2018-2019学年湖北省沙市中学高一2月月考物理试题（解析版）

2018-2019学年湖北省沙市中学高一2月月考物理试题（解析版）

湖北省沙市中学2018-2019学年高一二月月考 物理试卷 一、选择题 ‎1.用计算机辅助实验系统（DIS）做验证牛顿第三定律的实验时，把两个测力探头的挂钩钩在一起，向相反的方向拉动，显示器屏幕上显示的是两个力传感器的相互作用力随时间变化的图象如图 所示，由图象可以得出的正确结论是( )　 　　‎ A. 作用力与反作用力大小相等 B. 作用力与反作用力方向不一定相反 C. 作用力与反作用力的合力为零 D. 作用力与反作用力作用在同一物体上 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 作用力和反作用力一定是两个物体之间的相互作用力，并且大小相等，方向相反，同时产生同时消失．‎ ‎【详解】由图象不难看出两个力的大小总是相等的，并且两个力的方向也是始终相反的，它们的变化的情况也是一样的，故A正确，B错误；图象表示的是力传感器的受力情况，作用力和反作用力是两个物体之间的相互作用力，作用在两个物体上，效果不能抵消，不能进行力的合成，故CD错误；故选A。‎ ‎2.如图所示，为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间的受力示意图，正确的是（  ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 依据重力竖直向下，弹力垂直接触面向上，摩擦力与相对运动趋势方向相反，从而即可求解。‎ ‎【详解】依据受力分析，受到竖直向下的重力，垂直地面的向上的弹力，还受到水平向右的静摩擦力，因为运动员立定跳远脚蹬地起跳瞬间，有相对地面向左运动的趋势，由上分析可知，C正确，ABD错误；故选C。‎ ‎3.甲、乙两辆汽车沿同一平直路面行驶，其v-t图像如图所示，下列对汽车运动状况的描述正确的是（ ）‎ A. 在第10s末，乙车改变运动方向 B. 在第10s末，甲、乙两车相距150m C. 在第20s末，甲、乙两车相遇 D. 若开始时乙车在前，则两车可能相遇两次 ‎【答案】D ‎【解析】‎ 由图可知，乙车的速度一直为正，说明乙一直沿正方向运动，运动方向没有改变，故A错误；在第20s末，甲通过的位移比乙的位移大，但由于它们初始位置关系未知，所以不能判断是否相遇，故B错误；在第10s末，甲、乙两车的位移之差为：，由于出发点的位置关系未知，所以不能求出确定它们相距的距离，故C错误；若t=0时刻乙车在前，则两车在第20s末前，两车可能相遇一次，若甲车的速度比乙车的速度大，此后，由于乙做匀加速运动，甲做匀速运动，乙可能追上甲，再相遇一次，故D正确。所以D正确，ABC错误。‎ ‎4.关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是（ ）‎ A. 平抛运动过程中物体在相等时间内速度的改变量一定相等 B. 平抛运动中速度方向不断变化，因而加速度一定是变化的 C. 做圆周运动的物体加速度方向一定指向圆心 D. 匀速圆周运动是加速度不变的运动 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 平抛运动的加速度不变，做匀变速曲线运动，匀速圆周运动的加速度大小不变，方向时刻改变。‎ ‎【详解】A、平抛运动过程中速度的改变量，一定，则相等时间内速度的改变量一定相同，故A正确；‎ B、做平抛运动的物体只受重力，是恒力，故加速度保持不变，恒为g，B错误；‎ C、做匀速圆周运动的物体，其加速度方向一定指向圆心，做非匀速圆周运动的物体，其加速度方向不指向圆心。故C错误；‎ D、做匀速圆周运动的物体，加速度方向每时每刻指向圆心，故加速度方向每时每刻发生变化，故D错误；‎ 故本题选A。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道平抛运动和匀速圆周运动的特点，知道平抛运动的加速度不变，匀速圆周运动的加速度在变化。‎ ‎5.春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如图所示，孔明灯在竖直 Oy 方向做匀加速运动，在水平 Ox 方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为（ ）‎ A. 直线 OA B. 曲线 OB C. 曲线 OC D. 