湖北省宜昌市高一物理下学期5月月考试卷（含解析）.doc

2016-2017学年湖北省宜昌市高一（下）月考物理试卷（5月份）一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分，1-6题单选，7-10题多选）1许多科学家在物理学发展中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（）a哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律b开普勒在前人研究的基础上，提出万有引力定律c牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量d伽利略通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点2如图所示，用细线挂一质量为m的木块，有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v（设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计），木块的速度大小为（）abcd3如图所示，质量相同的物体分别自斜面ac和bc的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部c点时的动能分别为ek1和ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为w1和w2，则（）aek1ek2w1w2bek1ek2w1=w2cek1=ek2w1w2dek1ek2w1w24水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块a由静止轻放在传送带上，若木块与传送带间的动摩擦因数为，如图所示，则小木块从放到传送带上开始到与传送带相对静止的过程中，转化为内能的能量为（）amv2b2mv2cd5如图所示，物体a和b质量分别为m1和m2，其图示直角边长分别为a和b设b与水平地面无摩擦，当a由顶端o从静止开始滑到b的底端时，b的水平位移是（）a bb bc（ba）d（ba）6质量为m的炮弹沿水平方向飞行，其动能为ek，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其中一块向后飞去，动能为，另一块向前飞去，则向前的这块的动能为（）abcd7汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则在图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是（）a汽车的加速度时间图象可用图乙描述b汽车的速度时间图象可用图甲描述c汽车的加速度时间图象可用图丁描述d汽车的速度时间图象可用图丙描述8我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星风云2号，运行周期为24h下列说法正确的是（）a风云1号的线速度大于风云2号的线速度b风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度c风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度d风云1号、风云2号相对地面均静止9在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为f，落地时小球距抛出点的水平距离为x，速率为v，那么，在小球运动的过程中（）a重力做功为mghb克服空气阻力做的功为fc落地时，重力的瞬时功率为mgvd重力势能和机械能都逐渐减少10如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑圆弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则（）a小球以后将向右做平抛运动b小球以后将做自由落体运动c此过程小球对小车做的功为d小球在弧形槽内上升的最大高度为二、实验题（本题共2小题，每小题8分，共16分）11某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械守恒定律，实验装置如图甲所示，在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器a、b，滑块p上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器a、b时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压u随时间t变化的图象（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1 