1、四川省棠湖中学2019-2020学年高一物理下学期第四学月考试试题(含解析)第I卷选择题(48分)一、单选题(每小题4分,共12个小题,共48分;其中1-9题为单选题,10-12题多选题,少选得2分,多选错选得0分。)1.物体在水平拉力F作用下,沿x轴由坐标原点开始运动,设拉力F随x的变化分别如图甲、乙、丙所示,图甲为一半圆图形,对应拉力做功分别为W甲、W乙、W丙,则以下说法正确的是A. W甲W乙W丙B. W甲=W乙W丙C. W甲=W乙=W丙D. W甲W乙=W丙【答案】D【解析】【详解】F-x图象的“面积”等于拉力做功的大小,则得到拉力做功分别为:,其中,则 W1=Fmx0;W2=Fmx0;W
2、3=Fmx0;故有:W1W2=W3A. W甲W乙W丙,与结论不相符,选项A错误;B. W甲=W乙W丙,与结论不相符,选项B错误;C. W甲=W乙=W丙,与结论不相符,选项C错误;D. W甲W乙=W丙,与结论相符,选项D正确;2.如图所示,长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上,且使长度的垂在桌边,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为( )A. B. C. D. 【答案】C【解析】【分析】链条在重力作用而向下滑动,只有重力做功,其机械能守恒;可设桌面为零势能面,列出机械能守恒方程可得出链条的速度【详解】设桌面为零势能面,链条的总质量为m开始时链条的机械能为:E1= 当
3、链条刚脱离桌面时的机械能:E2= 由机械能守恒可得:E1=E2即: 解得: 故应选:C【点睛】零势能面的选取是任意的,本题也可以选链条滑至刚刚离开桌边时链条的中心为零势能面,结果是一样的,要注意重力势能的正负;抓住机械能守恒时,链条动能的变化取决于重力势能的变化量3.物体在拉力作用下向上运动,其中拉力做功10J,克服阻力做功5J,克服重力做功5J,则A. 物体重力势能减少5JB. 物体机械能增加5JC. 合力做功为20JD. 物体机械能减小5J【答案】B【解析】【详解】A.物体向上运动重力做负功5J,故重力势能增加了5J;故A错误.C.合力做功W=10-5-5=0,即合力做功为零;故C错误.B
4、D.除重力以外的力做功衡量机械能的变化,因此物体的机械能增加了E=10-5=5J;故B正确,D错误.4.中国预计2020年底发射“嫦娥五号”月球探测器,实现区域软着陆及取样返回。中 国进入探月新阶段。如图所示,探测器发射到月球上要经过多次变轨,最终降落到月球 表面上,其中轨道为圆形轨道,轨道为椭圆轨道。下列说法正确的是()A. 探测器的发射速度必定大于11.2km/sB. 探测器在环月轨道上P点的加速度大于在环月轨道上P点的加速度C. 探测器在轨道上的运行周期小于在轨道上的运行周期D. 探测器在轨道运行时的加速度大于月球表面的重力加速度【答案】C【解析】【详解】A11.2km/s为物体脱离地球
5、的引力的速度,现在探测器围绕月球运动,还没有脱离地球的引力,故探测器的发射速度必定小于11.2km/s,故A错误;B由公式可知,探测器在环月轨道上P点的加速度等于在环月轨道上P点的加速度,故B错误;C由开普勒第三定律可知,由于探测器在轨道上半长轴小于在轨道上半径,则探测器在轨道上的运行周期小于在轨道上的运行周期,故C正确;D测器在轨道运行时,由公式可得在月球表面,不考虑月球自转,则有得可知,由于探测器在轨道运行时的半径大于月球半径,则探测器在轨道运行时的加速度小于月球表面的重力加速度,故D错误。故选C。5.在采煤方法中,有一种是用高压水流将煤层击碎而将煤采下,今有一采煤高压水枪,设水枪喷水口横
