物理卷·2018届山西省太原市第五中学高三上学期10月月考试题（解析版）

物理卷·2018届山西省太原市第五中学高三上学期10月月考试题（解析版）

全*品*高*考*网， 用后离不了！‎ 太原五中2017—2018学年度第一学期阶段性检测 高 三 物 理(理)‎ 一、选择题：（本题包含12小题，每小题4分，其中1—7小题为单选， 8—12小题为 多选，共48分）‎ ‎1. 伽利略通过斜面实验对自由落体运动的研究，是科学实验和逻辑思维的完美结合，伽利略将铜球从斜面的不同位置由静止下滑，下表是实验中记录的一组下滑距离与所用时间的数据，进行分析可以得出的结论是（　　）‎ 时间t ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎7‎ ‎8‎ 距离x ‎32‎ ‎130‎ ‎298‎ ‎526‎ ‎824‎ ‎1192‎ ‎1600‎ ‎2104‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】从图中数据可以看出， 故D正确 综上所述本题答案是：D ‎2.‎ ‎ 在t=0时，A、B两物体在同一地点以相同的初速度沿同一方向运动，A物体的v-t图象如图，B物体做匀减速直线运动，直到停止，两物体的位移相同，下列说法正确的是：   （      ）‎ A. B运动的时间可能等于A B. 在途中B始终在A的前方 C. 在途中任一时刻两物体的速度不可能相同 D. 在途中任一时刻两物体的加速度不可能相同 ‎【答案】B ‎【解析】因v-t图像的“面积”等于物体的位移，若B运动的时间等于A，则B运动的位移大于A的位移，由此可知B运动的时间小于A，选项A错误；‎ 由图像可知开始时B的速度大于A，B在A的前面，当AB速度相等时，两者距离最大，然后A的速度大于B，直到追上B，故运动中B始终在A的前面，选项B正确，C错误；切线的斜率等于加速度，故由图像可知，当A图像的斜率等于B的斜率时两者加速度相等，选项D错误；故选B.‎ ‎3. 如图所示，半球形物体A和小球B紧靠着放在一固定斜面上，并处于静止状态，忽略小球B表面的摩擦，用水平力F沿物体A表面将小球B缓慢拉至物体A的最高点C，物体A始终保持静止状态，则下列说法中正确的是（ ）‎ A. 物体A受到5个力的作用 B. 物体A受到斜面的摩擦力逐渐减小 C. 小球B对物体A的压力先增大后减小 D. 小球B对物体A的压力逐渐增加 ‎【答案】B ‎【解析】A、对球A分析可以知道,A受重力、支持力、B的压力和斜面的摩擦力作用,共四个力，A错  BCD、对球B分析,受水平拉力、重力和支持力,三力平衡,三个力构成首尾相连的矢量三角形,如图所示:    将小球B缓慢拉至物体A的最高点过程中, 变小,故支持力N变小,拉力F也变小;  根据牛顿第三定律,对A的压力也减小 再对A、B整体分析,受拉力、重力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件,有: ‎ ‎ 为斜面的坡角,因为F减小，,故静摩擦力减小，B正确，CD错误 综上所述本题答案是：B ‎4. A、B、C、D四个质量均为2kg的物体，在光滑的水平面上做直线运动，它们运动的x-t、v-t、a-t、F合 -t图象如图所示，已知物体在t ‎=0时的速度均为零，其中0~4s内物体运动位移最大的是：（ ）‎ ‎ ‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】 A、由图象可以知道:物体在第1s内做匀加速运动,第2s内做匀减速运动,2s末速度减为0,然后重复前面的过程,是单向直线运动,位移一直增大,加速度为 ,通过的位移 ‎ B、由位移-时间图象可以知道,4s末到达负的位置最大,总位移为 C、在速度-时间图象图像包围的面积代表物体走过的位移，由图像可得 内的位移为零，‎ D、由图象可以知道:物体在第1s内做匀加速运动,第内做匀减速运动,2s末速度减为0，然后反向运动， 时，回到出发点，所以位移为零，‎ 综上所述本题答案：B ‎5. 据报道，一颗来自太阳系外的彗星于2014年10月20日擦火星而过．如图所示，设火星绕太阳在圆轨道上运动，运动半径为r，周期为T．该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道的A点“擦肩而过”．已知万有引力恒量G，则（ ）‎ A. 可计算出火星的质量 B. 可计算出彗星经过A点时受到的引力 C. 可计算出彗星经过A点的速度大小 D. 