1、 长阳一中 2015-2016 学年度第一学期第一次月考高三物理试卷命题人：何宏强一、选择题(本题共 12 小题，每小题 5 分，共 60 分，每小题至少有一个选项正确，选对但选不全得 3 分，有错选或不答的得 0 分)1质量为 m 的滑块以一定初速度沿倾角为 的斜面上滑 L 距离后，又沿原路返回。设滑块与斜面的动摩擦因数为 ，则滑块从开始上滑到回到原来出发点的过程中( )A重力做的功为 0 B重力做的功为 mgLsinC克服摩擦力所做的功为 2mgL D克服摩擦力所做的功为 2mgLcos 2一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为 m 的重物，当重物的速度为 v1 时，起重机的输出功率达到
2、最大值 P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物。直到以最大速度 v2 匀速上升为止，则整个过程中，下列说法正确的是( )A钢绳的最大拉力为 B钢绳的最大拉力为Pv1 Pv2C重物的最大速度为 v2 D重物做匀加速运动的时间为Pmg mv21P mgv13在离地面足够高的光滑水平桌面上，沿着桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为 m 的一小钢球接触。当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示，桌子的右边缘到墙壁的水平距离为 s，让钢球向左压缩弹簧一段距离 x 后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行后打到竖直墙壁上，下落高度为 h。则( )A弹簧的
3、压缩量 x 越大，其他条件不变，则下落的高度 h 越大B弹簧的压缩量 x 越大，其他条件不变，则下落的高度 h 越小C桌子的右边缘距墙壁的水平距离 s 越大，其他条件不变，则下落的高度 h 越大D桌子的右边缘距墙壁的水平距离 s 越大，其他条件不变，则下落的高度 h 越小4如图所示，小木块可以分别从固定斜面的顶端沿左边或右边由静止开始滑下，且滑到水平面上的 A 点或 B 点停下。假定小木块和斜面及水平面间的动摩擦因数相同，斜面与水平面平缓连接，图中水平面上的 O 点位于斜面顶点正下方，则( )A距离 OA 等于 OB B距离 OA 大于 OBC距离 OA 小于 OB D无法做出明确的判断5如图
4、所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端 O 点与管口 A 的距离为 2x0，一质量为 m 的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点 B，压缩量为 x0，不计空气阻力，则( )A小球运动的最大速度大于 2 B小球运动中最大速度等于 2gx0 gx0C弹簧的劲度系数为 mg/x0 D弹簧的最大弹性势能为 3mgx06质量为 m 的汽车以恒定功率 P 沿倾角为 的倾斜路面向上行驶，最终以速度 v 匀速运动。若保持汽车的功率 P 不变，使汽车沿这个倾斜路面向下运动，最终匀速行驶。由此可知( 汽车所受阻力大小不变)( )A汽车的最终速度一定大于 v B汽车的最终速度可能小于 vC汽车所受的阻力一
5、定大于 mgsin D汽车所受的阻力可能小于 mgsin 7如图所示，半径为 R 的圆筒固定在小车上，小车以速度 v 向右匀速运动，有一光滑小球相对静止在圆筒的最低点，当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆筒中上升的高度可能( )A等于 B大于v22g v22gC小于 D等于 2Rv22g8一质量为 1 kg 的小球从空中下落，与水平地面相碰后弹到空中某一高度，此过程的 vt 图象如图所示。若不计空气阻力，取g10 m/s 2，则由图可知 ( )A小球从高度为 1 m 处开始下落B小球在碰撞过程中损失的机械能为 4.5 JC小球能弹起的最大高度为 0.45 mD整个过程中，小球克服重力做的功为
6、8 J9一个质量为 0.3 kg 的物体沿水平面做直线运动，如图所示，图线 a 表示物体受水平拉力时的 vt 图象，图线 b 表示撤去水平拉力后物体继续运动的 vt 图象，下列说法中正确的是 ( )A水平拉力的大小为 0.1 N，方向与摩擦力方向相同B水平拉力对物体做功的数值为 1.2 JC撤去拉力后物体还能滑行 7.5 mD物体与水平面间的动摩擦因数为 0.110如图所示，圆心在 O 点、半径为 R 的圆弧轨道 abc 竖直固定在水平桌面上， Oc 与 Oa 的夹角为 60，轨道最低点 a 与桌面相切。一轻绳两端系着质量为 m1 和 m2 的小球(均可视为质点) ，挂在圆弧轨道边缘 c 的两
