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湖北省监利县第一中学2016届上学期高三物理周测(2015.10.30)


湖北省监利县第一中学高三物理周考 2015/10/30 单项选择题(本题的四个选项中,只有一个正确选项;选对给 5 分,选错为 0 分。 ) 1.如图所示,水平地面上一物体在 F1=10N,F2=2N 的水平外力作用下做匀速直线运动,则 A.物体运动方向向左 B.物体所受滑动摩擦力大小为 6N C.撤去力 F1 后物体最终会停下 D.撤去力 F2 后物体最终会停下

r />F2

F1

2.自行车的小齿轮 A、大齿轮 B、后轮 C 是相互关联的三个转动部分,且半径 RB=4RA、RC= 8RA,如图所示.当自行车正常骑行时 A、B、C 三轮边缘的向心加速度的大小之比 aA∶aB∶aC 为 A.1∶1∶8 B.4∶1∶4 C.4∶1∶32 D.1∶2∶4
F m

3.如图所示,在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一木块相连.木块处于平衡 状态,若再在木块上作用一个竖直向下的力 F,使木块缓慢下移 0.1m,这个过程中力 F 做功 2.5J,此时木块刚好再次处于平衡状态,则在木块下移 0.1m 的过程中,弹簧弹性 势能的增加量 A.等于 2.5J C.小于 2.5J B.大于 2.5J D.无法确定
3 2 1

υ/m· s- 1
t/s
1 2 3 4 5 6 7 8

4.有一质点从 x 轴的坐标原点开始沿 x 轴正方向做直线运动,其速度

随时间变化的图象如右图所示, 下列四个图中 a 表示质点运动的加速度, o

x 表示质点的位移,则下列四个图中可能正确的是
a/m· s -2
3 2 1

-1 -2 -3
3 2 1

o
-1 -2 -3

3 2 1

a/m· s -2

x/m
3 2 1

x/m

t/s
1 2 3 4 5 6 7 8

o
-1 -2 -3

t/s
1 2 3 4 5 6 7 8

o
-1 -2 -3

t/s
1 2 3 4 5 6 7 8

o
-1 -2 -3

t/s
1 2 3 4 5 6 7 8

A

B

C

D

5.物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能 .若取两物体相距无穷远时的引力势能 为零,则一个质量为 m 0 的质点到质量为 M 0 的引力源中心的距离为 r0 时,其万有引力势

能为 E P=-

GM0m0 (式中 G 为万有引力常量). 一颗质量为 m 的人造地球卫星沿轨道半径为 r1 r0

的圆形轨道环绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为 M,要使此卫星绕地球做匀速圆 周运动的轨道半径增大为 r 2 ,则卫星上的发动机所消耗的最小能量为: (假设卫星的质 量始终不变,不计一切阻力及其它星体的影响) A.E= C.E=

GMm 1 1 ( - ) 2 r1 r2 GMm 1 1 ( - ) 3 r1 r2

1 1 B.E=GMm( - )

r1 r2

2GMm 1 1 D.E= ( - ) 3 r2 r1

多项选择题(本题的四个选项中,至少有两个选项是正确的;全部选对给 5 分,选对但不全 给 3 分,有选错或都不选为 0 分.) 6.如图所示,两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点,并在同一水 平面内做匀速圆周运动,则它们的: A.运动周期相同 C.运动角速度相同 B.运动线速度相同 D.向心加速度相同

7.物体以 υ 0 的速度水平抛出,不计一切阻力,当运动至其竖直分位移与水平分位移大小相 等时,下列说法中正确的是 A.竖直分速度与水平分速度的大小相等 2υ C.运动时间为
0

