W=NL•sinθ=mgLtanθ，故选B。
5.在同一高处的某一点将两个质量相同的小球以相等的速率v0分别竖直上抛和平抛，下列说法正确的是（不计空气阻力）
A. 从抛出到刚着地的过程中，重力对两球做的功相等
B. 从抛出到刚着地的过程中，重力对两球的冲量相等
C. 从抛出到刚着地的过程中，重力对两球做功的平均功率相等
D. 两球刚着地时，重力的瞬时功率相等
【答案】A
【解析】
【详解】在高处某一点将两个重力相同的小球以相同速率v0分别竖直上抛和平抛，可知小球初始高度相等，质量相等，重力做功为WG=mgh，可知从抛出到刚着地，重力对两球所做的功相等，故A正确。根据I=mgt可知，因上抛物体落地的时间较长，可知重力的冲量较大，选项B错误；由功率：可知，从抛出到刚着地，重力对两球的平均功率不相等，故C错误。由机械能守恒定律可知：mv2=mv02+mgh，则上抛和平抛的物体落地的瞬时速度大小相同，但是由于速度的方向不同，根据P=mgvy可知，重力的瞬时功率不同，故D错误。
6.从某一高处平抛一物体，物体着地时末速度与水平方向成30°角，取地面处重力势能为零，则物体刚抛出时，动能与重力势能之比为
A. 3:1 B. 3:4 C. 1:3 D. 1:4
【答案】A
【解析】
【详解】物体做平抛运动，假设落地速度为v，由于落地的速度方向与水平方向的夹角为α，故水平分速度为：v0=vx=vcosα：竖直分速度为：vy=vsinα；由于平抛运动的水平分运动为匀速直线运动，故v0=vx=vcosα；由于平抛运动的竖直分运动为自由落体运动，故高度为：；抛出时的动能为：；抛出时的势能为：；因而动能与势能之比为，故选A。
7.如图，有三个不同的斜轨道，高度相同，在水平方向的投影长度也相同，其中甲是直线轨道，乙是两个直线轨道通过一小段光滑圆弧连接的轨道，丙是曲线轨道。可视为质点的物体与三轨道的动摩擦因数相同，从轨道顶部由静止释放，到达底端时的速度大小分别为v1、v2和v3，则：
A. v1>v2>v3
B. v1=v2>v3
C. v1=v2
v3，故选B.
8.如图，质量m=2kg的木块放在水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ=0.2，木块在F=5N的水平恒力作用下由静止开始向右运动了10s，g=10m/s2，在这10s内，下列说法正确的是
A. 重力的冲量为0
B. 摩擦力的冲量为4N·s
C. 物体动量的变化为10kg·m/s
D. 合外力的冲量为90 N·s
【答案】C
【解析】
【详解】重力的冲量为IG=Gt=200N∙s，选项A错误；摩擦力的冲量为If=μmgt=40N∙s，选项B错误；力F的冲量：IF=Ft=50N∙s；合外力的冲量为I=IF-If=10 N∙s，选项D错误；由动量定理可知：物体动量的变化为∆p=I=10kg∙m/s，选项C正确.
9.将一质量为m的小球以初速度v0竖直上抛，运动过程中受到的空气阻力与速度的大小成正比，已知小球上升的最大高度为h，下列说法中正确的是
A. 上升过程中克服空气阻力做功为
B. 下落过程中克服空气阻力做功为
C. 下落过程中重力做功为mgh
D. 上升过程中合外力做的功为
【答案】ACD
【解析】
【详解】上升过程中，根据动能定理：，则克服空气阻力做功为，选项A正确；下落过程中由于空中阻力作用，则落地的速度小于v0，则克服空气阻力做功小于，选项B错误；下落过程中重力做功为WG=mgh，选项C正确；根据动能定理：上升过程中合外力做的功为，选项D正确.
