湖北省公安县车胤中学2020届高三上学期第一次月考物理试题

湖北省公安县车胤中学2020届高三上学期第一次月考物理试题

高三第一次月考试卷 一、单选题（本大题共4小题，共24.0分）‎ ‎1.甲乙两汽车在一平直公路上同向行驶。在t=0到t=t1的时间内，它们的v-t图象如图所示。在这段时间内 A. 汽车甲的平均速度比乙大 B. 汽车乙的平均速度等于 C. 甲乙两汽车的位移相同 D. 汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大 ‎【答案】A ‎【解析】‎ 试题分析：因为图线与坐标轴所夹的面积是物体的位移，故在0-t1时间内，甲车的位移大于乙车，故根据可知，甲车的平均速度大于乙车，选项A 正确，C错误；因为乙车做变减速运动故平均速度不等于，选项B错误；因为图线的切线的斜率等于物体的加速度，故甲乙两车的加速度均逐渐减小，选项D 错误。‎ 考点：v-t图象及其物理意义 ‎2.如图所示，物体A放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧和竖直墙相连，静止时弹簧的长度小于原长若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A，直到把A推动在A被推动之前的过程中，弹簧对A的弹力大小和地面对A的摩擦力f大小的变化情况是　　‎ A. 保持不变，f始终减小 B. 保持不变，f先减小后增大 C. 始终增大，f始终减小 D. 先不变后增大，f先减小后增大 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 在A被推动之前的过程中，弹簧的长度不变，则弹簧对A的弹力F1大小不变；由题意可知，放在粗糙水平面上，静止时弹簧的长度小于原长，则弹簧对A的推力向右，由于粗糙水平面，因此同时受到水平向左的静摩擦力。当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A，直到把A推动前过程中，物体A受到的静摩擦力从向左变为水平向右。所以其大小先减小后增大。故B正确，ACD错误。故选B。‎ 点睛：本题解题的关键是对A物体进行正确的受力分析，知道当A没有运动时，弹簧弹力不变，而由于推力的变化，从而导致静摩擦力的方向变化，难度适中．‎ ‎3.如图所示，倾角为的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜劈上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态若将固定点c向左移动少许，而a与斜劈始终静止，则 A. 斜劈对物体a的摩擦力减小 B. 斜劈对地面的压力减小 C. 细线对物体a的拉力增大 D. 地面对斜劈的摩擦力减小 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 对滑轮和物体b受力分析，根据平衡条件求解细线的拉力变化情况；‎ 对物体a受力分析，判断物体a与斜面体间的静摩擦力的情况；‎ 对斜面体、物体a、物体b整体受力分析，根据平衡条件求解整体与地面间的静摩擦力和弹力的情况；‎ ‎【详解】A、对滑轮和物体b受力分析，受重力和两个拉力，如图所示： 根据平衡条件，有： 解得： 将固定点c向左移动少许，则θ减小，故拉力T减小； 对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，拉力减小，但由于不知道拉力与重力的下滑分力的大小关系，故无法判断静摩擦力的方向，故不能判断静摩擦力的变化情况，故AC错误； B、对斜面体、物体a、物体b整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力，如图所示： 根据平衡条件，有：，N与角度θ无关，恒定不变；根据牛顿第三定律，压力也不变；‎ 静摩擦力为：，将固定点c向左移动少许，则θ减小，故摩擦力减小，故B错误，D正确。‎ ‎【点睛】当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法，整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法。‎ ‎4.沿固定斜面下滑的物体受到与斜面平行向上的拉力F的作用，其下滑的速度–时间图线如图所示。已知物体与斜面之间的动摩擦因数为常数，在0~5 s、5~10 s、10~15 s内F的大小分别为F1、F2和F3，则 A. F1F3‎ C. F1>F3 D. F1=F3‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ 由v–t图象可知，0~5 s内加速度a1="0.2" m/s2，沿斜面向下，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F1=ma1，F1="mgsin" θ–f–0.2m；5~10 s内加速度a2=0，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F2=ma2，F2="mgsin" θ–f；10~15 s内加速度a3="–0.2" m/s2，沿斜面向上，根据牛顿第二定律有mgsin θ–f–F3=ma3，F3="mgsin" θ–f+0.2m。