安徽省淮南市2024届高三物理上学期第一次月考试题含解析

这是一份安徽省淮南市2024届高三物理上学期第一次月考试题含解析，共19页。试卷主要包含了选择题，实验探究题等内容，欢迎下载使用。
时间：90分钟分值：100分
一、选择题（本题共10小题，共46分。1-7小题每小题4分，只有一个选项符合题意，8-10每小题有多个选项符合题意，全部选对得6分，不全得3分，选错或多选得0分.）
1. 如图所示，物体自O点由静止开始做匀加速直线运动，A、B、C、D为其运动轨迹上的四点，测得AB=4m，BC=8m，且物体通过AB、BC、CD所用的时间均为2s，则下列说法不正确的是（ ）
A. 物体加速度的大小为1m/s2
B. CD=12m
C. OA=0.5m
D. 物体在C点的瞬时速度为3m/s
【答案】D
【解析】
【详解】A．由匀加速直线运动规律：相邻相等时间间隔的位移之差为恒量
得
A正确；
B．由匀加速直线运动规律：相邻相等时间间隔的位移之差为恒量
得
B正确；
CD．由
可以得出OC之间的距离
C正确，D错误。
故选D。
2. 在地面上以初速度竖直上抛一物体A后，又以初速度v0在同一地点竖直上抛另一物体B，若要使两物体能在空中相遇，则两物体抛出的时间间隔必须满足什么条件（已知，不计空气阻力）（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】物体A从地面上抛出到回到地面所用时间为
物体B从地面上抛出到回到地面所用时间为
要使两物体能在空中相遇，临界一：假设两物体刚好在回到地面时相遇，则有
临界二：在物体A刚好回到地面时，将物体B上抛，则有
故为了使两物体能在空中相遇，两物体抛出的时间间隔必须满足
D正确，ABC错误；
故选D。
3. 如图所示，弹簧左端固定，右端自由伸长到O点并系住物体m，现将弹簧压缩到A点，然后释放，物体一直可以运动到B点，如果物体受到的摩擦力恒定，则（ ）
A. 物体从A到O加速，从O到B减速
B. 物体从A到O速度越来越小，从O到B加速度不变
C. 物体从A到O间先加速后减速，从O到B一直减速运动
D. 物体运动到O点时所受合力为零
【答案】C
【解析】
【详解】D．物体在运动过程中，一直受到摩擦力的作用，在O点时，弹簧弹力为零，但仍受摩擦力作用，合力不为零，D错误；
ABC．物体从A到O过程中，存在某个位置弹簧弹力等于摩擦力。从A到该位置，弹簧弹力大于摩擦力，物体做加速运动。从该位置到O间，弹簧弹力减小，弹力小于摩擦力，物体做减速运动。物体从A到O间先加速后减速，速度先增大，后减小。从O到B弹簧弹力向左，摩擦力也向左，一直减速，AB错误、C正确；
故选C。
4. 如图所示，在与水平方向成θ角的恒力F作用下，质量为m的物块沿竖直墙壁匀加速上滑，加速度的大小为a。已知物块与墙壁间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则F的大小等于（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】ABCD．受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
故ABD错误，C正确。
故选C。
5. 如图所示，弹簧一端固定在天花板上，另一端连一质量M=1kg的秤盘，盘内放一个质量m=3kg的物体，秤盘在竖直向下的拉力F作用下保持静止，F=40N。当突然撤去外力F的瞬时，物体对秤盘的压力大小为（g=10m/s2）（ ）
A30NB. 40NC. 50ND. 60N
【答案】D
【解析】
【详解】将托盘和物体作为研究对象，在没撤去F之前，处于平衡状态，则
撤去F后瞬间，根据牛顿第二定律
可得
以物体为研究对象，则
解得
根据牛顿第三定律，物体对秤盘的压力大小为60N。
故选D。
6. 如图所示，有一半圆，其直径水平且与另一圆的底部相切于O点，O点恰好是下半圆的圆心，它们处在同一竖直平面内。现有三条光滑轨道AOB、COD、EOF，它们的两端分别位于上下两圆的圆周上，轨道与竖直直径的夹角关系为α>β>θ。现让一小物块先后从三条轨道顶端由静止下滑至底端，则小物块在每一条倾斜轨道上滑动时所经历的时间关系为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设圆的半径为，半圆的半径为，则可知轨道长度为
