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文档介绍
2018-2019学年江西省南昌市第二中学高一上学期第三次月考物理试题(解析版)
2018-2019学年江西省南昌市第二中学高一上学期第三次月考物理试题(解析版) 一.选择题 1.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.两图分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是( ) A. 图1通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动 B. 图1中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易 C. 图2中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成 D. 图2的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持 【答案】B 【解析】 伽利略设想物体下落的速度与时间成正比,因为当时无法测量物体的瞬时速度,所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比,那么位移与时间的平方成正比;由于当时用滴水法计算,无法记录自由落体的较短时间,伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下,来“冲淡”重力得作用效果,而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多,所用时间长的多,所以容易测量.伽利略做了上百次实验,并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推.故A错误,B正确;完全没有摩擦阻力的斜面是实际不存在的,故C错误;伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持,故D错误.故选B. 视频 2.牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的研究结果后,提出了著名的牛顿第三定律,阐述了作用力和反作用力的关系,从而与牛顿第一和第二定律形成了完整的牛顿力学体系.下列说法中正确的是( ) A. 物体的惯性大小与物体的速度和质量都有关系 B. 物体对地面的压力和地面对物体的支持力互为平衡力 C. 当物体不受力或所受合力为零时,物体一定静止 D. 马拉着车能加速跑的原因是马对车的拉力大于车受到的阻力 【答案】D 【解析】 【详解】物体的惯性只和物体的质量有关,与物体的运动状态无关,A错误;物体对地面的压力和地面对物体的支持力分别作用在两个物体上,是一对相互作用力,B错误;根据牛顿第一定律可知当物体不受力或所受合力为零时,物体做匀速直线运动或者处于静止状态,C错误;马拉着车能加速跑是由于对车的拉力大于车所受到的阻力,合力向前,故有向前的加速度,D正确. 3.某人站在一台秤上,在他猛地下蹲的全过程中,台秤的读数( ) A. 先变大后变小,最后等于他的重力 B. 变大,最后等于他的重力 C. 先变小后变大,最后等于他的重力 D. 变小,最后等于他的重力 【答案】C 【解析】 试题分析:失重状态:当物体对接触面的压力小于物体的真实重力时,就说物体处于失重状态,此时有向下的加速度; 超重状态:当物体对接触面的压力大于物体的真实重力时,就说物体处于超重状态,此时有向上的加速度. 解:人先是加速下降,有向下的加速度,此时的人对体重计的压力减小,后是减速下降,有向上的加速度,此时的人对体重计的压力增加,最后静止等于他的重力. 故选:C. 【点评】本题主要考查了对超重失重现象的理解,人处于超重或失重状态时,人的重力并没变,只是对支持物的压力变了. 4.如图所示,光滑半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小滑块,在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN,OF与水平方向的夹角为θ, 下列关系正确的是 A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 试题分析:物体处于平衡状态,对物体受力分析,根据共点力平衡条件,可求出支持力和水平推力. 对小滑块受力分析,受水平推力F、重力G、支持力FN、根据三力平衡条件,将受水平推力F和重力G合成,如图所示,由几何关系可得,,A正确. 