山东省德州市乐陵一中高三物理上学期第三次10月月考试卷(含解析)

2014-2015学年山东省德州市乐陵一中高三（上）第三次月考物理试
卷（10月份）
一．选择题（每小题4分，共计40分）
1．（4分）（2012秋•漯河期末）关于速度和加速度的关系，下列说法正确的是（）A．速度变化得越多，加速度就越大
B．速度变化得越快，加速度就越大
C．加速度方向保持不变，速度方向也保持不变
D．加速度大小不断变小，速度大小也不断变小
考点：加速度．版权所有
专题：直线运动规律专题．
分析：
根据加速度的定义式a=可知物体的加速度等于物体的速度的变化率，加速度的方向就是物体速度变化量的方向，与物体速度无关，即物体的速度变化越快物体的加速度越大．
解答：解：A、物体的速度变化大，但所需时间更长的话，物体速度的变化率可能很小，则加速度就会很小，故A错误．
B、加速度反映速度变化的快慢，速度变化得越快，加速度就越大，故B正确；
C、加速度方向保持不变，速度方向可以变化，例如平抛运动，故C错误
D、如果加速度方向与速度方向相同，加速度大小不断变小，速度却增大，故D错误
故选：B．
点评：速度与加速度均是矢量，速度变化的方向决定了加速度的方向，却与速度方向无关．同时加速度增加，速度可能减小，所以加速度与初速度的方向关系决定速度增加与否．
2．（4分）（2010•大连模拟）如图所示为甲、乙两物体从同一地点沿直线向同一方向运动的v﹣t图象，则（）
A．甲、乙两物体在4s末相距最远
B．甲、乙两物体在5s末相遇
C．前4s内甲物体总在乙的前面
D．甲、乙两物体在2.5s末相距最远
考点：匀变速直线运动的图像．版权所有
专题：追及、相遇问题．
分析：甲、乙两物体从同一地点沿直线向同一方向运动，根据两物体的速度大小关系，分析它
们之间距离的变化，确定何时相距最远．当两物体的位移相等时两者相遇，由“面积”
等于位移，分析何时两者相遇．
解答：解：
A、D据题，甲、乙两物体从同一地点沿直线向同一方向运动，在2.5s前，甲的速度大
于乙的速度，两者距离不断增大；在2.5s后乙的速度大于甲的速度，两者距离缩短，则在两物体在2.5s末相距最远．故A错误，D正确．
B、由“面积”等于位移看出，在5s末两物体通过的位移相等，则两物体在5s末相遇．故
B正确．
C、由图看出，甲的位移一直大于乙的位移，说明前4s内甲物体总在乙的前面．故C正
确．
故选BCD
点评：根据速度图象分析两物体何时相遇、何时相距最远，主要抓住速度关系和位移关系进行分析，位移根据“面积”确定．
3．（4分）（2014•河北模拟）两物体甲和乙在同一直线上运动，它们在0～0.4s时间内的v ﹣t图象如图所示．若仅在两物体之间存在相互作用，则物体甲与乙的质量之比和图中时间t1分别为（）
A．
和0.30s B．3和0.30s C．
和0.28s
D．3和0.28s
考点：匀变速直线运动的图像．版权所有
专题：运动学中的图像专题．
分析：先根据三角形相似知识求出t1，再根据速度图象的斜率等于加速度求出甲乙的加速度大小，由牛顿第二定律和第三定律求解两物体质量之比．
解答：
解：根据三角形相似得：=，得t1=0.3s．
根据速度图象的斜率等于加速度，得到：
甲的加速度大小为a甲==，乙的加速度大小为a乙==10m/s2
据题，仅在两物体之间存在相互作用，根据牛顿第三定律得知，相互作用力大小相等，由牛顿第二定律F=ma得：两物体的加速度与质量成反比，则有质量之比为m甲：m乙=a 乙：a甲=3：1．
故选：B．
点评：本题一方面考查速度图象的斜率等于加速度；另一方面考查运用数学知识解决物理问题的能力．
4．（4分）（2014秋•乐陵市校级月考）如图所示，滑轮本身的质量可忽略不计，滑轮轴O 安装在一根轻木杆B上，一根轻绳AC绕过滑轮，绳与滑轮间的摩擦不计，A端固定在墙上，且绳保持水平，C端下面挂一个重物，BO与竖直方向夹角θ=45°，系统保持平衡．若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，则滑轮受到木杆的弹力大小变化的情况是（）
A．只有角θ变小，弹力才变小
B．只有角θ变大，弹力才变大
C．不论角θ变大或变小，弹力都变大
D．不论角θ变大或变小，弹力都不变
考点：共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．版权所有
专题：共点力作用下物体平衡专题．
分析：对滑轮受力分析，受两个绳子的拉力和杆的弹力，根据平衡条件进行分析即可．
解答：解：对滑轮受力分析，受两个绳子的拉力和杆的弹力；滑轮一直保持静止，合力为零，故杆的弹力与两个绳子的拉力的合力等值、反向、共线；
