2021新蔡县一中高一上学期1月月考物理试题含答案

这是一份2021新蔡县一中高一上学期1月月考物理试题含答案，共18页。试卷主要包含了单选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题（每小题4分，1-8为单选，9-12为多选，共48分）
1．下列说法正确的是( )
A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B．物体在变力作用下一定是做曲线运动
C．物体做曲线运动，沿垂直速度方向的合力一定不为零
D．两个直线运动的合运动一定是直线运动
2．质量为1kg的物体A置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数μ=0.2。从t=0时刻开始，物体以初速度v0向右滑行，同时受到一个水平向左、大小恒为F=1N的作用力。若取向右为正方向，重力加速度g=10m/s2，下列反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是
A． B． C． D．
3．甲、乙两辆汽车从同一地点出发,向同一方向行驶,它们的v—t图象如图所示,下列判断正确的（ ）
A．在t1时刻前,甲车始终在乙车的前面
B．在t1时刻前,乙车始终在甲车的前面
C．在t1时刻前,乙车的速度始终比甲车增加得快
D．在t1时刻两车第一次相遇
4．在足够高的空中某点竖直上抛一物体,抛出后第5 s内物体的位移大小为4 m,设物体抛出时的速度方向为正方向,忽略空气阻力的影响,g取 10 m/s2．则关于物体的运动,下列说法正确的是( )．
A．物体的上升时间可能是4.9 s B．第5 s内的平均速度一定是-4 m/s
C．4 s末的瞬时速度可能是10 m/s D．10 s内位移可能为-100 m
5．甲、乙两物体静止在光滑水平面上,现对乙施加一变力 F,力 F 与时间 t 的关系如图所示,在运动过 程中,甲、乙两物体始终相对静止,则( )
A．在 t0 时刻，甲、乙间静摩擦力最小 B．在 t0 时刻，甲、乙两物体速度最小
C．在 2t0 时刻，甲、乙两物体速度最大D．在 2t0 时刻，甲、乙两物体位移最小
6．如图所示，在倾角的光滑斜面上用细绳拴一质量m=2kg的小球，小球和斜面静止时，细绳平行于斜面。当斜面以5m/s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细绳拉力大小为F1，当斜面以20m/s2的加速度水平向右做匀加速运动时，细绳拉力大小为F2，取，，。设上述运动过程中小球与斜面始终保持相对静止，则为（ ）
A． B．C． D．
7．如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上的质量为m的物体A接触（A与弹簧未连接），质量为m的物体B紧挨A放置，此时弹簧水平且无形变，用水平力F缓慢推动物体B，在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0，此时物体A、B静止，已知物体A与水平面间的动摩擦因数为μ，物体B与水平面间的摩擦不计，撤去F后，物体A、B开始向左运动，A运动的最大距离为4x0，重力加速度大小为g。则（ ）
物体A和B先做匀加速运动，再做匀减速运动
B．物体刚向左运动时的加速度大小为
物体A、B运动后分离
D．物体A、B运动x0－后分离
8．直立的轻弹簧一端固定在地面上，另一端拴住一个铁块，现让铁块在竖直方向做往复运动，从块所受合力为零开始计时，取向上为正方向，其运动的位移-时间图像如图所示（ ）
A．t=0.25s时物体对弹簧的压力最大
B．t=0.25s和t=0.75s两时刻弹簧的弹力相等
C．t=0.25s至t=0.50s这段时间物体做加速度逐渐增大的加速运动
D．t=0.25s至t=0.50s这段时间内物体的动能和弹簧的弹性势都在增大
