辽宁省凤城市第一中学2020届高三物理上学期第一次月考试题（含解析）

1 辽宁省凤城市第一中学辽宁省凤城市第一中学 20202020 届高三物理上学期第一次月考试题 含届高三物理上学期第一次月考试题 含 解析 解析 一 选择题一 选择题 1 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是 a 开普勒 卡文迪许b 牛顿 卡文迪许 c 牛顿 伽利略d 开普勒 伽利略 答案 b 解析 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是牛顿和卡文迪许 故选 b 2 公路急转弯处通常是交通事故多发地带 如图 某公路急转弯处是一圆弧 当汽车行驶的 速率为v0时 汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势 则在该弯道处 a 路面外侧与内侧一样高 b 车速只要低于v0 车辆便会向内侧滑动 c 车速虽然高于v0 但只要不超出某一最高限度 车辆便不会向外侧滑动 d 当路面结冰时 与未结冰时相比 v0的值变小 答案 c 解析 详解 a 路面应建成外高内低 此时重力和支持力的合力指向内侧 可以提供圆周运动向 心力 故 a 错误 b 车速低于v0 所需的向心力减小 此时摩擦力可以指向外侧 减小提供的力 车辆不会向 内侧滑动 故 b 错误 c 车速若高于v0 所需的向心力增大 此时摩擦力可以指向内侧 增大提供的力 只要速度 不超出某一最高限度 车辆不会向外侧滑动 故 c 正确 d 当路面结冰时与未结冰时相比 由于支持力和重力不变 则v0的值不变 故 d 错误 2 3 如图 一粗糙斜面固定在地面上 斜面顶端装有一光滑定滑轮 一细绳跨过滑轮 其一端 悬挂物块n 另一端与斜面上的物块m相连 系统处于静止状态 现用水平向左的拉力缓慢 拉动n 直至悬挂n的细绳与竖直方向成 45 已知m始终保持静止 则在此过程中 下列 说法错误的是 a 水平拉力的大小一定变大 b m所受细绳的拉力大小一定一直增加 c m所受斜面的摩擦力大小一定一直增加 d m所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加 答案 c 解析 详解 ab 根据m n均保持静止 进行受力分析可知 n受到竖直向下的重力及水平方向 的拉力f 变化的绳子拉力t 如下图所示 在向左拉动的时候 绳子拉力t和水平拉力f都不断增大 故 a b 正确 不符合题意 cd 对于m的受力 开始时可能摩擦力f向上 则t mgsin f 当t不断增大的时候 f减 少 当t mgsin 时 f向下 随着t的增大 f将增大 所以沿斜面的摩擦力f可能先减 小后增大 也可能是t mgsin f 当t不断增大的时候 摩擦力f增大 故 c 错误 符合 题意 d 正确 不符合题意 4 如图 半圆形光滑轨道固定在水平地面上 半圆的直径与地面垂直 一小物块以速度 v 从轨 道下端滑入轨道 并从轨道上端水平飞出 小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关 此距离最大时 对应的轨道半径为 重力加速度为 g 3 a b c d 2 16 v g 2 8 v g 2 4 v g 2 2 v g 答案 b 解析 分析 根据动能定理得出物块到达最高点的速度 结合高度求出平抛运动的时间 从而得出水平位 移的表达式 结合表达式 运用二次函数求极值的方法得出距离最大时对应的轨道半径 详解 设半圆的半径为 r 根据动能定理得 mg 2r mv 2 mv2 离开最高点做平抛 1 2 1 2 运动 有 2r gt2 x v t 联立解得 1 2 24 2 2 16 4484 vv g r r vgrgg x gg 可知当 r 时 水平位移最大 故 b 正确 acd 错误 故选 b 2 8 v g 点睛 本题考查了动能定理与圆周运动和平抛运动的综合运用 得出水平位移的表达式是 解决本题的关键 本题对数学能力的要求较高 需加强这方面的训练 5 如图所示 竖直平面内有a b c三点 三点连线构成一直角三角形 ab边竖直 bc边 水平 d点为bc边中点 一可视为质点的物体从a点水平抛出 轨迹经过d点 与ac交于 e点 若物体从a运动到e的时间为tl 从a运动到d的时间为t2 则tl t2为 a 1 1b 1 2c 