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2014届四川省成都外国语学校高三10月月考物理试卷(带解析)

2014 届四川省成都外国语学校高三 10 月月考物理试卷(带解析)
一、选择题 1.如图所示是物体在某段直线运动过程中的 体在 到 的过程中( ) 图象, 和 时刻的瞬时速度分别为 和 物

A.加速度增大 B.平均速度 C.平均速度 D.平均速度 【答案】D 【解析】 试题分析:v-t 图象的斜率值表示加速度,若为曲线则曲线的切线的斜率值反应加速度的大小, t1 到 t2 斜率值变小,故加速度不断变小,故 A 错误;平均速度 运动中,本题中若在图象上做过 t1、t2 的直线,则 面积表示位移大小可知平均速度 考点:本题考查了运动学的图象问题. 2.如图甲所示,当 A、B 两物块放在光滑的水平面上时,用水平恒力 F 作用于 A 的左端,使 A、 B 一起向右做匀加速直线运动时的加速度大小为 ,A、B 间的相互作用力的大小为 N1。如图 乙所示,当 A、B 两物块放在固定光滑斜面上时,此时在恒力 F 作用下沿斜面向上做匀加速 直线运动时的加速度大小为 ,A、B 间的相互作用力的大小为 N2,则有关 和 N1、N2 的 关系正确的是( ) 仅适用于匀变速直线

表示该直线运动的平均速度,根据

,故 B、C 错误,D 正确。

A. > ,N1>N2 B. > ,N1<N2 C. = ,N1=N2 【答案】D D. > ,N1=N2

【解析】 试题分析:对于图 1,根据牛顿第二定律,整体加速度 的作用力 ,隔离对 B 分析,A 对 B

;对于图 2,由牛顿第二定律,整体的加速度 ,隔离对 B 分析,有: .知 , .故 D 正确,A、B、C 错误。 ,解得:

考点:本题考查了受力分析、力的合成与分解、牛顿第二定律。 3.如图所示,物体 P 以较大的初速度在斜面上匀速下滑,在下滑过程中发现地面对斜面的静 摩擦力为零。现在下滑过程中对物体 P 施加一垂直斜面向下的力 F(F 的大小未知),在继续下 滑的过程中,下列说法正确的是( )

A.物体 P 仍可能继续匀速下滑 B.地面对斜面的静摩擦力仍然为零 C.地面对斜面的静摩擦力水平向左 D.地面对斜面的静摩擦力水平向右 【答案】B 【解析】 试题分析:当有 F 时摩擦力增大,开始物体重力沿斜面方向上的分力等于摩擦力,所以物体 P 将减速下滑,选项 A 错误.斜面受到物体的摩擦力(反作用力)也增大,原来的斜面受到 的摩擦力和压力合力向下,现在这两个力都增大但是成比例地增大,所以它们的合力依然向 下,所以斜面在水平方向受到的合力为零,因此地面对斜面的静摩擦力仍然为零.故 B 正确, C、D 错误。 考点:本题考查了受力分析、共点力的平衡、力的合成与分解. 4.“蹦极”是一项刺激的极限运动,运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高 处跳下。在某次蹦极中,弹性绳弹力 F 的大小随时间 的变化图象如图所示,其中 、 时刻 图线的斜率最大。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循 胡克定律,空气阻力不计。下列说法中正确的是( )

A.

时间内运动员处于超重状态

B.

时间内运动员的机械能先减小后增大

C. 时刻运动员的加速度为零 D. 时刻运动员具有向下的最大速度 【答案】B 【解析】 试题分析:在 时间内,运动员合力向下,加速下降,失重,故 A 错误;在 、 时刻图 线的斜率最大,说明弹力变化最快,由于弹力与长度成正比,说明长度变化最快,即速度最 大,而速度最大时弹力与重力平衡;由于整个过程重力势能、弹性势能和动能总量保持不变, 而 时间内弹性势能先变大后变小,故运动员的机械能先减小后增加,故 B 正确; 时刻 拉力最大,运动员运动到最低点,合力向上,故加速度向上,不为零,故 C 错误; 时刻运 动员受到的重力和拉力平衡,加速度为零,具有最大的向上的速度,故 D 错误。 考点:本题考查了超重与失重、图象、机械能守恒定律. 5.如图所示,一固定光滑杆与水平方向夹角为 ,将一质量为 的小环套在杆上,通过轻绳 悬挂一个质量为 的小球,由静止释放后,小环与小球保持相对静止且以相同的加速度 一 起下滑,此时绳子与竖直方向夹角为 ,则下列说法正确的是( )

