湖南省长沙市岳麓区周南梅溪湖中学2018_2019学年高一物理下学期3月月考试题（含解析）.docx

湖南省长沙市岳麓区周南梅溪湖中学2018-2019学年高一物理下学期3月月考试题（含解析）一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）1.一个质点受两个不在同一直线上的力F1和F2的作用，由静止开始运动，经过一段时间后，保持二力的方向不变，只将F1突然增大为F1+F，并保持不变，则该质点此后将做A. 匀加速直线运动B. 匀减速直线运动C. 加速度变化的曲线运动D. 加速度恒定的曲线运动【答案】D【解析】一个质点受两个不在同一直线上的力F1和F2的作用，由静止开始做匀加速直线运动，运动方向沿F1和F2的合力方向。现保持二力的方向不变，只将F1突然增大为F1+F，并保持不变，则物体所受新的合力方向与物体运动方向(原来F1和F2的合力方向)不在同一直线上，物体做曲线运动；且新的合力保持不变，所以物体做匀变速曲线运动。故D项正确，ABC三项错误。点睛：加速度方向与速度方向相同时，物体加速；加速度方向与速度方向相反时，物体减速；加速度方向与速度方向不在一直线时，物体做曲线运动。2.如图所示，重物M沿竖直杆下滑，并通过一根不可伸长细绳带动小车沿水平面向右运动。若当滑轮右侧的绳与竖直方向成角，且重物下滑的速率为v时，滑轮左侧的绳与水平方向成角，则小车的速度为 () A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】将速度v按运动效果分解如图所示：则沿绳方向v1vcos，同理分解小车速度，因为绳不可伸长，故沿绳方向速度大小相等. ,所以cos ,所以；故选D.【点睛】本题通常称为绳端物体速度分解问题，一定注意合运动是物体的实际运动3.滑雪是一项深受人们喜爱的运动，假设某运动员从弧形的雪坡上沿水平方向飞出后，又落回到足够长的倾斜的雪坡上，如图所示，若倾斜的雪坡倾角为，运动员飞出时的水平速度大小为V0，且他飞出后在空中的姿势保持不变，不计空气阻力，重力加速度为g，则（ ）A. 该运动员刚要落到雪坡上时的速度大小是v0 / cosB. v0不同时，该运动员在空中运动的时间相同C. 该运动员在空中经历的时间是2v0tan/ gD. v0不同时，该运动员落到雪坡上的速度与斜面的夹角也不相同【答案】C【解析】【详解】AD、在平抛运动中速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的2倍，所以该运动员刚要落到雪坡上时的速度大小不是v0 / cos，故AD错；BC、运动员最后落在斜面上，则 ，解得运动时间为 ，则可知v0不同时，该运动员在空中运动时间不相同，故B错；C对；故选C【点睛】在平抛中要切记两个推论：（1）速度反向延长线交于水平位移的中点，（2）速度偏向角的正切值是位移偏向角正切值的2倍，在解题中这两个推论可以直接利用。4.如图所示，两小球固定在一根长为L的杆两端，绕杆上的O点做圆周运动。当小球A的速度为vA时，小球B的速度为vB，则O点到小球A的距离为A. B. C. D. 【答案】A【解析】【详解】两小球A、B同轴转动，角速度大小相等，则有，即，又 ，联立可得，选A.【点睛】本题通过“杆”模型考查了线速度、角速度、半径等物理量之间的关系，在本题中注意两球做圆周运动时角速度相等这一隐含条件.5.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度大于，则A. 内轨对内侧车轮轮缘有挤压B. 外轨对外侧车轮轮缘有挤压C. 这时铁轨对火车的支持力等于D. 这时铁轨对火车的支持力小于【答案】B【解析】【详解】当火车恰好不受横向作用力时，根据圆周运动规律，则临界速度为，。题中已知速度大于临界值，故向心力大于，火车受到向内的侧向力，受力如图。 解得： 大于。综上所述，B正确。6.如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（）A. 卫星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度B. A、B的线速度大小关系为vAvBC. B、C的线速度大小关系为vBvCD. A、B、C周期大小关系为TATCTB【答案】D【解析】【分析】第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，B、C绕地球做圆周运动，靠万有引力提供向心力，结合万有引力提供向心力，比较线速度、周期。