2019-2020学年吉林省长春市某校高三(上)第一次月考物理试卷有答案

2019-2020学年吉林省长春市某校高三（上）第一次月考物理试
卷
一．选择题（每小题5分1-10题单选，11-12题多选，共60分）
1. 下列说法正确的是（）
A.打点计时器是一种测量位移的仪器
B.质点体现了等效替代的思想
C.位移为矢量，位移的方向即质点运动的方向
D.物体通过的路程不相等，但位移可能相同
2. 2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用ℎ表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随ℎ变化关系的图像是（）
A. B.
C. D.
3. 汽车在水平面上刹车，其位移与时间的关系是x＝24t−6t2，则它在前3s内的平均速度为（）
A.6 m/s
B.8 m/s
C.10 m/s
D.12 m/s
4. 图为某运动员在水平冰面上滑行时的运动轨迹，图中关于运动员的速度方向和合力方向的画法可能正确的是（）
A. B. C. D.
5. 一质点沿直线运动时的速度时间图像如图所示，则以下说法中正确的是（）
A.第1 s末质点的位移和速度都改变方向
B.第2 s末质点的位移改变方向
C.第2s末质点的位移为零
D.第3 s末和第5 s末质点的位移相同
6. 在水平地面上运动的小车车厢底部有一质量为m1的木块，木块和车厢通过一根轻质
弹簧相连接，弹簧的劲度系数为k。

在车厢的顶部用一根细线悬挂一质量为m2的小球。

某段时间内发现细线与竖直方向的夹角为θ，在这段时间内木块与车厢保持相对静止，如图所示。

不计木块与车厢底部的摩擦力，则在这段时间内弹簧的形变为（）
A.伸长量为m1g
k tanθ B.压缩量为m1g
k
tanθ
C.伸长量为m1g
k tanθD.压缩量为m1g
k tanθ
7. 三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知M A＝M B<M C，则对于三颗卫星，正确的是（）
A.运行线速度大小关系为v A>v B＝v C
B.运行周期关系为T A>T B＝T C
C.向心力大小关系为F A＝F B <F C
D.周期与轨道半径成正比
8. 杂技表演的安全网如图甲所示，网绳的结构为正方形格子，O、a、b、c、d等为网绳的结点，安全网水平张紧后，质量为m的运动员从高处落下，恰好落在O点上．该处下凹至最低点时，网绳dOe、bOg均为120∘张角，如图乙所示，此时O点受到向下的冲击力大小为2F，则这时O点周围每根网绳承受的张力大小为（）
A.F
B.F
2C.2F+mg D.(2F−mg)
2
9. 质量为m的汽车以恒定的功率P在平直的公路上行驶，汽车匀速行驶时的速率为v1，则当汽车的速率为v2(v2<v1)时，汽车的加速度为（）
A.P mv1
B.P mv2
C.P(v1−v2)
mv1v2D.Pv1v2
m(v1−v2)
10. 电梯内用弹簧秤测某物体的重量，下列几种情况，弹簧秤示数最小的为（）
A.以2m/s2的加速度加速上升
B.以3m/s2的加速度减速上升
C.以5m/s2的加速度减速下降
D.以5m/s2的加速度加速下降
11. 如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，然后落回水平面。

不计一切阻力。

下列说法正确的是（）
A.小球落地点离O点的水平距离为2R
B.小球从p到落地重力所做的功为mgR
C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰为mg
D.若将半圆弧轨道上部的1
4
圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比P点
高1.5R
12. 如图甲所示，质量为m的物体置于水平地面上，所受水平拉力F在2s内的变化图像如图乙所示，其运动的速度图像如图丙所示，g＝10m/s2．下列说法错误的是（）
A.物体和地面之间的动摩擦因数为0.1
B.水平拉力F的最大功率为10W
C.2s末物体回到出发点
D.2s内物体的速度方向发生改变
二．实验题（15分）
研究小车匀变速直线运动的实验装置如图1所示其中斜面倾角θ可调，打点计时器的工作频率为50Hz，纸带上计数点的间距如图2所示，其中每相邻两点之间还有4个记录点未画出。

①图2中标出的相邻两计数点的时间间隔T＝________s
②图2计数点5对应的瞬时速度大小计算式为v5＝________。

③为了充分利用记录数据，减小误差，小车加速度大小的计算式应为a＝________。

如图某同学探究小车的加速度与力的关系的实验装置，他将光电门固定在水平气垫导轨上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，每次小车都从同一位置A由静止释放。

（1）若用游标卡尺测出遮光条的宽度d＝1.045cm，实验时将小车从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t＝2.0×10−2s，则小车经过光电门时的速度为________m/s。

