安徽省安庆市桐城中学2020届高三上学期月考物理试题

安徽省安庆市桐城中学2019-2020高三上学期第二次月考物理试题

一、单选题（本大题共9小题）

1.如图A，B，C为三个完全相同的物体，当水平力F作用于B上，三物体可一起匀速运动，撤去力F后，三物体仍可一起向前运动，设此时A，B间作用力为f1，B、C间作用力为f2，则f1和f2的大小为（ ）

A. f1=f2="0" B. f1=0，f2="F"

C. f1=，f2=F D. f1=F，f2=0

【答案】C

【解析】

试题分析：撤去力F，若三个物体仍能一起继续向前运动，根据牛顿第二定律求出整体的加速度，再隔离对A分析、对AB分析，求出A、B之间，B、C之间的摩擦力．

解：开始三个物体在拉力F的作用下一起做匀速直线运动，知F=f，

撤去F后，三个物体一起做匀减速直线运动，整体的加速度为：a==

隔离对A分析，A在水平方向上的合力等于B对A的摩擦力，有：f1=ma=

隔离对AB分析，AB整体所受合力等于C对它们的摩擦力，有：f2=2ma=F，故C正确，ABD错误，

故选：C．

2.甲、乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动，它们的位移时间图象如图所示，由图象可以得出在内（）

A. 甲、乙两物体始终同向运动

B. 4s时甲、乙两物体间的距离最大

C. 甲的平均速度等于乙的平均速度

D. 甲、乙两物体间的最大距离为6m

【答案】C

【解析】

【详解】A．x﹣t图象的斜率等于速度，可知在0﹣2s内，甲、乙都沿正向运动，两者同向运动．2﹣4s内，甲沿负向运动，乙仍沿正向运动，两者反向运动，A错误；

BD．0﹣2s内两者同向运动，甲的速度较大，两者距离逐渐增大，2s后甲反向运动，乙仍沿原方向运动，两者距离逐渐减小，则2s时甲、乙两物体间的距离最大，最大距离为，BD错误；

C．由图知在0﹣4s内甲乙的位移都是2m，平均速度相等，C正确。

3.在水平地面上，质量m1的小球用轻绳跨过光滑的半圆形碗连接质量分别为m2和m3的物体，平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用，则m1、m2和m3的比值为（　　）

A. 1：2：3

B. 2：1：1

C. 2：：1

D. 2：1：

【答案】C

【解析】

【详解】对碗内的小球m1受力分析，受重力、两个细线的两个拉力，由于碗边缘光滑，相当于动滑轮，故细线对物体m2的拉力等于m2g，细线对物体m1的拉力等于m1g，如图

根据共点力平衡条件，两个拉力的合力与重力等值、反向、共线，有： G2=G1cos30°=m2g； G3=G1sin30°=m1g；故解得 m1：m2：m3=2： ：1，故选C。

【点睛】本题关键是对碗内小球受力分析，根据三力平衡条件可知，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，然后运用合成法作图，根据几何关系得到三个物体的重力之比。

4.如图，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态。若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则

A. f1=0，f2≠0，f3≠0 B. f1≠0，f2=0，f3=0

C. f1≠0，f2≠0，f3=0 D. f1≠0，f2≠0，f3≠0

【答案】C

【解析】

对a物体分析可知，a物体受重力、支持力的作用，有沿b向下滑动的趋势，因此a受到b向上的摩擦力，即；
再对ab整体分析可知，ab整体受重力、支持力的作用，有沿斜面P向下滑动的趋势，因此b受到斜面向上的摩擦力，即；
对ab及斜面体P组成的整体分析，由于整体在水平方向不受外力，因此斜面P不受地面的摩擦力，即，故只有C正确，ABD错误。

点睛：本题考查静摩擦力的分析和判断，要注意明确静摩擦力随物体受到的外力的变化而变化；同时明确静摩擦力产生的条件，从而分析是否存在摩擦力；同时注意整体法与隔离法的正确应用。

