【物理】湖南省衡阳市第八中学2019-2020学年高一上学期第三次考试试题 (解析版)

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【物理】湖南省衡阳市第八中学2019-2020学年高一上学期第三次考试试题 (解析版)

湖南省衡阳市第八中学2019-2020学年上学期第三次考试 一、单项选择题 ‎1.关于惯性,下列说法中正确的是 A. 同一汽车,速度越快,越难刹车,说明物体速度越大,惯性越大 B. .物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性 C. 已知月球上的重力加速度是地球上的,故一个物体从地球移到月球惯性减小为 D. 乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的惯性小的缘故 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.物体的惯性大小与物体的运动状态无关,只与物体的质量有关,所以惯性与速度的大小无关,故A错误,B错误;‎ C.在月球上和在地球上,重力加速度的大小不一样,所以受的重力的大小也就不一样了,但质量不变,惯性也不变,故C错误;‎ D.乒乓球可以快速抽杀,是因为乒乓球的质量小,所以它的惯性小,故D正确。‎ ‎2.同一平面上共点的三个力、则F1、F2、F3三力的合力F的大小范围是 A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】当三个力同向时,合力最大,为,‎ ‎5N、8N合成时合力范围为:‎ 当合力为13N时,再与第三个力合成,合力最小为,‎ 因此合力的范围是,故B正确。‎ ‎3.如图所示,一幼儿园小朋友在水平桌面上将a、b、c三个形状不规则的石块成功叠放在一起,受到了老师的表扬,则下列说法正确的是 A. c受到水平桌面向左的摩擦力 B. c对b的作用力方向一定竖直向上 C. b对a的支持力大小一定等于a受到的重力 D. b对a的支持力与a受到的重力一定是一对平衡力 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.以三个物体组成的整体为研究对象,整体只受到重力和桌面的支持力,水平方向不受摩擦力.故A错误;‎ B.选取ab作为整体研究,根据平衡条件,则石块c对b的作用力与整体的重力平衡,则石块c对b的作用力一定竖直向上,故B正确;‎ CD.石块b对a的支持力与其对a的静摩擦力的合力,跟a受到的重力是平衡力,则b对a的支持力和静摩擦力的合力方向竖直向上,支持力的方向不是竖直向上,也不等于a的重力,故CD错误;‎ ‎4.如图,是甲、乙两质点从同一位置,在同一直线上运动的速度v与时间t的关系图象.对两质点运动情况的分析,下列结论正确的是( ) ‎ A. 甲的加速度大于乙的加速度 B. 在t=2s时两质点相遇 C. 在t=1s时两质点相距0.25m D. 在t=2s时两质点相距3m ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)v-t图象的斜率代表加速度,图象越陡,说明该运动加速度越大,故甲质点的加速度小于乙质点得加速度,A错误;‎ ‎(2)v-t图象的交点代表速度相同,故t=2s时两质点的速度相同;v-t图象的面积代表位移,从图象可以看到,两质点在0-2s内位移并不相等,B错误;‎ ‎(3)由图象可知,甲、乙两质点运动的加速度分别为,,所以在0-1s内,甲的位移为,乙的位移为,所以在t=1s的时刻,两质点相距,C错误;‎ ‎(4)在0-2s内,由v-t图象的面积可知,甲的位移为,乙的位移为,所以在t=2s的时刻,两质点相距3m.‎ ‎5.如图所示,在与水平方向成θ角、大小为F的力作用下,质量为m的物块沿竖直墙壁加速下滑,已知物块与墙壁的动摩擦因数为μ.则下滑过程中物块的加速度大小为(  ) ‎ A a=g-μg B. a=g-‎ C. a=g- D. a=g-‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】将F分解可得,物体在垂直于墙壁方向上受到的压力为N=Fcosθ,则物体对墙壁的压力为N=N′=Fcosθ;物体受到的滑动摩擦力为f=μN′=μFcosθ,根据牛顿第二定律可得,解得;故选D.‎ ‎6.