2018-2019学年江西省宜春中学、丰城中学、高安二中、樟树中学高一下学期第三次月考物理试题（解析版）

2018-2019学年江西省宜春中学、丰城中学、高安二中、樟树中学高一下学期第三次月考物理试题（解析版）

江西省　宜春中学　丰城中学 高安二中　樟树中学　四校高一下学期联考 物理试卷 一、选择题（共12小题，每题4分，共48分，其中9－12小题为多选题）‎ ‎1.对万有引力定律的表达式F＝G，下列说法正确的是 (　　)‎ A. 公式中G为常量，没有单位，是人为规定的 B. r趋向于零时，万有引力趋近于无穷大 C. 两物块之间的万有引力总是大小相等，与m1、m2是否相等无关 D. 两个物体间的万有引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.公式中G为常量，有单位，是根据实验测量的，A错误。‎ B.公式适用两个质点间的引力，当 r趋向于零时，物体无法看成质点，公式不再适用，B错误。‎ CD.两物块间的万有引力是相互作用力，一定大小相等，方向相反，C正确D错误。‎ ‎2.中国将于2020年左右建成的空间站，将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地，可以预见，随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是（ ）‎ A. 哑铃 B. 跑步机 C. 单杠 D. 弹簧拉力器 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】在太空中万有引力全部提供向心力，完全失重状态，所以与重力有关的现象将消失，哑铃靠重力进行锻炼；跑步机靠摩擦力进行运动，摩擦力必须有压力，需要重力；单杠靠自身重力进行锻炼，弹簧拉力器不需要重力，ABC错误D正确。‎ ‎3.关于曲线运动，下列说法中正确的是 （ ）‎ A. 做曲线运动的物体所受合力一定不断变化 B. 做曲线运动的物体的加速度一定不断变化 C. 做曲线运动的物体的速度一定不断变化 D. 做曲线运动的物体的动能一定不断变化 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】曲线运动的合力与加速度不一定变化，比如平抛运动；但是曲线运动的速度一定变化，因为曲线运动的速度方向一直在变；动能不一定变化，如匀速圆周运动，ABD错误C正确。‎ ‎4.在水平地面上，用水平拉力拉着木箱沿圆弧匀速转弯，O点为圆心. 能正确的表示拉力F及木箱所受摩擦力f 的图是（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】摩擦力与相对运动方向相反，沿切线方向，因为匀速转弯，所以拉力的一个分力平衡摩擦力，另一个分力提供向心力，ACD错误B正确。‎ ‎5.如图所示，一块木板可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内转动，木板上放有一木块，木板右端受到作用力F，从图中实线位置匀速率转动到虚线位置，木块相对木板不发生滑动．则在此过程中（　　）‎ A. 木板对木块的支持力做正功 B. 木板对木块的摩擦力做负功 C. 木块对木板的作用力不做功 D. F对木板所做的功等于木板重力势能的增加 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.因为木板支持力垂直接触面，而物体的位移方向与支持力方向夹角是锐角，所以支持力做正功，A正确。‎ B.摩擦力沿半径方向，与速度垂直，所以摩擦力不做功，B错误。‎ C.木板对木块的作用力是支持力与摩擦力的合力，而功是标量，所以木板对木块的作用力对木块做正功，C错误。‎ D.F对木板做的功等于木板和木块重力势能的增加量，D错误。‎ ‎6.质量为m的汽车，启动后在发动机功率P保持不变的条件下在水平路面上行驶，经过一段时间后将达到以速度v匀速行驶的状态，若行驶中受到的摩擦阻力大小保持不变，则在车速为v/3时，汽车的加速度大小为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】根据题意得，当牵引力等于摩擦力时，匀速运动，根据得：；当速度为v/3时，牵引力，根据牛顿第二定律：，联立解得：，ACD错误B正确。‎ ‎7.如图所示，一小球以v0＝12 m/s的速度水平抛出，在落地之前经过空中A、B两点，在A点小球速度方向与水平方向的夹角为37°，在B点小球速度方向与水平方向的夹角为53°，（空气阻力忽略不计，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10 m/s2），以下判断正确的是（　　）‎ A. 