2021-2022学年山西省太原市第五中学高三上学期9月月考物理试题（解析版）

这是一份2021-2022学年山西省太原市第五中学高三上学期9月月考物理试题（解析版），共22页。
太原五中2021—2022学年度第一学期月考
高 三 物 理
一、选择题（每小题6分，共60分），1-7小题只一个选项符合题意，8-10小题每题至少有两个选项是符合题意的，全选对的得6分，选择不全的得3分，有错的得0分）
1. 关于加速度a的方向，下列说法中正确的是
A. 由a＝ 可知，加速度a的方向与速度增量Δv的方向可能相反
B. 加速度a的方向与初速度v0的方向相同
C. 如果物体的加速度a的方向与初速度v0的方向相同，则物体做加速运动
D 只要加速度a＞0，物体就做加速运动
2. 下列选项中，物体A受力示意图正确的是（　　）
A. B. C. D.
3. 质点做直线运动的v－t图像如图所示，则（　　）

A. 在前4s内质点做匀变速直线运动
B. 在1~3s内质点做匀变速直线运动
C. 3s末速度的大小为5m/s，方向与选定的正方向相同
D. 2~3s内与3~4s内质点的速度方向相反
4. 如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10m/s2）（　　）

A. 0.3m B. 0.6m C. 0.9m D. 1.2
5. 如图所示，重力均为G的两个小球A、B通过长度为L的轻绳拴接后，小球A再通过另一根长度也为L的轻绳拴接在天花板的O点，给小球B施加一个水平向右的拉力F，系统静止稳定后，小球A与天花板O点之间的轻绳与竖直方向的夹角为，小球A、B之间的轻绳与竖直方向的夹角为，则下列关系式中正确的是（　　）


A. B. C. D.
6. 如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有( )


A a1＝a2＝a3＝a4＝0
B. a1＝a2＝a3＝a4＝g
C. a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g
D. a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g
7. 如图，在倾角为30°的光滑斜面上，有质量均为的A、B两物块靠在一起，A物块连着一根劲度系数的轻弹簧，从两物体静止开始，对B施一沿斜面向上的力F，使A、B一起以的加速度做匀加速运动，直至A、B分离，取，则下列说法正确的（　　）


A. A、B分离前它们间的相互作用力不变
B. 当弹簧的压缩量为5cm时，A、B分离
C. 经，A、B分离
D. A、B分离时的速度为
8. 如图，将力F(大小已知)分解为两个分力F1和F2，F2和F的夹角θ小于90°．则关于分力F1，以下说法中正确的是( )

A. 当时，肯定有两组解
B. 当时，肯定有两组解
C. 当时，有唯一一组解
D. 当时，无解
9. 如图所示，质量均为m＝1 kg的两滑块A、B放在光滑的水平面上，中间用一轻质结实的细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角θ＝60°，取g＝10 m/s2，当竖直向下的力F＝150 N作用在铰链上时(　　)

A. A滑块对地面的压力为85 N
B. A滑块对地面的压力为75 N
C. A、B滑块间细线的张力为25N
D. A、B滑块间细线的张力为50N
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数为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. 传送带速度等于v0
D. t0后一段时间内滑块加速度为
二、实验题（本题共3小题，共15分。请将答案填在答题纸中的横线上或按要求答题）
11. 李明和张华同学在做“验证力平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小。

①有关此实验，下列叙述正确的是_________。
A．本实验采用的科学方法是理想实验法
B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C．两次拉橡皮筋时，把橡皮筋拉到相同的长度，效果也是一样的
D．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做的目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
②如图是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中________（填学生的姓名）的实验比较符合实验事实。（力是用一个弹簧测力计拉时的拉力）
12. 如图甲所示为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置，他们调整长木板和滑轮，使长木板水平放置且细线平行于长木板；在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放物块，多次改变托盘中砝码的质量，记录传感器的读数F，求出加速度a、

请回答下列问题：
（1）实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz的交流电，两计数点间还有四个点没有画出，根据纸带可求出物块的加速度为___________m/s。（结果保留三位有效数字）