B.瞬时速度的大小为 5υ

0 2 0

g

2 2υ D.运动位移的大小为

g

8.如图所示,质量为 M,长度为 L 的小车静止在光滑的水平面上,质量为 m 的小物块,放在 小车的最左端,现用一水平向右的恒力 F 始终作用在小物块上,小物块与小车之间的滑动摩 擦力为 f,经过一段时间后小车运动的位移为 x,此时小物块刚好滑到小车的最右端,则下列 说法中正确的是 A.此时物块的动能为 F(x+L) B.此时小车的动能为 f(x+L) C.这一过程中,物块和小车增加的机械能为 F(x+L)-fL D.这一过程中,物块和小车因摩擦而产生的热量为 fL 9.如图所示,绝缘轻弹簧的下端固定在斜面底端,弹簧与斜面平行,带电小球 Q(可视为质 点)固定在光滑绝缘斜面上的 M 点,且在通过弹簧中心的直线 ab 上.现把与 Q 大小相同,电 性相同的带电小球 P,从斜面上的 N 点由静止释放,N 点距离弹簧有一段距离,在小球 P 与弹 簧从接触到压缩到最短的过程中(此过程中弹簧始终在弹性限度内) ,以下说法正确的是

m

F

M

A.小球 P 和弹簧组成的系统机械能守恒 B.小球 P 和弹簧刚接触时其速度最大 C.小球 P 的动能与弹簧弹性势能的总和增大 D.小球 P 的加速度先减小后增大

Q P N b M

a

10.如图,在 xOy 坐标系所在的平面中,将一负检验电荷 q 由 y 轴上的 a 点移至 x 轴上的 b 点时,需克服电场力做功 W;若从 a 点移至 x 轴上的 c 点时,也需克服电场力做功 W.那么此 空间存在的静电场可能是 A.存在场强方向沿 y 轴负方向的匀强电场 B.存在场强方向沿 x 轴正方向的匀强电场 C.处于第 I 象限某一位置的正点电荷形成的电场 D.处于第 I 象限某一位置的负点电荷形成的电场

y a

o

b

c

x

实验题: (共 16 分) 11. (8 分)如图所示为阿特武德机的示意图,它是早期测量重力加速度的器械,由英国数学 家和物理学家阿特武德于 1784 年制成.他将质量同为 M(已知量)的重物用绳连接后,放在光 滑的轻质滑轮上,处于静止状态.再在一个重物上附加一质量为 m 的小重物,这时,由于小 重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度,完成一次实验后,换用不 同质量的小重物,重复实验,测出不同 m 时系统的加速度,然后利用牛顿运动定律可推算出 重力加速度.

1/a

1/m 图甲 图乙

甲 乙 (1) 若 选 定 如 图 左 侧 物 块 从 静 止 开 始 下 落 的 过 程 进 行 测 量 , 则 需 要 测 量 的 物 理 量 有 ___________ A. 小重物的质量 m B. 绳子的长度 C. 重物下落的距离及下落这段距离所用的时间

1 1 (2)经过多次重复实验,得到多组 a、m 数据,作出 - 图像,如图乙所示,已知该图像斜率

a m

为 k,纵轴截距为 b,则可求出当地的重力加速度 g=___________,并可求出重物质量 M= _________.

12.(8 分)如图所示的装置,可用于探究恒力做功与速度变化的关系。水平轨道上安装两个 光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂 上砝码盘.实验首先保持轨道水平,通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动以实现 平衡摩擦力,再进行后面的操作,并在实验中获得以下测量数据:小车、力传感器和挡光板 的总质量 M,平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量 m0,挡光板的宽度 d,光电门 1 和 2 的中心 距离 s。

(1)实验需用 20 分度的游标卡尺测量挡光板的宽度 d,如图所示,d=________ mm (2)某次实验过程:力传感器的读数为 F,小车通过光电门 1 和 2 的挡光时间分别为 t1、t2(小 车通过光电门 2 后,砝码盘才落地),砝码盘和砝码的总质量为 m ,已知重力加速度为 g,则对 该小车,实验要验证的表达式是_________ A. m gs ?

