重庆南开中学2020

重庆南开中学2020-2021学年高一第一学期9月月考物理试卷注意事项：i.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。.非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。.考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。一、选择题：本题共10小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，第1〜8只有一项是符合题目要求，第9〜12题有多项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。下列关于力、运动、能量的说法中正确的是物体做匀速运动，其机械能一定守恒物体所受合外力不为0其机械能一定不守恒一对相互作用力做的功一定为0—对相互作用力的冲量一定为0如图所示，一重力为50N的铁球用一轻绳悬挂于O点，用力F拉住小球，要使轻绳与竖直方向保持60角不变，当F最小时，绳子的拉力为A.25N B.25J3N C.100N D.100、3n如甲图所示，一质量为1kg的物体在水平地面上处于静止状态一竖直方向外力F作用在物体上，F随时间变化的图像如乙图，=4s时撤去外力F,重力加速度g=10m/s2,则以下说法正确的是甲

甲A.t=4s时物体速度为0 B.上升过程中物体的最大速度为12m/sC.0到4s内物体速度一直在增加 D.撤去F后，物体的还能上升1.25m从地面上将一个小球竖直上抛，经t时间小球经过空中的某点A，再经过t时间小球又经过A点.不计空气阻力，下列说法正确的是3 1A•小球上升的最大高度为gt2 B.A点的高度为gt2C.小球抛出时的速率为2gt D.小球抛出时的速率为2gt2020年7月23日12点41分，我国火星探测器“天问一号”成功发射，开启了我国首次行星探测之旅。火星的表面积相当于地球陆地面积，火星的自转周期24.6h，火星半径约是地球半径的0.53倍，火星质量约是地球质量的0.11倍。已知地球半径约为6.4x106m，地球表面的重力加速度g=10m/s2,逃逸速度为第一宇宙速度的^2倍。根据以上信息请你估算火星的逃逸速度约为A.3.0km/sB.4.0km/s C.5.0km/s D.6.0km/s如图所示，质量为0.4kg的物块放在光滑的斜面上，在水平拉力F作用下物块沿斜面上滑高度1面上滑高度1m的过程中，拉力F做了8J的功,重力加速度g取10m/s2.则在此过程中物C.机械能增加8JBC.机械能增加8JB.动能增加12JD.机械能增加4J甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动的x-t图像（甲的图线为直线，乙的图线为抛物线）如图所示。关于两物体的运动，下列说法正确的是甲做直线运动，乙做曲线运动0~t1时间内，乙的速度方向与加速度方向相反斤笔时间内，乙的速度方向与加速度方向相同0~t2时间内，乙的速度先增大后减小，t2时刻，甲、乙两物体相遇0〜t2时间内，t1时刻甲、乙相距最远，两物体一直沿x轴正方向运动

8如图所示，ABCD为竖直面内一正方形的四个顶点，其中AB连线水平，E是CD的中点，F是BE的中点，在A点分两次平抛一个小球，不计空气阻力，第一次小球经过E点,第二次小球经过F点，则这两次平抛的初速度大小之比为D.近年来的冬季，我国有些地区常发生冰雪灾害，持续的雨雪冰冻频频导致交通事故，下列说法正确的是在结冰的路面上铺草，目的是增大过往车辆轮胎与接触面间的动摩擦因数为了安全起见，结冰的高速公路上，车辆应减速慢行，以减小行驶车辆的惯性在结冰的路面上，车辆如果保持原来的功率行驶而不打滑，那么其最大运行速度将增大汽车以相同的速率在水平冰面上转弯，半径越大越安全如图所示，形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起，表面光滑，重力为G,其中b的下半部刚好固定在水平面MN的下方，上边露出另一半，a静止在平面上。