（2）以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条直线如图丙所示，求得图线的斜率为k，横轴截距为，若传感器的质量为，则物块的质量为___________。若已知重力加速度为g，物块与长木板动摩擦因数为___________。

（3）该实验需不需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量？___________。（填“需要”或“不需要”）
13. 如图甲所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。他将质量同为M（已知量）的重物用绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度，完成一次实验后，换用不同质量的小重物，重复实验，测出不同m时系统的加速度。


(1)若选定如图甲左侧物块从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有______
A.小重物的质量m
B.绳子的长度
C.重物下落的距离及下落这段距离所用的时间
(2)经过多次重复实验，得到多组a、m数据，作出—图像，如图乙所示，已知该图像斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度g=______，并可求出重物质量M=______。
三、计算题（本题共3小题，共25分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14. 如图所示，细绳CO与竖直方向成30°角，A、B两物体用跨过滑轮的细绳相连，已知物体B所受到的重力为100N，地面对物体B的支持力为80N，试求
(1)物体A所受到的重力；
(2)物体B与地面间的摩擦力；
(3)细绳CO受到的拉力。

15. A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，其速度vB=30m/s，因大雾能见度低，B车在距A车x0=85m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180m才能停止，问：B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时相撞？若不会相撞，则两车最近距离是多少？
16. 如图所示，质量M=4.0kg的长木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A（可视为质点）初始时刻，A、B分别以v0=2.0m/s向左、向右运动，最后A恰好没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40，取g=10m/s2。求：
(1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向；
(2)A相对地面速度为零时，B相对地面运动已发生的位移大小x；
(3)木板B长度l。

















太原五中2021—2022学年度第一学期月考
高 三 物 理
一、选择题（每小题6分，共60分），1-7小题只一个选项符合题意，8-10小题每题至少有两个选项是符合题意的，全选对的得6分，选择不全的得3分，有错的得0分）
1. 关于加速度a的方向，下列说法中正确的是
A. 由a＝ 可知，加速度a的方向与速度增量Δv的方向可能相反
B. 加速度a的方向与初速度v0的方向相同
C. 如果物体的加速度a的方向与初速度v0的方向相同，则物体做加速运动
D. 只要加速度a＞0，物体就做加速运动
【答案】C
【解析】
【分析】明确加速度的定义，知道加速度的大小等于速度的变化率，与速度的大小和速度变化量的大小无关．
【详解】根据加速度定义式a＝，可知加速度a的方向与速度增量△v的方向相同，与速度的方向不一定相同，可能相同，可能相反，故AB错误；当加速度方向与速度方向相同，物体做加速运动，当a＞0，但a的方向与速度方向不一定相同，所以物体不一定做加速运动，故C错误，D错误．所以C正确，ABD错误．
2. 下列选项中，物体A受力示意图正确的是（　　）
A B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．重力的方向应该是竖直向下，A错误；
B．杆的末端与半球接触地方的弹力方向应垂直于半球面，即指向球心方向，B错误；
C．两球之间没有弹力，故对球A只受重力和水平面的支持力，C正确；
D．对于球A还受到竖直面对它水平向右的弹力，D错误。
故选C。
3. 质点做直线运动的v－t图像如图所示，则（　　）

A. 在前4s内质点做匀变速直线运动
B. 在1~3s内质点做匀变速直线运动
C. 3s末速度的大小为5m/s，方向与选定的正方向相同
D. 2~3s内与3~4s内质点的速度方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据v－t图像斜率等于加速度，可知前4s内质点的加速度发生了变化，做的是非匀变速直线运动，故A错误；
B．在1～3s内图线斜率不变，则质点的加速度不变，做匀变速直线运动，故B正确；
C．3s末质点的速度为－5m/s，即速度大小为5m/s，方向与规定的正方向相反，故C错误；
D．速度的正负表示速度的方向，可知2～3s内与3～4s内质点的速度方向相同，故D错误。
故选B。
4. 如图，一小船以1.0m/s的速度匀速前行，站在船上的人竖直向上抛出一小球，小球上升的最大高度为0.45m。当小球再次落入手中时，小船前进的距离为（假定抛接小球时人手的高度不变，不计空气阻力，g取10m/s2）（　　）