9．如图，一粗糙斜面放置在水平地面上，斜面体顶端装有一光滑定滑轮，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°，斜面体和 M始终保持静止．则在此过程中（ ）
A．M所受细绳的拉力一直增大
B．M所受斜面的摩擦力一直增大
C．地面对斜面体的摩擦力一直增大
D．M所受斜面的摩擦力可能先减小后增大
10．如图所示，表面粗糙且足够长的传送带与水平面夹角为，以速度v0逆时针匀速转动．在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，小木块的速度随时间变化的关系图象可能符合实际的是( )
B． C． D．
如图所示，光滑的水平地面上，可视为质点的两滑块A、B在水平外力作用下紧靠在一起压紧弹簧，弹簧左端固定在墙壁上，此时弹簧的压缩量为，以两滑块此时的位置为坐标原点建立如图所示的一维坐标系，某时刻仅将外力突然反向并使B向右做匀加速运动，已知A、B质量关系为，下列关于外力F、两滑块间弹力与滑块B的位移变化的关系图象正确的是（ ）
B． C． D．
12．如图所示，固定斜面与水平面的夹角为θ，弹簧的下端固定在挡板上，上端有一可视为质点的物体，但弹簧和物体不粘连，现用沿斜面向下的外力推着物体，使其静止于A点，此时弹簧的压缩量为x0，撤去外力后物体向上运动3x0时速度减为零。已知物体的质量为m，与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧的劲度系数为k，物体向上运动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．从撤去外力到物体速度达到最大时物体经过的位移x＝
B．物体做匀减速直线运动的时间t＝
C．刚撤去外力时物体的加速度a＝
D．物体向上先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空2分，共16分）
13．
（1）为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是_________；
要使细线的拉力约等于钩码的总重力，应满足的条件是__________。
（2）打点计时器接频率为50Hz的交流电某次打出的某一条纸带，A、B、C、D、E、F为相邻的6个计数点，如图，相邻计数点间还有四个点未标出。利用图中给出的数据可求出小车的加速度a＝_____m/s2。
（3）某位同学经过测量、计算得到如下数据，请在a－Ｆ图中作出小车加速度与所受合外力的关系图象。
（4）由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是______。
14．某实验小组利用如图1所示的实验装置测量小滑车和木板之间的动摩擦因数．主要实验步骤如下：
i．将带滑轮的长木板固定在水平桌面上，按图连接实验装置，小滑车置于打点计时器附近，牵引端只挂一个钩码．
ii．接通电源，由静止释放小滑车，小滑车运动至木板左端附近时制动小滑车，关闭电源，取下纸带，计算加速度；
iii．依次从小滑车上取下第一个、第二个、第三个……钩码挂在牵引端，重复步骤ii，分别计算加速度、、……
iv．在坐标系中描点，用直线拟合，计算动摩擦因数（m为牵引端钩码总质量，每个钩码质量均为）．
请回答下列问题：
（1）关于实验原理及操作，下列说法正确的是______；
A．实验中必须平衡摩擦力 B．滑轮与小滑车间的细绳应与木板平行
C．必须保证牵引端钩码的总质量远小于小滑车和车上钩码的总质量
D．还需要测得小滑车的质量
（2）某条纸带测量数据如图2所示，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为AB=4.22 cm、BC=4.65 cm、CD=5.08 cm、DE=5.49 cm、EF=5.91 cm、FG=6.34 cm ．已知打点计时器的工作频率为50 Hz，则小滑车的加速度值为a=________m/s2 （结果保留2位有效数字）；