对A、C，角速度相等，周期相等，根据v=r比较线速度。【详解】A.第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；BC.对B、C，根据 知，v，C的轨道半径大于B的轨道半径，则vBvC，对于A、C，A、C的角速度相等，根据vr知，vCvA，所以vBvA，故B C错误；D.A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据 知，C的周期大于B的周期，故D正确；故选D。【点睛】解决本题的关键知道B、C靠万有引力提供向心力，知道线速度、角速度、周期与轨道半径的关系，注意A不是靠万有引力提供向心力。7.土星外层上有一个环（如图），为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断A. 若vR，则该层是土星的卫星群B. 若v2R，则该层是土星的一部分C. 若v，则该层是土星的一部分D. 若v2，则该层是土星的卫星群【答案】D【解析】若外层的环为土星的一部分，则它们各部分转动的角速度相等，由vR知vR，A错误，B正确；若是土星的卫星群，则由，得v2，故C错误，D正确8.我国计划于2020建成自己的太空站，该空间站离地面的高度是同步卫星离地面高度的，同步卫星离地面的高度为地球半径的6倍已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，则太空站绕地球做圆周运动的线速度大小为A. B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】由黄金代换，结合万有引力提供向心力即可求出【详解】根据已知可知空间站绕地球运动的轨道半径为，则根据万有引力定律和牛顿第二定律可得：在地球表面，解得，对空间站有，联立解得，B正确【点睛】运用黄金代换式求出问题是考试中常见的方法。向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）9.如图所示，质量相等的A、B两物体紧贴在匀速转动的圆筒的竖直内壁上，随圆筒一起做匀速圆周运动，则下列关系正确的有（）A. 运动周期TATBB. 筒壁对它们的弹力FNAFNBC. 线速度vAvBD. 它们受到的摩擦力fAfB【答案】BC【解析】【分析】由题分析可知，A、B两物体的角速度相同，周期相同，由vr可知，线速度与半径成正比；两个物体都做匀速圆周运动，由圆筒的弹力提供向心力，则FNm2r可知筒壁对它们的弹力关系；两个物体竖直方向都没有加速度，受力平衡，所受的摩擦力都等于重力。【详解】A、由题分析可知，A、B两物体的角速度相同，周期相同，由vr可知，相同时，线速度与半径成正比，A的半径大，则其线速度大，故A错误，C正确。B、两个物体都做匀速圆周运动，由圆筒的弹力提供向心力，则FNm2r，因为m、相等，F与r成正比，所以可知FNAFNB，故B正确。D、两个物体竖直方向都没有加速度，受力平衡，所受的摩擦力都等于重力，而两个物体的重力相等，所以可得摩擦力fA=fB，故D错误。故选：BC10.2018年12月8日凌晨2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了月球探测的新旅程。嫦娥四号探测器将经历地月转移、近月制动、环月飞行，最终实现人类首次月球背面软着陆，开展月球背面就位探测及巡视探测，并通过己在轨道运行的“鹊桥”中继星，实现月球背面与地球之间的中继通信。下列判断正确的是A. 嫦娥四号在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度B. 嫦娥四号在P点进入环月轨道需要减速C. 已知嫦娥四号近月轨道的周期T和引力常量G，可求出月球的密度D. 已知嫦娥四号近月轨道的周期T和引力常量G，可求出月球第一宇宙速度【答案】BC【解析】【分析】根据万有引力提供向心力，结合嫦娥三号的轨道半径和周期，求出月球的质量，由于月球的半径未知，无法求出密度；根据万有引力与向心力的大小关系判断加速还是减速；根据万有引力做功判断引力势能的变化；根据动能定理，通过引力做功判断速度的变化，从而得出速度的大小关系。【详解】A第二宇宙速度为物体逃脱太阳的引力，所以嫦娥四号在地球上的发射速度不可能大于第二宇宙速度，故A错误；B嫦娥四号在P点进入环月轨道做向心运动，所以要点火减速，故B正确；CD由公式，解得：，月球的体积为： ，所以密度为：，月球的第一宇宙速度，由于不知道月球的半径，所以无法求出月球的第一宇宙速度，故C正确； D错误。