云南省玉溪市通海三中2017－2018学年高一下学期四月份月考物理试题

云南省玉溪市通海三中2018年四月份月考卷高一物理本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间120分钟。学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________注：1、请在上面的学生信息上写上自己的信息所有答题内容写在答题卡上一、单选题(共12小题,每小题3.0分,共36分)1.2011年5月11日，京沪高铁开始运行试验，列车运行时，一瓶矿泉水始终静止在水平车窗台面上(如图)．假设列车沿水平方向做直线运动，则()A．若列车做匀速运动，瓶不受摩擦力作用B．若列车做加速运动，瓶不受摩擦力作用C．若列车做匀速运动，瓶受到与运动方向相同的摩擦力作用D．若列车做加速运动，瓶受到与运动方向相反的摩擦力作用【答案】A【解析】若列车做匀速运动，矿泉水瓶加速度为零，合力为零，故受重力和支持力平衡，不受摩擦力，故A正确，C错误；若列车做加速运动，矿泉水瓶也加速前进，加速度向前，合力向前；矿泉水瓶受重力、支持力和向前的滑动摩擦力作用，故B错误，D错误．2.如图所示，电风扇工作时，叶片上a，b两点的线速度分别为va，vb，角速度分别为ωa，ωb，则下列关系正确的是()A．va＝vb，ωa＝ωbB．va<vb，ωa＝ωbC．va>vb，ωa>ωbD．va<vb，ωa<ωb【答案】B【解析】3.明代出版的《天工开物》一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图所示)，记录了我们祖先的劳动智慧.若A、B、C三齿轮半径的大小关系为rA>rB>rC，则()A．齿轮A的角速度比C的大B．齿轮A、B的角速度大小相等C．齿轮B与C边缘的线速度大小相等D．齿轮A边缘的线速度比齿轮C边缘的线速度大【答案】D【解析】齿轮A边缘的线速度vA与齿轮B边缘的线速度vB相等，齿轮B、C的角速度ωB＝ωC.由vA＝ωArA，vB＝ωBrB，vC＝ωCrC，vA＝vB，rA>rB>rC，ωB＝ωC可得：ωA<ωB，ωA<ωC，vB>vC，vA>vC，故选项D正确.4.质点从静止开始做匀加速直线运动，在第1个2s、第2个2s和第5s内三段位移大小之比为()A．2∶6∶5B．2∶8∶7C．4∶12∶9D．2∶2∶1【答案】C【解析】由位移公式x＝at2得每秒内的位移比为1∶3∶5∶7∶9∶……，得第1个2s内的位移x1、第2个2s内的位移x2、第5s内的位移x3之比为x1∶x2∶x3＝(1＋3)∶(5＋7)∶9＝4∶12∶9，C正确．5.一辆汽车以20m/s的速度沿平直路面行驶，当汽车以5m/s2的加速度刹车时，其刹车距离为()A．40mB．20mC．100mD．4m【答案】A【解析】已知v0＝20m/s，a＝－5m/s2，v＝0，由v2－v＝2ax得刹车距离x＝＝m＝40m．A正确．6.如图所示，A为电磁铁，C为胶木秤盘，电磁铁A和秤盘C(包括支架)的总质量为M，B为铁片，质量为m，整个装置用轻绳悬挂于O点．当电磁铁通电，铁片被吸引加速上升的过程中，轻绳中拉力FT的大小为()A．FT＝mgB．Mg<FT<(M＋m)gC．FT＝(M＋m)gD．FT>(M＋m)g【答案】D【解析】以A、B、C组成的系统为研究对象，A、C静止，铁片B由静止被吸引加速上升，则系统的重心加速上升，系统处于超重状态，故轻绳的拉力为FT>(M＋m)g.应选D.7.子弹以初速度v0水平向右射出，沿水平直线穿过一个正在沿逆时针方向转动的薄壁圆筒，在圆筒上只留下一个弹孔(从A位置射入，B位置射出，如图所示)．OA，OB之间的夹角θ＝，已知圆筒半径R＝0.5m，子弹始终以v0＝60m/s的速度沿水平方向运动(不考虑重力的作用)，则圆筒的转速可能是()A．20r/sB．60r/sC．100r/sD．140r/s【答案】C【解析】OA、OB之间的夹角θ＝，所以A与B之间的距离等于R，在子弹飞行的时间内，圆筒转动的角度为(2n－)π，n＝1,2,3…，则时间：t＝，(n＝1,2,3…)．所以子弹的速度：v＝＝＝＝，(n＝1,2,3…)．解得：ω＝2(2n－)π·v，(n＝1,2,3…)．则：T＝＝＝，(n＝1,2,3…)转速：N＝＝(2n－)v，(n＝1,2,3…)当n＝1时，N＝×60＝100r/s当n＝2时，N＝×60＝220r/s8.如图所示，质量相等的a、b两物体放在圆盘上，到圆心的距离之比是2∶3，圆盘绕圆心做匀速圆周运动，两物体相对圆盘静止，a、b两物体做圆周运动的向心力之比是()A．1∶1B．3∶2C．2∶3D．9∶4【答案】C【解析】两个物体是同轴传动，角速度相等，质量又相等，根据F＝mω2r可知，向心力之比＝＝，故C正确．9.一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的半圆形轨道滑行，如图所示，经过最低点时的速度为v，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，则它在最低点时受到的摩擦力为()A．ΜmgB．C．μm(g＋)D．