可确定彗星在A点的速度大于火星绕太阳的速度 ‎【答案】D ‎【解析】试题分析：火星绕太阳在圆轨道上运动，根据万有引力提供向心力得可得出太阳的质量，无法计算出火星的质量，A错误；因为不知彗星的质量，所以无法计算出彗星经过A点时的万有引力，B错误；彗星经过A点做离心运动，万有引力小于向心力，不能根据求出彗星经过A点速度的大小，C错误；该彗星穿过太阳系由于受到太阳的引力轨道发生了弯曲，彗星与火星在圆轨道A点“擦肩而过”，可确定彗星在A点的速度大于火星绕太阳的速度，故D正确。‎ 考点：万有引力定律的应用.‎ ‎6. 如图所示，mA=4.0kg，mB=2.0kg，A和B紧靠着放在光滑水平面上，从t=0 时刻起，对B施加向右的水平恒力 F2=4.0N，同时对A施加向右的水平变力F1，F1 变化规律如图所示。下列相关说法中正确的是（ ）‎ ‎ ‎ A. 当t=0 时，A、B 物体加速度分别为 aA=5m/s2 ，aB=2m/s2‎ B. A 物体作加速度减小的加速运动，B 物体作匀加速运动 C. t=12s时刻 A、B 将分离，分离时加速度均为 a=2m/s2‎ D. A、B 分离前后，A 物体加速度变化规律相同 ‎【答案】C ‎........................‎ 考点：牛顿第二定律、力的合成与分解的运用 ‎【名师点睛】本题考查牛顿第二定律的应用，要注意抓住AB分离时的临界条件进行分析解题，即当AB之间刚好没有作用力且加速度相同时开始分离。‎ ‎7. 如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则（ ）‎ A. 滑块不可能重新回到出发点A处 B. 固定位置A到B点的竖直高度可能为2R C. 滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关 D. 传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多 ‎【答案】D ‎【解析】A、若滑块从传送带上回到D点的速度大小不变,则滑块可重新回到出发点A点，故A错 B、若滑块恰能通过C点时有   由A到C,根据动能定理知   联立①②计算得出 则AB间竖直高度最小为 ,所以A到B点的竖直高度不可能为2R,故B错误;  C、设滑块在传送带上滑行的最远距离为x,由动能定理有: ,知x与传送带速度无关,故C错误;  D、滑块与传送带摩擦产生的热量为,传送带速度越大,相对路程越大,产生热量越多,所以D选项是正确的; ‎ 综上所述本题答案是：D 点睛：滑块恰能通过C点时,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律列方程求C点时的临界速度,由动能定理知AC高度差,从而知A、B间高度差;对滑块在传送带上运动的过程根据动能定理列方程求滑行的最大距离的大小因素;根据传送带速度知物块的速度,从而知道是否回到A点;滑块与传送带摩擦产生的热量,看热量多少,分析相对路程.‎ ‎8. 如图所示，相同的乒乓球1、2落台后恰好在等高处水平越过球网，过网时的速度方向均垂直于球网．不计乒乓球的旋转和空气阻力，乒乓球自起跳到最高点的过程中，下列说法中正确的是（ ）‎ A. 过网时球1的速度大于球2的速度 B. 球1的速度变化率小于球2的速度变化率 C. 球1的飞行时间大于球2的飞行时间 D. 起跳时，球1的重力功率等于球2的重力功率 ‎【答案】AD ‎【解析】AC、将小球运动视为斜抛运动,将其分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动,根据过网时的速度方向均垂直于球网,知竖直方向末速度为零,根据和 知竖直方向初速度相同,运动时间相同,水平初速度1的大于2的,所以过网时,球1的速率大于球2的速率,所以A选项是正确的,C错误; B、不计乒乓球的旋转和空气阻力,知两球加速度相同,故球1的速度变化率等于球2的速度变化率,故B错误; D、根据以上分析知起跳时竖直方向初速度相同，根据所以起跳时球1的重力功率等于球2的重力功率，故D正确 综上所述本题答案是：AD ‎9. 如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态，a弹簧与竖直方向成30°角，b弹簧与竖直方向成60°角，a、b两弹簧的形变量相等，重力加速度为g，则（ ）‎ A. 弹簧a、b的劲度系数之比为 B. 弹簧a、b的劲度系数之比为 C. 若弹簧a下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为 D. 若弹簧b下端与小球松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为 ‎【答案】BD ‎【解析】试题分析：由题可知，两个弹簧之间相互垂直，画出受力图如图，‎ 设弹簧的伸长量都是x：由受力图知，弹簧a中弹力：Fa＝mgcos30°＝mg，据胡克定律a弹簧的劲度系数为：；弹簧b中弹力：Fb＝mgcos60°＝mg，据胡克定律b弹簧的劲度系数为：,所以弹簧a、b劲度系数之比为：1．