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安徽省宣城市郎溪县郎溪中学2015-2016学年高一物理下学期第三次月考试题(新)


安徽省郎溪中学高一 2015---2016 学年第二学期第三次月考 物理学科试题
分值:100 分 时间:90 分钟 一.选择题(每题 4 分,1-8 为单选,9-12 为多选,共 48 分) 1.如图 1 所示,小物块 A 与圆盘保持相对静止,跟着圆盘一起做匀速圆周运 动.则下列关于 A 的受力情况的说法中正确的是( ) A.受重力、支持力 B.受重力、支持力和与运动方向相反的摩擦力 C.受重力、支持力、摩擦力和向心力 D.受重力、支持力和指向圆心的摩擦力 2.如图 2 所示,两个啮合齿轮,小齿轮半径为 10 cm,大齿轮半径为 20 cm,大齿轮中 C 点离圆心 O2 的距离为 10 cm,A、B 分别为两个齿 轮边缘上的点,则 A、B、C 三点的( ) A.线速度之比为 1∶1∶1 B.角速度之比为 1∶1∶1 C.向心加速度之比为 4∶2∶1 D.转动周期之比为 2∶1∶1

图1

图2

3.从高为 h 处以速度 v0 竖直向上抛出一个质量为 m 的小球,如图 3 所示.若取抛出点 物体的重力势能为 0,不计空气阻力,则物体着地时的机械能为( A.mgh 1 2 B.mgh+ mv0 2 1 2 C. mv0 2 1 2 D. mv0-mgh 2 ) 图3

4.如图 4 所示,质量为 M ,长度为 L 的小车静止在光滑的水平面上,质量为 m 的小物块,放在小车的最左端.现用一水平力 F 作用在小物块上,小物块与 小 车之间的摩擦力为 Ff,经过一段时间小车运动的位移为 x,小物 块刚好滑到小 车的右端,则下列说法中正确的是 ( A.此时小物块的动能为 F(x+L) B.此时小车的动能为 Fx C.这一过程中,小物块和小车增加的机械能为 Fx-FfL D.这一过程中,因摩擦而产生的热量为 FfL 5.如图 5 所示,一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮,绳 两端各系一小球 a 和 b.a 球质量为 3m,静置于地面;b 球质量为 5m,用 手托住,高度为 h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放 b 后,a 可能 达到的最大高度为( ) A.h B.1.25h C.2h D.2.5h ) 图4

图5

6. 如图 6 所示, 一根跨过光滑定滑轮的轻绳, 两端各有一杂技演员(可视为质点). a 站在地面上,b 从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直 状态,空气阻力不计.当演员 b 摆至最低点时,a 刚好对地面无压力,则演员 a 的质量与演员 b 的质量之比为 A.1∶1 B.2∶1 C.3∶1 ( D.4∶1 ) 图6

7.如图 7 所示,汽车通过轻质光滑的定滑轮,将一个质量为 m 的 物体从井中拉出,绳与汽车连接点距滑轮顶点高 A,开始时物体 静止,滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以 v 向右匀速运动,运动
1

到跟汽车连接的细绳与水平方向的夹角为 30°,则 A.从开始到绳与水平方向的夹角为 30°时,拉力做功 mgh

(

)

图7

3 2 B.从开始到绳与水平方向的夹角为 30°时,拉力做功 mgh+ mv 8 C.在绳与水平方向的夹角为 30°时,拉力功率为 mgv D.在绳与水平方向的夹角为 30°时,拉力功率小于 3 mgv 2

8.如图 8 所示,a、b、c 是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星, a 和 b 质量相等且小于 c 的质量,则下列说法错误的是( ) A.b 所需向心力最小 B.b、c 的周期相同且大于 a 的周期

C.b、c 的向心加速度大小相等,且大于 a 的向心加速度 D.b、c 的线速度大小相等,且小于 a 的线速度
9.如图 9 所示,同步卫星离地心距离为 r,运行速率为 v1,加速度为 a1, 地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a2,第一宇宙速度为 v2,地 球的半径为 R,则下列比值正确的是 ( ) a1 r A. = a2 R a1 ?R?2 B. =? ? a2 ?r? C. v1 r = v2 R D. v1 = v2

