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2019届高三物理上学期10月月考试题含解析注意事项1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;2.请将答案正确填写在答题卡上;
一、选择题(共17小题,每小题3分,共51分其中1-10只有一个选项正确,11-17有两个或两个以上的选项正确)
1.在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学研究方法,如理想实验法、控制变量法、根限思维法、类比法和科学假说法、建立理想模型法、微元法等等.以下关于所用物理学研究方法的叙述正确的是()A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法叫假设法B.根据速度定义式v=,当△t非常非常小时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思维法C.在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法D.在推导匀变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法【答案】BCD【解析】试题分析A、质点采用的科学方法为建立理想化的物理模型的方法,故A错误;B、为研究某一时刻或某一位置时的速度,我们采用了取时间非常小,即让时间趋向无穷小时的平均速度作为瞬时速度,即采用了极限思维法,故B正确;C、在研究加速度与质量和合外力的关系时,由于影响加速度的量有质量和力,故应采用控制变量法,故C正确;D、在探究匀变速运动的位移公式时,采用了微元法将变速运动无限微分后变成了一段段的匀速运动,即采用了微元法;故D正确;故选BCD.
2.在没有空气阻力的条件下,在距地面高为h,同时以相等初速度v0分别平抛、竖直上抛、竖直下抛一质量相等的物体m,当它们从抛出到落地时,比较它们的动量的增量,有A.平抛过程较大B.竖直上抛过程最大C.竖直下抛过程较大D.三者一样大【答案】【解析】三个小球中竖直上抛的物体运动时间最长,而竖直下抛的物体运动时间最短,故它们重力的冲量,竖直上抛的物体最大,则由动量定理可得,竖直上抛的物体动量的增量最大,故B正确;故选B
3.如图是由某种材料制成的固定在水平地面上半圆柱体的截面图,O点为圆心,半圆柱体表面是光滑的.质量为m的小物块(视为质点)在与竖直方向成θ角的斜向上的拉力F作用下静止在A处,半径OA与竖直方向的夹角也为θ,且A、O、F均在同一横截面内,则小物块对半圆柱体表面的压力为()A.B.C.D.【答案】【解析】试题分析质量为m的小物块受3个力的作用重力mg、支持力FN、拉力F作用建立平面直角坐标系可知FN=F,FN=,根据牛顿第三定律可得F=FN=,D正确考点本题主要考查共点力平衡问题和正交分解知识
4.如图所示,斜面上固定有一与斜面垂直的挡板,另有一截面为圆的光滑柱状物体甲放置于斜面上,半径与甲相同的光滑球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态.现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F,使甲沿斜面方向缓慢向下移动.设乙对挡板的压力大小为F1,甲对斜面的压力大小为F2,在此过程中()A.F1缓慢增大,F2缓慢增大B.F1缓慢增大,F2缓慢减小C.F1缓慢减小,F2缓慢增大D.F1缓慢减小,F2保持不变【答案】D【解析】试题分析对乙受力分析,受重力、甲对乙的支持力和挡板的支持力,其中重力的大小和方向都不变,挡板的支持力方向不变、大小变,甲对乙的支持力的大小和方向都变,根据三力平衡条件判断出甲对乙支持力的变化情况;再对甲与乙整体受力分析,根据平衡条件列式求出斜面支持力和挡板支持力的表达式进行讨论.解对乙球受力分析,受重力mg、甲对乙的支持力N1和挡板的支持力N2,如图重力的大小和方向都不变,挡板的支持力方向不变、大小变,甲对乙的支持力的大小和方向都变,根据三力平衡条件得到甲对乙的支持力N1先变小后变大,挡板的支持力N2不断变小;乙对挡板的压力等于挡板对乙的压力,故F1不断变小;再对甲与乙整体受力分析,受到推力、重力、斜面的支持力和挡板的支持力,如图根据共点力平衡条件,有F+(M+m)gsinθ﹣N2=0N3﹣(M+m)gcosθ=0解得N3=(M+m)gcosθ故斜面对甲的支持力不变,而甲对斜面的压力等于斜面对甲的支持力,故甲对斜面的压力F2不变;故选D.【点评】本题关键对乙受力分析,根据三力平衡条件结合图示法得到乙对挡板的压力变化情况;再对甲与乙整体受力分析,根据平衡条件得到甲对斜面体的压力变化情况.