7、边，开始时，m 1 位于 c 点，然后从静止释放，设轻绳足够长，不计一切摩擦。则( )A在 m1 由 c 下滑到 a 的过程中，两球速度大小始终相等Bm 1 在由 c 下滑到 a 的过程中重力的功率先减小后增大C若 m1 恰好能沿圆弧下滑到 a 点，则 m12m 2D若 m1 恰好能沿圆弧下滑到 a 点，则 m13m 211如图所示，A、B 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A 放在固定的光滑斜面上，B、C 两小球在竖直方向上通过劲度系数为k 的轻质弹簧相连，C 球放在水平地面上。现用手控制住 A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知 A 的质量为 4
8、m，B、C 的质量均为 m，重力加速度为 g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放 A 后，A 沿斜面下滑至速度最大时 C 恰好离开地面，下列说法正确的是( )A斜面倾角 30 BA 获得最大速度为 2g m5kCC 刚离开地面时，B 的加速度最大D从释放 A 到 C 刚离开地面的过程中，A、B 两小球组成的系统机械能守恒12如图所示，倾角为 30、高为 L 的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为 3m、m 的两个小球A、B 用一根长为 L 的轻绳连接，A 球置于斜面顶端，现由静止释放 A、B 两球，球 B 与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们
9、最终均滑至水平面上。重力加速度为 g，不计一切摩擦。则( )A小球 A 下滑过程中，小球 A、B 系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小BA 球刚滑至水平面时，速度大小为5gL2C小球 B 升高 L/2 时，重力对小球 A 做功的功率大于重力对小球 B 做功的功率D小球 B 从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球 B 做功为3mgL4二、非选择题(本题共 5 小题，共 50 分，按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)13(12 分) 如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)“验证机械能守恒定律”的实验装置，请完成以下
10、填空。实验步骤如下：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于 1 m，将导轨调至水平。测出挡光条的宽度 l 和两光电门中心之间的距离 x。将滑块移至光电门 1 左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门 2。读出滑块分别通过光电门 1 和光电门 2 时的挡光时间 t1 和 t2。用天平称出滑块和挡光条的总质量 M，再称出托盘和砝码的总质量 m。滑块通过光电门 1 和光电门 2 时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码) 的总动能分别为 Ek1_ _和 Ek2_ _。在滑块从光电门 1 运动到光电门 2 的过程中，系统势能的减少量 Ep_。(重力加速度为 g)如
11、果满足关系式_ _，则可认为验证了机械能守恒定律。14(9 分) 如图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为 m，细杆可绕轴 O 在竖直平面内自由转动，摆锤重心到 O 点距离为 L。测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与 O 等高的位置处静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离 s(sL) ，之后继续摆至与竖直方向成 角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为 F 的恒力，重力加速度为 g，求(1)摆锤在上述过程中损失的机械能；(2)在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功；(3)橡胶
