2021-2022年黑龙江省哈尔滨市第三中学高一（上）第二模块（期末）物理试题含解析

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哈三中2021—2022学年度上学期高一学年第二模块考试物理试卷一、选择题（本题共15小题，共51分。在每小题给出的四个选项中，第1—9题只有一项符合题目要求，每小题3分；第10—15题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1. 下列说法正确的是（　　）A. 质量分布均匀、形状规则的物体，其重心一定在物体上B. 根据公式可知，动摩擦因数跟滑动摩擦力成正比，跟正压力成反比C. 运动的物体可以受到静摩擦力作用，并且静摩擦力一定垂直于接触面间正压力D. 米、千克、秒、牛顿都是国际单位制中的基本单位【答案】C【解析】【详解】A．质量分布均匀、形状规则的物体，其重心不一定在物体上，例如质量分布均匀的球壳，选项A错误；B．动摩擦因数是由接触面之间的材料决定的，跟滑动摩擦力以及正压力均无关，选项B错误；C．运动的物体可以受到静摩擦力作用，并且静摩擦力一定垂直于接触面间正压力，选项C正确；D．米、千克、秒都是国际单位制中的基本单位、牛顿是导出单位，选项D错误。故选C。2. 以下叙述符合史实的是（　　）A. 亚里士多德认为物体的运动不需要力来维持B. 伽利略认为重的物体比轻的物体下落得快C. 伽利略的理想斜面实验得出了“力是维持物体运动的原因”的结论D. 牛顿提出力的概念，并揭示“保持静止或匀速直线运动状态”是物体的固有属性【答案】D【解析】【详解】A．亚里士多德认为物体的运动需要力来维持。故A错误；B．伽利略认为，如果没有空气阻力，重的物体与轻的物体下落得一样快。故B错误；C．伽利略的理想斜面实验得出了“力不是维持物体运动的原因”的结论。故C错误；D．牛顿提出力的概念，并揭示“保持静止或匀速直线运动状态”是物体的固有属性。故D正确。故选D。3. 一个质点做匀加速直线运动，从某时刻开始加速度的方向不变大小逐渐减小直至为零，则在此过程中（　　）A. 速度逐渐减小B. 加速度减小到零时，速度最大C. 位移逐渐减小D. 加速度减小到零时，位移将不再增大【答案】B【解析】【详解】AB．虽然加速度减小，但方向仍然与速度方向同向，则速度依然增加，加速度减小到零时，速度最大。故A错误，B正确；CD．质点依然沿原方向运动，则位移增加。当加速度减小到零时，速度不为零，位移将继续增大。故CD错误。故选B。4. 如图所示，质量是60kg的人站在体重计上。重力加速度g取，下列说法正确的是（　　）A. 升降机匀速上升时体重计示数比匀速下降时体重计示数大B. 升降机以的加速度加速上升时，人的重力比静止时大120NC. 只有升降机加速下降时，体重计的示数才比静止时小D. 升降机减速上升时，升降机底板受到的压力比静止时小【答案】D【解析】【详解】A．无论升降机匀速上升，还是匀速下降都是平衡态，体重计示数一样大。故A错误；B．升降机以的加速度加速上升时，人处于超重状态，但人的重力与静止时一样大。故B错误；CD．只有升降机处于失重时，即升降机减速上升或者加速下降时，体重计的示数才比静止时小，即升降机底板受到的压力比静止时小。故C错误，D正确。故选D。5. 如图所示，解放军战士在水平地面上用一根绳拉着轮胎做匀速直线运动进行负荷训练，绳与水平面间的夹角为，轮胎重为G，轮胎对地面的摩擦阻力大小为f，则以下判断正确的是（　　）A. 绳子对轮胎的拉力大小为B. 轮胎对地面的压力可以为零C. 轮胎对地面的压力大小为GD. 轮胎对地面的压力大小为【答案】D【解析】【详解】由平衡条件得解得，故ABC错误，D正确。故选D。6. 将一物块分成相等的A、B两部分靠在一起，下端放置在地面上，上端用绳子拴在天花板上，绳子处于竖直伸直状态，整个装置静止，则（　　）A. 绳子上拉力可能为零 B. 地面受到的压力可能为零C. 地面与物体间可能存在摩擦力 D. AB之间一定存在摩擦力【答案】A【解析】【分析】【详解】A．以整体为研究对象，当重力和支持力相等时绳子上拉力为零，故A正确；B．地面受到的压力最小时等于B的重力，故B错误；C．以整体为研究对象，水平方向如果受摩擦力，没有其他力与之平衡，不可能静止，所以地面与物体间没有摩擦力，故C错误；D．以A为研究对象，根据平衡条件，如果AB间有压力则一定存在摩擦力，但AB之间挤压力可能为零，摩擦力可能不存在，故D错误。故选A。7. 