图8

R r

图9

10.一个轻质弹簧,固定于天花板的 O 点处,原长为 L,如图 10 所示.一个质量为 m 的物块从 A 点竖直向上抛出,以速度 v 与弹簧在 B 点相接触,然后向上压缩弹簧,到 C 点时物块速度为零,在此过程中 ( ) A.由 A 到 C 的过程中,物块的机械能守恒 B.由 A 到 B 的过程中,物块的动能和重力势能之 和不变 C.由 B 到 C 的过程中,弹性势能和重力势能之和先增大后减小 D.由 B 到 C 的过程中,弹性势能的变化量与克服弹力做的功相等 11.如图 11 所示,小球以初速度 v0 从光滑斜面底部向上滑,恰能到达最大高度为 h 的斜面 顶部.图中 A 是内轨半径大于 h 的光滑轨道、B 是内轨半径小于 h 的光滑轨道、C 是内轨直 1 径等于 h 的光滑轨道、 D 是长为 h 的轻棒, 其下端固定一个可随棒绕 O 点向上转动的小球. 小 2 球在底端时的初速度都为 v0, 则小球在以上四种情况中能到达高度 h 的有( ) 图 10

图 11 12.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在 0~6 s 内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图 12 甲、乙所示.下列说法正确的是 A.0~6s 内物体的位移大小为 30 m B.0~6 s 内拉力做的功为 70 J 甲
2

(

)



C.合外力在 0~6 s 内做的功与 0~2 s 内做的功相等 D.滑动摩擦力的大小为 5 N 二.实验题(每空 2 分,共 12 分 ) 13.某学习小组做“探究功与物体速度变化的关系”的 实验装置如图 13.1 所示.图中小车在一条橡皮筋作用 下弹出沿木板滑行,橡皮筋对小车做的功记为 W.当用 2 条、3 条??完全相同的橡皮筋并 在一起进行第 2 次、 第 3 次??实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都 图 13.1 图 12

完全相同. 每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带求出. 通过实验数据分析可 以得出功与物体速度变化的关系. (1)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,其最根本的目的是________. A.防止小车不能被橡皮筋拉动 C.便于小车获得较大的弹射速度 B.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功 D.防止纸带上点迹不清晰

(2)如图 13.2 是某同学在正确实验操作过程中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F 为选 取的计数点,相邻的两个计数点间有一个点没有画出,各计数点到 O 点的距离分别为:0.87 cm、4.79 cm、8.89 cm、16.91 cm、25.83 cm、34.75 cm,若打点计时器的打点频率为 50 Hz, 则由该纸带可知本次实验中橡皮筋做功结束时小车的速度是___m/s(结果取三位有效数字).

图 13.2 14.在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为 m=1.00 kg 的重物自由下落, 打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图 14 所示.O 为第 一个点,A、B、C 为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔 0.02 s 2 打一个点,当地的重力加速度为 g=9.80 m/s ,那么:

图 14 (1)根据图上所得的数据,应取图中 O 点到________点来验证机械能守恒定律; (2)从 O 点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量 Δ Ep=________ J,动能增加量 Δ Ek =________ J(结果取三位有效数字); (3)若测出纸带上所有各点到 O 点之间的距离,根据纸带算出各点的速度 v 及物体下落的高 2 v 度 h,则以 为纵轴,以 h 为横轴画出的图象是下图中的_ _______. 2

三、计算题(15 题 8 分、16 题 8 分、17 题 12 分、18 题 12 分 ,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. ) 15.(8 分)宇航员在月球表面附近自 h 高处以初速度 v0 水平抛出一个小球,测出小球的水
3

平射程为 L,已知月球半径为 R .若在月球上发射一颗卫星,它在月球表面附近绕月球做圆 周运动的角速度多大? (h 远小于 R) 16.(8 分)如图所示,质量为 m 的小球用长为 L 的轻质细线悬于 O 点, 与 O 点处于同一水平线上的 P 点处有一根光滑的细钉,已知 OP =

1 L,在 2

A 点给小球一个水平向左的初速度 v0,发现小球恰能到达跟 P 点在同一竖 直线上的最高点 B,则: (1)若不计空气阻力,则初速度 v0 多大? (2)若初速度 v0=4 gL ,则在小球从 A 到 B 的过程中克服空气阻力做了多少功?

17. (12 分) 一种氢气燃料的汽车, 质量为 m = 4.0×10 kg , 发动机的额定输出功率为 80kW , 行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的 0.1 倍。 若汽车从静止开始先匀加速启动, 加速度 2 的大小为 a = 1.0m/s 。达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了 300m 恰获 得最大速度,后才匀速行驶。试求: (1)汽车的最大行驶速度 vm; (2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度 v1; (3)当速度为 8m/s 时,汽车牵引力的瞬时功率; (4)当汽车的速度为 16m/s 时的加速度; (5)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。