5.如图所示,质量为m的小球用水平轻弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB突然向下撤离的瞬间,小球的加速度大小为 A.0B.C.gD.【答案】B【解析】木板撤去前,小球处于平衡态,受重力、支持力和弹簧的拉力,如图根据共点力平衡条件,有,,解得,,木板AB突然撤去后,支持力消失,重力和拉力不变,合力等于支持力N,方向与N反向,故加速度为,故选项C正确点睛木板撤去前,小球处于平衡态,根据共点力平衡条件先求出各个力,撤去木板瞬间,支持力消失,弹力和重力不变,求出合力后即可求出加速度
6.如图所示,内壁及碗口光滑的半球形碗固定在水平面上,碗口保持水平A球、C球与B球分别用两根轻质细线连接当系统保持静止时,B球对碗壁刚好无压力,图中θ=30°,则A球和C球的质量之比 A.1∶2B.2∶1C.D.【答案】C【解析】试题分析B球对碗壁刚好无压力,则根据几何知识分析可得B球所在位置两线的夹角为90°,以B球为研究对象,进行受力分析,水平方向所受合力为零,由此可知,故选C考点考查受力平衡的分析点评本题难度较小,明确B球所在位置夹角为90°是本题求解的关键
7.将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户
1、
2、3.图中曲线为苹果在空中运行的轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是()A.苹果通过第1个窗户所用的时间最长B.苹果通过第3个窗户的平均速度最大C.苹果通过第1个窗户重力做的功最大D.苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小【答案】D【解析】试题分析将该斜抛运动分解为水平方向和竖直方向,在水平方向做匀速直线运动,通过3窗户的水平位移最大,所以时间最长.故A错误.在运动的过程中速度越来越小,通过3窗户的平均速度最小.故B错误.通过3个窗户时在竖直方向上的位移相等,所以重力做功相等.故C错误.根据,重力功相等,通过第3个窗户的时间最长,所以平均功率最小.故D正确.故选D考点斜抛运动【名师点睛】解决本题的关键正确的进行运动的合成与分解,将该斜抛运动分解为水平方向和竖直方向,在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向上做竖直上抛运动
8.人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当人以速度v竖直向下匀速拉绳使质量为m的物体A到达如图所示位置时,此时绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A的动能为()A.B.C.D.【答案】A【解析】由图示可知,物体A的速度,则物体A的动能故A正确综上所述本题答案是A
9.“科学真是迷人.”如果我们能测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T,就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了.已知引力常数G,用M表示月球的质量.关于月球质量,下列说法正确的是()A.M=B.M=C.M=D.M=【答案】A【解析】月球表面物体的重力等于万有引力,有,解得,故选A.【点睛】在星球表面,物体所受的重力等于万有引力,这是求解万有引力定律应用问题的常用等式,有时候又被称为黄金代换公式.
10.如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星,关于各物理量的关系,下列说法正确的是A.线速度B.万有引力C.角速度D.向心加速度【答案】C【解析】试题分析万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度、角速度、向心加速度,然后分析答题.万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律得,解得,由图示可知,卫星的轨道半径,则三颗卫星的线速度,故A错误;由于不知道卫星间的质量关系,无法根据万有引力公式判断卫星所受地球引力的关系,故B错误;由牛顿第二定律得,解得,卫星的轨道半径,则三颗卫星的角速度,故C正确;由牛顿第二定律得,解得,卫星的轨道半径,则三颗卫星的向心加速度,故D错误.