6、截面积S,由枪口喷出的高压水流流速为v,假设水柱垂直射在竖直煤层的表面上,冲击煤层后水的速度变为零,已知水的密度为,则水柱对煤层的平均冲击力有多大()A. rSv2B. 2rSv2C. rSvD. 2rSv【答案】A【解析】【详解】ts时间内喷出的水在ts内速度减小为0,ts时间内喷水质量为则由动量定理得联立解得故A正确,BCD错误。故选A。6.a、b两个小球在一直线上发生碰撞,它们在碰撞前后的st图像如图所示。若a球的质量ma=5kg,则b球的质量mb为()A. 5kgB. 12.5kgC. 7.5kgD. 15kg【答案】B【解析】【详解】根据位移时间图象的斜率等于速度可知,碰撞前,b的速
7、度为0,a的速度为碰撞后,a的速度为b的速度为取碰撞前a速度方向为正方向,由动量守恒定律得解得,故B正确,ACD错误故选B。7.直立的轻弹簧一端固定在地面上,另一端拴住一个铁块,现让铁块在竖直方向做往复运动,从块所受合力为零开始计时,取向上为正方向,其运动的位移-时间图像如图所示()A. t=0.25s时物体对弹簧的压力最大B. t=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力相等C. t=0.25s至t=0.50s这段时间物体做加速度逐渐增大的加速运动D. t=0.25s至t=0.50s这段时间内物体的动能和弹簧的弹性势都在增大【答案】D【解析】【详解】At=0.25s时物体在平衡位置上方最大
8、位移处,此时加速度向下最大,物体发生失重最大,此时对弹簧的压力最小,选项A错误;B t=0.25s和t=0.75s两时刻物块相对平衡位置的位移大小相等,但此时弹簧的形变量不同,即弹簧的弹力不相等,选项B错误;CDt=0.25s至t=0.50s这段时间物体从最高点向平衡位置运动,相对平衡位置的位移逐渐减小,则所受合外力逐渐减小,则加速度减小,即物体做加速度逐渐减小的加速运动,此过程中物体的动能变大,弹簧不断被压缩,弹性势能逐渐变大,选项C错误,D正确。故选D8.如图所示,在足够长的光滑的水平面上原长为L的轻弹簧连接着两质量分别为m1、m2的木块A、B,将两木块拉开到相距1.5L时以共同的向右的初
9、速度v0释放,在释放后的运动过程中,由上述已知条件不可能求出的物理量是()A. 两木块相距L时,两木块的速度大小B. 两木块再次相距1.5L时,两木块的动量大小C. 两木块运动过程中的最大距离D. 两木块运动过程中的最小距离【答案】A【解析】【详解】A两物块组成的系统动量守恒(m1+m2)v0=m1v1+m2v2由能量关系当两木块相距L时,但是由于不知EP的大小,则不能求解两木块的速度v1和v2的大小,选项A符合题意;B因系统动量守恒,则两木块再次相距1.5L时,两木块的动量等于初始的总动量大小(m1+m2)v0,选项B可求,不符合题意;CD开始两木块间的距离为L,现将两木块拉开到相距1.5L
10、时由静止释放,弹簧形变量是0.5L,两木块相距最近或者最远时木块速度再次相等,仍都等于v0,根据能量守恒,两木块相距最近或最远时弹簧的弹性势能等于相距1.5L时的弹簧的弹性势能,所以两木块相距最近或最远时弹簧形变量都是0.5L,即最近时可达0.5L,最远距离为1.5L,故CD可求,不符合题意。故选A。9.斜面上有P、R、S、T四个点,如图所示,PT=TS=SR,从P点正上方的Q点以速度v水平抛出一个物体,物体落于T点,若从Q点以速度2v水平抛出一个物体,不计空气阻力,则物体落在斜面上的()A. S与R间的某一点B. S点C. T与S间某一点D. T点【答案】C【解析】【详解】平抛运动的时间由下
11、落的高度决定,下落的高度越高,运动时间越长。如果没有斜面,增加速度后物体下落至与T等高时恰位于S点的正下方,但实际当中斜面阻碍了物体的下落,物体会落在T与S点之间斜面上的某个位置,C项正确,ABD错误。故选C。10.如图所示,质量为1kg的小球以4m/s的速度从桌面竖直上抛,到达的最大高度为0.8m,返回后,落到桌面下1m的地面上,取桌面为重力势能的参考平面,则下述说法正确的是()A. 小球在最高点时具有的重力势能为18JB. 小球在最高点时具有的机械能为16JC. 小球落地前瞬间具有的机械能为8JD. 小球落地前瞬间具有的动能为18J【答案】CD【解析】【详解】A小球在最高点时具有的重力势能
