2021届高考物理通用一轮练习：阶段综合测评1

阶段综合测评(一)

　　时间：90分钟　　　满分：110分

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，1～8题只有一项符合题目要求，9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．(2019·浙江选考模拟)在一次田径运动会上，下列几种关于比赛项目的描述正确的是(　　)

A．铅球比赛中，研究运动员的推球技术要领时，可以把运动员当成“质点”处理

B．某同学的100 m比赛成绩是13.3 s，“13.3 s”指的是“时刻”

C．某同学的铅球成绩是20.8 m，“20.8 m”指的是铅球在空中运动的路程

D．在400米比赛中，处在第1跑道的同学正好跑了完整一圈的成绩是50.0 s，则他在该过程的平均速度为0

答案　D

解析　研究运动员的推球技术要领时，不能忽略运动员的肢体形状，此时不能把运动员看做质点，A错误；100 m比赛的成绩是13.3 s，“13.3 s”指的是“时间”，B错误；铅球成绩为20.8 m，“20.8 m”为铅球在地面上的直线距离，而不是铅球在空中运动的路程，C错误；400 m比赛中处于第1跑道的同学正好跑了完整一圈时位移是0，平均速度是位移与时间的比值，故他在该过程的平均速度为0，D正确。

2．(2019·宁夏银川六中模拟)如图所示，分别为汽车甲的位移—时间图象和汽车乙的速度—时间图象，则(　　)

A．甲的加速度大小为5 m/s2

B．乙的加速度大小为5 m/s2

C．甲在4 s内的位移大小为40 m

D．乙在4 s内的位移大小为20 m

答案　B

解析　在x­t图象中，斜率表示速度，由图甲可知，甲做匀速直线运动，加速度为0，故A错误；在速度—时间图象中，斜率表示加速度，由图乙可知，乙的加速度大小为a＝＝ m/s2＝5 m/s2，故B正确；甲在4 s内的位移大小为x甲＝20 m－0＝20 m，故C错误；由v­t图象与时间轴围成的面积表示位移可知，乙在4 s内的位移大小为x乙＝ m＝40 m，故D错误。

3．(2019·福建校级联考)物体从斜面顶端由静止开始下滑，经过斜面中点时速度为2 m/s，则物体到达斜面底端时速度为(　　)

A．3 m/s  B．2 m/s

C．4 m/s  D．6 m/s

答案　B

解析　设物体经过斜面中点时的速度为v1，到达斜面底端时的速度为v2，斜面长度为L，则有：v＝2a·，v＝2a·L，联立解得：v2＝2 m/s，故B正确。

4．(2019·广东湛江一模)如图是应县木塔最上面一层的剖面图，垂脊ab呈弧形。一只鸽子从a点沿垂脊缓慢地爬到b点，用FN表示垂脊对鸽子支持力的大小，用Ff表示垂脊对鸽子摩擦力的大小。在鸽子爬行过程中(　　)

A．Ff增大，FN减小  B．Ff减小，FN减小

C．Ff增大，FN增大  D．Ff减小，FN增大

答案　A

解析　以鸽子为研究对象，鸽子受到重力、支持力和摩擦力作用，设鸽子移动方向与水平方向的夹角为θ，根据平衡条件可得：Ff＝mgsinθ，FN＝mgcosθ，鸽子从a点沿垂脊缓慢爬到b点的过程中，θ逐渐增大，则摩擦力Ff逐渐增大，支持力FN逐渐减小，故A正确，B、C、D错误。

5.(2019·安徽蚌埠二模)图中ae为珠港澳大桥上四段110 m的等跨钢箱连续梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则通过ce段的时间为(　　)

A．t  B.t

C．(2－)t  D．(2＋)t

答案　C

解析　设汽车的加速度为a，对于ab段有：x＝at2；同理，对于ac段有：2x＝at，对于ae段有：4x＝at，联立解得：t1＝t，t2＝2t，故汽车通过ce段的时间为Δt＝t2－t1＝(2－)t，故A、B、D错误，C正确。

6．(2019·浙江杭州二模)如图所示，一同学在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起，保持平衡。下列说法正确的是(　　)

A．石块b对a的支持力与a受到的重力是一对相互作用力

B．石块c对b的支持力一定等于b受到的重力

C．石块c受到水平桌面向左的摩擦力

D．石块c对b的作用力一定竖直向上

答案　D

解析　石块b对a的支持力与a对b的压力是一对相互作用力，故A错误；石块c对b的支持力与其对b的静摩擦力的合力大小等于a与b的重力之和，故B错误；以三个石块组成的整体为研究对象，由平衡条件可知石块c不会受到水平桌面的摩擦力，故C错误；以a、b组成的整体为研究对象，根据平衡条件，则石块c对b的作用力与a、b整体的重力平衡，故石块c对b的作用力一定竖直向上，D正确。

