湖南省衡阳县四中2020届高三上学期10月月考物理试题 16页

衡阳县四中2019-2020学年度高三10月份月考试卷 物理试卷 ‎ 一、选择题 ‎1. 一质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上.现对物块施加一个竖直向下的恒力F，如图所示.则物块( )‎ A. 沿斜面加速下滑 B. 仍处于静止状态 C. 受到的摩擦力不变 D. 受到的合外力增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，对其受力分析，可求出动摩擦因数，加力F后，根据共点力平衡条件，可以得到压力与最大静摩擦力同时变大，物体依然平衡．‎ 解：由于质量为m的物块恰好静止在倾角为θ的斜面上，说明斜面对物块的摩擦力等于最大静摩擦力，‎ 对物体受力分析，如图 根据共点力平衡条件，有 f=mgsinθ N=mgcosθ f=μN 解得 μ=tanθ 对物块施加一个竖直向下的恒力F，再次对物体受力分析，如图 根据共点力平衡条件，有 与斜面垂直方向依然平衡：N=（mg+F）cosθ 因而最大静摩擦力为：f=μN=μ（mg+F）cosθ=（mg+F）sinθ，‎ 故在斜面平行方向的合力为零，故合力仍然为零，物块仍处于静止状态，A正确，B、D错误，摩擦力由mgsinθ增大到（F+mg）sinθ，C错误；‎ 故选A．‎ ‎【点评】本题要善用等效的思想，可以设想将力F撤去，而换成用一个重力的大小等于F的物体叠放在原来的物块上！‎ ‎2.甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移一时间(x-t)图象如图所示，由图象可以看出在0〜4 s内（ ） ‎ A. 甲、乙两物体始终同向运动 B. 4s时甲、乙两物体间的距离最大 C. 甲的平均速度等于乙的平均速度 D. 甲、乙两物体之间的最大距离为4 m ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：A、由于位移--时间图象的斜率表示该时刻的速度，可以从图中看出乙物体的速度（斜率）始终为正值，即速度始终为正方向，甲物体前两秒内速度为正方向，2秒末到4秒末速度为负方向，故A错误；‎ B、4s秒末两物体的位置坐标相同，说明两物体相遇，故B错误；‎ C、由图知：4s内甲的位移大小为s甲=△x=2m-0=2m，乙的位移大小为s乙=△x=2m-0=2m，可见，位移相等，所用时间也相等，则由平均速度公式得知，平均速度相等．故C正确；‎ D、从位移--时间图象来看，两个物体两秒末纵坐标读数之差最大，即两物体相距最远，可知2s末两物体相距最远，最大距离为△s=4m-1m=3m．故D错误。‎ 故选：C。‎ 考点：匀变速直线运动位移与时间图像 ‎【名师点睛】解答本题关键要理解位移-时间图象上交点和斜率的物理意义，知道位移时间图象仅描述直线运动。位移-时间图象表示物体的位置随时间的变化，图象上的任意一点表示该时刻的位置，图象的斜率表示该时刻的速度，斜率的正负表示速度的方向。‎ ‎3.如图所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c两点，绳长为L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时挂钩两侧轻绳所成夹角为120°。若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，挂上物体A后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内，若重力加速度大小为g，上述两种情况，下列说法正确的是 （ ）‎ A. 轻绳的弹力大于mg B. 轻绳的弹力小于mg C. 橡皮筋的弹力大于mg D. 橡皮筋的弹力小于mg ‎【答案】D ‎【解析】‎ 试题分析：设两杆间的距离为S，细绳的总长度为L，静止时轻绳两端夹角为，由于重物的拉力的方向竖直向下，所以三个力之间的夹角都是，根据矢量的合成可知，三个力的大小是相等的．故轻绳的弹力大小为mg，故A、B错误；若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，杆之间的距离不变，所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定小于 ‎，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的拉力小于，故C错误，D正确。