安徽省合肥二中2020届高三上学期第一次段考物理试题

2019-2020学年度第一学期合肥二中高三第一次段考物理试卷

一、选择题

1.伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是(   )

A. 提出假设，实验检验

B. 数学推理，实验检验

C. 实验检验，数学推理

D. 实验检验，合理外推

【答案】A

【解析】

试题分析：这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验验证，紧接着要对实验结论进行修正推广，选项A正确．

考点：此题考查了伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法．

2.如图所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，则AB：BC等于（    ）

A. 1:1 B. 1:2 C. 1:3 D. 1:4

【答案】C

【解析】

【详解】根据匀变速直线运动的速度位移公式有：

所以

AB：AC=1：4

则

AB：BC=1：3

A.1:1与分析不符，故A项错误；

B.1:2与分析不符，故B项错误；

C.1:3与分析相符，故C项正确；

D. 1:4与分析不符，故D项错误．

3.如图为一个质点做直线运动的v ­t图象，该质点在前4 s内向东运动，则该质点(　　)

A. 在8～10 s内始终向东运动

B. 在前8 s内的加速度大小不变，方向始终向西

C. 在前8 s内的合外力先减小后增大

D. 在4～12 s内的位移大小为24 m

【答案】B

【解析】

速度的正负表示运动的方向，0-4s内向东运动，则4-10s内向西运动，故A错误．在前8s内，图线的斜率不变，则加速度不变，斜率为正值，因为速度为负时向东运动，可知规定向西为正方向，则前8s内加速度方向始终向西，故B正确．前8s内加速度不变，根据牛顿第二定律知，物体所受的合力不变，故C错误．根据图线围成的面积知，4-12s内的位移为：x＝×4×6m＝12m，故D错误．故选B．

点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，速度的正负表示运动的方向，图线与时间轴围成的面积表示位移．

4.如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是

A.

B.

C.

D.

【答案】A

【解析】

【详解】设物块P质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得，mg=kx0，以向上为正方向，木块的位移为x时弹簧对P的弹力：F1=k（x0-x），对物块P，由牛顿第二定律得，F+F1-mg=ma，由以上式子联立可得，F=k x+ma．可见F与x是线性关系，且F随着x的增大而增大，当x=0时，kx+ma＞0，故A正确，B、C、D错误．故选A．

【点睛】解答本题的关键是要根据牛顿第二定律和胡克定律得到F与x的解析式，再选择图象，这是常用的思路，要注意物块P的位移与弹簧形变量并不相等．

5.如图所示，一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮，两端系在高度相等的A、B两点，滑轮下挂一物体，不计绳和滑轮之间的摩擦．现让B缓慢向右移动，则下列说法正确的是(　　)

A. 随着B向右缓慢移动，绳子的张力减小

B. 随着B向右缓慢移动，绳子的张力不变

C. 随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力变小

D. 随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力不变

【答案】D

【解析】

【详解】试题分析：两根绳子AB的合力始终与物体的重力等值反向，所以滑轮受AB绳的合力不变．当B向右缓慢移动时，AB之间的夹角变大，合力一定，等于物块的重力；则绳子的张力增大．故A、B、C错误，D正确．故选D.

考点：力的合成

【名师点睛】此题是关于力的合成问题；解决本题的关键抓住两边绳子的拉力是相等的，且两绳子的合力不变，通过夹角的变化判断绳子拉力的变化；此题难度不大，意在考查学生灵活分析问题解决问题的基本能力.

6.如图所示，物体B的上表面水平，当A、B相对静止沿斜面匀速下滑时，斜面在水平面上保持静止不动，则下列判断正确的有

A. 物体C受水平面的摩擦力方向一定水平向右

B. 水平面对物体C的支持力小于三物体的重力大小之和

C. 物体B、C都只受4个力作用

D. 物体B的上表面一定是粗糙的

【答案】C

【解析】

【详解】由于物体是匀速下滑，对整体来说，合力为零，水平面对C没有摩擦力．而且水平面对C的支持力等于三者重力之和．由于A和B匀速运动，所以A和B之间没有摩擦力，所B上表面可以是光滑的，所以选项C正确．

7.如图所示为粮袋的传送装置，已知AB间长度为L，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时运行速度为v，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A到B的运动，以下说法正确的是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（  ）

A. 粮袋到达B点的速度与v比较，可能大，也可能相等或小

B. 粮袋开始运动的加速度为g（sinθ+μcosθ）

C. 若μ≥tanθ，则粮袋从A到B一定一直是做加速运动

D. 不论μ大小如何，粮袋从A到B一直匀加速运动，且a≥gsinθ

【答案】AB

【解析】

【详解】A.粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B点时的速度小于v；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B点时速度与v相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B点时的速度大于v，故A正确．

