江苏省南通市启东中学高一物理下学期第一次月考试卷（含解析）.doc

2015-2016学年江苏省南通市启东中学高一（下）第一次月考物理试卷一、单项选择题（本题共6小题，每小题5分，共计30分在每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题意）1第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一万有引力定律下列有关万有引力定律的说法中正确的是（）a开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆b太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星c库仑利用实验较为准确地测出了引力常量g的数值d牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识2如图，拉格朗日点l1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动据此，科学家设想在拉格朗日点l1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小以下判断正确的是（）aa2a3a1ba2a1a3ca3a1a2da3a2a13从空中以50m/s的初速度平抛一个重为10n的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时重力的瞬时功率p1、全过程的平均功率p2为（）ap1=500 wp2=500 wbp1=300 wp2=150 wcp1=500 wp2=150 wdp1=700 wp2=500 w4升降机从地面上升，在一段时间内的速度随时间变化情况如图所示则升降机内一个重物受到的支持力的功率随时间变化的图象可能是下图中的（g取10m/s2）（）abcd5nba篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常有这样的场面：在临终场0.1s的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利如果运动员投篮过程中对篮球做功为w，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，篮球的质量为m，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能为（）aw+mgh1mgh2bw+mgh2mgh1cmgh1+mgh2wdmgh2mgh1w6运输人员要把质量为m，体积较小的木箱拉上汽车现将长为l的木板搭在汽车尾部与地面间构成一固定斜面，然后把木箱沿斜面拉上汽车斜面与水平地面成30角，拉力与斜面平行木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g则将木箱运上汽车，拉力至少做功（）amglbmgc mgl（1+）dmgl+mgl二、多项选择题（本题共5小题，每小题6分，共计30分在每小题给出的四个选项中，至少有二个选项符合题意全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的不得分）7在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示已知悬绳的长度为l，其重力不计，卫星a、b的线速度分别为v1、v2，则下列说法正确的是（）a两颗卫星的角速度不相同b两颗卫星的线速度满足v1v2c两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用d假设在b卫星轨道上还有一颗卫星c（图中没有画出），它们在同一平面内同向运动，运动一段时间后b、c可能相碰8如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在p点变轨，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的p，远地点为同步圆轨道上的q），到达远地点q时再次变轨，进入同步轨道设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点p点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为t1、t2、t3，则下列说法正确的是（）a在p点变轨时需要加速，q点变轨时要减速b在p点变轨时需要减速，q点变轨时要加速ct1t2t3dv2v1v4v39如图所示，质量m=0.5kg、初速度v0=10m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力f的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的vt图象如图乙所示，g取10m/s2，则（）a物体与地面的动摩擦因数为0.1b02 