1 d 1 d M ( )2 ? M ( )2 2 t2 2 t1 1 d 1 d M ( )2 ? M ( )2 2 t2 2 t1

B. (m ? m0 ) gs ?

1 d 1 d M ( )2 ? M ( )2 2 t2 2 t1

C. ( F ? m0 g ) s ?

D. Fs ?

1 d 1 d M ( )2 ? M ( )2 2 t2 2 t1

湖北省监利县第一中学高三物理周考

选择题(每小题 5 分,选对但不全给 3 分,有选错为 0 分.) 题号 答案 实验题 11. (8 分)___________ 12.(8 分)___________ ___________ ___________ ___________ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

计算题: (13 题 8 分,14 题 10 分,15 题 12 分,16 题 14 分,共 44 分,解答应写出必要的文 字说明、方程式和重要演算步骤,只写最后答案的不给分,有数值计算的题,答案中必须明 确写出数值和单位.) 13. (8 分)如图所示,小滑块在较长的固定斜面顶端,以初速度 υ 0=2m/s、加速度 a=2m/s
2

7 沿斜面加速向下滑行,在到达斜面底端前 1s 内,滑块所滑过的距离为 L,其中 L 为斜面长. 15 求:滑块在斜面上滑行的时间 t 和斜面的长度 L.

υ0
A
5L 17

B

C

14. (10 分)“嫦娥一号”探月卫星为绕月极地卫星.利用该卫星可对月球进行成像探测.设卫 星在绕月极地轨道上做匀速圆周运动时距月球表面的高度为 H,绕行周期为 TM;月球绕地球公

转的周期为 TE,轨道半径为 R0;地球半径为 RE,月球半径为 RM.已知光速为 c. (1)如图所示,当绕月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直时(即与地心到月 心的连线垂直时) ,求绕月极地卫星向地球地面发送照片需要的最短时间; (2)忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响,求月球与地球的质量之比.

15. (12 分)如图,光滑固定斜面倾角为 α ,斜面底端固定有垂直斜面的挡板 C,斜面顶端固 定有光滑定滑轮.质量为 m 的物体 A 经一轻质弹簧与下方挡板上的质量也为 m 的物体 B 相连,

弹簧的劲度系数为 k,A、B 都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体 A, 另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态, A 上方的一段绳平行于斜面.现在挂钩上挂 一质量为 M 的物体 D 并从静止状态释放,已知它恰好能使 B 离开挡板但不继续上升.若让 D 带 上正电荷 q,同时在 D 运动的空间中加上方向竖直向下的匀强电场,电场强度的大小为 E,仍 从上述初始位置由静止状态释放 D, 则这次 B 刚离开挡板时 D 的速度大小是多少?已知重力加 速度为 g.

A k C B D

α

16.(14 分)如图所示,在足够大的粗糙水平面上,有一直角坐标系,在坐标原点处有一物

体,质量 m=5kg,物体和水平面间的动摩擦因数为 μ =0.08,物体受到沿坐标轴的三个恒力

F1、F2、F3 的作用而静止于水平面.其中 F1=3N,方向沿 x 轴正方向;F2=4N,方向沿 y 轴负方
向;F3 沿 x 轴负方向,大小未知,从 t=0 时刻起,F1 停止作用,到第 2 秒末,F1 再恢复作用, 同时 F2 停止作用.物体与水平面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度的大小 g= 10m/s . (1)判断 F3 的大小是否一定等于 3N; (要求有必要的计算推理过程.) (2)求物体静止时受到的摩擦力的大小和方向; (3)求第 2s 末物体速度的大小; (4)求第 4s 末物体所处的位置坐标;
2

y F3 o x F1 F2

湖北省监利县第一中学高三物理周考答案

题 号 答 案

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

C

C

B

B

A

AC

BCD

CD

CD

ACD

11. (8 分)(1) AC (2)

k b 2b
1

12.(8 分)5.50mm

C

13、 【解析】由题意有:a=2m/s ,υ 0=2m/s; 设物体从 A 到 B 的时间为 t1,运动到 B 点的速度为 υ 1, 对 AB 段有:υ 1=υ 0+at; (2 分) 8L 1 2 5 =υ 0t+ at ; (2 分) 17 L 15 2 C
B

2

υ0
A

7L 1 2 对 CD 段有: =υ 1×1+ a×1 ; (2 分) 15 2 联立得 t1=2s,L=15m; (1 分)

小球在斜面上滑行的时间为:t 总=t+1=3s; (1 分)