‎ 考点：共点力平衡的条件及其应用、物体的弹性和弹力 ‎【名师点睛】本题要抓住挂钩与动滑轮相似，两侧绳子的拉力关于竖直方向对称，能运用几何知识求解夹角α，再运用平衡条件解题。‎ ‎4.将两个质量均为m的小球a、b用细线相连后，再用细线悬挂于O点，如图所示．用力F拉小球b，使两个小球都处于静止状态，且细线Oa与竖直方向的夹角保持θ=30°，则F达到最小值时Oa绳上的拉力为 A. mg B. mg C. mg D. mg ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】以两个小球组成整体为研究对象，分析受力，作出F在三个方向时整体的受力图，根据平衡条件得知：F与T的合力与重力mg总是大小相等、方向相反，由力的合成图可知，当F与绳子oa垂直时，F有最小值，即图中2位置，F的最小值为：‎ ‎ 根据平衡条件得：F=2mgsin30°=mg，T=2mgcos30°=mg；‎ A. mg，与结论相符，选项A正确； ‎ B. mg，与结论不相符，选项B错误； ‎ C. mg，与结论不相符，选项C错误； ‎ D. mg，与结论不相符，选项D错误。‎ ‎5.如图所示，两个小球用长为1 m的细线连接，用手拿着球，球竖直悬挂，且A、B两球均静止。现由静止释放球，测得两球落地的时间差为0.2 s，不计空气阻力，重力加速度，则球释放时离地面的高度为 A. 1.25 m B. 1.80 m C. 3.60 m D. 6.25m ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设释放时A球离地高度为h，则，求得，。‎ A. 1.25 m与上述计算结果不相符，故A错误；‎ B. 1.80 m与上述计算结果相符，故B正确；‎ C. 3.60 m与上述计算结果不相符，故C错误；‎ D. 6.25m与上述计算结果不相符，故D错误。‎ ‎6.如图所示，质量为m的钢球静止于两光滑木板之间。已知两木板的夹角木板与水平方向的夹角，则钢球对板的压力大小分别是 A. ‎ B. ‎ C. ‎ D. ‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】对钢球受力分析，作出受力分析图所示：‎ 根据共点力平衡条件可知，‎ Fbcos45°+mgcos45°=Fa Fbsin45°=mgsin45°。‎ 解得：‎ 故D正确，ABC错误.‎ ‎7.甲、乙、丙三辆汽车以相同的速度经过某一路标，以后甲车一直做匀速直线运动，乙车先加速后减速，丙车先减速后加速，它们经过下一路标时的速度又相同，则（ ）‎ A. 甲车先通过下一路标 B. 乙车先通过下一路标 C. 丙车先通过下一路标 D. 三车同时到达 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】由于丙先减速后加速，它在整个运动过程中的平均速度比甲小，所以在相等位移内它的时间比甲多。乙先加速后减速，所以它在整个运动过程中的平均速度比甲大，经过相同的位移，它的时间肯定比匀速运动的甲少；由此可知，乙将最先到达下一个路标，丙最后一个到达下一个路标。‎ A.甲车先通过下一路标，与分析不符，故A错误。‎ B.乙车先通过下一路标，与分析相符，故B正确。‎ C.丙车先通过下一路标，与分析不符，故C错误。‎ D.三车同时到达，与分析不符，故D错误。‎ ‎8.如图所示，国产某品牌汽车装备了具有“全力自动刹车”功能的城市安全系统，系统以50Hz的频率监视前方的交通状况．当车速v≤10m/s且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时，如果司机未采取制动措施，系统就会立即启动“全力自动刹车”，加速度大小约为4m/s2，使汽车避免与障碍物相撞．则“全力自动刹车”系统设置的安全距离约为 A. 40m B. 25m C. 12.5m D. 2m ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意知，车速v≤10m/s，系统立即启动“全力自动刹车”的加速度大小约为4m/s2，最后末速度减为0，由推导公式v2=2ax可得：x≤=12.5m，所以系统设置的安全距离约12.5m，故C正确，ABD错误。故选C。‎ ‎【点睛】解答此题的关键是知道末速度为0隐含条件，找到题干告诉的已知量初速度和加速度，利用匀变速直线运动公式可解．‎ ‎9.