2021-2022学年上海市华东师范大学第二附属中学高一（下）3月阶段反馈物理试题含解析

华东师大二附中2021学年第二学期学业质量检测

高一物理

（时间：60分钟：满分：100分）

一、单项选择题（1-8题每题3分，9-12题每题4分，共40分）

1. 以下说法正确的是（　　）

A. 自由下落的物体因完全失重，所以它对地球没有反作用力

B. 两叠放着的木块A、B一起在光滑斜面上自由下滑而没有相对滑动，A、B之间没有相互作用的摩擦力

C. 物体受到的一对平衡力中撤去其中一个力，另一个力也同时消失

D. 作用力和反作用力可以是不同性质的力

【答案】B

【解析】

【详解】A．自由下落的物体因为受到重力作用，因为作用是相互的，它对地球有反作用力，A错误；

B．两叠放着的木块A、B一起在光滑斜面上自由下滑而没有相对滑动，A、B之间相互作用的摩擦力为

解得

B正确；

C．物体受到的一对平衡力中撤去其中一个力，另一个力不一定消失，C错误；

D．作用力和反作用力一定是相同性质的力，D错误。

故选B。

2. 一质点做匀加速直线运动，第3s内的位移是2m，第4s内的位移是2.5m，那么以下说法中不正确的是（　　）

A. 这2s内平均速度是2.25m/s B. 第3s末瞬时速度是2.25m/s

C. 质点的加速度是0.125m/s2 D. 质点的加速度是0.5m/s2

【答案】C

【解析】

【详解】A．根据平均速度公式，这2s内质点的平均速度为

=2.25m/s

A正确，不符合题意；

B．质点第3s末的瞬时速度等于这2s时间内的平均速度，则，B正确，不符合题意；

CD．根据Δs=aT2得，质点的加速度

C错误，符合题意，D 正确，不符合题意。

故选C。

3. 如图所示，半径为的圆盘绕过圆心的竖直轴匀速转动，在距轴为处有一竖直杆，杆上用长为的细线悬挂一小球．当圆盘以角速度匀速转动时，小球也以同样的角速度做匀速圆周运动，这时细线与竖直方向的夹角为，则小球的向心加速度大小为（    ）

A.  B.

C.  D.

【答案】D

【解析】

【详解】小球运动的轨迹是水平面内的圆，如题图中虚线所示，其圆心是水平面与转轴的交点，所以圆周运动的半径为，由可知其加速度大小为．

A. ，选项A不符合题意；

B. ，选项B不符合题意；

C. ，选项C不符合题意；

D. ，选项D符合题意；

4. 如图，在冬奥会短道速滑项目中，圆弧实线ON为正常运动路线的弯道，OM为运动员在O点的速度方向。若运动员在O点稍发生侧滑，她就会偏离正常比赛路线，则其滑动线路（　　）

A. 沿OM直线 B. 在OM左侧区域Ⅰ

C. 在OM和ON之间区域Ⅱ D. 在ON右侧区域Ⅲ

【答案】C

【解析】

【详解】发生侧滑是因为运动员的速度过大，所需要的向心力过大，运动员受到的合外力不足以提供所需的向心力，而受的合外力仍然指向圆心，若运动员水平方向不受任何外力时沿方向做离心运动，实际上运动员还要受摩擦力作用，所以滑动的方向在在和之间区域Ⅱ，故ABD错误，C正确。

故选C。

5. 如图所示，轻弹簧两端拴接两个质量均为m的小球a、b，拴接小球的细线固定在天花板上，两球静止，两细线与水平方向的夹角均为，弹簧水平。重力加速度为g。以下说法正确的是（　　）。

