2022-2023学年福建省建瓯市芝华中学高三上学期暑期考试物理试题含解析

2022-2023学年福建省建瓯市芝华中学高三上学期暑期考试物理试题一、选择题（共10题，1-4题为单选题，每题4分，5-8题为多选题，每题6分，共40分）

1. 如图所示为一同学在网上发现的一幅新能源汽车的漫画，有关这幅漫画，下列说法正确的是（　　）

A. 磁铁对铁块的作用力大于铁块对磁铁的作用力

B. 磁铁对铁块的作用力大小等于铁块对磁铁的作用力

C. 根据牛顿第二定律，这种设计能使汽车向前运动

D. 只要磁铁的磁性足够强，汽车就可以一直运动下去

【答案】B

【解析】

【详解】AB．磁铁对铁块的作用力和铁块对磁铁的作用力是一对相互作用力，应该相等，故A错误，B正确；

CD．磁铁和铁块都是汽车的一部分，两者之间的作用力是汽车的内部作用，根据牛顿第二定律，没有合外力也就没有加速度，不能前进，故CD错误。

故选B。

2. 一列车从车站由静止开始出发，沿平直轨道运动过程中加速度不断增大。行驶时间t后速度达到v，则可以判定该列车在这段时间内行驶的位移()

A. 一定大于vt B. 可能等于vt

C. 一定小于vt D. 一定大于vt

【答案】C

【解析】

【详解】汽车的速度时间图线如图所示，加速度不断增大，即图线的切线斜率不断增大，

图线与时间轴围成面积表示位移，可知图线与时间轴围成的面积小于三角形面积，即小于vt，小于vt。
A．一定大于vt，与结论不相符，选项A错误；

B．可能等于vt，与结论不相符，选项B错误；

C．一定小于vt，与结论相符，选项C正确；

D．一定大于vt，与结论不相符，选项D错误；

故选C

3. 如图，两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球。在a和b之间的细线上悬挂一小物块。平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径。不计所有摩擦。小物块的质量为(    )

A.  B.  C. m D. 2m

【答案】C

【解析】

【详解】设悬挂小物块的点为O'，圆弧的圆心为O，由于ab=R，所以三角形Oab为等边三角形。

根据几何知识可得∠aO'b=120°，而在一条绳子上的张力大小相等，故有T=mg，小物块受到两条绳子的拉力作用大小相等，夹角为120°，故受到的合力等于mg，因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，且处于平衡状态，故拉力的合力等于小物块的重力为mg，所以小物块的质量为m，故ABD错误，C正确。故选C。

点睛：解决本题关键是能根据题目给出的几何关系确认拉小物块的两绳夹角为120°，再根据两个大小相等互成120°两力的合成结论求解即可。

4. 如图所示为一固定在水平桌面上的V形槽的截面图，AB、BC面与水平桌面间夹角分别为和。一正方体木块放在槽内，木块与AB、BC面间的动摩擦因数相同，现用垂直于纸面向外的力F拉木块，木块恰好能沿槽做匀速直线运动。木块的质量为m，重力加速度为g。木块与AB、BC面间的动摩擦因数大小为（　　）

A.  B.

C.  D.

【答案】A

【解析】

【详解】将重力按照实际作用效果正交分解，如图所示

故

，

滑动摩擦力为

f=μ(F1+F2)

解得木块与AB、BC面间动摩擦因数大小为

故选A。

5. 如图所示，在一个桌面上方有三个金属小球a、b、c，离桌面高度分别为h1∶h2∶h3 = 3∶2∶1。若先后顺次释放a、b、c，三球刚好同时落到桌面上，不计空气阻力，则（　　）