曲线 OD ‎【答案】D ‎【解析】‎ 孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，则合外力沿Oy方向，在水平Ox方向做匀速运动，此方向上合力为零，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧可知轨迹可能为OD，故D正确，ABC错误。‎ ‎6.如图所示，一根轻质弹簧上端固定，下端挂一质量为的平盘，盘中有一质量为的物块，盘静止时弹簧长度比自然长度伸长了。现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开，设弹簧总处在弹性限度内，则刚松手时盘对物体的支持力大小应为（ ）‎ A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先根据胡克定律和平衡条件，列出盘静止时力平衡方程；再由胡克定律求出刚松手时手的拉力，确定盘和物体所受的合力，根据牛顿第二定律求出刚松手时，整体的加速度．再隔离物体研究，用牛顿第二定律求解盘对物体的支持力。‎ ‎【详解】设弹簧的劲度系数为k，由题意可知，起初整个系统处于静止状态时：‎ 现向下拉盘使弹簧再伸长后停止，然后松手放开瞬间，以和为整体受到的合力大小为，方向竖直向上，由牛顿第二定律可得：‎ 单独隔离物块由牛顿第二定律得：‎ 联立方程得：‎ 故本题选B。‎ ‎【点睛】本题考查应用牛顿第二定律分析和解决瞬时问题的能力，这类问题往往先分析平衡状态时物体的受力情况，再分析非平衡状态时物体的受力情况，根据牛顿第二定律求解瞬时加速度。‎ ‎7.如图所示，水平放置的传送带以速度v=2m/s向右运行,现将一小物体轻轻地放在传送带A端，物体与传送带间的动摩擦因数μ=0.2，若A端与B端相距5m，求物体由A到B的时间 (g=10m/s2) （ ）‎ A. 2.0s B. 2.5s C. 3.0s D. 3.5s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据牛顿第二定律求出物体在传送带上运动的加速度，根据速度时间公式求出匀加速运动的时间，结合位移时间公式求出匀加速运动的位移，从而得出匀速运动的位移，结合速度求出匀速运动的时间，从而得出物体从A到B的时间．‎ ‎【详解】物体做匀加速运动的加速度a=＝μg＝2m/s2，则匀加速运动的时间 ‎，匀加速运动的位移x1＝at12＝×2×1m＝1m，匀速运动的位移大小x2=L-x1=5-1m=4m，匀速运动的时间，则物体从A到B的时间t=t1+t2=1+2.0s=3.0s。故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎8.—艘小船在静水中的速度为4m/s，渡过一条宽为200m，水流速度为5m/s 的河流，则该小船（ ）‎ A. 能垂直河岸方向到达对岸 B. 渡河的时间可能少于20s C. 以最短位移渡河时，位移大小为200m D. 以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小为250m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短；因为静水速小于水流速，合速度方向不可能垂直于河岸，即不可能垂直渡河，当合速度的方向与静水速的方向垂直时，渡河位移最短．‎ ‎【详解】因船在静水中的速度小于水流速度，故不能垂直到达对岸。故A正确。当静水速的方向与河岸垂直时，渡河时间最短，；则渡河的时间不可能少于20s，选项B错误；以最短时间渡河时，沿水流方向的位移大小x=vct=5×50m=250m，故D正确；因为不能垂直渡河，所以当合速度的方向与静水速的方向垂直，渡河位移最短，设此时合速度的方向与河岸的夹角为θ，，则渡河的最小位移。故C错误。故选D。‎ ‎【点睛】解决本题的关键知道合运动与分运动具有等时性，以及知道静水速与河岸垂直时，渡河时间最短．若静水速大于水流速，合速度方向与河岸垂直时，渡河位移最短；若静水速小于水流速，则合速度方向与静水速方向垂直时，渡河位移最短．‎ ‎9.如图所示，质量为 m 的小滑块静止在半径为 R 的半球体上， 它与半球体间的动摩擦因数为μ，它与球心连线跟水平地面的 夹角为θ，则小滑块 A. 所受摩擦力大小为mgsinθ B. 所受摩擦力大小为 mgcosθ C. 所受摩擦力大小为μmgsinθ D. 对半球体的压力大小为mgsinθ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对小球受力分析，由几何关系利用共点力的平衡条件即可求得压力及摩擦力的大小；‎ ‎【详解】对小滑块受力分析如图所示：小滑块在重力、支持力及摩擦力的作用下处于平衡状态；故合力为零，将支持力与摩擦力合成后，其合力与重力大小相等，方向相反；则由几何关系可知，摩擦力f=mgcosθ，支持力N=mgsinθ；故BD正确，A错误；因摩擦力是静摩擦力，不能通过μFN求解，故选项C错误；故选BD。 ‎ ‎【点睛】本题要注意物体是静止在球面上，故受到的是静摩擦力；在解决摩擦力的题目时，一定要注意先明确是滑动摩擦力还是静摩擦力，以免受到题目的干扰．‎ ‎10.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ）‎ A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 B. 汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N C. 汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑 D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 汽车转弯时做圆周运动，重力与路面的支持力平衡，侧向静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律分析解题．‎ ‎【详解】汽车转弯时受到重力，地面的支持力，以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可得，解得，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N，汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确．‎ ‎【点睛】本题也可以求解出以20m/s的速度转弯时所需的向心力，与将侧向最大静摩擦力与所需向心力比较，若静摩擦力不足提供向心力，则车会做离心运动．‎ ‎11.如图所示，一个质量为的小球在水平面内做圆锥摆运动，已知轻绳长度为，绳与竖直方向的夹角为，下述判断正确的是（ ）‎ A. 小球圆周运动半径 B. 绳子的拉力 C. 小球做圆周运动的向心力 D. 若和不变，绳长增大则绳子的拉力也增大 ‎【答案】AB ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 小球做匀速圆周运动，靠拉力和重力的合力提供向心力。‎ ‎【详解】A、小球在水平面内做圆周运动，由几何关系可知，轨道半径为，A正确；‎ BC、绳子拉力，小球做圆周运动的向心力，B正确，C错误；‎ D、若m和θ不变，则小球做圆周运动的过程中，关系保持不变，则绳子拉力大小也不变，D错误。‎ 故选AB。‎ ‎【点睛】向心力是物体做圆周运动所需要的力，由指向圆心的合力提供，搞清向心力的来源是解决本题的关键。‎ ‎12. 如图甲所示，某人正通过轻绳利用定滑轮将质量为m的货物提升到高处，滑轮和绳的摩擦不计，货物获得的加速度a与绳子对货物竖直向上的拉力T之间的函数关系如图乙所示，已知重力加速度为g，由图判断下列说法正确的是 A. 图线与横轴的交点P的值 B. 图线与横轴的交点N的值 C. 图线的斜率等于物体的质量m D. 图线的斜率等于物体质量的倒数 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对货物受力分析，受重力和拉力，根据牛顿第二定律求出加速度的表达式进行分析，根据表达式结合图象，运用数学知识分析物理问题．‎ ‎【详解】对货物受力分析，受重力mg和拉力FTN，根据牛顿第二定律，有：FTN-mg=ma,得：.‎ A、当FTN =0时，a=-g，即图线与纵轴的交点M的值aM=-g，故A正确；‎ B、当a=0时，FTN=mg，故图线与横轴的交点N的值FTN=mg，故B正确；‎ C、D、图线的斜率表示质量的倒数，故C错误，D正确；‎ 故选ABD.‎ ‎【点睛】本题关键是根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，再根据数学知识进行讨论．‎ 二、实验题 ‎13.（1）在做“研究平抛物体的运动”实验时，为了能较准确地描绘运动轨迹，下面列出了 ‎ 一些操作要求，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上_____。 ‎ A．通过调节使斜槽的末端保持水平 B．斜槽必须尽可能光滑 ‎ C．每次必须由静止开始从同一位置释放小球 ‎ D．将球的位置记录在纸上后，取下纸，用直尺将点连成折线 ‎（2）有一个同学在实验中，只画出了如图所示的一部分曲线， 于是他在曲线上取水平距离△s相等的三点 A、B、C，量得△s=0.2m。 