小球从A运动到B点用时t＝0.24s B. 小球从A运动到B点用时t＝0.7s C. A、B两点间的高度差为h＝2.45 m D. A、B两点间的距离为S＝8.75 m ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.根据运动分解可知，从A到B竖直方向：，解得：t＝0.7s，A错误B正确。‎ C.从A到B竖直方向：，解得：h＝8.75 m，C错误。‎ D.水平匀速，所以水平距离：，D错误。‎ ‎8.宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T，两星到某一共同圆心的距离分别为R1和R2，那么，系统中两颗恒星的质量关系是(　　)‎ A. 这两颗恒星的质量必定相等 B. 其中有一颗恒星的质量为 C. 这两颗恒星的质量之比为m1∶m2＝R1∶R2‎ D. 这两颗恒星的质量之和为 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.根据万有引力提供向心力可知：，解得：，AC错误。‎ BD.根据上面的分析可解得：；；两恒星质量之和为，B错误D正确。‎ ‎9.如图所示，飞船从低轨道1变轨至高轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，则以下说法正确的是(　　)‎ A. 动能变大 B. 向心加速度变小 C. 运行周期变长 D. 角速度变大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】根据，可知轨道半径越大，速度、角速度、向心加速度都变小，动能变小，周期变长，AD错误BC正确。‎ ‎10.质量为m的物体静止在粗糙的水平地面上．现用一水平拉力使物体从静止开始运动，其运动的v－t图象如图所示．下列关于物体运动过程，分析正确的是(　　) ‎ A. 0～t1内拉力逐渐减小 B. 0～t1内拉力对物体做功为 C. 在t1～t2时间内拉力的功率为零 D. 在t1～t2时间内合外力做功0‎ ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.图像的斜率代表加速度，根据图像可知加速度越来越小，合力变小，而摩擦力不变，所以拉力变小；合力对物体做功等于动能改变量，所以合力对物体做功等于，拉力与摩擦力做功之和为，拉力做功大于，A正确B错误。‎ CD.在t1～t2时间内拉力功率，功率不零；合力做功等于动能改变量，动能没变，合外力做功为零，C错误D正确。‎ ‎11.无缝钢管的制作原理如图所示，竖直平面内，管状模型置于两个支承轮上，支承轮转动时通过摩擦力带动管状模型转动，铁水注入管状模型后，由于离心作用，紧紧地覆盖在模型的内壁上，冷却后就得到无缝纲管．已知管状模型内壁半径R，则下列说法正确的是(　　)‎ A. 铁水是由于受到离心力的作用才覆盖在模型内壁上 B. 模型各个方向上受到的铁水的作用力相同 C. 若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，此时仅重力提供向心力 D. 管状模型转动的角速度ω最小为 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A.铁水做圆周运动，重力和弹力的合力提供向心力，没有离心力，A错误。‎ B.铁水做圆周运动，重力和弹力的径向分力提供向心力，不是匀速圆周运动，所以模型各个方向上受到的铁水作用不一定相同，B错误。‎ C.若最上部的铁水恰好不离开模型内壁，弹力为零，此时重力刚好提供向心力，C正确。‎ D.为了使铁水紧紧地覆盖在内壁上，转动的角速度不能小于临界角速度，即重力提供向心力对应的角速度：，解得：，D正确。‎ ‎12.轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道如图，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则（　　）‎ A. 该卫星运行速度一定小于7.9km/s B. 该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1：4‎ C. 该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2：1‎ D. 该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据题意求出卫星的周期，卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度、轨道半径、加速度，然后分析答题。