5. 如图，用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上，系统处于平衡状态。现使小车从静止开始向左加速，加速度从零开始逐渐增大到某一值，然后保持此值，小球稳定的偏离竖直方向某一角度（橡皮筋在弹性限度内 ）。与稳定在竖直位置时相比，小球高度

A一定升高      B一定降低 

C保持不变    D升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定

【答案】A

【解析】

试题分析：设L0为橡皮筋的原长，k为橡皮筋的劲度系数，小车静止时，对小球受力分析得：T1=mg，

弹簧的伸长x1＝，即小球与悬挂点的距离为L1=L0+，当小车的加速度稳定在一定值时，对小球进行受力分析如图，得：T2cosα=mg，T2sinα=ma，所以：T2=，弹簧的伸长：x2＝＝，则小球与悬挂点的竖直方向的距离为：L2=（L0+）cosα=L0cosα+＜L0+=L1，所以L1＞L2，即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小，所以小球一定升高，故A正确，BCD错误。

故选：A。

考点：牛顿第二定律；胡克定律。

【名师点睛】本题中考查牛顿第二定律的应用，以小球为研究对象，求出静止时小球到悬点间的高度差。当小车的加速度稳定在一定值时，在竖直和水平两个方向上分别列出平衡方程和牛顿第二定律方程，可得出橡皮筋的长度，求出其对应的竖直高度，与静止时的竖直高度比较即可。

6.如图所示，一固定杆与水平方向夹角为α，将一质量为m1的滑块套在杆上，通过轻绳悬挂一质量为m2的小球，滑块与杆之间的动摩擦因数为μ。若滑块和小球保持相对静止以相同的加速度a一起运动（未施加其它外力），此时绳子与竖直方向夹角为β，且β>α，不计空气阻力，则滑块的运动情况是

A. 沿着杆减速上滑 B. 沿着杆减速下滑 C. 沿着杆加速下滑 D. 沿着杆加速上滑

【答案】A

【解析】

【详解】把滑块和球看做一个整体受力分析，若速度方向向下，由牛顿第二定律得：沿斜面方向有，垂直斜面方向有，摩擦力，联立可解得：；再单独对小球分析有：若 ，则，根据题意有：，则有，所以 ，整理可以得到：，因为，所以，但由于 ，所以假设不成立，即速度的方向一定向上，由于加速度方向向下，所以滑块沿杆减速上滑，故A正确，BCD错误。

【点睛】滑块与小球保持相对静止，以相同的加速度a一起运动，对整体进行受力分析求出加速度，同时也能确定加速度的方向，然后采用隔离法，分析小球的受力，求出加速度，结合分析即可判断。

7.如图（a）所示，两段等长轻质细线将质量分别为m、2m的小球A、B（均可视为质点）悬挂在O点，小球A受到水平向右的恒力F1的作用，小球B受到水平向左的恒力F2的作用，当系统处于静止状态时，出现了如图（b）所示的的状态，小球B刚好位于O点正下方。则F1与F2的大小关系正确的是（ ）

A. F1=4F2 B. F1=3F2 C. 2F1=3F2 D. 2F1=5F2

【答案】D

【解析】

试题分析：A受到F1水平向右的力，B受到F2的水平向左的力，以整体为研究对象，分析受力如图：

设OA绳与竖直方向的夹角为α，则由平衡条件得：…①

以B球为研究对象，受力如图．设AB绳与竖直方向的夹角为β，则由平衡条件得：…②

由几何关系得到：α=β…③

联立①②③解得：2F1=5F2；故选D．

考点：物体的平衡

【名师点睛】本题考查共点力作用下物体的平衡问题，采用隔离法和整体法，由平衡条件分析物体的状态，考查灵活选择研究对象的能力。

8.如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，重力加速度的大小为g，则在物块m上、下滑动的整个过程中(  )

A. 地面对物体M的摩擦力大小始终不变

B. 地面对物体M的支持力总小于(M+m)g

C. 地面对物体M的摩擦力先向右后向左

D. 地面对物体M摩擦力先向左后向右

【答案】B

【解析】

试题分析：物体先减速上滑，后加速下滑，加速度一直沿斜面向下，对整体受力分析，受到总重力、支持力和向左的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有：

在x轴上受力分析：…①

在y轴上受力分析：…②

物体上滑时，受力如图，根据牛顿第二定律，有

…③

物体下滑时，受力如图，根据牛顿第二定律，有

…④

由上分析可知，地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变，向左，但大小不同，故ACD错误；由②式，地面对物体M的支持力总小于，故B正确。

考点：摩擦力的判断与计算

【名师点睛】本题关键是对整体受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出支持力和静摩擦力的表达式后进行分析讨论；整体法不仅适用与相对静止的物体系统，同样也适用与有相对运动的物体之间。

9.跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板，另一端被吊板上的人拉住，如图所示，已知人的质量为70kg，吊板的质量为10kg，绳及定滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计，取重力加速度g=10m/s2，当人以440N的力拉绳时，人与吊板的加速度a的大小和人对吊板的压力F的大小分别为  （   ）

A. a=1.0m/s2，F=260N B. a=1.0m/s2，F=330N

C. a=3.0m/s2，F=110N D. a=3.0m/s2，F=50N

【答案】B

【解析】

【详解】CD.以整体为研究对象，整体受重力、两根绳子的拉力（T）；由牛顿第二定律可知：整体的加速度 ；选项CD不符合题意

AB.以人为研究对象，由牛顿第二定律可知：，解得人受吊板的支持力；由牛顿第三定律可知人对吊板的压力为330N，选项A不符合题意；选项B符合题意

二、多选题（本大题共3小题）

10.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T，现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，以下说法正确的是

A. 质量为2m的木块受到五个力的作用

B. 当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断

C. 当F逐渐增大到时，轻绳还不会被拉断

D. 轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为

【答案】ACD

【解析】

质量为2m的木块受到重力、质量为m的木块的压力、m对其作用的向后的摩擦力，轻绳的拉力、地面的支持力五个力的作用，故A正确；对整体，由牛顿第二定律可知，；隔离后面的叠加体，由牛顿第二定律可知，轻绳中拉力为；由此可知，当F逐渐增大到时，轻绳中拉力等于T，轻绳才刚好被拉断，B错误C正确；轻绳刚要被拉断时，物块加速度，质量为m和2m的木块间的摩擦力为，D正确．

【点睛】①整体法：以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解．在许多问题中用整体法比较方便，但整体法不能求解系统的内力．
②隔离法：从系统中选取一部分（其中的一个物体或两个物体组成的整体，少于系统内物体的总个数）进行分析．隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析．
③通常在分析外力对系统作用时，用整体法；在分析系统内各物体之间的相互作用时，用隔离法．有时在解答一个问题时要多次选取研究对象，需要整体法与隔离法交叉使用

1、当分析相互作用两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时，宜用整体法；而在分析系统内各物体（或一个物体各部分）间的相互作用时常用隔离法．
2、整体法和隔离法不是独立的，对一些较复杂问题，通常需要多次选取研究对象，交替使用整体法和隔离法．

11.如图,水平地面上有三个靠在一起的物块P、Q和R,质量分别为m、2m和3m,物块与地面间的动摩擦因数都为。用大小为F的水平外力推动物块P,记R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比为k。下列判断正确的是(   )

A. 若,则 B. 若 ,则

C. 若,则 D. 若,则

【答案】BD

【解析】

分析】

先用整体法求出物体的合外力，进而求得加速度；然后再用隔离法对P、R两物体进行受力分析，利用牛顿第二定律即可求得k；

【详解】三物块靠在一起，将以相同加速度向右运动，则加速度：，所以，R和Q之间相互作用力：，Q与P之间相互作用力：，所以R和Q之间相互作用力与Q与P之间相互作用力大小之比，由于不管是否为零，恒成立，故B、D正确，A、C错误；

故选BD。

【点睛】关键是要抓住三个物体的加速度相同，先对整体研究，得到加速度，然后应用隔离法研究内力。

12.如图(a),一长木板静止于光滑水平桌面上，t=0时，小物块以速度v0滑到长木板上，图(b)为物块与木板运动的v-t图像，图中t1、v0、v1已知。重力加速度大小为g。由此可求得(        )

