湖南省常德市芷兰实验学校2015届高三上学期第二次月考物理试卷

湖南省常德市芷兰实验学校2015届高三上学期第二次月考物理试卷

一．选择题（本大题共10小题，每小题5分，共50分．1-7小题为单选题，8-10小题为多选题，即在给出的四个选项中，有两或两个选项以上是正确的．每一小题全选对的得5分；选对但不全，得3分；有选错或不答的，得0分）

1．如图是物体做直线运动的v﹣t图象，由图可知，该物体( )

A．第1s内和第3s内的运动方向相反

B．第3s内和第4s内的加速度相同

C．第1s内和第4s内的位移大小不等

D．0～2s内和0～4s内的平均速度大小相等

考点：匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系；牛顿第二定律．

专题：运动学中的图像专题．

分析：速度时间图象中速度的符号表示物体的运动方向；图象的斜率等于加速度；图象与时间轴所围的面积表示位移．平均速度等于位移与时间之比．根据这些知识进行解答．

解答：解：

A、由图知，在前3s内物体的速度均为正值，说明在前3s内物体的运动方向不变，故A错误；

B、速度图象的斜率等于加速度，第3s内和第4s内图线的斜率相同，则加速度相同，故B 正确；

C、图象与时间轴所围的面积表示位移，由几何知识可知第1s内和第4s内的位移大小相等．故C错误；

D、根据“面积”可知：0～2s内和0～4s内的位移相等，所用时间不等，所以平均速度不等，故D错误．

故选：B．

点评：解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移．

2．如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P的支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是( )

A．M处受到的支持力竖直向上

B．N处受到的支持力竖直向上

C．M处受到的静摩擦力沿MN方向

D．N处受到的静摩擦力沿水平方向

考点：物体的弹性和弹力；摩擦力的判断与计算．

专题：受力分析方法专题．

分析：支持力的方向是垂直于接触面指向被支持的物体，静摩擦力的方向是与相对运动趋势的方向相反，由此可判知各选项的正误．

解答：解：A、M处受到的支持力的方向与地面垂直向上，即竖直向上，故A正确；N、N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上，不是竖直向上，故B错误；

C、原木相对于地有向左运动的趋势，则在M处受到的摩擦力沿地面向右，故C错误；

D、因原木P有沿原木向下的运动趋势，所以N处受到的摩擦力沿MN方向，故D错误．故选：A．

点评：解决本题的关键要掌握支持力和静摩擦力方向的特点，并能正确分析实际问题．支持力是一种弹力，其方向总是与接触面垂直，指向被支持物．静摩擦力方向与物体相对运动趋势方向相反．

3．应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入．例如平伸手掌托起物体，由静止开始竖直向上运动，直至将物体抛出．对此现象分析正确的是( ) A．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于超重状态

B．手托物体向上运动的过程中，物体始终处于失重状态

C．在物体离开手的瞬间，物体的加速度大于重力加速度

D．在物体离开手的瞬间，手的加速度大于重力加速度

考点：超重和失重；牛顿第二定律．

分析：超重指的是物体加速度方向向上，失重指的是加速度方向下，但运动方向不可确定．由牛顿第二定律列式分析即可．

解答：解：

A、B物体向上先加速后减速，加速度先向上，后向下，根据牛顿运动定律可知物体先处于超重状态，后处于失重状态，故A错误．B错误；

C、D、重物和手有共同的速度和加速度时，二者不会分离，故物体离开手的瞬间，物体向上运动，物体的加速度等于重力加速度，物体离开手的瞬间，手的合力增大，所以手的加速度大于重力加速度，并且方向竖直向下，故C错误，D正确．

故选：D．

点评：超重和失重仅仅指的是一种现象，但物体本身的重力是不变的，这一点必须明确．重物和手有共同的速度和加速的时，二者不会分离．

4．将一物体以某一初速度竖直上抛．物体在运动过程中受到一大小不变的空气阻力作用，它从抛出点到最高点的运动时间为t1，再从最高点回到抛出点的运动时间为t2，如果没有空气阻力作用，它从抛出点到最高点所用的时间为t0，则( )

