福建省莆田市第一中学2019届高三物理上学期第一次月考试卷（含解析）.docx

福建省莆田市第一中学2019届高三上学期第一次月考物理试题一、 选择题1.如图所示,一光滑小球静置在光滑半球面上,被竖直放置的光滑挡板挡住,现水平向右缓慢地移动挡板,则在小球运动的过程中(该过程小球未脱离球面且球面始终静止),挡板对小球的推力F、半球面对小球的支持力FN的变化情况是()A. F增大,FN减小B. F减小,FN增大C. F减小,FN减D. F增大,FN增大【答案】D【解析】【详解】先对圆球受力分析，受重力、半圆球对其的支持力和挡板对其的支持力，设支持力方向与竖直方向的夹角为，根据共点力平衡条件，有，挡板保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角不断变大，故F变大，变大，D正确，ABC错误。【点睛】本题是三个平衡问题，分析受力情况是解题的关键步骤。运用图解法分析动态平衡问题，简洁直观。也可以根据共点力平衡条件求出各个力的表达式，最后再进行讨论2.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a,假设月球绕地球做匀速圆周运动,轨道半径为r1,向心加速度为a1。已知引力常量为G,地球半径为R。下列说法中正确的是()A. 地球质量M=B. 地球密度为C. 地球的第一宇宙速度为D. 向心加速度之比=【答案】B【解析】【详解】月球绕地球运动过程中，万有引力充当向心力，根据得，地球的质量，A错误；地球的密度，B正确；根据得，地球的第一宇宙速度，C错误；赤道上物体靠万有引力和支持力的合力提供向心力，根据题目条件无法求出向心加速度之比，D错误3.某弹射管每次弹出的小球速度相等在沿光滑竖直轨道自由下落过程中，该弹射管保持水平，先后弹出两只小球忽略空气阻力，两只小球落到水平地面的（ ）A. 时刻相同，地点相同B. 时刻相同，地点不同C. 时刻不同，地点相同D. 时刻不同，地点不同【答案】B【解析】本题考查合运动与分运动的关系及时刻和位置的概念，意在考查考生的理解能力。弹射管在竖直方向做自由落体运动，所以弹出小球在竖直方向运动的时间相等，因此两球应同时落地；由于两小球先后弹出，且弹出小球的初速度相同，所以小球在水平方向运动的时间不等，因小球在水平方向做匀速运动，所以水平位移相等，因此落点不相同，故选项B正确。点睛：本题以平抛运动为背景考查合运动与分运动的关系及时刻和位置的概念，解题时要注意弹射管沿光滑竖直轨道向下做自由落体运动，小球弹出时在竖直方向始终具有跟弹射管相同的速度。4.如图所示，小物块与水平轨道、倾斜轨道之间的动摩擦因数均相同，小物块从倾角为1的轨道上高度为h的A点静止释放，运动至B点时速度为v1。现将倾斜轨道的倾角调至为2，仍将物块从轨道上高度为h的A点静止释放，运动至B点时速度为v2。已知21，不计物块在轨道接触处的机械能损失。则A. v1v2B. v1v2C. v1 =v2D. 由于不知道1、2的具体数值，v1、v2关系无法判定【答案】C【解析】试题分析：物体运动过程中摩擦力做负功，重力做正功，由动能定理可得：，因为，所以，故到达B点的速度与倾斜轨道的倾角无关，所以，故C正确考点：考查了动能定理的应用5.如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点。在从A到B的过程中，物块（ ）A. 加速度逐渐减小B. 经过O点时的速度最大C. 所受弹簧弹力始终做正功D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功【答案】D【解析】【详解】由于水平面粗糙且O点为弹簧在原长时物块的位置，所以弹力与摩擦力平衡的位置在OA之间，加速度为零时弹力和摩擦力平衡，所以物块在从A到B的过程中加速度先减小后反向增大，A错误；物体在平衡位置处速度最大，所以物块速度最大的位置在AO之间某一位置，B错误；从A到O过程中弹力方向与位移方向相同，弹力做正功，从O到B过程中弹力方向与位移方向相反，弹力做负功，C错误；从A到B过程中根据动能定理可得，即，即弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功，D正确6.如图所示，固定在地面上的半圆轨道直径ab水平，质点P与半圆轨道的动摩擦因数处处一样，当质点P从a点正上方高H处自由下落，经过轨道后从b点冲出竖直上抛，上升的最大高度为，空气阻力不计当质点下落再经过轨道a点冲出时，能上升的最大高度h为()A. 