【物理】黑龙江省大庆市第一中学2019-2020学年高一上学期第三次月考试题 （解析版）

【物理】黑龙江省大庆市第一中学2019-2020学年高一上学期第三次月考试题 （解析版）

黑龙江省大庆市第一中学2019-2020学年高一上学期 第三次月考试题 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。(在每小题给出的四个选项中，第1、4、7、12有多项符合题目要求，其它小题只有一项符合题目要求。全选对的得4分，选对但选不全的得2分，有错选的得0分。)‎ ‎1.关于牛顿第二定律的数学表达式F＝kma，下列说法正确的是(　　)‎ A. 在任何情况下式中k都等于1‎ B. 式中k的数值由质量、加速度和力的大小决定 C. 式中k的数值由质量、加速度和力的单位决定 D. 物理中定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．只有式中各个物理量的单位都取国际单位时，式中k才等于1，故A错误；‎ BC．牛顿第二定律中k的取值由质量、加速度和力的单位决定，与它们的大小无关，故B错误，C正确；‎ D．物理中定义使质量为1 kg的物体产生1 m/s2的加速度的力为1 N，故D正确．‎ 故选CD。‎ ‎2.用国际单位制验证下列表达式，可能正确的是（ ）‎ A. （为位移、为加速度、为时间）‎ B. （为加速度、为动摩擦因数、为重力加速度）‎ C. （为作用力、为质量、为速度、为半径）‎ D. （为速度、为半径、为重力加速度）‎ ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A、x为位移，国际单位是m，a为加速度，国际单位是m/s2，t为时间，国际单位是s，所以at的国际单位是m/s，所以x=at是错误的，故A错误；‎ B、a为加速度，国际单位是m/s2，为动摩擦因数，无单位，g为重力加速度国际单位是m/s2，所以a=g可能正确．故B正确；‎ C、F为作用力，国际单位是N，m为质量国际单位是kg，v为速度国际单位是m/s，R为半径国际单位是m．1N=1kg•m/s2，所以是错误的，故C错误．‎ D. v为速度国际单位是m/s，g为重力加速度国际单位是m/s2，R为半径国际单位是m，的国际单位是m/s，所以可能正确．故D正确；‎ ‎3.甲、乙两物体做自由落体运动，已知甲物体的质量是乙物体的一半，而甲距地面的高度是乙距地面高度的2倍，下列说法正确的是 A. 甲物体的加速度是乙物体加速度的1/2倍 B. 甲物体着地的速度是乙物体着地的速度的2倍 C. 甲物体下落的时间是乙物体下落的时间的倍 D. 甲、乙两物体的末速度相同 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】甲、乙两物体做自由落体运动，加速度都为重力加速度，相同，故A错误；根据v2=2gh，末速度为v=，故甲物体着地的速度是乙物体着地的速度的倍，故BD错误；根据h=gt2，，故甲物体下落的时间是乙物体下落的时间的倍，故C正确；故选C．‎ ‎4.如图所示，将光滑斜面上物体的重力分解为、两个力，下列结论正确的是（ ）‎ A. 是斜面作用在物体上使物体下滑力，是物体对斜面的正压力 B. 物体受、、、四个力作用 C. 物体受重力和弹力的作用 D. 力、、三个力的作用效果跟、两个力的作用效果相同 ‎【答案】CD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．F1是重力作用在物体上使物体下滑的分力，F2不是物体对斜面的压力，因为物体对斜面的压力的受力物体是斜面，不是物体，而F2作用在物体上，故A错误；‎ BC．物体只受重力和支持力两个力，故B错误，C正确；‎ D．力FN、F1和F2的三个力的作用效果跟mg、FN两个力的效果相同，故D正确．‎ 故选CD正确。‎ ‎5.如图所示是甲、乙两质点从同一地点沿同一直线运动的v－t图线．关于两质点在0～8 s内的运动，下列说法正确的是(　　)‎ A. 甲、乙两质点都在做匀速直线运动 B. 甲、乙图线交点对应的时刻两质点速度相等，且相距最近 C. 乙质点距离出发点的最远距离为80 m D. 甲、乙两质点在t＝8 s时同时回到出发点 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.速度时间图象的斜率表示加速度，由图可知，甲、乙都做匀变速直线运动，故A错误；‎ B.交点表示速度相等，图象与坐标轴围成面积代表位移，所以此时刻相距最远，故B错误；‎ C.图象与坐标轴围成面积代表位移，乙质点距离出发点的最远距离为，‎ 故C错误；‎ D.图象与坐标轴围成面积代表位移，时间轴上方位移为正，时间轴下方位移为负．8s末，甲、乙的位移均为零，说明同时回到了出发点．故D正确；‎ ‎6.