甘肃省兰州市第一中学2020届高三上学期9月月考物理试题

兰州一中2019-2020-1学期高三年级九月月考

物理试题

一、选择题：

1.下列各种情况中，可以把研究对象(加点者)看作质点的是

A. 研究地球的昼夜更替

B. 研究一列队伍过桥的时间问题

C. 裁判给参加比赛的艺术体操运动员打分

D. 北斗定位系统确定正在南极冰盖进行考察的某科考队员位置时

【答案】D

【解析】

【详解】A．研究地球昼夜更替时需要考虑到地球的形状，所以此时不能将地球看作质点来研究，故A错误。

B．研究一列队伍过桥的时间问题时，需要考虑队伍的长度，所以无法忽略队伍的长度而将队伍看作质点，故B错误。

C．裁判给参加比赛的艺术体操运动员的比赛打分，需要根据运动员做出的动作，所以不能将运动员看成质点，故C错误。

D．用全球定位系统确定正在南极冰盖考察的某科考队员位置时，科考队员的形状和大小相对于GPS的覆盖面可以忽略，所以可以将科考队员看作质点，故D正确。

2.如图所示，两斜面体A、B叠放在水平地面上，连接斜面体A与天花板的轻弹簧沿竖直方向，两斜面体均处于静止状态。下列说法正确的是

A. 斜面体A一定受两个力 B. 斜面体A可能受三个力

C. 斜面体B一定受四个力 D. 斜面体B可能受五力

【答案】B

【解析】

【详解】AB．若弹簧弹力为零，对斜面体A进行受力分析可知，斜面体A受重力、斜面体B对斜面体A的支持力和摩擦力，处于平衡状态，斜面体A受三个力作用，故A错误，B正确；

C．物体A处于平衡状态，也可能只受弹簧的拉力和重力，此时斜面体A、B之间没有相互挤压，不存在摩擦力，斜面体A只受两个力，斜面体B也只收两个力，故C错误；

D．对斜面体A、B整体分析，不论弹簧弹力有无，只受竖直方向的外力，斜面体B与地面之间不会存在摩擦力，斜面体B可能只收两个力或四个力，不可能受五个力，故D错误

3.如图，光滑的四分之一圆弧轨道A、B固定在竖直平面内，A端与水平面相切，穿在轨道上的小球在拉力F的作用下，缓慢地由A向B运动，F始终沿轨道的切线方向，轨道对球的弹力为N。在运动过程中

A. F增大，N减小

B. F减小，N减小

C. F增大，N增大

D. F减小，N增大

【答案】A

【解析】

对球受力分析，受重力、支持力和拉力，如图，根据共点力平衡条件，有
N=mgcosθ       F=mgsinθ
其中θ为支持力N与竖直方向的夹角；当物体向上移动时，θ变大，故N变小，F变大；故A正确，BCD错误．故选A．

注：此题答案应该是A.

【此处有视频，请去附件查看】

4.粗糙水平面上一物体的一端系着一根轻弹簧，手拉弹簧的另一端使物体向右做匀加速运动，当手突然停止运动时，物体将

A. 立即静止

B. 仍做加速运动

C. 立即做减速运动

D. 立即做匀速运动

【答案】B

【解析】

【详解】手突然停止运动时的一瞬间，弹簧的弹力还没有改变，因为开始时物体向右做匀加速运动，故手停止一瞬间弹簧弹力仍大于摩擦力，故此时物体仍做加速运动.

A．描述与分析不符，故A错误.

B．描述与分析相符，故B正确.

C．描述与分析不符，故C错误.

D．描述与分析不符，故D错误.

5.竖直向上飞行的子弹，达到最高点后又返回原处，假设运动过程中子弹受到阻力与速率成正比，则在整个过程中，加速度和速度的大小变化可能是

A. 加速度始终变小，速度先变小后变大

B. 加速度始终变大，速度先变小后变大

C. 加速度先变小后变大，速度先变小后变大

D. 加速度先变大后变小，速度先变小后变大

【答案】A

【解析】

【详解】空气阻力的大小与速率成正比，在上升过程中速度不断减小，则阻力不断减小，根据：

可知加速度不变减小.

在下降的过程中，速度不断增大，阻力不断变大，根据：

可知加速度仍不断变小.

A．描述与分析相符，故A正确

B．描述与分析不符，故B错误.

C．描述与分析不符，故C错误.

D．描述与分析不符，故D错误.