‎ ‎【详解】由题意可知，卫星的周期：T=×45min=180min=3h；由于卫星的轨道半径大于地球半径，卫星的线速度小于第一宇宙速度，即卫星的线速度小于7.9km/h，故A正确；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比：，故B正确；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，解得：，该卫星加速度与同步卫星加速度之比：，故C错误；由于由于不知该卫星与同步卫星的质量关系，无法比较其机械能大小，故D错误；故选AB。‎ ‎【点睛】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力、根据题意求出卫星的周期是解题的前提与关键，应用万有引力公式与牛顿第二定律可以解题。‎ 二、实验题（共2小题，15分）‎ ‎13.如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O转动的轻杆，且摆到某处即能停在该处；另有一小钢球．现要利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．‎ ‎②还需要的器材是________、________‎ ‎②以上测量，实际上是把对弹性势能的测量转化为对________重力势能的测量，进而转化为对________质量和________上升高度的直接测量．‎ ‎【答案】 (1). 天平 (2). 刻度尺 (3). 重力势 (4). 质量 (5). 上升高度 ‎【解析】‎ ‎(1)用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，由于水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，根据机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能，因此需要用天平测量小球的质量m，用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高度 h．(2)根据机械能守恒可知，实际上是把对弹性势能的测量转化为对小球质量和小球上升高度的直接测量．‎ ‎【点睛】由题知，水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，用小球压缩弹簧，再将弹簧释放，弹簧的弹性势能转化为小球的动能，根据机械能守恒定律分析需要的器材．实际上是把对弹性势能的测量转化为对重力势能的测量，根据重力势能的计算公式确定需要直接测量的物理量．‎ ‎14.某实验小组用图甲实验装置探究合力做功与动能变化的关系。铁架台竖直固定放置在水平桌面上，长木板一端放置在水平桌面边缘P处，另一端放置在铁架台竖直铁杆上，使长木板倾斜放置，长木板P处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时的挡光时间。实验步骤是：‎ ‎①用游标卡尺测出滑块的挡光宽度L，用天平测量滑块的质量m。‎ ‎②平衡摩擦力：以木板放置在水平桌面上的P处为轴，调节长木板在铁架台上的放置位置，使滑块恰好沿木板向下做匀速运动。在铁架台竖直杆上记下此位置Q1，用刻度尺测出Q1到水平面的高度H。‎ ‎③保持P位置不变，长木板一端放置在铁架台竖直杆Q2上。用刻度尺量出Q1Q2的距离h1，将滑块从Q2位置由静止释放，由光电门计时器读出滑块的挡光时间t1。‎ ‎④保持P位置不变，重新调节长木板一端在铁架台上的放置位置，重复步骤③数次。‎ Ⅰ.滑块沿长木板由Q2运动到P的过程中，用测量的物理量回答下列问题(重力加速度已知为g)：‎ ‎(1)滑块通过光电门时的动能Ek＝____________。‎ ‎(2)滑块克服摩擦力做的功Wf＝______________。‎ ‎（3）合外力对滑块做的功W合= _____________。‎ Ⅱ.某学生以铁架台竖起杆上的放置位置到Q1的距离h为横坐标，以滑块通过光电门的挡光时间平方倒数为纵坐标，根据测量数据在坐标中描点画出如图乙所示直线，直线延长线没有过坐标原点，其原因主要是______________________________。‎ ‎【答案】 (1). m (2). mgH (3). mgh1 (4). 平衡摩擦力倾角过大 ‎【解析】‎ ‎（1）滑块经过光电门的速度：，动能m；‎ ‎（2）设P点到铁架台的水平距离为d，PQ1与水平面的夹角为α。