陕西省西安中学2020届高三上学期第一次月考物理试题

陕西省西安中学2020届高三上学期第一次月考物理试题

西安中学高2020届高三第一次月考 物理试题 一、单选题 ‎1.如图,以‎9.8m/s水平初速度v0抛出的物体,飞行一段时间后,垂直地撞在倾角θ为30°的斜面上,则物体完成这段飞行的时间是（取g=‎9.8m/s2）‎ A. B. C. D. 2s ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】小球撞在斜面上的速度与斜面垂直，将该速度分解，如图．‎ ‎ 则 ‎，‎ 则 vy=v0tan60°=gt，‎ 所以 ‎．‎ A. ，与结论不相符，选项A错误；‎ B. ，与结论不相符，选项B错误；‎ C. ，与结论相符，选项C正确；‎ D. 2s，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎2.如图，竖直环A半径为r，固定在木板B上，木板B放在水平地面上，B的左右两侧各有一，挡板固定喜爱地上，B不能左右运动，在环的最低点静放有一小球C，A、B、C的质量均为m，现给小球一水平向右的瞬时速度v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环在竖直方向上跳起（不计小球与环的摩擦阻力），小球在最低点的瞬时速度必须满足 A. 最小值,最大值 B. 最小值,最大值 C. 最小值,最大值 D. 最小值,最大值 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】在最高点，速度最小时有：‎ 解得：‎ 从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v1′，根据机械能守恒定律，有：‎ 解得：‎ 要使不会使环在竖直方向上跳起，环对球的压力最大为：‎ F=2mg 从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v2′，‎ 在最高点，速度最大时有：‎ 根据机械能守恒定律有：‎ 解得：‎ 所以为保证小球能通过环的最高点，且不会使木板离开地面，在最低点的初速度范围为：‎ A．最小值，最大值，与结论不相符，选项A错误； ‎ B．最小值，最大值，与结论不相符，选项B错误；‎ C．最小值，最大值，与结论相符，选项C正确； ‎ D．最小值，最大值，与结论不相符，选项D错误；‎ ‎3.如图所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度υ1（相对地）发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，设炮弹做平抛运动，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度υ2竖直向上发射炸弹拦截．设炸弹做竖直上抛运动，拦截系统与飞机的水平距离为s，在炸弹上升过程中拦截成功，不计空气阻力．则υ1、υ2的关系应满足（ ）‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】炮弹运行时间 ，在这段时间内飞机发射炮弹在竖直方向上的位移 h1=gt2，拦截炮弹在这段时间内向上的位移 h2=v2t-gt2．则H=h1+h2=v2t，所以 ‎ ，解得： ，故D正确，ABC错误．故选C．‎ ‎【点睛】解决平抛运动的关键在于用好运动的合成与分解，明确平抛运动的实质是水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体的合运动；两个分运动互不影响，相互独立．‎ ‎4.我国研制并成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．若卫星在距月球表面高度为h的轨道上以速度v做匀速圆周运动，月球的半径为R，则下列说法错误的是 A. 卫星运行时的向心加速度为 B. 卫星运行时的角速度为 C. 月球表面重力加速度为 D. 卫星绕月球表面飞行的速度为 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、卫星运行时轨道半径为r=R+h，向心加速度为：‎ ‎；‎ 故A正确，不符合题意； B、卫星运行时轨道半径为r=R+h，角速度：‎ ‎；‎ 故B正确，不符合题意；‎ C、对于近月卫星，有：‎ ‎；‎ 对于探测卫星，有：‎ ‎ ；‎ 联立解得：‎ ‎ ；‎ 故C错误，符合题意； D、对于近月卫星，有：‎ ‎ ；‎ 解得：‎ 故D正确，不符合题意；‎ ‎5.