1、湖北省荆州中学2019-2020学年高一物理下学期3月月考试题（含解析）一、单选题（32分，每题4分）1.在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家作出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法不正确的是( )A. 开普勒通过对其导师第谷观测的行星数据进行了研究得出了万有引力定律B. 卡文迪许通过扭秤实验成功地测出了引力常量C. 伽利略通过“理想斜面”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去D. 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律【答案】A【解析】【详解】A开普勒通过对其导师第谷观测的行星数据进行了研
2、究得出了行星运动三大定律，选项A错误；B卡文迪许通过扭秤实验成功地测出了引力常量，选项B正确；C伽利略通过“理想斜面”得出结论：一旦物体具有某一速度，如果它不受力，它将以这一速度永远运动下去，选项C正确； D牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，选项D正确；此题选项不正确的选项，故选A.2.某质量为50kg的同学站在电梯底板上，利用速度传感器和计算机研究电梯的运动情况，如图所示的v-t图象是计算机显示的电梯在某一段时间内速度变化的情况（选向上为正方向，g=10m/s）根据图象提供的信息，可以判断下列说法中正确的是（ ）A. 在05s
3、内，该同学对电梯底板的压力等于520NB. 在5s10s内，该同学对电梯底板的压力等于0C. 在10s20s内，电梯在减速下降，该同学处于超重状态D. 在20s25s内，该同学对电梯底板的压力等于480N【答案】A【解析】【分析】根据“研究电梯的运动情况”可知，本题考查对超重失重现象的理解，根据图象求出电梯的加速度，当有向上的加速度时，此时人就处于超重状态，当有向下的加速度时，此时人就处于失重状态.【详解】A、在05s内，从速度时间图象可知，电梯的加速度a=0.4m/s2，所以该同学对电梯底板的压力mg+ma=520N，故A正确；B、在5s10s内，速度时间图象为水平线，此时电梯在匀速运动，处
4、于受力平衡状态，升降机对该同学的弹力等于重力，故B错误；C、在10s20s内，该同学匀减速上升，该同学处于失重状态，故C错误；D、在20s25s内，电梯加速下降，a=0.2m/s2该同学对电梯底板的压力等于mg-ma=490N，故D错误；故选A.【点睛】人处于超重或失重状态时，人的重力并没变，只是对支持物的压力变了.3.细绳一端系住一个质量为的小球，另一端固定在光滑水平桌面上方处，绳长大于，使小球在桌面上做如图所示的匀速圆周运动若要小球不离开桌面，其转速不得超过（ ）A. B. C. D. 【答案】D【解析】【详解】以小球为研究对象，小球受三个力的作用，重力mg、水平面支持力N、绳子拉力F在竖
5、直方向合力为零，在水平方向所需向心力为，设绳子与竖直夹角为，则有：R=htan，那么Fcos+N=mg；Fsin=m2R=m42n2R=m42n2htan；当球即将离开水平面时，N=0，转速n有最大值N=mg-m42n2h=0，故选D4.如图所示，B为竖直圆轨道的左端点，它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为，一质量的小球在圆轨道左侧的A点以速度平抛，恰好沿B点的切线方向进入圆轨道，圆轨道半径，自由落体加速度取，则（）A. 小球由A运动到B的时间为B. A、B之间的水平距离为C. 小球进入圆轨道的B点时，对轨道的压力为7ND. 小球进入圆轨道的B点时，对轨道的压力为5N【答案】C【解析】【详解】A
6、小球平抛恰好沿切线方向进入竖直圆轨道，在点分解速度，则竖直方向上速度竖直方向做自由落体运动解得A错误；B小球水平方向做匀速直线运动B错误；CD在点速度根据牛顿第二定律解得根据牛顿第三定律可知小球在点对轨道的压力为，C正确，D错误。故选C。5.2016年12月17日是我国发射“悟空”探测卫星二周年纪念日，一年来的观测使人类对暗物质的研究又进了一步宇宙空间中两颗质量相等的星球绕其连线中心转动时，理论计算的周期与实际观测周期不符，且；因此，科学家认为，在两星球之间存在暗物质假设以两星球球心连线为直径的球体空间中均匀分布着暗物质，两星球的质量均为m；那么，暗物质质量为A. B. C. D. 【答案】A
