2022届福建省泉州市泉州科技中学高三上学期第一次月考物理试题含解析

泉州科技中学2022届（上）高三第一次月考物理试卷2021.10.10

满分100分  考试时间 75分钟

一、单选题（本大题共4小题，共16.0分）

1. 无人驾驶汽车在新冠疫情期间对疫情防控起到了积极作用。某自主品牌的一款无人驾驶汽车在直线测试时的速度平方与位移关系图像如图所示。自经过位置时开始计时，则该车在2s内的位移大小为（　　）

A. 2.0m B. 2.6m C. 3.0m D. 3.6m

【答案】D

【解析】

【详解】根据图像由

知

故图像的斜率

故该车运动的加速度大小

初速度大小，由

可知，该车1.2s后停止，由

故选D。

2. 如图所示，在粗糙的水平面上放一质量为2kg的物体，现用的力，斜向下推物体，力F与水平面成角，物体与水平面之间的滑动摩擦系数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取，则（　　）

A. 物体对地面的压力为20N B. 物体所受的摩擦力为14.5N

C. 物体所受的摩擦力为 D. 物体将向右匀速运动

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】A．物体的受力如图所示：

在竖直方向，由共点力平衡条件和力的分解，可得

可得

由牛顿第三定律知，物体对地面的压力为

故A错误；

BCD．物体的最大静摩擦力

因为

所以物体处于运动状态，所受的摩擦力为

合力不为零，物体不能匀速运动，故B正确，CD错误；

故选B。

3. 两颗小雨滴A和B从高空由静止开始下落下落，过程中所受空气阻力与其速率的平方成正比，即，k为常数，已知雨滴A、B质量之比为1:4，且假设下落过程中质量均不变，则雨滴A和B在空中运动的最大速度之比和最大加速度之比分别为（    ）

A. 2:1； 1:2 B. 2:1； 1:1 C. 1:2； 1:1 D. 1:2； 2:1

【答案】C

【解析】

【详解】刚开始下落的时候，没有阻力，所以开始下落时加速度最大，均为重力加速度，故A、B两个雨滴最大加速度相等，由于f=kv2，当

mg= kv2

时有最大速度，质量之比为1:4，所以最大速度之比为1:2。

故选C。

4. 如图所示，质量为m的物体用轻绳AB悬挂于天花板上用方向始终与水平面成斜向上30°的力F作用于绳上的O点，用T表示AO段绳上拉力的大小，在AO绳由竖直缓慢变为水平过程中（　　）

A. F逐渐变大，T先变小后变大 B. F逐渐变大，T先变大后变小

C. F逐渐变小，先变小后变大 D. F逐渐变小，T先变大后变小

【答案】A

【解析】

【详解】ABCD．缓慢移动过程中，O点始终处于平衡状态，所受合力始终为零，三个力将组成一个闭合的矢量三角形，设AO绳与竖直方向的夹角为，如下图所示：

随着增大，可知F逐渐变大，T先变小后变大，故A正确，BCD错误。

故选A。

二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

5. 如图所示为甲、乙两物体在x轴上沿直线运动的位置随时间变化的图象，甲的图象为直线，乙的图象为曲线，两图线相切于点（1，5）。以下说法正确的是（　　）

A. 0～1s内，乙物体做减速直线运动

B. 0～1s内，甲、乙两物体的平均速度相等

C. 0～2s内，甲、乙两物体能相遇两次

D. 时刻，甲、乙两物体相遇，且速度大小均为3m/s

【答案】AD

【解析】

【详解】A．根据图象的斜率等于速度可知，0～1s内，乙物体做减速直线运动，故A正确；

B．根据位移等于纵坐标的变化量，则知0～1s内，甲物体的位移小于乙物体的位移，所以甲物体的平均速度小于乙物体的平均速度，故B错误；

C．交点表示相遇，根据图象可知，0～2s内，甲、乙两物体能相遇一次，故C错误；

D．交点表示相遇，根据图象可知，时刻，甲、乙两物体相遇；据图象的斜率等于速度可知甲、乙两物体的速度大小均为

故D正确；

故选AD。

6. 如图，倾角为θ的斜面体C置于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过跨过光滑定滑轮的细绳与物体A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，已知A、B、C都处于静止状态。则（　　）