现过a的轴心施加一水平作用力F，可缓慢的将a拉离平面一直滑到b的顶端，对该过程分析，拉力F先增大后减小，最大值是G开始时拉力F最大为「3G,以后逐渐减小为0a、b间的压力开始最大为2G,而后逐渐减小到Ga、b间的压力由0逐渐增大，最大为G图甲中，质量为M的长木板静置于光滑水平面上，其上放置一质量为m的小滑块。当木板受到随时间t均匀变化的水平拉力F作用时，其加速度a与水平拉力F的关系如图乙所示。取g=10m/s2，则滑块的质量m=2kg06s内，滑块做匀加速直线运动当F=8N时，滑块的加速度大小为1m/s2D•滑块与木板间的动摩擦因数为0.1如图甲所示，竖直光滑杆固定不动，套在杆上的弹簧下端固定，上端放置一可视为质点的滑块（二者不栓接），将套在杆上的滑块向下压缩至离地高度h=0.1m处•现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的动能Ek-h图象如图乙其中高度从0.2m上升到0.35m范围内的图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面不计空气阻力，取g=10m/s2，由图象可知0.3ip 匚小滑块的质量为0.2kg弹簧的最大弹性势能为0.5J弹簧的初始压缩量为0.2m小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.38J二、非选择题。（共52分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。甲 Z（1） 如果没有操作失误，图乙中的F与F两力中，方向一定沿AO方向的是.（2） 本实验采用的科学方法 （填正确答案标号）。理想实验法

B•等效替代法控制变量法建立物理模型法（3）下列说法正确的是 （填正确答案标号）。拉橡皮条的绳细一些且长一些拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应靠近木板且与木板面平行同一次验证过程中O点位置应相同D•拉力耳和F2的夹角应该较小（4） 由于实验室没有细绳，在进行实验时，图甲中的OB和0C可以用橡皮条代替吗？请说明理由： 。某同学采用如图装置来验证当外力一定时加速度和质量的关系，左右等高的水平桌面上都有一端带滑轮的长木板，木板上都固定有打点计时器，质量分别为m1和m2的两个小滑块通过一条细绳绕过各自长木板上的定滑轮相连，动滑轮下吊有沙桶，调整装置使％]和m2在同一直线上，并使细线与长木板平行，两个小滑块都与穿过打点计时器限位孔的纸带相连。（1） 本次实验中需要满足沙和沙桶的总质量远小于滑块质量这个条件吗？ （填写“需要”或“不需要”）（2） 去掉细线，分别垫高长木板一端平衡摩擦力。连接细线，调整沙桶中沙子的质量，接通两个打点计时器的电源，然后从静止释放沙桶，同时得到对应的甲乙两条纸带，纸带上相邻两个计数点间还有4个点未画出，实验时使用的交流电的频率为50Hz,其中乙图中第三个计数点未画出，通过纸带计算两个加速度a]= m/s2，a2= m/s2（均保留三位有效数字）（3）由计算可知m] m2（选填“〉”、“<"或“="）。在火炮发明并被大规模应用于实战之前，抛石机是中国古代常用的破城重器。某同学仿照古代拋石机制作一个拋石机模型如图所示，炮架上横置一个可以转动的轴，固定在轴上的长杆，可绕转轴O转动，转轴O到地面的距离为h=0.5m，发射前长杆A端着地与地面成30°夹角，A端半球形凹槽中放置一质量m=2kg的物体，用手搬动长杆另一端B至O点正下方，B贴近地面且速度vBlm/s，此时长杆受到装置作用迅速停止，A端物体从最高点水平飞出，重力加速度g=l0m/s2。求：物体从最高点飞出时的速度大小vA；物体从最高点飞出前对长杆凹槽在竖直方向上的压力大小。