2022-2023学年江苏省徐州市王杰中学高三上学期10月阶段检测物理试题含解析

  徐州市王杰中学2022年10月阶段检测（物理）

一、单项选择题：本题共13小题，每小题4分，共52分，每小题只有一个选项符合题意。

1. 小型轿车的“百公里加速时间”是指从静止开始加速到100km/h所用的最少时间，是反映汽车性能的重要参数。F1赛车 “百公里加速时间”只有很短的2.5s，说明它在加速测试过程中（　　）

A. 位移一定很大 B. 速度一定很大 C. 平均速度一定很大 D. 加速度一定很大

【答案】D

【解析】

【详解】小型轿车从静止开始加速到的过程中，速度变化量，F1赛车“百公里加速时间”只有很短的，说明在速度变化量一定的情况下，时间极短，根据加速度的定义可知加速度一定很大，故D正确，ABC错误;
故选D。

2. 如图所示，在一辆表面光滑足够长的小车上，有质量为m1、m2的两个小球（m1>m2），原来随小车一起做匀速直线运动，当小车突然停止时，如不考虑其他阻力，则两个小球（　　）

A. 一定相碰 B. 一定不相碰

C. 不一定相碰 D. 无法确定，因为不知小车的运动方向

【答案】B

【解析】

【详解】小车停止前，两个小球和小车一起做匀速直线运动，并且两个小球和小车具有共同的速度，当小车突然停止时，由于小球在光滑接触面上，因此两个小球由于惯性，还要保持原来大小不变的速度做匀速直线运动，又两球的速度相同，相同时间内通过的位移相同，因此两个小球间的距离不变，一定不会相碰，故B正确，ACD错误。

故选B。

3. 伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法中正确的是（　　）

A. 图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是改变物体运动的原因

B. 图甲中的实验，可以在实验室中真实呈现

C. 图乙通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动

D. 图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易

【答案】D

【解析】

【详解】AB．分析图甲可知，伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，由于不存在没有阻力的斜面，因此无法在实验室中真实呈现，故AB错误；

CD．分析图乙可知，伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明：如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来冲淡重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，得到了自由落体运动的规律，因此并不是通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动，故C错误，D正确。

故选D。

4. 甲、乙两车在平直公路上同向行驶，它们的v－t图像如图所示。已知两车在t2时刻并排行驶，则

A. 乙车的加速度大小逐渐增大 B. 甲车的加速度大小先增大后减小

C. 两车t1时刻也并排行驶 D. 在t1时刻甲车在前，乙车在后

【答案】D

【解析】

【详解】A．由v－t图像可知乙车图线的斜率不变，故乙车的加速度大小不变，故A错误；

B．由v－t图像可知甲车图线得斜率逐渐增大，故甲车的加速度逐渐增大，故B错误；

CD．在v－t图像中，图线与t轴围成的面积表示位移，由图可知在t1~t2时间内乙车的位移大于甲车，而由题意可知两车在t2时刻并排行驶，故在t1时刻甲车在前，乙车在后，故C错误；D正确。

故选D。

5. 如图，质量为m的物块A放于倾角30°的固定斜面上，将光滑小球B轻放在物块A上，A、B能紧挨着匀速下滑。已知物块A与斜面之间的动摩擦因数为 ，则小球B的质量为（　　）

A.  B. m C. 2m D. 3m

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】对AB的整体，由平衡可知

解得

故选A。

6. 如图所示，物体P置于光滑的水平面上，用轻细线跨过质量不计的光滑定滑轮连接一个重力G=10N的重物，物体P向右运动的加速度为a1；若细线下端不挂重物，而用F=10N的力竖直向下拉细线下端，这时物体P的加速度为a2，则（ ）

A. a1＜a2

B. a1=a2

C. a1＞a2

D. 条件不足，无法判断

【答案】A

【解析】

【详解】试题分析：挂重物时，选连接体为研究对象，有牛顿第二定律得，共同运动的加速度大小为：；当改为10N拉力后，由牛顿第二定律得；P的加速度为：，故a1＜a2，

故选A.