2 3d 1 3 答案 b 解析 详解 设 c adb 由几何关系知 tan 2tan 物体初速度为v0 根据平抛 4 运动规律 质点由a到e 1 0 1 2 1 2 g t t an v t 解得 0 1 2v tan t g 同理 质点由a到d 2 0 2 2 1 2 gt ta v t n 解得 0 2 2v tan t g 故 t1 t2 1 2 a 1 1 与结论不相符 选项 a 错误 b 1 2 与结论相符 选项 b 正确 c 2 3 与结论不相符 选项 c 错误 d 1 3 与结论不相符 选项 d 错误 6 如图所示 质量为 2kg 的小球静止在竖直放置的轻弹簧上 弹簧劲度系数k 50n m 现用 大小为 10n 方向竖直向下的力f作用在小球上 当小球向下运动到最大速度时撤去f g 取 10m s2 已知弹簧一直处于弹性限度内 不计阻力 则小球 5 a 返回到初始位置时的速度大小为 1m s b 返回到初始位置时的速度大小为m s 2 c 由最低点返回到初始位置过程中小球与弹簧组成系统机械能一直增加 d 由最低点返回到初始位置过程中动能先增加后减少 答案 b 解析 详解 ab 初始时弹簧的压缩量 1 2 10 m0 4m 50 mg x k 小球向下运动到最大速度时合力为零 由平衡条件得 mg f kx2 得 x2 0 6m 则小球从开始向下到速度最大的位置通过的位移 x x2 x1 0 2m 从开始到返回初始位置的过程 运用动能定理得 2 1 2 fxmv 解得小球返回到初始位置时的速度大小为 v m s 2 故 a 错误 b 正确 c 由最低点返回到初始位置过程中 弹簧的弹力和重力对小球作用 则小球与弹簧组成系统 机械能守恒 选项 c 错误 d 由最低点返回到初始位置过程中 弹簧对小球的弹力一直大于重力 则小球做加速运动 动能一直增加 故 d 错误 7 如图所示 内壁光滑半径大小为 r 的圆轨道竖直固定在桌面上 一个质量为 m 的小球静 6 止在轨道底部 a 点 现用小锤沿水平方向快速击打小球 击打后迅速移开 使小球沿轨道在 竖直面内运动 当 小球回到 a 点时 再次用小锤沿运动方向击打小球 通过两次击打 小球才能运动到圆轨道 的最高点 已知小球在运动过程中始终未脱离轨道 在第一次击打过程中小锤对小球做功 w1 第二次击打过程中小锤对小球做功 w2 设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来 增加小球的动能 则 w1 w2的值可能是 a 1 2b 2 3c 3 4d 1 答案 ab 解析 试题分析 始终未脱离轨道 有 能运动到最高点有 1 wmgr 2 12 1 2 2 wwmg rmv 可得 a b 正确 c d 错 2 v mgm r 1 2 2 3 w w 考点 本题考查能量守恒及圆周运动 8 如图所示 一异形轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成 置于光滑的水平 面上 如果轨道固定 将可视为质点和物块从圆弧轨道的最高点由静止释放 物块恰好停在水 平轨道的最左端 如果轨道不固定 仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放 下列说法正确 的是 a 物块与轨道组成的系统机械能不守恒 动量守恒 b 物块与轨道组成的系统机械能不守恒 动量不守恒 c 物块仍能停在水平轨道的最左端 d 物块将从轨道左端冲出水平轨道 答案 bc 7 解析 详解 ab 轨道不固定时 物块在轨道的水平部分时因摩擦产生内能 所以系统的机械能 不守恒 物块在轨道的圆弧部分下滑时 合外力不为零 动量不守恒 但是水平方向动量守 恒 故 a 错误 b 正确 cd 设轨道的水平部分长为l 轨道固定时 根据能量守恒定律得 mgr mgl 轨道不固定时 设物块与轨道相对静止时共同速度为v 在轨道水平部分滑行的距离为x 取向左为正方向 根据水平动量守恒得 0 m m v 则得 v 0 根据能量守恒定律得 mgr m m v2 mgx 1 2 联立解得 x l 所以物块仍能停在水平轨道的最左端 故 c 正确 d 错误 9 用两根细线把a b两小球悬挂在水平天花板上的同一点o 并用细线连接a b两小球 然后用力f作用在小球a上 如图所示 此时三根细线均处于直线状态 且ob 细线恰好处 于竖直方向 