【精准解析】河北省大名县第一中学2019-2020学年高一上学期12月物理试题

河北省大名县第一中学2019-2020高一上学期12月物理试题一、单选题1.物体在A 点由静止开始做匀加速直线运动，到达B 点后改为做匀减速直线运动，最后停在C 点.已知物体运动的总路程为32m ，所用的总时间为10s ，报据上述条件（）A.可求出A 、B 间的距离B.可求出B 、C 间的距离C.可求出物体在B 点的瞬时速度D.可求出物体加速和减速时的加速度【答案】C 【解析】【详解】如果求A 、B 间的距离和B 、C 间的距离，必须知道物体在AB 段和BC 段上运动的时间或加速度，本题没有给出这两个条件中的任何一个，所以无法求得A 、B 间和B 、C 间的距离.利用匀变速直线运动的平均速度计算式：22B CA B v v v v v ++==由题意可知：A C v v ==则物体在B 点的瞬时速度：2B v v =12AB BC B s vt vt v t =+=代入数据得 6.4m/s B v =.因为不知道物体加速和减速运动的时间，故无法求出加速度.A ．描述与分析不符，故A 错误.B ．描述与分析不符，故B 错误.C ．描述与分析相符，故C 正确.D ．描述与分析不符，故D 错误.2.如图，质量为M 的楔形物块静置在水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m 的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F 沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑．在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为()A.（M＋m）gB.（M＋m）g－FC.（M＋m）g＋F sinθD.（M＋m）g－F sinθ【答案】D【解析】试题分析：小物块匀速上滑，受力平衡，合力为零，楔形物块始终保持静止，受力也平衡，合力也为零，以物块和楔形物块整体为研究对象合力同样为零，分析受力，画出力图，根据平衡条件求解地面对楔形物块的支持力．解：以物块和楔形物块整体为研究对象，受到重力（M+m）g，拉力F，地面的支持力F N和摩擦力F f．根据平衡条件得地面对楔形物块的支持力F N=（M+m）g﹣Fsinθ故选D．【点评】本题涉及两个物体的平衡，关键要灵活选择研究对象．当几个物体的加速度相同时，可以采用整体法研究受力情况，往往简单方便．本题也可以隔离两个物体分别研究．3.如图所示，两个完全相同的光滑球的质量为m，放在竖直挡板和倾角为α的固定斜面间.若缓慢转动挡板至与斜面垂直，此过程中.A.A、B两球间的弹力逐渐增大B.B 球对挡板的压力逐渐减小C.B 球对斜面的压力逐渐增大D.A 球对斜面的压力逐渐增大【答案】B 【解析】【详解】AD.以A 为研究对象，受力情况如图1，重力mg 没有变化，斜面和B 球对A 球的支持力N A 和N 1方向没有变化，根据平衡条件得到B 对A 的支持力N 1不变，斜面对A 球支持力N A 不变．根据牛顿第三定律得到A 球对斜面的压力也不变．故A 错误，D 错误；BC.以AB 整体为研究对象，受力如图2所示，由图看出，挡板对B 球的弹力F 逐渐减小，斜面对A 、B 两球总的支持力N 减小，则牛顿第三定律得：B 球对挡板的压力逐渐减小．N ＝N A ＋N B ，斜面对A 球支持力N A 不变，所以N B 减小，B 球对斜面的压力逐渐减小．故B 正确，C 错误．4.一辆空车和一辆满载货物的同型号汽车，在同一路面上以相同的速度向同一方向行驶．两辆汽车同时紧急刹车后(即车轮不滚动只滑动)，以下说法正确的是()A.满载货物的汽车由于受的摩擦力较大，滑行距离较小B.两辆汽车滑行的距离相同C.满载货物的汽车由于惯性大，滑行距离较大D.空车比满载货物的汽车先停下来【答案】B 【解析】【详解】汽车所受的合力为阻力，根据牛顿第二定律得：F mga gm mμμ===合因为两车与地面的动摩擦因数相同，所以加速度相等，根据：0v v at=-得：0v t a=可知运行时间相等；根据公式：2002v x a-=可知，两车运行的距离相等．