（3）测得图线在a轴上的截距为b，已知重力加速度为g，则小滑车与木板间的动摩擦因数表达式为_____．
四、计算题（15题10分，16题10分，17题12分，18题14分，共46分）
15．质量为30kg的小孩坐在10kg的雪橇上静止不动，大人用与水平方向成37°斜向上的拉力拉动雪橇，力的大小为100N，雪橇与地面间的动摩擦因数为0.2，（g=10m/s2．sin37°=0.6，cs37°=0.8 ）求：
(1)地面对雪橇的支持力大小。(2)雪橇运动的加速度大小。(3)4s内雪橇的位移大小。
16．如图所示，为传送带传输装置示意图的一部分，传送带与水平地面的倾角θ=37°，A、B两端相距L=5.0m，质量为M=10kg的物体以v0=6.0m/s的速度沿AB方向从A端滑上传送带，物体与传送带间的动摩擦因数处处相同，均为0.5。传送带顺时针运转的速度v=4.0m/s，（g取10m/s2,sin37°=0.6,cs37°=0.8）求：
（1）物体从A点到达B点所需的时间；
（2）若传送带顺时针运转的速度可以调节，要使物体能到达B点，传送带速率应满足什么条件？物体从A点到达B点的最短时间是多少？(其他条件不变)
17．风洞可产生方向、大小都可以调节控制的各种风力。如图所示为风洞里模拟实验的示意图。一质量为m=1kg的实验对象（可视为质点）套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角为θ=30°。风洞产生竖直向上的、大小F=20N的风力作用在实验对象上，实验对象从M点由静止开始沿直杆向上运动。已知实验对象与杆之间的动摩擦因数为m=。取g=10m/s2。求：
（1）实验对象刚开始运动时的加速度大小；
（2）若杆上有一点N位于M点上方，且M、N两点间距为L=2.4m，欲使实验对象到达N点，求风力F作用的最短时间。
18．在粗糙水平面上，一电动玩具小车以的速度做匀速直线运动，其正前方平铺一边长为L=0.6m的正方向薄板，小车在到达薄板前某处立即刹车，靠惯性运动s=3m的距离后沿薄板一边的中垂线平滑地冲上薄板．小车与水平面以及小车与薄板之间的动摩擦因数均为，薄板与水平面之间的动摩擦因数，小车质量为M为薄板质量m的3倍，小车可看成质点，重力加速度，求：
（1）小车冲上薄板时的速度大小；（2）小车刚冲上薄板到停止时的位移大小组别
1
2
3
4
5
6
7
M/kg
0．58
0．58
0．58
0．58
0．58
0．58
0．58
F/N
0．10
0．15
0．20
0．25
0．30
0．35
0．40
a/m·s－2
0．13
0．17
0．26
0．34
0．43
0．51
0．59
参考答案
1．C
【解析】
A、在恒力作用下，物体可以做曲线运动，如平抛运动，也能做直线运动，如匀加速直线运动，故A错误；
B、物体在变力作用下有可能做直线运动，如变加速直线运动，故B错误；
C、若物体所受合力与速度不在同一直线上则做曲线运动，故物体做曲线运动时，沿垂直速度方向的合力一定不为零，故C正确；
D、两个直线运动的合运动一定是直线运动，如平抛运动就是两个直线运动的合运动，但是曲线运动，故D错误；
故选C．
【点睛】本题要知道曲线运动的速度方向是切线方向，时刻改变，一定是变速运动，一定具有加速度，合力一定不为零．曲线运动的条件是合力与速度不共线，与合力的大小无关．
2．C
【解析】
从t=0开始物体以一定初速度v0向右滑行时，物体受到水平向左的滑动摩擦力，由公式f=μN得，摩擦力为f1=-μN=-μmg=-2N，物体的最大静摩擦力为：Fm=μmg=2N，由于F＜Fm，所以当物体的速度减小到零时，物体将停止运动，受到水平向右的静摩擦力，由平衡条件得物体受到的静摩擦力为f2=F=1N，故C正确，ABD错误。