12、Ep=mgh1=1100.8J=8J选项A错误;B小球在最高点时具有的机械能等于此时的重力势能,即8J,选项B错误;C小球在下落过程中,机械能守恒,任意位置的机械能都等于8J,选项C正确;D小球落地时的动能Ek=E-Ep=E-mgh2=8J-110(-1)J=18J故选项D正确。故选CD。11.如图所示,将质量为M1、半径为R且内壁光滑的半圆槽置于光滑水平面上,左侧靠竖直墙壁,右侧靠一质量为M2的物块今让一质量为m的小球自左侧槽口A的正上方h高处从静止开始下落,与半圆槽相切自A点进入槽内,则以下结论中正确的是( )A. 小球在槽内运动的全过程中,小球与半圆槽在水平方向动量守恒B. 小球在槽内运
13、动的B至C过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒C. 小球离开C点以后,将做竖直上抛运动D. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球、半圆槽和物块组成的系统机械能守恒【答案】BD【解析】【详解】AB小球从AB的过程中,半圆槽对球的支持力沿半径方向指向圆心,而小球对半圆槽的压力方向相反指向左下方,因为有竖直墙挡住,所以半圆槽不会向左运动,可见,该过程中,小球与半圆槽在水平方向受到外力作用,动量并不守恒,而由小球、半圆槽和物块组成的系统动量也不守恒;从BC的过程中,小球对半圆槽的压力方向向右下方,所以半圆槽要向右推动物块一起运动,因而小球参与了两个运动:一个是沿半圆槽的圆周
14、运动,另一个是与半圆槽一起向右运动,小球所受支持力方向与速度方向并不垂直,此过程中,因为有物块挡住,小球与半圆槽在水平方向动量并不守恒,但是小球、半圆槽和物块组成的系统水平方向动量守恒,小球运动的全过程,水平方向动量也不守恒,选项A错误,选项B正确;C当小球运动到C点时,它的两个分运动的合速度方向并不是竖直向上,所以此后小球做斜上抛运动,即选项C错误;D因为小球在槽内运动过程中,速度方向与槽对它的支持力始终垂直,即支持力不做功,且在接触面都是光滑的,所以小球、半圆槽物块组成的系统机械能守恒,故选项D正确故选BD.12.如图所示A、B、C三个物体放在旋转圆台上,A、B与台面间动摩擦因数均为,C与
15、台面间动摩擦因数为2,A、C的质量均为m,B质量为2m,A、B离轴为R,C离轴为2R,则当圆台匀速旋转时,(设A、B、C都没有滑动)( )A. C物的向心加速度最大B. A物所受静摩擦力最小C. 当圆台转速缓慢增加时,C比A先滑动D. 当圆台转速缓慢增加时,B比A先滑动【答案】ABC【解析】【详解】A三个物体做圆周运动的角速度相同,根据C物的轨道半径最大,故C的向心加速度最大,故A正确;B三个物体受静摩擦力提供向心力,所以A受静摩擦力B受静摩擦力C受静摩擦力由上面向心力表达式可知,A需要的向心力最小,所以A受到的摩擦力最小,故B正确;CD物体恰好滑动时,静摩擦力达到最大,有mg=m2r解得即转
16、动半径最大的最容易滑动,故物体C先滑动,物体A、B一起后滑动,故C正确,D错误。故选ABC。第II卷非选择题(52分)二、实验题(16分)13.在用落体法验证机械能守恒定律时,某小组按照正确的操作选得纸带如图.其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离,并记录在图中(已知当地的重力加速度g9.80 m/s2 , 重锤质量为m1 kg,计算结果均保留3位有效数字)图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是_段的读数,应记作_cm;甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒,他用AC段的平均速度作为B点对应的瞬时速度vB , 则求得该过程中重
