湖北省黄冈市浠水县实验高级中学2020届高三上学期8月月考物理试题

高三第一次月考物理试题

一、选择题

1.下列说法符合物理史实的是（     ）

A. 牛顿最早论证了重物体不会比轻物体下落得快

B. 笛卡尔利用扭秤装置比较准确地测定了万有引力常量

C. 伽利略根据理想斜面实验推论出, 力不是维持物体速度的原因

D. 以牛顿运动定律为基础的经典力学理论是自然界的普适规律

【答案】C

【解析】

【详解】A．伽利略最早论证了重物体不会比轻物体下落得快，选项A错误；

B．卡文迪许利用扭秤装置比较准确地测定了万有引力常量，选项B错误；

C．伽利略根据理想斜面实验推论出力不是维持物体速度的原因，选项C正确；

D．牛顿运动定律只适用于宏观低速物体；不是自然界的普适规律；故D错误；

2.如图所示，物体P静止于固定的斜面上，P的上表面水平．现把物体Q轻轻地叠放在P上，则(    )

A. P会向下滑动

B. Q会受到静摩擦力

C. P所受的合外力增大

D. P与斜面间的静摩擦力增大

【答案】D

【解析】

【详解】A．未放Q时，对P受力分析：重力、支持力、静摩擦力，根据平衡条件，有：

N=Mgcosθ

f=Mgsinθ

最大静摩擦力为

 fm=μN=μMgcosθ

由于P没有沿斜面下滑，则有：

Mgsinθ≤fm=μMgcosθ

故

 μ≥tanθ

由于物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P重力，设Q的质量为m，则整体重力的下滑分力为：（M+m）gsinθ，最大静摩擦力为

 fm′=μN′=μ（M+m）gcosθ

由上两式得：

（M+m）gsinθ≤μ（M+m）gcosθ

故P静止不动，故A错误；

B．Q处于静止状态，根据平衡条件得知：Q不受P的摩擦力，否则Q将沿水平方向运动，故B错误。

C．物体P保持静止，合力为零，故C错误；

D．由于物体Q轻轻地叠放在P上，相当于增大物体P重力，根据平衡条件可得：静摩擦力为

f′=（M+m）gsinθ＞f

故P与斜面间的静摩擦力增大，故D正确；

3.小球每隔0.2s从同一高度抛出，做初速为6m/s的竖直上抛运动，设它们在空中不相碰．第1个小球在抛出点以上能遇到的小球个数为，g取10m/s2（ ）

A 三个 B. 四个 C. 五个 D. 六个

【答案】C

【解析】

试题分析：小球做竖直上抛运动，从抛出到落地的整个过程是匀变速运动，在空中运动的总时间为：，每隔抛出一个小球，故第一个小球在抛出点以上能遇到的小球数为：，故ABD错误，C正确．

考点：竖直上抛运动

名师点睛：本题关键明确第一个小球的运动情况，然后选择恰当的运动学公式列式求解出运动时间，再判断相遇的小球个数．

4.如图所示，竖直放置在水平面上的轻质弹簧上端叠放着两个物块A、B，它们的质量均为2.0kg，并处于静止状态．某时刻突然将一个大小为10N的竖直向上的拉力加在A上，则此时刻

A对B的压力大小为（g取10m/s2）（ ）

A. 25N B. 20N C. 15N D. 10N

【答案】C

【解析】

【详解】施加拉力前，对AB整体受力平衡，受重力和弹簧弹力，合力为零，故此时弹簧弹力大小为40N

突然对物体A施加一个向上的10N的拉力，对AB整体而言，受到重力、弹簧弹力和拉力F，这一瞬间，重力和弹簧弹力二力仍然相等，故根据牛顿第二定律得：

解得：

a=2.5m/s2

再对物体A受力分析，受到拉力、重力和支持力，根据牛顿第二定律，有：

解得：

根据牛顿第三定律，A对B的压力大小等于B对A 的支持力大小，故A对B的压力大小为15N

5.皮带传送机的皮带与水平方向的夹角为?，如图所示，将质量为m的小物块放在皮带传送机上，随皮带一起向下以加速度a做匀加速直线运动，则(    )

