四川省内江市市中区天立学校2019-2020学年高一物理下学期第三次月考试题.doc

四川省内江市市中区天立学校2019-2020学年高一物理下学期第三次月考试题

四川省内江市市中区天立学校2019-2020学年高一物理下学期第三次月考试题

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- 24 -

四川省内江市市中区天立学校2019-2020学年高一物理下学期第三次月考试题（含解析）
一、单项选择题（共12小题，每题3分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。选对得3分，选错得0分）
1. 下列说法符合物理学史实的是（　　）
A. 开普勒发现了万有引力定律 B. 哥白尼提出了地心说
C. 卡文迪许首先测出了万有引力常量 D. 伽利略发现了行星运动三大定律
【答案】C
【解析】
【详解】AD．开普勒发现了行星运动三大定律，牛顿发现了万有引力定律，故AD错误；
B．哥白尼提出了日心说，故B错误；
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，故C正确。
故选C。
2. 下列说法中不正确的是（　　）
A. 做曲线运动的质点速度一定改变，加速度可能不变
B. 质点做平抛运动，速度变化量与所用时间成正比，方向竖直向下
C. 质点做匀速圆周运动，它的合外力一定不做功
D. 质点做圆周运动，合外力等于它做圆周运动所需要的向心力
【答案】D
【解析】
【详解】A．曲线运动的质点速度沿着该点的切线方向，速度方向一定改变，所以速度一定变化，做曲线运动的物体可以受到恒力作用，加速度不变，如平抛运动，故A正确；
B．质点做平抛运动，加速度为g，则

所以速度增量与所用时间成正比，方向竖直向下，故B正确；
C．质点做匀速圆周运动，合外力提供向心力，则合外力的方向始终与速度方向垂直，不做功，故C正确；
D．质点只有做匀速圆周运动时，合外力才等于向心力，故D错误。
本题选不正确的，故选D。
3. 下列关于一对作用力和反作用力的说法中不正确的是（　　）
A. 作用力和反作用力一定是一个做正功，一个做负功
B. 作用力和反作用力，可能都做正功
C. 作用力和反作用力，可能都做负功
D. 作用力和反作用力，做功的绝对值可能不等
【答案】A
【解析】
【详解】作用力与反作用力做功，没有直接关系，作用力和反作用力的作用点的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，故作用力和反作用力对发生相互作用的系统做功不一定相等，故作用力和反作用力可能都做正功，都做负功，一个正功和一个负功，一个做功和一个不做功，故A错误，BCD正确。
本题选不正确，故选A。
4. 下列关于摩擦力做功的说法正确的是（　　）
A. 一对相互作用的滑动摩擦力做的功的代数和总为零
B. 滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功，但不可能不做功
C. 由于物体间没有相对滑动，所以静摩擦力对物体一定不做功
D. 一对相互作用的静摩擦力，若一个做正功，则另一个一定做负功
【答案】D
【解析】
【详解】A．相互作用的滑动摩擦力作用在两个不同的物体上，由于两者的位移并不是相等，故滑动摩擦力做功的代数和一定不为零；故A错误；；
B．滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，或者受到滑动摩擦力的物体没有发生位移，故滑动摩擦力可能做正功，可能做负功，也可能不做功，故B错误；
C．静摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，或者受到静摩擦力的物体没有发生位移，故静摩擦力可能做正功，做负功，也可能不做功，故C错误；
D．一对静摩擦力作用的物体间无相对滑动，故位移始终相等，而二力大小相等，方向相反，故一个做正功，则另一个就做负功，故D正确。
故选D。
5. 将一物体水平抛出，不计空气阻力。已知其落地速度为=10m/s，从抛出到落地的速度变化量大小，取g=10m/s2。则抛出时速度为（　　）
A. 4m/s
B. 8m/s
C. 16m/s
D. 6m/s
【答案】B
【解析】
【详解】物体在平抛运动的过程只受重力，故有

则有

故B正确，ACD错误。
故选B。
6. 一个人站在阳台上，以不同的速率，分别把三个质量相同的球在同一位置竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三个球从抛出到落地的过程中，重力势能的变化量中（　　）
A. 上抛球最大
B. 下抛球最大
C. 平抛球最大
D. 三球一样大
【答案】D
【解析】
【详解】由于不计空气的阻力，初、末位置相同；重力做功相同，故重力势能的变化量一样大，故D正确，ABC错误。
故选D。
7. 下面是地球、火星的有关情况比较：
星球
地球
火星
公转半径
1.5×108km
2.25×108km
自转周期
23时56分
24时37分
表面温度
15oC
－100oC～0oC
大气主要成分
78%的N2，21%的O2
约95%的CO2