如图所示，AB是半圆的直径，O为圆心，P点是圆上的一点，在P点作用了三个共点力F1、F2、F3．若F2的大小已知，则这三个力的合力为（ ）‎ A F2 B. 2F2 C. 3F2 D. 4F2‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：以F1、F3为邻边作平行四边形，由几何特征，可知平行四边形是矩形，‎ 则合力F13=2F2，故F1、F2、F3的合力F=3F2，所以C正确；‎ ‎7.如图所示，半圆柱体P放在粗糙水平地面上，其右端有一竖直挡板MN。在半圆柱体P和MN之间放Q滑落到地面之前的此过程中，P始终静止不动，对于此过程下列说法中正确的是（　　）‎ A. MN对Q的弹力增大 B. MN对Q的弹力减小 C. P对Q的弹力逐渐增大 D. P对Q的弹力先增大后减小 ‎【答案】AC ‎【解析】‎ ‎【详解】AB. 对圆柱体Q受力分析，受到重力、杆MN的支持力和半球P对Q的支持力，如图所示，‎ 重力的大小和方向都不变，杆MN的支持力方向不变、大小变，半球P对Q的支持力方向和大小都变，然后根据平衡条件，得到：N1=mgtanθ，由于θ不断增大，故N1不断增大，故A正确，B错误； ‎ CD.由受力分析图，根据平衡条件：N2=，由于θ不断增大，N2也不断增大，故C正确，D错误。‎ 故选：AC ‎8.如图所示，用一根长为L的细绳一端固定在O点，另一端悬挂质量为m的小球A，为使细绳与竖直方向夹角为30°且绷紧，小球A处于静止，则需对小球施加的最小力等于（　　）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图：‎ 根据作图法分析得到，当小球施加的力F与细绳垂直时，所用的力最小.根据平衡条件，F的最小值为：.；故B正确.‎ ‎9.如图所示，质量相等的A、B两小球分别连在轻绳两端，轻弹簧的一端与A球相连，另一端固定在倾角为30°的光滑斜面顶端，重力加速度大小为g．则剪断轻绳的瞬间（　　 ）‎ A. A的加速度为零，B的加速度大小为g B. A,B的加速度大小均为0.5g C. A,B的加速度均为零 D. A的加速度为零，B的加速度大小为0.5g ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设小球的质量为m，对整体分析，弹簧的弹力F=2mgsin30°=mg，‎ 剪断细线的瞬间，弹簧的弹力不变，对A分析， ‎ B的加速度为：故B正确，A、C、D错误．‎ ‎10.如图所示，表面光滑半径为R的半球固定在水平地面上，球心O的正上方O’处有一个不计摩擦的定滑轮，轻质细绳两端各系一个小球挂在定滑轮上，两小球均可视为质点．两小球平衡时，若滑轮两侧细绳的长度分别为l1=2.4R，l2=2.5R，则这两个小球的质量之比m1∶m2为 A. 24∶1 B. 25∶1 C. 24∶25 D. 25∶24‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】先以左侧小球为研究对象，分析受力情况：重力m1g、绳子的拉力T和半球的支持力N，作出力图．‎ ‎ 由平衡条件得知，拉力T和支持力N的合力与重力m1g大小相等、方向相反．设OO′=h，根据三角形相似得 同理，对右侧小球，有 解得：‎ A. 24∶1与计算结果不符，故A错误．‎ B. 25∶1与计算结果不符，故B错误．‎ C. 24∶25与计算结果不符，故C错误．‎ D. 25∶24与计算结果相符，故D正确．‎ ‎11.如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长．如果，则绳子对物体A的拉力大小为（　　）（已知重力加速度为g）‎ A. 3mg B. mg C. D. ‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．A、B连在一起，加速度大小相同；对整体受力分析，由牛顿第二定律可知：mBg=(mA+mB)a，结合mB=3mA解得加速度为：，选取A为研究的对象。A的合力等于绳子的拉力，所以绳子的拉力为：F=mAa=，故C正确,故ABD错误。‎ 故选：C ‎12.如图所示，木板P下端通过光滑铰链固定于水平地面上的O点，物体A、B叠放在木板上且处于静止状态，此时物体B的上表面水平。现使木板P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，物体A、B仍保持静止，与原位置的情况相比（　　）‎ A. B对A支持力不变 B. B对A的支持力减小 C. 木板对B的支持力增大 D. 木板对B的摩擦力增大 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【详解】设板与水平地面的夹角为α。‎ AB、‎ AB．