A. 三者到达桌面时的速度大小之比是∶∶1

B. 三者运动时间之比为3∶2∶1

C. b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差

D. 三个小球运动的加速度与小球受到的重力成正比，与质量成反比

【答案】AC

【解析】

【详解】A．三个球均做自由落体运动，由得

则

故A正确；

B．三个球均做自由落体运动，由得

则

故B错误；

C．b与a开始下落的时间差小于c与b开始下落的时间差，故C正确；

D．小球下落的加速度均为g，与重力及质量无关，故D错误。

故选AC。

6. 在平直公路上甲、乙两车在相邻车道上行驶。甲、乙两车并排行驶瞬间，前方有事故发生，两车同时开始刹车，刹车过程中两车速度的二次方随刹车位移x的变化规律如图所示，则（　　）

A. 乙车先停止运动 B. 甲、乙两车刹车过程中加速度大小之比为4∶1

C. 从开始刹车起经，两车恰好相遇 D. 甲车停下时两车相距12.75 m

【答案】BC

【解析】

【详解】AB．由

得

结合图像有

解得，，则甲、乙两车运动过程中加速度大小之比为，由图像知甲车的初速度，乙车的初速度，则刹车过程，甲车运动时间，乙车运动时间，A错误，B正确；

C．相遇时结合位移关系得

解得或，C正确；

D．甲车停下时，甲车的位移大小，乙车的位移大小

两车相距

D错误。

故选BC。

7. 如图所示，垂直墙角有一个截面为半圆的光滑柱体，用细线拉住的小球静止靠在接近半圆底端的M点。通过细线将小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，细线始终保持在小球处与半圆相切。下列说法正确的是（　　）

A. 细线对小球的拉力增大

B. 小球对柱体的压力增大

C. 柱体受到水平地面的支持力逐渐减小

D. 柱体对竖直墙面的压力先增大后减小

【答案】BD

【解析】

【详解】AB设小球和圆柱体圆心的连线与水平方向的夹角为α，细线对小球的拉力为F，小球对柱体的压力为FN1，根据平衡条件得

小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，α增大，细线对小球的拉力F减小，小球对柱体的压力FN1增大，A错误，B正确；

CD设柱体受到水平地面的支持力为FN2，柱体对竖直墙面的压力为FN3，对整体根据平衡条件得

解得

小球从M点缓慢向上拉至半圆最高点的过程中，α增大，柱体受到水平地面的支持力为FN2增大，柱体对竖直墙面的压力为FN3先增大后减小，当 时，柱体对竖直墙面的压力为FN3最大，C错误，D正确。

故选BD。

8. 如图所示，滑轮C用硬杆固定在天花板上，另一滑轮O通过细绳悬挂一物体P。把另一根细绳一端固定在天花板上的A点，另一端绕过定滑轮C后悬挂物体Q，然后把悬挂物体P的滑轮放于AC之间的细绳上，最终整个装置处于平衡，假设细绳足够长，不计一切摩擦。现把天花板上的绳端A点沿天花板稍微向左平移一小段之后又固定，系统又重新达到平衡。则以下说法正确的是(　　)

A. 绳子上的拉力大小变大

B. 绳子上的拉力大小不变

C. 绳子AO与CO间的夹角变大

D. 绳子AO与CO间的夹角不变

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．绳子上的拉力大小总等于物块Q的重力，则绳的拉力大小不变，选项A错误，B正确；

CD．对滑轮而言，受到向下的重物P的拉力，两边绳子等大的拉力，因绳子拉力大小不变，可知绳子与竖直方向的夹角不变，即绳子AO与CO间的夹角不变，选项C错误，D正确。

故选BD。

二.填空题（每空2分，共22分）

9. 如图，将A、B两个小球同时从离地相同的高度以相同大小的初速度v0分别竖直上抛和下抛，不计空气阻力。在B落地之前的过程中，两个小球之间的距离______（填“增大”、“减小”、“先增大后减小”、“先减小后增大”）；两者落地的时间差Δt=____。

【答案】    ①. 增大    ②.