如图所示的光滑斜面长为l，宽为b，倾角为θ，一物块（可看成质点）沿斜面左上方顶点P以初速度v0水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，则（ ）‎ A. 物块由P点运动到Q点所用的时间 B. 物块由P点运动到Q点所用的时间 C. 初速度 D. 初速度 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB、根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：‎ 根据，有：，故选项AB错误； CD、根据，有：，故选项C错误，D正确．‎ ‎6.如图所示,套在竖直细杆上的环A由跨过定滑轮且不可伸长的轻绳与B相连,在外力作用下A沿杆以速度匀速上升经过P、Q,经过P点时绳与竖直杆间的角度为,经过Q点时A与定滑轮的连线处于水平方向,则 A. 经过Q点时,B的速度方向向下 B. 经过P点时,B的速度等于 C. 当A从P至Q的过程中,B处于失重状态 D. 当A从P至Q的过程中,B处于超重状态 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．对于A，它的速度如图中标出的vA，这个速度看成是A的合速度，其分速度分别是va，vb， ‎ 其中va就是B的速度vB（同一根绳子，大小相同），刚开始时B的速度为vB=vAcosα；当A 环上升至与定滑轮的连线处于水平位置时，va=0，所以B的速度vB=0，故AB错误；‎ CD．因A匀速上升时，由公式vB=vAcosα，当A上升时，夹角α增大，因此B做向下减速运动，则处于超重状态，故C错误、D正确；‎ ‎7.如图所示，火箭内平台上放有质量为 m 的测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度竖直向上匀加速运动，升到某一高度时，测试仪对平台的压力为刚离开地面时压力的.已知地球半径为 R，g 为地面附近的重力加速度，下列说法正确的是（ ）‎ A. 上升过程中测试仪器处于失重状态 B. 上升过程中重力对测试仪器做正功 C. 此时测试仪器对平台的压为 mg D. 此时火箭离地高度为 R ‎【答案】D ‎【解析】‎ A、火箭向上加速运动具有竖直向上的加速度，则火箭中的测试仪器处于超重状态，A错误．B、上升过程测试仪器所受重力与位移方向相反，故重力做负功，B错误．C、对高度为h处的仪器由牛顿第二定律，而刚离开地面时，，联立可得，，故C错误．D、由万有引力等于重力可得，，联立解得h=R，则D正确．故选D.‎ ‎【点睛】由牛顿第二定律可求得受到的地球的吸引力；再由万有引力公式可求得火箭离地面的高度．‎ ‎8.如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,‎ 此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g)( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据动能定理得出物块到达最高点的速度，结合高度求出平抛运动的时间，从而得出水平位移的表达式，结合表达式，运用二次函数求极值的方法得出距离最大时对应的轨道半径．‎ ‎【详解】设半圆的半径为R，根据动能定理得：−mg•2R＝mv′2−mv2，离开最高点做平抛运动，有：2R=gt2，x=v′t，联立解得： ，可知当R=时，水平位移最大，故B正确，ACD错误．故选B．‎ ‎【点睛】本题考查了动能定理与圆周运动和平抛运动的综合运用，得出水平位移的表达式是解决本题的关键，本题对数学能力的要求较高，需加强这方面的训练．‎ 二、多选题 ‎9.一条河宽‎100m，水流速度为‎3m/s，一条小船在静水中的速度为‎5m/s，关于船过河的过程，下列说法正确的是 A. 船的实际速度可能为 B. 船的实际速度可能为 C. 船要垂直河岸过河需用25s的时间 D. 船过河的最短时间是20s ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．‎3m/s与‎5m/s的合速度的大小大于等于两速度之差小于等于两速度之和，故在‎2m/s到‎8m/s之间，可能为‎5m/s，不可能为‎1m/s，故B正确，A错误；‎ C．船要垂直河岸过河即合速度垂直河岸，合速度与分速度如图： 过河时间用合位移除以合速度：，故B正确；‎ D．当静水中船速垂直于河岸时，渡河时间最短为： ，故D正确．‎ ‎10.如图所示，内壁光滑的圆锥筒固定不动，其轴线OO′垂直于水平面，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内绕轴线OO′做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是 A. 