又量出它们之间的竖直距离分别为 h1=0.1m，h2=0.2m，利用这些数据，可求得物体抛出时的初速度大小为_____m/s；物体经过 B 点的速度大小为_____m/s。（g 取 10 m/s2)‎ ‎【答案】 (1). （1）A C (2). （2）2(或2.0) (3). 2.5‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据实验原理及注意事项判断各个选项； （2）根据竖直方向运动特点△h=gt2，求出物体运动时间；然后利用水平方向小球匀速运动的特点，根据x=v0t即可求出物体的初速度；匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，即AC在竖直方向上的平均速度等于B点的竖直分速度，然后根据运动的合成可以求出物体经过B点时的速度大小；‎ ‎【详解】（1）通过调节使斜槽的末端保持水平，以保证小球做平抛运动，选项A正确；斜槽没必要必须尽可能光滑，只要保证到达最低点的速度相同即可，选项B错误；每次必须由静止开始从同一位置释放小球，以保证到达最低点的速度相同，选项C正确；将球的位置记录在纸上后，取下纸，用平滑的曲线将点连成曲线，选项D错误；故选AC.‎ ‎（2）在竖直方向上根据△y=gt2，， 物体抛出时的初速度． 经过B点时的竖直分速度：，物体经过B点的速度：；‎ ‎【点睛】解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法，以及匀变速直线运动的两个推论：1‎ ‎、在连续相等时间内的位移之差是一恒量．2、某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．‎ ‎14.某同学利用图 1 所示的实验装置在做“探究加速度与力、质量关系”的实验时，‎ ‎（1）图 2 为实验中打出的一条纸带的一部分，纸带上标出了连续的 5 个计数点，依次为 A、 B、C、D 和 E，相邻计数点之间还有 4 个点没有标出，已知打点计时器所使用交流电源 的频率为 50Hz．由纸带量出相邻的计数点之间的距离分别为 sAB=4.22cm 、sBC=4. 65cm、 SCD =5.08cm、sDE =5.49cm, 打点计时器打下 C 点时，小车的速度大小为_____m/s，小 车的加速度大小为_____m/s2．（结果保留两位有效数字）‎ ‎ ‎ ‎（2）某同学探究“保持物体所受合外力不变，其加速度与质量的关系”时，作出如图 3所示的图象，由图象可知，小车受到的合外力的大小是__________N. ‎ ‎ ‎ ‎（3）该同学探究“保持物体质量不变，其加速度与所受合外力的关系”时，根据实验测 得的数据得出的 a-F 图线，如图 4 所示，图线既不过原点，又不是直线，其原因可能是（ ）‎ A.实验中摩擦力没有平衡 ‎ B.实验中摩擦力平衡过度 ‎ C.实验中绳子拉力方向没有跟平板平行 ‎ D.实验中未满足钩码质量远小于小车质量．‎ ‎【答案】 (1). （1）0.49, (2). 0.42 (±0.01都对) (3). （2）0.2 (4). （3）AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，利用逐差法求得加速度；（2）根据图象，斜率代表合力即可求得；（3）如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况。得出图象弯曲的原因是：配重质量没有达到远小于小车质量的条件。‎ ‎【详解】（1）C点的瞬时速度等于BD段的平均速度，故有： ‎ 根据逐差法求得加速度为： ‎ ‎（2）在图象中，斜率代表合力，故有： ‎ ‎（3）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况，故图象不过原点的原因是：未平衡摩擦力或木板倾角过小；当不满足配重质量＜＜小车质量时，随m的增大物体的加速度a逐渐减小，故图象弯曲的原因是：配重质量没有达到远小于小车质量的条件，故选AD。‎ ‎【点睛】会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让配重质量没有达到远小于小车质量的条件，且会根据原理分析实验误差.‎ 三、计算题 ‎15.一辆汽车以72km/h的速度行驶，现因紧急事故刹车并最终停止运动。已知汽车刹车过程中的加速度大小为4m/s2，若从刹车瞬间开始计时，求：‎ ‎(1)汽车2s末的速度和前2s的位移；‎ ‎(2)汽车前6s的位移。