3

18.如图所示,半径 R=1.0 m 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面 内,轨道的一个端点 B 和圆心 O 的连线与水平方向间的夹角 θ =37°, 另一端点 C 为轨道的最低点. C 点右侧的水平路面上紧 挨 C 点放置一木板, 木板质量 M =1 kg, 上表面与 C 点等高. 质 量 m=1 kg 的物块 (可视为质点)从空中 A 点以 v0=1.2 m/s 的 速度水平抛出,恰好从轨道的 B 端沿切线方向进入轨道.已知 物块与木板间的动摩擦因数 μ 1=0.2,木板与路面间的动摩擦 因数 μ 2=0.05, sin 37°=0.6, cos 37°=0.8, 取 g=10 m/s , 设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等.试求: (1)物块经过轨道上的 B 点时的速度大小; (2)物块经过轨道上的 C 点时对轨道的压力; (3)木板至少多长才能使物块不从木板上滑下? (4)若木板足够长,请问从开始平抛至最终木板、物块都静止,整个运动过程中,物块与木 板间产生的内能为多少?木板与地面间产生的内能为多少?共产生的内能为多少?
2

4

安徽省郎溪中学高一 2015---2016 学年第二学期第三次月考 物理学科试题参考答案 1 D 2 C 3 C 4 D 5 B 6 B 7 B 8 C 9 AD 10 BD 11 AD 12 ABC

13.(1)B (2) 2.23 14. (1)B (2)1.88 1.84 (3)A 15. 由平抛知识得

L ? v0 t h? 1 g 0t 2 2

在月球表面附近,由万有引力等于向心力得

G

Mm ? m? 2 R 2 R Mm ? mg 0 R2
2 2hv0 RL2

在月球表面附近,由万有引力等于重力得

G

由以上各式得 ? ?

16. (1)小球恰能到 达最高点 B,有

,得



小球从 A 点运动到 B 点的过程中只有重力做功, 机械能守恒, 有



(2)考虑空气阻力,对 A 到 B 过程运用动能定理,有 解得 W f ? ?

25mgL 25mgL ,所以小球克服空气阻力做的功为 。 4 4

18. (1)汽车的最大行驶速度 vm ?

p额 f

?

80 ? 103 m / s ? 20m / s 0.1? 4.0 ? 103 ? 10

(2)设汽车匀加速启动阶段结束时的速度为 v1 , 由 F ? f ? ma ,得 F ? 8 ? 10 N
3

5

由 p额=Fv1 ,得 v1 ?

80 ? 103 m / s ? 10m / s 8 ? 103

(3)当速度为 8m/s 时,处于匀加速阶段, 牵引力的瞬时功率为: p ? Fv ? 8 ?103 ? 8W ? 64KW (4)当速度为 16m/s 时,处于恒定功率启动阶段,设牵引力为 F? ,加速度为 a ? 由F ?
'

P额 v

?

80 ? 103 m / s ? 5.0 ? 103 N 16

由 F ? ? f ? ma? ,得 a? ? 0.25m / s 2 (5)匀加速阶段的时间为 t1 ?

v1 10 ? m / s ? 10s a 1.0

恒定功率启动阶段的时间设为 t 2 ,由动能定理
1 1 pt2 ? fx ? mvm 2 ? mv12 ,得 t2=30s 2 2

所以,总的时间为 t=t1+t2=40s 18. (1)物块到达 B 点时的速度

(2)由 B 到 C 点机械能守恒,所以

到 C 点时的速度

根据牛顿第二定律有

由牛顿第三定律可得到物块经过轨道上的 C 点时对轨道的压力大小为 46N (3)对物块和小车分别分析知 物块的加速度为: a1 ?

?1 m g
m

? ?1 g

1分

小车的加速度为: a 2 ?

?1 m g - ?( 2 m ? M )g
M

1分

6

设小车与物块的共同速度为 v ,由于运动的时间相等得: t=
‘ v v’? v ? a2 ? a1
'



1分

由以上三式得: v ?

2m/s
2

1分

‘ v ? v2 ? 8m 物块运动的位移为: x1 ? ? 2a1

1分

小车运动有位移为: x2 ?

v' 2 ? 2m 2a 2
1分

1分

则小车的长度至少为: L ? x1 ? x2 ? 6m (4)整个过程产生的热量等于系统损失的机械能

代入数据解得 Q=18J 物块与木板间产生的内能为 Q1 ? ?1mgX相对 ? ?1mgL ? 12J 木板与地面间产生的内能为 Q 2 ? Q - Q1 ? 6 J 考点:机械能守恒;能量守恒 点评:本题要仔细阅读题干,其中物块在 B 点的速度可用运动的合成与分解求得,且整个过 程产生的热量等于系统损失的机械能

7


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