吉林省东北师大附中净月校区2016届高三物理上学期第一次月考试卷(含解析)

2015-2016学年吉林省东北师大附中净月校区高三（上）第一次月考物理试卷一、选择题：（1-7小题只有一个选项正确，每小题5分，8-10小题为多选题，每小题5分，选不全得3分，有选错的不得分，共53分）1．如图所示，甲图为不同的A、B两个地点的质量与重力的关系，乙图为某物体的位移与时间的关系，丙图为某物体的重力势能与时间的关系，丁图为某物体的速度与时间的关系，对下列各图蕴含的信息理解正确的是( )A．图甲的质量﹣重力图象，说明A处重力加速度较大B．图乙的位移﹣时间图象表示该物体受力平衡C．图丙的重力势能﹣时间图象表示该物体克服重力做功D．图丁的速度﹣时间图象表示该物体的合力随时间增大2．如图所示，质量为m的物体用细绳栓住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时（v1＜v2），绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法一定正确的是 ( )A．F1＜F2B．F1=F2 C．t1＞t2D．t1＜t23．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A．圆环的机械能守恒B．弹簧弹性势能变化了mgLC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变4．如图所示，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器于北京时间2011年11月3日凌晨实现刚性连接，形成组合体，使中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功．若已知地球的自转周期T、地球半径R、地球表面的重力加速度g、组合体运行的轨道距地面高度为h，下列表达式正确的是( )A．组合体所在轨道处的重力加速度g′=B．组合体围绕地球作圆周运动的角速度大小ω=C．组合体的线速度大小v=D．组合体所得运行周期T′=5．如图所示，离地面高h处有甲、乙两个物体，甲以初速度v0水平射出，同时乙以初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下．若甲、乙同时到达地面，则v0的大小是( )A． B． C．D．6．如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员（可视为质点），a站于地面，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，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为( )A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：17．如图所示，物块M在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由零逐渐增加到2v0后匀速运动的过程中，则以下分析正确的是( )A．M下滑的速度不变B．M开始在传送带上加速到2v0后匀速C．M先向下匀速运动，后向下加速，最后沿传送带向下匀速运动D．M受的摩擦力方向始终沿斜面向上8．如图所示，斜面和水平面是由同一板材上截下的两段，连接处能量不损失．将小铁块从A 处由静止释放后，它沿斜面向下滑行，进入平面，最终静止于P处．若从该板材上再截下一段，搁置在A、P之间，构成一个新的斜面，再将铁块放回A处，并给铁块一个初速度，使之沿新斜面向下滑动．以下关于铁块运动的描述，正确的说法是( )A．铁块匀速直线运动B．两次运动摩擦力所做的功相等C．后一次运动一定比前一次的时间短D．铁块匀变速直线运动9．如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．根据图中的信息，下列判断正确的是( )A．位置“1”不是小球释放的初始位置B．小球做匀加速直线运动C．小球下落的加速度为D．小球在位置“3”的速度为10．如图（a）所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图（b）所示，若重力加速度g取10m/s2．根据图（b）中所提供的信息可以计算出( )A．物体的质量B．斜面的倾角C．斜面的长度D．加速度为6m/s2时物体的速度二、实验题：本题共计16分．请将解答填写在答题卡相应的位置．11．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E P=__________，重锤动能的增加量为△E K=__________．②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=__________，将它代入测量数值求出a和当地的重力速度g进行比较，发现a的数值小于g的数值，其原因可能是__________．