7、【解析】【详解】设两星球间距为L,则根据万有引力定律若有暗物质，因均匀分布，故可认为集中在两星连线中点，根据万有引力定律其中 ，联立解得故选A.6.如图所示，一光滑斜面体固定在水平面上，其斜面ABCD为矩形，与水平面的夹角为，AD边水平且距水平面的高度为h。现将质量为m的小球从斜面上的A点沿AD方向以速度水平抛出，忽略空气阻力，小球恰好运动到斜面的左下角C点，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（）A. 小球从A点运动到C点的过程中做变加速曲线运动B. 小球从A点运动到C点的时间为C. AD边的长度为D. 小球运动到C点时的速度大小为【答案】D【解析】【详解】A小球运动过程中，沿斜面方向根据牛
8、顿第二定律解得加速度恒定，结合运动可知小球做类平抛运动，即匀变速曲线运动，A错误；B小球在方向做匀加速直线运动解得B错误；C小球在方向做匀速直线运动C错误；D小球运动到点时的速度大小D正确。故选D。7.2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把嫦娥四号探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进人准备落月”的椭圆轨道，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号的说法正确的是A. “嫦娥四号”的发射速度必须
9、大于11.2km/sB. 沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度C. 沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道运行至P点的加速度D. 经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I【答案】D【解析】【分析】根据嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进人准备落月”的椭圆轨道可知，本题考查卫星变轨问题，根据万有引力定律和圆周运动知识进行列方程求解【详解】A项：嫦娥四号仍在地月系里，也就是说嫦娥四号没有脱离地球的束缚，故其发射速度需小于第二宇宙速度而大于第一宇宙速度，故A错误；B项：由公式可知，在轨道I的半径大于月球的半径，所以沿轨道I
10、运行的速度小于月球的第一宇宙速度，故B错误；C项：卫星经过P点时的加速度由万有引力产生，不管在哪一轨道只要经过同一个P点时，万有引力在P点产生的加速度相同，故C错误；D项：地月转移轨道进入环月圆形轨道I时做近心运动，所以经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I，故D正确故选D【点睛】理解宇宙速度的物理意义和卫星变轨原理是解决本题的关键，应用“越远越慢”这一规律可以方便解决此类问题8.2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们为“激光干涉引力波天文台” （LIGO）项目和发现引力波所做的贡献引力波的形成与中子星有关通常情况下中子星的自转速度是非常快的，因此任何的
11、微小凸起都将造成时空的扭曲并产生连续的引力波信号，这种引力辐射过程会带走一部分能量并使中子星的自转速度逐渐下降现有中子星（可视为均匀球体），它的自转周期为T0时恰能维持星体的稳定（不因自转而瓦解），则当中子星的自转周期增为T=2T0时，某物体在该中子星“两极”所受重力与在“赤道”所受重力的比值为A. 1/2B. 2C. 3/4D. 4/3【答案】D【解析】【详解】设位于赤道处的小块物质质量为m，物体受到的中子星的万有引力恰好提供向心力，这时中子星体恰不瓦解，由万有引力定律结合牛顿第二定律得当中子星的自转周期增为T=2T0时，所需的向心力为则中子星在“赤道”所受的重力为中子星在“两极”所受重力为
12、所以中子星“两极”所受重力与在“赤道”所受重力的比值为4:3，故D正确，ABC错误故选D。二、多选题（16分，每题4分，在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）9.如图所示，竖直平面内固定有一个半径为R的光滑圆环形细管，现给小球（直径略小于管内径）一个初速度，使小球在管内做圆周运动，小球通过最高点时的速度为v，已知重力加速度为g , 则下列叙述中正确的是（）A. v的极小值为B. v由零逐渐增大的过程中，轨道对球的弹力先减小再增大C. 当v由值逐渐增大的过程中，轨道对小球的弹力也逐渐增大D. 当v由值逐渐减小的过程中，轨道对小球的弹
13、力也逐渐减小【答案】BC【解析】【详解】由题可知，v的极小值为0，选项A错误；当v的范围在0-范围内逐渐变大时，根据可知，FN逐渐减小；当v在大于范围内逐渐变大时，根据可知，FN逐渐变大； 故选项BC正确，D错误；故选BC.10.物体在直角坐标系所在的平面内由点开始运动,轴方向的加速度随时间变化图像如图所示,轴方向速度随时间变化的图象如图所示,物体的初速度为则对该物体运动过程的描述正确的是A. 物体在02s做直线运动,在2s3s做曲线运动B. 物体在02s的加速度大小为2s3s的加速度大小为C. 物体在02s和2s3s内位移之比为D. 物体2s末速度最大,最大值为【答案】BD【解析】【分析】物