根据以上信息，关于地球及火星（行星的运动可看做圆周运动），下列推测正确的是（　　）
A. 地球公转的线速度大于火星公转的线速度
B. 地球公转的向心加速度小于火星公转的向心加速度
C. 地球公转的角速度小于火星公转的角速度
D. 地球的自转角速度小于火星的自转角速度
【答案】A
【解析】
【详解】设太阳质量为，行星质量为，行星轨道半径为，行星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力。
A．由牛顿第二定律得

解得行星的线速度

由于地球的轨道半径小于火星的轨道半径，则地球公转的线速度大于火星公转的线速度，故A正确；
B．由牛顿第二定律得

解得行星的向心加速度

由于地球的轨道半径小于火星的轨道半径，地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度，故B错误；
C．由牛顿第二定律得

解得公转的角速度为

由于地球的轨道半径小于火星的轨道半径，地球公转的角速度大于火星公转的角速度，故C错误；
D．自转角速度

由于地球自转周期小于火星的自转周期，地球的自转角速度大于火星的自转角速度，故D错误。
故选A。
8. 如图所示为一条河流。河水流速为v。—只船从A点先后两次渡河到对岸。船在静水中行驶的速度为u。第一次船头朝着AB方向行驶。渡河时间为t1，船的位移为s1，第二次船头朝着AC方向行驶。渡河时间为t2，船的位移为s2。若AB、AC与河岸的垂线方向的夹角相等。则有

A. t1>t2 s1<s2
B. t1<t2 s1>s2
C. t1＝t2 s1<s2
D. t1＝t2 s1>s2
【答案】D
【解析】
【详解】因为AB、AC与河岸的垂线方向的夹角相等，则在垂直于河岸方向上的分速度相等，渡河时间

所以两次渡河时间相等。船头向着AB方向行驶时，沿河岸方向的分速度
v∥=μcosθ+v
船头向着AC方向行驶时，沿河岸方向行驶分速度
v∥′=v-ucosθ＜v∥
水平方向上的位移
x1＞x2
根据平行四边形定则，则
s1＞s2
故D正确，ABC错误。
故选D。
【名师点睛】解决本题的关键将小船的运动分解为沿河岸方向和垂直于河岸方向，分运动和合运动遵循平行四边形定则，知道分运动与合运动具有等时性。
9. 金星一直被视为是生命最不可能生存的地方，然而近年来科学家的研究和推测发现，地球上的生命可能来自金星。这一研究和发现，再一次引起了人们对金星的极大兴趣。金星的半径为6052km，密度与地球十分接近。已知地球半径R＝6400km，地球表面重力加速度为g。则（　　）
A. 金星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为
B. 金星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为
C. 金星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为
D. 金星第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为1：1
【答案】B
【解析】
【详解】AB．星球质量

由于金星密度与地球相同，所以金星质量与地球质量之比为

在星球表面的物体万有引力等于重力

解得

所以金星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为

故B正确，A错误；
CD．卫星绕任一行星表面做匀速圆周运动时的速度即为行星的第一宇宙速度，根据万有引力提供向心力可知

解得

由于金星密度与地球相同，所以金星质量与地球质量之比为

所以金星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为

故CD错误。
故选B。
10. 如图所示，小球置于倾角为 45°斜面上被竖直挡板挡住，整个装置匀速竖直下降一段距离．此过程中，小球重力大小为 G，做功为WG；斜面对小球的弹力大小为 F1，小球克服 F1 做功为 W1；挡板对小球的弹力大小 F2，做功为 W2．不计一切摩擦，则下列判断正确的 （ ）

A. F2=G，W2=0
B. F1=G，W1=WG
C. F1>G，W1> WG
D. F2>G，W2> WG
【答案】A
【解析】
【详解】对小球受力分析可知： ，，联立解得：，，
由于与位移方向垂直，故不做功，为，做功大小为：，重力做功大小为：，故，故A正确．
故选A。
考点：功的计算；牛顿第二定律
【名师点睛】本题主要考查了共点力平衡，关键是对物体正确的受力分析，抓住恒力做功的计算即可．
11. 一汽车在平直公路上行驶．从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示．假定汽车所受阻力的大小f恒定不变．下列描述该汽车的速度随时间t变化的图像中,可能正确的是(   )