A．重锤的质量m 和密度都太小了 B．重锤下落过程中存在空气阻力C．A点距起始点O的距离S0的测量值偏大 D．交流电的频率大于50H Z．12．某同学设计了如图甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系．将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的最大示数F0，以此表示小车所受摩擦力的大小．再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F1．（1）接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车加速度a=__________m/s2．（保留两位有效数字）（2）改变小桶中砂的重力，多次重复实验，记下小车加速运动时传感器的示数F2，获得多组数据，描绘小车加速度a与合力F（F=F2﹣F0）的关系图象，不计纸带与计时器间的摩擦，图丙图象中正确的是__________．（3）同一次实验中，小车加速运动时传感器示数F2与小车释放前传感器示数F1的关系是F2__________F1（选填“＜”、“=”或“＞”）．（4）关于该实验，下列说法中正确的是__________．A．小车和传感器的总质量应远大于小桶和砂的总质量B．实验中需要将长木板右端垫高C．实验中需要测出小车和传感器的总质量D．用加砂的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据．三、计算题：（13题8分，14题10分，15题13分．写出必要的步骤和公式）13．如图为某水上滑梯示意图，滑梯斜面轨道与水平面间的夹角为37°，底部平滑连接一小段水平轨道（长度可以忽略），斜面轨道长L=8m，水平端与下方水面高度差为h=0.8m．一质量为m=50kg的人从轨道最高点A由静止滑下，若忽略空气阻力，将人看作质点，人在轨道上受到的阻力大小始终为f=0.5mg．重力加速度为g=10m/s2，sin37°=0.6．求：（1）人在斜面轨道上的加速度大小；（2）人滑到轨道末端时的速度大小；（3）人的落水点与滑梯末端B点的水平距离．14．某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图，皮带在电动机的带动下保持v=1m/s的恒定速度向右运动，现将一质量为m=2kg的邮件轻放在皮带上，邮件和皮带间的动摩擦因数μ=0.5．设皮带足够长，取g=10m/s2，在邮件与皮带发生相对滑动过程中，求：（1）邮件滑动的时间t；（2）邮件对地的位移大小x；（3）邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W．15．（13分）消防车的供水系统主要由水泵、输水管道和水枪组成．如图所示，消防水枪离地高度为H，建筑物上的火点A距地面高为h=60m，水枪与火点的水平距离为x，水泵的功率为P，整个供水系统的效率η=0.6．假设水从水枪水平射出，不计空气阻力，取g=10m/s2．（1）若H=80m，水枪出水速度v0=30m/s，水枪每秒出水量m0=60kg，水枪正中起火点A，求水泵的功率P；（2）当完成高层灭火后，还需要对散落在火点正下方地面上的燃烧物进行灭火，将水枪竖直下移至H′=45m，假设供水系统的效率η不变，水枪出水口的横截面积不变，水泵功率应调整为P′，则P′应为多大？2015-2016学年吉林省东北师大附中净月校区高三（上）第一次月考物理试卷一、选择题：（1-7小题只有一个选项正确，每小题5分，8-10小题为多选题，每小题5分，选不全得3分，有选错的不得分，共53分）1．如图所示，甲图为不同的A、B两个地点的质量与重力的关系，乙图为某物体的位移与时间的关系，丙图为某物体的重力势能与时间的关系，丁图为某物体的速度与时间的关系，对下列各图蕴含的信息理解正确的是( )A．图甲的质量﹣重力图象，说明A处重力加速度较大B．图乙的位移﹣时间图象表示该物体受力平衡C．图丙的重力势能﹣时间图象表示该物体克服重力做功D．图丁的速度﹣时间图象表示该物体的合力随时间增大【考点】功能关系．【分析】甲图是一条过原点的倾斜直线，说明重力跟质量成正比；乙图位移﹣时间图象是一条倾斜直线，说明物体做匀速直线运动；由丙图可知，重力势能随时间逐渐减小，重力做正功；丁图表示加速度越来越小，合力越来越小．【解答】解：A、甲图是一条过原点的倾斜直线，说明重力跟质量成正比，由G=mg，知m=，图象的斜率等于，斜率越大，g越小，则A处重力加速度较小．故A错误；B、乙图位移﹣时间图象是一条倾斜直线，说明物体的速度不变，做匀速直线运动，受力平衡，故B正确；C、由图可知，重力势能随时间逐渐减小，重力做正功，故C错误；D、丁图的斜率越来越小，表示加速度越来越小，所以合力越来越小，故D错误．