如图所示，一个重10N的物块，用细线悬挂在O点。现用拉力F拉物块，使悬线偏离竖直方向37°，物块始终保持静止，力F与悬线在同一竖直平面内，则所用拉力F的大小不可能为（　　）A. 8.6N B. 5.0N C. 10N D. 6.8N【答案】B【解析】【详解】物体受力的动态图如下可知，F最小时方向与拉力方向垂直，大小为F最大值无穷，则。故ACD正确，B错误。本题选错的，故选B。8. 光滑半圆弧形轻杆固定在地面上，轻绳一端跨过定滑轮，另一端连接一穿在轻杆上的小球，使小球从点缓慢运动到点的过程中，下列说法正确的是（　　）A. 轻杆对小球的支持力不变B. 轻杆对小球的支持力变小C. 轻绳对小球拉力先变小再变大D. 轻绳对小球的拉力不变【答案】A【解析】【详解】小球受力如图所示小球缓慢运动，则小球所受的合力为0，由力的矢量三角形与△DCM相似可得解得轻杆对小球的支持力为轻绳对小球的拉力为小球从A点缓慢运动到B点的过程中，MC和DC不变，DM逐渐减小，故轻杆对小球的支持力N不变，轻绳对小球的拉力F变小。故选A。9. 如图所示，物体A置于水平地面上，B、C叠放，A、B间连有轻质弹簧，弹簧被压缩后用细线把A、B固定住，细线的拉力为F，A、B质量均为，C的质量为m，重力加速度为g，整个装置处于静止状态。现将细线剪断，则在剪断细线的瞬间，下列说法正确的是（　　）A. C物体的瞬时加速度为0 B. B物体的瞬间加速度为C. A物体对地面压力为 D. C对B的压力为【答案】D【解析】【详解】剪断前，设弹簧的弹力为，对B、C有AB．剪断瞬间，绳的拉力消失，B、C加速度相同，则联立解得故AB错误；C．对A分析得故C错误；D．对C分析得解得故D正确。故选D。10. 如图所示，小球放在内壁光滑的V形容器中，容器面竖直，面倾斜。若整个装置水平向右做加速运动，运动中始终保持小球和容器相对静止，则以下判断正确的是（　　）A. 向右的加速度有最大值 B. 球对面的压力可能为零C. 球对面的压力可以为零 D. 球对面的压力会随加速度的改变而改变【答案】AB【解析】【详解】设OB与水平面夹角，则分析可知，不变且不为0，则a增大时，减小。当小球对OA压力为0时，加速度最大。故AB正确，CD错误。故选AB。11. 如图所示，甲、乙两图线为甲、乙两车在平直公路上行驶的图像，两车从同一地点同时出发，下列说法正确的是（　　）A. 甲、乙两车在第6s末相距最近B. 甲车在前6s的位移大小为54mC. 第9s末甲车在乙车后方D. 两车出发以后，经过10.5s相遇【答案】BD【解析】【详解】A．根据图线与t轴围成的面积表示位移可知，0~6s内，6s末两车相距最远。故A错误；B．甲车在前6s的位移大小为故B正确；C．第9s末甲车的位移乙的位移则甲在乙车前方。故C错误；D．两车相遇时位移相等则解得故D正确。故选BD。12. 水平面上的物体在水平方向的力和作用下，沿水平面向右做匀速直线运动，如图所示。已知，，下列说法正确的是（　　）A. 撤去的瞬间，物体受到的合外力大小变为5NB. 撤去的瞬间，物体受到的摩擦力大小变为5NC. 撤去的瞬间，物体受到的合外力大小变为5ND. 撤去的瞬间，物体受到的摩擦力大小变为3N【答案】CD【解析】【详解】物体开始在水平方向受三个力作用而平衡，根据平衡条件可得物体所受的摩擦力大小为f=F1-F2=8N-5N=3N方向水平向左。AB．撤去F1的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为3N，方向不变，物体受到的合外力大小变为8N，故AB错误；CD．撤去F2的瞬间，物体受到的摩擦力大小仍为3N，方向不变，物体受到的合外力大小变为5N，故CD正确。故选CD。13. 如图所示，光滑的水平地面上有两块材料完全相同的木块A、B，质量均为m，A、B之间用轻质细绳水平连接。现沿细绳所在直线施加一水平恒力F作用在A上，A、B一起做匀加速运动。若将质量也为m的木块C放在某一木块上面，再施加相同的水平恒力F作用在A上，系统仍加速运动，且始终没有相对滑动。则下列说法正确的是（　　）A. 若C放在B上，绳上拉力比不放C时变大B. C放在A上和放在B上运动时的加速度一样大C. 若C放在B上，绳上拉力为D. C放在A上和放在B上时，C所受的摩擦力不一样大【答案】AB【解析】【详解】F拉A使得整体运动有F=2ma对B分析可知T=ma可得AC．B上放C滑块后，对整体F=3ma2对B有T2=2ma2解得故A正确，C错误；BD．