10.如图所示，AB为斜面，BC为水平面且足够长。若从A点以水平速度v0和3v0分别向右抛出两个完全相同的小球甲和乙，则两小球从抛出到第一次落到AB或BC上的过程中，重力做功之比可能为
A. 2：1 B. 2：7
C. 3：8 D. 4：37
【答案】BC
【解析】
【详解】本题可分三种情况进行讨论：
①若两次小球都落在BC水平面上，则下落的高度相同，所以重力做功相等，即重力做功之比为1:1；
②若两次小球都落在斜面AB上，设斜面倾角为θ，则由，得，可得竖直位移：；重力做功：，可得重力做功之比为1：9。
③若第一次落在斜面AB上，第二次落在水平面BC上，根据平抛运动的基本规律可知重力功的比值在1：1到1：9之间。故BC是可能的，AD不可能。故选BC。
11.如图所示，质量为 m的小车在水平恒力F的推动下，从山坡底部A处由静止运动至高为h的坡顶B，获得速度为，AB的水平距离为s。下列说法正确的是
A. 小车克服重力所做的功为—mgh
B. 合外力对小车做的功为
C. 推力对小车做的功为Fs-mgh
D. 阻力对小车做的功是
【答案】BD
【解析】
【详解】重力做功为-mgh，则小车克服重力所做的功为mgh，选项A错误；根据动能定理可知，合外力对小车做的功为，选项B正确；推力对小车做的功为Fs，选项C错误；根据动能定理可知， ，则阻力对小车做的功是，选项D正确.
12.静止在光滑水平面上的物体，质量为m=0.5kg，从0时刻起同时受到两个水平力F1、F2的作用，F1、F2与时间t的关系如图所示，下列说法正确的是
A. 前2s内F1的冲量为2N·S
B. 物体做匀加速直线运动
C. 4s内物体的的最大速度为4m/s
D. 4s末物体的速度为0
【答案】CD
【解析】
【详解】根据I=Ft可知，F-t图像的“面积”等于力的冲量，则前2s内F1的冲量为
，选项A错误；由图可知，物体所受的合外力先减小后反向增加，可知加速度先减小后反向增加，选项B错误；物体在t=2s时合力为零，此时速度最大，因；由动量定理：，解得v=4m/s，选项C正确；由图可知，4s末合外力的冲量为零，则物体的速度为0，选项D正确.
二、实验题（共17分）
13.在“验证机械能守恒定律”的实验中
（1）现有器材是①打点计时器、②交流电源、③直流电源、④纸带、⑤带夹子的重物、⑥刻度尺、⑦天平、⑧铁架台，其中该实验不需要的器材是____________（填器材前的序号）；
（2）某同学在实验中打出一条纸带，纸带上的点是连续打出的点，经过分析他认为可以利用自由落体运动的规律来研究，从而使问题简化。已知电源频率为50 Hz，则他打出的纸带应该是下图中的纸带（填甲、乙）_________，选择该条纸带，并利用0～1进行验证，则其重力势能的减少量为_____________，动能的增加量为________________（质量用m表示，g=9.8m/s2，计算结果保留三位有效数字）
【答案】 (1). ③⑦ (2). 甲 (3). 0.0186m (4). 0.0185m
【解析】
【详解】（1）该实验不需要的器材是：③直流电源；由于要验证的表达式为：mgh=mv2，则两边质量m消掉了，则不需要用天平测量质量，即不需要⑦天平；
（2）如果做自由落体运动，则打1、2两点间距应该接近：，可知他打出的纸带应该是下图中的纸带甲；其重力势能的减少量为，打第1点时的速度：；动能的增加量为.
14.某同学利用下述装置研究动量守恒定律：水平桌面上固定一直轨道，在其一端固定一劲度系数和长度合适的弹簧，另一端稍伸出桌外。用滑块甲压缩弹簧，然后由静止释放，滑块甲从轨道飞出做平抛运动，测出其平抛的水平位移为x1
；接着将滑块乙放在轨道的末端，靠近弹簧的这一面粘有橡皮泥，仍然用滑块甲去压缩弹簧，然后由静止释放，甲运动至末端与乙碰后粘在一起飞出做平抛运动，测出其平抛运动的水平位移为x2，空气阻力可忽略不计。
（1）下列说法正确的是__________
A．轨道必须调整为水平
B．滑块甲受到的摩擦力会引起实验误差
C．两次弹簧的压缩量应相同
D．实验桌应该尽量矮些
（2）除了题干中已测出的物理量外，还需要测出________
A．滑块甲的质量m1 B．滑块乙的质量m2
C．轨道末端离地面的高度h D．弹簧的压缩量x
（3）验证动量守恒定律的表达式为（用上述符号表示）_____________________________
【答案】 (1). AC (2). AB (3). m1x1=(m1+m2)x2
【解析】
【详解】（1）轨道必须调整为水平，以保证滑块离开轨道后能做平抛运动，选项A正确；实验中只需滑块甲到达轨道末端的速度相同即可，滑块甲受到的摩擦力不会引起实验误差，选项B错误；两次弹簧的压缩量应相同，以保证滑块到达轨道末端的速度相同，选项C正确；实验桌应该尽量高些，从而使得滑块平抛的水平位移大些，选项D错误；
（2）滑块做平抛运动的时间为t，则x=vt；要验证的关系式为：m1v1=(m1+m2)v2，即m1v1t=(m1+m2)v2t，即m1x1=(m1+m2)x2，除了题干中已测出的物理量外，还需要测出滑块甲的质量m1以及滑块乙的质量m2，故选AB.