A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】在时间内，如果匀速，则图象是与时间轴平行的直线，如果是加速，根据，牵引力减小；根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度；所以时间内，图象先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线；在时间内，功率突然增加，故牵引力突然增加，是加速运动，根据，牵引力减小；再根据，加速度减小，是加速度减小的加速运动，当加速度为0时，即，汽车开始做匀速直线运动，此时速度．所以在时间内，即图象也先是平滑的曲线，后是平行于横轴的直线，A正确；

12. 在离地面上空同一位置上，有A、B两质点分别以3m/s和4m/s的水平速度向左和向右同时抛出，则当两个质点的速度方向互相垂直时，它们之间的距离（　　）
A. m
B. m
C. m
D. m
【答案】C
【解析】
【详解】设经过时间，两个质点速度方向互相垂直。此时初速度为的质点与竖直方向的夹角为，则
，
则有

解得

则
，
所以

故C正确，ABD错误。
故选C。
二、不定项选择题（共6小题，每题3分，共18分。在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求。选对得3分，漏选1分，选错得0分，）
13. 如图所示，照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动．已知图中双向四车道的总宽度为15m，内车道边缘间最远的距离为150m．假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍．g取10m/s2，则汽车的运动（ ）

A. 只受重力和地面支持力的作用
B. 所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供
C. 所受的合力可能为零
D. 最大速度不能超过3m/s
【答案】BD
【解析】
【详解】汽车在水平面内做匀速圆周运动，合外力提供向心力，始终指向圆心，拐弯时静摩擦力提供向心力，所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供，故AC错误，B正确；汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍，f=0.7mg，根据牛顿第二定律f=m，当r最大时，有最大速度，r= ×150+15m=90m，解得v=3 m/s，故D正确；故选BD．
【点睛】本题考查匀速圆周运动，关键在于分析向心力的来源，汽车转弯时静摩擦力提供向心力，当轨道半径最大时有最大速度.
14. 通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量．假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量．这两个物理量可以是
A. 卫星的速度和角速度
B. 卫星的质量和轨道半径
C. 卫星的质量和角速度
D. 卫星的运行周期和轨道半径
【答案】AD
【解析】
试题分析：卫星围绕冥王星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，已知卫星的速度和角速度，则轨道半径，根据即可求解冥王星质量M，故A正确；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道半径不能求出冥王星质量，故B错误；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道角速度不能求出冥王星质量，故C错误；根据可知，知道卫星的运行周期和轨道半径可求解冥王星质量M，故D正确；故选AD．
考点：万有引力定律的应用

15. 如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（ ）

A. 该卫星的发射速度必定大于11. 2 km/s
B. 卫星在同步轨道II上的运行速度大于7. 9 km/s
C. 在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道II
【答案】CD
【解析】
【详解】A．11.2km/s是卫星脱离地球束缚的发射速度，而同步卫星仍然绕地球运动，A错误；
B．7.9km/s即第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，所以同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，B错误；
C．在轨道I上，P点是近地点，Q点是远地点，则卫星在P点的速度大于在Q点的速度，C正确；
D．从椭圆轨道Ⅰ到同步轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力。所以在轨道Ⅱ上Q点的速度大于轨道Ⅰ上Q点的速度，D正确。
故选CD。
16. 如图所示，长为L的轻杆A一端固定一个质量为m的小球B，另一端固定在水平转轴O上，轻杆A绕转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为ω。在轻杆A与水平方向夹角α从0°增加到90°的过程中，下列说法正确的是（　　）

A. 小球B受到轻杆A作用力的方向一定沿着轻杆A
B. 小球B受到的合力的方向一定沿着轻杆A
C. 当α=90°时小球B受到轻杆A的作用力一定竖直向下
D. 轻杆A对小球B的作用力对小球B做的功为mgL
【答案】BD
【解析】
【详解】AB．小球B做匀速圆周运动，由合力提供向心力，所以小球B受到的合力的方向一定沿着轻杆A指向圆心。而合力等于重力和轻杆A的作用力的合力，所以轻杆对A的作用力不一定沿杆的方向。故A错误，B正确;
C．当α=90°时杆竖直，此时小球B受到的合外力指向圆心，方向竖直向下，由于重力的方向竖直向下，由于不知道转动的线速度大小，故轻杆A对小球B的作用力的方向有可能竖直向上，有可能竖直向下，也有可能大小为零，故C错误；
D．轻杆从水平方向转动到竖直方向，对小球B，由功能关系得