11.如图a,一物块在t=0时刻滑上一固定斜面,其运动的vt图线如图b所示若重力加速度及图中的v
0、v
1、t1均为已知量,则可求出 A.斜面的倾角B.物块的质量C.物块与斜面间的动摩擦因数D.物块沿斜面向上滑行的最大高度【答案】ACD【解析】由图b可知,物体先向上减速到达最高时再向下加速;图象与时间轴围成的面积为物体经过的位移,故可出物体在斜面上的位移;图象的斜率表示加速度,上升过程及下降过程加速度均可求,上升过程有;下降过程有;两式联立可求得斜面倾角及动摩擦因数;但由于m均消去,故无法求得质量;因已知上升位移及夹角,则可求得上升的最大高度,故选项ACD正确,选项B错误点睛本题考查牛顿第二定律及图象的应用,要注意图象中的斜率表示加速度,面积表示位移;同时注意正确的受力分析,根据牛顿第二定律明确力和运动的关系视频
12.如图所示,质量为m横截面为直角三角形的物块ABC,其中∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,物块与竖直墙面的动摩擦因数均为μ,F是垂直于斜面BC的推力,重力加速度为g.若在F的作用下物块沿墙面匀速下滑,则摩擦力的大小为()A.mg+FsinαB.mg-FsinαC.μmgD.μFcosα【答案】【解析】试题分析本题中物体为匀速下滑,故应从两个方面去分析,一是由滑动摩擦力的计算公式求出;二是由共点力的平衡条件得出.解对物体受力分析可知,物体受重力、推力F、墙对物体的弹力及摩擦力的作用下做匀速直线运动,故物体受力平衡;将F向水平向分解,如图所示则可知竖直方向上合力为零,即摩擦力f=mg+Fsinα;故A正确;而物体滑动,故为滑动摩擦力,故摩擦力也可以等于μFcosα,故D正确;故选AD.【点评】本题很多同学有一种方法得出一种答案后即以为完成了本题,但确忽略了题目中的重要条件;因物理一直有不定项选择题,故应注意培养全面分析问题的能力
13.如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,g取10m/s2,根据图象可求出 图甲 图乙A.物体的初速率v0=3m/sB.物体与斜面间的动摩擦因数μ=
0.75C.取不同的倾角θ,物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin=
1.44mD.当某次θ=30°时,物体达到最大位移后将沿斜面下滑【答案】BC【解析】由图可知,当斜面的倾角为90°时,位移为
1.80m;则由竖直上抛运动规律可知;解得;当时,由动能定理可得,解得,A正确B错误;根据动能定理得,解得,式中有,当,即时;此时位移最小,,C正确;若时,物体受到的重力的分力为,摩擦力,一般认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力;故小球达到最高点后,不会下滑,D错误.
14.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a,地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r1,向心加速度为a1.已知万有引力常量为G,地球半径为R,地球赤道表面的加速度为g.下列说法正确的是()A.地球质量B.地球质量C.a、a
1、g的关系是aa1gD.加速度之比【答案】【解析】试题分析A、B、对同步卫星,有,所以,故A错误,B正确C、D、根据向心加速度,知,且,又因为地表的重力加速度大于同步轨道的重力加速度,故C正确,D错误故选BC.考点本题考查万有引力定律及其应用.【名师点睛】求中心天体的质量两种方法,一是利用玩绕天体的运动;而是利用星球表面的重力加速度.比较加速度时梳理两条线索一是圆周运动,如自转的赤道物体和同步卫星,二是公转的卫星满足.
