2023-2024学年山东省菏泽市牡丹区菏泽外国语学校高三上学期第一次月考 物理试题(含解析)
展开第I卷(选择题)
一、单选题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。)
1.下图描绘了一名运动员在跳远中助跑、起跳、飞行、落地的动作,下列描述正确的是( )
A.研究运动员的跳远成绩时可以把运动员看成质点
B.研究运动员助跑过程中的运动快慢时不能把运动员看成质点
C.研究运动员的起跳动作时可以把运动员看成质点
D.研究运动员的飞行轨迹时不能把运动员看成质点
2.如图所示为某同学一次远足活动的路线图,他用地图计算出直线AC,CB的距离分别为6km,3km,实线为其从A点出发的运动轨迹,从A到C用时55min,在C处休息了20min,从C到B用时45min,路标指示A到C是8km,A到B是12km,下列说法正确的是( )
A.上述中的20min是指时刻
B.整个过程中,该同学的位移大小为12km
C.整个过程中,该同学的平均速度大小为1.25m/s
D.该同学从A到C的平均速度大小约为2.4m/s
3.如图所示,大人跟小孩掰手腕,很容易把小孩的手压到桌面上,若大人对小孩手的作用力记为,小孩对大人手的作用力记为,则( )
A.B.
C.与是一对平衡力D.先于产生
4.四辆小车从同一地点向同一方向运动,它们的位移x、速度v随时间t变化的情况分别如图所示,下列说法正确的是( )
A.在时间内,乙车的速度始终比甲车的速度大
B.在时间内,甲车的平均速度小于乙车的平均速度
C.在时间内,丙、丁两车在时刻相距最远
D.在时间内,丁车的加速度始终比丙车的加速度大
5.如图所示,一只气球在风中处于静止状态,风对气球的作用力水平向右.细绳与竖直方向的夹角为α,绳的拉力为T,则风对气球作用力的大小为
A.B.C.TsinαD.Tcsα
第5题图 第6题图
6.一质量为m的乘客乘坐竖直电梯下楼,其位移s与时间t的关系图像如图所示。乘客所受支持力的大小用FN表示,速度大小用v表示。重力加速度大小为g。以下判断正确的是( )
A.0~t1时间内,v增大,FN>mgB.t1~t2时间内,v减小,FN
7.某同学站在力传感器上做下蹲、起立动作,如图所示是力传感器的压力F随时间t变化的图线,取g=10m/s2,则由图线可知该同学( )
A.在1.0~2.0s内完成了一次下蹲、起立的动作
B.起立动作过程的最大加速度约为4m/s2
C.在5.4~5.8s内做起立动作,加速度先减小后增大,处于失重状态
D.在1.3~1.7s内做下蹲动作,先处于失重状态后超重状态,1.3s时速度达到最大
8.如图所示,A、B两球用细线悬挂于天花板上且静止不动,两球质量mA=2mB,两球间是一个轻质弹簧,如果突然剪断悬线,则在剪断悬线瞬间( )
A.A球加速度为g,B球加速度为g
B.A球加速度为g,B球加速度为0
C.A球加速度为g,B球加速度为0
D.A球加速度为g,B球加速度为g
二、多选题(本题共4小题,每小题4分,共16分。每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分,选对但不选全的得2分,有选错的得0分。)
9.如图所示,在水平面上固定着四个完全相同的木块,一颗子弹以水平速度v射入木块,若子弹在木块中做匀减速直线运动,当子弹穿透第四个木块(D点)时速度恰好为零,下列说法正确的是( )
A.子弹从O点运动到D点全过程的平均速度小于在B点的瞬时速度
B.子弹通过每一块木块时,其速度变化量vA-vO=vB-vA=vC-vB=vD-vC
C.子弹到达各点的速率之比为
D.子弹从进入木块到到达各点经历的时间之比为
10.如图所示,A、B质量均为m,叠放在轻质弹簧上(弹簧下端固定于地面上),对A施加一竖直向下、大小为F(F>2mg)的力,将弹簧再压缩一段距离(弹簧始终处于弹性限度内)而处于平衡状态。现突然撤去力F,设两物体向上运动过程中A、B间的相互作用力大小为FN,重力加速度为g,则下列说法正确的是( )
A.刚撤去外力F时,
B.弹簧弹力等于F时,
C.两物体A、B的速度最大时,
D.弹簧恢复原长时,A、B恰好分离
11.水平地面上有一质量为的长木板,木板的左端上有一质量为的物块,如图(a)所示。用水平向右的拉力F作用在物块上,F随时间t的变化关系如图(b)所示,其中、分别为、时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图(c)所示。已知木板与地面间的动摩擦因数为,物块与木板间的动摩擦因数为,假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等,重力加速度大小为g。则( )
A.B.