以A为研究对象，A原来只受到重力和支持力而处于平衡状态，所以B对A的支持力与A的重力大小相等，方向相反；当将P绕O点缓慢旋转到虚线所示位置，B的上表面不再水平，A受力情况如图1，A受到重力和B的支持力、摩擦力三个力的作用，其中B对A的支持力、摩擦力的合力仍然与A的重力大小相等，方向相反，支持力、摩擦力和合力构成直角三角形，合力为斜边，所以支持力小于重力。故A错误，B正确；‎ CD．以A、B整体为研究对象，分析受力情况如图2，总重力GAB、板的支持力N2和摩擦力f2，由平衡条件分析可知，板的支持力：N2=GABcosα，α减小，N2增大，故C正确；板的摩擦力：f2=GABsinα，α减小，f2减小。故D错误。故选：BC。‎ 二、实验题：（共12分）‎ ‎13.某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了图1所示的实验装置。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，将数据填在下面的表中。(弹簧始终在弹性限度内)‎ 根据实验数据在图2的坐标纸上已描出了测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点，并作出了F－x图线。‎ ‎（1）图线跟x坐标轴交点的物理意义是_________________；‎ ‎（2）该弹簧的劲度系数k＝_______________N/m。(结果保留两位有效数字)‎ ‎【答案】 (1). 弹簧的原长 (2). 42N/m（41-45）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）F−x图象中x为原长，根据胡克定律公式F=k⋅△x，有：F=k(x−x0)‎ 图象中图线跟x坐标轴交点的坐标为6cm，此时弹力为零，故表示弹簧原长；‎ ‎（2）F−x图象的斜率等于弹簧的劲度系数，由图可得：‎ ‎；‎ ‎14.为了探究“加速度与力的关系”，一同学设计了如图1所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量，m为砂和砂桶的质量。（滑轮质量不计）‎ ‎（1）实验时，一定要进行的操作是__________。（填选项前的字母）‎ A．用天平测出砂和砂桶的质量 B．将带滑轮的长木板左端垫高，以平衡摩擦力 C．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，同时记录弹簧测力计的示数 D．改变沙和沙桶的质量，打出几条纸带 E．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M ‎（2）该同学在实验中得到如图2所示的一条纸带（两计数点间还有一个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出小车的加速度为__________m/s2（结果保留三位有效数字）。‎ ‎（3）以小车所受的拉力F（弹簧测力计示数的两倍）为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的a-F图象如图所示。请回答下列问题：‎ ‎①由图可知，图线没有过坐标原点，其原因可能是________________。‎ ‎②则小车的质量M=________________。（用图象中的符号表示）‎ ‎【答案】 (1). BCD (2). 1.5 (3). 表明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足 ‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）AE.本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故A错误，E错误；‎ B.该题是弹簧测力计测出拉力，从而表示小车受到的合外力，故需要将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力，故B正确；‎ C. 小车靠近打点计时器，是为了在纸带上打出更多的点。打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故C正确；‎ D.改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，故D正确；‎ 故选：BCD；‎ ‎（2）两相邻计数点间还有一个点没有画出，计数点间的时间间隔：T=0.02×2=0.04s；由匀变速直线运动的推论△x=aT2可知，加速度：‎ ‎；‎ ‎（3）①由图可知，拉力等于F1时，加速度为零，表明未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；‎ ‎②由牛顿第二定律F=Ma，得：‎ 对a−F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，由图可知：‎ 得：。