μm(g－)【答案】C【解析】在最低点由向心力公式得：FN－mg＝m，得FN＝mg＋m，又由摩擦力公式有Ff＝μFN＝μ(mg＋m)，C选项正确.10.下列关于圆周运动的向心力的说法，正确的有()A．运动员在跑道转弯时，主要靠地面的支持力提供向心力B．用细绳拴住的小球在竖直平面内做圆周运动，一定是细绳的拉力提供向心力C．在绕地球沿圆轨道自由飞行的飞船内，宇船员处于完全失重状态，是万有引力全部提供向心力．D．洗衣机脱水旋转时，可把衣物中的水分甩出，是水分受到的向外运动的力【答案】C【解析】运动员在跑道转弯时，主要靠地面的摩擦力提供向心力，A错．小球在竖直平面内做圆周运动，可能是重力提供向心力，也可能是重力与拉力的合力提供向心力，B错．C对．洗衣机脱水旋转时，可把衣物中的水分甩出，是水分的向心力不足，做离心运动，D错．11.如图所示，跳伞运动员打开伞后经过一段时间，将在空中保持匀速降落．已知运动员和他身上装备的总重力为G1，圆顶形降落伞伞面的重力为G2，有8条相同的拉线，一端与飞行员相连(拉线重力不计)，另一端均匀分布在伞面边缘上(图中没有把拉线都画出来)，每根拉线和竖直方向都成30°角．那么每根拉线上的张力大小为()A．B．C．D．【答案】B【解析】对运动员受力分析可知，8条拉线的合力与运动员的重力等大反向，即8条拉线在水平方向的分力的合力为零，竖直方向分力的合力与运动员的重力等大反向，根据对称性可知，8条拉线的张力都相等，每条拉线的张力在竖直方向的分力Fy＝Fcos30°，且8Fy＝G1，可得F＝＝＝，故B正确，A、C、D错误．12.以下说法正确的是()A．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变，在狭义相对论中，物体的质量也不随运动状态而改变B．在经典力学中，物体的质量随物体运动速度增大而减小，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度的增大而增大C．在经典力学中，物体的质量是不变的，在狭义相对论中，物体的质量随物体速度增大而增大D．上述说法都是错误的【答案】C【解析】经典力学适用于宏观物体的低速运动，对于微观粒子的高速运动问题，经典力学不再适用，但相对论适用，狭义相对论中物体的质量随物体速度增大而增大，C选项正确．二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)13.(多选)如图所示，在水平转台上放置有轻绳相连的质量相同的滑块1和滑块2，转台绕转轴OO′以角速度ω匀速转动过程中，轻绳始终处于水平状态，两滑块始终相对转台静止，且与转台之间的动摩擦因数相同，滑块1到转轴的距离小于滑块2到转轴的距离．关于滑块1和滑块2受到的摩擦力Ff1和Ff2与ω2的关系图线，可能正确的是()A．B．C．D．【答案】AD【解析】两滑块的角速度相等，根据向心力公式F＝mrω2，考虑到两滑块质量相同，滑块2的运动半径较大，摩擦力较大，所以角速度增大时，滑块2先达到最大静摩擦力．继续增大角速度，滑块2所受的摩擦力不变，绳子拉力增大，滑块1的摩擦力减小，当滑块1的摩擦力减小到零后，又反向增大，当滑块1摩擦力达到最大值时，再增大角速度，将发生相对滑动．故滑块2的摩擦力先增大达到最大值不变．滑块1的摩擦力先增大后减小，在反向增大．故A、D正确，B、C错误．14.(多选)如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示．根据图乙中所标出的数据可计算出()A．物体的质量B．物体与水平面间的滑动摩擦力C．物体与水平面间的最大静摩擦力D．在F为14N时，物体的速度最小【答案】ABC【解析】根据牛顿第二定律，F－Ff＝ma，由题图可读出外力F和加速度a的值，有：7－Ff＝0.5m,14－Ff＝4m.联立两式解得：Ff＝6N，m＝2kg.故A、B正确；由图可知，当F＝7N时物体开始滑动，所以最大静摩擦力为7N，故C正确；F＝7N开始增大，加速度逐渐增大，物体做变加速直线运动，可知F＝14N时，物体的速度不是最小，故D错误．15.(多选)如图所示，两个质量分别为m1＝2kg、m2＝3kg的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧秤连接．两个大小分别为F1＝30N、F2＝20N的水平拉力分别作用在m1、m2上，则()A．弹簧秤的示数是10NB．弹簧秤的示数是26NC．在突然撤去F2的瞬间，m1的加速度大小为5m/s2D．在突然撤去F1的瞬间，m1的加速度大小为13m/s2【答案】BD【解析】两水平拉力导致物体受力不平衡，先选整体为研究对象进行受力分析，由牛顿第二定律得F1－F2＝(m1＋m2)a；解得：a＝2m/s2；对m2受力分析：向左的F2和向右的弹簧弹力F，由牛顿第二定律得：F－F2＝m2a，解得：F＝26N，故A错误，B正确．在突然撤去F2的瞬间，因为弹簧的弹力不能发生突变，所以m1的受力没有发生变化，故加速度大小仍为2m/s2，故C错误．突然撤去F1的瞬间，m1的受力仅剩弹簧的弹力，对m1列牛顿第二定律得：F＝m1a，解得：a＝13m/s2，故D正确．16.