湖北省襄阳四中2018届高三(上)月考物理试卷(8月份)
一、选择题
1. 伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图1、图2分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是( )
A. 图1通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B. 图1中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易 C. 图2中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成 D. 图2的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 【答案】B
【解析】伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力得作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推.故A错误,B正确;完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的,故C错误;伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持,故D错误.故选B.
2. 如图所示吊床用绳子拴在两棵树上等高位置.某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态.设吊床两端系绳中的拉力为F1、吊床对该人的作用力为F2,则( )
A. 坐着比躺着时F1大
B. 躺着比坐着时F1大 C. 坐着比躺着时F2大 D. 躺着比坐着时F2大 【答案】B
【解析】试题分析:当人坐在吊床上和躺在吊床上比较,坐在吊床上时,吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较小,根据共点力平衡判断绳子拉力的变化.吊床对人的作用力等于人的重力.
解:吊床对人的作用力与重力等值反向,所以躺着和坐在时,F2不变.坐在吊床上时,吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大,根据共点力平衡有:2Fcosθ=G,θ越大.则绳子的拉力越大,所以坐着时,绳子与竖直方向的夹角较大,则绳子的拉力较大.故A正确,B、C、D错误. 故选:A.
【点评】解决本题的关键恰当地选择研究对象,进行受力分析,运用共点力平衡进行求解. 3. 小明以6m/s的初速度将足球水平踢出,足球在水平草坪上沿直线滚动直到停止,v﹣t图象如图,以下分析正确的是( )
A. 足球做匀减速运动 B. 足球所受阻力逐渐变大 C. 足球发生的位移大约为12m D. 足球发生的位移大约为8m
【答案】C 【解析】A、根据误;
B、足球的加速度不断减小,根据牛顿第二定律可知足球所受阻力逐渐变小,故B错误; C、
图线与时间轴围成的面积表示位移,图中该面积大约等于12个小方格的面积(小于半
,故C正确,D错误。
图象的斜率表示加速度,足球的加速度不断减小,做变减速运动,故A错
格舍去,大于等于半格算一个),所以位移大约为
点睛:本题是速度图象问题,关键要抓住图象的斜率表示加速度,面积表示位移.采用估算的方法求位移。
4. 物体做直线运动的v﹣t图象如图所示.则该物体( )
A. 第1s内和第5s内的运动方向相反 B. 第2s内和第6s内的加速度相同 C. 0~2s和0~4s内的平均速度大小相等 D. 在0~6s内,物体的位移大小为30m 【答案】D
【解析】第1s内和第5s内速度都为正,可知运动的方向相同,故A错误;第2s内和第6s内图线的斜率不相同,可知加速度不相同,且是一正一负,故B错误;图线与时间轴围成的面积表示位移,0-2s内的平均速度平均速度正确.故选D.
点睛: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,速度的正负表示运动的方向,图线与时间轴围成的面积表示位移.
5. 竖直平面内放一直角杆,水平部分粗糙,竖直部分光滑,如图套有质量相等的小球A和B,A,B间用细绳相连.初始A球处于恰要滑动的状态,若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动一小段距离后撤去拉力,最大静摩擦力和滑动摩擦力相等,则( )
;0-4s内的位移
,
,故C错误;0-6s内的位移等于0-4s内的位移,等于30m,故D
A. 移动过程中,竖直杆对B球的弹力变小 B. 移动过程中,水平杆对A球的弹力变小 C. 撤去拉力后,A球仍然可能保持静止 D. 撤去拉力后,A一定会滑动 【答案】D
【解析】A、设AB与竖直杆之间的夹角为,B球受到重力,竖直杆的支持力和绳子的拉力,受力分析如图所示:
对B: ①, ②
对A受力如图所示:
则:
联立以上各式得:
③, ④
,可知水平杆对A球的弹力与夹角无关,保持不变;变大,
T增大,N增大,故A错误,B错误;
C、A向右缓慢移动的过程中,AB杆与竖直方向的夹角变大,由①知,AB间绳子的拉力逐渐增大,则绳子的拉力沿沿水平方向的拉力增大;开始时A受到的绳子的拉力与A受到的摩擦力
恰好相等,则A向右移动后,绳子的拉力沿水平方向的分力大于A受到的摩擦力,所以A不能保持静止,一定会滑动,故C错误,D正确;
点睛:A球缓慢向右移动,系统处于平衡状态,合力为零,先以B球为研究对象,分析受力情况,由平衡条件分析细线拉力和竖直杆对B球的变化,再以A球为研究对象,分析受力情况,由平衡条件研究水平杆对A球的支持力和拉力F的变化情况。
6. 如图所示,在斜面上放两个光滑球A和B,两球的质量均为m,它们的半径分别是R和r,球A左侧有一垂直于斜面的挡板P,两球沿斜面排列并处于静止,以下说法中错误的是( )
A. 斜面倾角θ一定,R>r时,R越大,r越小,A对斜面的压力越小 B. 斜面倾角θ一定,R=r时,两球之间的弹力最小
C. 斜面倾角θ一定,两球半径均变化,A对挡板的压力可能发生变化 D. R>r,半径一定时,随着θ逐渐增大,A受到挡板的作用力先减小后增大 【答案】D
点睛:本题一要灵活选择研究对象,二要灵活选择研究方法,本题采用图解法和函数法相结合研究。
7. 如图所示,光滑细杆竖直固定在天花板上,定滑轮A、B关于杆对称,轻质圆环C套在细杆上,通过细线分别与质量为M、m(M>m)的物块相连.现将圆环C在竖直向下的外力F作用下缓慢向下移动,滑轮与转轴间的摩擦忽略不计.则在移动过程中( )
A. 外力F不断增大
B. 杆对环C的作用力不断增大
C. 杆对环C的作用力与外力F的合力不断增大 D. 杆对环C的作用力与外力F的合力保持不变 【答案】AC
【解析】A、设绳子与水平方向的夹角为,左侧绳子的拉力大小为为
,则根据正交分解得:
,而
,
,得
.