【点睛】本题受力分析时应该注意,支持力的方向垂直于接触面,即指向圆心.本题也可用正交分解列式求解! 视频 5.如图所示,位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点,与竖直墙相切于A点。竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为60°,C是圆环轨道的圆心。已知在同一时刻a、b两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点;c球由C点自由下落到M点。则( ) A. a球最先到达M点 B. b球最先到达M点 C. c球最先到达M点 D. b球和c球都可能最先到达M点 【答案】C 【解析】 【分析】 根据几何关系分别求出各个轨道的位移,根据牛顿第二定律求出加速度,再根据匀变速直线运动的位移时间公式求出运动的时间,从而比较出到达M点的先后顺序. 【详解】对于AM段,位移,加速度为,根据,解得:;对于BM段,位移,加速度为,由 得:;对于CM段,位移,加速度,由得,知最小,C正确. 【点睛】解决本题的关键根据牛顿第二定律求出各段的加速度,运用匀变速直线运动的位移时间公式进行求解. 6.质量m=2 kg、初速度v0=8 m/s的物体沿着粗糙的水平面向右运动,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1,同时物体还要受一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用,水平向右为拉力的正方向.则以下结论正确的是(取g=10 m/s2)( ) A. 0~1 s内,物体的加速度大小为2 m/s2 B. 1~2 s内,物体的加速度大小为4 m/s2 C. 0~1 s内,物体的位移为7 m D. 0~2 s内,物体的总位移为11 m 【答案】D 【解析】 【分析】 根据牛顿第二定律求出0-1s内的加速度,结合速度时间公式和平均速度公式求出0-1s内的位移,根据牛顿第二定律求出1-2s内的加速度,结合速度时间公式和平均速度公式求出1-2s内的位移,从而求出总位移. 【详解】0~1s内,拉力向左,由于物体向右运动,故摩擦力向左,根据牛顿第二定律可得,即,解得,加速度方向向左,1~2s内,拉力向右,摩擦力向左,根据牛顿第二定律可得,即,解得,AB错误;0~1s内做初速度为,加速度为的匀减速直线运动,1s末的速度,向右的位移,2s末的速度为,1~2s内的位移,即0~2s内的位移为,方向向右,故D正确,ABC错误。 【点睛】解决本题的关键理清物体的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁. 7.一铁球悬挂在OB绳的下端,轻绳OA、OB、OC的结点为O,轻绳OA悬挂在天花板上的A点,轻绳OC拴接在轻质弹簧测力计上。第一次,保持结点O位置不变,某人拉着轻质弹簧测力计从竖直位置缓慢转动到水平位置,如图甲所示,弹簧测力计的示数记为F1。第二次,保持轻绳OC垂直于OA,缓慢释放轻绳,使轻绳OA转动到竖直位置,如图乙所示,弹簧测力计的示数记为F2。则( ) A. F1恒定不变,F2逐渐增大 B. F1、F2均逐渐增大 C. F1先减小后增大,F2逐渐减小 D. F1逐渐增大,F2先减小后增大 【答案】C 【解析】 在图1中,对O点受力分析,抓住两根绳的合力等于物体的重力,其大小和方向都不变,OA绳拉力方向不变,根据平行四边形定则得,如图1,知OA绳上拉力先减小后增大.在图2中,假设AO与竖直方向的夹角为θ,由平衡条件得,减小,则逐渐减小,C正确. 【点睛】此题是动态变化分析问题,分别运用图解法和函数法.处理这个类型的题需要找出不变的物理量,然后作图或找变化的物理量与不变的物理量之间的关系再加以分析,就能以不变应万变. 8.如图所示,倾角为θ的斜面体C置于水平地面上,一条细线一端与斜面上的物体B相连,另一端绕过质量不计的定滑轮与物体A相连,定滑轮用另一条细线悬挂在天花板上的O点,细线与竖直方向成α角,A、B、C始终处于静止状态,下列说法正确的是( ) A. 若仅增大A的质量,B对C的摩擦力一定减小 B. 若仅增大A的质量,地面对C的摩擦力一定增大 C. 若仅增大B的质量,悬挂定滑轮的细线的拉力可能等于A的重力 D. 若仅将C向左缓慢移动一点,α角将增大 【答案】B 【解析】 A、B处于静止状态,开始时所受摩擦力的方向可能沿斜面向下,当A的质量增加,则拉力增加,C对B的摩擦力增大.故A错误.对BC整体分析,有:Tcosθ=f,增大A的质量,则拉力T增大,则地面对C的摩擦力一定增大,故B正确.因为系统处于静止,拉着A的细线的拉力等于A的重力,因为a角不变,根据平行四边形定则知,悬挂定滑轮的细线拉力不可能等于A的重力,故C错误.