（保留2位有效数字）
（2）实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等，则重物的质量m与小车质量M间应满足的关系为________
三.计算题（25分）
如图所示，A、B均处于静止状态，与A相连的绳水平，绳CD与水平方向成37∘角，绳CD上的拉力T＝40N，各绳均为轻绳，sin37∘＝0.6，cos37∘＝0.8．求：
（1）物体A受到的摩擦力；
（2）物体B重力。

如图所示，AB、CD为两个光滑的平台，一倾角为37∘、长为5m的传送带与两平台平滑连接。

现有一小物体以10m/s的速度沿平台AB向右运动，当传送带静止时，小物体恰好能滑到平台CD上。

(g取10m/s2，sin37∘＝0.6，cos37∘＝0.8)
（1）求小物体跟传送带间的动摩擦因数；
（2）当小物体在平台AB上的运动速度低于某一数值时，无论传送带顺时针运动的速度有多大，小物体都不能到达平台CD，求这个临界速度；
（3）若小物体以8m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少以多大的速度顺时针运动？
参考答案与试题解析
2019-2020学年吉林省长春市某校高三（上）第一次月考物理试
卷
一．选择题（每小题5分1-10题单选，11-12题多选，共60分）
1.
【答案】
D
【考点】
物理学史
质点的认识
实验中常用仪器及其正确操作方法
位移
【解析】
知道实际生活中路程与位移的区别，明确位移的大小一般是小于或等于物体的路程的。

知道打点计时器是测量时间的仪器，对应的位移要通过刻度尺测量来确定；质点采用
的是理想模型法。

【解答】
A、打点计时器是一种测量时间的仪器，故A错误；
B、质点是采用的是理想模型法，故B错误；
C、位移为矢量，位移的方向从起点指向终点的方向，不一定是质点运动的方向，故C
错误；
D、两个不同的物体经过不同的轨迹，但起点与终点相同时，可能出现物体通过的路
程不相等，但位移可能相同。

故D正确。

2.
【答案】
D
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
根据万有引力定律写出F与ℎ的关系式，再根据数学知识确定图像的形状。

【解答】
解：设地球的质量为M，半径为R，探测器的质量为m，根据万有引力定律得：
F＝G Mm
，
(R+ℎ)2
可知，F与ℎ是非线性关系，F−ℎ图像是曲线，且随着ℎ的增大，F减小，故ABC错误，D正确．
故选D．
3.
【答案】
B
【考点】
匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】
本题为汽车刹车问题，故应先根据位移表达式求出初速度及加速度；由速度公式求得静止所需要的时间；明确3s内的位移，再由平均速度公式求出平均速度。

【解答】
由位移与时间的关系可知，v0＝24m/s；a＝−12m/s2；
则由v＝v0+at可知，汽车在2s末即静止；
故3s内的位移2s内的位移，故x＝3s内汽车的位移x＝24×2−6×4＝24m；
=8m/s；
则汽车的平均速度v=24
3
4.
【答案】
D
【考点】
物体做曲线运动的条件
【解析】
物体做曲线运动时，轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一方．【解答】
根据曲线运动的轨迹夹在合力与速度方向之间，合力大致指向轨迹凹的一向。

知D正确，ABC错误。

5.
【答案】
D
【考点】
匀变速直线运动的速度与时间的关系
v-t图像（匀变速直线运动）
【解析】
v−t图像中，倾斜的直线表示匀变速直线运动，斜率表示加速度，图像与时间轴围成的面积等于物体在该段时间内通过的位移，速度的正负表示速度的方向，只要图像在时间轴同一侧物体运动的方向就没有改变．
【解答】
A、2s末之前，速度一直为正，质点沿正方向运动，2s末之后，速度为负，沿负方向运动，则1s末速度方向不变，2 s末质点的速度改变方向，故A错误；
B、第2s末质点速度改变方向，但是位移方向没变，故B错误；
C、由“面积”表示位移知，第2s末位移为x=1
×1×2m＝1m，故C错误；
2
D、由“面积”表示位移，由图像知，第3s末到第5s末的位移为零，故第3 s末和第5 s末质点的位移相同，故D正确；
6.
【答案】
A
【考点】
牛顿第二定律的概念
力的合成与分解的应用
【解析】
先对小球受力分析，结合运动情况求出合力，然后根据牛顿第二定律求出加速度，再对物体受力分析，求出合力后确定弹簧弹力。

【解答】
对小球受力分析，如图
由几何关系
F
合
＝m2g tanθ
由牛顿第二定律
a=F
m
=g tanθ
车向左加速或向右减速
对小物体受力分析，受重力、支持力和弹簧弹力，合力等于弹簧弹力，根据牛顿第二定律
F
弹
＝m1g tanθ
物体受向左的弹力
结合胡克定律可知
弹簧的伸长量为m1g
k
tanθ
7.
【答案】
A
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
根据万有引力提供向心力，得出卫星的轨道半径与线速度、周期的关系式，从而比较大小。