3．B
【解析】试题分析：在t1时刻前，乙车速度始终比甲车速度大，所以，乙车始终在甲车的前面，且t1时刻相距最远，A、D错误，B正确；在t1时刻前，乙车的加速度先大于甲车，后小于甲车，C错误；故选B。
考点：v-t图像
【名师点睛】匀变速运动追赶类问题中，速度相等是重要的临界条件。速度相等时，两车相距最近或者最远；所以速度相等时是否相遇也是辆车能否相遇的临界条件。V-t图线的斜率表示小车的加速度。
4．A
【解析】
试题分析：由于第5s内位移大小为4m，方向可能向上，也可能向下，根据， 若第5s内位移方向向上，则，可得；若第5s内位移方向向下，，则，可得，因此上升的时间或，A正确，第5s的平均速度为或，B错误；4s末的瞬时速度，或，C错误；10s内位移或，D错误
考点：自由落体运动
5．A
【分析】
以整体为研究对象，分析加速度如何变化，再以甲为研究对象，根据牛顿第二定律分析所受的摩擦力如何变化，分析两物体的运动情况，判断甲速度最大的时刻、确定位移最大的时刻；
【详解】
A、以整体为研究对象，由图看出，t0时刻，F=0，加速度为零，则以甲为研究对象可知，甲与乙间的静摩擦力最小为零，故A正确；
B、根据牛顿第二定律知，两物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，则t0时刻速度方向不变，而且速度最大，故B错误；
C、根据牛顿第二定律可知，两物体先做加速度减小的加速运动，后做加速度增大的减速运动，结合运动学规律可知物体一直向正方向运动，可知在2t0时刻，速度最小为零，而位移最大，故CD错误．
【点睛】
本题关键根据牛顿第二定律分析物体的运动情况，采用整体法和隔离法结合，同时结合运动学公式来研究AB间的静摩擦力以及速度和位移关系．
6．C
【详解】
小球刚好离开斜面时的临界条件是斜面对小球的弹力恰好为零，斜面对小球的弹力恰好为零时，设细绳的拉力为F，斜面的加速度为a0，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有
，
代入数据解得
由于，可知小球仍在斜面上，此时小球的受力情况如图甲所示，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有
，
代入数据解得
由于，可知小球离开了斜面，此时小球的受力情况如图乙所示，设细绳与水平方向的夹角为α，以小球为研究对象，根据牛顿第二定律有
，
代入数据解得
则
故选C。
7．D
【详解】
A．撤去F后，在物体A离开弹簧的过程中，弹簧弹力是变力，物体A先做变加速运动，当弹簧弹力小于摩擦力后，物体A做变减速运动，离开弹簧之后A做匀减速运动，故A错误；
B．撤去F瞬间，以A、B整体为研究对象，根据牛顿第二定律得
a=
故B错误；
C．当A、B分离时，A、B的加速度为零，速度最大，此时弹簧弹力
F弹=μmg=kx1
得
x1=
所以物体A、B一起开始向左运动
x=x0－
后分离，故C错误，D正确。
故选D。
8．D
【详解】
A．t=0.25s时物体在平衡位置上方最大位移处，此时加速度向下最大，物体发生失重最大，此时对弹簧的压力最小，选项A错误；
B． t=0.25s和t=0.75s两时刻物块相对平衡位置的位移大小相等，但此时弹簧的形变量不同，即弹簧的弹力不相等，选项B错误；
CD．t=0.25s至t=0.50s这段时间物体从最高点向平衡位置运动，相对平衡位置的位移逐渐减小，则所受合外力逐渐减小，则加速度减小，即物体做加速度逐渐减小的加速运动，此过程中物体的动能变大，弹簧不断被压缩，弹性势能逐渐变大，选项C错误，D正确。
故选D。
9．ACD
【详解】
A.因为物体N重力是不变量，根据共点力平衡关系知，水平方向绳子的拉力和挂细绳的拉力合力不变，再根据矢量行四边形法则作图，
由图可得，当挂N的细绳与竖直方向的角度增大时，水平拉力在不断大，悬挂细绳的拉力也不断增大。故A正确;
