河北省保定市2019-2020学年高二上学期第四次月考物理试卷
物理试题
（时间90分钟；满分110分；）
一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分．其中第1--8题为单选选，9—12题为多选)
1．在田径运动会的200米比赛中，第1跑道和第8跑道的运动员同时到达终点。下列说法错误的是( )
A．两个运动员的平均速度相等
B．两个运动员的平均速率相等
C．研究运动员全程的平均速率时，可以把运动员看做质点
D．研究运动员是否同时到达终点时，不能把运动员看做质点
2．雨滴从空中由静止落下，若雨滴受到的空气阻力随雨滴下落速度的增大而增大，图中能大致反映雨滴运动情况的是( )
3.某地铁列车先从甲站开始做初速度为零、加速度大小为a的匀加速直线运动，通过位移L后，立即做加速度大小也为a的匀减速直线运动，恰好到乙站停下。则列车从甲站到乙站所用时间为( )
A. B．2 C．2 D．4
4.一质点在做匀加速直线运动，加速度为a，在时间t内速度变为原来的3倍，则该质点在时间t内的位移为( )
A.at2 B．at2 C.at2 D．2at2
5. 如图所示，人站立在体重计上，下列说法正确的是( )
A．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对平衡力
B．人对体重计的压力和体重计对人的支持力是一对作用力和反作用力
C．人所受的重力和人对体重计的压力是一对平衡力
D．人所受的重力和人对体重计的压力是一对作用力和反作用力
6.如图所示，家用吊扇对悬挂点有拉力作用，正常转动时吊扇对悬挂点的拉力与它不转动时相比( )
A．变大
B．变小
C．不变
D．无法判断
7.如图所示，小车静止在光滑的水平面上，车上固定一倾斜的直杆，直杆顶端固定着小球，当小车向左做匀加速运动时，球受杆的作用力的方向可能沿图中的( )
A．OA方向 B．OB方向
C．OC方向 D．OD方向
8. “蛟龙号”是我国首台自主研制的作业型深海载人潜水器。它是目前世界上下潜能力最强的潜水器，假设某次海试活动中，“蛟龙号”完成海底任务后竖直上浮，从上浮速度为v时开始计时，此后“蛟龙号”匀减速上浮，经过时间t
上浮到海面，速度恰好减为零，则从t0(t0
3μmg时，A相对B滑动
D．无论F为何值，B的加速度不会超过μg
12. (多选)两个中间有孔的质量为M的小球用一轻弹簧相连，套在一水平光滑横杆上。两个小球下面分别连一轻弹簧。两轻弹簧下端系在同一质量为m的小球上，如图所示。已知三根轻弹簧的劲度系数都为k，三根轻弹簧刚好构成一等边三角形。则下列判断正确的是( )
A．水平横杆对质量为M的小球的支持力为Mg＋mg
B．连接质量为m小球的轻弹簧的弹力为
C．连接质量为m小球的轻弹簧的伸长量为mg
D．套在水平光滑横杆上轻弹簧的形变量为mg
二、填空题（本题共16分，每空2分）
13. 小王同学在探究加速度与力、质量的关系时，小车及砝码的质量用M表示，砂桶及砂的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带计算出。
(1)往砂桶中加入一定量的砂子，当M与m的大小关系满足________时，可近似认为绳对小车的拉力大小等于砂桶和砂的重力；
(2)在平衡摩擦力后，他用打点计时器打出的纸带的一段如图所示，该纸带上相邻两个计数点间还有4个点未标出，打点计时器使用交流电的频率是50 Hz，则小车的加速度大小是________m/s2， (结果保留三位有效数字)
(3)小张同学用同一装置做实验，他们俩在同一坐标系中画出的aF关系图线如图所示，小张和小王同学做实验，哪—个物理量是不同的________。
14. 如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个质量均为m的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)为完成实验，还需要的实验器材有：________。
(2)实验中需要测量的物理量有：__________________。
(3)图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的Fx图线，由此可求出弹簧的劲度系数为________N/m。图线不过原点是由于________。
(4)为完成该实验，设计实验步骤如下：
A．以弹簧伸长量为横坐标，以弹力为纵坐标，描出各组(x，F)对应的点，并用平滑的曲线连接起来；
B．记下弹簧不挂钩码时其下端在刻度尺上的刻度l0；
C．将铁架台固定于桌子上，并将弹簧的一端系于横梁上，在弹簧附近竖直固定一把刻度尺；
D．依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、4个…钩码，并分别记下钩码静止时弹簧下端所对应的刻度，并记录在表格内，然后取下钩码；
E．以弹簧伸长量为自变量，写出弹力与伸长量的关系式，首先尝试写成一次函数，如果不行，则考虑二次函数；
F．解释函数表达式中常数的物理意义；
G．整理仪器。
请将以上步骤按操作的先后顺序排列出来：________。
三、解答题（本题共4小题，共46分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。）
15.（10分）如图所示，P、Q为两个固定的滑轮，A、B、C三个物体用不可伸长的轻绳(不计轻绳与滑轮间的摩擦)跨过P、Q相连于O点，初始时O、P间轻绳与水平方向夹角为60°，O、Q间轻绳水平，A、B、C三个物体恰好能保持静止，已知B物体的质量为2 kg。
