安徽省濉溪县2020届高三上学期第一次月考物理试题

濉溪县2020届高三第一次教学质量检测

物理试卷

一、选择题(本题共10小题,第1～6题只有一项正确；第7～10题有多项符合题目要求)

1.下列关于力的说法中正确的是（    ）

A. 一对作用力与反作用力的性质不一定相同

B. 受静摩擦力作用的物体一定静止

C. 物体所受的弹力的方向与该力的施力物体的形变方向相反

D. 重力的方向总是竖直向下且指向地球中心

【答案】C

【解析】

【详解】A． 一对作用力与反作用力的性质一定相同，故A错误；

B．受静摩擦力作用的物体相对接触的物体是静止的，相对地面可能是运动的，故B错误；

C．弹力产生是因为施力物体发生形变，欲恢复形变对接触的物体产生力的作用，力的方向与形变方向相反，故C正确；

D．重力的方向总是竖直向下，赤道和两极处指向地球中心，其它位置一般不指向地心，故D错误。

故选C。

2.如图所示，用轻绳将一个匀质小球挂在墙上，不考虑墙的摩擦，如果把绳的长度增加一些，则轻绳对球的拉力F1和墙对球的弹力F2的变化情况是

A. F1和F2都减小 B. F1减小，F2增大

C. F1增大，F2减小 D. F1和F2都增大

【答案】A

【解析】

【分析】

以小球为研究对象，分析受力，由平衡条件得出绳对球的拉力、墙对小球的支持力与绳子与墙的夹角的关系式，再分析F1和F2如何变化；

【详解】以小球为研究对象，分析受力如图：

设绳子与墙的夹角为，由平衡条件得：，

把绳的长度增大减小，减小，增大，减小，则得到和都减小，故选项A正确，选项BCD错误．

【点睛】本题物体的平衡中动态变化分析问题，采用的是函数法，也可以运用图解法．

3.三个光滑斜轨道1、2、3，它们的倾角依次是60°、45°、30°，这些轨道交于O点，现有位于同一竖直线上的三个小物体甲、乙、丙，分别沿这三个轨道同时从静止自由下滑，如图所示，物体滑到O点的先后顺序是（ ）

A. 甲最先，乙稍后，丙最后

B. 甲、乙、丙同时到达

C. 乙最先，然后甲和丙同时到达

D. 乙最先，甲稍后，丙最后

【答案】C

【解析】

【详解】设三个光滑斜轨道的底边长为d，当物体沿着与水平方向成θ角的斜面下滑时，加速度a=gsinθ，斜面长s=，物体沿光滑斜面滑动的时间由s=at2可得

t==

可见t的大小与θ有关，当θ=45°时，2θ=90°，sin2θ=1，此时t值最小，因此乙球最先到达O点；当θ=30°和θ=60°时，60°角和120°角的正弦值相等，因此甲球和丙球滑行的时间相同，同时到达O点．

A.甲最先，乙稍后，丙最后，与分析不一致，故A错误；

B.甲、乙、丙同时到达，与分析不一致，故B错误；

C.乙最先，然后甲和丙同时到达，与分析相一致，故C正确；

D.乙最先，甲稍后，丙最后，与分析不一致，故D错误．

4.如图所示，当小车A以恒定的速度v向左运动时，则对于B物体来说，下列说法正确的是

A. 匀速上升

B. 减速上升

C. B物体受到的拉力大于B物体受到的重力

D. B物体受到的拉力等于B物体受到的重力

【答案】C

【解析】

【详解】AB．物体A匀速向左运动的速度为合速度，沿绳与垂直绳方向分解速度，如图所示：

则有：

A的速度不变，θ减小， 增大，故vB增大，即物体B加速上升，故AB都错误；

CD．B物体向上加速，处于超重状态，受到的拉力大于B物体受到的重力，故C正确，D错误。

故选C。

5.一小船在静水中的速度为，它在一条河宽150m，水流速度为的河流中渡河，则下列说法错误的是　　

A. 小船不可能到达正对岸

B. 小船渡河的时间不可能少于50s

C. 小船以最短时间渡河时，它沿水流方向的位移大小为200m

D. 小船以最短位移渡河时，位移大小为150m

【答案】D

【解析】

【详解】因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸．故A正确．当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：，故B正确．船以最短时间50s渡河时沿河岸的位移：x=v水tmin=4×50m=200m，即到对岸时被冲下200m，故C正确．因为船在静水中的速度小于河水的流速，由平行四边形法则求合速度不可能垂直河岸，小船不可能垂直河岸正达对岸．所以最短位移大于河的宽度即大于150m．故D错误．本题选错误的，故选D．