7．(2019·四川绵阳三模)一物块放在水平桌面上，在水平轻弹簧的拉力F作用下，沿桌面做匀速直线运动，弹簧的伸长量为x；将弹簧方向变成与水平桌面成60°角，物块在拉力作用下仍沿桌面做匀速直线运动，此时弹簧的伸长量是物块与桌面间的动摩擦因数为，弹簧始终处于弹性限度内(　　)

A.x  B.x

C．2x  D.x

答案　B

解析　对物块受力分析，当拉力为F时，根据平衡条件得：kx＝f＝μmg；当弹簧方向变成与水平桌面成60°角时，kx′sin60°＋FN＝mg，kx′cos60°＝f′，f′＝μFN，联立解得x′＝x，A、C、D错误，B正确。

8．(2019·湖南长郡中学等5月联考)如图所示为小朋友喜欢的磁性黑板，下面有一个托盘，让黑板撑开一个安全角度(黑板平面与水平面的夹角为θ)，使之不易倾倒，小朋友不但可以在上面用专用画笔涂鸦，磁性黑板擦也可以直接吸在上面。图中就有小朋友把一块质量为m黑板擦吸在上面保持静止，黑板与黑板擦之间的动摩擦因数为μ，则下列说法正确的是(　　)

A．黑板擦对黑板的压力大小为mgcosθ

B．黑板擦对黑板的摩擦力大小为μmgcosθ

C．黑板对黑板擦的摩擦力大于mgsinθ

D．黑板对黑板擦的作用力大小为mg

答案　D

解析　对黑板擦受力分析，受重力、黑板对黑板擦的支持力、黑板对黑板擦的静摩擦力及黑板对黑板擦的吸引力，则黑板对黑板擦的支持力FN＝mgcosθ＋F，F为黑板对黑板擦的吸引力，依据牛顿第三定律，可知黑板擦对黑板的压力FN′＝FN>mgcosθ，故A错误；对黑板擦由受力平衡可知，黑板对黑板擦的摩擦力大小为Ff＝mgsinθ，由牛顿第三定律可知，黑板擦对黑板的摩擦力大小为mgsinθ，故B、C错误；黑板对黑板擦的作用力与黑板擦所受重力等大反向，故D正确。

9．(2019·宁夏银川兴庆区长庆高中月考)某物体以30 m/s的初速度竖直上抛，不计空气阻力，g取10 m/s2。5  s内物体的(　　)

A．速度改变量的大小为10 m/s

B．平均速度大小为13 m/s，方向向上

C．路程为65 m

D．位移大小为25 m，方向向上

答案　CD

解析　选取竖直向上为正方向，物体在5 s内速度的改变量：Δv＝－gt＝－10×5＝－50 m/s，负号表示方向向下，A错误；物体在5 s内的位移：h＝v0t－gt2＝30×5 m－×10×52 m＝25 m，方向与初速度的方向相同，则物体在5 s内的平均速度：＝＝ m/s＝5 m/s，B错误，D正确；物体上升的时间：t1＝＝ s＝3 s<5 s，物体上升的最大高度：H＝＝ m＝45 m，所以5 s内物体运动的路程：s＝2H－h＝2×45 m－25 m＝65 m，C正确。

10．(2019·湖南益阳市高三期末)甲、乙两辆车初始时相距1000 m，甲车在后，乙车在前，在同一条公路上做匀变速直线运动，它们的速度—时间图象如图所示，则下列说法正确的是(　　)

A．两辆车在t＝36 s时速度相等

B．乙车比甲车早出发8 s

C．两辆车不会相撞

D．甲车停下时，甲车在乙车前边191 m处

答案　AC

解析　由题图可知，甲车做匀减速直线运动，有v甲＝v0＋at＝50－t，乙车做匀加速直线运动，有v乙＝(t－8)。当两车速度相等时，有50－t＝(t－8)，解得t＝36 s，同时解得共同速度v共＝50－t＝14 m/s，A正确；由题图可知，乙车比甲车晚出发8 s，B错误；如果两车速度相等时，甲车还未追上乙车，甲、乙两车就不会相撞，t＝36 s时，甲车的位移x甲＝t＝×36 m＝1152 m，乙车的位移x乙＝(t－8 s)＝×(36－8) m＝196 m，因为x乙＋1000 m＞x甲，所以两车不会相撞，C正确；甲车停下来时，甲车的位移x甲′＝t甲＝×50 m＝1250 m，乙车的位移x乙′＝(t甲－8 s)＝×42 m＝441 m，两车之间的距离s＝x乙′＋1000－x甲′＝191 m，即甲车在乙车后边191 m处，D错误。

11．(2019·陕西西安一模)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则(　　)

