2022-2023学年江西省鹰潭市第一中学高一上学期第三次月考物理试题含解析

  鹰潭一中高一上学期第三次考试物理试卷

一、选择题（每个4分，共44分：1—7为单选，8一11为多选。）

1. 下列说法正确的是（　　）

A. 运动中的地球不能看做质点，而原子核可以看做质点

B. 研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，火车不能看做质点

C. 研究奥运会乒乓球冠军张怡宁打出的乒乓球时，可以把乒乓球看做质点

D. 研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，不可将汽车看做质点。

【答案】B

【解析】

【详解】A．运动中地球，如果研究地球绕太阳公转，就能把地球看做质点，而对于原子核，如果是研究原子核的结构，就不可以看做质点，故A错误；

B．研究火车通过路旁一根电线杆的时间时，由于火车的车长相对于电线杆来说，很大，故火车不可看做质点，故B正确；

C．研究奥运会乒乓球女单冠军张怡宁打出的乒乓球时，如果研究乒乓球的旋转细节，不可以把乒乓球看做质点，故C错误；

D．研究在平直的高速公路上飞驰的汽车的速度时，由于此时汽车做平动，可将汽车看做质点，故D错误。

故选B。

2. 一列火车从静止开始做匀加速直线运动，一人站在第一节车厢前端的旁边测量，第一节车厢通过他历时3s，整列车厢通过他历时15s。则这列火车的车厢有（　　）

A. 30节 B. 25节 C. 16节 D. 9节

【答案】B

【解析】

【详解】设一节车厢长为L，车厢总长为x，第一节车厢通过时间为，列车通过总时间为t，则

又因为整列车厢通过他历时15s，有

则车厢的节数为

节

故选B。

3. 如图所示，轻杆一端与竖直墙上的铰链B连接，另一端与质量为m的小球C连接，轻绳一端固定在竖直墙面上的A点，另一端与小球C连接。小球C静止时，，重力加速度大小为g，则轻绳的拉力大小与轻杆的弹力大小之和为（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】小球C受重力、轻绳的拉力、轻杆的弹力三个力的作用而平衡，重力和轻绳的拉力的合力与轻杆的弹力等大反向，根据力的矢量三角形与△ABC相似，且，可得，轻绳的拉力大小为，轻杆的弹力大小为mg，则轻绳的拉力大小与轻杆的弹力大小之和为。

故选C。

4. 如图甲所示，倾角为的斜面固定在水平地面上，斜面上一木块受到与斜面底边平行的力的作用，当力逐渐增大时，木块所受的摩擦力和力的大小关系如图乙所示。若木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中、、均为已知量，重力加速度为，下列说法正确的是（　　）

A. 木块的质量可表示为

B. 木块与斜面间动摩擦因数可表示为

C. 小于时木块所受的摩擦力与斜面底边垂直且沿斜面向上

D. 大于后木块做加速直线运动

【答案】B

【解析】

【详解】A．将木块所受重力分解为垂直于斜面方向和沿斜面方向，分析斜面所在平面内的木块受力情况，根据平衡条件得

当F=0时，由题图乙可知

所以可求出木块的质量

故A错误；

B．当木块刚要运动时，静摩擦力达到最大，有

求出木块与斜面间的动摩擦因数

又

联立以上两式得

故B正确；

C．F小于F1时，摩擦力小于最大静摩擦力，则木块保持静止状态，故摩擦力方向与F和重力的下滑分力的合力方向相反，故不与斜面底边垂直，故C错误；

D．F大于F1后木块将运动，所受摩擦力和重力不变，但由题干可知力F一直增大，所以木块所受合力方向不断变化，故木块做曲线运动，故D错误。

故选B。

5. 如图所示，一个质量为m的滑块静止置于倾角为30°的粗糙斜面上，一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点，另一端系在滑块上，弹簧与竖直方向的夹角为30°，则（　　）

A. 滑块一定受到三个力作用

B. 弹簧一定处于压缩状态

C. 斜面对滑块的支持力大小可能为零

D. 斜面对滑块的摩擦力大小一定等于

【答案】D

【解析】

【详解】A．弹簧与竖直方向的夹角为30°，所以弹簧的方向垂直于斜面，因为弹簧的形变情况未知，所以斜面与滑块之间的弹力大小不确定，所以滑块可能只受重力、斜面支持力和静摩擦力三个力的作用而平衡，也可能有弹簧的弹力，故A错误；