A. 木板的长度

B. 物块与木板的质量之比

C. 物块与木板之间的动摩擦因数

D. 从t=0开始到t1时刻，木板获得的动能

【答案】BC

【解析】

【分析】

本题考查了v-t与牛顿第二定律综合运用，滑块模型等

【详解】A、根据题意只能求出AB的相对位移，不知道B最终停在哪里，无法求出木板的长度，故A不能够求解出；

由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为，小物块的加速度，

根据牛顿第二定律得：，，解得：，，故B和C能够求解出；

D、木板获得的动能，题目t1、v0、v1已知，但是M,m不知道，故D不能够求解出

三、实验题（本大题共2小题）

13.用接在50Hz交流电源上的打点计时器，研究小车做匀加速直线运动的规律，某次实验中得到的一条纸带如图所示，从比较清晰的点起，每五个打印点取一个点作为计数点，分别标作0、1、2、3、4．量得两计数点间的距离s1=30.0mm，s2=36.1mm，s3=41.9mm，s4=48.0mm，则小车在0与1两计数点间的平均速度为_____m/s，小车的加速度为_____m/s2（小数点后保留2位）

【答案】    (1). （1）0.30    (2). （2）0.60

【解析】

每五个打印点取一个点作为计数点，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，利用平均速度的定义得小车在0与1两计数点间的平均速度，根据匀变速直线运动的推论公式可以求出加速度的大小，得，，为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得：，即小车运动的加速度计算表达式为：。

14.某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验，实验装置如图1所示，实验器材有铁架台、光电计时器、小钢球等．铁架台上端固定一个电磁铁，通电时，小钢球被吸在电磁铁上，断电时，小钢球自由下落．

（1）先将光电门固定在A处，光电计时器记录下小球经过光电门的时间△t0，量出小球释放点距A的距离为h0，测出小球的直径d（d远小于 h0）．则小球运动到光电门处的瞬时速度v=________，当地的重力加速度为 g=________．（用题中所给字母表示）   

（2）若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为0.5△t0，请你判断此时光电门距A处的距离△h=________．（用（1）中所给字母表示）   

（3）由于直尺的长度限制，该同学改测光电门位置与其正上方固定点P（图中未画出）之间的距离h，并记录小球通过光电门的时间△t．移动光电门在竖直杆上的位置，进行多次实验．利用实验数据绘制出如图2所示的图象，已知图象斜率为k，纵截距为b，根据图象可知重力加速度g=________

【答案】    (1). （1）；    (2).     (3). （2）4h0    (4). （3）

【解析】

【详解】试题分析：（1）小钢球运动到光电门处的瞬时速度近似等于平均速度，则；

根据可得；

（2）由，则

（3）设小球到达P点的速度为v0，则根据，且联立解得：；则，解得

考点：测定当地的重力加速度

【名师点睛】解答本题要知道极短时间内的平均速度可以代替瞬时速度，能根据自由落体运动的基本公式分析，难度不大，属于基础题。

四、计算题（本大题共4小题）

15.一个倾角为的斜面固定在水平面上,一个质量为m=1.0kg的小物块可视为质点以v0=4.0m/s的初速度由底端沿斜面上滑,小物块与斜面的动摩擦因数若斜面足够长已知,g取10m/s2,求：

(1)小物块上滑的最大距离；

(2)小物块返回斜面底端时的速度大小．

【答案】(1) 1.0m (2)m/s

【解析】

【详解】(1)小物块在斜面上上滑过程受力情况如图所示：

根据牛顿第二定律有：

解得：

小物块沿斜面上滑做匀减速运动，到达最高点时速度为零,则有：

解得：

x==1.0m

(2)小物块在斜面上下滑受力情况如图所示：

根据牛顿第二定律有：

解得：

m/s2

根据速度位移公式得：

解得：

m/s

16.如图所示，质量M= 4kg的小车放在光滑的水平面上，在小车右端加一水平恒力F=6N，当小车向右运动的速度达到2m/s时，在小车前端轻轻放上一个大小不计、质量m= 1kg的小物块，物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2，物块始终没有离开小车，g取10m/s2．求：