6.如图，动物园的水平地面上放着一只质量为M的笼子，笼内有一只质量为m的猴子，当猴以某一加速度沿竖直柱子加速向上爬时，笼子对地面的压力为F1；当猴以同样大小的加速度沿竖直柱子加速下滑时，笼子对地面的压力为F2，关于F1和F2的大小，下列判断中正确的是

A. F1= F2>(M + m)g

B. F1> F2>(M + m)g

C. F1> (M + m)g> F2

D. F1 <F2<(M + m)g

【答案】C

【解析】

【详解】猴子在加速向上爬时对猴子分析有:猴子受到向下的重力G和向上的摩擦力f，且重力，由牛顿第三定律可以知道笼子受到向下的摩擦力，所以笼子给地面的压力为：

因为所以：

猴子在加速下滑时对猴子分析有：猴子受到向下的重力G和向上的摩擦力f，且重力,由牛顿第三定律可以知道笼子受到向下的摩擦力，所以笼子给地面的压力为：

因为 所以：

.

A．描述与分析不符，故A错误.

B．描述与分析不符，故B错误.

C．描述与分析相符，故C正确.

D．描述与分析不符，故D错误.

7.下列物理量单位中，那些是基本单位

A. 千克 B. 牛顿 C. 安培 D. 焦耳

【答案】AC

【解析】

【详解】千克（kg）、安培（A）属于国际单位制（）的基本单位；牛顿（）、库仑（）属于导出单位.

A．描述与分析相符，故A正确

B．描述与分析不符，故B错误.

C．描述与分析相符，故C正确.

D．描述与分析不符，故D错误.

8.平行河岸两岸距离100m，水流速度4m/s，船在静水中最大速度2m/s，则

A. 渡河最短时间s B. 渡河最短时间50s

C. 渡河最短距离100m D. 以最短距离渡河，用时s

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短，则知：

故A错误，B正确.

CD．如图所示，因为水流速度大于船在静水中最大速度，则小船以最短距离过河时，应在静水中的速度斜着向上游与合速度方向垂直。则由速度的合成可得：

而此时渡河位移s短有：

。

所以小船要以最短距离过河时所用的时间为：

故C错误，D正确

9.甲、乙两车从t=0时刻开始在一条平直公路上相向行驶，其v-t图象分别如图中的直线A和B所示，已知两车在t=8s时相遇，由图可知

A. t=4s时，甲、乙两车相距最远

B. t=6s时，甲、乙两车第一次相遇

C. t=0时，甲、乙两车相距16m

D. 甲、乙两车两次相遇的地点相距12m

【答案】CD

【解析】

【详解】AB．根据v-t图像可知，因为8s时两车相遇了，所以根据面积关系可判断在t=4s时甲车和乙车第一次相遇，故A错误，B错误；

C．在t=0时，甲、乙两车相距：

故C正确；

D．甲乙两车第二次相遇地点沿公路方向的距离也就是从第4s末到第8s末两车运动的位移：

故D正确

10.如图所示，物块A、B一起沿斜面体C下滑，斜面体C始终保持静止，则

A. 若A、B一起匀速下滑，A与B之间摩擦力为零

B. 若A、B一起匀速下滑，C与地面之间摩擦力为零

C. 若斜面上表面光滑，A、B一起加速下滑时，A与B之间摩擦力为零

D. 若斜面上表面光滑，A、B一起加速下滑时，C与地面之间摩擦力为零

【答案】AB

【解析】

【详解】A．若A、B一起匀速下滑，则A受力平衡，只受竖直方向的重力和B对A的支持力，不受摩擦力，故A正确.

B．若A、B一起匀速下滑，以A、B为整体所受的支持力、C对整体的摩擦力方向与整体重力等大反向，有牛顿第三定律可知C受的正压力与摩擦力的合力方向竖直向下，所以地面对C没有摩擦力作用.故B正确.

C．A、B一起加速下滑时，A受力不平衡，故A除受到重力，B对A支持力外，还受到B对A水平向左的摩擦力，故C错误；

D．斜面上表面光滑，A、B一起加速下滑，以A、B为整体对C的压力垂直斜面向下，故斜面C有向右运动趋势，故C受到地面的摩擦力方向向左。故D错误.

11.倾角60°的斜面上，有一矩形木箱沿斜面向下滑动，箱内挂有一细线拴的小球，细线与箱顶的夹角也为60°，已知重力加速度g，下列说法正确的是

A. 木箱做匀速运动

B. 木箱做加速运动

C. 木箱运动的加速度大小为g

D. 木箱与斜面之间的动摩擦因数为

【答案】BCD

【解析】

【详解】AB．因为细线与箱顶的夹角与斜面夹角相等，又因为小球与箱子相对静止向下滑动，对小球受力分析可知小球受到绳子拉力和重力作用，不能平衡，故向下加速滑动，故A错误，B正确.