‎ ‎【答案】（1）12m/s ；32m（2）50m ‎【解析】‎ ‎(1)依题意，v0=72km/h=20m/s v = v 0-at ，t =5s 所以汽车经5s停，2s＜5s 根据v2 = v0-at2（2分） v2=12m/s 根据x2=v0t2-at22 ‎ ‎ x2=32m ‎（2）6s＞5s，所以时间为5s 根据x6= v0t3-at32 ‎ x6=50m ‎16.质量为m=1kg的物块静置在粗糙的水平面上，物块和水平面之间的动摩擦因数为µ=0.5,现对该物块施加一个斜向上与水平方向夹角为37°的恒力F=10N，使物体开始做匀加速直线运动(已知g=10 )。求力F开始作用后2s内物体的位移大小。‎ ‎【答案】12m ‎【解析】‎ ‎【详解】如图所示受力分析，在水平方向上，由牛顿第二定律得：‎ 在竖直方向，受力平衡，则：‎ 又因为 联立各式得：‎ 由运动学公式得在力F开始作用后2s内物体的位移 ‎17.如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小 于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从 B 点脱离后做平抛运动，经过 t=1s 后 又恰好与倾角为 450的斜面垂直相碰．已知圆轨道半径为 R=5m，小球的质量为 m=5kg．求 ‎（1）小球在斜面上的相碰点 C 与 B 点的水平距离；‎ ‎（2）小球经过圆弧轨道的 B 点时，对轨道作用力的大小和方向。‎ ‎【答案】（1）10m（2）50N ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1）根据平抛运动时间求得在C点竖直分速度，然后由速度方向求得v，即可根据平抛运动水平方向为匀速运动求得水平距离； （2）对小球在B点应用牛顿第二定律求得支持力NB的大小和方向。‎ ‎【详解】（1）根据平抛运动的规律，小球在C点竖直方向的分速度 vy=gt=10m/s     ‎ 水平分速度vx=vytan450=10m/s  则B点与C点的水平距离为：x=vxt=10m     ‎ ‎（2）根据牛顿运动定律，在B点 NB+mg=m ‎ 解得  NB=50N  ‎ 根据牛顿第三定律得小球对轨道的作用力大小N, =NB=50N ‎ 方向竖直向上 ‎【点睛】该题考查竖直平面内的圆周运动与平抛运动，小球恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰到是解题的关键，要正确理解它的含义。要注意小球经过B点时，管道对小球的作用力可能向上，也可能向下，也可能没有，要根据小球的速度来分析。‎ ‎18.如图所示，质量M=8 kg的小车放在水平光滑的平面上，在小车左端加一水平推力F=8 N，当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时，在小车前端轻轻地放上一个大小不计、质量为m=2 kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数=0.2，小车足够长.求 ‎（1）小物块放上后，小物块及小车的加速度各为多大？‎ ‎（2）经多长时间两者达到相同的速度？‎ ‎（3）从小物块放上小车开始，经过t=1.5 s小物块通过的位移大小为多少？(取g=l0 m/s2).‎ ‎【答案】（1）2m/s2，0.5m/s2．（2）1s．（3）2.1m．‎ ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎（1‎ ‎）分别对小物块和小车受力分析，运用牛顿第二定律求出加速度的大小． （2）根据速度时间公式求出小物块和小车速度相同时所需的时间； （3）小物块和小车达到共同速度后，一起做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律求出速度相同后的加速度，运用运动学公式分别求出速度相等前和速度相等后，小物块的位移，从而得出小物块的总位移．‎ ‎【详解】（1）物块的加速度为：am==μg=0.2×10=2m/s2， 小车的加速度： ． （2）速度相等时，由amt=v0+aMt得：t＝＝1s                  （3）在开始1s内小物块的位移：s1=amt2＝×2×1＝1m． 最大速度：v=amt=2×1m/s=2m/s． 在接下来的0.5s物块与小车相对静止，一起做加速运动 且加速度：． 这0.5s内的位移：s2=vt+at2=2×0.5+×0.8×0.25=1.1m． 经过t=1.5 s小物块通过的总位移：s=s1+s2=2.1m．‎ ‎ ‎ ‎ ‎