故选：BC11.一辆小汽车在水平路面上由静止启动，在前5 s内做匀加速直线运动，5 s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示。已知汽车的质量为m=2103kg，汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，( 取g=10 m/s2)则（ ）A. 汽车在前5 s内的牵引力为4103NB. 汽车在前5 s内的牵引力为6103NC. 汽车的额定功率为60 kWD. 汽车的最大速度为20 m/s【答案】BC【解析】试题分析：由于汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍，故阻力为f=0.1mg=2103N，而汽车在前5 s内的加速度为a=2m/s2，由牛顿第二定律得，牵引力为Fma+f=2103kg2m/s2+2103N=6103N，A错误，B正确；由于5 s末达到额定功率，故汽车的额定功率PFv=6103N10m/s=6104W=60 kW，C正确；汽车的最大速度vmax=30m/s，D错误。考点：汽车的启动。12.如图甲所示，质量为m=1Kg的物体置于倾角为的固定且足够长的斜面上，t=0时刻对物体施加沿斜面向上的拉力F，使物体开始沿斜面上滑，作用一段时间t撤去拉力F，物体速度的平方与位移之间的关系图像如图乙所示。已知g=10ms2，sin37=0.6。下列说法正确的是A. 物体与斜面之间的动摩擦因数为B. 撤去拉力的时刻为t=0.5sC. 拉力F的大小为24.5ND. 物体沿斜面上滑过程中克服摩擦力所做的功为10J【答案】AB【解析】【分析】由速度位移的关系式：v2=2ax与图形对比得到物体的最大速度、撤去F前的加速度大小、撤去F后的加速度大小、撤去F时发生的位移，再依据牛顿第二定律、速度公式、速度位移的关系式、功的公式依次求解即可.【详解】由速度位移关系式：v2=2ax与图形对比得：物体的最大速度vm=8m/s，撤去F前的加速度大小a1=16m/s2，撤去F后的加速度大小a2=8m/s2，撤去F时发生的位移x1=2m.AC撤去F前由牛顿第二定律得：F-mgsin37-mgcos37=ma1，撤去F后由牛顿第二定律得：mgsin37+mgcos37=ma2，联立解得：F=24N，=0.25，故A正确，C错误；B力F作用时物体做加速运动，由速度公式得：vm=a1t，解得：t=0.5s，故B正确；D设撤去F后发生的位移为x2，由速度位移的关系式得：vm2=2a2x2，解得：x2=4m，物体沿斜面上滑过程中克服摩擦力所做的功W克f =mgcos37(x1+x2)=12J，故D错误.故选AB.【点睛】本题考查了速度的平方与位移之间的关系图象与牛顿第二定律的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁可正确解题.三、实验题探究题（本大题共2小题，共22.0分）13.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图(l）下列说法正确的是_ A通过调节使斜槽的末端保持水平B每次释放小球的位置可以不同C应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下D记录小球位置用的铅笔每次必须严格地等距离下降E斜槽必须光滑(2）图乙是正确实验取得的数据，其中O点为抛出点，则此小球做平抛运动的初速度为_ m/s（g=9.8m/s2）。(3）在另一次实验中将白纸换成方格纸，每个格的边长L=5cm，通过实验，记录了小球在运动途中的三个位置，如图丙所示，则该小球做平抛运动的初速度为_m/s；B点的竖直分速度为_m/s,抛出点距A点的水平距离_ cm，抛出点距A点的竖直距离_ cm(g=10m/s2）。【答案】 (1). AC (2). 1.6 (3). 1.5 (4). 2 (5). 15 (6). 5【解析】【详解】（1）为了保证小球的初速度水平，需调节使斜槽的末端保持水平，故A正确为了保证小球每次平抛运动的初速度大小相等，应使小球每次从斜槽的同一位置由静止释放，斜槽不一定需要光滑，故B错误，C正确，E错误记录小球位置用的铅笔不需要每次严格地等距离下降，故D错误故选AC（2）根据y=gt2得，平抛运动的时间，则小球平抛运动的初速度v0m/s1.6m/s（3）在竖直方向上，根据y=2L=gT2得，小球平抛运动的初速度B点的竖直分速度vyBm/s2m/s从抛出点到B点的时间则抛出点到B点的水平位移xB=v0t=1.50.2m=0.3m=30cm，抛出点到B点的竖直位移yBgt2100.04m0.2m20cm，所以抛出点距离A点的水平距离xA=xB-3L=30cm-15cm=15cm，抛出点到A点的竖直距离yA=yB-3L=20cm-15cm=5cm【点睛】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解，难度不大14.