(1)求A、C两物体的质量；
(2)若在O点施加一外力F，缓慢移动O点到使O、P间的轻绳水平，O、Q间轻绳处于与水平方向夹角为60°的位置，求此时外力F的大小。
16.（10分）甲、乙两车同向匀速行驶，甲车在前，乙车在后，速度分别为v甲＝8 m/s，v乙＝16 m/s。在相距16 m时，甲、乙两车同时刹车，甲车加速度大小为2 m/s2。问乙车加速度至少为多大时两车才不会相撞？
17.（12分）如图所示，质量为1 kg的小球穿在固定的直杆上，杆与水平方向成37°角，球与杆间的动摩擦因数μ＝0.5。小球在竖直向上的大小为20 N的拉力F作用下，从离杆的下端0.24 m处由静止开始向上运动，经过1 s撤去拉力，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：
(1)小球沿杆上滑的加速度大小；
(2)小球沿杆上滑的最大距离；
(3)小球从静止起滑到杆的下端所需的时间。
18. （14分）如图所示，有1、2、3三个质量均为m＝1 kg的物体，物体2为一长板，与物体3通过不可伸长的轻绳连接，跨过光滑的定滑轮，设长板2到定滑轮足够远，物体3离地面高H＝5.75 m，物体1与长板2之间的动摩擦因数μ＝0.2。长板2在光滑的桌面上从静止开始释放，同时物体1(视为质点)在长板2的左端以v＝4 m/s的初速度开始运动，运动过程中恰好没有从长板2的右端掉下，求：
(1)长板2开始运动时的加速度大小；
(2)长板2的长度L0；
(3)当物体3落地时，物体1在长板2上的位置。
物理试卷答案
1. A 2. C 3.B 4.B 5.B．6.B 7.A 8.C 9.BD 10.BC 11.BCD 12.CD
13. (1)m≪M (2)0.390 (3)小车及砝码的质量
14.(1)刻度尺
(2)弹簧原长、弹簧所受外力与对应的伸长量(或与弹簧对应的长度)
(3)200 弹簧有自重
(4)CBDAEFG
15. 答案 (1) kg kg (2)20 N
解析 (1)对于O受力分析，如图甲所示。由受力平衡可知OP的拉力为mAg，OQ的拉力为mCg。
对于O点，根据平衡条件得
mAgsin60°＝mBg，
mAgcos60°＝mCg，
联立两式，代入数据解得mA＝ kg，mC＝ kg。
(2)缓慢移动后的O点受外力F、mAg、mBg、mCg，如图乙所示。且处于平衡状态，则F的大小等于mAg、mBg、mCg的合力。
对O点，根据平衡条件得
x轴：Fx＝mAg－mCgcos60°，
y轴：Fy＝mBg＋mCgsin60°，
F＝，
联立三式，代入数据解得F＝20 N。
16．答案 4 m/s2
解析 甲、乙两车不相碰的条件是经过时间t，x乙≤x甲＋16 m，当x乙＝x
甲＋16 m时正好不相撞。
设乙的加速度为a，两车速度相等时，两车距离最小。
则v乙－at＝v甲－2t，即(a－2)t＝8
又因为x乙＝x甲＋16 m
得16t－at2＝8t－×2t2＋16
解得t＝4 s，a＝4 m/s2
即当a＝4 m/s2时，两车正好不相撞，所以乙车的加速度至少应为4 m/s2。
18. 答案 (1)2 m/s2 (2)1.2 m (3)2.4 s
解析 (1)以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有
(F－mg)sin37°－μ(F－mg)cos37°＝ma1
解得小球上滑的加速度大小a1＝2 m/s2。
(2)根据运动学规律有v1＝a1t1＝2×1 m/s＝2 m/s
x1＝a1t＝×2×12 m＝1 m
撤去拉力后，小球继续向上运动，根据牛顿第二定律有
mgsin37°＋μmgcos37°＝ma2
解得a2＝10 m/s2
x2＝＝ m＝0.2 m
解得小球沿杆上滑的最大距离为
x＝x1＋x2＝1 m＋0.2 m＝1.2 m。
(3)小球运动到最高点后开始下滑，有t2＝＝0.2 s
根据牛顿第二定律有mgsin37°－μmgcos37°＝ma3
根据运动学规律有x0＋x1＋x2＝a3t
联立解得a3＝2 m/s2，t3＝1.2 s
小球从静止起滑到杆的下端所需的时间为t＝t1＋t2＋t3＝2.4 s。
17. 答案 (1)6 m/s2 (2)1 m (3)物体1在长板2的最左端
解析 (1)设向右为正方向，分别对三个物体受力分析，
根据牛顿第二定律有
物体1：－μmg＝ma1
长板2：T＋μmg＝ma2
物体3：mg－T＝ma3
且a2＝a3
联立可得a1＝－μg＝－2 m/s2，a2＝＝6 m/s2。
(2)1、2共速后，假设1、2、3相对静止一起加速，则有
T＝2ma, mg－T＝ma，即mg＝3ma，得a＝，
对1：f＝ma＝3.3 N>μmg＝2 N，故假设不成立，物体1和长板2相对滑动。则1、2共速时，物体1恰好位于长板2的右端。
设经过时间t1二者速度相等，则有v1＝v＋a1t1＝a2t1，
代入数据解得t1＝0.5 s，v1＝3 m/s，
x1＝t1＝1.75 m, x2＝＝0.75 m，
所以长板2的长度L0＝x1－x2＝1 m。
(3)1、2共速之后，分别对三个物体受力分析，有
物体1：μmg＝ma4
长板2：T－μmg＝ma5
物体3：mg－T＝ma6
且a5＝a6
联立解得a4＝2 m/s2，a5＝＝4 m/s2。
此过程物体3离地面高度h＝H－x2＝5 m
根据h＝v1t2＋a5t
解得t2＝1 s，长板2的位移x3＝h
物体1的位移x4＝v1t2＋a4t＝4 m
则物体1相对长板2向左移动的距离
Δx＝x3－x4＝1 m＝L0，即此时物体1在长板2的最左端。
