【文档说明】山西省太原市第五中学2019-2020学年高一下学期5月月考物理试题【精准解析】.doc,共(19)页,764.000 KB,由小赞的店铺上传
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太原五中2019-2020学年度第二学期阶段性检测高一物理一、选择题:(1-8题为单项题,9-12题为多选题;每小题4分,共48分)1.关于曲线运动和圆周运动,以下说法中正确的是()A.变速运动一定是曲线运动B.匀速圆周运动是匀速运动C.做曲线运动的物
体所受的合外力一定不为零D.做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心【答案】C【解析】试题分析:变速运动不一定是曲线运动,也可能是直线运动,选项A错误;匀速圆周运动的速度大小不变,方向不断变化,故匀速圆周运动不是匀速运动,选项B错误;做曲线运
动的物体速度不断变化,故有加速度,所受的合外力一定不为零,选项C正确;只有做匀速圆周运动的物体受到的合外力方向才一定指向圆心,选项D错误;故选C.考点:曲线运动和圆周运动2.如图所示,一物体在外力F作用下,从A到E做匀变速曲线运
动,已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是()A.物体在A点处的速度最小B.物体在B点处的速度最大C.物体从A到D的运动过程中速率先减小后增大D.物体从A到D的运动过程中外力F做功的
功率一直增大【答案】C【解析】【详解】AB.根据做功公式cosWFL=可知,质点由A到B过程中90,合外力做负功,由动能定理可得,A点的速度比B点速度大,质点由B到D过程中90,合外力做正功,由动能定理可得,D点的速度比B点速度大,所以质点在B点的速度最小。故AB错误;C.结合前面的分析
可知,物体从A到D的运动过程中速率先减小后增大,故C正确;D.根据功率公式cosPFv=可知,物体从A到D的运动过程中功率先减小后增大,故D错误。故选C。3.某辆汽车在同样路况下以恒定的加速度或恒定的额定功率启动,司机根据速度计记录下各时刻汽车的
速度,并描绘出了v-t图线,如图所示,图乙中0~t1时间内的v-t图线是直线,则关于汽车启动过程的下列说法中正确的是()A.甲图反映的是汽车以恒定加速度启动的过程,乙图反映的是汽车以恒定功率启动的过程B.甲图中t2时刻的牵引力功率大于t1时刻的功率C.乙图中t2时刻的牵引
力功率等于t1时刻的功率D.甲图中vm不等于乙图中的vm【答案】C【解析】【详解】A.在v-t图象中,斜率代表加速度,在甲图中,斜率逐渐减小,加速度减小,根据F-f=ma,v=at及P=Fv可知,甲图以恒定的功率
启动,而乙图开始斜率不变,加速度不变,以恒定的加速度启动,故A错误;B.甲图始终以恒定功率启动,在任意时刻牵引力的功率都等于额定功率,故B错误;C.乙图恒定的加速度启动,到达t1′时刻,汽车达到额定功率,此后在额定功率下做变加速运动,故t2′时刻的牵引力功率等于t1′时刻的功率,故C正确
;D.当牵引力等于阻力时,速度达到最大,甲乙两图受到阻力相同,最大功率相同,故达到的最大速度相同,故D错误。故选C。4.很多国家发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆形轨道1运行,然后在Q点点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后在P
点再次点火,将卫星送入同步圆形轨道3运行,如图所示。已知轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点.若只考虑地球对卫星的引力作用,则卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,下列说法正确的是()A.若卫星在1、2、3轨道上正常运行时的周期分别为T1、T2、T3,则有T1>T2>T3B.卫星
沿轨道2由Q点运动到P点时引力做负功C.根据公式v=ωr可知,卫星在轨道3上的运行速度大于在轨道1上的运行速度D.根据GMr可知,卫星在轨道2上任意位置的速度都小于在轨道1上的运行速度【答案】B【解析】【详解】A.由开普勒第三定律可得,可知轨道长半
轴越大,周期越大,所以周期关系应为123TTT,故A错误;B.卫星由Q点运动到P点,地球引力做负功,势能增加,动能减少,总机械能不变,故B正确;C.根据22GMmvmrr=可得GMvR=可知卫星的轨道半
径越大,线速度越小,所以卫星在轨道3上的速度小于在轨道1上的速度,故C错误;D.由轨道1运动到轨道2需要外力做正功,即在轨道2上的机械能大于在轨道1上的机械能,在Q点时重力势能相等,所以在Q点轨道2上的卫星动能大于轨道1上卫星的动能,即在Q点卫星在轨道2上的速度大于在轨道1上的
运行速度,故D错误。故选B。5.在游乐园质量为m的人乘坐如图所示的过山车,当过山车从高度释放之后,在竖直平面内通过了一个光滑的圆周轨道(车的轨迹如图所示的虚线),下列说法正确的是()A.车在最高点时人处于倒坐状态,全靠保险带拉住,若没有保险带,人一定会掉下