A. 小物块受到的支持力的方向不一定垂直于皮带指向物块

B. 小物块受到的静摩擦力的方向一定沿皮带斜向下

C. 小物块受到的静摩擦力的大小可能等于mgsinα

D. 小物块受到重力和摩擦力的合力的方向一定沿斜面方向

【答案】C

【解析】

【详解】A．小物体受到的支持力为弹力，方向一定垂直于皮带指向物体，故A错误；

B．由于物体加速度大小未知，由牛顿第二定律列方程得：

mgsinα±f=ma

故静摩擦力的方向不能确定，故B错误；

C．由牛顿第二定律列方程得：

mgsinα±f=ma

故

f=mgsinα-ma或f=ma-mgsinα

所以小物块受到的静摩擦力的大小可能等于mgsinα，选项C正确；

D．物体受重力、支持力和静摩擦力作用，三力合力沿传送带平面向下，而弹力必与此平面垂直，小物块受到的重力和摩擦力的合力的方向一定不沿斜面方向，故D错误.

6.从同一地点同时开始沿同一方向做直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度图象如图所示．在时间内，下列说法中正确的是（    ）

A. Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小

B. Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小

C. Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小

D. Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是

【答案】A

【解析】

【详解】AB．速度-时间图象上某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度大小，故物体Ⅰ做加速度不断减小的加速运动，物体Ⅱ做加速度不断减小的减速运动，故A正确，B错误；

C．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，由图象可知：随着时间的推移，Ⅰ、Ⅱ的速度图象与时间轴围城的面积不断变大，故位移不断变大，故C错误；

D．图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小，如果物体的速度从均匀减小到，或从均匀增加到，物体的位移就等于图中梯形的面积，平均速度就等于，故Ⅰ的平均速度大于，Ⅱ的平均速度小于，故D错误；

【点睛】本题关键是根据速度时间图象得到两物体的运动规律，然后根据平均速度的定义和图线与时间轴包围的面积表示对应时间内的位移大小分析处理．

7.在如图所示装置中，两物体质量分别为m1、m2，悬点a、b间距离远大于滑轮的直径，不计一切摩擦，整个装置处于静止状态，由图可知     （　　）

A. α一定等于β

B. m1一定大于m2

C. m1一定小于2 m2

D. m1可能大于2 m2

【答案】AC

【解析】

试题分析：据题意，a、b段是同一根绳子，张力处处相等，则有：，在x轴方向上有：，所以一定有：，A选项正确；在y轴方向有：，即，整理得：，故C选项正确而B、D选项错误．

考点：本题考查物体的平衡条件．

8.图中甲、乙、丙和丁是以时间为横轴的描述匀变速直线运动的图象，下面关于四个图象说法正确的是（        ）

A. 图甲是加速度—时间图象 B. 图乙是加速度—时间图象

C. 图丙是位移—时间图象 D. 图丁是速度—时间图象

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．匀变速直线运动，加速度恒定不变，故a-t图象为一条平行于时间轴的直线； 故甲应为加速度-时间图象，选项A正确；

BD．匀变速直线运动的速度随时间均匀变化，故v-t图象中匀变速直线运动为倾斜的直线，故乙、丁均为v-t图象，选项B错误，D正确；

C．而匀变速直线运动的位移x=v0t+at2，故其图象为抛物线，故丙应为x-t图象；则C正确.

9.如图所示，在光滑水平面上有一质量为M的斜劈，其斜面倾角为θ，一质量为m的物体放在其光滑斜面上，现用一水平力F推斜劈，恰使物体m与斜劈间无相对滑动，则斜劈对物块m的弹力大小为( )

A.  B.

C.  D.

【答案】BD

【解析】

对（M+m）进行受力分析， 由牛顿第二定律可知：F=（M+m）a

得 a=

对m进行受力分析，

则有重力与支持力的合力是水平方向，所以用平行四边形定则将两力合成．

由三角函数关系可得：F支=

或者F支=，

故B、D正确

10.如图所示，一质量M=3.0kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0kg的小木块A.现以地面为参考系，给A和B以大小均为4.0m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，但最后A并没有滑离B板.站在地面上的观察者看到在一段时间内小木块A正在做加速运动，则在这段时间内的某时刻木板相对地面的速度大小可能是（    ）