A. 0.3m B. 0.6m C. 0.9m D. 1.2
【答案】B
【解析】
【详解】根据运动的独立性，小球在竖直上抛运动的过程中，小船以1.0m/s的速度匀速前行，由运动学知识

小球上升的时间

小球上抛到再次落入手中的时间为2t，则小船前进的距离为

故选B。
5. 如图所示，重力均为G的两个小球A、B通过长度为L的轻绳拴接后，小球A再通过另一根长度也为L的轻绳拴接在天花板的O点，给小球B施加一个水平向右的拉力F，系统静止稳定后，小球A与天花板O点之间的轻绳与竖直方向的夹角为，小球A、B之间的轻绳与竖直方向的夹角为，则下列关系式中正确的是（　　）


A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】对小球B受力分析可得

对A、B整体受力分析有

联立解得

ABC错误，D正确。
故选D。
6. 如图所示，物块1、2间用刚性轻质杆连接，物块3、4间用轻质弹簧相连，物块1、3质量为m，2、4质量为M，两个系统均置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态。现将两木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，物块1、2、3、4的加速度大小分别为a1、a2、a3、a4.重力加速度大小为g，则有( )


A. a1＝a2＝a3＝a4＝0
B. a1＝a2＝a3＝a4＝g
C. a1＝a2＝g，a3＝0，a4＝g
D. a1＝g，a2＝g，a3＝0，a4＝g
【答案】C
【解析】
【详解】在抽出木板的瞬间，物块1、2与刚性轻杆接触处的形变立即消失，受到的合力均等于各自重力，所以由牛顿第二定律知a1＝a2＝g；而物块3、4间的轻弹簧的形变还来不及改变，此时弹簧对3向上的弹力大小和对物块4向下的弹力大小仍为mg，因此物块3满足
mg＝F弹
则
a3＝0
由牛顿第二定律得物块4满足
a4＝＝g
综上所述，ABD错误，C正确。
故选C。
7. 如图，在倾角为30°的光滑斜面上，有质量均为的A、B两物块靠在一起，A物块连着一根劲度系数的轻弹簧，从两物体静止开始，对B施一沿斜面向上的力F，使A、B一起以的加速度做匀加速运动，直至A、B分离，取，则下列说法正确的（　　）


A. A、B分离前它们间的相互作用力不变
B. 当弹簧的压缩量为5cm时，A、B分离
C. 经，A、B分离
D. A、B分离时的速度为
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．对A受力分析可知，重力、支持力、B对A的作用力、弹力，由于弹力发生变化且A的加速度不变，由牛顿第二定律可知，AB分离前它们间的相互作用力会发生变化，A错误；
B．AB分离时速度相同，加速度也相同且此时的相互作用力为0，对A由牛顿第二定律有

解得

由胡克定律有

解得

B错误；
C．设刚开始时弹簧压缩量为x0，则

解得

由位移公式得

解得

C正确；
D．由速度位移公式得

解得

D错误。
故选C。
8. 如图，将力F(大小已知)分解为两个分力F1和F2，F2和F的夹角θ小于90°．则关于分力F1，以下说法中正确的是( )

A. 当时，肯定有两组解
B. 当时，肯定有两组解
C. 当时，有唯一一组解
D. 当时，无解
【答案】BD
【解析】
【详解】如图所示：

AB．当F＞F1＞Fsinθ时，根据平行四边形定则，有两组解；若F1＞F，只有一组解．故A错误，B正确．
CD．当F1=Fsinθ时，两分力和合力恰好构成三角形，有唯一解；当F1＜Fsinθ时，分力和合力不能构成三角形，无解．故D正确，C错误．
9. 如图所示，质量均为m＝1 kg的两滑块A、B放在光滑的水平面上，中间用一轻质结实的细线相连，轻杆OA、OB搁在滑块上，且可绕铰链O自由转动，两杆长度相等，夹角θ＝60°，取g＝10 m/s2，当竖直向下的力F＝150 N作用在铰链上时(　　)