B．弹簧对滑块可以是拉力，故弹簧可能处于伸长状态，故B错误；

C．由于滑块此时受到的摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力（等于），不可能为零，所以斜面对滑块的支持力不可能为零，故C错误；

D．静摩擦力一定等于重力的下滑分力，故为，故D正确。

故选D。

6. 一物块在粗糙水平面上沿直线自由滑行，物块运动的位移为，运动时间为，绘制的图像如图所示，则物块在前6 s内的位移为（　　）

A. 25 m B. 30 m C. 48 m D. 50 m

【答案】D

【解析】

【详解】根据匀变速直线运动位移时间公式

化解得

解得

所以

物块停止的时间

解得

所以物块在前6 s内的位移等于前5s的位移

故D正确，ABC错误。

故选D。

7. 晾晒衣服的绳子两端A、B分别固定在两根竖直杆上，A点高于B点，无风状态下衣服静止。某时一阵恒定的风吹来，衣服受到水平向右的恒力发生滑动，并在新的位置保持静止。不计绳子的质量及绳与衣架挂钩间的摩擦，绳子不可伸长。两杆间的距离为d，绳长为1.25d，衣服和衣架的总质量为m，有风时绳的夹角∠BOA=74°，风力大小为mg，重力加速度为g，sin37°=0.6。下列说法中正确的是（　　）

A. 有风时，轻绳的拉力大小为

B. 在无风的情况下，A点沿杆稍下移，绳子的拉力变大

C. 无风时，轻绳的拉力大小为

D. 在有风的情况下，A点沿杆稍下移，绳子对挂钩的作用力变大

【答案】A

【解析】

【详解】C．无风时，衣服受到重力和两边绳子的拉力处于平衡状态，如图所示，同一条绳子拉力相等，则挂钩左右两侧绳子与竖直方向的夹角相等。

由几何关系可得

解得

根据平衡条件可得

解得

故C错误；

B．当在无风的情况下，将绳子的端点从A点移到C点，根据图象可以看出，两段绳子之间的夹角不变，两段绳子的合力不变，则拉力F不变，故B错误；

A．有风时，设绳OB与竖直方向夹角为，绳OC与竖直方向夹角为，根据受力平衡可得

由题可知

联立解得

故A正确；

D．当在有风的情况下将绳子的端点从A点移到C点，两段绳子对挂钩的作用力与风力和总重力的合力等大反向，则绳子对挂钩的作用力不变，故D错误。

故选A。

8. 甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲的图线是抛物线，乙的图线是直线。甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的（　　）

A. 在t1时刻两车的位置相同

B. 从0到t1时间内，两车走过的路程相等

C. 甲的加速度不为零，乙的加速度为零

D. 从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．由图可知，在时刻，两车的位置相同，A正确；

B．由图可知两车起点不同，从0到时间内，乙车走过的路程大于甲车的路程，B错误；

C．甲的图线是抛物线，图线斜率变化，即速度发生变化，加速度不为零；乙的图线是直线，图线斜率不变，即乙做匀速直线运动，加速度为零，C正确；

D．图线的斜率表示速度，由图可知时刻甲的斜率小于乙的，时刻甲的斜率大于乙的，且~时间内甲的斜率逐渐变大，乙的斜率不变，故从到时间内某一时刻两车速度相等，D正确。

故选ACD。

9. 如图所示装置，两根细绳拴住一球，保持两细绳间夹角θ=120°不变，若把整个装置在竖直平面内顺时针缓慢转过90°，则在转动过程中，CA绳的拉力FT1大小和CB绳的拉力FT2的大小变化情况是（　　）

A. FT1一直增大 B. FT1先增大后减小

C. FT2增大后减小 D. FT2最终变为零

【答案】BD

【解析】

【详解】画小球的受力分析图，构建力的矢量三角形，如图

由于这个三角形中重力不变，FT1、FT2的夹角（180°－θ）保持不变，这类似于圆周角对应弦长的关系，作初始三角形的外接圆，然后让FT1、FT2的交点在圆周上按题中转动规律转动，力的三角形的外接圆正好是以初态时的FT2为直径的圆周，可知在顺时针转动过程中，FT1先变大到最大为圆周直径，然后再变小，FT2一直变小，转到90°时，CA绳沿竖直方向，此时FT2为零。