水平横梁的一端A插在墙壁内，另一端装有一小滑轮B，一轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过滑轮后挂着一质量为m＝10 kg的物体，并与横梁夹角为30°，如图所示，g＝10m/s2，则滑轮受到的作用力为 A. 50N B. N C. 100N D. N ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意可得，对绳B点受力分析：滑轮受到绳子的作用力应为图中两段绳中拉力F1和F2的合力，因同一根绳张力处处相等，都等于物体的重量，即 F1=F2=G=mg=100 N 用平行四边形定则作图，由于拉力F1和F2的夹角为120°，则有合力 F=100 N 所以滑轮受绳的作用力为100 N．方向与水平方向成30°角斜向下。‎ A.50N与计算结果不符，故A错误。‎ B. N与计算结果不符，故B错误。‎ C.100N与计算结果相符，故C正确。‎ D. N与计算结果不符，故D错误。‎ ‎10.A、B两质点在同平面内同时向同一方向做直线运动，它们的位置一时间图象如图所示，其中①是顶点过原点的抛物线的一部分，②是过点(0，3)的一条直线，两图象相交于坐标为(3，9)的P点，则下列说法不正确的是 A. 质点A做初速度为零加速度为2m/s2的匀加速直线运动 B. 质点B以2m/s的速度做匀速直线运动 C. 在前3s内，质点A比B向前多前进了9m D. 在3s前某时刻质点A、B速度相等 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、质点A的运动方程为，则初速度为零，加速度，故A正确；‎ B、乙直线的斜率表示速度,故质点B做匀速直线运动，质点B的速度为，故B正确；‎ C、在前3s内，质点B的位移为6m，质点A的位移为9m，质点A比B向前多前进了3m，故C错误；‎ D、时，质点A的速度为，故D正确；‎ 不正确的故选C。‎ ‎【点睛】关键是直线的斜率表示速度，质点B做匀速直线运动，质点A的运动方程为，质点A做初速度为零加速度为2m/s2的匀加速直线运动。‎ 二、实验题 ‎11.某同学用如图所示的实验装置验证“力的平行四边形定则”．弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置，分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸记录O点的位置和拉线的方向．‎ ‎（1）本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 N．‎ ‎（2）下列不必要的实验要求是 （请填写选项前对应的字母）‎ A．应测量重物M所受的重力 B．弹簧测力计应在使用前校零 C．拉线方向应与木板平面平行 D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置 ‎【答案】【答题空1】3.8;‎ ‎【答题空2】ABC ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）由图中可以读出示数为3.60N ‎ ‎（2）A、实验通过作出三个力的图示，来验证“力的平行四边形定则”，因此重物的重力必须要知道。故A正确；‎ B、弹簧测力计是测出力的大小，所以要准确必须在测之前校零。故B正确；‎ C、拉线方向必须与木板平面平行，这样才确保力的大小准确性。故C正确；‎ D、当结点O位置确定时，弹簧测力计A的示数也确定，由于重物的重力已确定，两力大小与方向均一定，因此弹簧测力计B的大小与方向也一定，所以不需要改变拉力多次实验。故D错误。‎ ‎12.某同学设计了一个如图所示的装置测定滑块与木板间的动摩擦因数，其中A为滑块，B和C 是质量可调的砝码，不计绳和滑轮的质量及它们之间的摩擦，装置水平放置。实验中该同学在砝码总质量（m＋m′＝m0）保持不变的条件下，改变m和m′的大小，测出不同m下系统的加速度，然后通过实验数据的分析就可求出滑块与木板间的动摩擦因数．‎ ‎（1）该同学手中有电磁打点计时器、纸带、质量已知且可随意组合的砝码若干、滑块、一端带有定滑轮的长木板、细线，为了完成本实验，得到所要测量的物理量，还应有（ ）．‎ A．秒表　　　　 B．毫米刻度尺　　　　C．天平　　　　D．低压交流电源 ‎（2）实验中，该同学得到一条较为理想的纸带，如图所示，从清晰的O点开始，每隔4个点取一计数点（中间4个点没画出），分别记为A、B、C、D、E、F，各计数点到O点的距离为OA＝1.61 cm，OB＝4.02 cm，OC＝7.26 cm，OD＝11.30 cm，OE＝16.14 cm，OF＝21.80 cm，打点计时器打点频率为50 Hz，则由此纸带可得到打E点时滑块的速度v＝______m/s，此次实验滑块的加速度a＝_____m/s2.