A．t1＞t0t2＜t1B．t1＜t0t2＞t1C．t1＞t0t2＞t1D．t1＜t0t2＜t1

考点：竖直上抛运动．

分析：题中描述的两种情况物体均做匀变速运动，弄清两种情况下物体加速度、上升高度等区别，然后利用匀变速运动规律求解即可．

解答：解：不计阻力时，物体做竖直上抛运动，根据其运动的公式可得：，

当有阻力时，设阻力大小为f，上升时有：

mg+f=ma，

上升时间

有阻力上升位移与下降位移大小相等，下降时有

mg﹣f=ma1，，

根据，可知t1＜t2故ACD错误，B正确．

故选：B．

点评：正确受力分析弄清运动过程，然后根据运动学规律求解是对学生的基本要求，平时要加强这方面的训练．

5．设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G，假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R．同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为( )

A．B．

C．D．

考点：万有引力定律及其应用．

分析：在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力，在南极支持力等于万有引力．

解答：解：在赤道上：G，可得①

在南极：②

由①②式可得：=．

故选：A．

点评：考查物体受力分析及圆周运动向心力的表达式，明确在两极物体没有向心力．

6．如图光滑的四分之一圆弧轨道AB固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N．在运动过程中( )

A．F增大，N减小B．F减小，N减小C．F增大，N增大D．F减小，N增大

考点：物体的弹性和弹力．

分析：对球受力分析，受重力、支持力和拉力，根据共点力平衡条件列式求解出拉力和支持力的数值，在进行分析讨论．

解答：解：对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如，根据共点力平衡条件，有

N=mgcosθ

F=mgsinθ

其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N变小，F变大；故A正确，BCD错误．

故选：A．

点评：题关键对滑块受力分析，然后根据共点力平衡条件列式求解出支持力和拉力的表达式进行讨论．

7．有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河．小明驾着小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直．去程与回程所用时间的比值为k，船在静水中的速度大小相同，则小船在静水中的速度大小为( )

A．B．C．D．

考点：运动的合成和分解．

专题：运动的合成和分解专题．

分析：根据船头指向始终与河岸垂直，结合运动学公式，可列出河宽与船速的关系式，当路线与河岸垂直时，可求出船过河的合速度，从而列出河宽与船速度的关系，进而即可求解．

解答：解：设船渡河时的速度为v c；

当船头指向始终与河岸垂直，则有：t去=；

当回程时行驶路线与河岸垂直，则有：t回=；

而回头时的船的合速度为：v合=；

由于去程与回程所用时间的比值为k，所以小船在静水中的速度大小为：

v c=，故B正确；

故选：B．

点评：解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性，以及知道各分运动具有独立性，互不干扰．

8．伽利略创造的把实验、假设和逻辑推理相结合的科学方法，有力地促进了人类科学认识的发展．利用如图所示的装置做如下实验：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升．斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐减低的材料时，小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3．根据三次实验结果的对比，不能直接得到的结论是( )

A．如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置

B．如果小球不受力，它将一直保持匀速运动或静止状态

C．如果小球受到力的作用，它的运动状态将发生改变

D．小球受到的力一定时，质量越大，它的加速度越小

考点：牛顿第二定律．

专题：牛顿运动定律综合专题．

分析：小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动，并沿右侧斜面上升，阻力越小则上升的高度越大，伽利略通过上述实验推理得出运动物体如果不受其他物体的作用，将会一直运动下去．

解答：解：A、如果斜面光滑，小球将上升到与O点等高的位置，A项正确；

B、实验没有验证小球不受力时的运动，不受力时的运动状态是推论，B项错误；

C、小球受力运动状态的变化也是想象出来的，C项错误；

D、小球受力一定时，质量越大，加速度越小，这是牛顿第二定律的结论，D项错误．

本题选不能直接得出的结论；故选：BCD．

点评：要想分清哪些是可靠事实，哪些是科学推论要抓住其关键的特征，即是否是真实的客观存在，这一点至关重要，这也是本题不易判断之处；伽利略的结论并不是最终牛顿所得出的牛顿第一定律．

9．一质点在外力作用下做直线运动，其速度v随时间t变化的图象如图所示，在图中标出的时刻中，质点所受合外力的方向与速度方向相同的有( )

A．t1B．t2C．t3D．t4

考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像．

专题：牛顿运动定律综合专题．

分析：根据牛顿第二定律，合外力方向与加速度方向相同，当加速度与速度同向时物体做加速运动．

解答：解：A、C、t1时刻与t3时刻，物体正加速，故加速度与速度同向，而加速度和合力同向，故合力与速度同方向，故A正确，C正确；

B、D、t2时刻与t4时刻，物体正减速，故合力与速度反向，故B错误，D错误；

故选：AC．

点评：本题关键是明确直线运动中，物体加速时合力与速度同向；物体减速时合力与速度反向，基础题目．

10．如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是( )