14、解析(1)卫星到地面的最短距离为 L= R0 +(H+RM) - RE , (2 分)
2 2

卫星向地面发送照片需要的最短时间 t=L/c(2 分)

R02+(H+RM)2 -RE , (1 分) c 2 m地m月 4? (2)月球绕地球做圆周运动:G 2 =m 月 2 R0, ( 2 分) R0 TE
联立得 t=

mm月 4? 卫星绕月球做圆周运动:G (RM+H) , (2 分) 2=m 月 (RM+H) TM2
2

联立得

m月 TE2(RM+H)3 = , (1 分) m地 TM2R03

15、 【解答】挂钩没有挂 D 时,A 压缩弹簧,弹簧的压缩量为 x1,对 A 有:mgsinα =kx1,则

mgsinα x1= ; (2 分) k

挂钩挂上 D 后, B 刚好离开挡板时弹簧的伸长量为 x2, 对 B 有: mgsinα =kx2, 则 x2= (2 分)

mgsinα , k

该过程 A 沿斜面上升的距离和 D 下降的高度都是 x1+x2,且 A、D 的初速度、末速度都为零。

设该过程弹性势能的增量为 Δ E,由系统机械能守恒有:mg(x1+x2)sinα -Mg(x1+x2)+Δ E =0; (3 分) 将 D 带电后,D 在电场中运动,电场力对 D 作正功,设 B 刚离开挡板时 D 的速度为 υ ,D 下降

x1+x2 过程系统能量守恒,
1 2 有:mg(x1+x2)sinα -Mg(x1+x2)+Δ E-qE(x1+x1)+ (m+M)υ =0; (3 分) 2 由以上四个方程消去 Δ E,得:υ =2

mgEqsinα 。 (2 分) k(M+m)

16、 【解答】 (1)最大静摩擦力为 fm=μ mg=4N;物体处于平衡状态时:物体受到的摩擦力为 静摩擦,方向未知,大小范围为。要确定摩擦力的大小和方向,先确定 F3 的大小;设 F3≠F1, 则 F1、F2、F3 三个力的合力大于 fm=4N,则物体不可能平衡,故 F1=F3 是必然的;故 F3=3N, 方向沿-x 方向.(4 分) (2)物体静止时沿外轴受力平衡,则物体此时所受的静摩擦力的大小必为 f=F2=4N;f 的方 向为沿 y 轴正方向; (2 分) (3)撤除 F1 后,物体的运动分析:撤除 F1 后,物体的受主动力 F2、F3 作用,F2、F3 的合力 F23 = F2 +F3 =5N>fm=4N,方向沿 OA 方向,则物体立即有沿 OA 运动的趋势,故摩擦力方向立 即变为与 OA 的反方向,且摩擦力为滑动摩擦力,大小为 4N,受力如图。 在 0~2s 内,物体所受合外力为 F=1N,方向与-y 轴成 37 角,与-x 轴成 53 角; 物体的加速度为:a1= =0.2m/s ; (2 分) 物体的运动性质为:初速为零的匀加速直线运动; 1 2 物体在 0~2s 内的位移为:S1= a1t1 =0.4m; (1 分) 2 2s 末的速度为:υ =a1t1=0.4m/s;方向沿 OA 方向; (1 分) (4)在 2~4s 内,恢复 F1、撤除 F2,由于沿 x 轴方向 F1-F3=0,则物体所受的合外力就是滑 动摩擦力 f,方向与 υ 方向相反,故物体沿 OA 方向做匀减速运动;
0 0 2 2

F m

2

加速度大小为:a2= =0.8m/s ;方向与 υ 方向相反; (1 分) υ 物体停下所需要的时间为:t2= =0.5s;即物体在 2.5s 末停下。 (1 分) (时间过量问题)

f m

2

a2

1 物体在 t2=0.5s 内的位移:S2= υ t2=0.1m,方向沿 OA 方向。 (1 分) 2 故:物体在 4s 内地总位移为:S=S1+S2=0.5m; 第 4s 末物体所处位置的坐标为:x=-0.3m,y=-0.4m。 (1 分)
A f F3 v F1 y F3 o
370

f x F1 F2


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