某实验小组用如图（a）所示的实验装置研究加速度与力的关系。实验中用砝码筒及所挂砝码的重力作为细绳对小车的拉力F，通过增加砝码的数量，多次测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在长木板水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条aF图线，如图（b）所示。(1)图线是在长木板_（选填“水平”或“倾斜”）情况下得到的；图线是在长木板_（选填“水平”或“倾斜”）情况下得到的。(2)在长木板水平时，小车运动受到的摩擦力Ff_N；(3)由图线可得小车的质量M_kg；(4)图（b）中，拉力F较大时，aF图线明显弯曲，产生误差。造成此误差的原因是_。【答案】 (1). 水平 (2). 倾斜 (3). 1 (4). 1.0 (5). 当砝码筒和砝码的质量之和不能远小于小车质量时，砝码筒和砝码的重力之和与细线的拉力相差越来越大【解析】【分析】(1)据图象、图象与坐标轴交点的物理意义判断轨道是水平还是倾斜。(2)(3)轨道水平时，轨道有阻力Ff，根据牛顿第二定律列式，整理后得；由图象的横截距，求出小车受到的摩擦力。轨道倾斜时，对小车受力分析，根据牛顿第二定律列式，整理后得，由图象的斜率可得小车的质量。(4)题中用砝码筒及所挂砝码的重力作为细绳对小车的拉力F，当钩码的质量达到一定程度后，砝码筒及所挂砝码的质量与小车的质量相当了，已经不再满足mM，这时细绳对小车的拉力F小于砝码筒及所挂砝码的重力；把砝码筒及所挂钩码的重力作为拉力就偏差很大，图象向下弯曲了。【详解】(1)图象与横轴有正交点，其意义是当合力（即砝码筒和砝码的总重力）为某一值时，小车加速度仍为零，也就是小车未拉动，是未平衡摩擦力造成的，轨道水平。图象是拉力为零时，小车已经有一个加速度，说明倾斜过度。(2)(3)轨道水平时，轨道有阻力Ff，根据牛顿第二定律列式，整理后得；由图象的横截距得：当加速度为零时，有。轨道倾斜时，对小车受力分析，根据牛顿第二定律列式，整理后得；由图象的斜率可得：，所以小车的质量。(4)题中用砝码筒及所挂砝码的重力作为细绳对小车的拉力F，当钩码的质量达到一定程度后，砝码筒及所挂砝码的质量与小车的质量相当了，已经不再满足mM，这时细绳对小车的拉力F小于砝码筒及所挂砝码的重力；把砝码筒及所挂钩码的重力作为拉力就偏差很大，图象向下弯曲了。四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）15.经过逾6 个月的飞行，质量为40kg的洞察号火星探测器终于在北京时间2018 年11 月27 日03：56在火星安全着陆。着陆器到达距火星表面高度800m时速度为60m/s，在着陆器底部的火箭助推器作用下开始做匀减速直线运动；当高度下降到距火星表面100m时速度减为10m/s。该过程探测器沿竖直方向运动，不计探测器质量的变化及火星表面的大气阻力，已知火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一，地球表面的重力加速度为g = 10m/s2。求：(1)火星表面重力加速度的大小；(2)火箭助推器对洞察号作用力的大小.【答案】(1) (2)F=260N【解析】【分析】火星表面或地球表面的万有引力等于重力，列式可求解火星表面的重力加速度；根据运动公式求解下落的加速度，然后根据牛顿第二定律求解火箭助推器对洞察号作用力.【详解】（1）设火星表面的重力加速度为g火，则 解得g火=0.4g=4m/s2（2）着陆下降的高度：h=h1-h2=700m，设该过程的加速度为a，则v22-v12=2ah由牛顿第二定律：mg火-F=ma解得F=260N16.如图所示，底端切线水平且竖直放置的光滑圆弧轨道的半径为L=0.8m，圆心在O点，其轨道底端P距地面的高度及与右侧竖直墙的距离均为L。现将一质量为m=0.5kg、可视为质点的小球从轨道的端点Q由静止释放，不计空气阻力，取.求：(1)小球在P点时受到支持力大小。(2)小球第一次与墙壁碰撞时的速度大小。【答案】(1)