A．轨道半径越大，周期越长

B．轨道半径越大，速度越大

C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度

D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度

考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．

专题：人造卫星问题．

分析：根据开普勒第三定律，分析周期与轨道半径的关系；飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，由星球的万有引力提供向心力，根据万有引力定律和几何知识、密度公式可求解星球的平均密度．

解答：解：A、根据开普勒第三定律=k，可知轨道半径越大，飞行器的周期越长．故A 正确；

B、根据卫星的速度公式v=，可知轨道半径越大，速度越小，故B错误；

C、设星球的质量为M，半径为R，平均密度为，ρ．张角为θ，飞行器的质量为m，轨道半径为r，周期为T．

对于飞行器，根据万有引力提供向心力得：G=m r

由几何关系有：R=rsin

星球的平均密度ρ=

联立以上三式得：ρ=，则测得周期和张角，可得到星球的平均密度．故C 正确；

D、由G=m r可得：M=，可知若测得周期和轨道半径，可得到星球的质量，

但星球的半径未知，不能求出星球的平均密度．故D错误．

故选：AC．

点评：本题关键掌握开普勒定律和万有引力等于向心力这一基本思路，结合几何知识进行解题．

二．非选择题：（本大题共6小题，共60分．温馨提示：解答题应写出必要的文字说明、方程式、和重要的演算步骤，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．）

11．某同学测定一金属杆的长度和直径．示数如图甲、乙所示，则该金属杆的长度和直径分别为60.10cm和4.20mm．

考点：刻度尺、游标卡尺的使用．

专题：实验题．

分析：解决本题的关键掌握游标卡尺读数的方法，主尺读数加上游标读数，不需估读．

解答：解：（1）刻度尺在读数的时候要估读一位，所以金属杆的长度为60.10；

（2）游标卡尺的主尺读数为：4mm，游标尺上第10个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为10×0.02mm=0.20mm，所以最终读数为：

4mm+0.20mm=4.20mm=0.420cm=4.20mm．

故答案为：60.10，4.20．

点评：对于基本测量仪器如游标卡尺、螺旋测微器等要了解其原理，要能正确使用这些基本仪器进行有关测量．

12．小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹，图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是b（填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是c（填轨迹字母代号）．实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在（选填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动．

考点：物体做曲线运动的条件．

专题：物体做曲线运动条件专题．

分析：首先知道磁体对钢珠有相互吸引力，然后利用曲线运动的条件判断其运动情况即可．解答：解：磁体对钢珠有相互吸引力，当磁铁放在位置A时，即在钢珠的正前方，所以钢珠所受的合力与运动的方向在一条直线上，所以其运动轨迹为直线，故应是b；

当磁铁放在位置B时，先钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体，所以其的运动轨迹是c；

当物体所受的合外力的方向与小球的速度在一条直线上时，其轨迹是直线；当不在一条直线上时，是曲线．

故答案为：b，c，不在．

点评：明确曲线运动的条件，即主要看所受合外力的方向与初速度的方向的关系，这是判断是否做曲线运动的依据．

13．图甲所示为“探究加速度与力、质量关系”的实验装置．两组同学根据的实验数据作出了如图乙丙所示图象．

（1）图乙中三个图线直线部分的斜率不同，原因是：A

A、小车总质量不同

B、小车所受合外力不同

C、小车的加速度不同

（2）图丙的图线不过原点的原因可能是：B

A、平衡摩擦力时木板与水平面的夹角太小

B、平衡摩擦力时木板与水平面的夹角太大

C、改变外力时没有重新平衡摩擦力

（3）以上两图中的图线上部都发生弯曲的原因可能是：A

A、以钩码重力当作小车所受合力

B、以绳的拉力当作小车所受的合力

C、由于将木板一端垫起平衡摩擦的缘故．

考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．

专题：实验题；牛顿运动定律综合专题．

分析：（1）根据牛顿第二定律，写出a与F的函数方程，明确斜率的含义，即可正确解答；（2）甲图象表明在小车的拉力为0时，小车有加速度，即合外力大于0，说明平衡摩擦力过度；

（3）当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，否则图象将会发生弯曲．

解答：解：（1）根据牛顿第二定律有：F=ma，因此有：，因此在a﹣F图象中，图象斜率表示大小，斜率不同则表示质量不同，故BC错误，A正确．

故选A．

（2）由图象可知小车的拉力为0时，小车的加速度大于0，说明合外力大于0，说明平衡摩擦力过度，即木板与水平面的夹角太大，故AC错误，B正确．

故选B．

（3）该实验中当小车的质量远大于钩码质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小，随着F的增大，即随着钩码质量增大，逐渐的钩码质量不再比小车质量小的多，因此会出现较大误差，图象会产生偏折现象，故BC错误，A正确．