A.杆对小环的作用力大于 B. C. 不变,则 ,与 越大, 越小 、 无关

D.若杆不光滑, 可能大于 【答案】C 【解析】 试题分析:以整体为研究对象,分析受力情况,如图:

由牛顿第二定律得 ,得 , ;故 A 错误。再对小球研究可知,其合力大小为 ,等于重力沿杆向下方向的分力,则细 线与杆垂直,则由几何知识得, ,与环和小球的质量无关,故 B 错误、C 正确。若杆不 光滑;把环和球看做一个整体受力分析,沿斜面和垂直斜面建立直角坐标系得:沿斜面方向:

,垂直斜面方向: ,摩擦力: 联立可解 N, 得: ,设 ,由几何关系知,此时绳应该和杆垂直,对小球受力分析可 知重力沿杆的分力作为合力产生加速度,垂直于杆的分力与绳的拉力相平衡,此时可以求得 小球的加速度为 ,大于整体的加速度 ,故绳的拉力要有一个分力来减小 小球重力沿着杆方向的分力,所以绳应该向下倾斜,故 ,故 D 错误。 考点:本题考查了整体法与隔离法的受力分析、力的合成与分解、牛顿第二定律. 6.如图所示,某生产线上相互垂直的甲、乙传送带等高,宽度均为 ,而且均以大小为 的速 度运行,图中虚线为传送带中线。一工件(视为质点)从甲左端释放,经长时间由甲右端滑上 乙,滑至乙中线处时恰好相对乙静止。下列说法中正确的是 ( )

A.工件在乙传送带上的痕迹为直线,痕迹长为 B.工件从滑上乙到恰好与乙相对静止所用的时间为 C.工件与乙传送带间的动摩擦因数 D.乙传送带对工件的摩擦力做功为零 【答案】AD 【解析】 试题分析:物体滑上乙时,相对于乙上的那一点的速度分为水平向右的 和向后的 ,合速度 为 ,就是沿着与乙成 45°的方向,那么相对于乙的运动轨迹肯定是直线,故 A 正确。假设 它受滑动摩擦力 ,方向与合相对速度在同一直线,所以角 ,则相对于乙的加速 度也沿这个方向,经过 t 后,它滑到乙中线并相对于乙静止,根据牛顿第二定律,有: ,解得 ;运动距离 又 ,L 和 a 代入所以 , ,

故 B 错误、C 错误。滑上乙之前,工件绝对速度为 ,动能为 绝对速度也是 ,动能也是

,滑上乙并相对停止后,

,而在乙上面的滑动过程只有摩擦力做了功,动能又没变化,

所以乙对工件的摩擦力做功为 0,故 D 正确。 考点:本题考查了牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律、动能定理. 7.如图所示,一足够长的光滑斜面,倾角为 ,一弹簧上端固定在斜面的顶端,下端与物体 相连,物体 b 上表面粗糙,在其上面放一物体 a,a、b 间的动摩擦因数为 ( ),将物 体 a、b 从 O 点由静止开始释放,释放时弹簧恰好处于自由伸长状态,当 b 滑到 A 点时,a 刚好从 b 上开始滑动;滑到 B 点时 a 刚好从 b 上滑下,b 也恰好速度为零,设 a、b 间的最大 静摩擦力等于滑动摩擦力。下列对物体 a、b 运动情况描述正确的是( )