故A错误，B正确；弹簧a中弹力为，若弹簧a的左端松脱，则松脱瞬间b弹簧的弹力不变，故小球所受重力和b弹簧弹力的合力与F1大小相等方向相反，故小球的加速度．故C错误；弹簧b中弹力为mg，若弹簧b的左端松脱，则松脱瞬间a弹簧的弹力不变，故小球所受重力和a弹簧弹力的合力与F2大小相等方向相反，故小球的加速度，故D正确．故选BD．‎ 考点：物体的平衡；胡克定律 ‎【名师点睛】本题考查共点力平衡条件的运用，关键是作图，三力中两个力的合力一定与第三个力等值、反向、共线，知道一个弹簧弹力变化的瞬间，另一弹簧弹力保持不变。‎ ‎10.‎ ‎ 据报道，2016年2月18日嫦娥三号着陆器玉兔号成功自主“醒来”，嫦娥一号卫星系统总指挥兼总设计师叶培建院士介绍说，自2013年12月14日月面软着陆以来，中国嫦娥三号月球探测器创造了全世界在月工作最长记录。假如月球车在月球表面以初速度竖直上抛出一个小球，经时间t后小球回到出发点，已知月球的半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（ ）‎ A. 月球表面的重力加速度为 B. 月球的质量为2‎ C. 月球的第一宇宙速度为 D. 探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 ‎【答案】BD ‎【解析】A、根据竖直上抛运动规律有,则得,月球表面的重力加速度 ,故A错误; B、物体在月球表面上时,由重力等于万有引力有  ,可得月球质量 ,故B正确; C、据万有引力提供圆周运动向心力得 可以知道,月球的第一宇宙速度 ,故C错误；‎ ‎ D、绕月球表面匀速飞行的卫星的周期 ,故D正确 综上所述本题答案是：BD ‎11. 如图所示，水平光滑长杆上套有小物块A，细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮，一端连接A，另一端悬挂小物块B，物块A、B质量相等。C为O点正下方杆上的点，滑轮到杆的距离OC=h.‎ ‎ 开始时A位于P点，PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B静止释放。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 物块A经过C点时的速度大小为 ‎ B. 物块A由P点出发第一次到达C点过程中，速度先增大后减小 C. 物块A在杆上长为h的范围内做往复运动 D. 在物块A由P点出发第一次到达C点过程中，物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量 ‎【答案】AC ‎【解析】 A、设物块A经过C点时的速度大小为v,此时B的速度为0.  根据系统的机械能守恒得 :,得 故A正确,‎ B、物块A由P点出发第一次到达C点过程中,绳子拉力对A做正功,其他力不做功,由动能定理可以知道物块A的动能不断增大,则速度不断增大故B错误；‎ C、由几何知识可得 ,因为AB组成的系统机械能守恒,由对称性可得物块A在杆上长为 的范围内做往复运动，故C正确；‎ D、物块A到C点时物块B的速度为零.根据功能关系可以知道,在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功等于B重力势能的减少量,故D错误.  综上所述本题答案是：AC ‎12. 如图所示，水平转台上有一个质量为m的物块，用长为L的细绳将物块连接在转轴上，细线与竖直转轴的夹角为θ角，此时绳中张力为零，物块与转台间动摩擦因数为μ（μ＜tanθ），最大静摩擦力等于滑动摩擦力，物块随转台由静止开始逐渐加速转动，则：（ ）‎ A. 物块离开转台之前所受摩擦力始终指向转轴 B. 当转台角速度时，物块将离开转台 C. 当转台对物块做的功为时，物块对转台的压力恰好为零 D. 当转台的角速度时，随着角速度的增加，细线将会对物块做正功 ‎【答案】CD ‎【解析】A、物块随转台做加速运动，刚开始时摩擦力既提供向心力，又提供做加速运动的外力，所以摩擦力不指向圆心，故A错误； ‎ B、当物块刚要离开转台时，N=0，f=0,‎ ‎ 得： ，故B错误 C、当物块刚要离开转台时： 得： ‎ 此时物块的动能为： ，故C正确；‎ D、由以上分析可知：当 物块即将离开转台，随着角速度的增加，物块向上运动，速度增大，重力势能增大，由功能关系知此过程绳子拉力做正功，故D 正确；‎ 二、实验题：本题包含2小题，共14分。请将答案填在题中横线上或按要求作答。