【解析】

【分析】根据竖直上抛运动的对称性，求得小球A从最高点落回出发点用时即为上升到最高点的时间，A小球落回出发点时速度为，继续下落的时间和B小球下落时间相同。

【详解】[1]A小球向上做匀减速运动，加速度为；B小球向下做匀加速运动，加速也为，相同时间内两小球的速度变化量大小相等，当B小球刚好落地时，A小球速度减为零，达到最高点，此时两球的距离最大，所以在B球落地之前，两个小球之间的距离增大，故选填“增大”；

[2]B小球落地时，A小球速度减为零达到最高点，时间为

A小球从最高点落回地面所需时间为两者落地时间差，即

10. 如图所示，木板B放在水平地面上，质量为2.0kg的物块A放在它的水平上表面上；弹簧秤一端固定在墙壁上，另一端与物块A相连，重力加速度g取，当用力匀速抽出长木板B的过程中，观察到弹簧秤的示数为4.0N，弹簧伸长量为4.0cm，若加速抽出木板B，弹簧的伸长量______（填“增大”“减小”或“不变”），物块A与木板B间的动摩擦因数为______，弹簧的劲度系数为______N/m。

【答案】    ①. 不变    ②. 0.2    ③. 100

【解析】

【详解】[1] 当用力匀速抽出木板B时，A物体保持静止，可知A受B的摩擦力为

因A对B物体的压力不变，故AB间的摩擦力不会发生变化，当加速拉动时，摩擦力也为4.0N，弹簧的伸长量不变。

[2] A受B的摩擦力为

可得

[3] 弹簧的弹力为

可得

11. 某同学用如图所示实验装置验证“力的平行四边形定则”，弹簧测力计挂于竖直木板上的固定点，下端用细线挂一重物，手持弹簧测力计拉结点。分别读出弹簧测力计和的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录点的位置和拉线的方向。

(1)本实验所用的弹簧测力计示数的单位为，图中的示数为___________。

(2)下列关于实验的要求不正确的是___________。

A．拉线方向应与木板平面平行                 B．两个弹簧测力计的夹角越大越好

C．本实验需要测出重物的重力大小            D．与弹簧测力计相连的细绳适当长一些

(3)该同学改变两拉力的夹角做第二次实验时，结点的位置___________改变（填“可以”或“不可以”）。

【答案】    ①. 3.45（3.43~3.47）    ②. B    ③. 可以

【解析】

【详解】(1)[1]弹簧测力计的分度值是0.1N，读数时需要估读到分度值的下一位，所以弹簧测力计的读数为3.45N（3.43~3.47N）均可；

(2)[2]A．为减小弹簧测力计摩擦导致的误差，应使拉线方向与木板平行，故A正确，不符合题意；

B．夹角要适当才有利于作图，故B错误，符合题意；

C．因实验要作出力的图示，故本实验需要测出重物的重力大小，故C正确，不符合题意；

D．为减小确定拉力方向时误差，与弹簧测力计相连的细绳要适当长一些，故D正确，不符合题意。

故选B。

(3)[3]两次没有什么关联，不需要拉伸到同一位置，可以改变。

12. 某同学利用图示装置研究小车的匀变速直线运动．

（1）实验中必要的措施是______．

A．细线必须与长木板平行        B．先接通电源再释放小车

C．小车的质量远大于钩码的质量    D．平衡小车与长木板间的摩擦力

（2）他实验时将打点计时器接到频率为50 HZ的交流电源上，得到一条纸带，打出的部分计数点如图所示（每相邻两个计数点间还有4个点，图中未画出）．s1=3.59 cm，s2=4.41 cm，s3=5.19 cm，s4=5.97 cm，s5=6.78 cm，s6=7.64 cm．则小车的加速度a=______m/s2（要求充分利用测量的数据），打点计时器在打B点时小车的速度vB=______m/s．（结果均保留两位有效数字）

【答案】    ①. （1）AB        ②. （2）0.80    ③. 0.40

【解析】

【详解】①为了让小车做匀加速直线运动，应使小车受力恒定，故应将细线与木板保持水平；同时为了打点稳定，应先开电源再放纸带，故AB正确；本实验中只是研究匀变速直线运动，故不需要让小车的质量远大于钩码的质量；只要能让小车做匀加速运动即可，故C错误；由C的分析可知，只要摩擦力恒定即可，不需要平衡摩擦力，故D错误，故选AB．