下滑的加速度
根据运动学公式有
则可得
由于
由此可得
故选B。
7. 如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量分别为和的物体A和B（B物体与弹簧连接），弹簧的劲度系数为，初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力作用在物体A上，使物体A开始向上做加速度为的匀加速直线运动，测得两个物体的图象如图乙所示（重力加速度为），则（ ）
A. 施加外力前，弹簧的形变量为
B. 外力施加的瞬间，A、B间的弹力大小为
C. A、B在时刻分离，此时弹簧弹力大小为
D. 从开始运动到A、B分离经历的时间为
【答案】C
【解析】
【详解】A．施加外力前，根据受力平衡可得，弹簧的形变量为
A错误；
B．外力施加的瞬间，以物体B为对象，设A对B的压力为，根据牛顿第二定律可得
解得
B错误；
C．由图乙可知，A、B在时刻分离，此时A、B间的弹力为，以物体B为对象，根据牛顿第二定律可得
解得此时弹簧的弹力大小为
C正确；
D．设A、B分离时弹簧压缩量为，可得
解得
从开始运动到A、B分离经历的时间为，则有
解得
D错误；
故选C。
8. 甲、乙两辆小汽车（都可视为质点）分别处于同一条平直公路的两条平行车道上，开始时（）乙车在前甲车在后，两车间距为，时甲车先启动，时乙车再启动，两车启动后都是先做匀加速运动，后做匀速直线运动，图像如图所示。根据图像，下列说法正确的是（ ）
A. 两车加速过程中，甲、乙的加速度之比为
B. 若，则两车间距最小为
C. 若两车在时相遇，则在时再次相遇
D. 若，则两车只相遇一次
【答案】BC
【解析】
【详解】A．加速过程，甲车的加速度为
乙车的加速度为
甲、乙的加速度之比为
A错误；
B．由乙图可知，时，两车的速度相等，根据图像与横轴围成的面积等于位移，可得两车在内所走的位移分别为
由于
若，可知两车速度相等时相距最近，两车的最小距离为
B正确；
C．根据乙图可得两车在到所走的位移分别为
可得
若两车在时相遇，则在时再次相遇，C正确；
D．由乙图可知，时，两车的速度相等，根据图像与横轴围成的面积等于位移，可得两车在内所走的位移分别为
由于
若，说明两车共速前，甲车已经追上乙车，相遇一次，后面由于乙车速度大于甲车速度，最终乙车会追上甲车再次相遇，故两车相遇两次，D错误；
故选BC。
9. 如图所示，橡皮筋的一端固定在O点，另一端拴一个物体，O点的正下方A处有一垂直于纸面的光滑细杆，OA为橡皮筋的自然长度。已知橡皮筋的弹力与伸长量成正比，现用水平拉力F使物体在粗糙的水平面上从B点沿水平方向匀速向右运动至C点，已知运动过程中橡皮筋处于弹性限度内，且物体对水平地面始终有压力，下列说法正确的是（ ）
A. 物体所受水平面的摩擦力保持不变
B. 物体所受地面的支持力先减小后增大
C. 橡皮筋对轻杆的作用力先增大后减小
D. 水平拉力F逐渐增大
【答案】AD
【解析】
【详解】AB．设开始时A离地面的高度为L，设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为θ，则绳子的弹力为：
其竖直向上分力
Fy=Tcsθ=kL
故地面对物体的支持力为
N=mg-kL
所以地面对物体的支持力保持不变；
又因为f=μN，故摩擦力也保持不变，故A正确，B错误；
C．橡皮筋对轻杆的作用力为两等大的弹力的合力，有
则随着角在0°~90°范围内逐渐增大，增大，减小，则逐渐增大，故C错误；
D．水平拉力
F=f+Tsinθ=f+kLtanθ
随着θ的增大，拉力F逐渐增大，故D正确；
故选AD。
10. 水平地面上有一质量为m1=4kg的长木板，木板的左端静止放置一质量为m2=2kg的物块，如图（a）所示。从t=0开始，用水平向右的拉力F作用在物块上，F随时间t的变化关系如图（b）所示，其中F1、F2分别为t1、t2时刻F的大小。木板的加速度随时间t的变化关系如图（c）所示。已知木板与地面的动摩擦因数为，物块与木板间的动摩擦因数为。假设最大静摩擦力均与相应的滑动摩擦力相等，重力加速度大小取10，则（ ）
A.