t2（填“”“=”或“”）时，说明气垫导轨已经水平（2）遮光条宽度为d，滑块p用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码q相连，将滑块p由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若t1、t2、d和鈎码质量m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是 和 （写出物理量的名称及符号）（3）若上述物理量间满足关系式 ，则表明在上述过程中滑块和砝码组成的系统机械能守恒12某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图a所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差（1）下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先 ，然后 ，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图b所示；测得滑块1的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g完善实验步骤的内容（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为 kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为 kgm/s（保留三位有效数字）（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是 三、计算题（本题共4小题，10+12+10+12分，共44分）13质量m=500g的篮球，以10m/s的初速度竖直上抛，当它上升h=1.8m时与天花板相碰，经过时间t=0.4s的相互作用，篮球以碰前速度的反弹，设空气阻力忽略不计，g取10m/s2，求：（1）篮球与天花板碰撞前瞬间的速度v1的大小；（2）篮球对天花板的平均作用力的大小？14如图所示，两个质量m1=20g、m2=80g的小球，用等长的细线悬挂在o点悬挂m2的细线处于竖直状态，悬挂m1的细线处于伸直状态且与竖直方向成37角现将m1由静止释放，m1与m2碰撞后粘在一起若线长l=1m，重力加速度g=10m/s2，取sin 37=0.6，cos 37=0.8，求：（1）碰撞前瞬间m1的速度v0；（2）碰撞后两球一起摆动上升的最大高度h；（3）碰撞中损失的机械能e15如图所示，质量为m=0.4kg的小物块从高h=0.4m的坡面顶端由静止释放，滑到粗糙的水平台上，滑行距离l=1m后，从边缘o点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的p 点，以o为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程y=x26（单位：m），小物块从坡面上滑下时克服摩擦力做功1j，小物块与平台表面间的动摩擦因数=0.1，g=10m/s2，求：（1）小物块从边缘o点抛出时的速度大小（2）p点的坐标16如图甲所示，长为4m的水平轨道ab与半径为r=0.6m的竖直半圆弧轨道bc在b处相连接，有一质量为1kg的滑块（大小不计），从a处由静止开始受水平向右的力f作用，f的大小随位移变化的关系如图乙所示，滑块与ab间的动摩擦因数为=0.25，与bc间的动摩擦因数未知，取g=10m/s2求：（1）滑块到达b处时的速度大小；（2）滑块在水平轨道ab上运动前2m过程所用的时间；（3）若到达b点时撤去力f，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点c，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？2016-2017学年湖北省宜昌市金东方高中高一（下）月考物理试卷（5月份）参考答案与试题解析一、选择题（本题共10小题，每小题5分，共50分，1-6题单选，7-10题多选）1许多科学家在物理学发展中作出了重要贡献，下列叙述中符合物理学史实的是（）a哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律b开普勒在前人研究的基础上，提出万有引力定律c牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量d伽利略通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点【考点】1u：物理学史【分析】明确有关天体运动的物理知识，根据各物理学家的贡献即可得出正确答案，注意不能张冠李戴【解答】解：a、哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律故a错误 b、牛顿在前人研究的基础上，提出万有引力定律故b错误 c、牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量故c错误 