如图所示,物块A放在倾斜的木板上,已知木板的倾角分别为α1和α2(α1<α2)时,物块A所受摩擦力的大小恰好相同,则物块A和木板间的动摩擦因数为(   )‎ A. B. ‎ C D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ 当木板的倾角α=α1时,物块所受的摩擦力为静摩擦力,大小为 f1=mgsinα1. 当木板的倾角α=α2时物块所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为 f2=μmgcosα2. 由于f1=f2,可得  故选B.‎ ‎7.如图所示,斜面A固定于水平地面上,在t=0时刻,滑块B以初速度v0自斜面底端冲上斜面,t=t0时刻到达最高点.取沿斜面向上为正方向,下列表示滑块在斜面上整个运动过程中速度v随时间t变化的图象中,肯定错误的是( )‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析:分三种情况讨论,若斜面光滑,若斜面粗糙,;若斜面粗糙,‎ 若斜面光滑,则滑块到达最高点后会向下滑动,沿斜面向上减速滑动和沿斜面向下加速滑动过程中加速度大小都为,即没有机械能损失,到达斜面底端时,速度大小为,方向沿斜面向下,故图A正确;若斜面粗糙,并且最大静摩擦力,则滑块到达最高点后,不会下滑,故B正确;,若斜面粗糙,最大静摩擦 ‎,则在上滑过程中,在下滑过程中,即,因为速度时间图像的斜率表示加速度,所以下滑过程中图像的斜率一定小于上滑过程中图像的斜率,故C一定错,D正确;‎ ‎8.如图,一质量为M、带有挂钩的小球套在倾角为 的细杆上,恰能沿杆匀速下滑.若下滑过程中小球所受杆的作用力大小为F,且小球所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则下列说法正确的是( )‎ A. 仅增大θ(θ<90°),小球被释放后仍能沿杆匀速下滑 B. 仅增大θ(θ<90°),小球被释放后所受杆的作用力小于F C. θ不变,仅在挂钩上再挂一个物体,小球被释放后将沿杆加速下滑 D. θ不变,仅在挂钩上再挂一个物体,小球被释放后所受杆的作用力仍等于F ‎【答案】B ‎【解析】‎ AB、当球形物体沿细杆匀速下滑时,由力的平衡条件可知细杆的弹力:,且,解得,球被释放后所受杆的作用力,仅增大θ(θ<90°),则有球形物体的重力沿杆的分力大于杆对球形物体的摩擦力,小球被释放后沿杆加速下滑,‎ 小球被释放后所受杆的作用力变小,故A错误,B正确;‎ D、当挂上一质量为m物体时,以两物体整体为研究对象,沿杆向下的重力分力为:,细杆所受的压力大小为:,细杆所受的压力变大,由牛顿第三定律可知,D错误;‎ C、球形物体所受的摩擦力即沿杆向上的力,大小为:,摩擦力增大,分析可知F1=F2,因此球形物体仍沿细杆匀速下滑,故C错误;‎ 故选B.‎ ‎9.如图所示,在高度不同的两水平台阶上放有质量分别为m1、m2的两物体A、B,物体间用轻弹簧相连,弹簧与竖直方向夹角为θ.在物体A左端施加水平拉力F,使A、B均处于静止状态,已知物体A表面光滑,重力加速度为g,则下列说法正确的是 A. 弹簧弹力的大小为 B. m1与m2一定相等 C. 地面对B的支持力可能为零 D. 地面对B的摩擦力大小为F ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.对A分析,水平方向上有弹,则弹簧弹力弹,竖直方向上有弹,可知弹,故选项A不符合题意;‎ BC.物体B在水平方向上平衡,可知B在水平方向上受到向右的摩擦力,则地面对B支持力不为零,竖直方向上有弹,则有,由此可知与不一定相等,故选项B、C不符合题意;‎ D.对整体分析,地面对B的摩擦力大小等于,故选项D符合题意.‎ ‎10.假设列车经过铁路桥的全过程都做匀减速直线运动,已知某列车长为L通过一铁路桥时的加速度大小为a,列车全身通过桥头的时间为t1,列车全身通过桥尾的时间为t2,则列车车头通过铁路桥所需的时间为 (  )‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】设列车车头通过铁路桥所需要的时间为t0,从列车车头到达桥头时开始计时,列车全身通过桥头时的平均速度等于时刻的瞬时速度v1,可得:‎ 列车全身通过桥尾时的平均速度等于时刻的瞬时速度v2,则 由匀变速直线运动的速度公式可得:‎ 联立解得:‎ A. ,与计算不符,故A错误.‎ B. ,与计算不符,故B错误.‎ C. ,与计算相符,故C正确.‎ D. ,与计算不符,故D错误.‎ 二、多项选择题 ‎11.关于摩擦力,下列说法中正确的是 A. 滑动摩擦力的方向可与物体的运动方向相同或相反 B. 