考点：牛顿第二定律

7. 如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为f，则该过程中（ ）

A. f变小，F变大 B. f变小，F变小

C f变大，F变小 D. f变大，F变大

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】以小球乙为研究对象受力分析，设绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可得，水平拉力为

可见水平拉力F逐渐增大，绳子的拉力为

故绳子的拉力也是逐渐增加；以物体甲为研究对象受力分析，根据平衡条件可得，物体甲受地面的摩擦力与绳子的拉力的水平方向的分力

等大反向，故摩擦力方向向左

是逐渐增大；

故选D。

8. 我国首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主研制开发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁或玻璃上自由移动。如图所示，假设“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析正确的是（　　）

A.  B.  C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】根据牛顿第二定律可知，在竖直平面内蜘蛛侠所受合力方向应该是从A指向B，故C正确，ABD错误。

故选C。

9. 如图所示，有一质量为m的物块分别与轻绳P和轻弹簧Q相连，其中轻绳P竖直，轻弹簧Q与竖直方向的夹角为，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（　　）

A. 轻绳P的弹力大小可能小于mg

B. 弹簧Q可能处于压缩状态

C. 剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为g

D. 剪断轻绳瞬间，物块的加速度大小为gsin

【答案】C

【解析】

【详解】AB．轻绳P竖直，轻弹簧Q弹力为零，弹簧处于原长状态，轻绳P弹力大小等于mg，选项AB错误；

CD．剪断轻绳瞬间，物体只受重力，物块的加速度大小为g，选项C正确，选项D错误。

故选C。

10. 如图，轻弹簧竖直固定在水平面上，时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（忽略一切阻力），则（　　）

A.  时刻小球速度最大

B.  时刻小球处于失重状态

C.  这段时间内，小球的加速度先增大后减小

D.  这段时间内，小球的速度先增大后减小

【答案】D

【解析】

【详解】A．小球先自由下落，与弹簧接触后，弹簧被压缩，在下降的过程中，弹力不断变大，当弹力小于重力时，物体加速下降，合力变小，加速度变小，故小球做加速度减小的加速运动；当加速度减为零时，速度达到最大；之后物体由于惯性继续下降，弹力变得大于重力，合力变为向上且不断变大，加速度向上且不断变大，故小球做加速度不断增大的减速运动；上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后做加速度不断增大的减速运动，直到小球离开弹簧为止，所以小球速率最大的时刻出现在至时间内，故A错误；

B．由A分析可知，时刻小球速度为零，加速度向上，处于超重状态，故B错误；

CD．至时间内，小球出于上升过程先做加速度不断减小的加速运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后做加速度不断增大的减速运动，直到小球离开弹簧为止，故C错误，D正确。

故选D。

二、实验题（每小问3分，共5问，满分15分）

11. （1）两位同学到物理实验室做实验，同学A用如图甲装置研究小车的匀变速直线运动。

①实验中必要的措施有________

A．细线必须与长木板平行

B．必须平衡小车和木板之间摩擦力

C．小车的质量必须远大于砝码盘和砝码的总质量

D．先释放小车，再接通电源

②实验中得到如图乙的纸带，相邻计数点间有四个点未标出。电源的频率为50Hz，则小车的加速度大小为________m/s2。（结果保留三位有效数字）

（2）同学B用如图丙装置“探究加速度与物体所受合力的关系”：

①下列说法中正确的是________

A．需要用天平测出沙和沙桶的总质量

B．定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行

C．挂上沙桶，调节长木板的倾角，以平衡摩擦力

D．小车先从靠近打点计时器处释放，后接通电源

②在实验过程中小车的加速度________（填“大于”“等于”或“小于”）沙和沙桶的加速度。

③以弹簧测力计的读数F为横坐标，通过纸带计算出的加速度a为纵坐标，画出的a-F图像如图丁，则小车的质量为________kg。

【答案】    ①. A    ②. 0.147    ③. B    ④. 小于    ⑤. 0.2

【解析】

【详解】（1）①[1]A．细线必须与长木板平行，A符合题意；

B．本实验不探究加速度与合外力的关系，不必平衡小车和木板之间的摩擦力，B不符合题意；

C．本实验不探究加速度与合外力的关系，小车的质量不必远大于砝码盘和砝码的总质量，C不符合题意；

D．必须先接通电源，后释放小车，D不符合题意。

故选A。

②[2]小车的加速度大小为

（2）①[3]A．不需要用天平测出沙和沙桶总质量，弹簧测力计直接测量绳的拉力，A错误；

B．定滑轮至小车间的轻绳与倾斜的长木板平行，B正确；

C．撤去沙桶，调节木板的倾角，以平衡摩擦力，C错误；

D．先接通电源，然后小车先从靠近打点计时器处释放，D错误。

故选B。

②[4]在相同时间内，小车的位移等于沙桶位移的一半，所以在实验过程中小车的加速度小于沙和沙桶的加速度；

③[5]小车的质量为

四、解答题（12题8分，13题12分，14题12分，15题13分，共33分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤）