在天文观测中，观测到质量相等的三颗星始终位于边长为L的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动，如图所示。已知引力常量为G，不计其他星球对它们的影响。求每颗星的质量m；若三颗星两两之间的距离均增大为原来的2倍，求三颗星稳定运动时的线速度大小V。如图所示，在倾角0=30°足够长的斜面上分别固定着相距L=0.2m、可视为质点的3A、B两个物体，它们的质量为mA=mB=1kg，它们与斜面间的动摩擦因数分别为、6朽〃B= ，在t=0时刻同时撤去固定两物体的外力后，A物体沿斜面向下运动，并与B物体B3忽略不计)，每次碰后两物体交换速度，取g=10m/s忽略不计)，每次碰后两物体交换速度，取g=10m/s2，求:A与B第1次碰后瞬间B的速率；从A开始运动到两物体第2次相碰经历的时间。如图所示，倾斜轨道AB和光滑圆弧轨道BC固定在同一竖直平面内，两者间通过一小段长度不计的光滑弧形轨道相连，已知AB长L=7.80m,倾角=37°,BC弧的半径R=0.8m，O为圆心，ZBOC=143°.整个装置处于水平向左的匀强电场中(图中未画出)，电场强度大小E=1x103N/C.两个相同的绝缘小球P和Q,质量均为m=0.4kg,带正电的小球Q静止在A点，其带电荷量q=3x10rC,不带电的小球P从某一位置以v0=8m/s的初速度水平抛出，运动到A点时恰好沿斜面向下与小球Q发生弹性正碰，且碰撞过程无电荷转移•若Q、P与轨道AB间的动摩擦因数分别为卩1=0.2和卩2=0.8,sin37°=0.6,cos37=0.8,g取10m/s2,小球Q运动过程中电荷量保持不变.求：⑴小球P的抛出点距A点的高度；小球Q运动到圆弧轨道最低点B点时对轨道的压力；小球Q离开圆轨道后，第一次落到斜面上的位置距B点的距离.1.【答案】D【解析】若物体在竖直方向内做匀速直线运动，则一定有重力之外的其他力做功，故机械能不守恒，故A错误；物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功，一个物体只受重力时，所受的合外力不为零时，但物体的机械能守恒，故B错误；一对作用力和反作用力分别作用在两个不同物体上，它们可能分别对两个物体都做正功，其代数和为正值，比如在光滑水平面由静止释放的两个带同种电荷的小球，库仑力对两个小球都做正功，作用力和反作用力所做的功的代数和为正值，故物体间的一对相互作用力做功的代数和不一定为零，故C错误；作用力和反作用力大小相等，方向相反，冲量大小相等，方向相反，则冲量之和一对为零，故D正确。故选Do

2.【答案】A【解析】如图所示，小球受三个力而处于平衡状态，重力mg的大小和方向都不变，绳

子拉力T方向不变，因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力，通过作图法知，当F的方向与绳子方向垂直时，由于垂线段最短，所以F最小，则由几何知识得9=30°1则有F=mgsin30°=50x—N=25N故选A。min 23.【答案】D【解析】4s内物体所受重力和拉力作用，在1s前，物体处于静止状态，Is到4s内根据图像所围成的面积可知，合力的冲量1 1I=I—I=(10+20)x1+—x20x2—10x3=5N-s，由动量定理可知I=mv，解得FG2 2v2V=5m/s，A错误；4s时撤去F，此后，上升的高度h=石=1.25m，选项D正确;由图像可知t=3s时拉力等于重力，速度达到最大，此后开始做减速运动，选项C错误；由图像包围面积可求出在1s到3s内合力的冲量I]=10N・s=mvmvm=10m/s，选项B错误。故选Do故选Do【解析】根据竖直上抛运动的对称性，知小球竖直上抛运动到最高点的时间为t+yt=|t.则竖直上抛的初速度v0=|gt•故C错误，D正确•小球上升的最大高度7 1/3、 9 亠、1 亠亠h=g(并t)2=gt2.故A错误.