由于两个绳子的拉力大小等于重物的重力，大小不变，方向也不变，故两个拉力的合力为mg，与水平方向成45°斜向右下方；
若保持滑轮的位置不变，改变θ的大小，滑轮受力情况不变，故滑轮受到木杆的弹力大小不变；
故A错误，B错误，C错误，D正确；
故选：D．
点评：本题要注意杆的弹力可以沿着杆的方向也可以不沿着杆方向，结合平衡条件分析是关键．
5．（4分）（2014秋•乐陵市校级月考）如图所示，一个质量为M、倾角为30°的光滑斜面体放在粗糙水平桌面上，质量为m的小木块从斜面顶端无初速度滑下的过程中，斜面体静止不动．则下列关于此斜面体对水平桌面压力F N的大小和桌面对斜面体摩擦力F f的说法正确的（）
A．F N=Mg+mg B．
F N=Mg+mg
C．
F f方向向左，大小为mg D．
F f方向向左，大小为mg
考点：摩擦力的判断与计算．版权所有专题：摩擦力专题．
分析：先对滑块受力分析，根据牛顿第二定律列式求解弹力；再对斜面体受力分析，根据共点力平衡条件列式求解支持力和摩擦力．
解答：解：先对滑块受力分析，受重力和支持力，如图，根据牛顿第二定律，有：
N=mgcosθ
mgsinθ=ma
对斜面体受力分析，受重力、支持力、压力和向右的静摩擦力，如图所示：
根据共点力平衡条件，有：
Mg+Ncosθ=N′
f=Nsinθ
联立解得：
N′=Mg+mgcos2θ=Mg+mg
f=mgsinθcosθ=mg，方向向左
故AC错误，BD正确；
故选：BD．
点评：本题关键是采用隔离法分析，然后根据牛顿第二定律和共点力平衡条件列式求解，不难．
6．（4分）（2011•南京一模）在一光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，一物体从t=0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和Y轴方向运动的速度时间图象如图所示，下列说法中正确的是（）
A．前2S内物体沿x轴做匀加速直线运动
B．后2 s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿Y轴方向
C．4S末物体坐标为（4m，4m）
D．4S末物体坐标为（6m，2m）
考点：匀变速直线运动的图像．版权所有
专题：运动学中的图像专题．
分析：前2S内物体在y轴方向没有速度，只有x轴方向有速度，由图看出，物体在x轴方向做匀加速直线运动．后2s内物体在x和y两个方向都有速度，x方向做匀速直线运动，y方向做匀加直线运动，根据运动的合成分析物体的运动情况．根据运动学公式分别求出4s内物体两个方向的坐标．
解答：解：
A、前2S内，物体在y轴方向没有速度，由图看出，物体沿x轴方向做匀加速直线运动．故
A正确．
B、在后2s内，物体在x轴方向做匀速直线运动，y轴方向做匀加速直线运动，根据运
动的合成得知，物体做匀加速曲线运动，加速度沿y轴方向．故B错误．
C、D在前2s内，物体在x轴方向的位移x1==．在后2s内，x轴方向的
位移为x2=v x t=2×2m=4m，y轴方向位移为y=m=2m，则4s末物体的坐标为（6m，
2m）．故C错误，D正确．
故选AD
点评：本题采用程序法分析物体的运动情况，根据运动的合成法求解物体的位移．
7．（4分）（2014秋•乐陵市校级月考）如图x轴在水平地面内，y轴沿竖直方向．图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹，其中b和c是从同一点抛出的．不计空气阻力，则（）
A．a的飞行时间比b的长B．a的水平速度比b的小
C．b和c的飞行时间相同D．b的初速度比c的大
考点：平抛运动．版权所有
专题：平抛运动专题．
分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较初速度．
解答：
解：A、根据t=知，b、c的高度相同，大于a的高度，则b、c的运动时间相同，大于a的时间．故A错误，C正确．
B、b、c的时间相同，b的水平位移大，则b的速度大于c的速度．a的运动时间短，
但是水平位移大，可知a的初速度大于b、c的初速度．故B错误，D正确．
故选：CD．
点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移．
8．（4分）（2014秋•如皋市期末）如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）