故选A．

点评：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后结合物理规律去解决实验问题．

14．短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段．一次比赛中，某运动用11.00s跑完全程．已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离．

考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系．

专题：直线运动规律专题．

分析：设他做匀加速直线运动的时间为t1，位移大小为小x1，加速度大小为a，做匀速直线运动的速度为v，根据运动学基本公式，抓住位移位移列式即可求解．

解答：解：根据题意，在第1s和第2s内运动员都做匀加速直线运动，设运动员在匀加速阶段的加速度为a，在第1s和第2s内通过的位移分别为s1和s2，

由运动学规律得

t0=1s

联立解得a=5m/s2

设运动员做匀加速运动的时间为t1，匀速运动的时间为t2，匀速运动的速度为v，跑完全程的时间为t，全程的距离为s，依题决及运动学规律，得

t=t1+t2

v=at1

设加速阶段通过的距离为s′，

则

求得s′=10m

答：该运动员的加速度为5m/s2及在加速阶段通过的距离为10m．

点评：解决本题的关键理清运动员的运动过程，结合匀变速直线运动的运动学公式和推论灵活求解

15．如图所示，宽为L的竖直障碍物上开有间距d=0.6m的矩形孔，其下沿离地高h=1.2m，离地高H=2m的质点与障碍物相距X．在障碍物以vo=4m/s匀速向左运动的同时，质点自由下落，为使质点能穿过该孔，取g=l0m/s2）．

求：（1）L的最大值？

（2）若L=0.6m，问x的取值范围．

考点：平抛运动．

分析：根据自由落体运动的公式求出小球通过矩形孔的时间，从而通过等时性求出L的最大值．结合小球运动到矩形孔上沿的时间和下沿的时间，结合障碍物的速度求出x的最小值和最大值．

解答：解：小球做自由落体运动到矩形孔的上沿的时间

t1===0.2s

小球做自由落体运动到矩形孔下沿的时间t2===0.4s

则小球通过矩形孔的时间△t=t2﹣t1=0.2s，

根据等时性知，L的最大值为L m=v0△t=4×0.2m=0.8m．

x的最小值x min=v0t1=4×0.2m=0.8m

x的最大值x max=v0t2﹣L=4×0.4﹣0.6m=1m．

所以0.8m≤x≤1m．

答：（1）L的最大值为0.8m（2）若L=0.6m，x的取值范围为0.8，0.8m≤x≤1m．

点评：解决本题的关键抓住临界状态，运用运动学公式进行求解．知道小球通过矩形孔的时间和障碍物移动L的最大值时间相等．

16．如图，水平地面上的矩形箱子内有一倾角为θ的固定斜面，斜面上放一质量为m的光滑球．静止时，箱子顶部与球接触但无压力．箱子由静止开始向右做匀加速运动，然后改做加速度大小为a的匀减速运动直至静止，经过的总路程为s，运动过程中的最大速度为v．（1）求箱子加速阶段的加速度大小a′．

（2）若减速过程中加速度a＞g tanθ，试分析该阶段是否受到箱子左壁和顶部的作用力，若受请求出作用力大小．

考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动规律的综合运用．

专题：牛顿运动定律综合专题．

分析：（1）由运动学的公式即可求得物体的加速度；

（2）可以先设小球不受车厢的作用力，求得临界速度，然后使用整体法，结合牛顿第二定律即可求解．

解答：解：（1）设加速过程中加速度为a‘，由匀变速运动公式

则有：

解得：

（2）设球不受车厢作用力时加速度为a0，由平衡条件及牛顿第二定律应有：Nsinθ=ma0，Ncosθ=mg

解得：a0=gtanθ≠a

可见，减速阶段球受到箱子的作用力

又a＞a0，即减速过程中小球相对于箱子有向右的运动趋势，所以小球和箱子左壁没有相互作用．

设减速时箱子顶部对球的作用力为N'

对球受力分析如图．由平衡条件及牛顿运动定律有：

解得：N'=m（acotθ﹣g）

答：（1）箱子加速阶段的加速度大小为．

（2）小球和箱子左壁没有相互作用，与顶板的作用力为m（acotθ﹣g）．

点评：该题中的第二问中，要注意选取受到的左壁的作用力等于0的临界条件，以及临界速度．中档题目．