A. 1.8m/s B. 2.4m/s C. 2.6m/s D. 3.0m/s

【答案】BC

【解析】

【详解】以A、B组成的系统为研究对象，系统动量守恒，取水平向右为正方向，从A开始运动到A的速度为零过程中，由动量守恒定律得（M－m）v0=MvB1，代入数据解得vB1=2.67m/s.当从开始运动到A、B速度相同的过程中，取水平向右为正方向，由动量守恒定律得（M－m）v0=（M+m）vB2，代入数据解得vB2=2m/s.木块A加速运动的过程为从其速度为零至与B共速，且此过程中B始终减速，则在木块A正在做加速运动的时间内，B的速度范围为2m/s<vB<2.67m/s.

A．1.8m/s，与结论不相符，选项A错误；

B．2.4m/s，与结论相符，选项B正确；

C．2.6m/s，与结论相符，选项C正确；

D．3.0m/s，与结论不相符，选项D错误；

二、实验题

11. 有同学利用如图的装置验证力的平行四边形定则：在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将绳子打一个结点O，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，改变钩码个数，实验能完成的是（ ）

A. 钩码的个数N1=N2=2，N3=4

B. 钩码的个数N1=N3=3，N2=4

C. 钩码的个数N1=N2=N3=4

D. 钩码的个数N1=3，N2=4，N3=8

【答案】BC

【解析】

试题分析：据题意，在力的合成过程中遵循力的三角形定则，即三个力中任意两个力之和大于第三个力任意两个力只差小于第三个力，只有B、C选项符合．

考点：本题考查力的合成．

12.如图所示是某同学设计的“探究加速度a与物体所受合力F及质量m间关系”的实验．图（a）为实验装置简图，A为小车，B为打点计时器，C为装有砂的砂桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力，小车运动加速度a可由纸带求得．

（1）图(b)为某次实验得到的纸带（交流电的频率为50Hz），由图中数据求出小车加速度值为_______m/s2；（结果保留3位有效数字）

（2）保持砂和砂桶质量不变，改变小车质量m，分别得到小车加速度a与质量m及对应的数据如表中所示，根据表中数据，为直观反映F不变时a与m的关系，请在坐标纸中选择恰当物理量建立坐标系并作出图线；（       ）

从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是__________；

（3）保持小车质量不变，改变砂和砂桶质量，该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F图线如图（d），该图线不通过原点，明显超出偶然误差范围，其主要原因是________；

（4）若实验中将小车换成滑块，将木板水平放置可测出滑块与木板间的动摩擦因数μ.要测出动摩擦因数μ，需要测量的物理量有__________；实验测得的动摩擦因数μ比真实值_______（填“偏大”或“偏小”）.

【答案】    (1). 3.08(3.00—3.15)    (2).     (3). a＝1/(2m)    (4). 实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够    (5). 砂和砂桶质量、木块的质量、以及对应的加速度    (6). 偏大

【解析】

【详解】（1）[1]．由于每相邻两个计数点间还有1个点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.04s，设第一段相邻的计数点的距离为x1，以后各段分别为x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8；根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：

x5-x1=4a1T2

x6-x2=4a2T2

x7-x3=4a3T2

x8-x4=4a4T2

为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：

（2）[2]．为研究a与m的关系，作a与的关系关系图线，如图。

[3]．从图线中得到F不变时小车加速度a与质量m间定量关系是。
（3）[4]．图线不通过坐标原点，F不为零时，加速度仍为零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足。
（4）[5][6]．设滑块的质量为M，砂和砂桶的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：

mg-F拉=ma

对M：

F拉-μMg=Ma

解得：

而实验测得的动摩擦因数

需要测量的物理量有：砂和砂桶质量m、木块的质量M、以及对应的加速度a。
所以验测得的动摩擦因数μ比真实值偏大。

三、计算题

13.如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙运动．某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下，滑到斜坡底端B点后，沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若人和滑板的总质量m = 60.0 kg，滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ = 0.5，斜坡的倾角θ = 37°（sin37°= 0.6，cos37°=0.8），斜坡与水平滑道间是平滑连接的，整个运动过程中空气阻力忽略不计，重力加速度g取10 m/s2．求：