A．球A的线速度一定大于球B的线速度
B．球A的角速度一定小于球B的角速度
C．球A的运动周期一定小于球B的运动周期
D．球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力
考点：牛顿第二定律；匀速圆周运动；向心力．版权所有
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可．解答：解：A、对小球受力分析，受重力和支持力，如图
根据牛顿第二定律，有
F=mgtanθ=m
解得
由于A球的转动半径较大，故线速度较大，故A正确；
B、ω=，由于A球的转动半径较大，故角速度较小，故B正确；
C、T=，由于A球的转动半径较大，故周期较大，故C错误；
D、由A选项的分析可知，压力等于，与转动半径无关，故D错误；
故选AB．
点评：本题关键是对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解分析．
9．（4分）（2012•福建）一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v．假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N．已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（）
A．B．C．D．
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．版权所有
专题：人造卫星问题．
分析：先求出该星球表面重力加速度，根据万有引力提供向心力公式即可求解
解答：解：G=mg
所以g=
根据万有引力提供向心力得：
解得：M=
故选B
点评：本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．
10．（4分）（2014秋•乐陵市校级月考）月面的重力加速度为g月．以月面为零势能面．“玉兔”在h高度的引力势能可表示为E p=，其中G为引力常量，M为月球质量，若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为（）
A．
（h+2R）B．
（h+R）
C．
（h+R）D．
（h+R）
考点：万有引力定律及其应用．版权所有
专题：万有引力定律的应用专题．
分析：先根据万有引力提供向心力，以及重力等于万有引力，求出“玉兔”绕月球做圆周运动的动能，再根据功能关系求解需要对“玉兔”做的功．
解答：
解：根据万有引力提供向心力，得：
在月球表面上，由重力等于万有引力，则得：，即有GM=g月R2；
“玉兔”绕月球做圆周运动的动能为：E k=
联立以上三式解得：E k=
“玉兔”在h高度的引力势能为：E p===
根据功能关系得：从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为：
W=E p+E k=
故D正确、ABC错误．
故选：D．
点评：解决本题的关键掌握万有引力的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用．
二．实验题（共计16分）
11．（16分）（2013秋•天津期末）如图所示，将打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可以测定重力和速度．
（1）所需器材有打点计时器（带导线）、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需 D （填字母代号）中的器材．
A．直流电源、天平及砝码 B．直流电源、毫米刻度尺
C．交流电源、天平及砝码 D．交流电源、毫米刻度尺
（2）通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据，提高实验的准确程度．为使图线的斜率等于重力加速度，除作v﹣t图象外，还可作﹣h 图象，其纵轴表示的是速度平方的二分之一，横轴表示的是重物下落的高度．
考点：验证机械能守恒定律．版权所有
专题：实验题；机械能守恒定律应用专题．
分析：根据用打点计时器测重力加速度的原理，和实验的步骤可以判断遗漏的器材，用图象法处理实验的数据比较简单直观．
解答：解：（1）打点计时器需接交流电源．重力加速度与物体的质量无关，所以不要天平和砝码．计算速度需要测相邻计数的距离，需要刻度尺，
故选：D．
（2）由公式v2=2gh ，如绘出﹣h图象，其斜率也等于重力加速度．