15.某家用桶装纯净水手压式饮水器如图所示,在手连续稳定的按压下,出水速度为v,供水系统的效率为η,现测量出桶底到出水管之间的高度差H,出水口倾斜,其离出水管的高度差可忽略,出水口的横截面积为S,水的密度为ρ,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.出水口单位时间内的出水体积B.出水口所出水落地时的速度C.出水后,手连续稳定按压的功率为D.手按压输入的功率等于单位时间内所出水的动能和重力势能之和【答案】【解析】A项由题意知,设流水时间为t,则水柱长vt,体积可得单位时间内的出水体积,故A正确;B项设落地的速度为v,根据动能定理,故水落地时的速度不等于,故B错误;C、D项设t时间内,供水质量为m,人做功为W,根据供水系统的效率为可得,其中代入得,故C正确,D错误
16.质量为m
1、m2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子,经过一段时间后,两物体的速度大小分别为v1和v2,位移分别为x1和x2,如图所示.则这段时间内此人所做的功的大小等于A.Fx2B.Fx1+x2C.m2v22+m+m1v12D.m2v22【答案】【解析】根据功能关系知道人做的功都转化成了系统的能量,即m
1、m2和人的动能,则得人做功为W=m2v22+(m+m1)v12.选项D正确,C错误;根据恒力做功的计算方法绳子上的力也为F,由恒力做功公式W=FS得W=F(S1+S2),故AB错误.故选D.点睛这是一道全面考查恒力做功计算的题目,定义法求功和间接计算能量是等效的,虽然答案的形式不同但功能相当.
17.如图所示,在光滑的水平面上有一辆平板车,人和车都处于静止状态一个人站在车上用大锤敲打车的左端,在连续的敲打下,下列说法正确的是A.车左右往复运动B.车持续向右运动C.大锤、人和车租车的系统水平方向动量守恒D.当大锤停止运动时,人和车也停止运动【答案】ACD【解析】试题分析把人和车看成一个整体,根据动量守恒定律分析即可.把人和车看成一个整体,用大锤连续敲打车的左端,根据动量守恒可知,系统的总动量为零,当把锤头打下去时,大锤向右运动,小车就向左运动,抬起锤头时大锤向左运动,小车向右运动,所以在水平面上左、右往返运动.车不会持续地向右驶去,当当大锤停止运动时,人和车也停止运动,ACD正确.卷II(非选择题)
二、填空题(共3小题,共18分
18.在探究求合力的方法时,先将橡皮条的一端固定在水平木板上,另一端系上带有绳套的两根细绳.实验时,需要两次拉伸橡皮条,一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条,另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条.1实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的__________(填字母代号)A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置2同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是__________(填字母代号).A.两细绳必须等长B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大D.拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要近些【答案】
1.BD
2.B【解析】试题分析
(1)本实验的目的是为了验证力的平行四边形定则,即研究合力与分力的关系.根据合力与分力是等效的,本实验橡皮条两次沿相同方向拉伸的长度要相同.故A正确,B错误;在白纸上标下第一次橡皮条和绳的结点的位置,第二次将橡皮条和绳的结点拉到相同位置,表明两次效果相同,即两个拉力和一个拉力等效,而弹簧称不必拉到相同刻度.故D错误,C正确.故选AC.
(2)通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条时,并非要求两细绳等长,故A错误;测量力的实验要求尽量准确,为了减小实验中因摩擦造成的误差,操作中要求弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行,故B正确;用弹簧秤同时拉细绳时,拉力不能太太,也不能太小.故C错误;为了更加准确的记录力的方向,拉橡皮条的细绳要长些,标记同一细绳方向的两点要远些,故D正确.故选BD.考点探究求合力的方法【名师点睛】实验的核心是实验原理,根据原理选择器材,安排实验步骤,分析实验误差,进行数据处理等等;该实验采用了“等效替代”的原理,即合力与分力的关系是等效的,要求两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的.
19.某同学利用如图(a)装置做“探究弹簧弹力大小与其长度的关系”的实验.1在安装刻度尺时,必须使刻度尺保持______状态.2他通过实验得到如图(b)所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线,由此图线可得该弹簧的原长x0=______cm,劲度系数k=______N/m.3他又利用本实验原理把该弹簧做成一把弹簧秤,当弹簧秤上的示数如图(c)所示时,该弹簧的长度x=______cm.【答案】
1.竖直
2.
43.
504.10【解析】1由图b可得,弹簧的劲度系数2弹簧秤上的示数如图c所示时,此弹簧秤读数为由图b可得,此时弹簧对应的长度为
20.利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度v,实验时滑块在A处由静止开始运动
(1)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEP=__________,在误差允许的范围内,若ΔEk=ΔEP,则可认为系统的机械能守恒;用题中所给字母表示
(2)按上述实验方法,某同学改变A、B间的距离,得到滑块到B点时对应的速度,作出v2—d图象如图所示,并测得M=m,则重力加速度g=____________m/s2【答案】
1.