球A的角速度大于B球的角速度 B. 球A的线速度大于B球的线速度 C. 球A的向心加速度等于球B的向心加速度 D. 球A对侧壁的压大于球B对侧壁的压力 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．对小球受力分析，小球受到重力和支持力，它们的合力提供向心力，如图，‎ 根据牛顿第二定律，有：‎ ‎ ，‎ 解得 a=gtanθ，，，‎ A的半径大，角速度小，线速度大，向心加速度相等．故A错误，B C正确． D．根据平行四边形定则知，，可知支持力大小相等，则球A对侧壁的压力与球B对侧壁的压力大小相等，故D错误．‎ ‎11.如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为m，水的阻力恒为Ff，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为v，此时人的拉力大小为F，则此时(　 　)‎ A. 人拉绳行走的速度为vcosθ B. 人拉绳行走的速度为 C. 船的加速度为 D. 船的加速度为 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB．船运动的速度是沿绳子收缩方向的速度和绕定滑轮的摆动速度的合速度.如图所示根据平行四边形定则有：‎ 所以A正确，B错误.‎ CD．对小船受力分析如图所示，根据牛顿第二定律有：‎ 因此船的加速度大小为：‎ 所以C错误，D正确.‎ ‎12.同步卫星距地心的距离为r，运行速率为，向心加速度为；近地卫星做圆周运动的速率为，向心加速度为；地球赤道上观测站的向心加速度为地球的半径为R，则　　‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】BCD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、同步卫星和近地卫星都绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，解得：，所以，故A错误． BCD、同步卫星与赤道观测站具有相同的角速度，根据，所以． 由于，则有：，所以，故BCD正确．‎ ‎13.如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管道竖直放置，质量为m的小球以某一速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力为0.5mg，小球落地到P点的水平距离可能为（　　）‎ A. R B. R C. 2R D. R ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据牛顿第二定律分别求出小球在最高点P的速度大小，离开P点做平抛运动，根据平抛运动的时间和速度分别求出水平位移，即可解答．‎ ‎【详解】小球从管口飞出做平抛运动，设落地时间为t，根据2R=gt2，得：t=2；当小球对管下部有压力时有： mg-0.5mg=m，解得：v1=；小球对管上部有压力时有：‎ ‎ mg+0.5mg=m，解得：v2=；因此水平位移x1=v1t=R，或x2=v2t=R，故AD正确，BC错误．故选AD.‎ ‎【点睛】解决本题的关键是理清小球做圆周运动向心力的来源，知道管子与轻杆模型相似，在最高点对球的弹力方向可能向下，也可能向上，结合牛顿第二定律和运动学公式进行求解．‎ ‎14.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，设质量分别用m1、m2表示，且m1：m2=5：2．则可知 A. 、做圆周运动的线速度之比为2：5‎ B. 、做圆周运动的角速度之比为5：2‎ C. 做圆周运动的半径为 D. 两颗恒星的公转周期相等,且可表示为 ‎【答案】ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】ABC．双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，对m1：‎ ‎①‎ 对m2：‎ ‎②‎ 得：‎ m1r1=m2r2，‎ 所以 ‎，‎ 又v=rω，所以线速度之比 ‎．‎ 故AC正确，B错误．‎ D．①②两式相加结合 可得：‎ 选项D正确．‎ 三、实验题 ‎15.某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验，已知小车质量为M，重力加速度为g．