解得

故D正确。
故选BD。
17. 如图所示，A是地球的同步卫星，B是位于赤道平面内的近地卫星，C为地面赤道上的物体，已知地球半径为R，同步卫星离地面的高度为h，则（　　）

A. A、B加速度的大小之比为（）2
B. A、C加速度大小之比为1+
C. A、B、C速度的大小关系为vA＞vB＞vC
D. 要将B卫星转移到A卫星轨道上运行至少需要对B卫星进行两次加速
【答案】BD
【解析】
A、a、b两卫星绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力，则
得，则得a、b加速度的大小之比为，故A错误；
B、a、c的角速度都与地球自转的角速度相等，由，得：a、c加速度的大小之比，故B正确；
C、对于a、b，，得，可知a、b速度大小关系为，
对于a、c，由，相等，可知，故C错误；
D、要将b卫星转移到a卫星的轨道上，先在近地轨道加速做离心运动，进入椭圆轨道，使椭圆轨道的远地点在同步轨道上，当卫星运动到远地点时，再加速做离心运动进入同步轨道，故将b卫星转移到a卫星的轨道上运行至少需要对b卫星至少需要对b卫星进行两次加速，故D正确．
点睛：本题考查万有引力在天体运动中的应用，要注意分清是卫星还是地面上的物体，明确在地球上的物体与卫星运动向心力是不同的．
18. 地下矿井中的矿石装在矿车中，用电机通过竖井运送至地面．某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示，其中图线①②分别描述两次不同的提升过程，它们变速阶段加速度的大小都相同；两次提升的高度相同，提升的质量相等．不考虑摩擦阻力和空气阻力．对于第①次和第②次提升过程，

A. 矿车上升所用的时间之比为4:5
B. 电机的最大牵引力之比为2:1
C. 电机输出的最大功率之比为2:1
D. 电机所做的功之比为4:5
【答案】AC
【解析】
【详解】A．由图可得，变速阶段的加速度 ，设第②次所用时间为t，根据速度-时间图象的面积等于位移（此题中为提升的高度）可知，，解得：，所以第①次和第②次提升过程所用时间之比为 ，选项A正确；
B．由于两次提升变速阶段的加速度大小相同，在匀加速阶段，由牛顿第二定律，，可得提升的最大牵引力之比为1∶1，选项B错误；
C．由功率公式，P=Fv，电机输出的最大功率之比等于最大速度之比，为2∶1，选项C正确；
D．加速上升过程的加速度，加速上升过程的牵引力，减速上升过程的加速度，减速上升过程的牵引力
，
匀速运动过程的牵引力．第①次提升过程做功
；
第②次提升过程做功
；
两次做功相同，选项D错误．
【点睛】此题以速度图像给出解题信息．解答此题常见错误主要有四方面：一是对速度图像面积表示位移掌握不到位；二是运用牛顿运动定律求解牵引力错误；三是不能找出最大功率；四是不能得出两次提升电机做功．实际上，可以根据两次提升的高度相同，提升的质量相同，利用功能关系得出两次做功相同．
三、填空题（每空2分，共16分）
19. 某汽车发动机的额定功率为60 kW，汽车质量为5 t，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。（g取10 m/s2）
(1)若汽车以额定功率启动，则汽车所能达到的最大速度是多少？
(2)当汽车速度达到5 m/s时，其加速度是多少？
(3)若汽车以恒定加速度0.5 m/s2启动，则其匀加速过程能维持多长时间？
【答案】(1)12m/s；(2)；(3)16s
【解析】
【分析】
(1)当牵引力等于阻力时，速度最大，根据求出最大速度。
(2)根据求出速度为5m/s时的牵引力，通过牛顿第二定律求出加速度的大小。
(3)根据牛顿第二定律求出牵引力的大小，从而根据求出匀加速直线运动的末速度，结合速度时间公式求出匀加速直线运动维持的时间。
【详解】(1)汽车以额定功率启动，当a=0时，v达到最大值。则
。
(2)当速度为5m/s时，牵引力

则加速度

(3)由得

则

匀加速直线运动的时间

20. 如下图所示,宽为的竖直障碍物上开有间距的矩形孔,其下沿离地高,离地高的质点与障碍物相距.在障碍物以匀速向左运动的同时,质点自由下落.为使质点能穿过该孔, 的最大值为__________;若,的取值范围是__________.(取)