A. A滑块对地面的压力为85 N
B. A滑块对地面的压力为75 N
C. A、B滑块间细线的张力为25N
D. A、B滑块间细线的张力为50N
【答案】AC
【解析】
【详解】对O点受力分析如图所示：

并对两个细杆的作用进行合成，则有地面对A的支持力；因此A滑块对地面的压力为85 N，故A正确，B错误；又滑块间细线的张力，而细杆的张力，因此滑块间细线的张力，故C正确，D错误．所以AC正确，BD错误．
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数为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. 传送带的速度等于v0
D. t0后一段时间内滑块加速度为
【答案】AC
【解析】
【详解】A．若传送带顺时针转动，当滑块下滑（），将一直匀加速到底端；当滑块上滑（），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，A正确；
B．滑块在内，滑动摩擦力向下做匀加速下滑
，
由图可知，
，
则
，
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，故传送带的速度等于，C正确；
D．等速后的加速度，代入值得
，
D错误．
二、实验题（本题共3小题，共15分。请将答案填在答题纸中的横线上或按要求答题）
11. 李明和张华同学在做“验证力的平行四边形定则”实验时，利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O点以及两个弹簧测力计拉力的大小。

①有关此实验，下列叙述正确的是_________。
A．本实验采用的科学方法是理想实验法
B．橡皮筋的拉力是合力，两弹簧测力计的拉力是分力
C．两次拉橡皮筋时，把橡皮筋拉到相同的长度，效果也是一样的
D．两次拉橡皮筋时，需将橡皮筋结点拉到同一位置O，这样做目的是保证两次弹簧测力计拉力的效果相同
②如图是李明和张华两位同学在做以上实验时得到的结果，其中________（填学生的姓名）的实验比较符合实验事实。（力是用一个弹簧测力计拉时的拉力）
【答案】 ① D ②. 张华
【解析】
【详解】（1）[1] A．本实验采用的科学方法是等效替代法，A错误；
B．两弹簧测力计的拉力与橡皮筋的拉力的合力为零，它们之间不是合力与分力的关系，B错误；
CD．两次拉橡皮筋时，为了使两次达到相同的效果，橡皮筋结点必须拉到同一位置O，不能只拉长到相同长度，C错误D正确。
故选D
（2）[2]该实验中F是由平行四边形定则得出的合力，而是通过实际实验得出的，故应与橡皮筋在同一直线上，而F与、组成平行四边形，故张华同学所得比较符合实验事实。
12. 如图甲所示为某实验小组“探究物体加速度与所受合外力关系”的实验装置，他们调整长木板和滑轮，使长木板水平放置且细线平行于长木板；在托盘中放入适当的砝码，接通电源，释放物块，多次改变托盘中砝码的质量，记录传感器的读数F，求出加速度a、

请回答下列问题：
（1）实验中得到如图乙所示的一条纸带，已知交流电频率为50Hz的交流电，两计数点间还有四个点没有画出，根据纸带可求出物块的加速度为___________m/s。（结果保留三位有效数字）

（2）以力传感器的示数F为横坐标，加速度a为纵坐标，画出的图像是一条直线如图丙所示，求得图线的斜率为k，横轴截距为，若传感器的质量为，则物块的质量为___________。若已知重力加速度为g，物块与长木板动摩擦因数为___________。

（3）该实验需不需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量？___________。（填“需要”或“不需要”）
【答案】 ①. 2.00 ②. ③. ④. 不需要
【解析】
【详解】（1）[1]两计数点间还有四个点没有画出，则T=0.1s，根据

可求出物块的加速度为

（2）[2][3]由牛顿第二定律

则

由图像可知


解得

物块的质量为

（3）[4]该实验由于有力传感器测量物块的拉力，则不需要满足钩码质量远远小于物块和传感器的总质量。
13. 如图甲所示为阿特武德机的示意图，它是早期测量重力加速度的器械，由英国数学家和物理学家阿特武德于1784年制成。他将质量同为M（已知量）的重物用绳连接后，放在光滑的轻质滑轮上，处于静止状态。再在一个重物上附加一质量为m的小重物，这时，由于小重物的重力而使系统做初速度为零的缓慢加速运动并测出加速度，完成一次实验后，换用不同质量的小重物，重复实验，测出不同m时系统的加速度。