【解答】
AB、人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得G Mm
r2
=
m v2
r =mr4π2
T2
r＝ma
得，v=√GM
r ，T＝2π√r3
GM
，因为B、C的轨道半径相同，大于A的轨道半径，所以A的
线速度最大，B、C的线速度大小相等，B、C的周期相等大于A的周期，即有v A>v B＝v C，T A<T B＝T C．故A正确、B错误。

C、根据F＝G Mm
r2
以及M A＝M B<M C，可得F A >F B，F B <F C，故C错误。

D、根据T＝2π√r3
GM ，知周期与轨道半径的3
2
次方成正比。

故D错误。

8.
【答案】
A
【考点】
力的合成与分解的应用
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：将运动员对O点的冲力分解成四个沿网绳的分力，根据对称性，作出图示平面内力的分解图，根据几何关系得，O点周围每根网绳承受的张力大小F′=F，故A正确．故选A．
9.
【答案】
C
【考点】
牛顿第二定律的概念
平均功率
【解析】
汽车以恒定的功率匀速运动时，汽车受到的阻力的大小和汽车的牵引力的大小相等，由此可以求得汽车受到的阻力的大小，当速度为v2时，在由P＝Fv可以求得此时的牵引力的大小，根据牛顿第二定律求得汽车的加速度的大小。

【解答】
汽车以速度v1匀速运动时，
根据P＝Fv1＝fv1
可得汽车受到的阻力的大小为f=P
v1
，
汽车以速度v2匀速运动时，
根据P＝F′v2，
所以此时的牵引力F′=P
v2
，
由牛顿第二定律可得，
F′−f＝ma，
所以加速度为a=F ′−f
m
=
p
v2
−P
v1
m
=P(v1−v2)
mv1v2
，所以C正确。

10.
【答案】
D
【考点】
牛顿运动定律的应用-超重和失重
【解析】
先判断加速度方向，加速度方向向上时为超重状态，弹簧秤示数大于重力；加速度方
向向下时为失重状态，弹簧秤示数小于重力。

根据牛顿第二定律可以求出弹簧秤示数
大小。

【解答】
加速度向上为超重现象，弹簧秤示数大于重力；加速度向下为失重状态，弹簧秤示数
小于重力。

A、以2m/s2的加速度加速上升，以5m/s2的加速度减速下降，加速度的方向都向向上，都为超重状态，弹簧秤示数大于重力。

故AC错误。

BD、加速度方向向下时，根据牛顿第二定律mg−F N＝ma，得F N＝mg−ma，显然
向下的加速度越大弹簧秤示数；以3m/s2的加速度减速上升时，物体的加速度大小为
3m/s2，方向向下，以5m/s2的加速度加速下降时，加速度也向下，大小为5m/s2，所以以3m/s2的加速度减速上升时弹簧秤示数大于以5m/s2的加速度加速下降时弹簧秤
示数。

故B错误，D正确。

11.
【答案】
A,C
【考点】
牛顿第二定律的概念
向心力
机械能守恒的判断
【解析】
小球恰能通过最高点P，知在P点靠重力提供向心力，根据牛顿第二定律求出在P点的
速度大小，结合平抛运动的规律求出水平距离。

根据机械能守恒定律，求出将半圆弧
轨道上部的1
4
圆弧截去，其他条件不变时小球能达到的最大高度。

【解答】
A、在最高点P，根据牛顿第二定律得：mg＝m√v2
R ，解得v=√gR．根据2R=1
2
gt2，
解得t=√4R
g
．则水平距离x＝vt＝2R．故A正确；
B、小球从p到落地重力所做的功为W G＝2mgR，故B错误；
C、小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P，轨道对小球的弹力为0，重力提供向心力，故C正确；
D、若将半圆弧轨道上部的1
4
圆弧截去，其他条件不变，设小球能达到的最大高度为比
P点高ℎ。

由机械能守恒定律得到：mg(2R+ℎ)＝2.5mgR，解得ℎ＝0.5R，故故D错误。

12.
【答案】
C,D
【考点】
平均功率
v-t图像（匀变速直线运动）
【解析】
根据速度时间图线求出物体匀加速直线运动和匀减速直线运动的加速度大小，根据牛
顿第二定律求出摩擦力的大小，从而得出动摩擦力因素；从图可知，1s末的拉力F的功率最大，根据P＝Fv求出最大功率。

【解答】
A、根据速度时间图线知，匀加速和匀减速直线运动的加速度大小都为1m/s2．根据牛顿第二定律得：
F−f＝ma，f＝ma，解得：f＝5N，m＝5kg。

则有：μ=f
mg =5
5×10
=0.1．故A正确；
B、1s末速度最大，拉力的功率最大，为：P＝Fv＝10×1＝10W．故B正确；CD、物体先向正方向做匀加速直线运动，再向正方向做匀减速运动，速度不反向。