BD.对物体M做受力分析，因为绳子的拉力在不断增大，物体在斜面方向受到重力的沿斜面的分力保持不变，因为物体平衡，故当拉力小于重力分力时，摩擦力沿斜面向上，当当拉力大于重力分力时，摩擦力沿斜面向下。摩擦力大小也可能经历先减小后增大的过程。故D正确，B错误;
C.把N、M和斜面看出一个整体，整体处于平衡状态，水平拉力和摩擦力是一对平衡力，水平拉力在不断大，地面对斜面体的摩擦力也不断增大，故C正确；
10．BC
【解析】
在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块，当小木块下滑的速度小于皮带速度 时，对小木块受力分析如图甲，则： ，此时小木块做加速度为的匀加速直线运动；
当小木块下滑的速度等于皮带速度 时，小木块受力发生突变，摩擦力的方向会反向，
若，则小木块开始匀速；故选C
若，则，即小木块继续加速但加速度 ；故选B．综上答案BC
点睛：在速度不一样时，两物体间出现滑动摩擦力；在速度变得一样的瞬间摩擦力发生突变，有可能变为静摩擦力，有可能变为0，有可能仍为滑动摩擦力但方向发生变化．（要借助假设法分析属于何种情况）
11．BD
【详解】
当A、B分离时A仍有加速度，所以弹簧不可能处于原长。开始时外力大小
某时刻仅将外力突然反向并使B向右做匀加速运动，A、B分离前，对A、B整体根据牛顿第二定律有
当时，解得
对A有
联立解得
当时，可得
此时A、B分离，此后拉力F保持不变，故AC错误，BD正确。
故选BD。
12．AC
【详解】
A．物体速度最大时物体沿斜面方向所受的合外力为零，设此时弹簧的压缩量为，则有
物体经过的位移
故A正确；
B．弹簧恢复原长后物体做匀减速直线运动，物体的加速度大小为
物体的末速度为零，可视为反方向的初速度为零的匀加速直线运动，则物体走过的位移为，则由运动学公式得
故B错误；
C．刚撤去外力时，对物体进行受力分析，由牛顿第二定律可知
解得
故C正确；
D．撤去外力后，物体先做加速度减小的加速直线运动，然后做加速度增大的减速直线运动，最后做匀减速直线运动，故D错误。
故选AC。
13．（1）平衡小车所受的摩擦力；钩码的质量远小于小车的质量；（2）0．5；
（3）如图所示；
（4）没有平衡摩擦力（写平衡摩擦力不足或平衡摩擦力角度过小）。
【解析】试题分析：（1）为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是平衡小车受到的摩擦力；要使细线的拉力约等于钩码的总重力，应满足的条件是钩码的质量远小于小车的质量，因为小车做加速运动时，细线上的拉力大小为F=，故只有当M>>m时，F=mg；（2）小车的加速度a＝=0．5m/s2；（3）通过描点、连线即可得出小车的加速度与所受合外力的关系图象如图所示；（4）图像没过原点，而是与F相交于一点，说明没有平衡摩擦力（写平衡摩擦力不足或平衡摩擦力角度过小）。
考点：探究物体的加速度与力、质量的关系。
14．B 0.42
【解析】
试题分析：（1）实验原理是利用砝码牵引小滑车做加速运动，利用打出的纸带求出加速度，牵引绳的拉力必须与摩擦力在一条直线上，所以滑轮与小滑车间的细绳应与木板平行，B正确；A、C、D错误．
（2）由得：
（3）设原小滑车和砝码的总质量为M，牵引小滑车的砝码质量为m，对整体，由牛顿第二定律可得：
，即，所以，求得
考点：探究影响摩擦力的大小的因素、牛顿第二定律．
【名师点睛】要知道打点计时器的结构、工作原理、使用注意事项，正确选择研究对象，应用牛顿第二定律即可求出动摩擦因数．对于纸带问题的处理，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，提高应用基本规律解答实验问题的能力．
15．(1) 地面对雪橇的支持力大小为340N；(2) 雪橇运动的加速度大小为0.3m/s2；(3) 4s内雪橇的位移大小为2.4m。
【解析】（1）设小孩和雪橇的总质量为m，对整体受力分析得：