【答案】 (1). 0.8 (2).
【解析】
试题分析：以障碍物为参考系，则质点具有水平向右的初速度v0=4m/s，自由下落就变为平抛运动，要穿过小孔，竖直方向经过小孔的上边沿，经过小孔下边沿，经过小孔的时间最多有，水平方向，所以最大值为．当时，小球在水平方向的运动，，整理可得．
考点：平抛运动

21. 如图所示为某同学在研究小球的平抛运动时拍摄的频闪照片的一部分，其背景是边长为4.90 cm的小方格，g取9.80 m/s2．由图可求得照相机的闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s．

【答案】 (1). 10 (2). 2.45
【解析】
【详解】水平方向的运动是匀速直线运动，从A到B和从B到C水平方向的位移相同，所以经历的时间相等．
在竖直方向上有：△h＝gT2，其中△h＝9.80cm，代入求得：T＝0.1s，因此闪光频率为：f10Hz．
小球水平方向上做匀速运动，x＝v0t，其中x＝5L
解得初速度v0＝2.45m/s
22. 如图所示，斜面倾角为θ，将质量为m的小球A从斜面顶端以水平速度v0抛出，落在斜面上，已知重力加速度为g，在这个过程中重力对小球做功的平均功率为_________．

【答案】mgv0tanθ
【解析】
小球落到斜面上，根据水平位移和竖直位移的关系： ， ；重力对小球做功的平均功率为：；；
联立可得：
四、计算题（共40分，解答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，答案中必须明确写出数值和单位。）
23. 宇航员乘坐宇宙飞船到达一未知行星，进行科学实验：宇航员在该行星地面附近高h处以某一水平初速度抛出一个小球，测得小球在空中运动时间为t．已知该行星表面无空气，行星半径为R，万有引力常量为G．求：
（1）行星的第一宇宙速度；
（2）行星的平均密度．
【答案】(1) (2)
【解析】
【详解】（1）小球做平抛运动，设小球质量为m，行星质量为M，行星重力加速度为g，第一宇宙速度为v，则：

万有引力提供向心力：

在地表：

解得：

（2）设行星体积为V，密度为ρ，则

密度公式

解得

24. 如图，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动．现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m，物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m．设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2求：

(1)物块做平抛运动的初速度大小v0；
(2)物块与转台间动摩擦因数μ．
【答案】(1)1m/s (2)0.2
【解析】
【详解】(1)物块做平抛运动，在竖直方向上有
在水平方向上有
联立解得：
代入数据得 v0＝1 m/s
(2)物块离开转台时，最大静摩擦力提供向心力，有

联立解得：
代入数据得μ＝0.2
25. 如图所示，竖直平面内半径为R=1.6m的光滑半圆形轨道BC与水平轨道AB相连接，AB的长度为x=5.0m。一质量为m=1kg的滑块，在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动，到B点时撤去力F，滑块恰好沿圆轨道通过最高点C，已知滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.3，求：
(1)恒力F大小；
(2)滑块从A到B运动的时间；
(3)滑块从C点抛出后到落点的水平位移。

【答案】(1)11N；(2)；(3)3.2m
【解析】
【详解】(1) 滑块恰好沿圆轨道通过最高点C，则

解得
vC=4m/s
从A到C由动能定理

解得
F=11N
(2)从A到B滑块的加速度

滑块从A到B运动的时间

(3)滑块从C点抛出后做平抛运动，则

解得C点到落点的水平位移
s=3.2m。
26. 跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一，如图为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图。助滑坡由AB和BC组成，AB为斜坡，BC为R=10m的圆弧面，二者相切于B点，与水平面相切于C，AC间的竖直高度差为h1=40m，CD为竖直跳台。运动员连同滑雪装备总质量为80kg，从A点由静止滑下，通过C点水平飞出，飞行一段时间落到着陆坡DE上的E点。运动员运动到C点时的速度是20m/s，CE间水平方向的距离x=40m。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：
（1）运动员从A点滑到C点过程中阻力做的功；
（2）运动员到达C点时对滑道的压力大小；
（3）运动员落到E点时的瞬时速度大小。

【答案】（1）-16000J （2）4000N （3）
【解析】
【详解】(1)运动员从点滑到点过程中，由动能定理可得：

解得：

(2)由牛顿第二定律可得：

代入数据解得：

由牛顿第三定律可得压力等于支持力，即
(3)运动员过点做平抛运动，在水平方向，由可得运动员下落时间为：

在竖直方向，做自由落体运动，运动员竖直方向速度：

由运动合成得运动员落到点时的瞬时速度大小：