d、伽利略通过理想实验推翻了亚里士多德“力是维持运动的原因”的观点，提出了力是改变物体运动状态的原因故d正确故选：d2如图所示，用细线挂一质量为m的木块，有一质量为m的子弹自左向右水平射穿此木块，穿透前后子弹的速度分别为v0和v（设子弹穿过木块的时间和空气阻力不计），木块的速度大小为（）abcd【考点】53：动量守恒定律【分析】由于子弹穿过木块的时间不计，外力的冲量近似为零，子弹和木块组成的系统动量近似守恒，由动量守恒定律求解木块的速度大小【解答】解：根据动量守恒定律得 mv0=mv+mv，得 v=故选b3如图所示，质量相同的物体分别自斜面ac和bc的顶端由静止开始下滑，物体与斜面间的动摩擦因数都相同，物体滑到斜面底部c点时的动能分别为ek1和ek2，下滑过程中克服摩擦力所做的功分别为w1和w2，则（）aek1ek2w1w2bek1ek2w1=w2cek1=ek2w1w2dek1ek2w1w2【考点】66：动能定理的应用【分析】根据摩擦力做功的公式比较在两个斜面上物体克服摩擦力所做的功，再通过动能定理比较到达底部的动能【解答】解：设斜面的倾角为，滑动摩擦力大小为mgcos，则物体克服摩擦力所做的功为mgscos而scos相同，所以克服摩擦力做功相等根据动能定理得，mghmgscos=ek0，在ac斜面上滑动时重力做功多，克服摩擦力做功相等，则在ac面上滑到底端的动能大于在bc面上滑到底端的动能，即ek1ek2故b正确，a、c、d错误故选b4水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块a由静止轻放在传送带上，若木块与传送带间的动摩擦因数为，如图所示，则小木块从放到传送带上开始到与传送带相对静止的过程中，转化为内能的能量为（）amv2b2mv2cd【考点】37：牛顿第二定律；6b：功能关系【分析】小木块放在传送带上在滑动摩擦力的作用下做匀加速运动，最终小木块与传送带相对静止说明小木块与传送带的速度相等，也为v，可以根据恒力做功公式去求解【解答】解：小木块受的滑动摩擦力f=mg，其加速度为a=设小木块速度达到v时相对于传送带的x=x传x木=vt=v=，摩擦产生的内能：q=fx=故d正确，a、b、c错误故选：d5如图所示，物体a和b质量分别为m1和m2，其图示直角边长分别为a和b设b与水平地面无摩擦，当a由顶端o从静止开始滑到b的底端时，b的水平位移是（）a bb bc（ba）d（ba）【考点】53：动量守恒定律【分析】a、b组成的系统在水平方向上动量守恒，结合动量守恒定律，求出b的水平位移【解答】解：由a、b组成的系统，在相互作用过程中水平方向动量守恒，则m2xm1（bax）=0，解得x=故c正确，a、b、d错误故选：c6质量为m的炮弹沿水平方向飞行，其动能为ek，突然在空中爆炸成质量相同的两块，其中一块向后飞去，动能为，另一块向前飞去，则向前的这块的动能为（）abcd【考点】53：动量守恒定律；6c：机械能守恒定律【分析】由于爆炸产生的作用力远大于重力，在爆炸的瞬间水平方向上动量守恒，根据动量守恒求出另一块炸弹的速度，从而求出动能的大小【解答】解：炸弹开始动能，解得v=其中一块动能为=，解得根据动量守恒定律得，mv=解得则动能故b正确，a、c、d错误故选b7汽车在平直的公路上以恒定的功率启动，设阻力恒定，则在图中关于汽车运动过程中加速度、速度随时间变化的关系，以下判断正确的是（）a汽车的加速度时间图象可用图乙描述b汽车的速度时间图象可用图甲描述c汽车的加速度时间图象可用图丁描述d汽车的速度时间图象可用图丙描述【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率【分析】由p=fv可明确力、功率及速度间的关系；则可明确加速度、速度随时间的变化关系【解答】解：汽车恒定功率启动，则开始时加速度较大，速度增大；则由p=fv可知，牵引力减小，则加速度减小；当牵引力等于阻力时，物体的加速度为零；此后做匀速直线运动；注意图象的斜率表示纵坐标物理量的变化；故速度时间图象为甲图；加速度时间图象为乙图；故选：ab8我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星风云2号，运行周期为24h下列说法正确的是（）a风云1号的线速度大于风云2号的线速度b风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度c风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度d风云1号、风云2号相对地面均静止【考点】4h：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，据此讨论描述圆周运动的物理量与半径的关系，再根据半径关系求解即可【解答】解：a、卫星做圆周运动，根据万有引力提供圆周运动向心力=m=ma=mt=2，风云2号周期大于风云1号周期，所以风云2号轨道半径大于风云1号轨道半径，v=，所以风云1号的线速度大于风云2号的线速度，故a正确；b、a=，所以风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度，故b正确；c、风云2号轨道半径大于风云1号轨道半径，所以风云1号的发射速度小于风云2号的发射速度，故c错误；d、风云2号的周期等于地球的公转周期，相对地面静止，风云1号周期小于地球的公转周期，相对地面运动，故d错误；故选：ab9在离水平地面h高处将一质量为m的小球水平抛出