故选：B【点评】本题考查了同学们读图的能力，要求同学们能根据图象的斜率和形状分析物体的运动性质，从而得出有效信息．2．如图所示，质量为m的物体用细绳栓住放在水平粗糙传送带上，物体距传送带左端距离为L，稳定时绳与水平方向的夹角为θ，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针转动时（v1＜v2），绳中的拉力分别为F1、F2；若剪断细绳时，物体到达左端的时间分别为t1、t2，则下列说法一定正确的是 ( )A．F1＜F2B．F1=F2 C．t1＞t2D．t1＜t2【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】传送带专题．【分析】两种情况下木块均保持静止状态，对木快受力分析，根据共点力平衡条件可列式分析出绳子拉力大小关系；绳子断开后，对木块运动情况分析，可比较出运动时间．【解答】解：A、B、对木块受力分析，受重力G、支持力N、拉力T、滑动摩擦力f，如图由于滑动摩擦力与相对速度无关，两种情况下的受力情况完全相同，根据共点力平衡条件，必然有：F1=F2故A错误、B正确．C、D、绳子断开后，木块受重力、支持力和向左的滑动摩擦力，重力和支持力平衡，合力等于摩擦力，水平向左加速时，根据牛顿第二定律，有μmg=ma解得a=μg故木块可能一直向左做匀加速直线运动；也可能先向左做匀加速直线运动，等到速度与皮带速度相同，然后一起匀速运动；由于v1＜v2，故①若两种情况下木块都是一直向左做匀加速直线运动，则t l等于t2②若传送带速度为v1时，木块先向左做匀加速直线运动，等到速度与皮带速度相同，然后一起匀速运动；传送带速度为v2时，木块一直向左做匀加速直线运动，则t1＞t2③两种情况下木块都是先向左做匀加速直线运动，等到速度与皮带速度相同，然后一起匀速运动，则t1＞t2故CD错误；故选B．【点评】本题关键对木块进行受力分析，根据共点力平衡条件列式求解；皮带上木块的运动要分情况讨论．3．如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态．现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L（未超过弹性限度），则在圆环下滑到最大距离的过程中( )A．圆环的机械能守恒B．弹簧弹性势能变化了mgLC．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变【考点】功能关系；机械能守恒定律．【分析】分析圆环沿杆下滑的过程的受力和做功情况，由于弹簧的拉力对圆环做功，所以圆环机械能不守恒，系统的机械能守恒；根据系统的机械能守恒进行分析．【解答】解：A、圆环沿杆滑下过程中，弹簧的拉力对圆环做功，圆环的机械能不守恒，故A 错误，B、图中弹簧水平时恰好处于原长状态，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L，可得物体下降的高度为h=L，根据系统的机械能守恒得弹簧的弹性势能增大量为△E p=mgh=mgL，故B正确．C、圆环所受合力为零，速度最大，此后圆环继续向下运动，则弹簧的弹力增大，圆环下滑到最大距离时，所受合力不为零，故C错误．D、根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，知圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，故D错误．故选：B．【点评】对物理过程进行受力、运动、做功分析，是解决问题的根本方法．要注意圆环的机械能不守恒，圆环与弹簧组成的系统机械能才守恒．4．如图所示，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器于北京时间2011年11月3日凌晨实现刚性连接，形成组合体，使中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功．若已知地球的自转周期T、地球半径R、地球表面的重力加速度g、组合体运行的轨道距地面高度为h，下列表达式正确的是( )A．组合体所在轨道处的重力加速度g′=B．组合体围绕地球作圆周运动的角速度大小ω=C．组合体的线速度大小v=D．组合体所得运行周期T′=【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【专题】人造卫星问题．【分析】设地球的质量为M，组合体所在轨道处的线速度大小为v=，重力加速度g′=，地球表面的重力加速度g=．由g′=ω2（R+h）得到角速度．组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，其周期小于同步卫星的周期．由v=ω（R+h）得到线速度．由T=得到周期．【解答】解：A、设地球的质量为M，组合体所在轨道处的线速度大小为v=，重力加速度g′=a n==，地球表面的重力加速度g=．