A．B受到C的摩擦力可能为零

B．C受到水平面的摩擦力一定为零

C．不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向一定向左 

D．水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等

答案　AC

解析　当B受到绳子的拉力与B的重力在斜面上的分力大小相等，即mBgsinθ＝T＝mAg时，B、C间没有摩擦力，故A正确；把B、C当做一个整体进行受力分析，绳子的拉力在水平方向上的分量不为零，可知整体相对水平面有向右的运动趋势，所以C受到水平面的摩擦力不会为零，方向一定向左，故B错误，C正确；把B、C当做一个整体进行受力分析，在竖直方向上有：N＋Tsinθ＝(mB＋mC)g，绳子的拉力在竖直方向上的分量不为零，所以水平面对C的支持力小于B、C的总重力，故D错误。

12．(2019·湖南怀化二模)《大国工匠》节目中讲述了王进利用“秋千法”在1000 kV的高压线上带电作业的过程。如图所示，绝缘轻绳OD一端固定在高压线杆塔上的O点，另一端固定在兜篮上。另一绝缘轻绳跨过固定在杆塔上C点的定滑轮，一端连接兜篮，另一端由工人控制。身穿屏蔽服的王进坐在兜篮里，缓慢地从C点运动到处于O点正下方E点的电缆处。绳OD一直处于伸直状态，兜篮、王进及携带的设备总质量为m，不计一切阻力，重力加速度大小为g。关于王进从C点运动到E点的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．工人对绳的拉力一直变大

B．绳OD的拉力一直变小

C．OD、CD两绳拉力的合力大小等于mg

D．当绳CD与竖直方向的夹角为30°时，工人对绳的拉力为mg

答案　CD

解析　对兜篮、王进及携带的设备整体受力分析，将整体所受力画在一个矢量三角形中，如图所示，绳OD的拉力为F1，与竖直方向的夹角为θ，绳CD的拉力为F2，与竖直方向的夹角为α。根据几何知识知：θ＋2α＝90°，由正弦定理可得＝＝，王进从C点运动到E点的过程中，α增大，θ减小，则F1＝mgtanα增大，F2＝mg·减小，故A、B错误；整体缓慢运动，所受合力为零，故OD、CD两绳拉力的合力大小等于mg，C正确；α＝30°时，θ＝30°，则2F2cos30°＝mg，可得F2＝mg，故D正确。

第Ⅱ卷(非选择题，共62分)

二、实验题(本题共2小题，共15分)

13．(6分)(2019·广东深圳二模)某实验小组要测量轻弹簧的劲度系数，实验装置如图a。将弹簧悬挂在固定铁架台上，毫米刻度尺竖直固定在弹簧旁，在弹簧下端挂上钩码，多次改变钩码质量m，读出钩码静止时固定在挂钩上的指针对应的刻度尺示数l。当钩码质量为200 g时，指针位置如图b所示。用所测数据在m­l坐标系描点如图c。取g＝9.8 m/s2。回答下列问题：

(1)图b中指针对应的刻度尺示数为________ cm。

(2)在图c中将钩码质量为200 g时所对应的数据点补上，并作出m­l图线。

(3)根据图线算出弹簧的劲度系数为________ N/m(结果取三位有效数字)。

答案　(1)18.50(18.48～18.52均可)　(2)图见解析

(3)24.5(24.2～24.8均可)

解析　(1)由图b可知，刻度尺的分度值为0.1 cm，则读数为18.50 cm，误差范围±0.02 cm均可，即答案在18.48～18.52 cm之间均可。

(2)钩码质量为200 g时指针对应的刻度尺示数为18.50 cm，在m­l坐标系中描点作图，如图所示。

(3)根据k＝可知，弹簧的劲度系数k＝＝＝ N/m＝24.5 N/m(答案在24.2～24.8之间均可)。

14.(9分)(2019·山东淄博一模)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。

(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为________ N。

(2)下列能减小实验误差的措施是________。(请填写选项前对应的字母)

A．让重物M的质量适当大一些

B．弹簧测力计应在使用前校零

C．弹簧测力计B所拉的细绳套应尽可能保持水平方向

D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

(3)某次实验中，该同学发现弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，请你提出两个解决办法。

方法一：___________________________________________________，

方法二：___________________________________________________。

答案　(1)3.80　(2)AB　(3)见解析

解析　(1)弹簧测力计最小刻度为0.1 N，读数为3.80 N。

(2)重物M的质量适当大一些，可使得弹簧测力计的读数大些，减小误差，A正确；为了让测出来的两个力更精确，故弹簧测力计应在使用前校零且拉线方向应与木板平面平行来减小误差，B正确；弹簧测力计B所拉的细绳套不需要保持在水平方向，C错误；实验中只需要使O点静止就可以，不需要每次都使O点静止在同一位置，D错误。