故选BD。

10. 如图所示，A物重，B物重，A和B通过轻绳绕过定滑轮相连，A与B、A与地面间的动摩擦因数皆为，现用水平力拉绳，使A物向左匀速运动，则（　　）

A. 绳的拉力是

B. A和B间摩擦力为

C. 拉力为

D. 拉力为

【答案】AC

【解析】

【详解】AB．对B受力分析，物体B受重力、支持力、细线对B向右的拉力T和A对B向左的滑动摩擦力f，根据平衡条件可知

由于

则

故A正确，B错误；

CD．对A受力分析，A受到拉力、重力、支持力、B对A的压力、B对A向右的滑动摩擦力f、地面对A向右的滑动摩擦力和细线对A向右的拉力T，根据平衡条件可知

其中

解得

故C正确，D错误。

故选AC。

11. 如图所示，某同学用两轻质细线栓住一物体，一根细线系在墙壁上，保持系在墙壁上的细线与竖直方向的夹角为30°，将另一细线由水平缓慢拉至竖直方向的过程中，若系在墙壁上的细线上的拉力大小为F1，另一细线上的拉力大小为F2，物体所受的重力大小为G，则下列说法正确的是（　　）

A. F1先增大后减小 B. F2先减小后增大

C. F1最大值为G D. F2的最小值为

【答案】BD

【解析】

【详解】设F2与水平方向所成夹角为α，对物体进行受力分析可得

联立可得

由几何关系可得

由题意可知，α的变化范围为0~90°，的变化范围为60°~150°，在变化过程中先增大，后减小，故F2先减小后增大，当取最大值1时，F2最小，为，而随着α增大，tanα增大，故F1减小，当tanα最小时，其值最大，为。

故选BD。

二、实验题（每空2分，共16分）

12. 在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，打点计时器接在的低压交变电源上，某同学在打出的纸带上每5个点取一个计数点，共取了、、、、、六个计数点（每相邻两个计数点间的四个点未画出），如图甲所示．从每一个计数点处将纸带剪开分成五段（分别为、、、、段），将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在坐标系中。

（1）若在图乙坐标系中用最简洁的方法作出能表示关系的图线，其中________（选填“”或“”）轴相当于轴，_________（选填“”或“”）轴相当于轴。

（2）从计数点开始计时，为求出时刻的瞬时速度，需要测出_________段纸带的长度。

（3）若测得段纸带的长度为，段纸带的长度为，则可求出加速度的大小为_________。

【答案】    ①.     ②.     ③.     ④. 2

【解析】

【详解】（1）[1][2]在打出的纸带上每5个点取一个计数点，可知相邻计数点的时间间隔相等，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，可知剪下的每一段纸带的中间时刻速度与纸带的长度成正比，则在图乙坐标系中表示关系的图线，其中轴相当于轴，轴相当于轴。

（2）[3]在打出的纸带上每5个点取一个计数点，可知相邻计数点的时间间隔为

从计数点开始计时，时刻为、段的中间时刻，根据匀变速直线运动中间时刻速度等于该段过程的平均速度，为求出时刻的瞬时速度，需要测出段纸带的长度。

（3）[4]若测得段纸带的长度为，段纸带的长度为，从计数点开始计时，则有

则加速度的大小为

13. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如下图图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳，图乙是白纸上根据实验结果画出的图。

（1）本实验中“等效代替”的含义是（        ）

A．橡皮筋可以用弹簧替代

B．左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果

C．右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果

D．两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代

（2）如果没有操作失误，图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______。

（3）图乙中的F与两力中，______是理论合力，______是实际合力。

【答案】    ①. D    ②.     ③.     ④.