C．设小球质量m，细绳拉力为T，如图所示对小球分析有：

解得：

因为小球与箱子相对静止向下滑动，故箱子和小球加速度相同，故C正确.

D．对木箱和小球整体分析，设整体质量为M，则：

解得 ，故D正确.

二、填空题

12.某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则。在竖直木板上贴有白纸，固定两个光滑的滑轮A和B，将三根细线的一头打一个结，结点O，另一头分别挂上不同数量的钩码，每个钩码的质量相等，当系统达到平衡时，根据钩码个数读出三根细线的拉力F1、F2和F3。

(1)下列钩码个数，能使实验完成是___________。

A．钩码的个数N1=3，N2=4，N3=8                  B．钩码的个数N1=N2=N3=4

C．钩码的个数N1=N2=2，N3=4                     D．钩码的个数N1=N2=3，N3=5

(2)在拆下钩码和细线前，需要做的步骤是___________。

A．标记结点O的位置

B．量出OA、OB、OC三段细线的长度

C．记录OA、OB、OC三根细线的方向

D．用天平测出钩码的质量

(3)在作图时，你认为图中_____________(选填“甲”或“乙”)可能是正确的。

【答案】    (1). BD    (2). AC    (3). 甲

【解析】

【详解】(1)[1]对O点受力分析OA、OB、OC分别表示三个力的大小，因为三共点力处于平衡，所以OC等于OD.因此三个力的大小构成一个三角形.

A．3、4、8不可以构成三角形，则结点不能处于平衡状态，故A错误. 

B．4、4、4可以构成三角形，则结点能处于平衡.所以B正确. 

C．2、2、4不可以构成三角形，则结点不能处于平衡状态.所以C错误.

D．3、3、5可以构成三角形，则结点能处于平衡.所以D正确. 

(2)[2]为验证平行四边形定则，必须作受力图，所以先明确受力点即标记结点O的位置，其次要作出力的方向并读出力的大小，最后作出力的图示，因此要做好记录是从力的三要素角度出发，要标记结点O的位置和记录OA、OB、OC三段绳子的方向，钩码个数，故AC正确. 

(3)[3]以O点为研究对象，F3的是实际作用效果在OC这条线上，因为误差的存在，F1、F2的理论值要与实际值有一定偏差，故甲图符合实际，乙图不符合实际.

13.测量滑块与木板之间的动摩擦因数的实验装置如图所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮，木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz，开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始做匀加速运动，在纸带上打出一系列小点。

(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出)，计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=_________m/s2(保留三位有效数字)。

(2)为测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的有________。(填入所选物理量前的字母)

A．木块的长度L　　　　　                  B．滑块的质量m1

C．木板的质量m2                            D．托盘和砝码的总质量m3

(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=_________ (用所测物理量的字母表示，重力加速度为g)。与真实值相比，测量的动摩擦因数______(填“偏大”或“偏小”)。写出支持你的判断的一个依据：______ 。

【答案】    (1). 0.497    (2). BD    (3).     (4). 偏大    (5). 纸带与打点计时器间有阻力

【解析】

【详解】(1)[1]每相邻两计数点间还有4个打点，故T=0.1s，由：

知：

(2)[2]取托盘、砝码、滑块系统为研究对象，由牛顿第二定律知：

需要测量滑块的质量m1，托盘和砝码的总质量m3，选项B、D正确；

(3)[3]由上式解出：

[4][5]由于纸带和现为空及滑轮处阻力的存在，所以计算摩擦力的值比真实值偏大，所以的测量值偏大

三、计算题

14.在倾角为37°的斜面上，从A点以4m/s的初速度水平抛出一个小球，小球落在斜面上B点，如图所示。g=10m/s2，求小球落到B点时速度方向与水平方向夹角的正切值tanα及A、B间距离s的大小。

【答案】1.5；3m

【解析】

【详解】运动轨迹如图，结合几何知识：

所以有：

设小球运动的时间为t，利用平抛知识有：

联立以上各式计算得出：

则：

.

所以AB间的距离：

.