【点睛】小船过河问题属于运动的合成问题，要明确分运动的等时性、独立性，运用分解的思想，看过河时间只分析垂直河岸的速度，分析过河位移时，要分析合速度.

6.中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统．预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(　　)

A. 卫星a的角速度小于c的角速度

B. 卫星a的加速度大于b的加速度

C. 卫星a的运行速度大于第一宇宙速度

D. 卫星b的周期大于24 h

【答案】A

【解析】

【详解】A．根据 ，可得，a的轨道半径大于c的轨道半径，因此卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；

B．由，a的轨道半径与b的轨道半径相等，因此卫星a的加速度等于b的加速度，选项B错误；

C．由，a的轨道半径大于地球半径，因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；

D．由，a的轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周期，为24 h，选项D错误．

7.以下短文摘自上个世纪美国报纸上一篇小文章：阿波罗登月火箭在离开地球飞向月球的过程中，飞船内宇航员通过无线电与在家中上小学的儿子汤姆通话．宇航员：“汤姆，我们现在已关闭火箭上所有发动机，正向月球飞去．”汤姆：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动飞向月球？”宇航员犹豫了半天，说：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧．”若不计星球对火箭的作用力，由上述材料可知，下列说法中正确的是

A. 汤姆的问话所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

B. 宇航员的回答所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”

C. 宇航员的回答所体现的物理思想是“物体的运动不需要力来维持”

D. 宇航员的回答的真实意思是火箭正在依靠惯性飞行

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．汤姆的问话：“你们关闭了所有发动机，那么靠什么力量推动火箭向前运动飞向月球？”认为火箭运动一定要力推动，所体现的物理思想是“力是维持物体运动的原因”，故A正确；

BCD．宇航员的回答：“我想大概是伽利略在推动火箭向前运动吧。”不可能是伽利略，只是一个玩笑，即认为物体的运动不需要力来维持，火箭靠惯性飞行，体现了伽利略的研究思想。故B错误，CD正确。

故选ACD．

8.如图所示的两个斜面，倾角分别为37°和53°，在顶点两个小球A、B以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，则关于运动时间t和位移s下列正确的是

A. tA：tB＝4：3 B. tA：tB＝9：16 C. sA：sB＝3：4 D. sA：sB＝27：64

【答案】BD

【解析】

【详解】AB．小球落在斜面上，分解位移，可得

代入数值可得

故A错误，B正确；

CD．由几何关系可得

代入数值可得

故D正确，C错误。

故选BD。

9.关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差，下列说法中正确的是（ ）

A. 可以使火车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的摩擦

B. 火车转弯时，火车的速度越小，车轮对内侧的铁轨侧向压力越小

C. 火车转弯时，火车的速度超过限速，且速度越大，车轮对外侧的铁轨侧向压力越大

D. 外铁轨略高于内铁轨，使得火车转弯时，由重力和支持力的合力提供了部分向心力

【答案】CD

【解析】

【详解】铁道转弯处内外铁轨间有高度差目的是让重力和弹力的合力提供向心力，保护内轨和外轨，火车转弯时，火车的速度越小，火车有近心运动趋势，内轨压力增大，AB错；火车转弯时，火车的速度超过限速，火车有离心运动趋势，且速度越大，外轨压力越大，CD对；