(1)若选定如图甲左侧物块从静止开始下落的过程进行测量，则需要测量的物理量有______
A.小重物的质量m
B.绳子的长度
C.重物下落的距离及下落这段距离所用的时间
(2)经过多次重复实验，得到多组a、m数据，作出—图像，如图乙所示，已知该图像斜率为k，纵轴截距为b，则可求出当地的重力加速度g=______，并可求出重物质量M=______。
【答案】 ①. AC ②. ③.
【解析】
【详解】(1)[1]对整体分析，根据牛顿第二定律得

解得

根据

联立解得

所以需要测量的物理量有：小重物的质量m，重物下落的距离及下落这段距离所用的时间，故BD错误，AC正确。
故选AC。
(2)[2][3]因为

则

知图线斜率


解得


三、计算题（本题共3小题，共25分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
14. 如图所示，细绳CO与竖直方向成30°角，A、B两物体用跨过滑轮的细绳相连，已知物体B所受到的重力为100N，地面对物体B的支持力为80N，试求
(1)物体A所受到的重力；
(2)物体B与地面间的摩擦力；
(3)细绳CO受到的拉力。

【答案】(1)40N；(2)20N；(3)40N
【解析】
【详解】(1)(2)对B物体受力分析如图所示

由于B物体受力平衡，则有
水平方向
Tcosθ=f
竖直方向
Tsinθ+FN=GB
联立并代入数据解得
T=40N
GA=40N
f=20N
(3)确定绳子与水平方向的夹角，选择滑轮为研究对象，将两边绳子的拉力合成如图所示

FCO=2Tcos30°=40N
15. A、B两列火车，在同一轨道上同向行驶，A车在前，其速度vA=10m/s，B车在后，其速度vB=30m/s，因大雾能见度低，B车在距A车x0=85m时才发现前方有A车，这时B车立即刹车，但B车要经过180m才能停止，问：B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车是否会相撞？若会相撞，将在B车刹车后何时相撞？若不会相撞，则两车最近距离是多少？
【答案】B车刹车时A车仍按原速率行驶，两车不会相撞，两车最近距离是5米．
【解析】
【详解】试题分析：B车刹车至停下来过程中，由
得
假设不相撞，设经过时间t两车速度相等，对B车有

解得
此时，B车的位移有

A车位移有
因故两车不会相撞，两车最近距离为
16. 如图所示，质量M=4.0kg的长木板B静止在光滑的水平地面上，在其右端放一质量m=1.0kg的小滑块A（可视为质点）初始时刻，A、B分别以v0=2.0m/s向左、向右运动，最后A恰好没有滑离B板。已知A、B之间的动摩擦因数μ=0.40，取g=10m/s2。求：
(1)A、B相对运动时的加速度aA和aB的大小与方向；
(2)A相对地面速度为零时，B相对地面运动已发生的位移大小x；
(3)木板B的长度l。

【答案】(1)aA=4.0m/s2，方向水平向右；aB=1.0m/s2，方向水平向左；(2)x=0.875m；(3)l=1.6m
【解析】
【详解】(1)A、B分别受到大小为μmg的摩擦力作用，根据牛顿第二定律对A有
μmg=maA
则
aA=μg=4.0m/s2
方向水平向右。
对B有
μmg=MaB
则

方向水平向左。
(2)开始阶段A相对地面向左做匀减速运动，设到速度为零时所用时间为t1，则
v0=aAt1
解得

B相对地面向右做匀减速运动

(3)A先相对地面向左匀减速运动至速度为零，后相对地面向右做匀加速运动，加速度大小仍为aA=4.0 m/s2，B板向右一直做匀减速运动，加速度大小为aB=1.0 m/s2，当A、B速度相等时，A滑到B最左端，恰好没有滑离木板B，故木板B的长度为这个全过程中A、B间的相对位移。在A相对地面速度为零时，B的速度
vB=v0－aBt1=1.5m/s
设由A速度为零至A、B速度相等所用时间为t2，则
aAt2=vB－aBt2
解得
t2= 0.3s
共同速度
v=aAt2=1.2m/s
从开始到A、B速度相等的全过程，利用平均速度公式可知A向左运动的位移

B向右运动的位移

B板的长度
l=xA＋xB=1.6m