A.从 O 到 A 的过程,两者一直加速,加速度大小从

一直减小,在 A 点减为零

B.经过 A 点时,a、b 均已进入到减速状态,此时加速度大小是 C.从 A 到 B 的过程中,a 的加速度不变,b 的加速度在增大,速度在减小 D.经过 B 点,a 掉下后,b 开始反向运动但不会滑到开始下滑的 O 点 【答案】BC 【解析】 试题分析:在 OA 段 a 和 b 一起沿光滑斜面下滑,对的整体受力分析,由牛顿第二定律有: ,随 逐渐增大, 从 逐渐减小;在 A 点,a 与 b 分离,若 b 依然加速,a 则不能加速( ,即 ),两者无法分离,故只能是 b 已 经在减速, ,而 a 受的力能提供减速的加速度比 b 小, ,得: 。可得 OA 段 a 与 b 一起先加速后减速,故 选项 A 错误、选项 B 正确。对 AB 段分析,a 与 b 有相对滑动,对 a: ,减 速下滑;对 b: ,随 增大, 从逐渐增大;选项 C 正确。b 反向运动后,a 已经

掉下,对 b 只有重力和弹簧的弹力做功,满足机械能守恒,满足简谐运动规律,故刚好运动 至 O 点速度减为零;选项 D 错误。 考点:本题考查了受力分析、牛顿第二定律、运动中的速度与加速度关系. 8.(15 分)“嫦娥二号”探月卫星于 2010 年 10 月 1 日成功发射,这次发射的卫星直接进入近 地点高度 200 公里、远地点高度约 38 万公里的地月转移轨道而奔月。当卫星到达月球附近 的特定位置时,卫星就必须“急刹车”,也就是近月制动,以确保卫星既能被月球准确捕获, 又不会撞上月球,并由此进入近月点 100 公里、周期 12 小时的椭圆轨道 。再经过两次轨道 调整,最终进入 100 公里的近月圆轨道 ,轨道 和 相切于 P 点,如图所示。

设月球质量为 M,半径为 r,“嫦娥二号”卫星质量为 m,轨道 b 距月球表面的高度为 h,引力 常量为 G。试求下列问题: (1)进入近月圆轨道 b 后,请写出卫星受到月球的万有引力表达式。 (2)卫星在近月圆轨道 b 上运行的速度表达式。 (3)卫星分别在椭圆轨道 、近月圆轨道 运动时,试比较经过 P 点的加速度大小,并简述 理由。 【答案】(1) 【解析】 (2) (3) ,因为经过 P 点时受到万有引力相同。

试题分析:(1)根据万有引力定律有: (2)由万有引力提供向心力,则

。 ,解得卫星速度

(3)卫星在椭圆轨道 a、近月圆轨道 b 运动时,经过 P 点时受到万有引力相同,所以向心力 相同,由 ,知向心加速度相同,即 。 考点:本题考查了万有引力定律、人造卫星的加速度、线速度、向心力的关系. 二、实验题 1.(9 分)用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出 电压为 6V 的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,打点计时器在重锤拖着的 纸带上打出一系列的点,对纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤: A.按照图示的装置安装器件; B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上; C.用天平测出重锤的质量; D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带; E.测量纸带上某些点间的距离; F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。 其中没有必要进行的步骤是 ,操作不当的步骤是 。

(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度 a 的数值。根据打出的纸带,选取纸带上 的连续的五个点 A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为 , 则计算重锤下落的加速度的表达式 = 。(用 、 、 、 及 表示)

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能, 其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。若 已知当地重力加速度为 g,还需要测量的物理量是 。试用这些物理量和纸带上的数据符 号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小 =_________________。 【答案】(1)C B ; (2) ;

(3)重锤的质量 m , 【解析】 试题分析:(1)关于重锤的质量可测也可不测,因为物体的质量在验证机械能守恒定律的 实验中可以约去,所以没有必要的步骤是 C.打点计时器应接交流电源,所以操作不当的步 骤是 B. (2)根据匀变速直线运动的推论知, 而 ,则加速度 ,则 , . ;知还需要 ,

(3)根据牛顿第二定律得, 测量的物理量是重锤的质量 m。

考点:本题考查了验证机械能守恒定律实验、逐差法求加速度、牛顿第二定律. 2.(8 分)如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律,小车上固定一个盒子,盒子内盛有 沙子,沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为 m,小车的总质量(包括小车、盒子及盒 内沙子质量)记为 M。

(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙 桶中,称量并记录沙桶的总重力 mg,将该力视为合外力 F,对应的加速度 则从打下的纸带 上计算得出。多次改变合外力 F 的大小,每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中,桶 内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变。以合外力 F 为横轴,以加速度 为纵轴,画出 a—F 图象,图象是一条过原点的直线。 ①a—F 图线斜率的物理意义是 。