12、片与地面之间的动摩擦因数。15(8 分) 飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带。传送带的总质量为 M，其俯视图如图所示。现开启电动机，传送带达到稳定运行的速度 v 后，将行李依次轻轻放到传送带上。若有 n 件质量均为 m 的行李需通过传送带运送给旅客，假设在转弯处行李与传送带无相对滑动，忽略皮带轮、电动机损失的能量。求从电动机开启，到运送完行李需要消耗的电能为多少？16 （9 分）如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧静止放于光滑斜面上，其一端固定，另一端恰好与水平线 AB 平齐；长为 L的轻质细线一端固定在 O 点，另一端系一质量为 m 的小球，将细线拉至水平，此时小球在位置 C。
13、现由静止释放小球，小球到达最低点D 时，细绳刚好被拉断，D 点与 AB 相距 h；之后小球在运动过程中恰好与弹簧接触并沿斜面方向压缩弹簧，弹簧的最大压缩量为 x。试求：(1) 斜面的倾角 （可用 满足的函数关系式表示） ； (2) 弹簧所获得的最大弹性势能 Ep。17 （12 分）如图所示，半径 R1.0 m 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点 B 和圆心 O 的连线与水平方向间的夹角 37 ，另一端点 C 为轨道的最低点。C 点右侧的水平路面上紧挨 C 点放置一木板，木板质量 M1 kg，上表面与 C 点等高。质量m1 kg 的物块(可视为质点 )从空中 A 点以 v01.2 m
14、/s 的速度水平抛出，恰好从轨道的 B 端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数 1 0.2，木板与路面间的动摩擦因数 20.05 ，sin 370.6，cos 370.8，取 g10 m/s 2。试求：(1)物块经过轨道上的 C 点时对轨道的压力；(2)设木板受到的最大静摩擦力跟滑动摩擦力相等，则木板至少多长才能使物块不从木板上滑下？物理试题答案1解析：选 AD 重力做功跟 过程无关，只跟高度有关，因此滑块从开始上滑到回到原出发点的过程中，重力做功 为零，A 项正确，B项错误；克服摩擦力做功跟路程有关，因此克服摩擦力做功 为 2mgLcos ，C 项错误，D 项正确。2解析：选 A
15、CD 起重机达到最大功率后， 钢绳的拉力逐 渐减小，所以匀加速运 动过程的拉力为最大拉力，F 1 ，A 正确，B 错误；Pv1达到最大速度 v2时，拉力 F2 mg，所以 v2 ，C 项 正确；重物匀加速运动的加速度 a g，匀加速运动时PF2 Pmg F1 mgm Pv1 mgm Pmv1间 t1 ，D 项正确。v1a mv21P mgv13. 解析：选 BC 弹簧的压缩量 x 越大， 则小球离开桌面做平抛运动的初速度越大，根据 sv 0t，h gt2，得 h g( )2，v0 越大，h 越12 12 sv0小，选项 A 错误，B 正确；s 越大，其他条件不变， h 越大， 选项 C 正确，
16、D 错误。4. 解析：选 A 物体从斜面上滑下时克服摩擦力做的功等于 Wfmgcos mgx，其中 x 为斜面的底边的长，W f 与斜面倾角无xcos 关。设斜面的高为 h，则木块从斜面上滑到 A 处根据动能定理有 mghmgx OA0，同理从斜面上滑动到 B 处根据动能定理有mghmgx OB0，得到距离 OA 等于 OB，A 正确。5.解析：选 AD 小球从 A 到 O 做自由落体运动，到达 O 点时的速度等于 2 ，从 O 到 B 速度先增大后减小，所以 A 正确，B 错误；gx0到达 B 点时速度为零，全过程由机械能守恒可知 D 正确；小球受力平衡位置在 OB 之间，不确定，无法求 弹
17、簧的劲度系数，C 错误。6解析：选 AC 由 PFv 可知，汽车上坡时的牵引力大于下坡 时的牵引力，故下坡的速度一定大于 v；阻力一定大于重力沿斜面的分力，否则不可能达到匀速运 动。7解析：选 ACD 当 v 时，小球上升的高度 hm2R ；当 v 时，小球上升的高度 hm ；当 v 时，小球上升5gRv22g 2gR v22g 2gR 5gR的高度 hm .v22g8解析：选 C 小球从高度为 1.25 m 处开始下落， A 错误；小球在碰撞过程中损失的机械能为 8 J，B 错误；小球能弹起的高度为 0.45 m，C 正确；小球克服重力做的功 为 4.5 J，D 错误。9解析：选 AB 图线
18、 a 表示的 vt 图象加速度较大，说明物体所受的拉力与摩擦力方向相同， 则 FF fma a 0.2 N，图线 b 表示物体只在摩擦力作用下做匀减速运动，有 Ffma b0.1 N，解得 Ff 0.1 N，A 正确；有水平拉力时，物体位移 为 x 3 m12 m，5 32故拉力做功的数值为 WFx1.2 J，B 正确；撤去拉力后物体能滑行 13.5 m，C 错误；动摩擦因数 ，D 项错误 。Ffmg 13010解析：选 C 在 m1 由 c 下滑到 a 的过程中， m1 沿绳方向的分速度大小与 m2 相同，选项 A 错；由 Pmgvcos 可知，m 1 在由 c 下滑到 a 的过程中重力的功