从A点上升到最咼点的时间为丁t，则A点距离最咼点22821 1 1的高度h1=g( t)2=gt2,则A点距地面的高度h2=h-h1=gt2•故B错误•故选Do2 2 85.【答案】CGMmv2【解析】根据万有引力提供向心力有：-R；-=5解得地球的第一宇宙速度:GM、；：解得地球的第一宇宙速度:GM、；：gR%8.0km/s火星的第一宇宙速度：v=J°.nGM二0.45v沁3.6km/s2\0.53R i所以火星的逃逸速度：v=J2v2沁5.0km/s，选项C正确，ABD错误。故选C。【答案】C【解析】物体沿斜面向上滑高度为lm,则重力做功为：WG=-mgh=-0.4x10x1J=-4J,则重力势能增大4J.故A错误；根据动能定理得，重力做功为4J,拉力做功为8J,则合力做功为4J,所以动能增加4J.故B错误；除重力外，拉力做功是8J,所以位移的机械能增加8J.故C正确；D错误；故选Co【答案】B【解析】甲、乙两物体从同一位置沿同一直线运动，甲的x-t图像为直线，甲做匀速直线运动；乙的x-t图像为抛物线，乙做匀变速直线运动，故A错误；由图知，0~t1时间内，乙做负方向的匀减速运动，速度方向与加速度方向相反；t1~t2时间内，乙做正方向的匀加速运动，乙的速度方向与加速度方向相同，故B正确；由图知，0〜t2时间内，乙的速度先减小后增大；t2时刻，甲、乙位置相同，甲、乙两物体相遇，故C错误；当甲、乙的速度相同时,两者相距最远，由图知0〜t2时间内，々时刻甲、乙相距不是最远；由图知，甲一直沿x轴负方向运动，乙先沿x轴负方向运动后沿x轴正方向运动，故D错误。A\1 !i__.X'm0 人右 能故选Bo8.【答案】A【解析】画出抛物线轨迹并分解如图由几何关系可知y由几何关系可知y1=2一、t<2则两次飞行的时间之比f= -t12X2又因为水平位移之比;;1=,X32v近则两次平抛的初速度大小之比为—=-v32选项A正确，BCD错误。故选A。9.【答案】ACD【解析】在结冰的路面上铺草，目的是增大过往车辆轮胎与接触面间的动摩擦因数，A正确；惯性只与质量有关，与速度无关，B错误；根据P=fv可知，在结冰的路面上，摩擦力减小，车辆如果保持原来的功率行驶而不打滑，那么其最大运行速度将增大,C正确；汽V2车转弯时f=mr由于摩擦力减小，则以相同的速率在水平冰面上转弯，半径越大越安全，D正确。故选ACD。10.【答案】BC【解析】据力的三角形定则可知，小球a处于初状态时，小球a受到的支持力N二 二2Gsin30°拉力F=Ncos30°= G当小球a缓慢滑动时，6增大，拉力F=GcotO所以F减小；当小球a滑到小球b的顶端时小球a还是平衡状态，此时它受到的拉力“G必定为0,所以A选项错误B选项正确；小球a受到的支持力由N二 可知，6增大而sm0支持力减小，滑到b球的顶端时由于小球处于平衡状态，支持力N=G，故选a、b间的压力开始最大为2G，而后逐渐减小到G,故C正确，D错误。故选BC。11.【答案】CD【解析】当F等于6N时，加速度为a=1m/s2,对整体分析，由牛顿第二定律有F=(M+m)aF一卩mg代入数据解得M+m=6kg，当F大于6N时，根据牛顿第二定律得a二 庙，知图线的11斜率k= - =0.5，解得M=2kg,m=4kg，故A错误；06s内，滑块与木板相对静M6一4止，随木板做加速度增加的加速运动，故B错误；根据F等于6N时，二者刚好滑动，此时m的加速度为lm/s2，以后拉力增大，滑块的加速度不变，所以当F=8N时，滑块的加速度为1m/s2；根据牛顿第二定律可得a=yg,解得动摩擦因数为“=0.1,故CD正确。故选CD。