不能从a点冲出半圆轨道B. 能从a点冲出半圆轨道，但C. 能从a点冲出半圆轨道，但D. 无法确定能否从a点冲出半圆轨道【答案】B【解析】试题分析：质点第一次在槽中滚动过程，由动能定理得：，为质点克服摩擦力做功大小，解得：，即第一次质点在槽中滚动损失的机械能为，由于第二次小球在槽中滚动时，对应位置处速度变小，因此槽给小球的弹力变小，摩擦因数不变，所以摩擦力变小，摩擦力做功小于，机械能损失小于，因此小球再次冲出a点时，能上升的高度大于零而小于，故ACD错误，B正确。考点：动能定理【名师点睛】本题的关键在于知道第二次运动过程中摩擦力做功比第一次小，明确动能定理的应用范围很广，可以求速度、力、功等物理量，特别是可以去求变力功摩擦力做功使得机械能转化成内能。7.沿光滑水平面在同一条直线上运动的两物体A、B碰撞后以共同的速度运动，该过程的位移时间图象如图所示则下列判断正确的是()A. A、B的质量之比为1：2B. 碰撞前后A的运动方向相同C. 碰撞过程中A的动能变大，B的动能减小D. 碰前B的动量较小【答案】A【解析】【分析】位移-时间图象的斜率表示速度，由此求出碰撞前后两个物体的速度大小和方向根据碰撞的基本规律：动量守恒定律求出质量之比由能量守恒定律比较碰撞两个物体动能的变化【详解】根据位移-时间图象的斜率表示速度，知碰撞前后A的运动方向相反，B正确；碰撞前，A的速度，B的速度为，碰撞后，AB的共同速度为，碰撞前后A的动能不变，B的动能减小，根据动量守恒定律得，解得，A正确C错误；碰撞前，A的动量为，B的动量为，则得，B的动量较大，D错误8.向空中发射一物体(不计空气阻力),当物体的速度恰好沿水平方向时,物体炸裂为a、b两块。若质量较大的a的速度方向仍沿原来的方向,则()A. b的速度方向一定与原速度方向相反B. 从炸裂到落地这段时间里,a飞行的水平距离一定比b的大C. a、b一定同时到达地面D. 炸裂的过程中,a、b的动量变化大小一定相等【答案】CD【解析】【详解】在炸裂过程中，由于重力远小于内力，系统的动量守恒。炸裂前物体的速度沿水平方向，炸裂后a的速度沿原来的水平方向，根据动量守恒定律判断出来b的速度一定沿水平方向，但不一定与原速度方向相反，取决于a的动量与物体原来动量的大小关系，A错误；a、b都做平抛运动，飞行时间相同，由于初速度大小关系无法判断，所以a飞行的水平距离不一定比b的大，B错误；a、b都做平抛运动，竖直方向做自由落体运动，由于高度相同，飞行时间一定相同，a，b一定同时到达水平地面，C正确；在炸裂过程中，a，b受到爆炸力大小相等，作用时间相同，则爆炸力的冲量大小一定相等，即炸裂的过程中,a、b的动量变化大小一定相等，D正确9.如图所示,水平光滑轨道宽和弹簧自然长度均为d。m2的左边有一固定挡板。m1由图示位置静止释放,当m1与m2相距最近时m1速度为v1,则在以后的运动过程中()A. m1的最小速度是0B. m1的最小速度是v1C. m2的最大速度是v1D. m2的最大速度是v1【答案】BD【解析】【分析】当与相距最近后，继续前行，两物体组成的系统水平方向不受外力，故动量守恒；由动量守恒及机械能守恒定律分析过程可知两小球的运动情景【详解】从小球到达最近位置后继续前进，此后拉到前进，减速，加速，达到共同速度时两者相距最远，此后继续减速，加速，当两球再次相距最近时，达到最小速度，达最大速度：两小球水平方向动量守恒，速度相同时保持稳定，一直向右前进，；解得，故的最大速度为，的最小速度为，BD正确【点睛】本题为弹性碰撞的变式，可以作为水平方向弹性碰撞模型进行分析，分析其运动过程找出其最大最小速度的出现位置，由动量守恒可以解答10.质量不等，但具有相同初动能的两个物体，在摩擦系数相同的水平地面上滑行，直到停止，则（ ）A. 质量大的物体滑行的距离大B. 质量小的物体滑行的距离大C. 它们滑行的距离一样大D. 它们克服摩擦力所做的功一样多【答案】B【解析】试题分析：由动能定理可知：，解得，选项C正确；摩擦力做功Wf=mgx，则质量大的克服摩擦力做功较多；故选C.考点：动能定理；摩擦力的功.11.一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2,速度分别是v1和v2,合外力从开始至t0时刻做的功是W1,从t0至2 t0时刻做的功是W2,则 ()A. x2=5x1v2=3v1B. x2=5x1W2=8W1C. v2=3v1W2=9W1D. x1=9x2v2=5v1【答案】AB【解析】【详解】根据动量定理：的过程，的过程，解得，即，代入解得，即，由，得：，即，AB正确【点睛】本题涉及力在时间的积累效果，优先考虑动量定理。