10.如图甲所示，直角三角形斜劈abc固定在水平面上．t＝0时，一物块（可视为质点）从底端a以初速度v0沿斜面ab向上运动，到达顶端b时速率恰好为零，之后沿斜面bc下滑至底端c．若物块与斜面ab、bc间的动摩擦因数相等，物块在两斜面上运动的速率v随时间变化的规律如图乙所示，已知重力加速度g＝10m/s2，则下列物理量中不能求出的是（　　）

A. 斜面ab的倾角θ

B. 物块与斜面间的动摩擦因数μ

C. 物块的质量m

D. 斜面bc的长度L

【答案】C

【解析】

【详解】根据题图乙可求出物块在左右斜面上的加速度大小a1、a2，根据牛顿第二定律有，则可求出θ和μ，但m无法求出，根据题图乙中“面积”可求出0.6～1.6 s时间内物块的位移大小，即可求出L，故不能求出的只有物体的质量，故选C．

二、实验题

11.某同学在“探究弹力和弹簧伸长关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500N/m。如图甲所示，用弹簧OC和相同弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00cm不变的条件下：

(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是如图乙中所示，则弹簧秤b的读数可能为___________N。

(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数___________、弹簧秤b的读数___________(填“变大”“变小”或“不变”)。

【答案】    (1). 400    (2). 变大    (3). 变大

【解析】

【详解】(1)[1] 弹簧秤a每1格代表0.1N，读数时要估读到0.01N，即要保留到百分位，故读数为3.00N，弹簧弹力由胡克定律可得

、 相互垂直，两力的合力与弹簧弹力等大反向，由勾股定理可得

将代入可得

(2)[2][3]

用图解法分析，如上图所示，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数变大，弹簧秤b的读数也变大。

12.某同学做“探究加速度与力的关系”的实验，实验的探究对象是铝块(质量小于砂桶和沙的质量)，在静止释放轻绳前，装置如图甲所示，

(1)该同学在实验操作中有两处明显错误，分别是_______和_______；

(2)纠错后开始实验：保持铝块的质量m不变，通过在砂桶中添加砂来改变对铝块的拉力；每次释放轻绳，由力传感器可测得拉力的大小F，由纸带上打出的点可算出对应加速度的大小a；已知重力加速度为g．该同学根据多组实验数据画出如图乙所示的直线，他标注纵轴为加速度a，但忘记标注横轴，你认为横轴代表的物理量是________(用所给的字母表示)．

(3)若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更_______(选填“大”或“小”）

【答案】    (1). 打点计时器错接在直流电源上    (2). 铝块距离打点计时器太远    (3). F-mg    (4). 大

【解析】

【详解】（1）[1]该同学在实验操作中有两处明显错误，分别是打点计时器错接在直流电源上和铝块距离打点计时器太远．

（2）[2]铝块受重力mg和拉力F，所以铝块的合力

变形得：

所以横轴代表的物理量是．

（3）[3]由于滑轮的摩擦，若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更大．

【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动加速度．

13.下图为一物理兴趣小组，探究小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分，图中背景方格的边长均为5cm．如果取g=10m/s2，那么

（1）闪光频率是______Hz；

（2）小球做平抛运动的初速度的大小是______m/s；

（3）小球经过B点时的速度大小是_______m/s．

【答案】    (1). 10    (2). 1.5    (3). 2.5

【解析】

【详解】（1）在竖直方向上有：，其中，代入得：，则照相机的闪光频率

（2）水平方向匀速运动，有：，其中，解得：

（3）根据匀变速直线运动中，时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度，在B点竖直方向的速度有：，所以B点速度为：．

【点睛】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动；解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解．

三、计算题：本题包括5道题。

14.一辆值勤的警车停在公路边，当警员发现从他旁边以10m/s的速度匀速行驶的货车严重超载时，决定前去追赶，经过2.5s后警车发动起来，并以2.5m/s2的加速度做匀加速运动，但警车的行驶速度必须控制在54km/h以内。问：