A. 细线拉力大小为mg B. 弹簧的弹力大小为

C. 剪断左侧细线瞬间，b球加速度大小为g D. 剪断左侧细线瞬间，a球加速度大小为g

【答案】B

【解析】

【分析】

详解】AB．对a球分析，如图

由共点力平衡条件得，竖直方向有

水平方向有

解得细线的拉力为

弹簧的弹力

故A错误，B正确；

CD．剪断左侧细线的瞬间，弹簧的弹力不变，小球a所受的合力

根据牛顿第二定律得

剪断左侧细线的瞬间，弹簧的弹力不变，故小球b所受的合力

加速度为0，故CD错误。

故选B。

6. 质量不等的两木块A、B，用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连，在图所示情况下，木块A、B一起做匀速运动。若木块A、B的位置互相交换，则木块A运动的加速度为(木块A、B与桌面间的动摩擦因数均为μ，且μ＜1，重力加速度为g，空气阻力、滑轮摩擦均不计) （　　）

A. (1－μ)g B. (1－μ2)g C.  g D. 与木块A、B的质量有关

【答案】A

【解析】

【详解】设A、B的质量分别为M和m。图示情况下，根据平衡条件得

Mg=μmg

木块A、B的位置互相交换后，根据牛顿第二定律得

对A有

T-μMg=Ma

对B有

mg-T=ma

联立解得

 a=（1-μ）g

故选A。

7. 质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴M和m的悬线竖直方向的夹角分别为α和β，如图所示，则（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

详解】根据牛顿第二定律得

解得

故选A。

8. 如图所示，甲、乙两同学从河中O点出发，分别沿直线游到A点和B点后，立即沿原路线返回到O点，OA、OB分别与水流方向平行和垂直，且OA＝OB。若水流速度不变，两人在静水中游速相等，则他们所用时间t甲、 t乙的大小关系为（　　）

A.  B.  C.  D. 无法确定

【答案】C

【解析】

【详解】试题分析：设游速为v，水速为v0，OA=OB=l，则甲整个过程所用时间：，

乙为了沿OB运动，速度合成如图；则乙整个过程所用时间：，∵∴t甲＞t乙，∴选C正确，选项ABD错误．故选C．

考点：运动的合成和分解

【名师点睛】本题考查运动的合成（主要是速度的合成）和匀速运动规律，运用速度合成的矢量平行四边形法则求出各自的合速度是关键．

9. 如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，两个可视为质点的小球甲和乙分别沿水平方向抛出，两球的初速度大小相等，已知甲的抛出点为斜面体的顶点，经过一段时间两球落在斜面上的A、B两点后不再反弹，落在斜面上的瞬间，小球乙的速度与斜面垂直。忽略空气的阻力，重力加速度为g。则下列选项正确的是（　　）

A. 甲、乙两球在空中运动的时间之比为tan2 θ∶1

B. 甲、乙两球下落的高度之比为2tan4θ∶1

C. 甲、乙两球的水平位移之比为tan θ∶1

D. 甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为2tan2θ∶1

【答案】D

【解析】

【详解】A．由小球甲的运动可知

解得

落到斜面上的速度与竖直方向夹角的正切值为

解得

则甲、乙两球在空中运动的时间之比为

故A错误；

B．由可知甲、乙两球下落的高度之比为

故B错误；

C．由x＝v0t可知甲、乙两球的水平位移之比为

故C错误；

D．甲球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值为

乙球落到斜面上的速度与水平方向夹角的正切值为

甲、乙两球落在斜面上瞬间的速度与水平面夹角的正切值之比为

故D正确。

故选D。

10. 如图，质量为m的物块在平行于斜面的拉力F作用下沿倾角为θ的斜面做匀速直线运动。物块与斜面间的动摩擦因数μ = tanθ，重力加速度为g，则拉力F的大小不可能为（　　）

A. mgsinθ B.  C. 2mgsinθ D.

【答案】B

【解析】

【详解】当物块所受重力沿斜面向下的分力与物块所受滑动摩擦力方向相同时，F有最大值为

当物块所受重力沿斜面向下的分力与物块所受滑动摩擦力方向相反时，F有最小值0。

故ACD可能，B不可能。

故选B。

11. 如图所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN－v2图像如图所示。下列说法正确的是（　　）