去B.人在最低点时对座位的压力大于mgC.人在最高点和最低点时的向心加速度大小相等D.人在最高点时对座位仍可能产生压力,但压力一定小于mg【答案】B【解析】【详解】A.当人与保险带间恰好没有作用力时,由重力提供向心力得2
vmgmR=临解得临界速度为=vgR临当速度vgR时,没有保险带,人也不会掉下来。选项A错误;B.人在最低点时,加速度方向竖直向上,根据牛顿第二定律分析可知,人处于超重状态,人对座位的压力大于mg,选项B正确;C.在最高点和最低点速度大小不等,根据向心加速度公式2=var可知,人在最高点
和最低点时的向心加速度大小不相等,选项C错误;D.当人在最高点的速度vgR时人对座位就产生压力。当速度增大到2vgR=时,压力为3mg,选项D错误。故选B。6.一探照灯照射在云层底面上,云层底面是与地面平行的平面,如图所示,云层底面距地面高h,探照灯以角速度ω在竖直平面内转动,当光束转到
与竖直方向夹角为θ时,云层底面上光点的移动速度是()A.hωB.hcosC.2hcosD.hωtanθ【答案】C【解析】当光束转到与竖直方向夹角为θ时,云层底面上光点转动的线速度为cosh.设云层底面上光点的移动速度为v,则有vcosθ=cosh,解得云层底面上光点的移动速度
v=2cosh,选项C正确.7.如图甲所示,质量为4kg的物体在水平推力作用下开始运动,推力F的大小随位移x变化的情况如图乙所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5=,g取10m/s2则()A.物体先做加速运动,推力撤去后才开始做减速运动B.运动过程中推
力做的功为200JC.物体在运动过程中的加速度先变小后不变D.因推力是变力,无法确定推力做的功【答案】B【解析】【详解】AC.滑动摩擦力f20NFmg==当推力大于20N时,物体做加速度减小的加速运动,当推力减小到20N时,加速度为零;当推力小于20N时,物体做加速度增大的减速运动,当推力减
小为零后,物体做匀减速运动直至停止,选项AC错误;BD.F-x图线与横轴所围图形的面积表示推力做的功,则10004J200J2W+==选项B正确,D错误。故选B。8.如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图,若A星的轨道半径大于B星的轨道半
径,双星的总质量M,双星间的距离为L,其运动周期为T,则不正确的是()A.A的加速度一定大于B的加速度B.L一定时,m越小,r越大C.L一定时,A的质量减小△m而B的质量增加△m,它们的向心力减小D.A的质量一定大于B的质量【
答案】D【解析】【详解】A.双星系统中两颗恒星间距不变,是同轴转动,角速度相等,根据2ar=,因为ABrr所以ABaaA正确;BD.双星靠相互间的万有引力提供向心力,所以向心力相等,故有22AABBmrmr
=所以ABBArmrm=其中ABrrL+=所以L一定时,m越小,r越大;因为ABrr所以ABmmB正确,D错误;C.双星的向心力由它们之间的万有引力提供,有2=ABmmFGL向A的质量mA小于B的质量mB,L一定时,A的质量减小Δm
而B的质量增加Δm,根据数学知识可知,它们的质量乘积减小,所以它们的向心力减小,C正确。本题选不正确的,故选D。9.有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是()A.如图a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B.如图b所示是一圆锥摆,增大,但保持圆锥的高不变,则圆锥摆的角速度不变C.如图c,
同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动,则在A、B两位置小球的角速度大小不等,但所受筒壁的支持力大小相等D.如图d,火车转弯超过规定速度行驶时,内轨对轮缘会有挤压作用【答案】BC【解析】【详解】A.汽车
在最高点由牛顿第二定律有2NvmgFmr−=得2NvFmgmmgr=−则处于失重状态,故A错误;B.如图b所示是一圆锥摆,重力和拉力的合力提供向心力有2tansinFmgmL==得cosggLh==故增大θ,但保持圆锥的高不变,角速度不变,故B正确;C.对小球受
力分析,小球受到重力和支持力,它们的合力提供向心力,如图所示,根据牛顿第二定律,有tanFmg=合即两球所受合力大小相同。两小球所受合力提供圆周运动向心力有2tanmgmr=知,轨道半径大的角速度小,故A球角速度小于B球角速度,在A、B两位置所受筒壁的支持力为cosmgN=所以在
A、B两位置所受筒壁的支持力大小相等,故C正确;D.火车转弯超过规定速度行驶时,则所需向心力变大,即外轨对轮缘会有挤压作用,故D错误。故选BC。10.如图所示,在某次自由式滑雪比赛中,一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后,又落回到斜面雪坡上,如图所示,若斜面雪坡
的倾角为,飞出时的速度大小为0v,不计空气阻力,运动员飞出后在空中的姿势保持不变,重力加速度为g,则A.如果0v不同,则该运动员落到雪坡时的速度方向也就不同B.不论0v多大,该运动员落到雪坡时的速度方向都是相同的C.
