2022-2023学年山东省泰安市新泰中学高三上学期第一次月考物理试题含解析

新泰中学2020级高三上学期第一次阶段性考试

物理试题

一、单选题（共8个题目，每题3分共24分）

1. 下列说法中正确的是（　　）

A. 物体做曲线运动时，速度可能是均匀变化的

B. 物体在恒力作用下不可能做匀变速曲线运动

C. 物体做曲线运动的速度大小一定是变化的

D. 物体做曲线运动时，其合力方向有可能与速度方向相同

【答案】A

【解析】

【详解】A．物体做曲线运动，加速度可能是恒定的，速度是均匀变化的，如平抛运动，故A正确；

B．物体在恒力作用下可能做匀变速曲线运动，如平抛运动，故B错误；

C．物体做曲线运动的速度大小不一定是变化的，如匀速圆周运动，故C错误；

D．物体做曲线运动的条件是速度方向与合外力方向不在同一直线上，所以其合力的方向有不可能与速度方向相同，故D错误。

故选A。

2. 如图所示，一根粗糙的水平横杆上套有P、Q两个轻环，两根等长细绳一端分别系在环上，另一端拴住书本，书本处于静止状态．下列说法正确的是（　　）

A. 两绳对书本的拉力大小不同

B. 每根绳对书本的拉力一定大于书本的重力

C. 若减小两环间距离，书本仍处于静止状态，则杆对P环的支持力不变

D. 若减外两环间距离，书本仍处于静止状态，杆对P环的摩擦力不变

【答案】C

【解析】

【详解】A．依题意，两绳等长，对书本受力分析，根据对称性可知两绳对书本的拉力大小相同。故A错误；

B．依题意，书本处于静止状态，三力平衡，两绳拉力之和与重力等大反向，每根绳对书本的拉力不一定大于书本的重力，需要根据两绳夹角判断。故B错误；

C．对书本和P、Q两环组成的整体进行受力分析，可知杆对P、Q两环的支持力大小相等均为重力的一半，且不会随两环间距离的变化而变化。故C正确；

D．对P环受力分析，如图

由平衡条件，可得

若减外两环间距离，变大，杆对P环的摩擦力变小。故D错误。

故选C。

3. 小球在液体中运动时会受到液体摩擦阻力，这种阻力称为粘滞力．如果液体的粘滞性较大，小球的半径较小，则小球受到的粘滞力，式中称为液体的粘滞系数，r为小球半径，v为小球运动的速度。若采用国际单位制中的基本单位来表示的单位，则其单位为（　　）

A.  B.

C.  D. 为常数，没有物理单位

【答案】B

【解析】

【详解】力的单位是牛顿，用力学基本单位表示为：kgm/s2，由可得

其中r的单位是m，v的单位是m/s，所以的单位为

ACD错误，B正确。

故选B。

4. 如图所示，物块A质量为2m，物块B、C质量均为m，A与天花板之间、B与C之间均用轻弹簧相连，A与B之间用轻质细绳相连，当系统静止后，突然剪断A、B间的细绳，则此瞬间A、B、C的加速度分别为（   ）（取竖直向下为正方向，已知重力加速度大小为g）

A. －g，2g，0 B. －2g，g，0

C. －4g，2g，0 D. －g，g，g

【答案】A

【解析】

【详解】剪断细线前，对A、B、C组成的整体分析，可知A上方的弹簧弹力大小为

对B、C组成的整体分析，可知细绳拉力大小为

对C分析，可知B、C之间弹簧弹力大小为

剪断细线瞬间，两弹簧的弹力均不会发生突变，但细绳拉力突变为零，对A根据牛顿第二定律有

解得

对B根据牛顿第二定律有

解得

对C根据牛顿第二定律有

解得

故选A。

5. 如图所示，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，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的质量为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离开弹簧前，由牛顿第二定律得