要注意位移是相对出发点的位移12.如图所示,点O、a、c在同一水平线上,c点在竖直细杆上。一橡皮筋一端固定在O点,水平伸直(无弹力)时,另一端恰好位于a点,在a点固定一光滑小圆环,橡皮筋穿过圆环与套在杆上的小球相连。已知b、c间距离小于c、d间距离,小球与杆间的动摩擦因数恒定,橡皮筋始终在弹性限度内且其弹力跟伸长量成正比。小球从b点上方某处释放,第一次到达b、d两点时速度相等,则小球从b第一次运动到d的过程中()A. 在c点速度最大B. 在c点下方某位置速度最大C. 重力对小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功D. 在b、c两点,摩擦力的瞬时功率大小相等【答案】BC【解析】【详解】在b点，重力和弹力向下的分力大于摩擦力，合力向下，向下运动过程中，弹力减小，所以从b到c，小球做加速度减小的加速运动，在c点，弹力与杆垂直，重力和摩擦力的合力仍然向下，所以在c点下方某位置加速度等于0，速度达到最大值，A错误B正确；由题意知，第一次到达b、d两点时速度相等，由动能定理可得，重力、弹力和摩擦力合力做功等于0，已知b、c间距离小于c、d间距离，即全过程弹力做负功，所以重力对小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功，C正确；在b、d两点时速度相等，由于摩擦力的存在，bd两点到c点的距离并不相等，所以，在bd两点橡皮筋的弹力不相等，摩擦力大小不相等，所以摩擦力的瞬时功率大小不相等，D错误二、实验题13.探究外力做功与物体动能变化关系的实验装置如图甲所示，根据实验中力传感器读数和纸带的测量数据等可分别求得外力对小车做的功和小车动能的变化量(1)关于该实验，下列说法中正确的有_A平衡摩擦力时，调整垫块的高度，改变钩码质量，使小车能在木板上做匀速运动B调整滑轮高度，使连接小车的细线与木板平行C实验中要始终满足钩码的质量远小于小车质量D若纸带上打出的是短线，可能是打点计时器输入电压过高造成的(2)除了图甲中注明的器材外，实验中还需要交流电源、导线、刻度尺和_【答案】 (1). BD (2). 天平【解析】【详解】(1)平衡摩擦力时，调整垫块的高度，但不应该挂钩码，A错误；连接小车的细线要与木板平行，否则线的拉力不能全部做功，B正确；因力传感器可以读出每时刻拉力的数值，不需要满足钩码的质量远小于小车的质量，C错误；电压过高，振针的振幅大，因此在纸带上停留的时间长，从而打出短线，D正确；(2)因求小车的动能，必须知道小车的质量，所以还需要天平测小车质量14.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机，是英国数学家和物理学家阿特伍德创制的一种著名力学实验装置，用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律，如图乙所示(1)实验时，该同学进行了如下操作：将质量均为M (A的含挡光片，B的含挂钩)的重物用绳连接后，跨放在定滑轮上，处于静止状态，测量出_ (填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.在B的下端挂上质量为m的物块C，让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动，光电门记录挡光片挡光的时间为t.测出挡光片的宽度d，计算有关物理量，验证机械能守恒定律(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，应满足的关系式为_ (已知重力加速度为g)(3)引起该实验系统误差的原因有_ (写一条即可)(4)验证实验结束后，该同学突发奇想：如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒，不断增大物块C的质量m，重物B的加速度a也将不断增大，那么a与m之间有怎样的定量关系？a随m增大会趋于一个什么值？请你帮该同学解决：写出a与m之间的关系式：_ (还要用到M和g)a的值会趋于_【答案】 (1). 挡光片中心 (2). (3). 