‎ ‎ ‎ ‎（1）实验中平衡摩擦力后，必须采用______法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足______；‎ ‎（2）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，图中1、2、3、4、5为相邻计数点，且相邻计数点间的时间间隔为0.1s，由该纸带可求得小车的加速度a=______m/s2；（结果保留3位有效数字）‎ ‎（3）改变钩码的个数重复实验，得到加速度a与合外力F的关系如图丙所示，由图象直线部分OA，可得出的结论是______________．直线部分OA的斜率k=______（用M、g表示）‎ ‎【答案】 (1). 控制变量 (2). 小车质量远大于钩码质量 (3). 1.15 (4). 小车质量不变时，加速度与合外力成正比 (5). ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）[1][2]．实验中平衡摩擦力后，必须采用控制变量法，保持小车质量不变，若想用钩码的重力作为小车所受合外力，需满足小车质量远大于钩码质量；‎ ‎（2）[3]．由匀变速直线运动的推论△x=at2可知，加速度：‎ ‎（3）[4]．由图丙所示图象可知，图象OA部分是直线，由此可知：小车质量不变时，加速度与合外力成正比．由牛顿第二定律得：，则a-F图象直线部分OA的斜率：；‎ 四、计算题 ‎16.我国月球探测计划嫦娥工程已经启动，“嫦娥1号”探月卫星也已发射．设想嫦娥1‎ 号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，飞船发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度v0 抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀．求：‎ ‎(1)月球表面的重力加速度.‎ ‎(2)月球的密度.‎ ‎(3)月球的第一宇宙速度．‎ ‎【答案】（1） （2） （3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）根据竖直上抛运动的特点可知：v0−gt＝0…① 所以： （2）设月球的半径为R，月球的质量为M，则： …② 体积与质量的关系：M=ρV= πR3•ρ …③ 联立得： （3）由万有引力提供向心力得： 联立得：‎ ‎17.如图所示，半径R=‎0.4m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=‎0.1kg的小物块（可视为质点）从空中的A点以v0=‎2m/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=0.8J，已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，g取‎10m/s2．求：‎ ‎（1）小物块从A点运动至B点时间；‎ ‎（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．‎ ‎【答案】（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 ‎18.风洞实验室能产生大小和方向均可改变的风力，如图所示,在风洞实验室中有足够大的光滑水平面,在水平面上建立xOy直角坐标系,质量的小球以初速度从O点沿x轴正方向运动,在0-2.0s内受到一个沿y轴正方向、大小的风力作用；小球运动2.0s后风力方向变为y轴负方向、大小变为, （图中未画出）试求：‎ ‎ ‎ ‎（1）2.0s末小球在y方向的速度大小和小球2.0s内运动的总位移大小；‎ ‎（2）风力作用多长时间,小球的速度变为与初速度相同；‎ ‎（3）小球回到x轴上时的动能．‎ ‎【答案】（1）‎0.80m/s；‎1.13m（2）4s（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）球受重力、支持力和风的推力，在x方向不受外力，做匀速直线运动，在y方向受到恒定的力，故y方向做匀变速直线运动；‎ 设在0～2.0s内小球运动的加速度为，则根据牛顿第二定律，有 解得：‎ ‎=‎ 根据运动学公式，有：‎ ‎=‎0.80m/s ‎=‎‎0.80m ‎=‎‎0‎‎80m 故合位移为：‎ S=‎ 即2.0s末小球在y方向的速度大小为‎0.80m/s，2.0s内运动的位移大小为‎1.13m；‎ ‎（2）根据牛顿第二定律，风力F2作用时物体的加速度为：‎ ‎==‎ 风力作用为：‎ t==4.0s 故风力作用4s的时间，小球的速度变为与初速度相同；‎ ‎（3）小球回到x轴上，则y方向的分位移为零，根据运动学公式，有 ‎0=‎ 解得：‎ ‎=-0.4m/s；‎ 故合速度为：‎ ‎=0.4m/s 故小球回到x轴上时的动能为：‎ 五、综合题 ‎19.