C.D.在时间段物块与木板加速度相等
12.如图1所示,小球以一定初速度从斜面底端冲上固定斜面,其运动的速度—时间图像如图2所示,下列说法正确的是( )
A.图像沿斜面向上为正方向
B.1s时,小球离斜面底端最远
C.1s时,小球的加速度为0
D.1.5s时,小球的加速度大小为3m/s2
第II卷(非选择题)
三、实验题(第13题共6分:第1、2空各1分,其余空各2分。第14题共8分:第1、2空各1分,其余空各2分)
13.甲、乙两个物理兴趣小组,利用如图所示的装置探究弹簧的弹力和伸长量之间的关系。两个小组用同一规格的弹簧分别做实验,得到如图中甲、乙所示的图线。
(1)甲小组所作图像的横坐标所代表的的物理量是 ;乙小组所作图像的横坐标所代表的的物理量是 。
(2)由图像可得该弹簧的原长 cm,劲度系数k= N/m。
14.为了探究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置,其中M为小车的质量,m为托盘和砝码的质量。(滑轮光滑且质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件,下列说法正确的是
A.平衡摩擦力时,应将托盘用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量后,需重新调整木板倾斜角度,平衡摩擦力
C.小车释放时应靠近打点计时器,先接通电源再释放小车
D.实验时,调节滑轮,使滑轮和小车之间的细线与木板平行
(2)在已经平衡摩擦力的情况下,为了使托盘和砝码的总重力看成小车所受的合力,实验中一定应满足 (用m、M表示);
(3)实验中打点计时器打点周期为0.02s,图中给出的是实验中获取的一条纸带,选取0、1、2、3、4、5、6为计数点,每相邻两计数点间还有4个点未标出,由该纸带可求得小车打 点 3 时 的 速 度 m/s,小车的加速度a= m/s2。(小数点后保留2位数字)
(4)以托盘和砝码的重力F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的图像是一条直线,用量角器量得图线与横轴的夹角为,由图线求得的斜率为k,则小车的质量为 。
四、解答题(本题共4小题,共46分)
15.(9分)ETC是高速公路上不停车电子收费系统的简称。如图所示,汽车以15m/s的速度行驶,如果过人工收费通道,需要在收费中心线处减速至0,经过20s缴费后,再加速至15m/s行驶;如果过ETC通道,需要在中心线前方10m处减速至5m/s,匀速到达中心线后,再加速至15m/s行驶。设汽车加速和减速的加速度大小均为1m/s2,求:
(1)汽车过人工收费通道,从收费前减速开始,到收费后加速结束,总共经过的时间t 和通过的路程s;
(2)汽车过ETC通道,从收费前减速开始,到收费后加速结束,总共经过的时间和通过的路程;
(3)如果过ETC通道,汽车通过第(1))问的路程,比人工收费通道所节约的时间。
16.(7分)机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示,以恒定速率v1=0.6m/s运行的传送带与水平面间的夹角,转轴间距L=3.95m。工作人员沿传送方向以速度v2=1.6m/s从传送带顶端推下一件小包裹(可视为质点)。小包裹与传送带间的动摩擦因数μ=0.8。取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8.求:
(1)小包裹相对传送带滑动时加速度的大小a;
(2)小包裹通过传送带所需的时间t。
17.(14分)如图所示,质量相等的物块A和B叠放在水平地面上,左边缘对齐.A与B、B与地面间的动摩擦因数均为μ.先敲击A,A立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下.接着敲击B,B立即获得水平向右的初速度,A、B都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g.求:
(1)A被敲击后获得的初速度大小vA;
(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aB、aB';
(3)B被敲击后获得的初速度大小vB.