两个物体之间的静摩擦力总是一个定值 C. 运动的物体可以受静摩擦力作用,静止的物体也可以受滑动摩擦力作用 D. 静摩擦力可以是动力,也可以是阻力,滑动摩擦力一定是阻力 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 滑动摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向相反,有时跟物体运动方向是相同的(如:在传送带上物体受到的摩擦力为动力,其方向与物体运动的方向相同),有时跟物体运动方向相反,故A正确;‎ B. 两个物体之间的静摩擦力是根据受力平衡来确定的,其值可能是变化的,故B错误;‎ C.‎ ‎ 运动的物体可以受静摩擦力作用,静止的物体也可以受滑动摩擦力作用,比如:正在传送带上斜向上运行的物体,受到静摩擦力,但是运动的;再如:在地面上滑动的物体,地面受到滑动摩擦力,而地面是静止的,故C正确;‎ D. 摩擦力一定阻碍物体间相对运动,有时是阻力、有时是动力,例如,轻放在水平传送带上物体受到的滑动摩擦力是物体运动的动力,故D错误;‎ ‎12.质量为m的物体,放在质量为M的斜面体上,斜面体放在粗糙的水平地面上,m和M均处于静止状态,如图所示.当物体m上施加一个水平力F,且F由零逐渐加大到Fm的过程中,m和M仍保持相对静止,在此过程中,下列判断哪些是正确的( )‎ A. 斜面体对m的支持力逐渐增大 B. 物体m受到的摩擦力逐渐增大 C. 地面受到的压力逐渐增大 D. 地面对斜面体的静摩擦力由零逐渐增大到Fm ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.对物体进行研究,物体受到重力mg、水平推力F、斜面的支持力N1,原来物体受到的静摩擦力大小为f1=mgsinα(α是斜面的倾角),方向沿斜面向上,支持力N1=mgcosα;在F作用下,斜面对物体的支持力 N1=mgcosα+Fsinα 所以支持力逐渐增大。‎ 而对于静摩擦力,当Fcosα≤mgsinα时 f1=mgsinα-Fcosα<mgsinα 随F增大,f1减小;‎ 当Fcosα>mgsinα时,静摩擦力的大小变化不确定。故A正确,B错误。‎ ‎ CD.对于整体,受到总重力(M+m)g、地面的支持力N2、静摩擦力f2和水平推力F ‎,由平衡条件得 N2=(M+m)g f2=F 可见,当F增大时,f2逐渐增大到Fm.由牛顿第三定律得知,地面受到的压力保持不变,地面给斜面体的摩擦力由0逐渐增加到Fm.故C错误,D正确。‎ ‎13.如图所示,质量相等的三个物块A、B、C,A与天花板之间、A与B之间用轻绳相连,B与C之间用轻弹簧相连,当系统静止时,C恰好与水平面接触,此时弹簧伸长量为x .现将AB 间的细绳剪断,取向下为正方向,重力加速度为g ,下列说法正确的是 A. 剪断细绳的瞬间A 、B 、C 的加速度分别为0、g 、g B. 剪断细绳的瞬间A 、B 、C 的加速度分别为0、2g 、0‎ C. 剪断细绳后B 物块向下运动距离x时加速度最小 D. 剪断细绳后B 物块向下运动距离2x时速度最大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、B项:设三个物块A、B、C的质量均为m.当系统静止时,C恰好与水平地面接触,则弹簧的弹力大小等于C的重力,即有 F=mg.‎ 剪断细绳的瞬间,细绳的张力立即消失,细绳的张力可突变,则A所受的上面细绳的拉力与重力重新平衡,则A的加速度为0.‎ 而弹簧的弹力不变,则对B有:mg+F=maB,得 aB=2g 水平地面对C的支持力突然增大,C处于平衡状态,则C的加速度为0,所以剪断细绳的瞬间A、B、C的加速度分别为0、2g、0.故A错误,B确;‎ C、D项:剪断细绳后B物块做简谐运动,当合力为零时,加速度为零,最小.此时有 kx′=mg,得弹簧的压缩量,原来系统静止时有 kx=mg,可知,x′=x,所以B物块向下运动距离2x时加速度最小,速度最大,故C错误,D正确.‎ 故选BD.‎ ‎14.如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力FN的大小变化情况是( )‎ A. FN变大 B. F不变 C. FN不变 D. F变小 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】小球受重力绳子拉力,圆环的支持力,依赖圆环画出动态三角形,上段竖直半径代表重力,从圆心到小球的半径代表支持力,小球到小孔的细线代表绳子拉力,随着小球向上滑动,法线支持力大小不变方向改变,拉力变小方向改变,故选CD 三、实验题 ‎15.