B.
C. 在时间段物块与木板加速度相等
D. 木板加速度所能达到的最大值为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A．木板与地面间的最大静摩擦力
木板与物块间的最大静摩擦力
当拉力逐渐增大到F1时，木板首先相对地面发生相对滑动，此时拉力大小为
A正确；
BD．当拉力达到F2时，木板相对物块发生相对滑动，根据牛顿第二定律，对木板
对物块
解得
此时拉力大小为，木板加速度达到最大值为，B正确，D错误；
C．在时间段物块和木板都处于静止状态，时间段物块和木板一起加速，则在时间段物块与木板加速度相等，故C正确。
故选ABC。
二、实验探究题（每空2分，共16分，请将正确答案写在答题纸相应位置。）
11. 某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。
(1)将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在________（填“水平”或“竖直”）方向。
(2)弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为L0；弹簧下端挂上砝码盘时，长度记为Lx；在砝码盘中每次增加10g砝码，依次记录弹簧的长度。
(3)如图是该同学根据记录数据作的图像，纵轴表示砝码的质量，横轴表示弹簧长度与________（填“L0”或“Lx”）的差值。
(4)由图可知弹簧的劲度系数为________N/m。（结果保留两位有效数字，重力加速度取9.8 m/s2）
【答案】 ①. 竖直 ②. Lx ③. 4.9
【解析】
【详解】解：(1)[1]将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在竖直方向。
(2)[2]弹簧自然悬挂，待弹簧静止时，长度记为L0；由图可知横轴是弹簧挂砝码后弹簧长度与弹簧挂砝码盘时弹簧长度差，所以横轴是弹簧长度与Lx差值；
(3)[3]据胡克定律公式F=kx有
ΔF=kΔx
12. 在“验证牛顿第二定律”的实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M表示，盘及盘中砝码的质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出。
(1)当M与m的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。
(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据。为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与___________的图象。
(3)如图（a）是甲同学根据测量数据做出的a-F图线，说明实验存在的问题是___________。
(4)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a-F图线，如图（b）所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？
答：___________。
(5)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，每相邻两个计数点间还有4个点未画出，利用下图给出的数据可求出小车运动的加速度a=___________。（结果保留三位有效数字）
【答案】 ①. M>>m ②. ③. 木板的一端抬得过高，平衡摩擦力过度 ④. 小车的质量M ⑤. 1.58
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]当M与m的大小关系满足M>>m时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力。
(2)[2]根据
为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系，应该做a与的图象。
(3)[3]根据做出的a-F图线可知，当F=0时小车已经有了加速度，则实验存在的问题是木板的一端抬得过高，平衡摩擦力过度。
(4)[4]根据
可知，a-F图像的斜率的倒数等于小车的质量，由图像可知两个同学做实验时的小车的质量M取值不同。
(5)[5]每相邻两个计数点间还有4个点未画出，则T=0.1s，小车运动的加速度