联立得g′=．故A错误．B、由g′=ω2（R+h）得，ω=．故B正确．C、组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，其周期小于同步卫星的周期，即组合体的周期T′＜T，故组合体的线速度大小v＞．故C错误．D、组合体的运行周期T′==2π=．故D正确．故选：BD【点评】本题关键要掌握卫星的速度公式v==，由圆周运动的其他量与线速度的关系，推导其他量的关系式．5．如图所示，离地面高h处有甲、乙两个物体，甲以初速度v0水平射出，同时乙以初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下．若甲、乙同时到达地面，则v0的大小是( )A． B． C．D．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系；平抛运动．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】根据题意可知：甲做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，运动的时间可以通过竖直方向上自由落体运动的公式求解，乙做匀加速直线运动，运动的时间与甲相等，由几何关系及位移时间公式即可求解．【解答】解：甲做平抛运动，水平方向做匀速运动，竖直方向做自由落体运动，根据h=得：t=①根据几何关系可知：x乙=②乙做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律可知：a===③根据位移时间公式可知：④由①②③④式得：v0=所以A正确．故选A．【点评】该题考查了平抛运动及匀变速直线运动的基本公式的直接应用，抓住时间相等去求解，难度不大，属于中档题．6．如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员（可视为质点），a站于地面，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，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为( )A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1【考点】牛顿第二定律；向心力．【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用．【分析】b向下摆动过程中机械能守恒，在最低点绳子拉力与重力之差提供向心力，根据向心力公式得出绳对b的拉力，a刚好对地面无压力，可得绳子对a的拉力，根据拉力相等，可得两者质量关系．【解答】解：b下落过程中机械能守恒，有：①在最低点有：②联立①②得：T b=2m b g当a刚好对地面无压力时，有：T a=m a gT a=T b，所以，m a：m b=2：1，故ACD错误，B正确．故选：B．【点评】根据物体的运动规律选择正确规律求解是解决这类问题的关键，同时正确受力分析是解题的前提．7．如图所示，物块M在静止的足够长的传送带上以速度v0匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，在此传送带的速度由零逐渐增加到2v0后匀速运动的过程中，则以下分析正确的是( )A．M下滑的速度不变B．M开始在传送带上加速到2v0后匀速C．M先向下匀速运动，后向下加速，最后沿传送带向下匀速运动D．M受的摩擦力方向始终沿斜面向上【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】当传送带静止时，对物体受力分析，判断出物体重力沿斜面的力等于摩擦力，当传送带运动时，根据受力分析即可判断物体的运动【解答】解：传送带静止时，物体匀速下滑，故mgsinθ=f，当传送带转动时，由于传送带的速度大于物块的速度，故物块受到向下的摩擦力，根据受力分析可知，物体向下做加速运动，当速度达到传送带速度，物块和传送带具有相同的速度匀速下滑，故C正确故选：C【点评】解决本题的关键通过分析M所受摩擦力的大小，判断出摩擦力和重力沿斜面的分力相等，然后判断出物体的运动特点8．如图所示，斜面和水平面是由同一板材上截下的两段，连接处能量不损失．将小铁块从A 处由静止释放后，它沿斜面向下滑行，进入平面，最终静止于P处．若从该板材上再截下一段，搁置在A、P之间，构成一个新的斜面，再将铁块放回A处，并给铁块一个初速度，使之沿新斜面向下滑动．以下关于铁块运动的描述，正确的说法是( )A．铁块匀速直线运动B．两次运动摩擦力所做的功相等C．后一次运动一定比前一次的时间短D．铁块匀变速直线运动【考点】动能定理的应用；牛顿运动定律的综合应用．【专题】动能定理的应用专题．【分析】对运动的全过程研究，运用动能定理，判断在水平面上的位移是否发生变化来确定小木块停止的位置．