故可得：F3>F2>F1，选项A正确。‎ ‎【考点定位】图像，牛顿第二定律 ‎【名师点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，基础题。‎ 二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）‎ ‎5.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v-t图像如图所示。已知两车在t=3s时并排行驶，则（ ）‎ A. 在t=1s时，甲车在乙车后 B. 在t=0时，甲车在乙车前7.5m C. 两车另一次并排行驶的时刻是t=2s D. 甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】AC.根据速度时间图象的“面积”表示位移，由几何知识可知，1-3s甲、乙两车通过的位移相等，两车在t=3s时并排行驶，所以两车在t=1s时也并排行驶，故AC错误；‎ B.由图象可知，0-1s内乙车比甲车多走的距离为 而t=1s时刻两车并排而行，可知在t=0时，甲车在乙车前7.5m，选项B正确； ‎ D.由图像可知，甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离等于从t=1s到t=3s过程中甲车的位移，则为 ‎，‎ 故D正确。‎ ‎6.明朝谢肇淛《五杂组》中记载：“明姑苏虎丘寺庙倾侧，议欲正之，非万缗不可。一游僧见之,曰：无烦也，我能正之。”游僧每天将木楔从塔身倾斜一侧的砖缝间敲进去，经月余扶正了塔身。假设所用的木楔为等腰三角形，木楔的顶角为θ，现在木楔背上加一力F，方向如图所示，木楔两侧产生推力N，则：‎ A. 若F一定，θ大时N大 B. 若F一定，θ小时N大 C. 若θ一定，F大时N大 D. 若θ一定，F小时N大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ 选木楔为研究对象，木楔受到的力有：水平向左的F、和两侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力，由于木楔处于平衡状态，所以侧给它的与木楔的斜面垂直的弹力与F 沿两侧分解的分力是相等的，力F的分解如图：‎ 则：，所以：，由公式可知，当F一定，θ小时FN大；当θ一定，F大时FN大。故A、D错误，B、C正确。故选BC。‎ ‎【点睛】对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可。‎ ‎7.如图所示，两个完全相同的光滑球的质量均为m，放在竖直挡板和倾角为的固定斜面间若缓慢转动挡板到与斜面垂直，在此过程中 A. P、Q两球间的弹力不变 B. P球对斜面的压力逐渐增大 C. Q球对斜面的压力逐渐增大 D. Q球对挡板的压力逐渐减小 ‎【答案】AD ‎【解析】‎ ‎【详解】AB.以P为研究对象，受力情况如图1，重力mg没有变化，斜面和Q球对P球的支持力Np和N1方向没有变化，根据平衡条件得到Q对P的弹力N1不变，斜面对P球支持力Np不变。根据牛顿第三定律得到P球对斜面的压力也不变，故A正确，B错误。‎ ‎ ‎ CD.以PQ整体为研究对象，受力如图2所示，由图看出，挡板对Q球的弹力F逐渐减小，斜面对P、Q两球总的支持力N减小，则牛顿第三定律得：Q球对挡板的压力逐渐减小。N=Np+NQ，斜面对P球支持力NP不变，所以NQ减小，Q球对斜面的压力逐渐减小。故D正确，C错误。‎ ‎8.如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为。用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是( )‎ A. 若,则 B. 若 ,则 C. 若,则 D. 若,则 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 先用整体法求出物体的合外力，进而求得加速度；然后再用隔离法对P、R两物体进行受力分析，利用牛顿第二定律即可求得k；‎ ‎【详解】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动，则加速度：，所以，R和Q之间相互作用力：，Q与P之间相互作用力：，所以R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比，由于不管是否为零，恒成立，故B、D正确，A、C错误；‎ 故选BD。‎ ‎【点睛】关键是要抓住三个物体的加速度相同，先对整体研究，得到加速度，然后应用隔离法研究内力。‎ 三、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）‎ ‎9.