19、率先增大后减小，选项 B 错；若 m1 恰好能沿圆弧下滑到 a 点， 对 a、b 组成的系统由机械能守恒定律得，m 1gRcos 60 m2gR，解得，m 12m 2，选项 C 对， D 错。11解析：选 AB 由小球 C 恰好离开地面可知，此时弹簧中弹力 F 弹 mg；由此时小球 A 速度最大可知此时小球 A、B 的加速度均为零，选项 C 错；分析小球 B 可知细线中拉力 T2mg ，分析小球 A 可得 2mg4mgsin ，解得，30，选项 A 对；开始弹簧压缩量x1mg/k，最终弹簧伸长量 x2mg /k，该过程小球 A 沿斜面下滑 xx 1x 22mg /k，因初、末状 态弹簧弹性势能
20、相等，对 A、B 和弹簧组成的系统，由机械能守恒得，4mgxsin 30mgx (m4m )v2，解得，v2g ，选项 B 对；是 A、B 和弹簧组成的系统机械能守恒，选项 D 错。12 m5k12解析：选 ABC 小球 A 下滑过程中， B 球的重力对 B 球做负功， A 球的重力对 A 球做正功，但由系统的动能增大可知，系统的重力势能减小，故小球 A、B 系统的重力对系统做正功， A 项 正确；对 A、B 系统利用机械能守恒可知，A 球从开始滑动到刚滑至水平面过程中，有 3mgLmg 4mv2，故 v ，B 项正确；小球 B 升高 L/2 时，因两球的速度大小相等，而 A 球沿斜面向下的分
21、力为 1.5 mg，故此L2 12 5gL2时重力对小球 A 做功的功率大于重力对小球 B 做功的功率，C 项正确，小球 B 从刚开始上升到开始进入斜面过程中，有3mg mgL 4mv 2，故 v ，对 B 球利用动能定理又有： mv 2WmgL，故 W ，D 项错误。L2 12 gL2 12 9mgL813解析：滑块通过光电门 1、光 电门 2 时的速度分别为 v1 ，v2 ，滑 块通过光电门 1 和光电门 2 时系统(包括滑块、 挡光lt1 lt2条、托盘和砝码)的总动能分别为 Ek1 (Mm)v (Mm)( )2，Ek2 (Mm )v (Mm)( )2。12 21 12 lt1 12 2
22、 12 lt2在滑 块从光 电门 1 运动到光电门 2 的过程中，系 统势能的减少量 Epmgx。如果 满足关系式 mgx (Mm)( )2 (Mm)( )2，则可认为验证了机械能守恒定律。12 lt2 12 lt114 解析：(1) 选从右侧最高点到左 侧最高点的过程研究。因为初、末状态动能为零，所以全程 损失的机械能 E 等于减小的重力势能，即： EmgLcos (2)对全程应用动能定理：W GW f0WGmgLcos 由、得 WfW GmgLcos (3)由滑动摩擦力公式得 fF 摩擦力做的功 Wffs式代入式得： mgLcos Fs15解析：设行李与传送带间的动摩擦因数为 ，则传送 带
23、与行李间由于摩擦产生的总热量 Qnmgl由运动学公式得：l l 传 l 行 vt vt2 vt2又 vgt联立解得：Q nmv212由能量守恒得：EQ Mv2n mv212 12所以 E Mv2 nmv2。1216解析：(1)小球由 C 运动到 D 的过程机械能守恒，则有：mgL mv ，解得 v112 21 2gL小球由 D 运动到 A 的过程做平抛运 动，由 2ghv 得，在 A 点的竖直分速度 vy2y 2gh故 tan vyv1 hL即斜面与水平面所成的夹角arc tan 或 tanhL hL(2)小球到达 A 点时，有：v v v 2g(hL )2A 2y 21小球在压缩弹簧的过程中
24、，小球与 弹簧组成的系统机械能守恒，则有：Epmgx sin mv12 2A故 Epmg( x hL )。hh L17，解析：(1)设物块经过 B 点时的速度为 vB，则vBsin 37v 0设物块经过 C 点的速度为 vC，由机械能守恒得：mv mg( RRsin 37) mv12 2B 12 2C物块经过 C 点时，设轨道对物块的支持力为 FC，根据牛 顿 第二定律得：F Cmgmv2CR联立解得：F C46 N由牛顿第三定律可知，物块经过圆轨 道上的 C 点时对轨道的压力为 46 N(2)物块在木板上滑动时， 设物块和木板的加速度大小分别为 a1、a2，得：1mgma 11mg 2(Mm )gMa 2设物块和木板经过时间 t 达到共同速度 v，其位移分 别为 x1、x2，则：对物块有：v Ca 1tvv2v 2a 1x12C对木板有：a 2tvv22a 2x2设木板长度至少为 L，由 题意得：Lx 1x 2联立解得：L6 m即木板长度至少 6 m 才能使物块不从木板上滑下。