‎ 三、计算题：(计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位，15题8分，16题10分，17题9分，18题13分，共40分）‎ ‎15.如图所示的装置中＝37°，当整个装置以加速度2m/s2竖直加速上升时，光滑小球m=10kg。求：‎ ‎（1）小球对斜面的压力？‎ ‎（2）竖直板对球的压力多大？（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8)‎ ‎【答案】（1）150N（2）90N ‎【解析】‎ ‎【详解】（1）取小球为研究对象，小球受力：重力mg、斜面对球支持力N1、挡板对小球支持力N2，建立xy坐标系有， y方向：N1cosα－mg=ma，‎ 得：N1=150N 由牛顿第三定律，小球对斜面的压力为150N，方向垂直斜面向下；‎ ‎（2）x方向：N1sin37°=N2‎ 得：N2=90N ‎16.一辆值勤的警车停在笔直的公路边，当交警发现在他前面x0=13m处以v0=8m/s的速度匀速向前行驶的货车有违法行为时，决定前去追赶．警车经t0=2.5s发动起来，随后以a=2m/s2的加速度做匀加速运动．求 ‎(1)警车发动后经过多长时间能追上违法的货车 ‎(2)在警车追上货车之前，警车运动多长时间时，两车之间的距离最大？最大距离是多少？‎ ‎【答案】(1)11s(2)49m ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)警车开始运动时，货车在它前面，‎ 设警车用t（s）追上货车，则：，‎ 即：，‎ 解得：t=-3（舍去）或t=11；‎ 所以警车发动后经11s能追上违章的货车．‎ ‎(2)当两车速度相等时，相距最远，则有：，‎ 解得：；‎ 在警车追上货车之前，两车间的最大距离为：‎ ‎．‎ ‎17.如图甲所示，轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体(物体与弹簧不连接)，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速直线运动，拉力F与物体位移x的关系如图乙所示(g=10m/s2)，求：‎ ‎（1）物体的质量m；‎ ‎（2）物体加速度大小a；‎ ‎（3）弹簧的劲度系数k。‎ ‎【答案】（1）2kg（2）5m/s2（3）500N/m ‎【解析】‎ ‎【详解】由题意，刚开始物体处于静止状态，重力和弹力二力平衡，有：mg=kx①‎ 拉力F1为10N时，弹簧弹力和重力平衡，合力等于拉力，根据牛顿第二定律，有 F1+kx-mg=ma ②‎ 物体与弹簧分离后，拉力F2为30N，根据牛顿第二定律，有F2-mg=ma ③‎ x=0.04cm，代入数据，联立解得：‎ m=2kg a=5m/s2‎ k=500N/m ‎18.如图所示, 质量为m 物块A被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为30°的静止斜面上, 物块A与斜面间的动摩擦因数为μ()．细绳绕过定滑轮O，左右两边与竖直方向的夹角α=30°、β=60°，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物B．整个装置处于静止状态,重力加速度为g,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力．求: ‎ ‎(1)重物B的质量为多少时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用？ ‎ ‎(2) A与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？‎ ‎(3)重物B的质量满足什么条件时，物块A能在斜面上保持静止？‎ ‎【答案】(1) (2),方向水平向右 (3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1)受力分析可知：‎ ‎ ‎ A与斜面间恰好没有摩擦力作用即f=0，根据平衡条件：‎ ‎，解得：，由B受力平衡可知：；‎ ‎(2)对斜面体受力分析和平衡条件可知：；‎ ‎(3) 如果物体A恰好不上滑，则对A，‎ 平行斜面方向：T1cos30°-mgsin30°-f=0‎ 垂直斜面方向：N+T1sin30°-mgcos30°=0‎ 解得： ；‎ 如果物体A恰好不下滑，摩擦力反向，则对A 平行斜面方向：T2cos30°-mgsin30°+f=0‎ 垂直斜面方向：N+T2sin30°-mgcos30°=0‎ 解得：；‎ 对物体B，根据平衡条件，有：2Tcos60°=m′g 故绳子的拉力等于物体B的重力，故物体B的质量范围为：．‎