故答案为：①D，
②﹣h，速度平方的二分之一，重物下落的高度
点评：根据用打点计时器测重力加速度的实验原理，可以判断实验需要的器材，同时还要知道利用图象处理数据可以使实验结果简单直观的展现出来．
12．（3分）（2014秋•乐陵市校级月考）如图所示，是两位同学在研究“验证力的平行四边
形定则”时所得到的实验结果，若F′的作用效果与F1、F2共同作用效果相同，则尊重实验事
实的结果为（）
A．B．C．D．
考点：验证力的平行四边形定则．版权所有
专题：实验题．
分析：该实验中F是由平行四边形法则得出的合力，而F′是通过实际实验得出的，故F′应与OA在同一直线上，由于误差的存在，F和F′会有一定的夹角；
解答：解：由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力即F′与橡皮条拉力一定在同一直线上，F1和F2的合力
理论值一定在平行四边形的对角线上，故A符合实验事实．
故选：A
点评：在解决实验问题时，一定先要通过分析题意找出实验的原理，通过原理即可分析实验中的方法及误差分析．
13．（3分）（2013•东昌府区模拟）在“验证牛顿运动定律”的实验中，在研究加速度a与
小车的质量M的关系时，由于没有注意始终满足M≫m的条件，结果得到的图象应是下图中的（）
A．B．C．D．
考点：验证牛顿第二运动定律．版权所有
专题：实验题；牛顿运动定律综合专题．
分析：在验证加速度与质量的关系时，在重物质量m远小于小车质量M时，可近似认为小车受到的拉力等于重物重力．
解答：解：在研究加速度跟小车质量M的关系时，保持m不变，改变小车质量M，在小车质量M远大于重物质量m时，即当满足M≫m时，可以认为小车受到的拉力（合力）F=mg，
此时加速度a 与小车质量M 成反比，与成正比，以横轴，a 为纵轴，则a ﹣﹣图象应是过原点的直线，当小车质量M 不远大于重物质量m 时，小车受到的拉力明显小于重物重力，a ﹣﹣图象向下弯曲．
故选D ． 点评： 探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量，实验时要注意小车质量应
远大于重物质量．
14．（10分）（2014秋•乐陵市校级月考）某同学设计了一个探究加速度a 与物体所受合力F 及质量m 关系的实验，如图所示，图甲为实验装置简图．（交流电的频率为50Hz ）
（1）图乙为某次实验得到的纸带，根据纸带可求出小车的加速度大小为 3.2 m/s 2
．（保留两位有效数字）
（2）保持小车质量不变，改变砂和小砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a 随合力F 的变化图线，如图所示．该图线不通过原点，其主要原因是 实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分 ．
考点：
探究加速度与物体质量、物体受力的关系．版权所有 专题：
实验题． 分析： （1）根据逐差法△x=aT 2
可求出物体的加速度． （2）当绳子的拉力不为0时，物体的加速度仍然为0，说明物体所受的合外力不是绳子的拉力，
故物体受的摩擦力没有得到平衡或平衡摩擦力不足
解答： 解：（1）由于交流电的频率为50Hz ，故打点时间间隔为0.02s ，所以每两个计数点之间的时间间
隔为T=0.1s ，利用逐差法△x=aT 2
可得
（x 3+x 4）﹣（x 1+x 2）=4aT 2
则
a=
=
=3.2m/s 2
（2）由图可知当绳子的拉力不为0时，物体的加速度仍然为0，说明物体所受的合外力不是绳子的拉力，故物体受的摩擦力没有得到平衡或平衡摩擦力不足．
故答案为：（1）3.2；（2）实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分． 点评： 只有掌握了实验原理就能顺利解决所有的题目，即只有掌握了实验原理才能举一反三，才能融会贯通．
三．计算题
15．（9分）（2015•绥棱县校级一模）公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离，当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相撞，通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m，设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦
因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．
考点：牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．版权所有
专题：牛顿运动定律综合专题．
分析：在反应时间内汽车做匀速直线运动，所以汽车间的安全距离等于匀速运动的位移和匀减速直线运动的位移之和．
解答：解：汽车初速度为：v0=108km/h=30m/s，
在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离：s1=v0t=30×1m=30m，
汽车在减速阶段的位移：s2=s0﹣s1=120﹣30=90m，
设干燥路面的摩擦因数是μ0，汽车从刹车到停下，汽车运动的距离为s2：
，
得：，
，
下雨时路面的摩擦因数：=0.2，
在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离：s3=vt，
汽车从刹车到停下，汽车运动的距离为s4：
，
，
又：s3+s4=120m，
代入数据解得：v=20m/s．
答：汽车在雨天安全行驶的最大速度是20m/s．
点评：解决本题的关键知道安全距离是反应时间内匀速运动的位移和匀减速运动的位移之和．匀减速运动的位移可以通过速度位移公式求解．
16．（9分）（2008•厦门模拟）质量为40kg的雪橇在倾角θ=37°的斜面上向下滑动（如图甲所示），所受的空气阻力与速度成正比．今测得雪橇运动的v﹣t图象如图乙所示，且AB
是曲线的切线，B点坐标为（4，15），CD是曲线的渐近线．试求空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ．
考点：牛顿第二定律；匀变速直线运动的图像；滑动摩擦力．版权所有
专题：牛顿运动定律综合专题．
分析：A B是曲线的切线的斜率表示速度为5m/s时的加速度大小，根据牛顿第二定律列出速度是5m/s时、以及加速度为零时的动力学方程．联立两方程求出空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ．
解答：解：由牛顿运动定律得mgsin θ﹣μF N﹣kv=ma
由平衡条件得F N=mgcos θ
由图象得A点，v A=5 m/s，加速度a A=2.5 m/s2；
有：mgsin θ﹣μF N﹣kv A=ma A．①
最终雪橇匀速运动时最大速度v m=10 m/s，a=0
mgsin θ﹣μF N﹣kv m=0②
联立①②，代入数据解得μ=0.125，k=20 kg/s．
答：出空气的阻力系数k为20kg/s，雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ为0.125．
点评：本题考查了学生的看图分析图象的能力，能根据图象从中找出有用的信息，结合牛顿第二定律进行求解．
17．（10分）（2014秋•乐陵市校级月考）如图所示，一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿竖直方向，母线与轴线的夹角θ=30°，一条长为l的绳，一端固定在圆锥体的顶点O，另一端系一个质量为m的小球（可视为质点），小球以速率v绕圆锥体的轴线在水平面内做匀速圆周运动．试分析讨论v从零开始逐渐增大的过程中，球受圆锥面的支持力及摆角的变化情况．
考点：向心力．版权所有
专题：匀速圆周运动专题．
分析：先求出物体刚要离开锥面时的速度，此时支持力为零，根据牛顿第二定律求出该临界速度．
当速度大于临界速度，则物体离开锥面，当速度小于临界速度，物体还受到支持力，根据牛顿第二定律，物体在竖直方向上的合力为零，水平方向上的合力提供向心力，求解即可．
解答：解：当物体刚离开锥面时，支持力为零，设其速度为v0，
由拉力与重力的合力提供向心力，则有：mgtanθ=m
解之得：v0=
所以当速度v，物体在锥面上，则有：
Tsin30°﹣Ncos30，
Tcos30°+Nsin30°﹣mg=0
解得：N=，所以v增大时，N减小，摆角θ=30°，不发生变化，
当v＞时，小球离开锥面，支持力为零，
绳子的拉力和重力的合力提供向心力，则有：mgtanα=m
解得：v2=gltanαsinα，
所以v增大时，摆角增大，
答：当速度v，v增大，球受圆锥面的支持力减小，摆角θ=30°，不发生变化，当v＞时，小球离开锥面，支持力为零，v增大时，摆角增大．
点评：解决本题的关键找出物体的临界情况，以及能够熟练运用牛顿第二定律求解，难度适中．。