，在空中运动的过程中所受空气阻力大小恒为f，落地时小球距抛出点的水平距离为x，速率为v，那么，在小球运动的过程中（）a重力做功为mghb克服空气阻力做的功为fc落地时，重力的瞬时功率为mgvd重力势能和机械能都逐渐减少【考点】66：动能定理的应用；43：平抛运动【分析】根据下降的高度求出重力做功的大小；根据瞬时功率公式求出重力的瞬时功率根据重力做功判断重力势能的变化，根据除重力以外其它力做功判断机械能的变化【解答】解：a、小球运动过程中下降的高度为h，则重力做功为mgh，故a正确b、根据动能定理得：mghwf=，克服空气阻力做功为：，该题中空气阻力虽然大小不变，但是无法求出小球运动的路程，则无法通过功的公式求出克服空气阻力做功，故b错误c、落地时，速度方向不是竖直向下，则重力的瞬时功率不等于mgv，故c错误d、下降的过程中，重力势能减小，阻力做负功，则机械能减小，故d正确故选：ad10如图所示，在光滑水平面上停放着质量为m、装有光滑圆弧形槽的小车，一质量也为m的小球以水平初速度v0沿槽口向小车滑去，到达某一高度后，小球又返回右端，则（）a小球以后将向右做平抛运动b小球以后将做自由落体运动c此过程小球对小车做的功为d小球在弧形槽内上升的最大高度为【考点】53：动量守恒定律；6b：功能关系【分析】选取小球与小车组成的系统为研究对象，系统整个过程水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，系统的机械能守恒，小球回到小车右端时，小球的速度为0，小车具有向左的速度当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度【解答】解：a、系统整个过程水平方向动量守恒，竖直方向动量不守恒，设小球离开小车时，小球的速度为v1，小车的速度为v2，根据动量守恒得，mv0=mv1+mv2由动能守恒得：，联立，解得：v1=0，v2=v0，即小球与小车分离后二者交换速度；所以小球与小车分离后做自由落体运动，故a错误，b正确c、此过程中小球对小车的功等于小车动能的增加，w=，故c正确d、当小球与小车的水平速度相等时，小球弧形槽上升到最大高度，设该高度为h，则：mv0=2mv 联立解得：h=，故d正确故选：bcd二、实验题（本题共2小题，每小题8分，共16分）11某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械守恒定律，实验装置如图甲所示，在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器a、b，滑块p上固定一遮光条，若光线被遮光条遮挡，光电传感器会输出高电压，两光电传感器采集数据后与计算机相连滑块在细线的牵引下向左加速运动，遮光条经过光电传感器a、b时，通过计算机可以得到如图乙所示的电压u随时间t变化的图象（1）实验前，接通气源，将滑块（不挂钩码）置于气垫导轨上，轻推滑块，当图乙中的t1=t2（填“”“=”或“”）时，说明气垫导轨已经水平（2）遮光条宽度为d，滑块p用细线跨过定滑轮与质量为m的钩码q相连，将滑块p由图甲所示位置释放，通过计算机得到的图象如图乙所示，若t1、t2、d和鈎码质量m已知，要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，还应测出的物理量是滑块质量m和两光电门间距离l（写出物理量的名称及符号）（3）若上述物理量间满足关系式mgl=，则表明在上述过程中滑块和砝码组成的系统机械能守恒【考点】md：验证机械能守恒定律【分析】（1）如果遮光条通过光电门的时间相等，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平（2）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，结合原理确定需要测量的物理量（4）根据滑块和砝码组成的系统机械能守恒列出关系式【解答】解：（1）如果遮光条通过光电门的时间相等，即t1=t2，说明遮光条做匀速运动，即说明气垫导轨已经水平（2）要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒，就应该去求出动能的增加量和重力势能的减小量，光电门测量瞬时速度是实验中常用的方法由于光电门的宽度很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度vb=，滑块和砝码组成的系统动能的增加量ek=，滑块和砝码组成的系统动能的重力势能的减小量ep=mgl所以还应测出滑块质量m，两光电门间距离l（3）如果系统动能的增加量等于系统重力势能的减小量，那么滑块和砝码组成的系统机械能守恒即：mgl=，故答案为：（1）=，（2）滑块质量m，两光电门间距离l（3）mgl=，12某同学利用打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验气垫导轨装置如图a所示，所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔，向导轨空腔内不断通入压缩空气，空气会从小孔中喷出，使滑块稳定地漂浮在导轨上，这