由题意知，从Q1到P做匀速运动，可得：，；设PQ2与水平面的夹角为β，PQ2的长度为S，则从Q2到P克服摩擦力做功：；合力做功：；（4）乙图：‎ ‎，平衡摩擦倾角过大。‎ 三、计算题（共4小题，37分）‎ ‎15.如图所示，某人乘滑橇从山坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与滑橇的总质量为60kg．表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：‎ ‎（1）人与滑橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少?‎ ‎（2）设人与滑橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小．（g＝10m/s2）‎ ‎【答案】（1）7800J（2）阻力 “－”表示方向 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）从A到B的过程中：，代入表中数据得：‎ ‎（2）从B到C的过程中，阻力 “－”表示方向 ‎16.在有大风情况下，一质量为0.3kg的小球自A点竖直向上抛出，其运动轨迹如图所示，轨迹上A、B两点在同一水平线上，M点为轨迹的最高点．若风力的大小恒定、方向水平向右，小球抛出时的速度为6m/s，在M点时它的速度为2m/s，不计其他阻力，g取10 m/s2．求：‎ ‎（1）小球水平位移x1与x2之比，其比值与恒定水平风力的大小是否有关？‎ ‎（2）风力F的大小；‎ ‎【答案】（1），x1、x2的比值与恒定水平风力的大小无关．（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）小球在竖直方向上做竖直上抛运动，故从A点至M点和从M点至B点的时间t相等，小球在水平方向上做初速度为零的匀加速运动，设加速度为a，则 ，，所以 ，只要水平风力恒定，水平方向的加速度就恒定，由计算可知，x1、x2的比值与恒定水平风力的大小无关．‎ ‎（2）在A到M的过程中，竖直方向： 得t=0.6s ，水平方向 得， 风力大小 ‎17.一质量为m=2kg的小滑块，从半径R=1.25m的1/4光滑圆弧轨道上的A点由静止滑下，圆弧轨道竖直固定，其末端B切线水平。a、b两轮半径r=0.4m，滑块与传送带间的动摩擦因数µ=0.1，传送带右端点C距水平地面的高度h=1.25m，BC两点间的距离是8m,E为C的竖直投影点。g取10m/s2，求：‎ ‎（1）小滑块经过B点时，对B端压力为多大？‎ ‎（2）当传送带静止时，滑块落地点离E点的水平距离是多少？‎ ‎（3）当a、b两轮以某一角速度顺时针转动时，滑块从C点飞出后落到地面上，要使落地点离E点的最远，求两轮转动的角速度最小是多少？落地点离E点的最远距离是多少？（计算结果可以保留根式）‎ ‎【答案】（1）（2）x=1.5m（3），‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）从A到B机械能守恒，在B点：，又，联立以上几式，并代入数据得：。‎ ‎（2）从B到C,由动能定理得：，解得：，从C到D做平抛运动：，得t=0.5s，，得x=1.5m。‎ ‎（3）要使物块落地点离E最远，应使它在传送带上一直加速，解得：，再由得，。‎ ‎18.在电影《流浪地球》中科学家发现太阳将在未来的几百年体积将急剧膨胀，地球将被太阳吞噬。面对危机人类空前团结,集中所有资源建造行星发动机，开动所有行星发动机将地球推到木星附近，利用木星的“引力弹弓”加速，离开太阳系。‎ ‎（1）木星绕太阳的轨道半径约为地球公转半径的 5 倍，假设地球按图所示运行到达了木星轨道，那么在木星轨道上公转的周期为几年？在运输轨道上花了几年时间？（计算结果可以保留根式）‎ ‎（2）地球流浪过程中的最大危机是差点进入木星的“洛希极限”。“洛希极限”指一个小星球靠近另一个质量较大的星球时，小星球对其表面物体的引力等于大星球的“潮汐力”时，这个小星球就会倾向于破碎。若把木星和地球看成均匀的球体，设木星的密度为，地球的密度为，木星的半径为R，木星“潮汐力”计算式：（M为木星质量，为地球表面上靠近木星的小物体的质量，r为地球半径，d为本题所求的量），求地球与木星的“洛希极限”到木星球心的距离d。‎ ‎【答案】（1）周期为年 年（2）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由开普勒第三定律得：，代入数据可得地球在木星轨道上运行周期为年，同理有，，，得，地球从A运动到B的时间为 ‎（2）根据万有引力定律，木星“潮汐力”，地球质量，木星质量：，，计算可得：‎ ‎ ‎ ‎ ‎