2018届四川省雅安市雅安中学高三下学期第一次月考理科综合物理试题(解析版)

四川省雅安中学2018届高三下学期第一次月考物理试题
一、选择题
1. 如图所示，水平路面上有一辆质量为M的汽车，车厢中有一个质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是（）
A. 人对车的推力F做的功为FL
B. 人对车做的功为maL
C. 车对人的作用力大小为ma
D. 车对人的摩擦力做的功为(F-ma)L
【答案】A
【解析】根据功的公式可知，人对车的推力做功，A正确；在水平方向上，由牛顿第二定律可知车对人的作用力为，人对车的作用力为，故人以车做功为，B错误；车以人水平方向上的合力为ma，而车对人还有支持力，故车对人的作用力为，C错误；对人由牛顿第二定律可以，，车对人的摩擦力做功为，D错误．
2. 如图1所示，质量为m的木块A放在水平面上的质量为M的斜面B上，现用大小相等、方向相反的两个水平推力F分别作用在A、B上，A、B均保持静止不动．则（）
A. A与B之间一定存在摩擦力
B. B与地面之间一定存在摩擦力
C. B对A的支持力一定等于mg
D. 地面对B的支持力大小一定等于(m＋M)g
【答案】D
【解析】试题分析：对物块A分析，物块A受重力、水平推力、斜面的支持力，A与B间是否受摩擦力待定。

若，则AB间无摩擦力，可知此时即F N大于重力；若
，则AB间的摩擦力沿斜面向下；若，则AB间的摩擦力沿斜面向上；由上分析知AC错；对AB两物体整体分析：受重力（m+M）g、支持力N和水平方向两个推力，
对于整体，由于两个推力刚好平衡，故整体与地面间没有摩擦力；竖直方向，N=（M+m）g，故B错、D 对。

考点：共点力的平衡条件与应用、静摩擦力的判断。

【名师点睛】摩擦力的“突变”问题
（1）静静“突变”
物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．
（2）静动“突变”
物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．
（3）动静“突变”
在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不受摩擦力作用，或滑动摩擦力“突变”成静摩擦力
3. 如图所示，一薄板斜搁在高度一定的平台和水平地板上，其顶端与台面相平，末端位于地板上的P处，并与地板平滑连接。

一可看成质点的滑块放在水平地板上的Q点，给滑块一向左的初速度v0，滑块刚好能够滑到木板顶端。

滑块和木板及地板之间的动摩擦因数相同。

现将木板截短一半，仍按上述方式搁在该平台和地板上，再次将滑块放在Q点，欲使滑块还能够刚好滑到木板顶端，则滑块的初速度为
A. 大于v0
B. 等于v0
C. 小于v0
D. 条件不足，无法确定
【答案】B
【解析】设木板长度为L，设斜面与水平面间的夹角为θ；则由动能定理可得：
，由几何关系可知：等于Q点到平台之间的水平距离，为一个定值，即，截短后过程中P到平台之间的水平距离不变，高度不变，所以物体滑上平台时克服摩擦力做功不变，滑块的初速度等于，B正确．
4. 以水平面为零势能面，则小球水平抛出时重力势能等于动能的2倍，那么在抛体运动过程中，当其动能和势能相等时，水平速度和竖直速度之比为（）
A.
B. 1:1
C.
D.
【答案】D
【解析】试题分析：根据动能与势能之间的关系可用高度表示速度；根据机械能守恒定律可求得动能和势能相等时的竖直分速度；则可求得水平速度和竖直速度之比．
最高点处时，解得，设动能和势能相等时，高度为，由机械能守恒定律可知
，联立解得，则竖直分速度，故水平速度和竖直速度之比为：，D正确．
5. 2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道示意图如图所示．“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道Ⅰ上运行，在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的近月点，则有关“嫦娥三号”下列说法正确的是（）
A. 由于轨道Ⅱ与轨道Ⅰ都是绕月球运行，因此“嫦娥三号”在两轨道上运行具有相同的周期
B. “嫦娥三号”从P到Q的过程中月球的万有引力做正功，速率不断增大
C. 由于“嫦娥三号”在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，因此在轨道Ⅱ上经过P的加速度也小于在轨道Ⅰ上经过P的加速度
D. 由于均绕月球运行，“嫦娥三号”在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上具有相同的机械能
【答案】B
【解析】试题分析：A、根据开普勒第三定律可知，轨道的半长轴越大，则周期越大，故A错误；
B、“嫦娥三号”从P到Q的过程中月球的万有引力做正功，速率不断增大，故B正确；
C、嫦娥三号经过P点时都是由万有引力产生加速度，故经过P点加速度相同，加速度的大小与嫦娥三号
所在轨道无关．故C错误；
D、绕月球运行，“嫦娥三号”从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要减速，所以一定具有不相同的机械能，故D错误。