运动员落到雪坡时的速度大小是0cosvD.运动员在空中经历的时间是02tanvg【答案】BD【解析】【详解】AB.如果0v不同,则落地位置不同,但位移方向均沿斜面方向,即与水平方向的夹角为,所以根据tan2tan=可得速度方向与水平方向的夹角均为,故A错误,B正确;CD.设
在空中飞行时间为t,运动员在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,则两方向位移关系2012tan2ogtgtvtv==则有飞行的时间02tanvtg=因此竖直方向的速度大小为02yvgtvtan==落回雪
坡时的速度大小2220014tanyvvvv=+=+故C错误,D正确;故选BD。11.质量为m的小球由轻绳a和b分别系于一轻质细杆的A点和B点,如图所示。当轻杆绕轴AB以角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a与水平方向成角,绳b沿水平方向且长为L,
则下列说法正确的是()A.a绳的张力不可能为零B.角速度越大,a绳的张力越大C.当角速度tangL时,b绳将出现弹力D.若b绳突然被剪断,则a绳的弹力一定发生变化【答案】AC【解析】【详解】A.小球做匀速圆周运动,在竖直方向上的合力为零,水平方向上的合力提供向心力,所以a绳在竖直方向上的
分力与重力相等,可知a绳的张力不可能为零,故A正确。B.根据竖直方向上平衡得Fasinθ=mg解得sinamgF=可知a绳的拉力不变,故B错误。C.当b绳拉力为零时,有2tanmgmL=解得gcotL=可知当角速度tangL时,b绳出现弹力
。故C正确。D.由于b绳可能没有弹力,故b绳突然被剪断,a绳的弹力可能不变,故D错误。故选AC。12.如图所示,在水平圆盘上沿半径方向放置用细线相连的质量均为m的A、B两个物块(可视为质点)。A和B距
轴心O的距离分别为rA=R,rB=2R,且A、B与转盘之间的最大静摩擦力都是fm,两物块A和B随着圆盘转动时,始终与圆盘保持相对静止。则在圆盘转动的角速度从0缓慢增大的过程中,下列说法正确的是()A.B所受合力一直等于A所受合力B.A受到的摩擦力一直指向圆心C.B受到的摩
擦力先增大后不变D.A、B两物块与圆盘保持相对静止的最大角速度ωm=2mfmR【答案】CD【解析】【详解】当圆盘角速度比较小时,由静摩擦力提供向心力。两个物块的角速度相等,由2Fmr=可知半径大的物块B所受的合力
大,需要的向心力增加快,最先达到最大静摩擦力,之后保持不变。当B的摩擦力达到最大静摩擦力之后,细线开始提供拉力,根据2m2TfmR+=2ATfmR+=可知随着角速度增大,细线的拉力T增大,A的摩擦力Af将减小到零然后反向增大,当A的摩擦力反向增大到最大,即Am=ff−时,解得m2fmR=角
速度再继续增大,整体会发生滑动。由以上分析,可知AB错误,CD正确。故选CD。二、实验题(每空2分,共10分)13.在做“探究平抛物体的运动”实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹。(1)为
了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,你认为正确选项是()A.实验所用的斜槽要尽量的光滑,以减小摩擦B.通过调节使斜槽的末端保持水平C.每次释放小球的位置必须相同D.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线E.每次必须由静止释放小球F.小球运动时不应与木板上的白纸相碰撞G
.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降(2)如图是实验中记录小球的轨迹,图中背景方格的边长表示实际长度0.1m,如果取g=10m/s2,那么:①由图可知小球从a运动到b的时间t=___
________②小球平抛运动的初速度为___________③小球在b点的速度大小为___________④小球从抛出点运动到c点时间为___________【答案】(1).BCEF(2).0.1s(3).2.0m/s(4).2.5m/s
(5).0.25s【解析】【详解】(1)[1]ACE.因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,但斜槽不一定光滑,故A错误,CE正确;B.通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动,故B正确;D
.将球经过不同高度的位置记录在纸上后,取下纸,平滑的曲线把各点连接起来,故D错误;F.做平抛运动的物体在同一竖直面内运动,固定白纸的木板必须调节成竖直,小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触,故F正确;G.因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,在相同时间里,位移越来越大
,因此木条(或凹槽)下降的距离不应是等距的,故G错误。故选BCEF(2)[2]由图可知,小球在竖直方向上各点间的距离差是个定值,说明相邻两点间的时间相等,在竖直方向上2ygt=则0.1s0.1s10ytg===[3]小球平抛运
动的初速度00.2m/s2.0m/s0.1xvt===[4]b在竖直方向上的分速度0.3m/s1.5m/s220.1acybyvT===小球经过b点时的速度222202.01.5m/s2.5m/sbybvvv=+=+=[5]从抛出到b点所用的时间为1.5s0.15s10ybbvtg