②你认为把沙桶的总重力 mg 当做合外力 F 是否合理?答:________。(填“合理”或”不合理”); ③本次实验中,是否应该满足材 M >>m 这样的条件?答:__________ (填“是”或“否”); 理由是_____________________________________________。 (2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量 m 不变,在盒 子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系。本次实验中,桶内的沙子总质量不变, 故系统所受的合外力不变。用图象法处理数据时,以加速度 为纵轴,应该以____________ 的倒数为横轴。 【答案】(1)① ; ②合理 ; 。

③否 ,因为实验的研究对象是整个系统,系统受到的合外力就等于 (2) 【解析】

试题分析:(1)将车内的沙子转移到桶中,就保证了 究对象是整个系统, 力就等于所悬挂沙桶的重力 mg,不必满足

不变,即系统的总质量不变,研 。系统的合外

,可见 a-F 图象斜率的物理意义是 这样的条件.

(2)向小车内添加或去掉部分沙子,是改变系统的总质量 ,而系统的合外力仍等于所 悬挂沙桶的重力 mg,保证了合外力不变.所以用图象法处理数据时,以加速度 a 为纵轴, 应该以 倒数为横轴。 考点:本题考查了控制变量法研究牛顿第二定律. 三、计算题 1.(17 分)如图所示,半径为 R 的 1/4 光滑圆弧支架竖直放置,支架底 AB 离地的距离为 2R, 圆弧边缘 C 处有一光滑的小定滑轮,一根跨过定滑轮、足够长的轻绳,两端分别系着可视为 质点的质量分别为 与 的物体, 紧靠小定滑轮,且 。开始时 、 均静止。

(1)为使 (2)如果

释放后能到达 A 点, ,试求



之间必须满足什么关系?

释放后经过圆弧最低点 A 时的速度大小。 落地时重力的功率。

(3)若质量为 m 的 【答案】(1) 【解析】

到达圆弧最低点时绳突然断开,求 (2) (3)

试题分析:(1)根据题意分析可知, 度为 。 为使 能到达 A 点,根据 。 与

释放后到经过圆弧最低点 A 的过程中,

上升的高

组成的系统机械能守恒,有:

,解得:

(2)设

运动到最低点时的速度大小为 ,此时

的速度大小为 。

根据运动的分解,得: 根据 与 组成的系统机械能守恒,有: ,

联立解得: (3)绳断后 做平抛运动,设 落地时竖直向下的速度大小为 。

根据运动学公式有:

落地时重力的功率: 联立解得: 考点:本题考查了机械能守恒定律、平抛运动、运动的合成与分解. 2.(19 分)如图所示,AB 为半径 R=0.8m 的 1/4 光滑圆弧轨道,下端 B 恰与小车右端平滑对 接。小车质量 M=3kg,车长 L=2.06m,车上表面距地面的高度 h=0.2m。现有一质量 m=1kg 的 滑块,由轨道顶端无初速度释放,滑到 B 端后冲上小车。已知地面光滑,滑块与小车上表面 2 间的动摩擦因数 =0.3,当车运行了 1.5 s 时,被地面装置锁定(g=10m/s )。求:

(1)滑块到达 B 端时,轨道对它支持力的大小; (2)车被锁定时,车右端距轨道 B 端的距离; (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小; (4)滑块落地点离车左端的水平距离。 【答案】 (1) 30N , (2) 1m , (3) 6J , (4) 0.16m 。 【解析】 试题分析:(1)设滑块到达 B 端时的速度为 ,由动能定理得: 由牛顿第二定律得: ,联立两式解得 。 ;对小车有: , 。

(2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律对滑块有 设经过时间 两者达到共同速度,则有: 由于 ,解得:

,此时小车还未被锁定,两者的共同速度:

因此,车陂锁定时,车右端距轨道 B 的距离 (3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块相对小车滑动的距离 所以产生的内能: (4)对滑块由动能定理得: 滑块脱离小车后,在竖直方向有: 则,滑块落地点离车左端的水平距离: 考点:本题考查了匀变速直线运动的规律、动能定理的应用、牛顿第二定律、功能关系、平 抛运动. ,


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