B.粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为，根据牛顿第二定律：

得加速度，故B正确．

CD.若μ≥tanθ，粮袋刚开始做匀加速运动，加速度为，由于，所以粮袋与传送带共速后，向下做匀速直线运动，加速度a=0；若μ<tanθ，粮袋从A到B先是做加速度较大的加速运动，加速度为；共速后做加速度较小的加速度运动，加速度为，故CD错误．

8.如图，柔软轻绳ON的一端O固定，其中间某点M拴一重物，用手拉住绳的另一端N．初始时，OM竖直且MN被拉直，OM与MN之间的夹角为α（）．现将重物向右上方缓慢拉起，并保持夹角α不变．在OM由竖直被拉到水平的过程中(　　)

A. MN上的张力逐渐增大

B. MN上的张力先增大后减小

C. OM上的张力逐渐增大

D. OM上的张力先增大后减小

【答案】AD

【解析】

【详解】以重物为研究对象，受重力mg，OM绳上拉力F2，MN上拉力F1，由题意知，三个力合力始终为零，矢量三角形如图所示，

在F2转至水平的过程中，MN上的张力F1逐渐增大，OM上的张力F2先增大后减小，所以A、D正确；B、C错误．

9.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮．一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N．另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态．现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°．已知M始终保持静止，则在此过程中

A. 水平拉力的大小可能保持不变

B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加

C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加

【答案】BD

【解析】

【详解】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；

对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加．故本题选BD．

10.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因素为μ，小木块速度随时间变化关系如图所示，若θ、g、v0、t0已知，则下列说法中正确的是

A. 传送带一定逆时针转动

B.

C. 传送带的速度大于v0

D. 后一段时间内滑块加速度为

【答案】AD

【解析】

【详解】A.若传送带顺时针转动，当滑块下滑时若有，所以滑块将一直匀加速到底端；当滑块上滑时若有，则滑块先匀加速运动，在速度相等后将匀速运动，两种均不符合运动图象；故传送带是逆时针转动，故A正确；

B.滑块在内，滑动摩擦力向下做匀加速下滑，根据牛顿第二定律有：

由图可知

联立解得：

故B错误；

C.只有当滑块的速度等于传送带的速度时，滑块所受的摩擦力变成斜向上，传送带的速度才为，故C错误；

D.共速后的加速度

代入值得

故D正确．

11.如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R．C的质量为m，A、B的质量都为0.5m，与地面的动摩擦因数均为μ．现用水平向右的力拉A，使A缓馒移动，直至C恰好降到地面．整个过程中B保持静止．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．则未拉A时，C受到B作用力的大小F和整个过程中动摩擦因数的最小值

A. F=mg B. F=mg

C.  D.

【答案】AD

【解析】

AB、如图所示，C被抬的最高时，A给C的力最小，

根据平衡条件可得：，解得A给C的最小弹力为：，故B错误，A正确；

CD、刚开始推动时，B对C支持力最大为，如图所示此时B与地面的静摩擦最大

根据力的平衡条件可得：，解得：，所以最大静摩擦力至少为：，B对地面的压力为：，B受地面的最大静摩擦力为：，解得：    ，故D正确，C错误；

故选AD．

【点睛】C被抬的最高时，A给C的力最小，根据平衡条件可得A给C的弹力的最小值；刚开始推动时，B对C支持力最大，根据力的平衡条件可得A、B与地面间的动摩擦因数．

12.甲、乙两车在平直公路上同向行驶，其v-t图像如图所示．已知两车在t=3s时并排行驶，则（     ）

A. t=1s时，甲车在乙车后

B. 在t=0时，甲车在乙车前7.5m

C. 两车另一次并排行驶的时刻是t=2s

D. 甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离为40m

【答案】BD

【解析】

【详解】AC.根据速度时间图象的“面积”表示位移，由几何知识可知，1-3s甲、乙两车通过的位移相等，两车在t=3s时并排行驶，所以两车在t=1s时也并排行驶，故AC错误；

B.由图象可知，0-1s内乙车比甲车多走的距离为

而t=1s时刻两车并排而行，可知在t=0时，甲车在乙车前7.5m，选项B正确；

D.由图像可知，甲、乙两车两次并排行驶的位置之间沿公路方向的距离等于从t=1s到t=3s过程中甲车的位移，则为

，

故D正确．

二、实验

13.某小组利用打点计时器对物块沿倾斜的长木板加速下滑时的运动进行研究．物块拖动纸带下滑，打出的纸带一部分如图所示．已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz，纸带上标出的每两个相邻点之间还有4个打出的点未画出．在ABCDE五个点中，打点计时器最先打出的是______点，在打出C点时物块的速度大小为______m/s（保留3位有效数字）；物块下滑的加速度大小为_____m/s2（保留2位有效数字）．

【答案】    (1). A    (2). 0.233    (3). 0.75

【解析】

【详解】分析可知，物块沿倾斜长木板最匀加速直线运动，纸带上的点迹，从A到E，间隔越来越大，可知，物块跟纸带的左端相连，纸带上最先打出的是A点；在打点计时器打C点瞬间，物块的速度；根据逐差法可知，物块下滑的加速度．

故本题正确答案为：A；0.233；0.75．

14.某同学在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图甲所示，用弹簧OC和弹簧测力计a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下：

（1）若弹簧测力计a、b间夹角为90°，弹簧测力计a读数是________ N(如图乙中所示)，则弹簧测力计b的读数可能为________ N.

（2）若弹簧测力计a、b间夹角大于90°，保持弹簧测力计a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧测力计b与弹簧OC的夹角，则弹簧测力计a的读数________、弹簧测力计b的读数________(选填“变大”“变小”或“不变”)．

【答案】    (1). 3.00(2.99～3.01均可)    (2). 4.00(3.99～4.01均可)    (3). 变大    (4). 变大

【解析】

【详解】（1）[1][2]根据胡克定律可知：

N

根据弹簧秤的读数方法可知，a的读数为3.00N(2.99～3.01均可)；两弹簧秤夹角为90°，则可知b的读数为：

N0(3.99～4.01均可)

（2）[3][4]若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角；如图所示：

则可知两弹簧秤的示数均变大．

三、计算题

15.一辆卡车以=10m/s的初速度沿直线方向做匀减速直线运动，加速度的大小为a=2m/s2，在其后方一辆小汽车以=4m/s的速度向相同方向做匀速直线运动，小汽车在卡车后方相距x0=7m处，从此时开始计时，求：

（1）小汽车追上卡车前，两车间的最大距离d是多大？

（2）经过多长时间小汽车追上卡车？

【答案】见解析．

【解析】

【详解】（1）两车速度相等经历的时间为t1有：vA=vB-at1，
即：4=10-2t1…（1）
汽车与卡车的最远距离d，有：vB2−vA2＝2axB1，
即：102−42＝2×2×xB1…（2）
xA1＝vAt，
即：xA1＝4×t1…（3）
两者间的最大距离为：d＝x0+xB1−xA1，
即：d＝7m+xB1−xA1…（4）
以上各式联立解之得：d=16m．       
（2）卡车速度减为零的时间为t2，有：0=vB-at2，
即：0=10-2t2…（5）
得：t2=5s            
卡车速度减为零的位移为：2axB＝vB2
即：2×2×xB＝102…（6）
解之得：xB=25m    
此时汽车的位移为：xA=vAt2=4×5m=20m
因为xA＜xB+x0，可知卡车速度减为零时，汽车还未追上卡车．   
还需追及的时间：

则有：t=t2+t3=5s+3s=8s．

16.如图所示，板A的质量为m，滑块B的质量为2m，板A用绳拴住，绳与斜面平行，滑块B沿倾角为α的斜面在A板的中间一段匀速下滑，若A、B之间以及B与斜面间的动摩擦因数相同，求动摩擦因数μ.

【答案】tanα

【解析】

【详解】以B为研究对象进行受力分析，如图所示

由平衡条件得

2mgsinα＝μFN1＋μFN2

对于A由平衡条件得FN2＝mgcosα ②

对A、B整体由平衡条件得

FN1＝3mgcosα ③

由①②③得μ＝tanα.

17.如图所示，在质量为m＝1kg重物上系着一条长为30cm的细绳，细绳的另一端连着一个轻质圆环，圆环套在水平的棒上可以滑动，环与棒间的动摩擦因数μ＝0.75，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．另有一条细绳一端固定在重物上，另一端跨过定滑轮，定滑轮固定在距离圆环50cm的地方．当细绳的端点挂上重力为G的重物，而圆环将要开始滑动时，(g取10m/s2)试求：

（1）φ角的大小；

（2）长为30 cm的细绳的张力大小；

（3）重物G的质量．

【答案】（1）（2）8N（3）0.6kg.

【解析】

【详解】(1)圆环将要开始滑动时，所受的静摩擦力刚好达到最大值，有，对环进行受力分析，则有

解得

得

由于AO=30cm，AB=50cm，由余弦定理可求得

(2)按如图所示选取坐标轴

根据m处于平衡状态，则有：

解得：

T=8N

(3)圆环将要滑动时，重物G=m′g，又

解得