答：小球落到B点时速度方向与水平方向夹角的正切值，A、B间距离

15.A、B两车在同一直线上向右匀速运动，B车在A车前，A车的速度大小为v1＝8 m/s，B车的速度大小为v2＝20 m/s，如图所示。当A、B两车相距时，B车因前方突发情况紧急刹车(已知刹车过程的运动可视为匀减速直线运动)，加速度大小为a＝2 m/s2，从此时开始计时，求：

(1)A车追上B车之前，两者相距的最大距离；

(2)A车追上B车所用的时间；

(3)从安全行驶的角度考虑，为避免两车相撞，在题设条件下，A车在B车刹车的同时也应刹车的最小加速度。

【答案】（1）64m（2）16s（3）4m/s2

【解析】

试题分析：（1）两车速度相等时相遇前相距最大的临界条件，据此分析求解最大距离即可；

（2）根据位移关系分析A车追上B车所用时间；

（3）根据刹车位移大小关系，再由A车刹车时的位移速度关系求解其最小加速度

解；（1）当A、B两车速度相等时，相距最远，根据速度关系得：v1=v2﹣at1…①

代入数据解得：t1="6" s

此时，根据位移公式得：xA=v1t1…②

xB=v2t1﹣at12③

△xm=xB+xo﹣xA

代入数据解得：△xm=64m

（2）B车刹车停止运动所用时间：to==10s

所发生位移：xB==100m

此时：xA=v1t0=80m

则：xA＜x0+xB，可见此时A车并未追上B车，而是在B车停止后才追上之后A车运动时间为：

t2==6s

故所求时间为：t=to+t2=16s

（3）A车刹车减速至0时刚好追上B车时，加速度最小+x0=

代入数据解得：aA="4" m/s2

答：（1）A车追上B车之前，两者相距的最大距离为64m；

（2）A车追上B车所用的时间为16s；

（3）从安全行驶的角度考虑，为避免两车相撞，在题设条件下，A车在B车刹车的同时也应刹车的最小加速度为4m/s2

16.如图所示，传送带与地面夹角θ=37°，从A到B长度为L=10m，传送带以v=4m/s的速率顺时针转动。一个黑色煤块以v0=8m/s初速度滑上传送带A端，v0方向沿传送带斜向下，煤块质量m=0.5kg，它与传送带之间的动摩擦因数为μ=1.25，煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知sin 37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求：

(1)煤块经过多长时间离开传送带？

(2)煤块在传送带上留下黑色痕迹长度。

【答案】(1)4.5s(2)18m

【解析】

【详解】(1)选v0方向为正方向，开始阶段加速度为：

煤块做匀减速运动，速度减为0再反向匀加速至速度(-v)用时：

煤块位移

然后煤块随传送带一起匀速运动到A点离开传送带，用时：

t2==1.5s

总共用时

t=t1 +t2=4.5s

(2)只在煤块与传送带相对滑动的t1时间段内，会留下黑色痕迹。t1时间段内，当煤块位移x1=6m过程中，传送带位移：

痕迹：

答：(1)煤块经过4.5s离开传送带.

(2)煤块在传送带上留下的黑色痕迹长度为18m.

17.如图所示，“L”形光滑杆固定在竖直平面内，其中OA段水平，OB段竖直且足够长，两段之间由很短的光滑圆弧衔接。两个质量均为m的圆环M、N套在杆上，由长度d=3m的轻质细线连接。开始时圆环N置于O点，圆环M置于水平杆上，细线恰好伸直，将两个圆环由静止释放，圆环N沿竖直杆向下运动，已知两圆环运动过程中无机械能损失，重力加速度g=10m/s2，求：

(1)当圆环N下降h=1.8m时，圆环N、M的速度大小；

(2)圆环M运动到O点后，追上圆环N所需的时间(结果可以保留根号)。

【答案】(1) 4.8m/s ；3.6m/s (2) s

【解析】

【详解】(1)当N环下降h=1.8m时，细线与水平方向夹角满足sinθ=0.6，cosθ=0.8两环速度关系为：

下降过程，两环组成的系统机械能守恒：

联立代入数据解得vN=4.8m/s，vM=3.6m/s

(2)M环到达O点时，设M环速度为v，此时N环的速度为0，机械能守恒：

代入数据解得.

M环过O点后做初速度为v，加速度为g的匀加速直线运动；N环做自由落体运动；

经过时间t，M环追上N环， 则有：

vt+gt2＝d+gt2

代入数据解得：s

答：(1)当圆环N下降h=1.8m时，圆环N、M的速度大小分别为vN=4.8m/s，vM=3.6m/s；

(2)圆环M运动到O点后，追上圆环N所需的时间。