‎ ‎13. 某物理兴趣小组在一次探究实验活动中，要测量滑块与木板之间的动摩擦因数．实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，右端装有定滑轮；木板上有一滑块，其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连，右端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列点．‎ ‎(1)上图给出的是实验中获取纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点未画出，用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示．根据图中数据可以计算出：点“5”的瞬时速度=________m/s；加速度=_________m/s2（保留三位有效数字）．‎ ‎(2)为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数，该小组用天平测出了滑块的质量，托盘和砝码的总质量.因条件所限，无法远大于，则滑块与木板间的动摩擦因数＝___________ （用g、a、、等字母表示）．‎ ‎【答案】 (1). （1）0.413； (2). 0.497； (3). （2）；‎ ‎【解析】(1)每相邻两计数点间还有4个打点,说明相邻的计数点时间间隔为0.1s. 根据匀变速直线运动规律知道5点的瞬时速度等于4点到6点的平均速度,有:‎ ‎ 利用匀变速直线运动的推论 ,即逐差法可以求物体的加速度大小:‎ ‎ , 代入数据计算得出: . (2)根据牛顿第二定律有 :, 故计算得出 . ‎ ‎14. 小明通过研究发现，劲度系数为k，压缩量为x的弹簧在恢复到原长的过程中对外做的功可以表示为，于是设计了如图的装置探究功与速度变化的关系。‎ 将弹簧放置在外带刻度的水平气垫导轨上，左端固定，自然状态时右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器(图中未画出)与两个光电门相连。将带有遮光片的滑块(可视为质点)压缩弹簧到某位置A由静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，在刻度尺上读出A、O之间的距离x. 改变A点的位置，重复上述操作，可以记录多组数据。不考虑各种阻力，完成下列填空。‎ ‎（1）若要计算滑块离开弹簧时的速度v，还必需测量的物理量有__________（填名称与符号），计算速度的表达式为v=__________（符号表示）。‎ ‎（2）小明在实验中记录的数据如下表所示：‎ 分析可知，弹簧弹力做的功W与滑块获得的速度v之间的关系是__________。‎ A．W与v成正比 B．W与v2成正比 C．W2与v成正比 D．W2与v-1成正比 ‎（3）关于此实验，下列说法正确的是__________。‎ A．适当增大两光电门间的距离会增大实验误差 B．适当增大两光电门间的距离可以减小实验误差 C．用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系必须测出滑块的质量 D．用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系不需测量滑块的质量 ‎【答案】 (1). （1）两光电门之间的距离L或BC间的距离LBC ； (2). L/t或LBC/t (3). （2）B； (4). （3）BD；‎ ‎【解析】(1)气垫导轨忽略摩擦,所以滑块离开弹簧后做匀速直线运动,已知滑块穿过B、C所需要的时间,所以还需测量BC之间的距离L,由 可得速度;  (2)弹簧弹力做功全部转化为物块的动能,有 ,从表格可以知道在误差允许的范围内,与成正比,即W与成正比， 故B正确； (3)适当增加两光电门的距离,可以稍增加滑块运动的时间,使测量数据误差减小,研究弹簧做功与动能变化关系时不需要测量质量,因为k、m都是定值,只需证明与成正比即可证明弹力做功与动能变化之间的关系 ，故BD正确；‎ 三、计算题：本题包含4小题，共 48‎ ‎ 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。‎ ‎15. 从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球，若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系，球运动的速率随时间变化规律如图所示，t1时刻到达最高点，再落回地面，落地时速率为v1，且落地前球已经做匀速运动．