(1)警车在追赶货车的过程中，两车间的最大距离是多少？

(2)警车发动后要多长时间才能追上货车？

【答案】(1)45m   (2)14s

【解析】

【详解】(1)警车在追赶货车的过程中，当两车速度相等时．它们的距离最大，设警车发动后经过t1时间两车的速度相等．则：

s货＝(2.5+4)×10m ＝ 65m

所以两车间的最大距离

△s＝s货-s警＝45m

（2）v＝54km/h＝15m/s，当警车刚达到最大速度时，运动时间

＝(2.5+6)×10m＝85m

m

因为，故此时警车尚未赶上货车，且此时两本距离

△40m

警车达到最大速度后做匀速运动，设再经过△t时间迫赶上货车．则：

Δt＝s

所以警车发动后耍经过t才能追上货车

15.如图所示，与水平面成θ＝37°角的推力F＝10N作用在质量为m＝2kg的木箱上，己知木箱与地面间的动摩擦因数为µ＝0.5，(g＝10m/s2)那么

(1)地面对物体的支持力N为多大？

(2)地面对物体的摩擦力大小为多大？

(3)当推力F＝30N，地面对物体的摩擦力大小为多大？

【答案】(1)26N  (2)8N   (3)19N

【解析】

【详解】（1）（2）对木箱进行受力分析，并将F进行力的分解，如图所示：

根据平衡条件，则竖直方向有：

26N

F在水平方向的分力有：

＝10×0.8N＝8N

而滑动摩擦力

f ＝μN＝26×0.5N＝13N>8N

故此物体处于静止，受静摩擦力

＝8N

（3）当推力F＝30N，竖直方向，根据平衡条件有：

38N

F水平方向的分力为：

30×0.8N＝24N

而滑动摩擦力

38×05N＝19N<24N

故受滑动摩擦力

＝19N

16.如图所示，半径为R、内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为1.25mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg。求A、B两球落地点间的距离。

【答案】2R

【解析】

【详解】两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力提供向心力

对A球，由牛顿第二定律得

得

同理对B球：

得

两球离开轨道后均做平抛运动，设落地时间为t，则

得

A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差

对A球：

解得

对B球：

解得

所以A、B两球落地点间的距离

17.如图所示，长、高、质量的长方体木箱在水平面上向右做直线运动．当木箱的速度时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力，并同时将一个质量的小球轻放在距木箱右端处的点（小球可视为质点，放在点时相对于地面的速度为零），经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．已知木箱与地面的动摩擦因数，而小球与木箱之间的摩擦不计．取，求：

（）小球从开始离开木箱至落到地面所用的时间．

（）小球放上点后，木箱向右运动的最大位移．

（）小球离开木箱时木箱的速度．

【答案】（）．

（）．

（）．

【解析】

（）木箱上表面的摩擦不计，因此小球在离开木箱前相对地面处于静止状态，离开木箱后将作自由落体运动，则小球落到地面所用的时间为：

，即：；

（）小球放上木箱后相对地面静止，以木箱为研究对象，由牛顿第二定律：

代入数据计得出木箱的加速度：．

木箱向右运动的最大位移： ；

（）因为，故木箱在向右运动期间，小球不会从木箱的左端掉下，木箱向左运动时，根据牛顿第二定律得

计算得出木箱向左运动的加速度．

设木箱向左运动的位移为时，小球从木箱的右端掉下，则：

．由得

故小球刚离开木箱时的速度：，方向向左．

点睛：本题关键对分向右减速和向左加速两过程对木箱受力分析后求得加速度，然后根据运动学公式求解待求量．

18.万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在一致性．

（1）用一弹簧秤称量一个相对于地球静止小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R，质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0．

a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值F1/F0的表达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；

b．若在赤道地面称量，弹簧秤的读数为F2，求比值F2/F0的表达式．

（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r，太阳的半径为RS和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？

【答案】(1) ,  (2)1年

【解析】

【详解】(1)在地球北极点自转的半径为零，则称所称得的重力则为其万有引力，

有：   ①

   ②

联立两式可得出：

赤道位置，万有引力分成重力和自转向心力： ③

由①和③可得：

(2)根据万有引力提供向心力，有：

解得：

又因为

解得：

从上式可知，当太阳半径减小到现在的1.0%时，地球公转周期不变.