某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器（频率为50 Hz，即每0.02 s打一个点）记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点．其相邻点间还有4个点未画出．其中x1=7.05 cm、x2=7.67 cm、x3=8.29 cm、x4=8.91 cm、x5=9.53 cm、x6=10.15 cm，‎ ‎（1）关于接通电源和释放纸带的次序，下列说法正确的是___________。‎ A．先接通电源，后释放纸带 B．先释放纸带，后接通电源 C．释放纸带同时接通电源 D．先接通电源或先释放纸带都可以 ‎（2）小车运动的加速度为________m/s2，在F时刻的瞬时速度为________m/s。（保留2位有效数字）‎ ‎（3）如果在测定匀变速直线运动的加速度时，实验者如不知道工作电压的频率变为大于50 Hz，这样计算出的加速度值与真实值相比是____________（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。‎ ‎【答案】 (1). A (2). 0.62 (3). 0.98 (4). 偏小 ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后释放纸带让纸带（随物体）开始运动，如果先放开纸带开始运动，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差；同时先打点再释放纸带，可以使打点稳定，提高纸带利用率，可以使纸带上打满点，所以用电磁打点计时器打点时应先接通电源，后释放纸带。故A正确，BCD错误。 （2）相邻点间还有4个点未画出，因此相邻计数点之间的时间间隔为T=0.1s。 根据△x=aT2得： x6−x3＝3a1T2 ‎ x5−x2＝3a2T2 x4−x1＝3a3T2 代入数据得：‎ 匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，因此有： ‎ ‎（3）工作电压的频率变为大于50Hz，打点周期小于0.02s，连续相等时间内的位移之差减小，而实验者不知道，仍按原来的周期计算加速度，由△x=aT2知计算出的加速度值与真实值相比偏小。‎ ‎10.某实验小组利用如图所示的装置探究物体的加速度与力、质量的关系．‎ ‎(1)实验中下列做法正确的是___________．‎ A.平衡摩擦力后，实验就不需要满足小车及车中砝码总质量远大于砝码盘及盘中砝码总质量的条件 ‎ B.每次改变小车中砝码质量后，都需要重新平衡摩擦力 C.选取点迹清晰的纸带，必须以打的第一个点为计数起始点进行测量 D.实验中应先接通打点计时器的电源，然后再释放小车 ‎(2)实验中由于实际绳对小车的拉力_________（选填“大于”、“等于”、“小于”）重物所受的重力，会给实验带来系统误差。为减小此误差，实验中要对小车质量M和重物质量m进行选取，以下四组数据中最合理的一组是__________．（填写相应序号）‎ ‎①M=200g，m=40g、60g、80g、100g、120g ‎②M=200g，m=30g、35g、40g、45g、50g ‎③M=400g，m=20g、40g、60g、80g、100g ‎④M=400g，m=10g、15g、20g、25g、30g ‎(3)如图所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带。取计数点1、2、3、4、5.已知打点计时器的打点周期为0.02s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为3. 05cm、3.92cm、4.77cm、5.62cm，则小车运动的加速度大小a=______m/s2．（结果保留两位有效数字）‎ ‎(4)甲、乙两同学在同一实验室，各取一套上图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到右图中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知________．（大于、小于、等于）‎ ‎【答案】 (1). （1）D、 (2). （2）小于 (3). ④ (4). （3）0.86 (5). （4）大于 ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 根据“探究物体的加速度与力、质量的关系”可知，本题考查“验证牛顿第二定律”的实验，根据实验条件、实验原理、实验数据处理、误差分析、实验结论等，进行列式计算和分析推断.‎ ‎【详解】(1)A、本题实验研究物块的牛顿第二定律，实验器材不能测出绳的拉力大小，则平衡摩擦力后要求物块质量M远大于钩码的总质量m，只有满足这个条件才可认为小车受到的拉力F约为mg；故A错误.‎ B、平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，与质量无关，故通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度；故B错误.