===则小球从抛出点运动到c点时间为0.25scbttt=+=三、计算题(共42分)14.如图所示,质量为m=3kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为=37,大小F=20N的拉力作用,物体移动的距离l=5m物
体与地面间的动摩擦因数=0.3,g取10m/s2。求:(sin37=0.6,cos37=0.8)(1)拉力F所做的功W1;(2)摩擦力Ff所做的功W2;【答案】(1)80J;(2)-27J【解析】【详解】(1)根据功的定义可知拉力的功1cos
372050.8J=80JWFl==(2)对物体受力分析可知地面对物体的支持力Nsin310N200.6N18NFmgF=−=−=根据牛顿第三定律可知物体对地面的压力为18N;所以滑动摩擦力fN0.318N5.4NFF===
故摩擦力所做功f25.45J27JWFl=−=−=−15.在检测某款电动车性能的某次实验中,质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/s。利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力
F与对应的速度v,并描绘出1Fv−图像,如图所示(图中AB、BO均为直线)。假设电动车行驶中所受阻力恒定,求此过程中:(1)电动车的额定功率;(2)电动车由静止开始运动,速度达到10m/s时,加速度为多大。【答案】(1)6000W;(2)20.2
5m/s【解析】【详解】(1)当车达到最大速度m15m/sv=时,车的牵引力minf400NFF==其中fF表示地面对车的阻力,所以车的额定功率mfm40015W6000WPFv===(2)车匀加速行驶过程中的加速度22f22000400m/s2m/s810FFam−−===
车刚达到额定功率时其速度m6000m/s3m/s2000PvF===之后它将做加速度减小的变加速运动。故当车的速度10m/s3m/svv==时,已处于变加速阶段,但这一过程车的功率已达额定功率,所以设此时的牵引力为'F,有mPFv=得m600NP
Fv==设此时车的加速度为a,有fFFma−=得2f0.25m/sFFam−==16.假设某星球可视为质量分布均匀的球体.由于星球自转的影响,该星球表面的重力加速度会随纬度的变化而变化.已知星球表面两极处的重力加速度大小为g0,在赤道处的重力加速度大小为g,星球自转的周期为T,引力
常量为G,求:(1)该星球的半径R;(2)该星球的第一宇宙速度v1;(3)该星球的密度ρ.【答案】(1)2024ggRT−=(1)100()2Tvggg=−(3)0203()gggGT=−【解析】【分析】质量为m的物体在两极所受地球的
引力等于其所受的重力.根据万有引力定律和牛顿第二定律,在赤道的物体所受地球的引力等于其在两极所受的重力联立求半径,根据密度公式求出该星球的密度.解:(1)设地球的质量为M,半径为R,在赤道处随地球做圆周运动物体的质量为m物体在赤道处随地球自转做圆周运动的周
期等于地球自转的周期,根据万有引力定律和牛顿第二定律有2224GMmmgmRRT−=在两极处02GMmmgR=解得202()4ggTR−=(2)根据万有引力定律和牛顿第二定律有212vGMmmRR=该星球的第一宇宙速度2010002()·()42ggTTvgRggg
g−===−(3)因为02GMmmgR=,所以20gRMG=又因地球的体积343VR=,所以0203()gMVggGT==−17.晓明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动
手腕,使球在竖直平面内做圆周运动,当球某次运动到最低点时,绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为34d,重力加速度为g,忽略手的运动半径和空气阻力。(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时
的速度大小v2(2)问绳能承受的最大拉力多大?(3)改变绳长,使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?【答案】(1)v1=2gd,v2=52gd;(2)T=1
13mg;(3)当l=2d时,x有极大值xmax=233d【解析】【详解】(1)设绳断后球飞行时间为t,由平抛运动规律,竖直方向有:21142dgt=水平方向有:1dvt=联立解得12vgd=从小球飞出到落地,根据机械能守
恒定律有:2221113224mvmvmgdd=+−解得252vgd=(2)设绳能承受的最大拉力大小为F,这也是球受到绳的最大拉力大小。球做圆周运动的半径为34Rd=,根据牛顿第二定律有:21vFmgmR−=解得113Fmg=(3)设绳
长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变,根据牛顿第二定律有:23vFmgml−=得383vgl=绳断后球做平抛运动,竖直位移为dl−,水平位移为x,时间为1t,根据平抛运动规律,竖直方向有:2112dlgt−=竖直方向有:31xvt=联立解得(
)43ldlx−=根据一元二次方程的特点,当2dl=时,x有极大值,为xmax=233d