A. 当地的重力加速度大小为

B. 小球的质量为

C. v2＝c时，杆对小球弹力方向向上

D. 若v2＝2b，则杆对小球弹力大小为2a

【答案】B

【解析】

【详解】A．通过图分析可知：当v2＝b，FN＝0时，小球做圆周运动的向心力由重力提供，即

则

故A错误；

B．当v2＝0，FN＝a时，重力与弹力FN大小相等，即

所以

故B正确；

C．当v2＞b时，杆对小球的弹力方向与小球重力方向相同，竖直向下，故

v2＝c＞b

时杆对小球的弹力方向竖直向下，故C错误；

D．若v2＝2b时

解得

FN＝a

方向竖直向下，故D错误

故选B。

12. 如图所示，小球A可视为质点，装置静止时轻质细线AB水平，轻质细线AC与竖直方向的夹角37°。已知小球的质量为m，细线AC长l，B点距C点的水平和竖直距离相等。装置能以任意角速度绕竖直轴转动，且小球始终在平面内，那么在角速度从零缓慢增大的过程中（　　）（重力加速度g取，，）

A. 两细线张力均增大

B. 细线AB中张力一直变小，直到为零

C. 细线AC中张力一直增大

D. 当AB中张力为零时，角速度可能为

【答案】D

【解析】

【详解】AB．当静止时，受力分析如图，由平衡条件

由平衡条件得

TAB=mgtan37°=0.75mg

TAC＝＝1.25mg

若AB中的拉力为0，当ω最小时绳AC与竖直方向夹角θ1=37°，受力分析如图

根据受力分析

mgtanθ1＝m(Lsinθ1)ωmin2

得

根据对称性可知，当ω最大时绳AC与竖直方向夹角θ2=53°，此时应有

mgtanθ2＝mωmax2Lsinθ2

得

ωmax＝

所以ω取值范围为

≤ω≤

绳子AB的拉力都是0．由以上的分析可知，开始时AB拉力不为0，当转速在≤ω≤时，AB的拉力为0，角速度再增大时，AB的拉力又会增大，AB错误；

C．当绳子AC与竖直方向之间的夹角不变时，AC绳子的拉力在竖直方向的分力始终等于重力，所以绳子的拉力绳子等于1.25mg；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角增大，拉力开始增大；当转速大于后，绳子与竖直方向之间的夹角不变，AC上竖直方向的拉力不变；随后当水平方向的拉力增大，AC的拉力继续增大，C错误；

D．由开始时的分析可知，当ω取值范围为≤ω≤时，绳子AB的拉力都是0，D正确。

故选D

二、填空题（每题4分，共20分）

13. 如图所示为摩托车比赛转弯时的情形，若转弯路面是水平的，水平路面对摩托车的弹力方向为______（填“竖直向上”或“沿车身斜向上”），给摩托车提供向心力的是______（填“弹力的分力”或者“静摩擦力”）。

【答案】    ①. 竖直向上    ②. 静摩擦力

【解析】

【详解】[1]弹力与接触面垂直，故水平路面对摩托车的弹力方向为竖直向上；

[2]给摩托车提供向心力的是指向轨迹圆心的静摩擦力。

14. 在研究平抛物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长 L＝1.25cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的 a、b、c、d 所示，则小球平抛的初速度的计算式为 V0＝__（用 L、g 表示），其值是______（取 g＝9.8m/s2）。

【答案】    ①.     ②. 0.7m/s

【解析】

【详解】设相邻两点间的时间间隔为T
竖直方向：

2L-L=gT2

得到

水平方向：

代入数据解得

15. 如图所示，一个足够大的圆环质量为M，经过环心的竖直钢丝AB（质量不计）上套有一质量为m的小球。今给小球向上的初速度，致使圆环对地刚好无作用力，则小球上升的加速度大小为______，上升的最大度为______。（已知重力加速度大小为g。）