‎ C、选取点迹清晰的纸带，不一定以打的第一个点为计数起始点进行测量；故C错误.‎ D、打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器；故D正确.‎ 故选D.‎ ‎(2)重物与小车一起加速运动，因此重物对小车的拉力小于重物的重力，当盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，因此第④组数据比较符合要求．‎ ‎(3)根据匀变速直线运动的判别式△x=aT2，运用逐差法得：.‎ ‎(4)根据牛顿第二定律得,可知图线的纵轴截距的绝对值等于μg,则有.‎ ‎【点睛】本题主要考查“验证牛顿第二定律”的实验，要明确实验原理，特别是要明确系统误差的来源，知道减小系统误差的方法。对于图线问题，一般的解题思路是通过物理规律得出两个物理量之间的函数关系，结合图线的斜率和截距进行分析求解.‎ 四、计算题（本大题共3小题，共44.0分）‎ ‎11.近几年，国家取消了7座及以下小车在法定长假期间高速公路收费，给自驾出行带来了很大的实惠，但车辆的增多也给道路的畅通增加了压力，因此交管部门规定，上述车辆通过收费站口时，在专用车道上可以不停车拿(交)卡而直接减速通过．若某车减速前的速度为v0＝20m/s，靠近站口时以大小为a1＝5 m/s2的加速度匀减速，通过收费站口时的速度为vt＝8 m/s，然后立即以a2＝4 m/s2的匀加速至原来的速度(假设收费站的前、后都是平直大道)．试问：‎ ‎(1)该车驾驶员应距收费站口多远处开始减速？‎ ‎(2)该车从减速开始到最终恢复到原来速度的过程中，运动的时间是多少？‎ ‎(3)在(1)(2)问题中，该车因减速和加速过站而耽误的时间为多少？‎ ‎【答案】（1）33.6m （2）5.4s （3）1.62s ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）设该车初速度方向为正方向,该车进入站口前做匀减速直线运动，设距离收费站x1处开始制动，则有：vt2－v02＝- 2a1x1 ① ‎ 解得：x1＝33.6 m. ② ‎ 该车通过收费站经历匀减速和匀加速两个阶段，前后两段位移分别为x1和x2，时间为t1和t2，则 减速阶段：vt＝v0 - a1t1 ③ ‎ 解得：t1＝2.4 s ④‎ 加速阶段：t2＝＝3 s ⑤‎ 则加速和减速的总时间为：t＝t1＋t2＝5.4 s. ⑥‎ ‎（3）在加速阶段：x2＝t2＝42 m ⑦‎ 则总位移：x＝x1＋x2＝75.6 m ⑧ ‎ 若不减速所需要时间：t′＝＝3.78 s ⑨ ‎ 车因减速和加速过站而耽误的时间：Δt＝t－t′＝1.62 s. ⑩‎ ‎【点睛】此题运动的过程复杂，轿车经历减速、加速，加速度、位移、时间等都不一样．分析这样的问题时，要能在草稿子上画一画运动的过程图，找出空间关系，有助于解题．‎ ‎12.如图所示，放在表面粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物体B均处于静止状态。轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角，斜面倾角 ，物块A和B的质量分别为mA=5kg，mB=1kg，弹簧的劲度系数k=500N/m，（， ，重力加速度g=10m/s2），求：‎ ‎（1）弹簧的伸长量x；‎ ‎（2）物块A受到的摩擦力。‎ ‎【答案】（1）m（2）N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）对结点O受力分析如图所示：‎ ‎ 根据平衡条件，有： Tcosθ-mBg=0， Tsinθ-F=0， 且：F=kx， 解得：x=m；T=50/3N ‎（2）设物体A所受摩擦力沿斜面向下，对物体A做受力分析如图所示：‎ ‎ 根据平衡条件，有：T-f-mAgsinα=0 解得：f=-40/3N， 即物体A所受摩擦力大小40/3N，方向沿斜面向上．‎ ‎13.质量为4kg的雪橇在倾角的斜坡上向下滑动，所受的空气阻力与速度成正比，比例系数未知今测得雪橇运动的图象如图所示，且AB是曲线最左端那一点的切线，B点的坐标为(4,15)，CD线是曲线的渐近线试问：‎ ‎(1)物体开始时做什么运动？最后做什么运动？‎ ‎(2)当和时，物体的加速度各是多少？‎ ‎(3)空气阻力系数k及雪橇与斜坡间的动摩擦因数各是多少？‎ ‎【答案】(1)物体开始时做加速度减小的加速直线运动，最后作匀速直线运动．(2)2.5m/s2和0(3)2kg/s， ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)物体开始时做加速度减小的加速直线运动，最后作匀速直线运动． (2)当v0=5m/s时，加速度 v1=10m/s时，加速度为a1=0 (3)t=0时刻开始加速时：‎ mgsinθ-kv0-μmgcosθ=ma0┅①‎ 最后匀速时：‎ mgsinθ=kv1+μmgcosθ┅②．‎ 由上面二式，得  kv0+ma0=kv1，‎ 解得 由②式，得 代入解得 μ=0.125‎ ‎ ‎