（1）人从斜坡上滑下和在水平滑道上运动的加速度各为多大？

（2）若由于场地的限制，水平滑到BC的最大长度L=20.0m，则斜坡上A、B两点间的距离应不超过多少？

【答案】（1）2m/s2 5m/s2 （2）50m

【解析】

【详解】（1）人在斜面上受力如图所示，建立图示坐标系，设人在斜坡上滑下的加速度为a1

由牛顿第二定律有：

mgsinθ-Ff1=ma1

FN1-mgcosθ=0

又

Ff1=μFN1

联立解得：

a1=g（sinθ-μcosθ）=2.0 m/s2

在水平轨道上，根据牛顿第二定律可得：

μmg=ma2

解得：

a2=5m/s2；

（2）根据动能定理，选取从开始到停止，则有：

mgLABsinθ-μmgL-μmgcosθLAB=0-0；

解得：

LAB=50.0m；

14.一辆长为l1＝5m的汽车以v1＝15m/s的速度在公路上匀速行驶，在离铁路与公路垂直交叉点s1＝175m处，汽车司机突然发现离交叉点s2＝200m处有一列长为l2＝300m的列车以v2＝20m/s的速度行驶过来，为了避免事故的发生，汽车司机立刻使汽车减速，让火车先通过交叉点，求汽车减速的加速度至少多大?（不计汽车司机的反映时间）

【答案】

【解析】

【详解】列车驶过交叉点用时间：

解得：

t=25s

若汽车在25s内的位移为s1=175m，则：

a=0.64 m/s2

此时由v=v1-at，得v=-1m/s，因此汽车已经在25s前冲过了交叉点，发生了事故，不合题意．
要使汽车安全减速，必须在小于25s的时间内汽车速度减小为零，这样才能使它的位移小于175m．由

v12=2as1

得：

汽车减速的加速度至少为0.643m/s2．

15.图所示，质量为m的板A与质量为2m的板B叠放在倾角为的斜面上，用平行斜面的轻绳把A固定，这时板B恰能沿斜面匀速下滑，已知各接触面间的动摩擦因数相同。求：

（1）动摩擦因数多大？

（2）若要B板以加速度a加速下滑，需要加多大平行斜面向下的拉力F？

【答案】（1）=tan,      （2）F=2ma

【解析】

【详解】（1）以B为研究对象，受力分析如图

根据平衡条件，有：

2mgsinα=μmgcosα+μ∙3mgcosα

解得：

μ＝tanα

（2）对木板B施加平行斜面向下拉力，则合力等于拉力F，对B根据牛顿第二定律有：

F=2ma

16.如图所示，一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上，板的左端有一质量为m的物块，物块上连接一根很长的细绳，细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行，某人以恒定的速度v向下拉绳，物块最多只能到达板的中点，且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远．求：

（1）若板与桌面间光滑，物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移．

（2）若板与桌面间有摩擦，为使物块能到达板右端，板与桌面的动摩擦因数的范围．

（3）若板与桌面间的动摩擦因数取（2）问中的最小值，在物块从板的左端运动到右端的过程中，人拉绳的力所做的功（其他阻力均不计）．

【答案】（1）、．（2）μ2 ≥．（3）2Mv2．

【解析】

【详解】（1）板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同，此时物块刚到达板的中点，设木板加速度为a1，运动时间为t1，对木板有：

μ1mg=Ma

v=a1t1

故

设在此过程中物块前进位移为s1，板前进位移为s2，则

s1=vt1

又因为

由以上几式可得物块与板间的动摩擦因数

板的位移

．

（2）设板与桌面间的动摩擦因数为μ2，物块在板上滑行的时间为t2，木板的加速度为a2，对板有

μ1mg-μ2（m+M） g=Ma2，

且

v=a2t2

解得：

又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3，则：

为了使物块能到达板的右端，必须满足：

t2≥t3

即：

则：

所以为了使物块能到达板的右端，板与桌面间的摩擦因数为：．

（3）设绳子的拉力为T，物块从板的左端到达右端的过程中物块的位移为s3，则有：

T-μ1mg=0

s3=vt3=2l

由功的计算公式得：

WT=Ts3=2Mv2

所以绳的拉力做功为2Mv2．

（或W=△E，W=Mv2+μ1mgl+μ2(M+m)gl＝2Mv2）