（3）验证动量守恒定律的表达式为: m1x1=(m1+m2)x2.
三、计算题（15题10分，16题12分，17题13分，共35分）
15.质量为m=0.14kg的小球自H=2m的高度由静止释放，与地面碰撞后反弹的高度为h=1.5m。设碰撞时没有机械能损失，且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变，取g=10m/s2，求：
（1）小球受到的空气阻力f的大小；
（2）小球运动的总路程s。
【答案】(1) 0.2N (2) 14m
【解析】
【详解】(1)由动能定理得：mg(H-h)-f(H+h)=0
解得f=0.2N
(2)由动能定理得：mgH-fs=0
s=14m
16.如图所示，足够长的光滑水平轨道的右边圆滑连接一个足够长的光滑倾斜轨道，在水平轨道的右侧放置一个质量为m2的小木块B，B的左侧固定连接一个轻弹簧。质量为m1的小木块A以初速度v0向B迎面撞来，压缩弹簧后又被弹簧弹开，此过程在水平轨道上完成，求：
（1）在弹簧压缩过程中最大的弹性势能EP；
（2）若碰后A、B不再发生二次碰撞，则两木块的质量应满足什么关系？
【答案】(1) ;(2) m2≥3m1
【解析】
【详解】(1)当A、B速度相等时，弹簧压缩量最大，弹性势能最大
由动量守恒定律得：m1v0=(m1+m2)v
则最大弹性势能为
(2)由动量守恒以及能量关系可知：m1v0=m1v1+m2v2
解得：
只要满足碰后A反弹且其速度大小不小于B碰后的速度大小，A、B就不会发生二次碰撞，即≥v2，有：≥
解得： m2≥3m1
17.如图，倾角为θ=37°的传送带AB长为l=16m，以v0=10m/s的速度顺时针转动，可视为质点的滑块从传送带顶端A点由静止释放，滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ1=0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求：
（1）滑块从A点运动至传送带底端B点所用的时间；
（2）若在传送带底端用一小段圆弧（长度不计）平滑连接一个水平轨道，滑块与轨道间的动摩擦因数为μ2=0.2，轨道右端连接一个半径R=2m的竖直光滑圆轨道，为使滑块在圆环内侧运动时不脱离轨道，水平轨道应该多长？
【答案】(1) 2s; (2)水平轨道的长度应满足：lCE≤11m或26m≤lCE≤36m
【解析】
【详解】(1)在滑块速度达到传送带速度v0前，其受力分析如图。
在垂直于传送带平面方向物体处于静止状态，则有：
物体受到的摩擦力大小为：
设物体运动到D点时速度等于v0，则：
从A到D，由牛顿第二定律得：
所以，有：=10m/s2
从A到D所用时间：=1s
从A到D发生的位移：=5m
同理，从D到B过程中，
所以，有：=2m/s2
DB间的距离x2=l-x1=11m
设再用时间t2滑块运动至传送带底端，则有：
解得： t2=1s
所以，滑块从A点运动至传送带底端B点所用的时间为：t=t1+t2=2s
(2)由(1)可知，滑块运动至B点时的速度为v，有：=12m/s
①若滑块能滑到圆轨道最高点F，则在最高点由牛顿第二定律得：
， 其中 FNF≥0 ，
有：m/s
从B至圆轨道最高点，由动能定理有：
， 解得：lCE≤11m
②若滑块能到达的最高点在与圆心等高的位置以下，则滑块也不脱轨。
则由动能定理得： ，式中h＇为滑块在圆环内上升的高度
因为： 0≤h＇≤R=2m ，
解得： 26m≤lCE≤36m
综合①②可知，要使滑块不脱离圆环，水平轨道的长度应满足：
lCE≤11m 或 26m≤lCE≤36m