18.(16分)如图所示,倾角θ=37°的斜面体固定在水平面上,小物块A、B用跨过光滑定滑轮的细线拴接,处于静止状态。已知物块A质量mA=2kg,A与斜面间的动摩擦因数μ=0.5,A离斜面底端的距离L=3.2m,物块B离地面的高度H=4m,g取10m/s2。物块A与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,,。
(1)求物块B质量mB的取值范围;
(2)将质量mC=3kg的物块C替换物块B,从图示位置静止释放,若C落地瞬间绳子断裂,求物块A在斜面上运动的总时间。(整个过程中物块A不会碰到滑轮)
月考参考答案:
1.A
【详解】A.研究运动员的跳远成绩时,运动员的大小和形状可忽略不计,可以把运动员看成质点,选项A正确;
B.研究运动员助跑过程中的运动快慢时,运动员的大小和形状可忽略不计,可把运动员看成质点,选项B错误;
C.研究运动员的起跳动作时,运动员的大小和形状不可忽略不计,不可以把运动员看成质点,选项C错误;
D.研究运动员的飞行轨迹时,运动员的大小和形状可忽略不计,可把运动员看成质点,选项D错误。
故选A。
2.C
【详解】A.上述中的20min是指时间,故A错误;
B.整个过程中,该同学的位移大小为
故B错误;
C.整个过程中,该同学的平均速度大小为
故C正确;
D.该同学从A到C的平均速度大小约为
故D错误。
故选C。
3.A
【详解】ABC.大人对小孩的力和小孩对大人的力是作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故A正确,BC错误;
D.作用力与反作用力同时产生,同时消失,故D错误。
故选A。
4.C
【详解】A.x-t图线的斜率表示速度,在时间内,乙的速度先大于甲的速度,后小于甲的速度,A错误;
B.在时间内,甲、乙的位移相等,故平均速度相等,B错误;
C.在时间内,丁在前且速度大于丙的速度,故两者距离不断增大,在时刻丙、丁两车相距最远,C正确;
D.在时间内,由v-t图像可知,丁车的加速度先大于丙车的加速度,后小于丙车的加速度,D错误。
故选C。
5.C
【详解】对气球受力分析,由水平方向平衡条件可得:,故C正确.
6.D
【详解】A.由于s-t图像的斜率表示速度,可知在0~t1时间内速度增加,即乘客的加速度向下,处于失重状态,则
FN
B.在t1~t2时间内速度不变,即乘客的匀速下降,则
FN=mg
B错误;
CD.在t2~t3时间内速度减小,即乘客的减速下降,处于超重,则
FN>mg
C错误,D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.人下蹲动作包含有失重和超重两个过程,先是加速下降失重,到达一个最大速度后再减速下降超重,即先失重再超重。同理,起立动作也包含两个过程,先加速向上超重,后减速向上失重。对应图像可知,该同学在1.0~2.0s内完成了一次下蹲的动作。故A错误;
B.由图像可知,在5.4s时刻,处于失重状态,其加速度最大,加速度大小为
故B正确;
C.在5.4~5.8s内做起立动作,支持力小于重力,处于失重状态,但加速度大小
先增大后减小。故C错误;
D.在1.3~1.7s内做下蹲动作,先处于失重状态后超重状态,先加速后减速,所以1.5s时速度达到最大。故D错误。
故选B。
8.B
【详解】设B球质量为m,则A球质量为2m,悬线剪断前,以B为研究对象可知:弹簧的弹力F=mg,以A、B整体为研究对象可知悬线的拉力为3mg;剪断悬线瞬间,弹簧的弹力不变,F=mg,根据牛顿第二定律得:对A:
2mg+F=2maA
又F=mg,得
aA=g
对B:
F-mg=maB
F=mg
得
aB=0.
故选B.
点睛:本题是动力学中典型的问题:瞬时问题,往往先分析悬线剪断前弹簧的弹力,再分析悬线判断瞬间物体的受力情况,再求解加速度,抓住悬线剪断瞬间弹力没有来得及变化.
9.AC
【详解】A.根据逆向思维,可将该运动看为反方向的初速度为0的匀加速直线运动,根据图形有
可知
则子弹从O点运动到D点全过程的平均速度等于中间时刻C点的瞬时速度,而C点的瞬时速度小于B点的瞬时速度,则子弹从O点运动到D点全过程的平均速度小于在B点的瞬时速度,A正确;
B.根据初速度为0的匀加速直线运动相邻相等位移的时间比例关系有
即每段相等位移经历时间不相等,根据
可知
B错误;
C.根据
结合上述,解得
,,,
则解得
C正确;
D.根据上述,子弹从进入木块到到达各点经历的时间之比
D错误。
故选AC。
10.BCD
【详解】A.在突然撤去F的瞬间,A、B整体的合力向上,大小为F,根据牛顿第二定律,有
F=2ma
解得
对物体A受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有
FN-mg=ma
联立解得
故A错误;
B.弹簧弹力等于F时,根据牛顿第二定律得,对整体有
F-2mg=2ma
对A有
FN-mg=ma
联立解得
故B正确;