不会回到原点，故CD错误。

本题选错误的，
二．实验题（15分）
【答案】
0.1,S4+S5
2T ,(S4+S5+S6)−(S1+S2+S3)
9T2
【考点】
打点计时器系列实验中纸带的处理
探究小车速度随时间变化的规律
利用打点计时器研究匀变速直线运动
【解析】
①打点计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，共5个0.02s，即可求得相邻两计数点的时间间隔T；
②匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于这段时间内中间时刻的瞬时速度，根据这个推论求解瞬时速度；
③根据公式△x＝aT2列式求解小车加速度大小。

为了充分利用数据，要用逐差求解。

【解答】
①打点计时器的工作频率为50Hz，每隔0.02s打一次电，每相邻两点之间还有4个记录点未画出，故相邻两计数点的时间间隔T＝5×0.02s＝0.1s；
③匀变速直线运动中，一段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，故有：
v5=S4+S5
2T
；
④根据公式△x＝aT2，则有：
S4−S1＝3a1T2；
S5−S2＝3a2T2；
S6−S3＝3a3T2；
小车加速度大小为a=a1+a2+a3
3
解得：a=(S4+S5+S6)−(S1+S2+S3)
9T2
；
【答案】
0.52
M>>m
【考点】
探究加速度与物体质量、物体受力的关系
【解析】
因为遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度。

为使绳子的拉力
等于重物的重力，M应远远大于m；
【解答】
数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：
v=
d
△t
=
0.01045
0.02
m/s≈0.52m/s
该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究。

当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系。

那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力。

根据牛顿第二定律得：
对m:mg−F
拉
＝ma
对M:F
拉
＝Ma
计算得出：F
拉=mMg
m+M
当M>>m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力。

三.计算题（25分）
【答案】
物体A受到的摩擦力是32N；
物体B重力是24N。

【考点】
力的合成与分解的应用
解直角三角形在三力平衡问题中的应用
【解析】
（1）先结点C为研究对象，分析受力情况，作出力图，由平衡条件求出绳AC的拉力，
对A物体研究，AC绳的拉力等于物体A受到的摩擦力，再由二力平衡求解物体A受到的
摩擦力大小；
（2）由平衡条件求出绳BC的拉力，再对B研究可求得B的重力。

【解答】
以结点C为研究对象，其受力情况如图所示。

因为结点C处于静止状态，
则在水平方向上，A对绳的拉力为：F A＝T cos37∘＝32N
物体A处于静止状态，故所受摩擦力为静摩擦力大小为：F f＝F2＝32N。

在竖直方向上，B对绳的拉力为：F B＝T sin 37∘＝24 N
物体B处于静止状态，则重力大小为：G B＝F3＝24N。

【答案】
小物体跟传送带间的动摩擦因数是0.5；
这个临界速度是2√5 m/s；
若小物体以8m/s的速度沿平台AB向右运动，欲使小物体能到达平台CD，传送带至少
以3 m/s的速度顺时针运动。

【考点】
力的合成与分解的应用
牛顿第二定律的概念
匀变速直线运动的速度与位移的关系
【解析】
（1）由速度位移公式可求解物体的加速度，根据牛顿第二定律可求得小物体跟传送带
间的动摩擦因数；
（2）当小物体受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，对小物体受力分析，据牛顿第二定律得加速度，由位移速度关系知临界速度；
（3）物体在传送带上与传送带相对滑动过程中，分别由运动学公式求出物体和传送带
发生的位移列式求解。

【解答】
传送带静止时，小物体在传送带上受力如图甲所示，
根据牛顿第二定律得：μmg cos37∘+mg sin37∘＝ma1
B→C过程，有：v C2＝2a1l
解得：a1＝10 m/s2，μ＝0.5。

当小物体在传送带上受到的摩擦力始终向上时，最容易到达传送带顶端，此时，小物
体受力如图乙所示，
根据牛顿第二定律得：mg sin37∘−μmg cos37∘＝ma2
若恰好能到达平台CD，有：v2＝2a2l
解得：v＝2√5 m/s，a2＝2 m/s2
即当小物体在平台AB上向右运动的速度小于2√5 m/s时，无论传送带顺时针运动的速
度有多大，小物体都不能到达平台CD。

设小物体在平台AB上的运动速度为v1，传送带顺时针运动的速度大小为v2。

从小物体滑上传送带至小物体速度减小到传送带速度过程，有：v12−v22＝2a1x1
从小物体速度减小到传送带速度至恰好到达平台CD过程，有：v22＝2a2x2，x1+x2＝l
解得：v2＝3 m/s，
即传送带至少以3 m/s的速度顺时针运动，小物体才能到达平台CD。