竖直方向：Fsinθ + FN = mg
解得：FN = mg﹣Fsinθ = 400N﹣100×0.6N = 340N；
（2）雪橇在水平方向上受到的合力：F合 =Fcsθ﹣Ff ①
且摩擦力：Ff = μFN ②
联立①②两式解得：F合 = 12N
由牛顿第二定律得：F合 = ma， 其中m = m人 + m雪橇 = 30kg + 10kg = 40kg
解得雪橇运动的加速度大小为a = 0.3m/s2
（3）根据位移时间关系可得：x =at2 =×0.3×42m = 2.4m
16．（1） 2.2s （2） v4m/s t=1s
【解析】
【详解】
（1）重力沿斜面方向的分力：Mgsin37°=100×0.6=60N
摩擦力大小：f=μMgcsθ=0.5×100×0.8=40N
开始时物体所受摩擦力沿斜面向下，根据牛顿第二定律：-Mgsinθ-μMgcsθ=Ma
得：a=-10m/s2
达到与传送带速度相等需要的时间：
这段时间内的位移为：
之后，物块所受沿斜面向上的摩擦力小于重力的分力，则加速度为：
以此加速度减速上滑4m：有：L-x=vt′+a′t′2
即：4=4t′-×2t′2，
得：t′=2s，正好此时物块速度减小到0；
则物体从A点到达B点所需的时间：t总=t+t′=0.2s+2s=2.2s
（2）由（1）的分析可知当传送带的速度为4m/s时，物块恰好能到达传送带的最高点B，则若传送带顺时针运转的速度可以调节，要使物体能到达B点，传送带速率应满足v4m/s；物体一直以加速度a′=-2m/s2运动到B点的时间最短，
L=vt+a′t2
5=6t-×2×t2
t2-6t+5=0
得：t=1s或t=5s（舍去）
则若传送带顺时针运转的速度可以调节，物体从A点到达B点的最短时间是1s．
【点睛】
传送带问题一直是学生头大的问题，关键是明确物体所受传送带摩擦力方向的判断，摩擦力的方向与物体相对传送带运动方向相反，而牛顿第二定律和运动学公式的应用选取的参照物是地面．
17．（1）a1=2.5 m/s2（2）1.2s
【解析】
试题分析：分析在风力F作用时实验对象的受力：重力、拉力，杆的支持力和滑动摩擦力，采用正交分解法，根据牛顿第二定律求出加速度．实验对象先做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动，刚好到达N点时速度为零时，风力F作用的时间最短．由牛顿第二定律求出两个过程的加速度，由速度位移公式求出匀加速运动的位移，再求风力F作用的最短时间．
（1）设在力F作用时，直杆对实验对象的支持力为，滑动摩擦力为，实验对象刚开始运动时的加速度大小为，则根据牛顿第二定律得：
沿杆方向有：；
垂直于杆方向有：；又
解得
（2）当小球到达N点的速度刚好为零，风力F作用的最短时间，设为．设撤去力F前小球上滑距离为x1，撤去力F后，小球上滑的加速度大小为，上滑距离为，刚撤去F时，小球的速度为v，则有，
根据牛顿第二定律得：
可得：，
由几何关系有：，联立解得
18．（1）（2）
【详解】
（1）根据牛顿第二定律得，小车在水平面上刹车的加速度大小为：
根据速度位移公式得：
，
解得：
（2）小车对薄板的摩擦力：
地面对薄板的摩擦力为：
因为，知薄板相对地面发生相对滑动．
小车在薄板上匀减速直线运动的加速度大小为：
薄板做匀加速直线运动的加速度为：
两者速度相等经历的时间为，有：
解得：
此时两者发生的相对位移为：
，
代入数据解得：
此时小车的位移为：
，
相等的速度：
然后两者一起做匀减速直线运动，匀减速运动的加速度为：
则一起匀减速直线运动的位移为：
，
所以小车从刚冲上薄板到停止时的位移大小为：
【点睛】
连接牛顿第二定律与运动学公式的纽带就是加速度，所以在做这一类问题时，特别又是多过程问题时，先弄清楚每个过程中的运动性质，根据牛顿第二定律求加速度然后根据加速度用运动学公式解题或者根据运动学公式求解加速度然后根据加速度利用牛顿第二定律求解力．