三．计算题（共2道题，总计36分。13题18分，14题20分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位）
13. 机场地勤工作人员利用传送带从飞机上卸行李。如图所示，以恒定速率运行的传送带与水平面间的夹角，转轴间距。工作人员沿传送方向以速度从传送带顶端推下一件小包裹（可视为质点）。小包裹与传送带间的动摩擦因数，取重力加速度，，，求：
（1）小包裹相对传送带滑动时加速度的大小；
（2）小包裹通过传送带所需的时间。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）小包裹的速度大于传送带的速度，所以小包裹受到传送带的摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律可得
解得
（2）小包裹从传送带顶端推下做匀减速直线运动到与传送带共速，所用时间为
此过程在传送带上滑行距离为
由于小包裹所受最大静摩擦力大于重力沿传送带向下的分力，即
所以小包裹与传送带共速后做匀速直线运动至传送带底端，匀速运动的时间为
所以小包裹通过传送带的时间为
14. 如图所示，固定在水平地面上的斜面倾角为30°，物块A与斜面间的动摩擦因数为，轻绳一端通过两个滑轮与物块A相连，另一端固定于天花板上，不计轻绳与滑轮的摩擦及滑轮的质量.已知物块A的质量为m，连接物块A的轻绳与斜面平行，挂上物块B后，滑轮两边轻绳的夹角为90°，物块A、B都保持静止，重力加速度为g，假定最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
（1）若挂上物块B后，物块A恰好不受摩擦力作用，求轻绳的拉力F的大小；
（2）若物块B的质量为，求物块A受到的摩擦力的大小和方向；
（3）为保持物块A处于静止状态，求物块B的质量范围。
【答案】（1）；（2），方向沿斜面向下；（3）
【解析】
【分析】
【详解】（1）由滑轮相连轻绳的拉力处处相等，对物块A受力分析，A恰好不受摩擦力作用，则
解得
（2）对物块B受力分析，设轻绳对物块B的拉力为T，则由平衡条件有
2Tcs45°=mBg
已知，解得
再对物块A受力分析，因为，A有上滑趋势，故受到的静摩擦力f沿斜面向下，则由平衡条件有
解得A受到的静摩擦力大小为
，方向沿斜面向下
（3）物块A刚好要沿斜面向上滑时，物块B的质量最大M1，此时轻绳拉力
对B受力分析有
2F1cs45°=M1g
解得物块B的最大质量
物块A刚好要沿斜面向下滑时，物块B的质量最小M2，则有
对B受力分析有
2F2cs45°=M2g
解得物块B的最小质量
所以，物块B的质量范围为
15. 如图所示，质量为的木板在光滑水平面上向右运动，其速度大小为，板长。现将一质量为的物块无初速置于木板的最右端，同时给物块立即施加一个水平向右的恒力，物块与木板间的动摩擦因数为。当恒力取某一值时，物块在木板上相对于木板滑动的路程为；设物块可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。
（1）若恒力，则物块会从木板的左端滑下，求物块在木板上滑行的时间是多少？
（2）若恒力，求出该情况下的大小；
（3）当时，求的函数关系式。
【答案】（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）当时，物块做匀加速直线运动，木板做匀减速直线运动，物块加速度大小为
物块的位移大小为
木板的加速度大小为
木板的位移大小为
根据位移关系
解得
，
当时，物块的速度已经超过木板的速度，不符合题意，应舍去，故物块在木板上滑行的时间为。
（2）设当恒力为时，物块刚好运动到木板左端两者共速，则有物块的加速度大小为
木板的加速度大小为
假设经过时间，两者共速，则有
物块的位移大小为
木板的位移大小为
相对位移为
联立解得
设当恒力为时，物块与木板共速后，两者恰好可以保持相对静止一起做匀加速运动，以物块和木板为整体，则有
以木块为对象，则有
联立解得
可知时，物块与木板达到共速后，物块从木板的右端离开，物块刚滑上木板时的加速度大小为
木板的加速度大小为
假设经过时间，两者共速，则有
解得
，
物块的位移大小为
木板的位移大小为
相对位移为
则整个过程的相对路程为
（3）当时，物块与木板两者可以达到共速且保持相对静止一起做匀加速直线运动，物块的加速度大小为
木板的加速度大小为
假设经过时间，两者达到共速，则有
相对路程
联立以上各式，解得的函数关系式为