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差（1）下面是实验的主要步骤：安装好气垫导轨，调节气垫导轨的调节旋钮，使导轨水平；向气垫导轨通入压缩空气；把打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧，将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端，调节打点计时器的高度，直至滑块拖着纸带移动时，纸带始终在水平方向；使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳；把滑块2放在气垫导轨的中间；先接通打点计时器的电源，然后放开滑块1，让滑块带动纸带一起运动；取下纸带，重复步骤，选出理想的纸带如图b所示；测得滑块1的质量310g，滑块2（包括橡皮泥）的质量为205g完善实验步骤的内容（2）已知打点计时器每隔0.02s打一个点，计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为0.620kgm/s；两滑块相互作用以后系统的总动量为0.618kgm/s（保留三位有效数字）（3）试说明（2）中两结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用【考点】me：验证动量守恒定律【分析】使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带；本实验为了验证动量守恒定律设置滑块在气垫导轨上碰撞，用打点计时器纸带的数据测量碰前和碰后的速度，计算前后的动量，多次重复，在实验误差允许的范围内相等，则动量守恒定律得到验证【解答】解：（1）使用打点计时器时，先接通电源后释放纸带，所以先接通打点计时器的电源，后放开滑块1；（2）放开滑块1后，滑块1做匀速运动，跟滑块2发生碰撞后跟2一起做匀速运动，根据纸带的数据得：碰撞前滑块1的动量为： =0.620kgm/s，滑块2的动量为零，所以碰撞前的总动量为0.620kgm/s碰撞后滑块1、2速度相等，所以碰撞后总动量为： =0.618kgm/s（3）结果不完全相等是因为纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用故答案为：先接通打点计时器的电源；放开滑块1；0.620；0.618；纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用三、计算题（本题共4小题，10+12+10+12分，共44分）13质量m=500g的篮球，以10m/s的初速度竖直上抛，当它上升h=1.8m时与天花板相碰，经过时间t=0.4s的相互作用，篮球以碰前速度的反弹，设空气阻力忽略不计，g取10m/s2，求：（1）篮球与天花板碰撞前瞬间的速度v1的大小；（2）篮球对天花板的平均作用力的大小？【考点】52：动量定理【分析】（1）根据位移速度公式求出上升到高度h=1.8m处时的速度大小；（2）然后根据动量定理列方程求解【解答】解：（1）篮球与天花板碰前速度大小为v1，由v12v02=2gh得：v1= m/s=8 m/s，方向向上（2）碰后速度大小v2=v1=6 m/s，方向向下选向下为正方向碰撞过程中球受向下的重力mg和天花板对球向下的平均作用力f，对球由动量定理得：（f+mg）t=mv2m（v1），联立得：f=12.5 n，由牛顿第三定律知篮球对天花板的平均作用力大小为12.5 n答：（1）篮球与天花板碰撞前瞬间的速度v1的大小是8m/s；（2）篮球对天花板的平均作用力的大小是12.5n14如图所示，两个质量m1=20g、m2=80g的小球，用等长的细线悬挂在o点悬挂m2的细线处于竖直状态，悬挂m1的细线处于伸直状态且与竖直方向成37角现将m1由静止释放，m1与m2碰撞后粘在一起若线长l=1m，重力加速度g=10m/s2，取sin 37=0.6，cos 37=0.8，求：（1）碰撞前瞬间m1的速度v0；（2）碰撞后两球一起摆动上升的最大高度h；（3）碰撞中损失的机械能e【考点】53：动量守恒定律；6b：功能关系【分析】（1）根据机械能守恒求出碰撞前瞬间m1的速度（2）碰撞前后瞬间，两球组成的系统动量守恒，结合动量守恒定律求出共同的速度，结合机械能守恒求出一起摆动上升的最大高度（3）对碰撞前后瞬间运用能量守恒求出碰撞过程中损失的机械能【解答】解：（1）对m1，根据机械能守恒得，解得=m/s=2m/s（2）规定向右为正方向，根据动量守恒定律得，m1v0=（m1+m2）v，根据机械能守恒得，代入数据，联立解得h=0.008m（3）根据能量守恒得，损失的机械能，代入数据解得e=0.032j答：（1）碰撞前瞬间m1的速度为2m/s；（2）碰撞后两球一起摆动上升的最大高度h为0.008m；（3）碰撞中损失的机械能e为0.032j15如图所示，质量为m=0.4kg的小物块从高h=0.4m的坡面顶端由静止释放，滑到粗糙的水平台上，滑行距离l=1m后，从边缘o点水平飞出，击中平台右下侧挡板上的p 点，以o为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程y=x26