【解答】解：设A距离地面的高度为h，动摩擦因数为μ，斜面AB的倾角为θ，对全过程运用动能定理有，mgh﹣μmgcosθs1﹣μmgs2=0，整理得：mgh﹣μmg（s1cosθ+s2）=0，而s1cosθ+s2等于OP的长度，即h﹣μ=0，与斜面的倾角无关，故小铁块一定能够到达P点，与铁块的质量无关；A、由于从A大盘P过程合力做功为零，故动能不变，而在OP运动过程合力不变，故一定是匀速直线运动，合力为零，故A正确，D错误；B、两次摩擦力做功均为﹣μmg（s1cosθ+s2）=﹣μmg，故B正确；C、后一次是匀速运动，初速度可大可小，故时间不确定，故C错误；故选：AB【点评】解决本题的关键会合理地选择研究的过程，即选择全过程为研究过程，运用动能定理求解．9．如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置，连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖的厚度为d．根据图中的信息，下列判断正确的是( )A．位置“1”不是小球释放的初始位置B．小球做匀加速直线运动C．小球下落的加速度为D．小球在位置“3”的速度为【考点】匀变速直线运动规律的综合运用．【专题】直线运动规律专题．【分析】小球做的匀加速直线运动，根据相机的曝光的时间间隔相同，由匀变速直线运动的规律可以求得．【解答】解：B、C、由图可以知道任意两个相邻的点之间的位移之差都是d，由△x=at2可知，a==，所以小球做匀加速直线运动，故B、C正确；A、由于时间的间隔相同，所以2点瞬时速度的大小为1、3之间的平均速度的大小，所以v2=，根据v=v0+at可知点1的速度大小是v1=v2﹣at=﹣•T=，可知位置“1”不是小球释放的初始位置，故A正确；D、点3的瞬时速度的大小为2、4之间的平均速度的大小，所以v3=，故D正确．故选：ABCD．【点评】本题关键要掌握匀变速直线运动的两个推论，可与打点计时器实验类比．中间时刻的瞬时速度等于这段位移的平均速度的大小，利用这个结论可以很容易的求得物体在某时刻的瞬时速度的大小，对于物理中的一些结论和推论在平时的学习中要掌握住并会用．10．如图（a）所示，用一水平外力F拉着一个静止在倾角为θ的光滑斜面上的物体，逐渐增大F，物体做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图（b）所示，若重力加速度g取10m/s2．根据图（b）中所提供的信息可以计算出( )A．物体的质量B．斜面的倾角C．斜面的长度D．加速度为6m/s2时物体的速度【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】对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律求出物体加速度与拉力F的关系式，根据图线的斜率和截距可以求出物体的质量和倾角．注意物体做变加速直线运动，速度和位移无法求出．【解答】解：物体受重力、拉力和支持力，根据牛顿第二定律a=．图线的纵轴截距为﹣6m/s2，则gsinθ=6，解得斜面的倾角θ=37°．图线的斜率k==，因为sinθ=0.6，则cosθ=0.8，所以m=2kg．物体做加速度变化的运动，无法根据运动学公式求出速度和位移．故A、B正确，C、D错误．故选AB．【点评】解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用牛顿第二定律求解，以及能够从图线的斜率和截距获取信息．二、实验题：本题共计16分．请将解答填写在答题卡相应的位置．11．在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在频率为f的交流电源上，在实验中打下一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E，测出A点距起始点的距离为S0，点AC间的距离为S1，点CE间的距离为S2，已知重锤的质量为m，当地的重力加速度为g，则：①起始点O到打下C点的过程中，重锤重力势能的减少量为△E P=mg（s0+s1），重锤动能的增加量为△E K=．②根据题中提供的条件，可求出重锤实际下落的加速度a=，将它代入测量数值求出a和当地的重力速度g进行比较，发现a的数值小于g的数值，其原因可能是AB．A．重锤的质量m 和密度都太小了 B．重锤下落过程中存在空气阻力C．A点距起始点O的距离S0的测量值偏大 D．交流电的频率大于50H Z．【考点】验证机械能守恒定律．【专题】实验题；机械能守恒定律应用专题．【分析】根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出C点的速度，从而得出重锤动能的增加量．根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出重锤下落的加速度．由于阻力的存在，测得加速度小于g值．。