【解析】

【详解】（1）[1]A.橡皮筋不可以用细绳替代，A错误；

BC.左右两侧弹簧测力计的大小和方向可能都不相同，左侧弹簧测力计的作用效果不可以替代右侧弹簧测力计的作用效果，右侧弹簧测力计的作用效果也不可以替代左侧弹簧测力计的作用效果，BC错误；

D.用两个弹簧测力计拉橡皮筋与用一个弹簧测力计拉橡皮筋时，橡皮筋的伸长量相等，拉力作用效果相同，即：两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，D正确。

故选D。

（2）[2]图乙中的F与中，是用一个弹簧测力计的作用效果替代两弹簧测力计共同作用的效果，其方向一定沿着AO的方向。

（3）[3]图乙中的F与两力中，通过画平行四边形合成的合力F是理论合力，用一个弹簧秤测出的合力是实际合力。

三、解答题（12分+14分+14分=40分）

14. 如图所示，倾角为的斜面体固定在水平面上，质量为的物块A放在斜面上，一根细绳绕过固定在斜面顶端的定滑轮和悬挂重物B的动滑轮，连接在竖直杆EF上的点，此时整个装置静止，连接物块A的细绳段与斜面平行。连接竖直杆的细绳段与竖直方向的夹角，物块A与斜面间的动摩擦因数为，定滑轮C与D点之间的细绳段的长度为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计滑轮摩擦，重力加速度为g，，。

（1）求重物B的质量的大小范围；

（2）若重物B的质量为，将竖直杆向右平移一小段距离，使物块A刚好不上滑，则竖直杆向右平移的距离为多少？

【答案】（1）；（2）

【解析】

【详解】（1）当物块A刚好不下滑时，设细绳中的张力大小为，重物B的质量为，对物块A研究，沿斜面方向根据平衡条件可得

对重物B研究，竖直方向根据平衡条件可得

联立解得

当物块A刚不上滑时，设细绳中的张力大小为，重物B的质量为，对物块A研究，沿斜面方向根据平衡条件可得

对重物B研究，竖直方向根据平衡条件可得

联立解得

因此重物B的质量的大小范围为

（2）由（1）可知，当物块A刚好不上滑时，细绳中的张力大小为

竖直杆平移后，设连接竖直杆的细绳与竖直方向的夹角为，对重物B研究，有

解得

则

根据几何关系，竖直杆没有移动时，定滑轮C到杆的水平距离

当竖直杆移动后，定滑轮C到杆的水平距离

因此竖直杆向右平移的距离

15. 甲车沿平直公路匀速行驶，乙车停在甲前方相邻的平行车道上。当两车相距时甲车开始匀减速刹车，准备停车，此时乙车开始运动，行驶方向与甲车相同。从甲车减速时开始计时，甲车第1秒内位移为24m、第4秒内位移为1m，乙车运动的v－t图像如图所示。已知甲车刹车时间小于4s，求：

（1）乙车匀加速过程的位移大小；

（2）甲车匀速行驶时的速度大小和匀减速的加速度大小；

（3）甲乙两车相遇的时间。

【答案】（1）18m；（2）28m/s，8m/s2；（3）1s

【解析】

【详解】（1）乙车匀加速过程的位移大小为

（2）设甲车第1s末的速度为，第3s末的速度为，加速度大小为，则

联立解得

甲车匀速行驶时速度大小为

（3）乙车的加速度为

甲乙两车相遇时，位移关系有

解得

，或（舍去）

16. 如图所示，劲度系数为的轻质弹簧B的两端分别与固定斜面上的挡板及物体A相连，A的质量为m，光滑斜面倾角为θ．用轻绳跨过定滑轮将物体A与另一根劲度系数为的轻质弹簧C连接．当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，其右端点位于a位置．现将弹簧C的右端点用力沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力．求：

⑴当弹簧C处在水平位置且未发生形变时，弹簧B的形变量大小；

⑵在将弹簧的右端由a缓慢拉到b的过程中，物体A移动的距离；

⑶ab间的距离．

【答案】（1）（2）（3）

【解析】

【分析】（1）对A进行受力分析，根据平衡条件和胡克定律即可求出；

（2）将弹簧C的右端点用力沿水平方向缓慢拉到b位置时，弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力，说明A受到弹簧B的拉力，对A 进行受力分析，结合胡克定律和几何关系即可求出；

（3）先求出弹簧c的力，由胡克定律求出弹簧c的伸长量，最后求出ab之间的距离．

【详解】（1）当弹簧C未发生形变时弹簧B处于压缩状态，设弹簧B对于物体A而言的压缩量为；根据平衡条件和胡克定律有：，解得：；

（2）当弹簧C的右端点沿水平缓慢拉到b位置时，因弹簧B对物体A的拉力大小恰好等于A的重力，说明弹簧B处于伸长状态，且伸长量，所以物体A上升的高度为；

（3）由（2）问可得：绳中张力，则弹簧C的伸长量，故ab间的距离为：；