某同学在家里做实验探究共点力的合成.他从学校的实验室里借来两个弹簧秤,按如下步骤进行实验.‎ A.在墙上贴一张白纸用来记录弹簧秤弹力的大小和方向 B.在一个弹簧秤的下端悬挂一装满水的水杯,记下静止时弹簧秤的读数 C.将一根大约30cm长的细线从杯带中穿过,再将细线两端分别拴在两个弹簧秤的挂钩上.在靠近白纸处用手对称地拉开细线,使两个弹簧秤的示数相等,在白纸上记下细线的方向,弹簧秤的示数如图甲所示 D.如图乙所示,在白纸上根据力的平行四边形定则可求出这两个力的合力 ‎(1)在步骤C中,弹簧秤的读数为_______N ‎(2)在步骤D中,如图乙所示,F和F′都表示合力,其中一个表示合力的理论值,一个表示合力的实验测量值,该图中表示合力的理论值是_______填F或)‎ ‎(3)在实验中,若将细线换成橡皮筋,实验结果是否会发生变化?答:_______(填“变”或“不变”)‎ ‎【答案】 (1). 3.00 (2). F′ (3). 不变 ‎【解析】‎ ‎(1)由图可知,弹簧测力计的示数为3.00N.‎ ‎(2)根据力的平行四边形定则,由图可知,与合成的理论值是通过平行四边形定则算出的值,而实际值是单独一个力拉O点的时的值,因此是与合成的理论值,F是与合成的实际值.‎ ‎(3)实验中,由于O点的作用效果相同,将两个细绳套换成两根橡皮条,不会影响实验结果.‎ ‎16.“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示.‎ ‎(1)下列说法正确的是_______.‎ A.在平衡摩擦力时,不需要挂上细线和砝码盘 B.在探究加速度与力的关系时,只需测量一次,记录一组数据即可 C.“盘和砝码的总质量远小于小车的质量”这一条件如不满足对探究过程会产生影响 D.当改变小车的质量时,由于小车的摩擦力发生变化,所以需要再次平衡摩擦力 ‎(2)在实验中,某同学得到了一条纸带如图所示,选择了A、B、C、D、E、F、G作为计数点,相邻两个计数点间还有4个计时点没有标出,其中x1=1.19cm、x2=2.40cm、x3=3.60cm、x4=4.79cm、x5=6.00cm、x6=7.22cm。已知电源频率为50 Hz,可以计算出小车的加速度大小是________m/s2(保留三位有效数字).打点计时器打D点时的瞬时速度是________ m/s(保留两位有效数字)‎ ‎(3)假设某同学在一次实验中准确的平衡了摩擦力,但在测量所挂重物的质量时,忘记了砝码盘的质量。用a表示小车的加速度,F表示细线作用于小车的拉力,他绘出的a-F关系图象可能是 ________.‎ A. B. C. D.‎ ‎【答案】 (1). A C (2). 1.20 0.42 (3). B ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A.平衡摩擦力时不需要挂上细线和砝码,故A正确;‎ B.在探究加速度与力的关系时,需测出多组数据进行探究,故B错误;‎ C.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,不能用砝码和砝码盘的重力表示细线的拉力,故C正确;‎ D.由于平衡摩擦力之后有,所以,所以无论小车的质量是否改变,小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力,改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力,故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎(2)根据,运用逐差法得:,代入数据解得 打点计时器打D点时的瞬时速度 ‎(3)实验中准确的平衡了摩擦力,但在测量所挂重物的质量时,忘记了砝码盘的质量,则当F=0时,实际的F不为零,则加速度不为零,故B正确。‎ 四、计算题 ‎17.一个质量m=1.0kg的物体放在粗糙的水平地面上,在水平拉力F的作用下,物体由静止开始运动,10s后拉力大小减小为F/4,,并保持恒定不变.已知该物体的“速度-时间”图象如图所示.求:‎ ‎(1)物体所受到的水平拉力F的大小;‎ ‎(2)该物体与地面间的动摩擦因数.‎ ‎【答案】(1)4N(2)0.2‎ ‎【解析】‎ 设加速阶段的加速度为a1,减速阶段的加速度为a2,由v-t图可知, ; ‎ 对物块进行受力分析,由牛顿第二定律可知: F-μmg=ma1 -μmg=ma2 解得:F=4N,μ=0.2‎ ‎18.