14、体在02s时间内，x方向做匀加速运动，y方向做匀速运动；在2s3s内，x方向做匀减速运动，y方向做匀减速运动；根据运动的合成知识进行求解.【详解】A物体在02s内，x方向做ax1=1m/s2的匀加速运动，y方向做匀速运动，可知合运动是曲线运动；在2s3s内，x方向做初速度vx=2m/s，加速度为ax=2m/s2的匀减速运动；y方向做初速度vy=2m/s，加速度为ay2=2m/s2的匀减速运动，则合加速度方向与合初速度方向共线，可知物体做直线运动，选项A错误；B物体在02s的加速度大小为a=ax1=1m/s2，2s3s的加速度大小为，选项B正确；C物体在02s内x1=；，合位移：；2s3s内位移
15、的位移：；，则，则之比为，选项C错误；D因2s末在x方向和y方向都要做匀减速运动，可知物体2s末速度最大，最大值，选项D正确；故选BD.11.如图所示，同步卫星与地心的距离为，运行速率为，向心加速度为；近地卫星的运行周期，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为，地球自转周期，第一宇宙速度为，地球半径为R，某时刻同步卫星、近地卫星、在赤道上物体正上方并连成一条线，则下列说法正确的是（）A. B. C. D. 同步卫星、近地卫星再次同时出现在点正上方至少需要时间【答案】ABC【解析】【详解】A同步卫星和赤道上的物体同轴转动，角速度相同，根据可知A正确；C对于近地卫星，万有引力提供向心力对于同步卫
16、星，万有引力提供向心力则C正确；B万有引力提供向心力解得当绕行卫星的轨道半径等于地球半径时，卫星线速度大小即为第一宇宙速度，所以结合C项解析可得B正确；D近地卫星线速度大于同步卫星的线速度，当二者再次同侧共线时，近地卫星比同步卫星多绕行一圈，假设再次同侧共线的时间为，则解得D错误。故选ABC。12.如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为的斜面底端，另一端与物块A连接，两物块A、B质量均为m，初始时均静止，现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线，t1 时刻 A、B 的图线相切，t
17、2 时刻对应A图线的最高点，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）A. t1时刻，弹簧的形变量为B. t1时刻，A、B刚分离时的速度为C. t2时刻，弹簧形变量为0D. 从开始到t2时刻，拉力F先逐渐增大后不变【答案】AD【解析】【分析】考查牛顿第二定律的应用。【详解】A由图乙可知，t1时刻两物块开始分离，AB之间无弹力，对A受力分析，设此时压缩量为x2，由牛顿第二定律：解得，A正确；B初始时均静止，设初始时压缩量为x1，由平衡方程：解得 则从开始到分离的位移为：由位移与速度的关系式：解得，B错误；Ct2时刻，A图线的斜率为0，即A物体加速度为零，设此时压缩量为x3，由平衡条件：解得，C错误
18、；D从开始到t1时刻，由牛顿第二定律：由于弹簧压缩量减小，弹力减小，而加速度a不变，所以拉力F增大；t1到t2时刻，由于AB已经分离，B不受A的作用力，此时由牛顿第二定律：加速度不变，可知，拉力F不变，D正确。故选AD。三、实验题（本题共2小题，共14分）13.如图所示，在“研究平抛物体的运动”的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长l1.25 cm.若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示，则小球平抛的初速度的计算式为(用l和g表示)_，其值是_(g9.8 m/s2)，小球在b点的速率是_(结果保留3位有效数字)【答案】 (1). (2). 0.70 m/s (3
19、). 0.875 m/s【解析】【详解】平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动即初速度为零的匀加速直线运动当应用公式，时，必须已知(或从图中得到)从抛出点开始算起的水平位移和竖直位移，本题通过分析图象可知，a点不是抛出点，所以不能用上式求，但a、b、c、d每相邻两点之间的时间间隔是相等的，设为T，又根据匀变直线运动连续相等时间内位移差可得， 对b点来说，其竖直分速度 b的速率14.物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图1，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮
20、的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz。开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2。根据图中数据计算滑块的加速度_（保留两位有效数字）。(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有_。A. 木板的长度lB. 木板质量m1C. 滑块的质量D. 托盘和砝码的总质量E. 滑块运动的时间(3)滑块与木板间的动摩擦因数=_（用被测物理量的字母表示，重力加速度为g）。与真实值相比，测量的动摩擦因数_
21、（填“偏大”或“偏小”）。【答案】 (1). (2). CD (3). (4). 偏大【解析】【详解】(1)1根据逐差法求解加速度(2)2对托盘和砝码、滑块组成的系统应用牛顿第二定律滑动摩擦力解得结合上述表达式可知，ABE错误，CD正确。故选CD。(3)3根据(2)可知动摩擦因数4系统除了受到木板的摩擦力以外，还受到纸带和打点计时器之间的摩擦力、空气阻力等，所以导致动摩擦因数的测量值偏大。四、计算题（本题共4小题，共38分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）15.“抛石机”是古代战争中常用一种设备如图所示,某
22、学习小组用自制的抛石机演练抛石过程已知所用抛石机长臂的长度L=2m,质量m=1.0kg的石块装在长臂末端的口袋中，开始时长臂处于静止状态,与水平面间的夹角现对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,水平抛出前,石块对长臂顶部向上的压力为2.5N,抛出后垂直打在倾角为45的斜面上,不计空气阻力,重力加速度g取试求斜面的右端点A距抛出点的水平距离【答案】0.75m【解析】【分析】根据牛顿第二定律求解石块做平抛运动的初速度；根据石块被抛出后做平抛运动，垂直打在450角的斜面上，可知竖直速度，从而求解时间，结合平抛运动的规律即可解答.【详解】石块在长臂顶部时，根据牛顿第二定律可得： 解得v0=5m
23、/s石块被抛出后做平抛运动，垂直打在450角的斜面上，则vy=v0=5m/s则vy=gt可得t=0.5s，则水平方向：x=v0t=2.5m竖直方向：L+Lsin300-h=gt2，h=1.75m 斜面的右端点A距抛出点的水平距离：s=x-htan450=0.75m16.宇航员驾驶宇宙飞船成功登上月球，他在月球表面做了一个实验：在停在月球表面的登陆舱内固定一倾角为30的斜面，让一个小物体以速度v0沿斜面上冲，利用速度传感器得到其往返运动的v-t图象如图所示，图中t0已知已知月球的半径为R，万有引力常量为G不考虑月球自转的影响求：(1)月球的密度；(2)宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速
24、度v1【答案】(1) (2)【解析】【详解】(1)根据速度时间图线知，上滑的加速度大小，根据上滑的位移和下滑的位移大小相等，有：，得:，则下滑的加速度大小，根据牛顿第二定律得，a1gsin+gcos，a2gsin-gcos，联立解得月球表面重力加速度，根据得，月球的质量，则月球的密度(2)根据得：17.一倾角为的足够长光滑斜面上有一质量的长木板和放在木板下端质量的滑块，木板长度为，滑块和木板间动摩擦因数为。现用一沿斜面向上的恒力F作用于滑块，g取，则：(1)当时，求木板和滑块各自加速度；(2)若恒力为，作用一段时间后撤去，滑块刚好能从长木板上端滑下，求力F的作用时间。【答案】(1)滑块和木板加
25、速度均；(2)【解析】【详解】(1)当滑块恰好相对长木板相对滑动，对木板应用牛顿第二定律对整体两式相比解得滑块恰好滑动时因为所以滑块和木板的加速度相同，对整体解得(2)因为当恒力未撤去时，对滑块对木板解得，撤去恒力后，对滑块解得假设恒力作用时间为，撤去恒力后经过滑块和木板达到共速位移关系解得18.如图1所示，水平转盘可绕其竖直中心轴转动，盘上叠放在质量均为m=1kg的A、B两个物块，B物块用长为的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计细线能承受的最大拉力为A、B间的动摩擦因数为，B与转盘间的动摩擦因数为，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F试通过计算在如图2坐标系中作出图象（g=10m/s2）（要求写出必要的计算过程）【答案】【解析】【详解】设B恰好滑动时角速度为，A恰好滑动时的角速度为，绳子拉力最大时角速度为，当B恰好滑动时，绳子恰好出现拉力，此时对AB整体：解得：因此当，时，绳子没有拉力，传感器示数为零；当A恰好滑动时，对物块A，解得：此时绳子的拉力为F1，对AB整体：，解得：即A恰好滑动时绳子未断；因此当，时：即：，当A脱离B后，B继续匀速圆周运动直到绳子达到最大拉力，对B：解得：因此当，时：即：综上所述，作出如图所示