绳子有一定的质量、滑轮与绳子之间有摩擦、重物运动受到空气阻力等 (4). (5). 重力加速度g【解析】解：（1）螺旋测微器的固定刻度读数为5.5mm，可动刻度读数为0.0120.0mm=0.200mm，所以最终读数为：5.5mm+0.200mm=5.700mm（2）需要测量系统重力势能的变化量，则应该测量出挡光片中心到光电门中心的距离，系统的末速度为：v=，则系统重力势能的减小量Ep=mgh，系统动能的增加量为：Ek=（2M+m）v2=（2M+m）（）2，若系统机械能守恒，则有：mgh=（2M+m）（）2（3）系统机械能守恒的条件是只有重力做功，引起实验误差的原因可能有：绳子有质量；滑轮与绳子有摩擦；重物运动受到阻力作用（4）根据牛顿第二定律得，系统所受的合力为mg，则系统加速度为：a=，当m不断增大，则a趋向于g故答案为：（1）5.700；（2）mgh=（2M+m）（）2；（3）绳子有质量；滑轮与绳子有摩擦；重物运动受到阻力作用（回答一个即可）（4）a=；重力加速度g【点评】考查螺旋测微器的读数方法是固定刻度读数加上可动刻度读数，在读可动刻度读数时需估读，解决本题的关键知道实验的原理，知道误差产生的原因，掌握整体法在牛顿第二定律中的运用三、计算题15.某飞机场利用如图所示的传送带将地面上的货物运送到飞机上，传送带与地面的夹角=30，传送带两端A、B的长度L=12.5m传送带以v=5m/s的恒定速度匀速向上运动在传送带底端A轻轻放一质量m=5kg的货物，货物与传送带间的动摩擦因数求货物从A端运送到B端所需的时间（g取10m/s2）【答案】【解析】【分析】货物放在传送带上后，第一阶段做匀加速直线运动，由牛顿第二定律可求得加速度，由速度公式可求出货物的速度达到和传送带相同所用的时间，并求出此段时间的位移第二阶段货物随物体做匀速直线运动，可以求得这段的时间，两者相加得到总时间【详解】以货物为研究对象，由牛顿第二定律得解得；货物匀加速运动的时间为，货物匀加速的位移，经计算知,故此后货物随传动带一起向上做匀速运动，匀速运动的位移，匀速运动的时间，货物从A到B所需的时间为；【点睛】对于传送带运送货物的问题，一是要判定何时到达共同速度二是要判定在到达相同速度前，物体是否已经到达传送带末端16.汽车在平直的公路上以额定功率行驶，行驶一段距离后关闭发动机，测出了汽车动能Ek与位移x的关系图象如图所示已知汽车的质量为1103 kg，汽车运动过程中所受地面的阻力恒定，空气的阻力不计求：(1)汽车受到地面的阻力大小；(2)汽车的额定功率；(3)汽车加速运动的时间【答案】(1)f=2103 N(2)P=8104 W(3)t=16.25 s【解析】试题分析：（1）由图像可知，汽车减速运动的位移x=110m-700m=400m汽车匀速运动的动能汽车在地面的阻力f作用下减速直至停止由动能定理有，解得（2）因为，解得汽车匀速运动时的速度汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力大小，故汽车的额定功率（3）根据题图可知汽车加速运动过程中的位移汽车的初动能根据动能定理有解得考点：考查了机车启动，动能定理【名师点睛】应用动能定理应注意的几个问题(1)明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。(2)要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。(3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待17.质量为mB=2 kg的木板B静止于光滑水平面上，质量为mA=6 kg的物块A停在B的左端，质量为mC=2 kg的小球C用长为L=0.8 m的轻绳悬挂在固定点O。现将小球C及轻绳拉直至水平位置后由静止释放，小球C在最低点与A发生正碰，碰撞作用时间很短为，之后小球C反弹所能上升的最大高度h=0.2 m。已知A、B间的动摩擦因数，物块与小球均可视为质点，不计空气阻力，取g=10 m/s2。求： （1）小球C与物块A碰撞过程中所受的撞击力大小；（2）为使物块A不滑离木板B，木板B至少多长？【答案】（1） （2）【解析】试题分析：（1）对小球C下摆的过程，应用动能定理求出小球与A碰撞前瞬间的速度，再由动能定理求得小球C反弹上升的初速度，即与A碰后的速度，再对C，运用动量定理求解撞击力；（2）A获得速度后，再对A、B组成的系统，运用动量守恒