F+F1-mg=ma

由以上式子联立可得

F=kx+ma

可见在物块P离开弹簧前，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。

当物块离开弹簧后，由牛顿第二定律

F-mg=ma

知F是一恒力，保持不变。故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

6. 一质点在平面直角坐标系内运动，其x方向的x-t图像和y方向的v-t图像如图所示，下列说法正确的是（　　）

A. 质点做匀变速直线运动 B. 2s末质点的速度大小为6m/s

C. 2s内质点的位移大小为15m D. 质点的初速度方向与合外力方向垂直

【答案】C

【解析】

【详解】A．质点水平方向做匀速直线运动，竖直方向做匀变速运动，因此合力和速度方向不共线，做匀变速曲线运动，A错误；

B．2s末

2s末质点的速度大小为

B错误；

C．2s内质点的位移大小为

C正确；

D．质点所受合外力沿y轴正前方向，质点的初速度不沿x方向，所以，质点的初速度方向与合外力方向不垂直，D错误。

故选C。

7. 如图所示，杂技表演中，绕过光滑定滑轮的轻绳一端吊着重物，另一端吊着表演者，开始时表演者抓紧绳索，结果他以大小为的加速度随绳一起下降；然后表演者快速地沿绳向上爬，结果他不再下降，而是相对地面保持静止，此时重物以大小为的加速度随绳一起竖直向上运动。若重物与表演者的质量之比为k，不计空气阻力，则为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】设表演者拉着绳不动以大小为a1的加速度下降时，绳中的张力大小为T1，则对表演者和重物根据牛顿第二定律分别有

当表演者快速地沿绳向上爬，相对地面静止时，根据平衡条件可知，绳对表演者的作用力大小为

对重物根据牛顿第二定律有

由题意可知

联立以上各式解得

故选D。

8. 如图所示，半径为R的半球形碗固定于水平面上，碗口水平且AB为直径，O点为球心．小球从AO连线上的C点沿CO方向以水平速度抛出，经时间小球与碗内壁垂直碰撞，重力加速度为g，则C、O两点间的距离为（  ）

A.  B.  C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】设小球落点在D点，如图所示

根据题意，OD为半径，则根据平抛运动位移与水平方向夹角与速度与水平方向夹角关系有

有

CE=2OE

根据直角三角形，有

又因

联立解得

OC=OE=

故选A。

二、多选题（共4个题目，每题4分共16分）

9. 如图所示，甲、乙二人想让水平地面上静止放置的、B两小车向右运动，两小车相互接触但并不连接，质量分别为、。从时刻开始，甲给水平向右的推力和乙给B水平向右的拉力，、随时间的变化规律分别为，。（车轮与地面的摩擦忽略不计）（　　）

A. 、B两车在时分离 B. 内B车的位移是

C. 时车的加速度 D. 时B车的加速度

【答案】AD

【解析】

【详解】A．时

假设甲、乙分开运动，则

因为，所以甲、乙是一起运动的，则

所以

A、B在分离前，一起以做匀加速运动，而在分离的瞬间，A、B之间的弹力为0，此时

对A

对B

此时

解得

故A正确；

B．A、B刚分离时

A、B已经运动的位移

分离后A、B都做非匀变速直线运动，分离后，A、B加速度分别为

在分离后的0.6s内，B的加速度在变化，无法计算出此段时间内的位移，故B错误；

C．由知4s时，A的加速度为0.1m/s2，故C错误；

D．由知4s时，B的加速度为，故D正确。

故选AD。

10. 如图所示，质量为3kg的长木板A放在光滑水平地面上，质量为2kg的物块B静止在木板上，A、B之间的动摩擦因数为μ=0.2，重力加速度大小为g=10m/s2，物块B与长木板A之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现用水平向右的拉力F作用在长木板上，下列说法中正确的是（　　）

A. F=4N时，B受到A的摩擦力为1.6N，方向水平向右

B. F=10N时，A、B之间会发生相对滑动

C. F=12N时，B的加速度大小为2m/s2

D. F=16N时，A的加速度大小为4m/s2

【答案】ACD

【解析】

【详解】当两物体刚要分离时，对B

对整体

A．F=4N时，整体未相对滑动，加速度

对B分析

方向水平向右，故A正确；

B．F=10N时，A、B之间不会发生相对滑动，恰好相对静止，故B错误；

C．F=12N时，相对滑动，B的加速度大小为

故C正确；

D．F=16N时，A的加速度大小为

故D正确。

故选ACD。

11. 如图所示，木箱M静止在水平地面上，用轻绳将一质量为m的小球悬挂在木箱的顶端。对小球施加一作用力F，F由水平向右缓慢变为竖直向上的过程中，小球和木箱始终处于静止状态，且轻绳与竖直方向成θ不变，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）

A. 轻绳对小球的拉力逐渐变大 B. 该过程力F的最小值为mgsinθ

C. 该过程地面对M的支持力逐渐变大 D. 该过程地面对M的摩擦力逐渐变小

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．由水平向右缓慢变为竖直向上的过程中小球受重力、绳的拉力T、拉力F作用处于动平衡状态，三力平移后组成一闭合三角形，作图如下

F由水平向右缓慢变为竖直向上的过程中，T方向不变，由图可知，此过程绳的拉力T逐渐减小，F大小是先减小后增大，F最小值是其垂直于绳拉力T时，由图形可得

故A错误，B正确；

CD．对M受力分析，将绳拉力T分解到水平方向和竖直方向上，由平衡条件可得

由于T在逐渐减小，θ不变，所以和都在逐渐减小，故C错误，D正确。

故选BD。

12. 如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为，以恒定速率顺时针转动。一小物块以初速度从端冲上传送带，小物块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取，下列说法正确的是（　　）

A. 倾斜传送带与水平方向夹角的正切值

B. 小物块与传送带间的动摩擦因数

C. 小物块上滑过程中离端的最大距离为

D. 小物块从端冲上传送带到返回端所用的时间为

【答案】AD

【解析】

【详解】CD．0-1s内，物块的加速度大小为

方向沿传送带向下；1-2s，物块的加速度大小为

方向沿传送带向下；物块上升位移大小等于v-t图象与时间轴所包围的面积大小，为

小物块上滑过程中离端的最大距离为10m，根据得物块下滑的时间

所以物块从冲上传送带到返回A端所用的时间为，故C错误D正确；

AB．0-1s内，对煤块根据牛顿第二定律得

mgsinθ+μmgcosθ=ma1

1-2s，对煤块根据牛顿第二定律得

mgsinθ-μmgcosθ=ma2

解得

θ=37°，μ=0.25

则

tanθ=0.75

故A正确、B错误。

故选AD

三、实验题（共2个题目，14分）

13. 研究平抛运动实验，可以在水平和竖直两个方向中，先研究其中一个方向的运动规律，再设计分析另外一个方向的运动规律。

（1）如图1所示，用小锤打击弹性金属片，使A球沿水平方向抛出，同时使B球由静止自由下落，可观察到两小球同时落地；由于空间限制、小球速度较快和人眼很难同时观察两个小球的运动等因素，一般很难看到两球同时落地的现象。转化的方法有很多，以下方法中，可行的是___________

A.将“看”转化为“听”

B.通过“先摄像，再慢放录像”的方法

C.两个人用秒表分别来测下落时间是否相同

（2）如图2所示，将白纸和复写纸对齐重叠并固定在竖直的硬板上。钢球沿斜槽轨道M滑下后从O点飞出，落在水平挡板N上。钢球落在挡板上时，钢球侧面会在白纸上挤压出一个痕迹点。移动挡板，从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球，如此重复，白纸上将留下一系列痕迹点。

①对于从斜槽上滚出的小球，要保证小球水平抛出，下列实验条件必须满足的是___________。

A.斜槽轨道光滑

B.斜槽轨道末段水平

C.每次从斜槽上相同的位置无初速度释放钢球

②某位同学做实验时，忘记了标记平抛运动的抛出点，只记录了A、B、C三点，于是就取A点为坐标原点O，建立了如图3所示的坐标系。平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出。小球平抛的初速度为___________m/s，小球抛出点的坐标为___________（取g=10m/s2，计算结果均保留两位有效数字）。

【答案】    ①. AB##BA    ②. B    ③. 1.5    ④. （-30cm，-20cm）

【解析】

【详解】（1）[1]A．很难看到两球同时落地的现象，可以通过听得方式，听是一次落地的声音还是两次落地的声音来判断是否同时落地，故A正确；

B．通过“先摄像，再慢放录像”的方法，可以判断两球是否同时落地，故B正确；

C．两个人用秒表分别来测下落时间是否相同，依然用人眼观察并用秒表记录，误差较大，不可取，故C错误。

故选AB。

（2）①[2]对于从斜槽上滚出的小球，要保证小球水平抛出，下列实验条件必须满足的是斜槽轨道末段水平。

故选B。

[4]通过图3的B、C的坐标可知，三点之间的时间的间隔相同，根据竖直方向上的位移，利用逐差法可得

解得

T=0.2s

小球平抛的初速度为

②[3][4]B点竖直方向的分速度为

到B点平抛运动的时间

故从抛出点距离B点水平方向和竖直方向的距离为

则抛出点的位置

故抛出点的坐标为（-30cm，-20cm）。

14. 做“探究加速度与力、质量的关系”实验时，某实验小组采用如图甲所示的实验装置。实验小组在长木板上B点处安装了一个光电门，在小车上固定一遮光条，宽度为d，一端连着小车的细线另一端绕过定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂槽码。

（1）下列实验操作和要求必要的是_____（选填选项前的字母）；

A.该实验操作前要补偿摩擦力

B.该实验操作前不需要补偿摩擦力

C.应使A位置与光电门之间的距离适当大些

D.应使小车质量远大于槽码和力传感器的总质量

（2）实验时，在力传感器下端挂上槽码，另一端通过细线连接小车。调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细线与木板平行。将小车从长木板上的A点处由静止释放，读出遮光条通过B点处光电门的时间t和力传感器示数F，用毫米刻度尺量出小车释放点A点处到B点处光电门的距离L，根据以上测量数据计算得出加速度的表达式为__________（用题中测量的物理量字母表示）；

（3）保持小车的质量不变，通过增加槽码的个数来改变小车所受合外力大小，重复实验几次，记录多组实验数据。

（4）实验小组根据记录的多组F的实验数据和计算得到的加速度a 的数值，画出了如图乙所示的a-F图像。图像不过原点的主要原因是_______，为了使实验结果更准确，需要把甲图中的垫块向_____（选填“右”或“左”）移动。

【答案】    ①. AC    ②.     ③. 补偿摩擦力时，木板倾角偏小    ④. 右

【解析】

【详解】（1）[1] AB．该实验操作前要补偿摩擦力，使绳的拉力等于小车的合外力，故A正确B错误；

C．应使A位置与光电门之间的距离适当大些，故C正确；

D．传感器可以直接读取拉力，故不需要满足小车质量远大于槽码和力传感器的总质量，故D错误。

故选AC。

（2）[2] 由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，故B点速度

根据速度位移关系公式

vB2=2aL

加速度的表达式为

（3）[3] [4]根据图像可知，拉力达到一定值，才有加速度，所以不过原点的主要原因是补偿摩擦力时，木板倾角偏小，为了使实验结果更准确，需要把甲图中的垫块向右移动。

四、解答题（共4个题目，46分）

15. 如图所示，在倾角为的固定斜面上，一质量为的物块恰好沿斜面匀速下滑，重力加速度，，，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）求：

（1）物块与斜面间的动摩擦因数﹔

（2）若用平行于斜面向上的力作用于物块使其保持静止，求力的最大值；

（3）若用水平向右的力作用于物块使其保持静止，求力的最大值。

【答案】（1）0.75；（2）120N；（3）

【解析】

【详解】（1）由平衡条件知

联立以上三式解得

（2）力的最大值时，物块受到的静摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件知

解得

（3）力的最大值时，物块受到的静摩擦力为最大静摩擦力，由平衡条件知

解得

16. 如图甲所示，倾角为37°的斜面固定在水平地面上，用沿斜面向上的恒力F拉着物块由静止从斜面底端沿斜面向上运动，作用一段时间后撤去拉力。从物块运动开始计时，物块沿斜面向上运动的速度-时间图像如图乙所示，已知物块的质量为1kg，物块与斜面间的动摩擦因数为0.25，重力加速度g=10ms2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。求：

（1）撤去拉力后，物块向上运动的加速度大小；

（2）拉力F的大小；

（3）物块返回斜面底端时的速度大小。

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

【详解】（1）撤去拉力后减速上滑，沿斜面方向，根据牛顿第二定律有

垂直斜面方向有

且

联立解得

（2）由速度时间图象可知加速上滑与减速上滑的加速度大小相等，设为，加速上滑时，根据牛顿第二定律有

代入数据解得

（3）0.5s末的速度

上滑总位移

下滑过程，根据牛顿第二定律有

根据速度位移公式有

联立解得

17. 如图所示，某同学将篮球从O点斜向上抛出，篮球经过最高点M后落入P点处的篮框，N、Q与O点位于同一水平线上，且分别在M、P的正下方，已知O、N两点距离，N、Q两点距离，M、N两点距离，不计空气阻力，重力加速度，求：

（1）篮球从O到P的时间；

（2）篮球落入篮框时的速度。

【答案】（1）1.8s；（2），水平方向成37°

【解析】

【详解】（1）设从O点运动到M点的时间为，则

解得

从O点到P点，在水平方向做速度为的匀速运动，设从M点运动到P点的时间为，则

解得

篮球从O到P的时间

（2）由

解得

在P点时的竖直分速度

篮球落入篮框时的速度大小

设速度方向与水平方向成角，则

解得

因此篮球落入篮框时的速度为10m/s，方向与水平方向成37°。

18. 如图所示，左端带有竖直挡板的平板工件静置于水平桌面上，工件底面与水平桌面间的动摩擦因数；O为工件上表面一点（图中未画出），工件上表面O点左侧光滑、右侧粗糙．一小滑块紧靠挡板放在工件上，其与工件上表面粗糙部分间的动摩擦因数。现对工件施加的水平推力，并在后撤去，当滑块到达O点时工件速度恰好为零，已知工件质量，滑块质量，g取，桌面足够长。

（1）求水平推力作用过程中，滑块对挡板压力的大小；

（2）求工件光滑部分的长度d；

（3）若最终滑块恰好未从工件上滑下，求工件的长度L。

【答案】（1）2N；（2）1.5m；（3）2m

【解析】

【详解】解：（1）在水平推力作用下，滑块与工件看作整体，对整体由牛顿第二定律可得

F－µ1（M+m）g=（M+m）a0

解得

a0=2m/s2

对滑块则有

F1= ma0

F1=2N

由牛顿第三定律可知，滑块对挡板压力的大小为2N。

（2）撤去推力F时，滑块与工件的速度为

v0=a0t0=2×1.5 m/s =3m/s

撤去推力F后，滑块匀速到达O点，工件做减速运动，对工件则有

µ1（M+m）g=Ma1

a1=3 m/s2

工件运动时间是

工件光滑部分的长度

d= v0t1－=1.5m

（3）滑块运动到粗糙面上时，对滑块则有

µ2mg=ma2

a2=8 m/s2

对工件则有

µ2mg－µ1（M+m）g=Ma3

a3=1 m/s2

滑块做减速运动，工件做加速运动，所以有滑块运动在粗糙面上时，与工件达到共速，则有

v共= v0－a2t2=a3t2

解得

滑块恰好没有从工件上滑下，粗糙面长度

则有工件的长度为

L=d+d′=2m