A. B受到C的摩擦力一定不为零

B. C受到地面的摩擦力一定为零

C. C有沿地面向右滑动的趋势，一定受到地面向左的摩擦力

D. 将细绳剪断，若物块B依然静止在斜面上，此时地面对C的摩擦力为0

【答案】CD

【解析】

【分析】

【详解】A．若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡，则B与C间的摩擦力为零，A项错误；

BC．将B和C看成一个整体，则B和C受到细绳向右上方的拉力作用，故C有向右滑动的趋势，一定受到向左的摩擦力，B项错误、C项正确；

D．将细绳剪断，若B物体依然静止在斜面上，利用整体法判断，BC系统在水平方向不受其它外力作用，处于平衡状态，则水平面对C的摩擦力为0，D项正确。

故选CD。

7. 如图1所示，轻弹簧竖直固定在水平面上，一质量为的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中弹簧始终在弹性限度内，其速度v和弹簧压缩量之间的函数图象如图2所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取，则下列说法正确的是（　　）

A. 该弹簧的劲度系数为

B. 当时，小球处于超重状态

C. 小球刚接触弹簧时速度最大

D. 从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先增大后减小

【答案】AB

【解析】

【分析】

【详解】AC．由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当△x为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明当△x为0.1m时，小球的重力等于弹簧对它的弹力。则有

解得

选项A正确，C错误；

B．当△x=0.3m时，物体的速度减小，加速度向上，说明物体处于超重状态，选项B正确；

D．图中的斜率表示加速度，则由图可知，从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的加速度先减小后增大，选项D错误。

故选AB。

8. 如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度沿顺时针方向转动，传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面，一物体以恒定的速率沿直线向左滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，速率为，则在整个运动过程中，下列说法正确的是（   ）

A. 若，则

B. 若时，摩擦力对物体做功为零

C. 若时，则传送带与物体摩擦生热为

D. 其中在物体向左运动过程中，传送带与物体摩擦生热为

【答案】BD

【解析】

【详解】A.如果v1＞v2，由于传送带足够长，物体匀减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右匀加速，返回时物体会一直向右匀加速，根据对称性，知当速度大小增大到等于v2时，物体恰好离开传送带，则有v3=v2，故A错误；

B.如果v1＞v2，由上分析知v3=v2，根据动能定理，摩擦力对物体做功为

W==0

故B正确；

CD.若v1＞v2时，设物体所受的摩擦力大小为f，物体向左运动的加速度大小a=，时间t1=，

物体向左运动的位移

x1=，

传送带的位移

x2=v1t1=，

摩擦生热

Q1=f（x1+x2）=+mv1v2；

物体向右运动时，运动时间为

t2=，

物体向右运动的位移

x3==，

传送带位移

x4=v1t2=，

摩擦生热

Q2=f（x4-x3）=mv1v2-，

传送带与物体摩擦生热共为Q=Q1+Q2=2mv1v2，故C错误，D正确．

三、填空题（本大题共2小题，共8.0分）

9. 如图，水平地面上以速度做匀速直线运动汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体。在汽车做匀速直线运动的过程中，物体做___________运动（选填“加速”或“减速”）。某一时刻绳子与水平方向的夹角为，则此时物体的速度___________。

【答案】    ① 加速    ②.

【解析】

【分析】

【详解】[1][2]小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，而沿着绳子方向的速度相等，由几何关系可得

因汽车做匀速直线运动，即v1不变，当θ逐渐减小，增大，即v2逐渐变大，物体有向上的加速度，则物体做加速运动。

10. 如图所示，倾角为、高为h的光滑斜面固定在水平地面上，一质量为m的小物块（可视为质点）从斜面顶端A由静止开始下滑。已知重力加速度为g，不计空气阻力，则小物块从顶端A滑到斜面底端B的过程中，重力做的功为________，斜面支持力对小物块做的功为________；小物块沿斜面下滑的整个过程中重力的平均功率为________。

【答案】    ①. mgh    ②. 0    ③.