故选：B。

考点：万有引力定律及其应用．
...
6. 如图所示，已知一带电小球在光滑绝缘的水平面上从静止开始经电压U加速后，水平进入互相垂直的匀强电场E和匀强磁场B的复合场中(E和B已知)，小球在此空间的竖直面内做匀速圆周运动，则（）
A. 小球可能带正电
B. 小球做匀速圆周运动的半径为
C. 小球做匀速圆周运动的周期为
D. 若电压U增大，则小球做匀速圆周运动的周期增加
【答案】BC
【解析】试题分析：小球先加速然后进入复合场中，加速的速度由动能定理可求得．至于进入复合场后由于做匀速圆周运动所以竖直方向的两个力平衡抵消．由洛仑兹力提供向心力可以求出半径，再由运动学公式求出周期．
小球做匀速圆周运动，则重力与电场力抵消，即电场力竖直向上，由于E向下，小球带负电，A错误；先在电场中加速时有：，据半径公式，联立得，B正确；因为有，加上粒子在磁场中的周期公式，联立两式得，周期与加速电压无关，若电压U增大，周期不变，C正确D错误．
7. 如图所示，放于竖直面内的光滑金属细圆环半径为R。

质量为m的带孔小球穿于环上，同时有一长为R 的细绳一端系于球上，另一端系于圆环最低点，绳能承受的最大拉力为2 mg。

当圆环以角速度ω绕竖直直径转动时，发现小球受三个力作用。

则ω可能为（）
A.
B.
C.
D.
【答案】BC
【解析】试题分析：因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力，细绳要产生拉力，绳要处于拉升状态，根据几何关系及向心力基本格式求出刚好不受拉力时的角速度，此角速度为最小角速度，只要大于此角速度就受三个力．
因为圆环光滑，所以这三个力肯定是重力、环对球的弹力、绳子的拉力，细绳要产生拉力，绳要处于拉升状态，根据几何关系可知，此时细绳与竖直方向的夹角为60°，当圆环旋转时，小球绕竖直轴做圆周运动，向心力由三个力在水平方向的合力提供，其大小为，根据几何关系，其中一定，所以当角速度越大时，所需要的向心力越大，绳子拉力越大，所以对应的第一个临界条件是小球在此位置刚好不受拉力，此时角速度最小，需要的向心力最小，对小球进行受力分析得，即
，解得；当绳子拉力达到2mg时，此时角速度最大，对小球进行受力分析得：竖直方向，水平方向：，解得
，BC正确．
8. 如图所示，在竖直平面内有水平向右、场强为E=1×104N/C的匀强电场.在匀强电场中有一根长L=2 m 的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.08 kg的带电小球，它静止时悬线与竖直方向成37°角，若小球获得初速度恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，取小球在静止时的位置为电势能零点和重力势能零点，cos37°＝0.8，g取10 m/s2.下列说法正确( )
A. 小球的带电荷量q=6×10－5 C
B. 小球动能的最小值为1J
C. 小球在运动至圆周轨迹上的最高点时有机械能的最小值
D. 小球绕O点在竖直平面内做圆周运动的电势能和机械能之和保持不变，且为4J
【答案】AB
【解析】A、对小球进行受力分析如上图所示
可得：解得小球的带电量为：，故A正确；
B、由于重力和电场力都是恒力，所以它们的合力也是恒力
在圆上各点中，小球在平衡位置A点时的势能（重力势能和电势能之和）最小，在平衡位置的对称点B点，小球的势能最大，由于小球总能量不变，所以在B点的动能E kB最小，对应速度v B最小，在B点，小球受到的重力和电场力，其合力作为小球做圆周运动的向心力，而绳的拉力恰为零，有：，而，所以，故B正确；
C、由于总能量保持不变，即恒量，所以当小球在圆上最左侧的C点时，电势能最大，机械能最小，故C错误；
D、由于总能量保持不变，即恒量，由B运动到A，，，所以，总能量，故D错误；
故选AB。