,右侧绳子的拉力大小
竖直方向:
随着圆环向下移动,增大,水平方向:杆对圆环的作用小,故A正确,B错误.
增大,则F增大.
,增大,
减小,则N减
C、圆环受到外力F、杆对圆环的作用和两绳的拉力,由平衡条件得知,杆对环C的作用力与
外力F合力等于两绳拉力的合力,而两绳拉力大小不变,夹角减小,其合力增大,则得杆对环C的作用力与外力F合力增大,故C正确,D错误。
点睛:圆环缓慢向下移动,合力为零,两绳的拉力大小保持不变,运用正交分解法,根据竖直方向力平衡研究F的大小与两个物体重力的关系,再分析F的变化情况,本题关键是抓住两绳拉力的大小保持不变,运用正交分解法进行研究。
8. 在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩链接好的车厢.当机车在东边拉着这列车厢以大小为a的加速度向东行驶时,链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢以大小为的加速度向东行驶时,连接某两节车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F.不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( )
A. 5 B. 8 C. 13 D. 20 【答案】AD
【解析】设PQ两边的车厢数为P和Q, 当机车在东边拉时,根据牛顿第二定律可得:当机车在西边拉时,根据牛顿第二定律可得:根据以上两式可得:令
,则
, (K取正整数)
,所以车厢的总节数是5的整数倍,故AD正确,BC错误。
, ,
车厢总节数
点睛:本题不是确切的数值,关键的是根据牛顿第二定律得出两次之间的关系,根据关系来判断可能的情况,本题比较灵活。
9. 如图所示,滑块A与小球B用一根不可伸长的轻绳相连,且滑块A套在水平直杆上.现用与水平方向成30°角的力F拉B,使A、B一起向右匀速运动,运动过程中A、B保持相对静止.已知A、B的质量分别为2kg、1kg,F=10N,重力加速度为10m/s.则( )
2
A. 轻绳与水平方向的夹角θ=30° B. 轻绳与水平方向的夹角θ=60°
C. 滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为
D. 滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为 【答案】AD
【解析】A、对B分析,B受重力、拉力F及绳子的拉力而处于平衡;将两拉力合成,因拉力为10N,小球的重力为角,故A正确,B错误;
B、对整体受力分析可知,A受到的支持力为:F沿水平方向的分力为:则由:
,
,解得:
,故D正确,C错误。
,摩擦力等于
,则由几何关系可知,轻绳的拉力也为
,方向与水平方向成
点睛:本题要注意应用整体法与隔离法的正确使用,注意应用整体法时一定要分清内力与外力,正确的受力分析。
10. 在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔T的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为μ,工件质量均为m,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,重力加速度为g,下列判断正确的有( )
A. 传送带的速度为 B. 工件加速的时间为
C. 工件与传送带间的相对位移一定时X
D. 根据题目已知条件可以求出工件与传送带的相对位移 【答案】ABD
【解析】A、工件在传送带上先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,每个工件滑上传送带后运动的规律相同,可知
,解得传送带的速度
,故A正确;
,根据
B、设每个工件匀加速运动的时间为,根据牛顿第二定律得,工件的加速度为
,解得:
,故B正确.
C、工件加速过程的位移:,工件加速过程传送带的位移:,,
工件与传送带相对滑动的位移,即每个工件在传送带上留下的污迹长度:故C错误,D正确。
点睛:解决本题的关键知道工件在传送带上的运动规律,知道各个工件在传送带上的运动规律相同,结合牛顿第二定律、运动学公式、能量守恒综合求解。 二、实验题
11. 某物体牵引穿过打点计时器的纸带运动,计时器每隔T=0.02s打出一点,从纸带上已测得连续8个时间间隔T内的位移,如图所示
AB=5.62cm BC=5.23cm CD=4.85cm DE=4.47cm EF=4.08cm FG=3.70cm GH=3.31cm HI=2.92cm
(1)这是不是匀变速运动?__,根据何在?__.
(2)若是匀变速直线运动,则物体的加速度a=__m/s(保留三位有效数字).
【答案】 (1). 是匀变速运动 (2). 而连续两个T内位移差为常数 (3). ﹣9.64 【解析】(1)由于
,
,,
从数据上看出相邻的相等时间内的位移之差几乎不变,所以物体做的是匀变速运动。 (2)根据匀变速直线运动的推论公式负号表示加速度方向与速度方向相反。
点睛:要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力,在平时练习中要加强基础知识的理解与应用。
12. 某实验小组在实验室做“探究加速度与力、质量的关系”实验:
(1)甲同学在物体所受合外力不变时,改变物体的质量,得到数据如下表所示?
,整理得:
, ,
2
实验次数 1 2 3 4 5
物体质量m(kg) 物体的加速度a(m/s) 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 0.78 0.38 0.25 0.20 0.16 2物体质量的倒数1/m(1/kg) 5.00 2.50 1.67 1.25 1.00 ①根据表中的数据,在图1所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出图象? ②由a﹣图象,你得出的结论为__?
③物体受到的合力大约为__?(结果保留两位有效数字)
(2)乙同学在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变对小车的拉力,由实验数据作出的a﹣F图象如图2所示,则该图象中图线不过原点的原因是:__,小车的质量为__kg.(保留两位有效数字)
【答案】 (1). 图象a﹣,如图所示: