湖南省茶陵县第三中学2020届高三上学期第五次月考物理试题

茶陵三中2019年下期高三第5次月考物理试题一、单选题（每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题意）1.将冥王星和土星绕太阳的运动都看做匀速圆周运动。已知冥王星绕太阳的公转周期约是土星绕太阳公转周期的8倍。那么冥王星和土星绕太阳运行的轨道半径之比约为A. 2∶1 B. 4∶1 C. 8∶1 D. 16∶1【答案】B【解析】【详解】开普勒第三定律：所有行星绕太阳运行的半长轴的三次方与公转周期二次方的比值都相等，即，已知得到，整理得到答案B正确。2.从手中竖直向上抛出的小球，与水平天花板碰撞后又落回到手中，设竖直向上的方向为正方向，小球与天花板碰撞时间极短。若不计空气阻力和碰撞过程中动能的损失，则下列能够描述小球从抛出到落回手中整个过程运动规律的图象是 （    ）A. B. C. D. 【答案】C【解析】试题分析：小球先减速上升，突然反向后加速下降，速度时间图象反映了各个不同时刻小球的速度情况，根据实际情况作图即可．解：小球先减速上升，突然反向后加速下降；设竖直向上的方向为正方向，速度的正负表示方向，不表示大小；故速度v先是正值，不断减小，突然变为负值，且绝对值不断变大；故选C．【点评】速度时间图象形象直观地反映了物体速度随时间的变化情况，速度的正负表示方向，绝对值表示大小．  3.如图所示为水上摩天轮的照片．假如乘客在轿箱中，随转轮始终不停地匀速转动，环绕一周需18分钟．试判断下列关于轿箱中乘客的说法正确的是（ ）A. 乘客受到的合外力为零B. 乘客乘坐过程中速度保持不变C. 乘客对座椅的压力大小不变D. 从最低点到最高点的过程中，乘客先超重后失重【答案】D【解析】【详解】每个乘客在做匀速圆周运动，速度大小不变，方向变化，所以是变速运动，加速度不为零，合力不为零，故AB错误．乘客对座位的压力大小是变化的，在最低点最大．到达摩天轮的最高点时，乘客的加速度向下，处于失重状态．故C错误．当有向上的加速度时处于超重状态，有向下的加速度是处于失重状态，所以从最低点到最高点的过程中，乘客先超重后失重，D正确；故选：D．4.将甲、乙两球从足够高处同时由静止释放．两球下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，与球的质量无关，即f=kv（k为正的常量）．两球的v﹣t图象如图所示．落地前两球的速度都已达到各自的稳定值v1、v2．则下列判断正确的是（　　）A. 甲球质量大于乙球B. 甲球质量小于乙球C. 释放瞬间甲球加速度较大D. 释放瞬间乙球加速度较大【答案】A【解析】【详解】AB、两球先做加速度减小的加速运动，最后都做匀速运动，稳定时kv=mg，因此最大速度与其质量成正比，即vm∝m，由图象知v1＞v2，因此m甲＞m乙；故A正确，B错误．CD、释放瞬间v=0，因此空气阻力f=0，两球均只受重力，加速度均为重力加速度g．故C、D错误．综上所述本题答案是：A5.如图所示，原长为L1的橡皮绳与长为L2的细棉绳的一端都固定在O点，另一端分别系两个相同的小球P和Q，L1＜L2．现将两绳都拉直，处于水平位置，且恰好都没有拉力，然后由静止释放．当橡皮绳和细棉绳各自第一次摆至O点正下方M点时，橡皮条和细棉绳的长度均为L2．不计空气阻力和橡皮条与细棉绳的质量．下列判断正确的是：A. 两小球第一次通过O点正下方时的机械能相同B. Q球通过M点时的动能较大C. P球通过M点时的速度较大D. 上述过程橡皮绳和细棉绳对小球都不做功【答案】B【解析】【详解】ABC. 两个系统初状态的总机械能相同，到达点正下方时橡皮条具有弹性势能，对球，重力势能的减小量等于动能的增加量和弹性势能的增加量，根据能量守恒定律得:对于球，重力势能的减小量等于动能的增加量，根据能量守恒有：因为质量相等，可知重力势能减小相同，则球的动能大于球的动能，两小球第一次通过点正下方时的机械能不同，故A、C错误，B正确；D. 小球的轨迹不是圆，上述过程橡皮绳的拉力方向与球的速度方向成钝角，该拉力对小球做负功，故D错误。6.如图所示，两根细线p、q的一端固定在同一根竖直杆上，另一端拴住同一个小球．当小球随杆以角速度ω匀速转动时，p、q均被拉直，其中q绳处于水平方向．此时它们对小球的拉力大小分别为F1、F2．若将杆转动的角速度增大，下列判断正确的是（ ）A. F1、F2都将增大 B. F1增大，F2不变C. F1不变，F2增大 D. F1、F2的合力不变【答案】C【解析】【详解】设p线与竖直方向成θ角，设q线的长为r，则竖直方向F1cosθ=mg，可见F1大小恒定；水平方向F1sinθ+F2=mω2r，ω增大时，只有F2增大．故选：C7.甲、乙两质点在同一直线上做匀加速直线运动，v－t图象如图所示，3s末两质点相遇，由图象可知A. 甲的加速度小于乙的加速度B. 出发前乙在甲之前6m处C. 出发前甲在乙之前6m处D. 相遇前甲、乙两质点的最远距离为6m【答案】ACD【解析】【详解】由图看出，甲的斜率小于乙的斜率，则甲的加速度小于乙的加速度，故A正确；3s末甲、乙通过的位移分别为：，，根据题意知，3秒末两质点在途中相遇，则说明出发前甲在乙之前6m处。由于出发前甲在乙之前6m处，出发后乙的速度一直大于甲的速度，则两质点间距离不断缩短，所以相遇前甲乙两质点的最远距离为6m，故CD正确，B错误。8.如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处以初速度v0水平抛出，两球恰好同时到达同一水平高度处（不计空气阻力）。下列说法中正确的是：A. 两小球同时落地B. 从开始运动到两球到达同一水平高度，球a动能的减少量等于球b动能的增加量C. 两小球落地时，重力的瞬时功率相同D. 到达同一水平的高度后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等【答案】B【解析】【详解】A. 小球做平抛运动，两球恰好同时到达同一水平高度处，根据可得小球在运动的时间为：小球做竖直上抛运动，根据可得：所以小球在空中运动的时间为：小球在空中运动的时间为：故A错误； B. 根据动能定理可知从开始运动到两球到达同一水平高度，球动能的减少量等于，球动能的增加量等于，故B正确；C. 球落地时竖直方向的速度：所以落地时球的重力功率：球落地时竖直方向的速度：所以落地时球重力功率为：两小球落地时，重力的瞬时功率不同，故C错误；D. 到达同一水平的高度后的任意时刻，两小球速度在竖直方向的分量不等，所以重力对球做功功率和对球做功功率也不相等，故D错误。二、多选题（每小题有两个或两个以上答案符合题意，每小题全部选者计4分，选对而不全者计2分，不选、错选、多选者计0分）9.一根质量分布均匀的长绳AB,在恒定水平外力F的作用下,沿光滑水平面做直线运动,如图甲所示.绳内距A端x处的张力T与x的关系如图乙所示,由图可知A. 水平外力F=6NB. 绳子的质量m=3kgC. 绳子的长度D. 绳子的加速度【答案】AC【解析】【详解】绳子均匀分布，且作为一整体，其每一部分的加速度都应该是相同的。因此离作用点越近的地方力应该越大（要拖动后面的部分）在末尾处受力为0 图中得知：既然距离A端为0时T最大。那么A端就应该是作用点，且满足TA=F=ma，只能知道F=6 N 无法求加速度及质量而x=2m 时张力为0 即B端距A端距离为2m 所以AC正确10. 2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliest581c.这颗围绕红矮星Gliese 581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese 581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确的是A. 飞船在Gliest 581c表面附近运行的周期约为13天B. 飞船在Gliest 581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC. 人在liese 581c上所受重力比在地球上所受重力大D. Gliest 581c的平均密度比地球平均密度小【答案】BC【解析】【详解】分析：根据万有引力提供向心力，列出等式表示出所要求解的物理量．根据已知条件进行对比．解答：解：A、飞船绕行星运动时由万有引力提供向心力．则有：G=mr，得：T=2π所以在Gliese581c表面附近运行的周期与地球表面运行的周期之比为：由于地球表面运行的周期小于1天，所以飞船在Gliese581c表面附近运行的周期小于一天．故A错误．B、由万有引力提供向心力得：G=m，所以飞船在行星表面做圆周运动时的速度大于 7.9km/s，故B正确．C、在Gliese581c表面，，物体受到的万有引力等于重力．所以有G=mg′忽略地球自转，物体受到的万有引力等于重力．所以有G=mg整理得＞1，所以在Gliese581c上重力大于在地球上所受的重力．故C正确．D、行星的密度ρc==ρ地，故D错误．故选BC．点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．  11.如图，甲、乙两个弹簧秤外壳质量均为m的外壳，挂钩和弹簧质量均不计．将提环挂有质量为M的重物的乙秤倒钩在甲的挂钩上，某人手提甲的提环，向下做加速度a＝0.25g的匀减速运动．则下列说法正确的是:A. 甲的示数为1.25(M＋m)gB. 甲的示数为1.25MgC. 乙的示数为1.25(M＋m)gD. 乙的示数为1.25Mg【答案】AC【解析】【详解】物体向下做减速运动，加速度方向竖直向上；设手的拉力为，甲的示数为，乙的示数为，则有：对弹簧秤与整体，由牛顿第二定律得：解得：对甲弹簧，由牛顿第二定律得：解得：A. 与分析相符，故A正确；B. 与分析不符，故B错误；C. 与分析相符，故C正确；D. 与分析不符，故D错误。12.如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h.若整个过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，则下列说法正确的是(　　)A. 弹簧与杆垂直时，小球速度最大B. 弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C. 小球从静止位置下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD. 小球从静止位置下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量大于mgh【答案】B【解析】【详解】A项：弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向即重力的分力方向沿杆向下，小球将继续加速，速度没有达到最大值，故A错误；B项：小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，此时弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故动能与重力势能之和最大，故B正确；C项：小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故CD错误。 三、实验题（每空3分，画图3分，共15分）13.在力的合成实验中,弹簧称的量程为5N，装置好器材后，(1)用两只弹簧称分别钩住细互成角度地拉橡皮筋，将结点拉到某位置，①此时需记录结点O的位置、两弹簧称的读数及_______________，(2)在完成上述操作后，又用一只弹簧称钩住细绳，将结点拉到______________，记录……，(3)作出步骤(1)、(2)中各力的图示。(4)多次重复实验，【答案】    (1). 两拉力方向（或两细绳方向、两细绳位置）    (2). 结点O（或同一位置、原来的O点等）【解析】【详解】(1)[1]根据实验原理和实验目的可知，该实验目的是“验证力的平行四边形定则”，因此需要知道两个分力的大小和方向，由此可以做平行四边形，从而求出合力的理论值，该实验采用的是“等效替换”；[2]只用一只弹簧测力计通过细绳套把橡皮条的结点拉到相同的位置，还需要记录一个弹簧拉橡皮筋时的弹力的大小和方向。14.如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系” 实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小，在长木板上相距L= 48.00 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，分别记录小车到达A、B时的速率。实验主要步骤如下：①按图装配好装置。②将拉力传感器固定在小车上③把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连； ④接通电源后自C点释放小车，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB；⑤改变所挂钩码的数量，重复④的操作。次数FvB2-vA2a(m/s2)10.600.770.8021.041.611.6831.422.34 42624654.8463.005.495.72  (1)表中记录了实验测得的几组数据，是两个速度传感器记录速率的平方差，则表格中缺少的中第3次记录的数据加速度a应为_________m/s2（结果保留三位有效数字）；(2)依据表中数据，在坐标纸上作出a～F关系图线_______；(3)比较实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线) ，造成上述偏差的原因是______________________________________________________。【答案】    (1). 2.44    (2). 见解析    (3). 没有（完全）平衡摩擦力（或平衡摩擦力倾角过小、拉力传感器读数偏大）【解析】【详解】(1)[1]根据匀变速直线运动的位移与速度公式，可以求出加速度的表达式：代入数据解得：(2)[2]根据表中数据，得出图象如图所示：
(3)[3]对比图象可知，当时，，也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消，所以原因是没有完全平衡摩擦力。四、计算题（每题12分，共36分）15.如图所示，小球由静止开始沿光滑轨道滑下，并沿水平方向抛出，小球抛出后落在斜面上。已知斜面的倾角为，斜面上端与小球抛出点在同一水平面上，斜面长度为L=4.5m，斜面上M、N两点将斜面长度等分为3段。小球可以看作质点，空气阻力不计。为使小球能落在M点以上，释放小球的位置相对于抛出点的高度h应满足什么条件？（重力加速度取，）【答案】0.2m【解析】【详解】设小球沿轨道滑至最低点的速度为，由动能定理得：小球离开桌面后做平抛运动：联立以上各式可得：16.小型试验火箭质量为m=100kg，点火后燃料能为火箭提供竖直向上的恒定推力F=3600N．某次试验中火箭从地面点火升空后，恒定推力持续了t1=10s，以后火箭失去推力落回地面．设空气阻力大小恒为200N，不考虑火箭质量的变化，取g=10m/s2．求：(1)燃料提供的恒定推力对火箭做的功W.(2)火箭飞行过程达到的最大高度h.(3)火箭在空中运动的总时间t.【答案】（1）4.32×106J   （2）3600m  （3）60s【解析】【详解】(1)火箭加速上升阶段的加速度大小为，根据牛顿第二定律得：上升过程位移为：恒定推力对火箭做的功为：(2)火箭加速上升阶段末速度为：火箭减速上升阶段的加速度大小为：火箭减速上升阶段的位移为：火箭飞行过程达到的最大高度为：(3)减速上升的时间为：加速下降的加速度为：根据位移公式得加速下降的时间为：火箭在空中运动的总时间为：17.如图所示，在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动。今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来。当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离x的图像如图所示。（不计空气阻力，g取10 m/s2）求：（1）小球的质量；（2）光滑圆轨道的半径；（3）若小球在最低点B的速度为20 m/s，为使小球能沿光滑轨道运动，x的最大值。【答案】（1）m＝0.1 kg（2）R＝2m（3）x＝15 m【解析】【详解】试题分析：(1)设轨道半径为R，出机械能守恒定律： (1)对B点： (2)对A点： (3)由(1)、(2)、(3)式得：两点的压力差：△由图象得：截距 6mg=6，得m=0．1kg (5)(2)(3)因为图线的斜率所以R=2m (6)在A点不脱离的条件为： (7)由(1)、(6)、(7)式得：=15m考点：考查机械能守恒定律点评：本题难度中等，首先判断机械能是否守恒，分析初末状态，规定零势能面，在最高点和最低点利用合力提供向心力求解