s内f做的功为48 jc07 s内物体克服摩擦力做功为25 jd07 s内物体滑行的总位移为29 m10如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（）a0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定bt1t2时间内汽车牵引力做功为mvmvct1t2时间内的平均速度为（v1+v2）d在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小11如图，a、b质量相等，它们与地面间的摩擦系数也相等，且fa=fb，如果a、b由静止开始运动相同的距离，那么（）afa对a做的功与fb对b做的功相同bfa对a做功的平均功率大于fb对b做功的平均功率c到终点时物体a获得的动能大于物体b获得的动能d到终点时物体a获得的动能小于物体b获得的动能四、计算题（本题共5小题，共计60分）12有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的几倍？13若有一飞行器p绕月球做匀速圆周运动，周期为t，月球相对飞行器的张角为，求月球的平均密度（万有引力常量为g）14a、b两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知ma=mb=1kg，轻弹簧劲度系数为100n/m若在木块a上作用一个竖直向上的力f，使木块a由静止开始以2m/s2的加速竖直向上作匀加速运动取g=10m/s2，求：（1）使木块a竖直向上作匀加速运动的过程中，力f的最大值是多少？（2）若木块a竖直向上作匀加速运动，直到a、b分离的过程中，弹簧的弹性势能减小了1.28j，则在这个过程中，力f对木块做的功是多少？15某同学利用玩具电动车模拟腾跃运动如图所示，ab是水平地面，长度为l=6m，bc是半径为r=12m的圆弧，ab、bc相切于b点，cde是一段曲面玩具电动车的功率始终为p=10w，从a点由静止出发，经t=3s到达b点，之后通过曲面到达离地面h=1.8m的e点水平飞出，落地点与e点的水平距离x=2.4m玩具电动车可视为质点，总质量为m=1kg，在ab段所受的阻力恒为2n，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力求：（1）玩具电动车过b点时对圆弧轨道的压力：（2）玩具电动车过e点时的速度；（3）若从b点到e点的过程中，玩具电动车克服摩擦阻力做功10j，则该过程所需要的时间是多少？16如图所示，水平传送带上a、b两端点间距l=4m，半径r=0.7m的光滑半圆形轨道固定于竖直平面内，下端与传送带b相切传送带以v0=5m/s的速度沿图示方向匀速运动，质量m=1kg的小滑块由静止放到传送带的a端，经一段时间运动到b端，滑块与传送带间的动摩擦因数=0.5，取g=10m/s2（1）求滑块到达b端的速度；（2）求滑块由a运动到b的过程中，滑块与传送带间摩擦产生的热量；（3）仅改变传送带的速度，其他条件不变，计算说明滑块能否通过圆轨道最高点c2015-2016学年江苏省南通市启东中学高一（下）第一次月考物理试卷参考答案与试题解析一、单项选择题（本题共6小题，每小题5分，共计30分在每小题所给的四个选项中，只有一个选项符合题意）1第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一万有引力定律下列有关万有引力定律的说法中正确的是（）a开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆b太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星c库仑利用实验较为准确地测出了引力常量g的数值d牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识【分析】根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆；太阳与行星间的引力就是万有引力，自然界一切物体之间都有这种引力，包括行星与它的卫星；万有引力常量g是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的；地球对地面上物体的引力本质上就是万有引力，太阳与地球之间的引力也是万有引力【解答】解：a、根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆，故a正确b、太阳与行星间的引力就是万有引力，万有引力适用于一切天体之间，故b错误c、万有引力常量g是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的，故c错误d、在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律的规律，故d正确故选：ad2如图，拉格朗日点l1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动据此，科学家设想在拉格朗日点l1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小以下判断正确的是（）aa2a3a1ba2a1a3ca3a1a2da3a2a1【分析】由题意知，空间站在l1点能与月球同步绕地球运动，其绕地球运行的周期、角速度等于月球绕地球运行的周期、角速度，由an=r，分析向心加速度a1、a2的大小关系根据a=分析a3与a1、a2的关系【解答】解：在拉格朗日点l1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，根据向心加速度an=r，由于拉格朗日点l1的轨道半径小于月球轨道半径，所以a2a1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点l1的轨道半径，根据a=得a3a2a1，故选：d3从空中以50m/s的初速度平抛一个重为10n的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地时重力的瞬时功率p1、全过程的平均功率p2为（）ap1=500 wp2=500 wbp1=300 wp2=150 wcp1=500 wp2=150 wdp1=700 wp2=500 w【分析】平抛的物体在竖直方向上做自由落体运动，重力的瞬时功率等于重力与重力方向速度的乘积，据此计算即可【解答】解：平抛运动的物体3s落地，故落地时竖直方向的速度vy=gt=103m/s=30m/s，所以物体落地时的瞬时功率p1=mgvy=1030w=300w；平抛物体3s内竖直方向的平均速度，重力的平均功率故b正确，acd错误故选：b4升降机从地面上升，在一段时间内的速度随时间变化情况如图所示则升降机内一个重物受到的支持力的功率随时间变化的图象可能是下图中的（g取10m/s2）（）abcd【分析】分析物体的受力情况和运动情况，由功率公式p=fv得到拉力的功率与时间的关系式，再选择图象【解答】解：根据升降机在一段时间内的速度随时间变化情况图象，升降机先匀加速运动后匀速运动，支持力先大于重力后等于重力，则升降机内一个重物受到的支持力的功率随时间变化的图象可能是c故选：c5nba篮球赛非常精彩，吸引了众多观众经常有这样的场面：在临终场0.1s的时候，运动员把球投出且准确命中，获得比赛的胜利如果运动员投篮过程中对篮球做功为w，出手高度为h1，篮筐距地面高度为h2，篮球的质量为m，空气阻力不计，则篮球进筐时的动能为（）aw+mgh1mgh2bw+mgh2mgh1cmgh1+mgh2wdmgh2mgh1w【分析】分析在投篮过程中外力对球所做的功，则可求得篮球进筐时的动能【解答】解；人在投篮过程中，球受重力、人的作用力，已知人对球做功w，重力对球做功为（mgh2mgh1），则由动能定理可得：w（mgh2mgh1）=ek； 故动能为w+mgh1mgh2；故选a6运输人员要把质量为m，体积较小的木箱拉上汽车现将长为l的木板搭在汽车尾部与地面间构成一固定斜面，然后把木箱沿斜面拉上汽车斜面与水平地面成30角，拉力与斜面平行木箱与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度为g则将木箱运上汽车，拉力至少做功（）amglbmgc mgl（1+）dmgl+mgl【分析】木箱在拉力作用下沿斜面先做匀加速直线运动，当速度达到某个值时，撤去拉力，木箱向上做匀减速运动，当木箱速度为零时，刚好到汽车上，此时拉力做功最少，根据动能定理求解即可【解答】解：木箱先沿斜面先做匀加速直线运动，撤去拉力后在摩擦力的作用下向上做匀减速运动，当木箱速度为零时，刚好滑到汽车上，此时拉力做功最少，根据动能定理得：wfmghmgcos30l=00解得：wf=mgl（1+），故c正确故选：c二、多项选择题（本题共5小题，每小题6分，共计30分在每小题给出的四个选项中，至少有二个选项符合题意全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选的不得分）7在航天领域中，悬绳卫星是一种新兴技术，它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动，且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，如图所示已知悬绳的长度为l，其重力不计，卫星a、b的线速度分别为v1、v2，则下列说法正确的是（）a两颗卫星的角速度不相同b两颗卫星的线速度满足v1v2c两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用d假设在b卫星轨道上还有一颗卫星c（图中没有画出），它们在同一平面内同向运动，运动一段时间后b、c可能相碰【分析】由题意知，两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