如图所示,用一根绳子把物体悬挂起来,再用另一根水平的绳子把物体拉向一旁保持静止状态.物体的重力是80N,绳子与竖直方向的夹角,‎ ‎(1)绳子与对物体的拉力分别是多大?‎ ‎(2)如果仅调整绳子的方向,物体仍然保持静止,绳子受到的最小拉力?‎ ‎(3)若绳子能承受最大拉力为,绳子能承受最大拉力为,为了保证绳子不被拉断,则悬挂物体质量的最大值?(,,)‎ ‎【答案】(1)100N,60N(2)48N(3)kg ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物体受重力,绳ab的拉力,采用合成法如图 根据几何知识 ‎(2)由矢量合成三角形可以看出当ab两绳垂直时,b的拉力最小,则有 ‎(3) 绳子a能承受最大拉力为100N,绳子b能承受最大拉力为50N,根据几何知识 ‎ ‎ 联立解得 ‎。‎ ‎19.如图所示,质量为mB=8kg的木板B放在水平地面上,质量为mA=20kg的货箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在货箱上,另一端拴在地面,绳绷紧时与水平面的夹角为θ=.已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4.重力加速度g取10m/s2.现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出, (已知sin=0.6,cos=0.8)试求:‎ ‎(1)绳上张力T的大小;‎ ‎(2)拉力F的大小.‎ ‎【答案】(1)200N;(2)320N ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)对A进行受力分析如图甲所示,可知A受4个力作用,分解绳的拉力 根据受力平衡可得:‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 代入数据解得 ‎(2)对B进行受力分析可知B受6个力的作用,地面对B的支持力为 拉力为 代入数据解得 ‎20.2016年3月下旬某日,江西赣南出现的新一轮强降雨使多处道路受损.交警提示广大驾驶员:请减速慢行,谨慎驾驶.高速公路上甲、乙两车在同一车道上同向行驶,甲车在前,乙车在后,速度均为v0=30 m/s,相距s0=100 m,t=0时,甲车遇紧急情况后,甲、乙两车的加速度随时间变化的关系分别如图甲、乙所示,以运动方向为正方向,则:‎ ‎(1)两车在0~9 s内何时相距最近?最近距离是多少?‎ ‎(2)若要保证t=12 s时乙车在甲车后109 m,则图乙中a0应是多少?‎ ‎【答案】(1)6 s;10 m (2)8 m/s2‎ ‎【解析】‎ ‎(1)由图象知,甲车前3s做匀减速运动,乙车做匀速直线运动,3s末甲车速度为0,此过程乙的速度大于甲的速度,故两者距离减小,接着甲开始做匀加速运动而乙做匀减速运动,两车距离进一步减小,当甲乙两车速度相等时两车相距最近,所以有前3s甲车的位移为:, 乙车的位移为:x乙1=v0t=30×3m=90m 3s后甲车做匀加速直线运动,乙车做匀减速直线运动,当两车速度相等时两车相距最近.两车速度相等时的时间为:a甲2t2=v0+a乙t2 代入甲乙的加速度和乙车的初速度v0可解得当两车速度相等时所经历的时间为: ‎ 所以此过程中甲的位移为:‎ 乙的位移:x乙2=v0t2+a乙t22=30×3+×(−5)×32m=67.5m 所以此时甲乙相距的最近距离为:△x=x甲1+x甲2+s0-(x乙1+x乙2)=45+22.5+100-(90+67.5)m=10m (2)在3-9s时间,乙做匀减速直线运动,甲做初速度为0的匀加速直线运动,因为甲乙加速度大小相等,运动时间相同,可知,在0-9s时间内甲乙位移相等,故9s末时甲乙间距离为:△x2=x甲1+s0-x乙1=45+100-90m=55m 所以在9-12s的时间内t3=3s,甲做匀速直线运动,速度为v0=30m/s,乙做初速度为0的匀加速直线运动,加速度为a乙2,根据题意有t=12s时,x甲3=v0t3=30×3m=90m,‎ ‎ ‎ 甲乙相距109m,所以有:x甲3+△x2-x乙3=109m 可得:x乙3=x甲3+△x2-109m=90+55-109m=36m 所以 ‎ 即图乙中的a0=a乙3=8m/s2.‎ 点睛:能正确的读懂图象,并能根据图象所反映的物体运动规律进行求解.能抓住两车相距最近时的临界条件是两车速度相等.‎
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