12. 如图所示，在水平作用力的作用下，木板在水平地面上向左匀速运动，其水平表面上的木块静止不动，与之相连的固定在竖直墙上的弹簧秤的示数为。已知木块重，木板重。

（1）若此时弹簧秤弹簧的伸长量为，则该弹簧秤弹簧的劲度系数为多少；

（2）木块与木板之间的动摩擦因数为多少；

（3）若已知木板与水平地面间的动摩擦因数为0.3，则水平力为多大。

【答案】（1）200N/m；（2）0.4；(3)9.2N

【解析】

【详解】（1）弹簧秤的示数为3.2N，弹簧秤弹簧的伸长量为1.6cm=0.016m，由胡克定律得

（2）A保持静止，A水平方向受到弹簧的拉力和B对A的滑动摩擦力，由平衡条件得到，木块A受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧的拉力F，即fBA=F=3.2N，

根据

fBA=μ1GA

解得

（3）根据牛顿第三定律可知，A对B的摩擦力大小fAB =3.2N，对B进行受力分析可知，竖直方向

NB=GB+GA=12N+8N=20N

水平方向

F-fB-fAB=0

其中

fB=μ1NB=0.3×20N=6N

联立得F=9.2N

13. 如图，一个质量为m=2kg的小物块静置于足够长的斜面底端。现对其施加一个沿斜面向上、大小为F=25N的恒力，3s后将F撤去，此时物块速度达到15m/s。设物块运动过程中所受摩擦力的大小不变，取g=10m/s2。求：

（1）物块所受摩擦力的大小；

（2）物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离；

（3）物块在斜面上运动的总时间。

【答案】（1）5N；（2）37.5m；（3）

【解析】

【详解】（1）根据速度公式得

解得：；由牛顿第二定律

解得f=5N；

（2）撤去拉力后物块继续上滑有

解得；则撤力前上滑距离

撤力后上滑距离

物块在斜面上运动离斜面底端的最远距离

（3）撤力后物块上滑的时间

下滑过程有

解得：；由

解得

故斜面上运动的总时间为

14. 如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量分别为2kg和3kg的小物体A、B，A、B间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为rA=0.2m、rB=0.3m。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍。g取10m/s2，求：

（1）当细线上开始有弹力时，圆盘的角速度ω1；

（2）当A开始滑动时，圆盘的角速度ω2；

（3）当A将要开始滑动时，绳子断了，请写出A、B向心力的供需双方，并说明是否会滑动。

【答案】（1）；（2）；（3）见解析

【解析】

【详解】（1）当细线上开始有弹力时，圆盘的角速度ω1，此时对B有

可得

（2）当A开始滑动时，圆盘的角速度ω2，此时对A有

对B有

联立可得

（3）依题意，当将要开始滑动时，绳子断了，此时有

A向心力的提供为：f静     需要的向心力为：     供等于需，最大静摩擦力大于所需要的向心力，A不滑动

B向心力的提供为：  需要的向心力为：     供小于需，B将滑动

15. 如图所示，一质量m1=0.2kg的足够长平板小车静置在光滑水平地面上，质量m2=0.1kg的小物块（可视为质点）置于小车上A点，其与小车间的动摩擦因数μ=0.40，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．现给小物块一个方向水平向右、大小为v0=6m/s的初速度，同时对小物块施加一个方向水平向左、大小为F=0.6N的恒力．取g =10m/s2．求：

（1）初始时刻，小车和小物块的加速度大小；

（2）经过多长时间小物块与小车速度相同？此时速度为多大？

（3）小物块向右运动的最大位移．

【答案】（1）10m/s2    （2）0.5s，1.0m/s   （3）2.0m

【解析】

【详解】（1）小物块受到向左的恒力和滑动摩擦力做匀减速运动，小车受摩擦力向右做匀加速运动．设小车和小物块的加速度大小分别为a1、a2，由牛顿第二定律得：

对小车：

解得：  

对小物块：

解得： 

（2）设经过时间t小车与小物块速度相同，设速度为v1，由运动学公式得

对小车：

对小物块：

解得：t = 0.5 s，   

（3）假设当两者达到共同速度后相对静止，系统只受恒力F1作用，设系统的加速度为a3，则由牛顿第二定律得

解得：

此时小车所需要的静摩擦力为

=0.4N

因为

，

所以两者将一起向右做匀减速运动．

小物块第一段的位移：

小物块第二段的位移：

所以，小物块向右运动的最远位移为：