，都绕地心做匀速圆周运动，角速度相同，由圆周运动线速度与角速度的关系式v=r，分析线速度的关系；根据向心力和牛顿第二定律分析悬绳的拉力；b卫星由万有引力提供向心力，由牛顿第二定律分析与c卫星的速度关系，判断b、c能否相碰【解答】解：a、两颗卫星与地心连线始终在一条直线上，都绕地心做匀速圆周运动，角速度必定相同，故a错误；b、由v=r，vr，所以v1v2故b错误；c、假设悬绳没有作用力，两颗卫星均由万有引力提供向心力，根据卫星的速度公式v=和v=r知，=，a卫星的角速度大于b卫星的角速度，若两卫星与地心连线在一条直线上，则之后两者距离将拉大，所以悬线一定拉力，故c正确；d、设悬绳的拉力大小为f，则对b卫星：g+f=，则得vb对c卫星万有引力提供向心力，vc=，可见两颗卫星的速度不等，所以在同一平面内同向运动，运动一段时间后b、c能相碰故d正确；故选：cd8如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在p点变轨，进入椭圆形转移轨道（该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的p，远地点为同步圆轨道上的q），到达远地点q时再次变轨，进入同步轨道设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点p点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为t1、t2、t3，则下列说法正确的是（）a在p点变轨时需要加速，q点变轨时要减速b在p点变轨时需要减速，q点变轨时要加速ct1t2t3dv2v1v4v3【分析】在圆轨道上运动，根据万有引力提供向心力，得出线速度与轨道半径的关系，从而比较出速度的大小在近地圆轨道加速，做离心运动而做椭圆运动，在远地点，需再次加速，使得万有引力等于向心力，进入同步轨道根据变轨的原理比较速度的大小【解答】解：ab、由离心运动条件，则知卫星在p点做离心运动，变轨时需要加速，在q点变轨时仍要加速，故a错误，b错误；c、根据开普勒第三定律， =k可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大的，周期越大，因此t1t2t3，故c正确；d、卫星从近地圆轨道上的p点需加速，使得万有引力小于向心力，进入椭圆转移轨道所以在卫星在近地圆轨道上经过p点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过p点的速度v1v2，沿转移轨道刚到达q点速率为v3，在q点点火加速之后进入圆轨道，速率为v4，所以在卫星在转移轨道上经过q点时的速度小于在圆轨道上经过q点的速度，即v3v4，根据g=m得，v=，知同步轨道的半径大于近地轨道的半径，则v1v4综上可知v2v1v4v3，故d正确；故选：cd9如图所示，质量m=0.5kg、初速度v0=10m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力f的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的vt图象如图乙所示，g取10m/s2，则（）a物体与地面的动摩擦因数为0.1b02 s内f做的功为48 jc07 s内物体克服摩擦力做功为25 jd07 s内物体滑行的总位移为29 m【分析】撤去外力物体靠滑动摩擦力做匀减速直线运动，由图象的斜率求出加速度，根据牛顿第二定律求出物体与地面间的动摩擦因数以及拉力的大小求出0到2s内的位移，从而求出拉力做的功根据速度时间图线的“面积”求出整个过程中的总位移【解答】解：a、撤去拉力后，物体的加速度大小 a2=m/s2=1m/s2根据牛顿第二定律得，mg=ma2，解得=0.1故a正确；b、有拉力时，有f+mg=ma1，根据图线知物体的加速度 a1=2m/s2解得f=0.5n02s内的位移 x=v0ta1t2=10224m=16m，则f做的功wf=fx=8j故b错误cd、07s内物体的总位移为x=3+m=29m，则克服摩擦力做功wf=mgx=0.529j=14.5j，故c错误，d正确故选：ad10如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象，oa为过原点的倾斜直线，ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段，bc段是与ab段相切的水平直线，则下述说法正确的是（）a0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定bt1t2时间内汽车牵引力做功为mvmvct1t2时间内的平均速度为（v1+v2）d在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值，t2t3时间内牵引力最小【分析】在速度时间图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