A放上C滑块后，三者一起加速，由整体法有F=3ma1可得对C由牛顿第二定律有故B正确，D错误。故选AB。14. 如图1所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度v和弹簧压缩量之间的函数图像如图2所示，其中A为曲线的最高点，取，则下列说法正确的是（　　）A. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先增大后减小B. 该弹簧的劲度系数为30.0N/mC. 小球刚接触弹簧时速度最大D 当时，小球处于超重状态【答案】BD【解析】【详解】A．对小球进行受力分析可知，其合力是由mg逐渐减小至零，然后再反向增加的，故小球的加速度先减小后增大，故A错误；BC．由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当Δx为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当Δx为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力，小球加速度为零，所以可得解得故B正确，C错误；D．当时，合力向上，加速度向上，小球处于超重状态。故D正确。故选BD。15. 如图所示，工厂用水平传送带传送工件，传送带两端点之间的距离为15m，始终以的速度顺时针运行，传送带上原来没有任何工件。在时刻，将底部涂有黑色染料的一号工件轻放于传送带的左端；时，再将另一完全相同的二号工件轻放于传送带的左端。已知传送带与工件之间的动摩擦因数为0.6，，不计传送带轮和工件的大小。下列说法正确的是（　　）A. 第1s末，传送带上黑色痕迹长度为9mB. 第2s末，传送带上有两段不连续的黑色痕迹C. 第2s末，传送带上有9m长度未被留下黑色痕迹D. 第3s末，两工件传送带上相距12m【答案】AC【解析】【详解】A．工件在传送带上运动的加速度为则第1s末，第一个工件的位移 传送带的位移 则传送带上黑色痕迹长度选项A正确；BC．第2s末，第一个工件与传送带刚好共速，传送带运动了x2′=vt2=24m工件运动了此时第一个工件在传送带上留下了12m划痕；此时第二个工件运动了1s，同样运动了3m，留下了长度为9m的划痕，两段划痕正好相接，则整个皮带上应该有12m+9m=21m的划痕，因皮带总长度为30m，则传送带上有9m长度未被留下黑色痕迹，选项B错误，C正确；D．第2s末，第一个工件已经运动了12m且与传送带共速，则还需0.25s就要滑离传送带，即在2.25s时刻第一个工件滑离传送带，而在t=3s时刻第二个工件刚好与传送带共速，在传送带上滑行了12m，则选项D错误。故选AC。二、实验题（共14分）16. 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的示数并记录，同时在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细线的方向。(1)本实验采用的科学方法是___________A．微元法 B．等效替代法C．理想实验法 D．控制变量法(2)在实验过程中，下列操作正确的是___________A．需测量重物M所受的重力B．两根绳的夹角应该等于120°C．两根绳要长一点，在白纸上标记同一细绳方向的两个点要远一点D．改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，仍要使结点O静止在原位置【答案】 ①. B ②. AC##CA【解析】【详解】(1)[1]本实验用一个力的作用效果代替两个力的作用效果，则本实验用到了等效替代法。故选B。(2)[2]A．为了对比两个力的合力与重物的重力，则需测量重物M所受的重力。故A正确；B．两根绳的夹角适当就好，不一定等于120°。故B错误；C．为了更精确记录拉力的方向，两根绳要长一点，在白纸上标记同一细绳方向的两个点要远一点。故C正确；D．改变拉力的大小与方向，再次进行实验时，不一定要使结点O静止在原位置。故D错误。故选AC。17. 如图所示为“探究加速度与力、质量的关系”实验装置。钩码的质量为m，小车和砝码的质量为M，重力加速度为g。（1）下列说法中正确的是_______A.每次在小车上加减砝码时，应重新平衡摩擦力B.实验时若用打点计时器应先释放小车后接通电源C.本实验m应远小于MD.在用图像探究加速度与质量关系时，可以通过图像看出小车的加速度与它的质量成反比（2）实验时，某同学测得，作出图像。