【答案】ABD【解析】在从0.2m上升到0.35m范围内，图象是直线，说明滑块只受重力，由动能定E0.3理得△E=mg^h图线的斜率绝对值为，k=k= =2N=rng，贝卩m=0.2kg,k Ah0.35一0.2故A正确；根据能的转化与守恒可知，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即等于弹簧最大弹性势能，所以Enm=mg^h=0.2x10x(0.35-0.1)=0.5J，故B正确；在Ek-h图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2m上升到0.35m范围内图象为直线，其余部分为曲线，说明滑块从0.2m上升到0.35m范围内所受作用力为恒力，所示从0.2m高处滑块与弹簧分离，弹簧的原长为0.2m，弹簧的初始压缩量为0.1m，故C错误；在滑块整个运动过程中，滑块和弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，即滑块的机械能与弹簧的弹性势能之和保持不变，总能量为E=mgh=0.2x10x0.35J=0.70J，当小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小时，动能最大，最大值为0.32J，则小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.70J-0.32J=0.38J，故D正确；故选ABD。【答案】FBABC可以，因为OB和OC的作用是确定两个力的方向【解析】(1)图乙中的F与F中，F是由平行四边形得出的，而F是通过实验方法得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，一定与AO共线的是F。本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。A.拉橡皮条的绳细一些且长一些，以便记录拉力的方向，选项A正确；拉橡皮条时，弹簧秤、橡皮条、细绳应靠近木板且与木板面平行，选项B正确；同一次验证过程中O点位置应相同，以保证等效性，选项C正确；拉力F1和F2的夹角应该大小适当，选项D错误。故选ABC。在进行实验时，图甲中的OB和OC可以用橡皮条代替；理由：因为OB和OC的作用是确定两个力的方向。【答案】不需要1.30 0.737 <【解析】(1)沙桶对绳子的拉力提供左右两边相等的拉力，这个拉力不需要知道具体数值，所以不必须满足沙子和沙桶的总质量远小于滑块质量。(2)对于甲纸带根据逐差法求得x一x (5.12+3.78一2.51-1.19)x10-2 / 4 ,a=T5 好= m/s2=1.30m/s2甲 (2T)2 4x0.12对乙纸带x45-x12=3a乙T2

得a乙=0.737m/s2(3)[4]根据牛顿第二定律拉力相等m1a1=m2a2质量小则加速度大，则m1<m2o【解析】(1)由几何关系可知,AO=2OB，因AB转动的角速度相同，由v=®-r可知线速度与转动半径成正比，所以A端物体在最高点的速度为vA=2v二2m/sA BV2(2)物体在最高点时，由重力和杆的支持力提供向心力G-F=mfnrr=OA=1m,解得F=12n。物体对杆的压力和杆对物体的支持力是一对相互作用N力，物体对杆的压力为12No【解析】(1)由受力分析可知，三颗星要稳定的运动，每颗星受到的合力一定指TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"3 m2向圆心，由几何关系可知，轨道半径r=L，它们两两之间的万有引力大小F=G o1 3 L2r，解1可知T=2每颗星的向心力由另两颗星对它的万有引力的合力提供，贝9r，解1可知T=2\o"CurrentDocument"4兀2匕 ， J3Gm2 4兀2得m=研，⑵由万有引力提供向心力可知:=m云r'丁2r1，解得v罟丁2r1，解得v罟又V二2T，217.【解析】(1)A物体沿斜面下滑时mgsin0-^mgcos0=maA A AA解得a=2.5m/s2A同理B物体沿斜面下滑时有aB=0B由上面可知，撤去固定A、B的外力后，物体B恰好静止于斜面上，物体A将沿斜面向下做匀加速直线运动，A与B第一次碰撞前的速度v2=2aLA解得v=1m/sA所以A、B第一次碰后瞬时，B的速率v=v=1m/sB1A(2)从AB开始运动到第一次碰撞用时L=atj解得：t]