2.
3.
9.6【解析】试题分析
(1)滑块从A处到达B处的速度,则系统动能的增加量.系统重力势能的减小量△Ep=mgd-Mgdsin30°=(m−)gd.
(2)根据系统机械能守恒的,(M+m)v2=(m−)gd,则,图线的斜率,解得g=9.6m/s2.考点验证机械能守恒定律【名师点睛】了解光电门测量瞬时速度的原理.实验中我们要清楚研究对象和研究过程,对于系统我们要考虑全面,掌握系统机械能守恒处理方法,注意图象的斜率的含义
三、解答题(共3小题,共31分
21.在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B,质量都为m.现B球静止,A球向B球运动,发生正碰.已知碰撞过程中总机械能守恒,两球压缩最紧时的弹性势能为Ep,求碰前A球的速度大小等于多少?【答案】v0=2【解析】当两球压缩最紧时速度相同,
222.质量为2kg的木板B静止在水平面上,可视为质点的物块A从木板的左侧沿木板上表面水平冲上木板,如图甲所示A和B经过ls达到同一速度,之后共同减速直至静止,A和B的v﹣t图象如图乙所示,重力加速度g=10m/s2,求
(1)A与B上表面之间的动摩擦因数μ1;
(2)B与水平面间的动摩擦因数μ2;
(3)A的质量【答案】1)μ1=
0.2
(2)μ2=
0.1
(3)m=6kg【解析】试题分析A滑上B做匀减速直线运动,根据速度时间图线得出匀减速运动的加速度大小,根据牛顿第二定律求出A与B之间的动摩擦因数;A、B速度相同后,一起做匀减速运动,根据速度时间图线求出匀减速运动的加速度大小,结合牛顿第二定律求出与水平面间的动摩擦因数;隔离对M分析,根据速度时间图线得出M的加速度,根据牛顿第二定律求出A的质量
(1)由图象可知,A在0-1s内的加速度,对A由牛顿第二定律得,解得
(2)由图象知,AB在1-3s内的加速度,对AB由牛顿第二定律得,解得;
(3)由图象可知B在0-1s内的加速度;对B由牛顿第二定律得,代入数据解得
23.如图所示,从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平已知长木板的质量M=4kg,A、B两点距C点的高度分别为H=
0.5m、h=
0.15m,R=
0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=
0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=
0.2,g=10m/s2求
(1)小物块运动至B点时的速度大小和方向;
(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道C点的压力;
(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板【答案】
(1)方向与水平方向夹角的正切为
(2)
44.7N
(3)
2.6m【解析】【分析】小物块先做平抛运动,由平抛规律就能求出运动到B点时速度的大小和方向;从B点到C点做变速圆周运动,由动能定理求出C点的速度,在C点由由牛顿第二定律、和牛顿三定律求出对圆弧轨道的压力滑上长木板后,由于滑块与木板间的摩擦力大,则将带动长木板做匀加速直线运动,当两者速度相等时,再一起减速到零,则木板的长就是滑块的位移与木板的位移之差【详解】
(1)物块做平抛运动设到达B点时竖直分速度为vy则vy=gt则合速度为方向与水平面的夹角为θ
(2)从A至C点,由动能定理得代入数据解得设C点受到的支持力为FN,则有解得FN=
44.7N根据牛顿第三定律可知,物块m对圆弧轨道C点的压力大小为
44.7N
(3)由题意可知小物块m对长木板的摩擦力f=μ1mg=5N长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力f′=μ2(M+m)g=10N因f<f′,所以小物块在长木板上滑动时,长木板静止不动小物块在长木板上做匀减速运动,至长木板右端时速度刚好为0则长木板长度至少为【点睛】本题关键要理清物块在多个不同运动过程中的运动规律,掌握物块各个阶段的运动规律是解决本题的关键。