动，而水平的直线表示匀速直线运动，曲线表示变速直线运动；由图象可知物体的运动情况，由p=fv可知，牵引力的变化；由动能定理可知牵引力所做的功【解答】解：a、0t1时间内为倾斜的直线，故汽车做匀加速运动，因故牵引力恒定，由p=fv可知，汽车的牵引力的功率均匀增大，故a错误；b、t1t2时间内动能的变化量为，而在运动中受牵引力及阻力，故牵引力做功一定大于，故b错误；c、t1t2时间内，若图象为直线时，平均速度为（v1+v2），而现在图象为曲线，故图象的面积大于直线时的面积，即位移大于直线时的位移，故平均速度大于（v1+v2），故c错误；d、由p=fv及运动过程可知，t1时刻物体的牵引力最大，此后功率不变，而速度增大，故牵引力减小，而t2t3时间内，物体做匀速直线运动，物体的牵引力最小，故d正确；故选d11如图，a、b质量相等，它们与地面间的摩擦系数也相等，且fa=fb，如果a、b由静止开始运动相同的距离，那么（）afa对a做的功与fb对b做的功相同bfa对a做功的平均功率大于fb对b做功的平均功率c到终点时物体a获得的动能大于物体b获得的动能d到终点时物体a获得的动能小于物体b获得的动能【分析】根据功的公式比较两个力做功的大小结合牛顿第二定律比较出加速度，结合位移时间公式比较出运动的时间，从而得出平均功率的大小根据速度位移公式比较出末速度的大小，结合瞬时功率公式比较瞬时功率的大小【解答】解：a、根据w=fscos，因两个力的大小相等，与水平方向的夹角相等，位移相等，则做功的大小相等故a正确b、对a，加速度为：a=，对b，加速度为：a=，可知a的加速度大于b的加速度，根据知，a的运动时间小于b的运动时间，根据p=，fa对a做的平均功率大于fb对b做功的平均功率故b正确c、根据v2=2as得，a的速度大于b的速度，所以到终点时物体a获得的动能大于物体b获得的动能故c正确，d错误故选：abc四、计算题（本题共5小题，共计60分）12有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的几倍？【分析】根据万有引力等于重力得出重力加速度的表达式，结合质量和密度的关系求出重力加速度与星球半径的表达式，通过重力加速度之比求出半径之比，从而得出质量之比【解答】解：根据得，表面重力加速度g=，又m=，则g=，因为星球表面的重力加速度是地面重力加速度的4倍，密度相等，则星球的半径是地球半径的4倍，根据m=知，星球质量是地球质量的64倍答：星球的质量将是地球质量的64倍13若有一飞行器p绕月球做匀速圆周运动，周期为t，月球相对飞行器的张角为，求月球的平均密度（万有引力常量为g）【分析】根据几何关系求出探测器的轨道半径，结合万有引力提供向心力求出月球的质量，从而得出月球的密度【解答】解：设月球的半径为r，根据几何关系知，飞行器的轨道半径为：r=，根据得月球的质量为：m=，则月球的密度为： =答：月球的平均密度为14a、b两个木块叠放在竖直轻弹簧上，如图所示，已知ma=mb=1kg，轻弹簧劲度系数为100n/m若在木块a上作用一个竖直向上的力f，使木块a由静止开始以2m/s2的加速竖直向上作匀加速运动取g=10m/s2，求：（1）使木块a竖直向上作匀加速运动的过程中，力f的最大值是多少？（2）若木块a竖直向上作匀加速运动，直到a、b分离的过程中，弹簧的弹性势能减小了1.28j，则在这个过程中，力f对木块做的功是多少？【分析】（1）木块a受重力、b对a的支持力和拉力，要作匀加速运动，运用牛顿第二定律即可求解力f的最大值（2）根据牛顿第二定律求出弹簧的形变量，以a、b作为一个整体，由动能定理求解【解答】解：（1）设b对a的弹力为fn，则由牛顿第二定律得：ffnmag=maa 当fn=0 时f最大，fmax=ma（g+a）=12n 设原来静止时弹簧压缩了x1，由平衡条件得：kx1=（ma+mb）g （2）a、b分离时设弹簧压缩了x2，由牛顿第二定律得：kx2mbg=mba此过程a、b上升高度h=x1x2 此时a、b速度设为v，则：v2=2ah对系统由能量转化和守恒定律得：wf+ep=（ma+mb）h+（ma+mb）v2联立以上各式代入数据求得：wf=0.64j答：（1）使木块a竖直向上作匀加速运动的过程中，力f的最大值是12 n（2）在这个过程中，力f对木块做的功是0.64j15某同学利用玩具电动车模拟腾跃运动如图所示，ab是水平地面，长度为l=6m，bc是半径为r=12m的圆弧，ab、bc相切于b点，cde是一段曲面玩具电动车的功率始终为p=10w，从a点由静止出发，经t=3s到达b点，之后通过曲面到达离地面h=1.8m的e点水平飞出，落地点与e点的水平距离x=2.4m玩具电动车可视为质点，总质量为m=1kg，在ab段所受的阻力恒为2n，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力求：（1）玩具电动车过b点时对圆弧轨道的压力：（2）玩具电动车过e点时的速度；（3）若从b点到e点的过程中，玩具电动车克服摩擦阻力做功10j，则该过程所需要的时间是多少？【分析】