【点睛】关键抓住小球恰好做圆周运动，求出等效最高点的临界速度，根据该功能关系确定何处机械能最小，知道在等效最高点的动能最小，则重力势能和电势能之和最大。

二、实验题
9. 如图所示为实验室常用的力学实验装置．
（1）关于该装置，下列说法正确的是__________．
A．利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，需要平衡小车和木板间的摩擦力
B．利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后必须重新平衡小车与木板间的摩擦力
C．利用该装置探究功与速度变化关系实验时，可以将木板带有打点计时器的一端适当垫高，目的是消除摩擦力对实验的影响
D．将小车换成滑块，可以利用该装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，且不需要满足滑块的质量远大于钩码的质量
（2）某学生使用该装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，得到一条点迹清晰的纸带如图所示，已知图中所标的相邻两个计数点之间还有四个点未画出，计时器所用交流电周期为T，则利用此纸带得到小车的加速度的表达式为__________．（用x2、x5、T来表示）
【答案】(1). CD;(2). ;
【解析】试题分析：（1）利用该装置做研究匀变速直线运动的实验时，只需要研究利用逐差法求加速度，不需要分析小车的受力，不需要平衡小车和木板间的摩擦力，A错误；利用该装置探究小车的加速度与质量关系时，每次改变小车的质量后不需要重新平衡小车与木板间的摩擦力，B错误；利用该装置探究功与速度变化关系实验时，要消除摩擦力对实验的影响，使绳的拉力为小车所受的合外力，就需要平衡摩擦力，C正确；将小车换成滑块，可以利用该装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，,不需要满足滑块的质量远大于钩码的质量,D正确；故选CD。

（2）由题给条件知，两个计数点间的时间间隔,依据得：，则。

考点：探究加速度、力和质量的关系。

【名师点睛】该题涉及的实验比较多，要明确实验原理，根据物理定律求出相应的表达式，然后可以讨论得出相应结论，同时注意基本物理规律以及推论在物理中的应用。

10. 某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行研究，一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端
固定，右端与一小球接触不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图(a)所示。

向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面，通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

回答下列问题：
(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能EP与小球抛出时的动能EK相等，已知重力加速度大小为g，为求得EK ，至少需要测量下列物理量中的_______(填正确答案标号)
A．小球的质量m
B．小球抛出点到落地点的水平距离X
C．桌面到地面的高度h
D．弹簧的压缩量△L
E．弹簧原长L0
(2)用所选取的测量量和已知量表示EK，得EK=_____________
(3)图(b)中的直线是实验测量得到的X-△L图线，从理论上可推出，如果h不变，m增加，X-△L图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，X-△L图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

由图(b)中给出的直线关系和EK的表达式可知，EP与△L的_______次方成正比。

【答案】(1). ABC(2). ；(3). 减小；(4). 增大；(5). 2；
【解析】试题分析：本题的关键是通过测量小球的动能来间接测量弹簧的弹性势能，然后根据平抛规律以及动能表达式即可求出动能的表达式，从而得出结论．本题的难点在于需要知道弹簧弹性势能的表达式（取弹簧因此为零势面），然后再根据即可得出结论．
（1）由平抛规律可知，由水平距离和下落高度即可求出平抛时的初速度，进而可求出物体动能，所以本实验至少需要测量小球的质量m、小球抛出点到落地点的水平距离s、桌面到地面的高度h，故选：ABC．
（2）由平抛规律应有，，又，联立可得；
（3）对于确定的弹簧压缩量而言，增大小球的质量会减小小球被弹簧加速时的加速度，从而减小小球平抛的初速度和水平位移，即h不变m增加，相同的要对应更小的s，s-图线的斜率会减小．同理，如果m不变，h增加，小球运动的时间增加，水平方向的位移增大，所以图线的斜率会增大；由图（b）中给出的直线关系可知，结合公式，可得，与的二次方成正比
三、计算题
11. 如图所示，一质量为m的物块A与直立轻弹簧的上端连接，弹簧的下端固定在地面上，一质量也为m 的物块B叠放在A的上面，A、B处于静止状态．若A、B粘连在一起，用一竖直向上的拉力缓慢上提B，当拉力的大小为时，A物块上升的高度为L，此过程中，该拉力做功为W；若A、B不粘连，用一竖直向上的恒力F作用在B上，当A物块上升的高度也为L时，A与B恰好分离．重力加速度为g，不计空气阻力，求：
（1）恒力F的大小；
（2）A与B恰分离时的速度大小．
【答案】（1）（2）
【解析】试题分析：明确缓慢上提B时AB处于动态平衡，可以根据平衡条件列方程，当用恒力时物体AB 产生加速度，再分别对整体与A列出牛顿第二定律方程，然后即可求出恒力F的大小；再分别对两个不同的过程列出动能定理，即可求出速度．
（1）设弹簧原长为，没有作用力时，弹簧总长度为，当时，弹簧总长度为
，又由题意可知，解得，A、B刚分离时，A不受B对它的弹力作用，由受力分析可得它的加速度为，此时B的加速度为，且刚分离时应有
由以上方程解得；
(2) 设上升L过程中，弹簧减小的弹性势能为，A、B粘连一块上升时，依据功能关系有：
, 在恒力F作用上升过程中有：,由以上两式可得： . 点晴：题要注意临界条件的确定，两者分离不是弹簧恢复到原长而是二者加速度相同时．故分析清楚运动过程非常关键．
12. 如图所示，在绝缘光滑的水平面上，建立一平面直角坐标系xoy，整个空间有一垂直水平面向下的匀强磁场B=0.10T。