(3)弹簧测力计A的指针稍稍超出量程，说明弹簧测力计B与重物所系的两根细线的拉力的合力偏大。其解决办法为：方法一：减小重物M的质量；方法二：将弹簧测力计B绕O点顺时针转过一个小角度；方法三：将弹簧测力计A绕P点逆时针转过一个小角度；方法四：将A更换为量程较大的测力计。(说明：选择其中两个即可)

三、计算题(本题共4小题，共47分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)

15．(10分)(2019·北京东城一模)伽利略在研究自由落体运动时，猜想自由落体的速度是均匀变化的，他考虑了速度的两种变化：一种是速度随时间均匀变化，另一种是速度随位移均匀变化。现在我们已经知道，自由落体运动是速度随时间均匀变化的运动。有一种“傻瓜”照相机的曝光时间极短，且固定不变。为估测“傻瓜”照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示。由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹。已知石子在A点正上方1.8 m的高度自由下落。每块砖的平均厚度为6.0 cm。(不计空气阻力，g取10 m/s2)

(1)计算石子到达A点的速度大小vA；

(2)估算这架照相机的曝光时间(结果保留一位有效数字)。

答案　(1)6 m/s　(2)0.02 s

解析　(1)设石子从O点静止下落，则：hOA＝1.8 m，

根据自由落体运动的位移公式得：hOA＝gt

代入数据解得：tA＝ ＝0.6 s

根据自由落体运动的速度公式得：vA＝gtA＝6 m/s。

(2)由图中可知hAB近似为两块砖的厚度

解法一：hAB＝12 cm＝0.12 m

hOB＝hOA＋hAB＝1.92 m

根据自由落体运动的位移公式得：hOB＝gt

代入数据解得：tB＝ ≈0.62 s

曝光时间Δt＝tB－tA＝0.02 s。

解法二：由于曝光时间极短，石子从A到B的运动可看成匀速直线运动

Δt＝＝ s＝0.02 s。

16．(10分)(2019·辽宁沈阳三模)航天飞机在平直的跑道上降落，其减速过程可以简化为两个匀减速直线运动。航天飞机以水平速度v0＝100 m/s着陆后，立即打开减速阻力伞，以大小为a1＝4 m/s2的加速度做匀减速运动，一段时间后阻力伞脱离，航天飞机以大小为a2＝2.5 m/s2的加速度做匀减速直线运动直至停下。已知两个匀减速运动滑行的总路程x＝1370 m，求：

(1)第二个减速阶段航天飞机运动的初速度大小；

(2)航天飞机降落后滑行的总时间。

答案　(1)40 m/s　(2)31 s

解析　(1)设第二个减速阶段的初速度为v1，根据运动学公式则有：

v－v＝－2a1x1

v＝2a2x2

又x1＋x2＝x

代入数据解得：v1＝40 m/s。

(2)由速度公式可得：

v1＝v0－a1t1

v1＝a2t2

t＝t1＋t2

代入数据解得：t＝31 s。

17．(12分)(2019·河北衡水中学一调)如图所示，放在粗糙的固定斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态。轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点，轻弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ＝53°，斜面倾角α＝37°，物块A和B的质量分别为mA＝5 kg、mB＝1.5 kg，弹簧的劲度系数k＝500 N/m，(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10 m/s2)求：

(1)弹簧的伸长量x；

(2)物块A受到的摩擦力。

答案　(1)4 cm　(2)5 N，方向沿斜面向上

解析　(1)对结点O受力分析如图1所示，

根据平衡条件，有：

Tcosθ－mBg＝0，

Tsinθ－F＝0，

且：F＝kx，

解得：x＝4 cm。

(2)设物块A所受摩擦力沿斜面向下，对物块A受力分析如图2所示，

根据平衡条件，有：T－f－mAgsinα＝0，

解得：f＝－5 N，

即物块A所受的摩擦力大小为5 N，方向沿斜面向上。

18．(15分)(2019·西宁第四中学一模)一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上，劈的斜面光滑且与水平面成30°角；现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球，小球放在斜面上，小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°，如图所示，试求：

(1)当劈静止时绳子的拉力大小；

(2)当劈静止时地面对劈的摩擦力的大小；

(3)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的k倍，为使整个系统静止，k值必须满足什么条件？

答案　(1)mg　(2)mg　(3)k≥

解析　(1)以小球为研究对象，受力分析如图1所示，对T和mg进行正交分解，

由平衡条件可知：Tcos30°＝mgsin30°，

解得：绳子的拉力T＝mg。

(2)以劈和小球组成的整体为研究对象，整体受力情况如图2所示，

由平衡条件可得：f＝Tcos60°＝mg。

(3)为使整个系统静止，要求fmax＝kN′≥Tcos60°

而N′＋Tsin60°＝(M＋m)g

联立以上两式可得：k≥。