两小球均处于静止状态 不考虑小球的大小 则力f的可能方向为 a 水平向右b 竖直向上c 沿o a方向d 沿b a 方向 答案 abd 解析 8 详解 由题意知 ab细线上弹力为零 对a b小球分别受力分析 如图 力f合为f t二力的合力 与重力g平衡 大小方向保持不变 根据力的矢量三角形法则从 虚线ac到虚线dc的 acd范围内 包括ac方向 不包括cd方向 任意方向的力f都是有 可能的 a 水平向右 与结论相符 选项 a 正确 b 竖直向上 与结论相符 选项 b 正确 c 沿o a方向 与结论不相符 选项 c 错误 d 沿b a方向 与结论相符 选项 d 正确 10 有一个质量为m的物体 在倾角为 30 的斜面顶端由静止开始沿斜面下滑 由于受摩擦 阻力作用 下滑的加速度为 当物体在竖直方向上的下落高度为h时 则此过程中 下 1 5 g 列说法正确的是 a 物体的动能增加了 1 5 mg b 物体的机械能减少了 4 5 mgh c 物体与斜面之间由于摩擦产生的热量为 3 5 mgh d 物体的重力势能减少了mgh 答案 cd 解析 9 详解 a 根据牛顿第二定律 物体所受的合力为mg 则合力做功 1 5 12 5305 h wmgmgh sin 合 根据动能定理得 动能增加mgh 故 a 错误 2 5 bcd 重力做功为mgh 所以重力势能减小mgh 动能增加mgh 则机械能减小mgh 根据 2 5 3 5 能量守恒定律 减小的机械能转化为产生的热量 所以产生的热量为mgh 故 cd 正确 b 3 5 错误 11 地下矿井中的矿石装在矿车中 用电机通过竖井运送至地面 某竖井中矿车提升的速度 大小v随时间t的变化关系如图所示 其中图线 分别描述两次不同的提升过程 它们变 速阶段加速度的大小都相同 两次提升的高度相同 提升的质量相等 不考虑摩擦阻力和空 气阻力 对于第 次和第 次提升过程 a 矿车上升所用的时间之比为 5 4 b 电机的最大牵引力之比为 1 1 c 电机输出的最大功率之比为 2 1 d 电机所做的功之比为 4 5 答案 bc 解析 详解 a 设第 次提升过程矿车上升所用的时间为t 根据v t图象的面积表示位移 得 0000 00 21 2222 vtvv ttt 10 解得 t 2 5t0 所以第 次和第 次提升过程矿车上升所用的时间之比为 2t0 t 4 5 故 a 错误 b 根据图象的斜率表示加速度 知两次矿车匀加速运动的加速度相同 由牛顿第二定律得 f mg ma 可得 f mg ma 所以电机的最大牵引力相等 故 b 正确 设电机的最大牵引力为f 第 次电机输出的最大功率为 p1 fv0 第 次电机输出的最大功率为 p2 f v0 1 2 因此电机输出的最大功率之比为 2 1 故 c 正确 d 电机所做的功等于增加的重力势能 两次增加的重力势能相同 因此电机做功之比为 w1 w2 1 1 故 d 错误 12 如图所示 一个航天探测器完成对某星球表面的探测任务后 在离开星球的过程中 由 静止开始沿着与星球表面成一倾斜角的直线飞行 先加速运动 再匀速运动 不计空气阻力 探测器通过喷气而获得推动力 以下关于喷气方向的描述中正确的是 a 探测器加速运动时 不能沿直线向后喷气 b 探测器加速运动时 相对于星球竖直向下喷气 c 探测器匀速运动时 相对于星球竖直向下喷气 d 探测器匀速运动时 不需要喷气 答案 ac 解析 详解 ab 探测器由静止开始沿着与星球表面成一倾斜角的直线飞行加速运动时 加速度 11 的方向沿直线与速度方向相同 即合力的方向也沿直线与速度方向相同 而受到星球的万有 引力方向竖直向下 所以反冲力方向与运动直线成一角度斜向上 那么喷气方向与运动直线 成一角度斜向下 故选项 a 正确 b 错误 cd 探测器匀速运动 受力平衡 合力为零 已知受到的星球的万有引力竖直向下 则受到 的气体的反冲力竖直向上 因此探测器竖直向下喷气 故选项 c 正确 选项 d 错误 二 填空题二 填空题 13 某同学做 探究求合力的方法 的实验 实验装置如图甲所示 其中两个主要步骤如下 用两个弹簧测力计分别钩住绳套 互成角度地拉橡皮条 使橡皮条伸长 结点到达某一位 置o 记下o点的位置 读出并记录两个弹簧测力计的示数 只用一个弹簧测力计 通过绳套拉橡皮条使其伸长 读出并记录弹簧测力计的示数 记下 细绳的方向 按同一标度作出这 3 个力的图示 并求出f1 1 f2 2的合力 如图乙所示 1 