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]由题意可知，小球对圆环竖直向上的作用力大小为

根据牛顿第三定律可知圆环对小球竖直向下的作用力大小为

根据牛顿第二定律可得小球上升的加速度大小为

[2]根据运动学规律可得小球上升的最大高度为

16. 一根不计质量的细线最多能吊起质量为1kg的物体以大小为a的加速度匀加速上升，或者最多能吊起质量为3kg的物体以大小为a的加速度匀减速上升，那么a为______，这根细线最多能吊质量为______kg的物体匀速上升。（g取10m/s2）

【答案】    ①. 5    ②. 1.5

【解析】

【详解】[1]设细线能承受的最大拉力为T，由题意，根据牛顿第二定律有

联立以上两式解得

[2]设这根细线最多能吊质量为m的物体匀速上升，根据平衡条件有

解得

17. 如图所示，F为共点力和的合力，且，保持、的大小不变，改变和间的夹角θ，若要使和F间夹角达到最大值，则θ角应为________，此时F和的夹角a为___________。

【答案】    ①.     ②.

【解析】

【详解】[1]设F2与F的夹角为β，则由正弦定理可知

由于，所以，、为定值，则当sinβ最大时，此时a也最大，所以，即与F垂直时，α达到最大值，则

[2]由可得

三、综合题（18题12分，19题13分，20题15分，共40分）

18. 如图所示，物块A悬挂在绳PO和PC的结点上，PO偏离竖直方向37°角，PC水平，且经光滑定滑轮与木块B相连，连接B的绳与水平方向的夹角为53°。已知A质量MA=0.8kg，B质量MB=2kg，木块B静止在水平面上。求：

(1)绳PO拉力大小；

(2)木块B与水平面间的弹力和摩擦力大小。

【答案】(1)10N ；  (2)3.6N；   15.2N

【解析】

【详解】(1)对P点受力分析，如图所示：

由平衡条件

解得

(2)对B点受力分析如图所示：

水平方向根据共点力的平衡条件可得

竖直方向根据共点力的平衡条件可得

解得

【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答。

19. 斜面中段粗糙，段长为且光滑，如图（a）所示。质量为的小物块以初速度沿斜面向上滑行，到达处速度恰好为零，小物块沿斜面上滑的图像如图（b）所示。已知在段的加速度是段加速度的两倍，。（，未知）求：

(1)小物块沿斜面向上滑行通过点处的速度；

(2)斜面段的长度；

(3)小物块沿斜面向下滑行通过段的时间。

【答案】(1)4m/s；(2)6.4m；(3)1.6s

【解析】

【详解】（1）由v-t图象可知，小物块沿斜面向上滑行的初速度 vA=12m/s，由aAB=2aBC可得

解得

vB=4m/s

（2）设AB段长度为L1，加速度大小为2a，BC段长度为L2，加速度大小为a。
则根据运动学公式得：

AB段有 

vB2-vA2=2×（-2a）L1

BC段有

 0-vB2=2（-a）L2

已知 L2=1.6m，vA=l2m/s
联立解得

a=5m/s2

L1=6.4m

(3)物体沿斜面下滑，回到B点的速度仍为

vB=4m/s

因上滑时

下滑时

解得

a′=0

则小物块沿斜面向下滑行通过段的时间

20. 质量为M的火车，以恒定的速率在水平面内沿一段半径为r的圆弧轨道转弯，已知路面的倾角为，试求：

（1）速度为多大时，车轮对铁轨的侧压力正好为零？

（2）若火车速度提高到时，车轮对铁轨的侧压力为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当车轮对铁轨侧压力正好为零时，对火车进行受力分析如下图

水平方向

竖直方向

联立可得

（2）若将速度提高至3v0，则火车有离心运动的趋势，故外轨道将提供支持力，受力分析图如下

水平方向

竖直方向

联立可得

化简可得

根据牛顿第三定律，车轮对铁轨的压力