②每两个计数点间有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为；

根据逐差法可知，物体的加速度；

B点的速度等于AC段的平均速度，则有：．

【点睛】本题考查匀变速直线运动规律的应用，要注意明确实验原理，知道本实验中只需要研究匀变速直线运动即可，所以不需要平衡摩擦力，也不需要让小车的质量远大于钩码的质量．

三.解答题（13题10分，14题12分，15题16分）

13. 小园想用以下两种方式提起重物。图甲是一用铰链固定于O点的轻杆，通过绳将挂于P端的重物提起；图乙是一端固定于的轻杆（斜角恒定为67°），其另一端N有一光滑滑轮，绳绕过滑轮提起重物。当图甲中杆与水平面成67°夹角时，绳与水平方向夹角为30°；此时图乙中绳与水平方向夹角也为30°，已知重物的重力为，求两种情况下，杆的作用力分别为多少？（，）

【答案】，

【解析】

【分析】

【详解】甲图中，对P结点受力分析可知，由正弦定理

解得杆的作用力大小为

乙图中对滑轮N受力分析如图，则杆的作用力大小为

14. 质量为M的木楔倾角为θ（θ<45°），在水平面上保持静止，当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时，它正好匀速下滑。当用与木楔斜面成α角的力F拉木块，木块匀速上升，如图所示（已知木楔在整个过程中始终静止）。

（1）当α＝θ时，拉力F有最小值，求此最小值；

（2）求在（1）的情况下木楔对水平面的摩擦力是多少。

【答案】（1）mgsin2θ；（2）mgsin4θ

【解析】

【详解】木块在木楔斜面上匀速向下运动时，有

mgsinθ＝μmgcosθ

即

μ＝tanθ

（1）木块在力F的作用下沿斜面向上匀速运动，有

Fcosα＝mgsinθ＋Ff

Fsinα＋FN＝mgcosθ

Ff＝μFN

解得

F＝＝＝

则当α＝θ时，F有最小值，则

Fmin＝mgsin2θ

（2）因为木块及木楔均处于平衡状态，整体受到地面的摩擦力等于F的水平分力，即

Ff′＝Fcos（α＋θ）

当F取最小值mgsin2θ时，

Ff′＝Fmincos2θ＝mgsin2θ·cos2θ＝mgsin4θ

15. 甲、乙两车相距，同时沿平直公路做直线运动，甲车在前，以初速度，加速度做匀减速直线运动，乙车在后，以初速度，加速度，与甲同向做匀加速直线运动。求：

（1）甲、乙两车相遇前相距的最大距离；

（2）乙车追上甲车经历的时间（结果可以用根式表示）；

（3）若乙车加速时加速度大小为，但是燃油有限，用尽后将做加速度大小为的匀减速运动，其它条件不变，若要乙能够追上甲车，燃油至少要能坚持多长时间？

【答案】(1)42m；(2)；(3)3s

【解析】

【分析】

【详解】(1)当两车速度相等时相距最远，由速度公式可得

解得

，

此时甲、乙两车的位移分别为

甲、乙两车的最大距离为

(2)甲车停止所用时间

此时甲、乙两车的位移分别为

两车仍相距

此时乙车的速度为

设又经时间乙车追上甲车，满足

解得

故乙车追上甲车经历的总时间为

(3)设甲、乙两车同时减速为0，对应乙车加速时间为，对乙车有

解得

这个过程乙车的位移为

由于

乙车已超过甲车，故应在甲车速度减小为零前追上，且在追上时速度恰好相等，设乙车加速阶段时间为，减速至共速时间为，当甲、乙共速时有

甲、乙刚好相遇时有

联立解得

若要乙能够追上甲车，燃油至少要能坚持3s。