【解析】

【分析】

【详解】[1]小物块从顶端A滑到斜面底端B的过程中，重力做的功为

[2]斜面支持力垂直斜面向上，与位移方向垂直，则斜面的支持力对小物块做的功为0；

[3]小物块沿斜面下滑的加速度

下滑的时间

整个过程中重力的平均功率为

四、实验题（本大题共2小题，共12.0分）

11. 某同学用如图所示的装置测量滑块与斜面间的动摩擦因数，其中，遮光条宽度d=6.0 mm，光电门甲和乙相距l=1.00 m。实验时，滑块可以由光电门甲上方某位置自由下滑。某次实验中，遮光条通过光电门甲、乙的时间分别为t1=6.0×10-3 s和t2=2. 0×10-3 s，则滑块在斜面上运动的加速度大小a=_____________m/s2；测得光电门甲、乙的竖直高度差h=0.60 m， g取10 m/s2，则滑块与斜面间的动摩擦因数μ=______________。

【答案】    ①. 4.0    ②. 0.25

【解析】

【详解】[1]．通过甲乙光电门的速度

根据速度位移公式可知

解得

a=4.0m/s2

[2]．根据牛顿第二定律可知

mgsinθ-μmgcosθ=ma

其中

解得

μ=0.25

12. 某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。

已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为，从图（b）给出的数据中可以得到，打出点时小车的速度大小=____________（结果保留2位小数），该小车的运动____________（填“是”或者“否”）匀变速，其理由是_________。若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为__________________。

【答案】    ①.     ②. 是    ③. 根据在误差允许范围内，相等时间相邻位移之差是个定值    ④. P位置的速度和BP间的距离

【解析】

分析】

【详解】[1] 点时小车的速度大小

[2] [3]该小车做匀变速直线运动，因为在B点前后两段位移分别为

在P点前后两段位移分别为

则

相等时间相邻位移之差是个定值

[4] 动能的变化量等于合外力的功，验证动能定理除需要测出钩码和小车质量、需测出小车经过B、P位置的速度，还需要测出BP间的距离。

五、计算题（本大题共3小题，共40.0分）

13. 公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离．当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰．通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1 s．当汽车在晴天干燥沥青路面上以108 km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120 m．设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120 m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．

【答案】20m/s

【解析】

【分析】

【详解】设路面干燥时，汽车与地面的动摩擦因数为μ0，刹车时汽车的加速度大小为a0，安全距离为s，反应时间为t0，由牛顿第二定律和运动学公式得：

μ0mg=ma0

式中m和v0分别为汽车的质量和刹车前的速度．

设在雨天行驶时，汽车与地面的动摩擦因数为μ，依题意有：

设在雨天行驶时汽车刹车的加速度大小为a，安全行驶的最大速度为v，由牛顿第二定律和运动学公式得

μmg=ma

联立并代入题给数据得

v=20m/s

14. 如图所示，半径的光滑圆弧轨道与水平轨道平滑相连，质量的小滑块（可视为质点）从某一高度处的点以大小的速度水平抛出，恰好沿切线方向从点进入圆弧轨道，滑块经点后继续向方向运动，当运动到点时刚好停下来，粗糙水平轨道的动摩擦因数，不计空气阻力，取，与竖直方向上的夹角，，，求：

（1）A，B两点的高度差；

（2）水平轨道的长度。

【答案】（1） ；（2）

【解析】

【分析】

【详解】（1）在点物块沿切线进入圆弧轨道，由平抛规律可知

到的过程，竖直方向

可推出

（2）到点速度

根据动能定理

解得

15. 如图所示，固定斜面的倾角，物体A与斜面之间的动摩擦因数为，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点，用一根不可伸长的轻弹簧通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为，B的质量为，初始时物体A到C点的距离为。现给A、B一初速度，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点。已知重力加速度为，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求此过程中：

(1)物体A向下运动刚到C点时的速度大小；

(2)弹簧的最大压缩量；

(3)弹簧中的最大弹性势能。

【答案】(1)2m/s；(2)0.4m；(3)6J

【解析】

【详解】(1)物体A沿斜面向下运动时，B向上做运动，两者加速度大小相等，以AB整体研究对象，根据牛顿第二定律得

代入解得

a=2.5m/s2

由v2-v02=2aL得

(2)设弹簧的最大压缩量为x．物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点，整个过程中，弹簧的弹力和重力对A做功均为零．设A的质量为mA，B的质量为mB，根据动能定理得

代入数据解得

x=0.4m

(3)弹簧从压缩最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量关系有

因为

mBgx=mAgxsin θ

所以