在y轴正半轴3.0m到9.0m之间有一厚度不计的固定弹性绝缘板。

在原点O处静止一个质量m1=2.0×10-4kg，带正电，电量为q=1.0×10-2C的物体。

在x轴负半轴某一位置有一个m2=3.0×10-4kg的不带电物体，以一定速率沿x轴向正方向运动并与m1物体发生碰撞并粘在一起。

两物体都作为质点处理，碰撞时没有电量损失。

求：
（1）若m2的速率v0=5.0m/s，则碰后粘在一起系统损失的动能是多少？
（2）若两物体粘在一起后，先与绝缘板发生一次碰撞后经过坐标为x=-3.0m，y=9.0m的位置P，则m2与m1相碰前的速率v是多少？（与绝缘板碰撞没有能量和电量损失）
【答案】(1) (2)，
【解析】（1）水平方向不受外力由动量守恒有：，
由能量关系有：，
联立解得：；
（2）水平方向不受外力由动量守恒有：，
在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动由牛顿第二定律有：，
由几何关系有：，，
解得：；．
点睛：本题主要是考查了动量守恒定律；对于动量守恒定律，其守恒条件是：系统不受外力作用或某一方向不受外力作用；解答时要首先确定一个正方向，利用碰撞前系统的动量和碰撞后系统的动量相等列方程进行解答。

13. 下列说法中正确的是（______）
A．布朗运动是液体分子的无规则运动
B．物体分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
C．物体的温度为00C时，物体的分子平均动能也不为零
D．物体的内能增加，一定吸收热量
E．若两个分子间的势能增大，一定克服分子间的相互作用力做了功
【答案】BCE
【解析】布朗运动是悬浮在液体中的固体小颗粒的无规则运动，反映了液体分子的无规则运动，A错误；物体分子间同时存在着相互作用的引力和斥力，B正确；物体的温度为0℃时，物体的分子平均动能不为零；如果分子平均动能为零，则温度是绝对零度，C正确；做功和热传递都可以改变物体的内能，故物体的内能增加，不一定吸热，D错误；若两个分子间的势能增大，一定克服分子间的相互作用力做了功，E 正确．
14. 如图所示，上端封闭、下端开口内径均匀的玻璃管，管长L=100cm，其中有一段长h=25cm的水银柱把一部分空气封闭在管中，当管竖直放置时，封闭气柱A的长度L A=50cm现把开口端向下插入水银槽中，直至A端气柱长=25cm时为止，这时系统处于静止状态已知大气压强p0=75cmHg，整个过程温度保持不变，试求槽内的水银进入管内的长度
【答案】35cm
对B部分气体：插入前，插入后；
由，得，故；
15. 一列简谐横波沿x轴正方向传播，t时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P点，t＋0.6s时刻，这列波刚好传到Q点，波形如图中的虚线所示，a、b、c、P、Q是介质中的质点，则以下说法正确的是（___）
A.这列波的波速为16.7m/s
B．质点a在这段时间内通过的路程一定小于30cm
C．质点c在这段时间内通过的路程一定等于30cm
D．从t时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是t+s这个时刻
E．当t+0.5s时刻，质点b、P的位移相同
【答案】BDE
【解析】PQ间的距离，则波速为，，代入解得，A错误；由图看出，波长，则，该波的周期，波从P传到Q的时间为，在质点a在这段时间内先向上运动，后向上运动，再向上运动，由于质点靠近波峰和波谷时，速度最小，则质点a在这段时间内通过的路程小于3A=30cm，B正确；波从c传到Q点经过了半个周期时间，则质点c在这段时间内通过的路程为2A=20cm，C错误；从t时刻计时，a质点的振动方程为
，当y=0时，解得，则知：从t时刻开始计时，质点a第一次到达平衡位置时，恰好是这个时刻，D正确；在t时刻，因波沿x轴正方向传播，所以此时质点P是向上振动的，经0.5秒后，P是正在向下振动（负位移），是经过平衡位置后向下运动0.1秒；而质点b是正在向上振动的（负位移），是到达最低点后向上运动0.1秒，因为0.2秒等于，可见此时两个质点的位移是相同的，E正确．
16. 如图所示，半圆玻璃砖的半径R =10cm，折射率为n =，直径AB 与屏幕垂直并接触于A 点．激光a 以入射角i =30°射向半圆玻璃砖的圆心O ，结果在水平屏幕MN 上出现两个光斑．请画出光路图，并求两个光斑之间的距离L ．
【答案】光线图；；
【解析】试题分析：光线在AB面上发生反射和折射，在水平屏幕MN上出现两个光斑，画出光路图，根
据折射定律和反射定律，结合几何关系求出两个光斑之间的距离．
画出如图光路图，设折射角为r，由题知，入射角i=30°，折射率，
根据折射定律：
，解得；
由几何知识得，△OPQ为直角三角形，所以两个光斑PQ之间的距离：
；
解得：；。