因为绳子对A、B的拉力大小相等,可知悬挂定滑轮的绳子的拉力方向沿∠ADB的角平分线,C向左移动一点,则∠ADB减小,所以α角减小,故D错误.故选B. 9.如图所示,在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是( ) A. a一定受到4个力 B. b可能受到4个力 C. a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力 D. a与b之间一定有摩擦力 【答案】AD 【解析】 对物体a、b整体受力分析,受重力、推力;由于水平方向没有外力,若墙壁对整体有支持力,水平方向不能平衡,故墙壁对整体没有支持力,故也没有摩擦力; 对物体b受力分析,受重力、支持力和摩擦力的作用而处于平衡,故b受三个力; 再对物体a受力分析,受推力、重力、物体b对其的压力和静摩擦力,即物体a共受4个力; 故ACD正确,B错误; 故选:ACD. 点睛:先对物体ab整体受力分析,根据平衡条件判断整体与竖直墙壁间的作用力情况.再对物体b受力分析,明确其受重力、支持力和摩擦力,三力平衡;最后再对物体a受力分析,即可明确a的受力情况. 10.如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体可以一直运动到B点。如果物体受到的阻力恒定,则( ) A. 物体从A到O先加速后减速 B. 物体从A到O做加速运动,从O到B做减速运动 C. 物体在A点释放瞬间,所受合力不为零 D. 物体从O到B的过程中,加速度逐渐增大 【答案】ACD 【解析】 【分析】 对物体受力分析,竖直方向受重力和支持力,二力平衡,水平方向受弹簧弹力和摩擦力,刚从A点释放时,弹力大于摩擦力,物体加速向右运动,随着物体向右运动,弹簧压缩量减小,弹力减小,到达O点之前某一位置C,弹力减小到等于摩擦力,由C至O弹力小于摩擦力,物体开始减速,O至B过程受向左的拉力和摩擦力,加速度向右物体一直做减速运动. 【详解】物体从A点到O点过程,弹力逐渐减为零,刚开始弹簧的弹力大于摩擦力,合力向右,加速度也向右,速度也向右,物体加速,后来弹力小于摩擦力,合力向左,速度向右,物体减速。即物体先加速后减速,从O到B的过程中物体一直受到向左的弹力与向左的阻力,所以物体一直做减速运动,且弹力逐渐增大,所以加速度逐渐增大,AD正确B错误;物体在A点释放瞬间,弹力大于摩擦力,合力不为零,C正确. 【点睛】应用牛顿第二定律解答动力学问题时,首先要对物体的受力情况及运动情况进行分析,确定题目属于动力学中的哪类问题,不论是由受力情况求运动情况,还是由运动情况求受力情况,都需用牛顿第二定律列方程. 应用牛顿第二定律的解题步骤 (1)通过审题灵活地选取研究对象,明确物理过程. (2)分析研究对象的受力情况和运动情况,必要时画好受力示意图和运动过程示意图,规定正方向. (3)根据牛顿第二定律和运动公式列方程求解.(列牛顿第二定律方程时可把力进行分解或合成处理,再列方程) (4)检查答案是否完整、合理,必要时需进行讨论. 11.在一东西向的水平直铁轨上,停放着一列已用挂钩链接好的车厢。当机车在东边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时,链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小为F;当机车在西边拉着这列车厢一大小为a的加速度向东行驶时,链接某两相邻车厢的挂钩P和Q间的拉力大小仍为F。不计车厢与铁轨间的摩擦,每节车厢质量相同,则这列车厢的节数可能为( ) A. 8 B. 10 C. 15 D. 18 【答案】BC 【解析】 【详解】设挂钩P、Q东边的车厢数为k,西边的车厢数为l,则以大小为a的加速度向东行驶时,;以大小为的加速度向西行驶时,;解得,两边车厢数分别为:3和2;6和4;9和6等等,其车厢总数为:5、10、15等等。故BC两项正确,AD两项错误。 12.如图所示,一质量为M的斜面体静止在水平面上,物体B受沿斜面向上的力F作用沿斜面匀速上滑,A、B之间动摩擦因数为μ,μ<tanθ,且质量均为m,则( ) A. A、B保持相对静止 B. 地面对斜面体的摩擦力等于mg(sinθ-μcosθ)cosθ+Fcosθ C. 地面受到的压力等于(M+2m)g D. B与斜面间动摩擦因数为 【答案】B 【解析】 对A分析,因为μ<tanθ,则mgsinθ>μmgcosθ,则A、B不能保持相对静止,故A错误。