求：‎ ‎（1）球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功；‎ ‎（2）球抛出瞬间的加速度大小.‎ ‎【答案】(1) ；（2） ；‎ ‎【解析】试题分析：（1）以小球为研究对象，从地面抛出到落回地面过程中应用动能定理：‎ 即球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功 ‎（2）空气阻力：，下落时速率为v1，且落地前球已经做匀速运动：‎ 球抛出瞬间：‎ 考点：牛顿第二定律；动能定理.‎ ‎16. 如图所示，在粗糙水平面上竖直固定半径为R＝10 cm的光滑圆轨道，质量为m＝4 kg的物块静止放在粗糙水平面上的A处，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4，A与B的间距L＝0.76 m，现对物块施加大小为F=25N，方向与水平方向成370角的恒定拉力，使其沿粗糙水平面做直线运动，到达B处将拉力F撤去，物块沿竖直光滑圆轨道运动，重力加速度g取10 m/s2，，物块可视为质点．求：‎ ‎（1）物块到达与圆心等高处C处时的动能；‎ ‎（2）试判断物块是否可以通过圆轨道最高点；若不能，物块离开圆轨道时距B点的高度是多少？（提示：在圆周运动过程中的任一点，质点所受的向心力与其速度的关系为）‎ ‎【答案】（1）3.6J；（2）16cm； ‎ ‎【解析】解：（1）从A点到B点的过程中 ‎ ‎ ‎ ‎ 解得： ‎ ‎（2）若物块恰好通过最高点，则在最高点有 ‎ 从B点到最高点的过程中： ‎ 解得： 所以不能到达最高点 ‎ 设离开圆轨道的点C和圆心连线与水平方向夹角为，则从B点到C点的过程中，根据机械能守恒：‎ ‎ ‎ 在C点： ‎ C距B点的高度 ‎ 解得：H=16cm ‎ 综上所述本题答案是：（1）3.6J；（2）16cm ‎17. 如图所示，水平桌面的左端固定一个竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径R＝0.5m，圆弧轨道底端与水平桌面相切C点，桌面CD长L＝1 m，高h2=0.5m，有质量为m（m为未知）的小物块从圆弧上A点由静止释放，A点距桌面的高度h1=0.2m, 小物块经过圆弧轨道底端滑到桌面CD上，在桌面CD上运动时始终受到一个水平向右的恒力F作用．然后从D点飞出做平抛运动，最后落到水平地面上. 设小物块从D点飞落到的水平地面上的水平距离为x，如图b是x2－F的图像，取重力加速度g=10 m/s2．‎ ‎（1）小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是多大？‎ ‎（2）若小物体与水平桌面CD间动摩擦因数μ是从第(1)问中的值开始由C到D均匀减少，且在D点恰好减少为0，再将小物块从A由静止释放，经过D点滑出后的水平位移大小为1 m，求此情况下的恒力F的大小？ ‎ ‎【答案】（1）0.35；（2）1.9N； ‎ ‎【解析】⑴物体从D滑出后做平抛运动,则 ‎ ； ‎ 由A→D全程动能定理得 ‎ ‎ ‎ ‎ 代入数据得： ‎ 由图可知 ‎ ‎ 代入计算可得 μ=0.35 ‎ ‎（2）由第（1）可知 ‎ 代入计算得 m =0.4kg ‎ 由A→D全程动能定理得 ‎ ‎ ‎ 解得 F=1.9N ‎ 综上所述本题答案是：（1）0.35；（2）1.9N ‎18. 小物块A、B由跨过定滑轮的轻绳相连，A置于倾角为37°的光滑固定斜面上，B位于水平传送带的左端，轻绳分别与斜面、传送带平行，传送带始终以速度v0＝2 m/s向右匀速运动，某时刻B从传送带左端以速度v1＝6 m/s向右运动，经过一段时间回到传送带的左端，已知A、B的质量均为1 kg，B与传送带间的动摩擦因数为0.2. 斜面、轻绳、传送带均足够长，A不会碰到定滑轮，定滑轮的质量与摩擦力均不计，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：‎ ‎(1)B向右运动的总时间；‎ ‎(2)到B再次回到传送带左端的过程中，B与传送带间因摩擦产生的热量。‎ ‎（已知）‎ ‎【答案】（1）2s；（2）25J；‎ ‎【解析】⑴速度由 变化到 的过程 对AB: ‎ 解得 加速度大小 ‎ 时间   ‎ 速度由变化到0的过程 对AB: ‎ 解得 加速度大小 ‎ 时间 ‎ B向右运动的总时间 ‎ ‎⑵速度由变化到的过程中 B的位移 ‎ 速度由变化到0的过程中B的位移 ‎ 向右运动过程中,相对于传送带的路程 ‎ ‎ B向左运动时间 ‎ 相对于传送带的路程 B与传送带间因摩擦产生的总热量 ‎ 综上所述本题答案是：（1）2s；（2）25J；‎