17、锤的动能增加量Ek_J,重力势能的减少量Ep_J;这样验证的系统误差总是使Ek_Ep(选填“”、“”、“”或“”)上述两种处理方法中,你认为合理的是_同学所采用的方法(选填“甲”或“乙”)【答案】 (1). OC (2). 15.70 (3). 1.20 (4). 1.22 (5). (8). 甲【解析】【详解】(1)12毫米刻度尺测量长度,要求估读即读到最小刻度的下一位,这三个数据中不符合有效数字读数要求的是OC段,15.7,应记作15.70cm.(2) 3 4 5中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B的速度大小:该过程中重锤的动能增加量重力势能减小量 因为物体下落过程中存在摩擦阻力
18、,这样验证的系统误差总是使 (3) 6 7动能的增加量即重力势能的减少量小于动能的增加量,原因是:v是按照自由落体计算的,实际运动不是自由落体运动,有阻力,对应的下落高度比实际测得的高度要大.这样验证的系统误差总是使 (4) 8上述两种处理方法中,合理的是甲.三、解答题(36分)14.如图为湖边一倾角为=37大坝的横截面示意图,水面与大坝的交点为O。一人站在A点处以速度v0沿水平方向扔小石子,已知AO=25m,g取10m/s2。(sin37=0.6,cos37=0.8,所有结果保留两位小数。)(1)若要求小石子能落到水面,v0最小是多少?(2)若小石子不能落到水面上,落到斜面时速度方向与水平面
19、夹角的正切值是多少?【答案】(1)11.55m/s;(2)1.50【解析】【详解】(1)若石子恰能落到O点,v0最小,则AOcos=v0tAOsin=gt2联立解得v0=m/s11.55m/s(2)斜面与水平方向夹角=37,若小石子落到斜面上时,速度方向与水平方向的夹角为,则所以tan=2tan=1.5015.AB是半径为R的四分之一光滑圆弧轨道,其B端与水平面相切,BC是长为S1的水平轨道,CD是长为S2的倾角为37的斜轨道,水平轨道与斜轨道用同样材料制成,且表面粗糙程度相同,一个小物体从A点由静止释放,运动到D点时速度恰好为零。求(1)小物体与轨道间的动摩擦因数。(2)若已知R=S1=2S
20、2=10m,小物体从D点再次下滑,最后停止的位置距B点多远?【答案】(1);(2)8m【解析】【详解】(1)物体从A到D由动能定理,有 (2)代入数据可知=0.5 ; 小物体从D点再次下滑,从C处向前滑行x而停止由动能定理有 可得x=2m故距B为8m.16.如图所示,一根原长L=1m的轻弹簧套在足够长的光滑直杆AB上,其下端固定在杆的A端,质量m=2kg的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆可以一起绕经过杆A端的竖直轴OO匀速转动,且杆与水平面间始终保持夹角=370已知杆处于静止状态时弹簧的长度变为原长的一半,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,所有过程中弹簧均不会超过弹簧的弹性限度。(1)调整杆的旋转速度,使弹簧恰好恢复原长,求此时小球的线速度大小v;(2)当小球的线速度大小v1=m/s时,求该弹簧的长度。【答案】(1)m/s;(2)3m【解析】【详解】(1)当弹簧恢复原长时,弹簧弹力为零,小球仅受到重力和杆的支持力,有解得v=m/s(2)经分析可知,线速度越大,小球将越远离转轴,而v1v,可知,此时弹簧处于伸长状态,设伸长量为x,杆对小球的支持力为FN,弹簧的劲度系数为k,对小球静止时分析,有解得k=24N/m当小球的线速度大小时,有水平方向竖直方向解得x=2m即此时弹簧长度L1=1m+2m=3m。