以上两步骤均有疏漏 在 中是 在 中是 2 图乙所示的f与f 两力中 方向一定沿ao方向的是 3 重新做上述实验 使橡皮条结点到达某一位置o o点的位置 填 需要 或 不需要 与前一次相同 答案 1 记下两条细绳的方向 2 把橡皮条的结点拉到了同一位置 o 点 3 f 4 不需要 解析 详解 1 以上两步骤均有疏漏 1 在 中是记下两条细绳的方向 2 在 中是把橡 皮条的结点拉到了同一位置o点 2 3 图中f 是通过作图的方法得到合力的理论值 f而是通过一个弹簧称沿ao方向拉 橡皮条 使橡皮条伸长到o点 使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同 测量 出的合力 故方向一定沿ao方向的是f 由于误差的存在f和f 方向并不在重合 12 3 4 重新做上述实验 使橡皮条结点到达某一位置o o点的位置不需要与前一次相同 14 某实验小组采用图甲所示的装置 探究动能定理 即探究小车所受合外力做功与小车动 能的变化之间的关系 该小组将细绳一端固定在小车上 另一端绕过定滑轮与力传感器 重 物相连 实验中 小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动 打点计时器在纸带上记录 小车的运动情况 力传感器记录细绳对小车的拉力大小 1 实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力 要完成的一个重要步骤是 2 若实验中小车的质量没有远大于重物的质量 对本实验 影响 填 有 或 没 有 3 实验时 下列物理量中必须测量的是 a 长木板的长度l b 重物的质量m c 小车的总质量m 4 实验中 力的传感器的示数为f 打出的纸带如图乙 将打下的第一个点标为o 在纸 带上依次取a b c三个计数点 已知相邻计数点间的时间间隔为t 测得a b c三点到 o点的距离分别为x1 x2 x3 则从打o点到打b点过程中 探究结果的表达式是 用题中所给字母表示 答案 1 平衡摩擦力 2 没有 3 c 4 2 31 2 1 22 xx fxm t 解析 详解 1 1 实验前调节长木板的倾角以平衡摩擦力 以保证细绳的拉力等于小车受的 合力 2 2 由于有力传感器测量绳的拉力 则没必要使小车质量远大于重物和力传感器的总质 量 若实验中小车的质量没有远大于重物的质量 对本实验没有影响 3 3 实验中需要测量小车的动能 故需要知道小车的质量m 故 ab 错误 c 正确 4 从打 o 点到打 b 点的过程中 拉力对小车做的功为 w fx2 b 点的速度为 13 31 2 b xx v t 小车动能的增加量为 2 2 31 2 28 1 kb m xx emv t a 故探究结果表达式为 2 31 2 2 8 m xx fx t 三 计算题三 计算题 15 近年来 随着人类对火星的了解越来越多 美国等国家都已经开始进行移民火星的科学 探索 并面向全球招募 单程火星之旅 的志愿者 若某物体在火星表面做自由落体运动的 时间是在地球表面同一高度处做自由落体运动的时间的 1 5 倍 已知地球半径是火星半径的 2 倍 求 1 火星表面重力加速度 g1与地球表面重力加速度 g2的比值 2 如果将来成功实现了 火星移民 求在火星表面发射载人航天器的最小速度 v1与在地球 上发射卫星的最小速度 v2的比值 答案 1 2 4 9 2 3 解析 详解 1 由自由落体运动的规律h gt2 1 2 可得g 2 2h t 因此有 2 12 2 21 gt gt 代入数据解得 1 2 4 9 g g 2 发射载人航天器或卫星的最小速度即第一宇宙速度 因此有 2 2 mmv gm rr 14 即v2 gm r 又g mg 即gm r2g 2 gmm r 由 解得v gr 即 111 222 vg r vg r 代入数据解得 1 2 2 3 v v 16 赛车比赛出发阶段 一辆赛车用时 7s 跑过了一段 200m 长的直道 将该赛车运动可简化 为初速为零的匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段 已知该车在加速阶段的第 3s 内通 过的距离为 25m 求该赛车的加速度及在加速阶段通过的距离 答案 10m s2 80m 解析 试题分析 1 设赛车在匀加速阶段的加速度为 a 在前 2s 和第 3s 内通过