关于热力学定律，下列说法正确的是（ ）‎ A. 气体吸热后温度一定升高 B. 对气体做功可以改变其内能 C. 理想气体等压膨胀过程一定放热 D. 热量不可能自发地从低温物体传到高温物体 E. 如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡 ‎【答案】BDE ‎【解析】‎ ‎【详解】A．气体吸热后，若再对外做功，温度可能降低，故A错误；‎ B．改变气体内能的方式有两种：做功和热传导，故B正确；‎ C．理想气体等压膨胀过程是吸热过程，故C错误；‎ D．根据热力学第二定律，热量不可能自发地从低温物体传到高温物体，故D正确；‎ E．如果两个系统分别与状态确定的第三个系统达到热平衡，那么这两个系统彼此之间也必定达到热平衡，否则就不会与第三个系统达到热平衡，故E正确。‎ 故选BDE．‎ ‎【点睛】‎ 本题主要考查了热力学定律、理想气体的性质．此题考查了热学中的部分知识点，都比较简单，但是很容易出错，解题时要记住热力学第一定律E=W+Q、热力学第二定律有关结论以及气体的状态变化方程等重要的知识点．‎ ‎20.如图所示,圆柱形气缸内用活塞封闭了一定质量的理想气体、气缸的高度为l、缸体内底面积为S,缸体重力为弹簧下端固定在桌面上,上端连接活塞,活塞所在的平面始终水平．当热力学温度为时,缸内气体高为,已知大气压强为,不计活塞质量及活塞与缸体的摩擦．现缓慢升温至活塞刚要脱离气缸,求：‎ ‎ ‎ ‎（1）此时缸内气体的温度；‎ ‎（2）该过程缸内气体对气缸所做的功；‎ ‎（3）若该过程缸内气体吸收热量为Q,则缸内气体内能增加多少？‎ ‎【答案】（1）（2）（3）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）缓慢升温至活塞刚要脱离气缸过程为等压变化，故由理想气体状态方程可得：‎ 解得此时缸内气体的温度：‎ ‎（2）对气缸列平衡方程：‎ 该过程气体对缸做功：‎ 解得：‎ ‎；‎ ‎（3）由热力学第一定律：‎ ‎，‎ 气体吸收的热量为Q，故其内能的增量：‎ ‎21.如图所示，两束单色光a、b从水下面射向A点，光线经折射后合成一束光c，则下列说法正确的是__________‎ A. 用同一双缝干涉实验装置分别以a、b光做实验，a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距 B. a比b更容易发生衍射现象 C. 在水中a光的速度比b光的速度小 D. 在水中a光的临界角大于b光的临界角 E. 若a光与b光以相同入射角从水射向空气，在不断增大入射角时水面上首先消失的是a光 ‎【答案】ABD ‎【解析】‎ ‎【详解】由图可知，单色光a偏折程度小于b的偏折程度，根据折射定律知，a光的折射率小于b光的折射率，则知a光的波长大．根据双缝干涉条纹的间距公式，可得，干涉条纹间距与波长成正比，所以a光的干涉条纹间距大于b光的干涉条纹间距，故A正确；a光的波长长，波动性强，更容易发生衍射现象，故B正确；由知，在水中a光的速度大，故C错误；由全反射临界角公式，知折射率n越大，临界角C越小，则知在水中a光的临界角大于b光的临界角，故D正确；若a光与b光以相同入射角从水射向空气时，由于在水中a光的临界角大于b光的临界角，所以b光的入射角先达到临界角，则b光先发生全反射，首先消失的是b光，故E错误．‎ ‎22.如图所示是一列沿x轴方向传播的机械波图像，实线是t1＝0时刻的波形，虚线是t2＝1s 时刻的波形，求：‎ ‎①该列波的周期和波速；‎ ‎②若波速为‎9m/s，其传播方向如何？从t1时刻起质点P运动至波谷位置的最短时间是多少？‎ ‎【答案】①若波沿x轴正方向传播， (n＝0，1，2，3，…)；波速v＝ (4n＋1)m/s(n＝0，1，2，3，…)；若波沿x轴负方向传播， (n＝0，1，2，3，…)；波速v＝(4n＋3)m/s(n＝0，1，2，3，…)‎ ‎②若波速v＝‎9 m/s，波沿x轴正方向传播，P点再经过振动到波谷位置．‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】由图像知，波长 ‎ 若波沿x轴正方向传播，在内传播距离表达式为：，1，2，3， ‎ 则有：，，1，2，3， ‎ 波速为：，1，2，3， ‎ 若波沿x轴负方向传播，在内传播距离表达式为：，1，2，3， ‎ 则有：，，1，2，3， ‎ 波速为，1，2，3， ‎ 若波速为，在内传播距离为： ‎ 由波形平移法可知，波沿x轴正方向传播时刻质点P沿y轴正方向振动，由 知，， ‎ 质点P最短经过时间振动到波谷位置．‎