C.当物体的合力为零时,速度最大,对A由平衡条件得
FN=mg
故C正确;
D.当弹簧恢复原长时,根据牛顿第二定律得,对整体有
2mg=2ma
对A有
mg-FN=ma
联立解得
FN=0
所以A、B恰好分离,故D正确。
故选BCD。
11.BCD
【详解】A.图(c)可知,t1时滑块木板一起刚在从水平滑动,此时滑块与木板相对静止,木板刚要滑动,此时以整体为对象有
A错误;
BC.图(c)可知,t2滑块与木板刚要发生相对滑动,以整体为对象, 根据牛顿第二定律,有
以木板为对象,根据牛顿第二定律,有
解得
BC正确;
D.图(c)可知,0~t2这段时间滑块与木板相对静止,所以有相同的加速度,D正确。
故选BCD。
12.BD
【详解】A.图像沿斜面向上为负方向,A错误;
B.由图像可知,时,小球速度为零,小球上升到最高点,离斜面底端最远,B正确;
C.由图像可知,时,小球速度为零,但加速度不为零,C错误;
D.根据图像斜率表示加速度,可得时,小球的加速度大小为
D正确。
故选BD。
13. 弹簧的形变量 弹簧的总长度 10 30
【详解】(1)[1]由胡克定律可知,F=kx;由图甲可知,所作图像过原点,故横坐标为弹簧的形变量;
[2]图乙中图像不过原点,则说明横坐应为弹簧的总长度。
(2)[3]由乙图可知,图像与横坐标的交点表示弹簧的原长
[4]劲度系数
14. CD/DC 0.32 0.81
【详解】(1)[1]A.平衡摩擦力时,不要悬挂砝码盘,但小车应连着纸带且接通电源.用手轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动,A错误;
B.每次改变小车的质量时,小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消,不需要重新平衡摩擦力,B错误;
C.实验时,应先接通电源,再放开小车.由于小车运动较快,可能会使打出来的点很少,不利于采集和处理数据,同时要求开始小车要靠近打点计时器,C正确;
D.实验时应调节细线与木板平行,使绳中拉力等于小车受到的合力,D正确。
故选CD。
(2)[2]设绳子拉力为,对整体根据牛顿第二定律
对小车
联立可得
可知为了能使托盘和砝码的重力看作小车的合外力,实验中一定要满足;
(3)[3]由题意可知,纸带上相邻计数点时间间隔
根据匀变速直线运动中间时刻瞬时速度等于该过程平均速度可得
[4]根据逐差法可得加速度
(4)[5]由
得
可知对图像的斜率为
解得
15.(1)50s;225m(2)22s;210m(3)27s
【分析】考查匀变速直线运动的规律。
【详解】(1)汽车过人工收费通道:
……2分
……1分
(2)汽车过ETC通道:
……2分
……1分
(3)过ETC通道,汽车通过第(1)问的路程所用时间为
……2分
所以:
……1分
16.(1);(2)
【详解】(1)小包裹的速度大于传动带的速度,所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传动带向上,根据牛顿第二定律可知
……2分
解得
……1分
(2)根据(1)可知小包裹开始阶段在传动带上做匀减速直线运动,用时
……1分
在传动带上滑动的距离为
……1分
因为小包裹所受滑动摩擦力大于重力沿传动带方向上的分力,即,所以小包裹与传动带共速后做匀速直线运动至传送带底端,匀速运动的时间为
……1分
所以小包裹通过传送带的时间为
……1分
17.(1);(2)aB=3μg,aB′=μg;(3)
【详解】(1)由牛顿运动定律知,A加速度的大小maA=μmg……1分
匀变速直线运动2aAL=vA2 ……1分
解得……1分
(2)设A、B的质量均为m
对齐前,B所受合外力大小F=3μmg……1分
由牛顿运动定律F=maB……1分
得aB=3μg……1分
对齐后,A、B所受合外力大小F′=2μmg……1分
由牛顿运动定律F′=2maB′,得aB′=μg……1分
(3)经过时间t,A、B达到共同速度v,位移分别为xA、xB,A加速度的大小等于aA
则v=aAt……1分
v=vB–aBt……1分
……2分
且xB–xA=L……1分
解得.……1分
18.(1);(2)
【详解】(1)物块A恰好不上滑时,有
……1分
解得
……1分
物块A恰好不下滑时,有
……1分
解得
……1分
物块B质量mB的取值范围为
……1分
(2)将物块C替换物块B,从静止释放则在物块C落地前有
……1分
解得
设此段过程所用时间为t1,则有
,……1分
解得
……1分
物块C落地后有
……1分
解得
则物块A滑到最高点的时间为
……1分
上滑的距离为
……1分
此时物块A距斜面底端为
……1分
因为
……1分
所以接下来物块A将沿斜面下滑,有
……1分
解得
设滑到底端所用时间为t3,则有
……1分
解得
块A在斜面上运动的总时间为
……1分
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