此图线的段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_______A.小车与轨道之间存在摩擦B.导轨保持了水平状态上C.钩码的总质量太大D.所用小车的质量太大（3）实验时，某同学遗漏了平衡摩擦力这一步骤，轨道水平，他测量得到的图像如图。设图中直线的斜率为k，在横轴上的截距为b，则小车与木板间的动摩擦因数_______。（4）实验中打出的纸带如图所示。相邻计数点间的时间是0.1s，由此可以算出小车运动的加速度是_______。（结果保留2位有效数字）【答案】 ①. C ②. C ③. ④. 0.81【解析】【详解】(1)[1]A．每次在小车上加减砝码时，重力的分力都和摩擦力相等，则不需要重新平衡摩擦力。故A错误；B．实验时若用打点计时器，应先接通电源再释放小车。故B错误；C．为了使钩码的重力近似等于小车的合力，本实验m应远小于M，故C正确；D．由牛顿的定律得可知用图像探究加速度与质量关系时，可以通过图像看出小车的加速度与它的质量成反比。故D错误。故选C。(2)[2]根据牛顿第二定律，对钩码对小车和砝码解得本实验是把盘和重物的重力当作小车的合力，a与F才成线性关系。而根据可知，只有时才成立。故ABD错误，C正确。故选C。(3)[3]由牛顿的定律得解得结合图可知解得(4)[4]由逐差法得三、计算题（写出必要的过程和文字说明，只写结果不得分，共35分）18. 如图所示，水平地面上放置一半球形物体Q，Q与竖直墙之间有一光滑球P，水平外力F向左作用于半球Q，使得P、Q在如图所示位置保持静止，两球心连线与水平面的夹角。已知半球Q与水平地面间动摩擦因数为，两球的质量，，重力加速度，，，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若P、Q始终在如图所示位置保持静止，求：（1）P、Q两球间的作用力大小；（2）水平推力F的最大值。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）对P进行受力分析如图，将和合成由平衡条件得代数得（2）对Q进行受力分析如图由题意知：当Q所受静摩擦力向右且最大时，F最大水平和竖直两方向正交分解：由牛顿第三定律代数得19. 如图所示，在竖直面内有一轨道，部分倾斜，与水平面夹角，部分水平。有一质量为的小物块，在的平行斜面向上的拉力作用下可以沿斜面向上匀速。现把物块放在斜面上的P处并无初速释放，的距离为4m。运动中物块与轨道的动摩擦因数不变，物块经过B点时速度大小不变。求：（取，，）（1）物块与轨道间的动摩擦因数大小；（2）物块在轨道的水平部分运动的最大位移大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）匀速上升：受力如图沿斜面和垂直于斜面正交分解,则代数得（2）沿斜面匀加速下滑：对物体受力分析得解得从P到B得水平面匀减速：对物体受力分析解得从B到速度减为零得20. 某一工厂生产产品及运送过程可以简化为如下模型，如图所示，固定斜面倾角为。一个质量的长板放在斜面的底端附近，板与斜面间的动摩擦因数，板的上端B距小滑轮的距离为。在板的B端点处放置一个可当成质点的质量为的小物块P，物块与板间的动摩擦因数。不可伸长的轻质细线一端连接板的B端，另一端绕过滑轮悬吊一个质量为的物块Q，Q距离地面的高度，最初细绳恰好伸直。现无初速释放Q，Q与地相碰后不反弹。设P与板、板与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，。(1)若拿掉P物体，且Q的质量，则释放Q后，板的加速度大小是多少？(2)要使板能到达小滑轮处，且P不会从板上掉落，质量至少是多少？(3)若，且P不会从板上滑落，求板的长度的最小值？【答案】(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)对有对有解得(2)当最小时，滑块与木板应该相对静止一起运动，且到达滑轮位置时速度恰为零。板向上加速h时有落地后对板和滑块有解得则解得，滑块向上的最大加速度为则成立。落地前，对有对有解得最小值(3)如果滑块与板间有相对滑动对滑块有。对有对有解得成立板向上加速h时有解得则落地后对板有解得滑块与板共速时对滑块有对板有解得共速时滑块的位移：解得共速时长板的位解得即没到顶端时滑块与板已经共速。若不会滑下，板长至少为