【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） 17页

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．‎