(多选)如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO′悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b.外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态．若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则()A．绳OO′的张力也在一定范围内变化B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化【答案】BD【解析】物块b始终保持静止，可知物块a也始终保持静止，滑轮两侧绳子的夹角也不变，可知连接物块a和b的绳的张力等于物块a的重力，所以连接物块a和b的绳的张力保持不变，夹角不变，所以，绳OO′的张力也不变，故A、C错误；对物块b进行受力分析如图所示，可知，若F方向不变，大小在一定范围内变化时，重力mg和绳子的拉力FT保持不变，所以，物块b所受到的支持力也在一定范围内变化，物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化，故B、D正确．分卷II三、实验题(共2小题,每小题10.0分,共20分)17.在“测定匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录纸带运动的时间．计时器所用电源的频率为50Hz，下图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间都有四个点未画出，按时间顺序取0、1、2、3、4、5六个计数点，用米尺量出1、2、3、4、5点到0点的距离如图所示(单位：cm)．由纸带数据计算可得计数点4所代表时刻的即时速度大小v4＝________m/s，小车的加速度大小a＝________m/s2.【答案】0.4050.730【解析】v4＝v35＝＝m/s＝0.405m/s用逐差法算加速度：a＝＝m/s＝0.730m/s218.图甲为“研究加速度和力的关系”的实验装置．在实验操作中，将砝码盘和砝码所受的重力看成小车所受合外力．在保持小车总质量不变的情况下，改变所加砝码的数量，多次重复测量，得到加速度随力的变化规律如图乙所示．(1)分析发现图线的水平轴上有明显的截距(OA不为零)，这是因为_______________________．(2)在图乙的a－F图线中，AB段基本是一条直线，由此得到，在小车总质量一定的条件下，加速度与小车受到的合外力的关系是________________________________________________________________________．而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【答案】(1)未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够(2)小车的加速度与所受的合外力成正比砝码盘和砝码的总质量过大【解析】(1)由所给a－F图线知，拉力F增大到一定值时小车才开始运动，表明小车没有被平衡摩擦力或平衡得不够．(2)AB为一条直线，表明在细线的拉力(即砝码盘及砝码的重力)比较小的情况下，小车的加速度与它所受合外力成正比；BC段成曲线的原因是砝码盘和砝码的总质量太大了，不再满足远小于小车的质量这一重要条件．四、计算题19.如图所示，有一长度x＝1m、质量M＝10kg的平板小车，静止在光滑的水平面上，在小车一端放置一质量m＝4kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ＝0.25，要使物块在2s内运动到小车的另一端，求作用在物块上的水平力F是多少？(g取10m/s2)【答案】16N【解析】由下图中的受力分析，根据牛顿第二定律有F－Ff＝ma物①Ff′＝Ma车②其中Ff＝Ff′＝μmg③由分析图结合运动学公式有x1＝a车t2④x2＝a物t2⑤x2－x1＝x⑥由②③解得a车＝1m/s2⑦由④⑤⑥⑦解得a物＝1.5m/s2所以F＝Ff＋ma物＝m(μg＋a物)＝4×(0.25×10＋1.5)N＝16N.20.质量为m的登月器与航天飞机连接在一起，随航天飞机绕月球做半径为3R(R为月球半径)的圆周运动．当它们运动到轨道的A点时，登月器被弹离，航天飞机速度变大，登月器速度变小且仍沿原方向运动，随后登月器沿椭圆轨道登上月球表面的B点，在月球表面逗留一段时间后，经快速启动仍沿原椭圆轨道回到分离点A与航天飞机实现对接，如图所示．已知月球表面的重力加速度为g月．科学研究表明，天体在椭圆轨道上运行的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比．(1)登月器与航天飞机一起在圆轨道上绕月球运行的周期是多少？(2)若登月器被弹离后，航天飞机的椭圆轨道的长轴为8R，为保证登月器能顺利返回A点实现对接，则登月器可以在月球表面逗留的时间是多少？【答案】(1)T＝6π(2)t＝4π(4n－)(n＝1、2、3、…)【解析】(1)设登月器和航天飞机在半径为3R的圆轨道上运行时的周期为T