（结果均保留两位有效数字）‎ ‎（3）在实验数据处理中，该同学以m为横轴，以系统的加速度a为纵轴，绘制了如图所示的实验图线，结合本实验可知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝_______.（g取10 m/s2）。‎ ‎【答案】 (1). BD (2). 0.53 (3). 0.81 (4). 0.3‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)[1].A.打点计时器通过打点即可知道时间，故不需要秒表，故A错误。‎ B.实验需要测量两点之间的距离，故需要毫米刻度尺和，故B正确。‎ C.本实验中可以不测滑块的质量，而且砝码的质量已知，故天平可以不选，故C错误。‎ D.电磁打点计时器要用到低压交流电源，故D正确。‎ ‎(2)[2].每隔4个点取一计数点，相邻计数点之间的时间间隔为0.1s，故用平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得：‎ ‎[3].由△x=at2可得：‎ ‎(3).对ABC系统应用牛顿第二定律可得：‎ 所以a-t图象中，纵轴的截距为-μg，故-μg=-3，‎ 解得：‎ μ=0.30‎ 三、计算题 ‎13.某同学为了测定木块与斜面间的动摩擦因数，他用测速仪研究木块在斜面上的运动情况，装置如图甲所示.他使木块以初速度v0＝4 m/s的速度沿倾角θ＝30°的斜面上滑紧接着下滑至出发点，并同时开始记录数据，结果电脑只绘出了木块从开始上滑至最高点的v－t图线如图乙所示.g取10 m/s2.求：‎ ‎(1)上滑过程中的加速度的大小a1；‎ ‎(2)木块与斜面间的动摩擦因数μ；‎ ‎(3)木块回到出发点时的速度大小v.‎ ‎【答案】（1）8 m/s2（2）0.35（3）2 m/s ‎【解析】‎ 试题分析：（1）由题图乙可知，木块经0.5s滑至最高点 上滑过程中加速度的大小：（2分）‎ ‎（2）由牛顿第二定律F=ma得 上滑过程中：（2分）‎ 代入数据得（1分）‎ ‎（3）下滑的距离等于上滑的距离==m=1m （2分）‎ 由牛顿第二定律F=ma得 下滑过程中：（3分）‎ 下滑至出发点的速度大小V=‎ 联立解得 V=2m/s 考点：牛顿运动定律 ‎14.如图所示，质量分别为1kg和2kg的木块A和B，用一个劲度系数为k=200N/m轻质弹簧连接，最初系统静止，现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面.(g=9.8m/s2)‎ ‎(1)最初静止时弹簧的形变量；‎ ‎(2)B刚要离开地面时弹簧的形变量；‎ ‎(3)整个过程中A上升高度.‎ ‎【答案】（1）4.9cm （2）9.8cm （3）14.7cm ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)A压在弹簧上使弹簧被压缩，设弹簧压缩量为x1，‎ 对A由二力平衡可得：‎ 解得：‎ ‎(2)B刚要离开地面时，地面的支持力为零，则弹簧处于伸长状态，设伸长量为x2‎ 由B的二力平衡可得：‎ 解得：‎ ‎(3)A物体拴在弹簧上，则A物体的位移即为弹簧的长度变化 弹簧从压缩状态x1变为原长再变为伸长x2，则 ‎15. 如图所示，在高速公路某处安装固定雷达测速仪，可以抓拍超速车辆及测量运动车辆的加速度。若汽车距测速仪355 m时测速仪发出超声波，同时汽车由于紧急情况而急刹车，当测速仪接收到反射回来的超声波信号时，汽车恰好停止，此时汽车距测速仪335 m，已知声速为340 m／s。‎ ‎（1）求汽车刹车过程中加速度；‎ ‎（2）若该路段汽车正常行驶速度要求为60～110 km／h，则该汽车刚刹车时的行驶速度是否超速？‎ ‎【答案】（1）a=10m/s2（2）未超速 ‎【解析】‎ 试题分析：（1）根据题意，超声波和汽车运动过程的示意图如图所示，设超声波往返的时间为2t，汽车在2t时间内，刹车的位移为：．‎ 当超声波与汽车A相遇后，汽车A继续前进时间为t，位移为：．‎ 则超声波在2t时间内的路程为：．‎ 由声速为340m/s，解得t=1s．‎ 代入数据解得a=10m/s2．‎ ‎（2）由汽车A刹车过程的位移：，解得刹车前的速度为：‎ ‎．‎ 车速在规定范围内，符合规定范围．‎ 考点：考查了匀变速直线运动规律的应用 ‎【名师点睛】解决本题的关键理清运动过程，抓住超声波从B发出到A与被A反射到被B接收所需的时间相等，运用匀变速直线运动的规律进行求解 ‎ ‎