以AB为研究的对象,A受到重力、支持力、和斜面体B对A的摩擦力, 垂直于斜面的方向:N=mgcosα 沿斜面的方向:mgsinα-μN=ma 由于μ<tanα,则:ma=mgsinα-μmgcosα>0 加速度aA=gsinθ-μgcosθ, 将B和斜面体视为整体,受力分析 可知地面对斜面体的摩擦力等于m(gsinθ-μgcosθ)cosθ+Fcosθ,地面受到的压力为(M+2m)g-Fsinθ-m(gsinθ-μgcosθ)sinθ,故B正确,C错误。B与斜面体的正压力N=2mgcosθ,对B分析,根据共点力平衡有:F=mgsinθ+μmgcosθ+f′,则动摩擦因数.故D错误。故选B。 二、填空题 13.如图所示,小明做“验证力的平行四边形定则”的实验,在水平放置的木板上垫上一张白纸,把橡皮条的一端固定在板上的A点,橡皮条的另一端拴上两个细绳套,如图甲所示.先用两个弹簧测力计钩住细绳套,互成角度拉橡皮条使之伸长,结点到某一位置O,此时记下两个弹簧测力计的读数F1和F2和两细绳的方向.请完成下列问题: (1)F1的读数如图乙所示(只画出了弹簧测力计的一部分),则F1=________ N. (2)小明再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长,应使结点拉到__________,记下弹簧测力计的读数,并记下________. (3)在本实验中,若保持F1和F2的大小不变,则关于这两个力的合力的说法中正确的是(多选)( ) A.合力F的大小随F1与F2夹角的增大而增大 B.F1和F2的夹角在0°到180°之间时,夹角越小,合力F越大 C.F1或F2的大小总是小于合力F的大小 D.合力F的大小不一定大于F1或F2的大小 【答案】 (1). (1)1.23(1.21~1.24均可) (2). (2)同一位置O (3). 细绳的方向 (4). (3)BD 【解析】 【分析】 本实验的目的是要验证平行四边形定则,故应通过平行四边形得出合力再与真实的合力进行比较,理解实验的原理即可解答本题,读弹簧测力计读数时,注意最小分度. 【详解】(1)分度值为0.1N,故读数为F1=1.23N, (2)为了保证作用效果相同,则用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长,应该使结点拉到同一位置O,记下弹簧测力计的读数,并记下细绳的方向; (3)根据平行四边形定则可知,当F1和F2的大小不变时,夹角越大,合力越小,故A错误B正确;合力可以大于分力,也可以小于分力,没有直接联系,C错误D正确. 14. 用图甲所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”实验。 小车放在木板上,小车前端系一条细绳,绳的一端跨过定滑轮挂一个小盘,盘中可放重物,在实验中认为小盘和重物所受的重力等于小车做匀加速运动的动力。 (1)实验中把木板一侧垫高的目的是_______________,为达到上述目的,需调节木板倾斜度,使小车在不受牵引时能拖动纸带沿木板做______________________运动。 (2)在探究加速度与力的关系时,图乙为某次实验中打出的纸带,打点计时器的电源频率为50 Hz,则加速度a=________ m/s2。 (3)在探究加速度与质量的关系时,某同学把实验得到的几组数据描点并画出如图丙所示曲线。为了更直观描述物体的加速度跟其质量的关系,请你根据图丙数据在图丁中建立合理坐标,并描点画线。 【答案】(1)补偿打点计时器对小车的阻力及其他阻力(答“平衡阻力”等也正确)(1分)、匀速直线(1分);(2)0.79(2分);(3)如下图所示(4分) 【解析】 试题分析:(1)由于小车下滑时一定受到木板对它的摩擦力的作用,要使小盘和重物所受的重力等于小车做匀加速运动的力,就必须利用小车的重力将这个摩擦力平衡掉,故把木板一侧垫高;只有当小车在不受到牵引力时在木板上做匀速直线运动,就说明小车的重力将小车受到的摩擦力平衡掉了; (2)由纸带上的信息可知,(2.63-1.05)×0.01m=2a(5T)2,将T=0.02s代入解之得,加速度a=0.79m/s2; (3)由丙图可知,a与m的图像关系大致是双曲线的样子,可能成反比例,为了更确定其关系,我们不妨做一下a与1/m的图像,如果其图像是一条过原点的直线,则a与m一定成正比,设计的图像如图所示。 考点:探究加速度与力、质量关系的实验。 三、计算题 15.如图所示,质量M=60 kg的人通过光滑的定滑轮用绳拉着m=10 kg的物体。当物体以加速度a=2 m/s2上升时,人对地面的压力为多大?(g取10 m/s2) 【答案】480N 【解析】 【分析】 先研究物体的运动情况,根据牛顿第二定律求得绳子的拉力。再研究人,人站在地面上,受力平衡,由平衡条件可求出地面对人的支持力. 【详解】设F为绳子对物体的拉力,对物体受力分析,由牛顿第二定律得; 则; 对人进行受力分析,人受竖直向下的重力Mg、地面竖直向上的支持力、绳子竖直向上的拉力.