（1）小物块没放在小车上，小车速度达到2m/s所需要的时间；

（2）小物块在小车上滑动的时间；

（3）要使物块始终没有离开小车，小车至少多长？

【答案】(1)s; (2)2s; (3)2m

【解析】

【详解】(1)以小车为研究对象，小物块没放在小车上时，根据牛顿第二定律有：

F=Ma1

v0=a1t1

联立可得，小车运动的时间为：

t1=s．

(2)对小物块，根据牛顿第二定律得：

μmg=ma2

代入数据解得：

a2＝μg＝2m/s2

v1=a2t2

对小车，根据牛顿第二定律得：

F-μmg=Ma3

代入数据解得：

a3＝1m/s2

v2=v0+a3t2，

小物块与小车之间不发生相对滑动有：

v1=v2，

联立，代入数据解得

v1=v2=4m/s

即小物块在小车上滑动的时间为2s．
(3)小车运动的位移为：

代入数据解得：

s1=6m

小物块的位移为：

代入数据解得：

s2=4m

则小物块在车上滑动的距离为：

L=s1-s2=6-4m=2m

即小车最小长度为2m．

17.如图所示，物块A、B、C的质量分别为2m、2m、m,并均可视为质点，三个物块用轻绳通过轻质滑轮连接，在外力作用下现处于静止状态，此时物块A置于地面，物块B与C、C到地面的距离均是L,现将三个物块由静止释放。若C与地面、B与C相碰后速度立即减为零，A距离滑轮足够远且不计一切阻力，重力加速度为g.求：

(1)刚释放时A的加速度大小及轻绳对A的拉力大小；

(2)物块A由最初位置上升的最大高度；

(3)若改变A的质量使系统由静止释放后物块C能落地且物块B与C不相碰，则A的质量应满足的条件.

【答案】(1) ，(2)(3).

【解析】

解：(1)刚释放时A、B、C的加速度大小为a，绳子对A拉力大小为F

由受力分析可知

对于A有

对于BC整体有

解得

(2)C下落L后落地，由可知此时的速度

由 得

则物块由最初位置上升的最大高度

(3)若改变A质量使系统由静止释放后物块C能落地，

则A的质量需满足

同时使得B与C不相碰，即C落地后B减速下降到地面时速度为0，从释放到C落地的过程中运用系统机械能守恒定律

解得  

从C落地到B减速到地面速度为0的过程中运用系统机械能守恒定律

解得

即A的质量满足系统由静止释放后物块C能落地且物块B与C不相碰

18.如图所示，长度l=18.75m的木板A置于倾角为θ=37°的足够长粗糙斜面上，木板与斜面间的动摩擦因数μ1=0.5木板A的上表面由粗糙面bc和光滑面cd两段组成，bc段的长度为4m；可视为质点的物块B放在木板最上端的b点，物块B与木板bc段的动摩擦因数μ2= 现将A、B由静止开始释放，此时刻为计时起点。已知木板A和物块B的质量相同，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。

求：（1）物块B滑到木板上c点所需要的时间t1；

（2）木板A速度减为零时，物块B的速度大小；

（3）物块B在木板A上运动的总时间t。

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【详解】

由滑动摩擦力公式和力的平衡条件得，，

,规定沿斜面向下为正，设A和B的加速度分别为和，由牛顿第二定律得：，，解得：

由运动关系得：，解得：

（2）在时，设A和B的速度分别为和，则，，2s后，设A和B的加速度分别为和，此时A与B之间摩擦力为0，同理可得，，由于，可知A做减速运动，设经过时间，A的速度减为零，则有，此时B的速度，解得

（3）在时间内，B相对A运动的距离为

=12m<27m,因此此后A静止不动，B继续在A上滑动，设再经过时间后B离开A，则有，解得：，则B在A上运动的总时间。

【点睛】本题是运动学的典型的板块模型，此类题目关键是受力分析和运动分析。