因人静止,则, 又因为,所以. 【点睛】本题采用隔离法研究人和物体的受力情况,要抓住两者之间的联系:绳子拉力,要注意分析受力情况. 16.如图甲所示,细绳AD跨过固定的水平轻杆BC右端的定滑轮挂住一个质量为M1的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上,另一端G通过细绳EG拉住,EG与水平方向也成30°,轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为M2的物体,已知物体重力加速度为g。求: (1)轻杆BC对C端的弹力大小及方向; (2)轻杆HG对G端的弹力大小及方向。 【答案】(1)M1g,方向与水平方向夹角为300,斜向右上方;(2)M1g,水平向右。 【解析】 【分析】 根据定滑轮的力学特性,可知图中,细绳AC段的张力等于物体的重力.图甲中对滑轮受力分析,运用合成法求解细绳AC段的张力与轻杆BC对C端的支持力;乙图中,以C点为研究对象,根据平衡条件求解细绳EG段的张力以及轻杆HG对G端的支持力. 【详解】下图(a)和下图(b)中的两个物体都处于平衡状态,根据平衡的条件,首先判断与物体相连的细绳,其拉力大小等于物体的重力;分别取C点和G点为研究对象,进行受力分析如右图(a)和右图(b)所示,根据平衡规律可求解. (1)图(a)中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,轻绳AC段的拉力FAC=FCD=M1g,根据且夹角为120°; 故,方向与水平方向成30°,指向斜右上方. (2)图(b)中,根据平衡方程有 所以,方向水平向右. 17.如图所示,质量为m的匀质细绳,一端系在天花板上的A点,另一端系在竖直墙壁上的B点,平衡后最低点为C点。现测得AC段绳长是CB段绳长的n倍,且绳子B端的切线与墙壁的夹角为α。试求绳子在C处和在A处的弹力分别为多大。(重力加速度为g) 【答案】TC=mgtanα;TA=mg。 【解析】 试题分析:以BC段绳子为研究对象,设绳子B端所受弹力为TB,C处所受弹力为TC,如图甲所示。 则在竖直方向上:TBcosα=mg,在水平方向上:TBsinα=TC; 联立解之得TC=mgtanα; 以AC段为研究对象,设绳子A端所受弹力为TA,TA与水平方向的夹角为β,C处所受弹力为TC′,如图乙所示。 则在竖直方向上:TAsinβ=mg,在水平方向上:TAcosβ=TC′; 而TC= TC′; 联立解之得TA=mg; 考点:受力分析,力的平衡。 18.如图所示,将质量为m的小球用轻绳挂在倾角为α=30°的光滑斜面上,则: (1)当斜面以加速度a=2g水平向左运动时,求:小球对斜面的压力大小及绳中的拉力大小。 (2)当斜面以加速度a=0.5g水平向右运动时,求:小球对斜面的压力大小及绳中的拉力大小。 【答案】(1)FN1=0;FT1=mg (2) 【解析】 【分析】 只要有水平向右的力作用在斜面上小球就会随斜面一起做匀加速运动,要是小球在斜面,则当斜面对小球的支持力为零时,加速度最大,对小球进行受力分析求出最大加速度,再根据牛顿第二定律以及力的分解求解各个情况下小球对斜面的压力及绳中的拉力大小; 【详解】(1)当小球对斜面的压力为零时,小球只受重力和拉力,合力水平向, 解得; 所以当向左的加速度a≥时,斜面对小球无弹力,而a=2g>,则小球要飘起来,即; 小球只受重力和绳的拉力,合力水平向右,据几何关系可知,绳拉力F、重力和二力的合力构成直角三角形,得:, (2)斜面水平向右运动时,当绳中张力恰好为零时可得临界加速度为;而,则小球受拉力及支持力, 根据牛顿第二定律可得①;② 联立解得,根据牛顿第三定律可得小球对斜面的压力大小为 19.如图所示,一木箱静止在长平板车上,某时刻平板车以a = 2.5m/s2的加速度由静止开始向前做匀加速直线运动,当速度达到v = 9m/s时改做匀速直线运动,己知木箱与平板车之间的动摩擦因数μ= 0.225,箱与平板车之间的最大静摩擦力与滑动静擦力相等(g取10m/s2)。求: (1)车在加速过程中木箱运动的加速度的大小 (2)木箱做加速运动的时间和位移的大小 (3)要使木箱不从平板车上滑落,木箱开始时距平板车右端的最小距离。 【答案】(1)(2)4s;18m(3)1.8m 【解析】 试题分析:(1)设木箱的最大加速度为,根据牛顿第二定律 解得 则木箱与平板车存在相对运动,所以车在加速过程中木箱的加速度为 (2)设木箱的加速时间为,加速位移为。 (3)设平板车做匀加速直线运动的时间为,则 达共同速度平板车的位移为则 要使木箱不从平板车上滑落,木箱距平板车末端的最小距离满足 考点:牛顿第二定律的综合应用. 查看更多