A.满载货物的汽车由于受的摩擦力较大，滑行距离较小，与分析不符，故A 项不符合题意；B.两辆汽车滑行的距离相同，与分析相符，故B 项符合题意；C.满载货物的汽车由于惯性大，滑行距离较大，与分析不符，故C 项不符合题意；D.空车比满载货物的汽车先停下来，与分析不符，故D 项不符合题意．5.如图，物块A 、B 、C 质量均为m ，水平地面光滑，B 与C 之间动摩擦因素0.6μ=，A 与B 用不可伸长的轻绳连接，绳子与水平方向夹角30θ=︒．外力F 水平向右作用在C 上，使三者一起向右运动，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ，则A.物块A 对水平地面的压力为mgB.物块B 与C 之间的摩擦力最大为0.6mgC.物块B 的加速度最大为0.3gD.物块B 的加速度可能大于0.3g 【答案】D 【解析】【详解】A ．对整体受力分析，根据牛顿第二定律可知3F ma =，对A 分析，在水平方向上受到地面的支持力，重力和绳子的拉力，根据正交分解法可得，在水平方向上cos30T ma︒=在竖直方向上N sin 30T F mg︒+=故sin 30N F mg T mg=-︒<A 错误；B ．因为绳子对B 的拉力有一个竖直向下的分力，所以B 对C 的压力大于mg ，故最大静摩擦力大于0.6mg ，B 错误；CD ．当B 即将滑动时，加速度最大，此时有max(sin 30)cos30mg T T ma μ+︒-︒=对A 分析有maxcos30T ma ︒=联立有max(sin 30)2mg T ma μ+︒=即max 0.30.32Ta g m=+，其中0T >，故最大加速度大于0.3g ，物块B 的加速度有可能大于0.3g ，C 错误D 正确．故选D.6.如图所示，在小车中悬挂一小球，若偏角θ未知，而已知摆球的质量为m ，小球随小车水平向左运动的加速度为2a g =，取g =10m/s 2，则绳的张力为()A.20mB.3m C. D.(50m+【答案】C 【解析】【详解】小球所受的合力为2F ma mg ==合，小球受重力和拉力，根据平行四边形定则得拉力F ==．A.根据计算可得F =，故A 不符合题意；B.根据计算可得F =，故B 不符合题意；C.根据计算可得F =，故C 符合题意；D.根据计算可得F =，故D 不符合题意．7.如图所示，小圆环A 吊着一个质量为m 2的物块并套在另一个竖直放置的大圆环上，有一细线，一端拴在小圆环A 上，另一端跨过固定在大圆环最高点B 的一个小滑轮后吊着一个质量为m 1的物块．如果小圆环、滑轮、细线的大小和质量以及相互之间的摩擦都可以忽略不计，细线又不可伸长，若平衡时弦AB 所对应的圆心角为α，则两物块的质量之比12m m 应为（）A.cos 2aB.sin2a C.2sin2aD.2sin α【答案】C 【解析】【详解】对小圆环A 受力分析，如图：对小环进行受力分析，如图所示，小环受上面绳子的拉力m 1g ，下面绳子的拉力m 2g ，以及圆环对它沿着OA 向外的支持力，将两个绳子的拉力进行正交分解，它们在切线方向的分力应该相等：()0012180sin cos 902m g m g αα-=-，化简可得：12cos sin 2m m αα=，即12:2sin2m m α=，故C 正确，ABD 错误．8.如图所示为粮袋的传送装置，已知AB 间长度为L ，传送带与水平方向的夹角为θ，工作时其运行速度为v ，粮袋与传送带间的动摩擦因数为μ，正常工作时工人在A 点将粮袋放到运行中的传送带上，关于粮袋从A 到B 的运动，以下说法正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()A.粮袋到达B 点的速度与v 比较，可能大，也可能相等或小B.粮袋开始运动的加速度为g (sin θ－μcos θ)，若L 足够大，则以后将一定以速度v 做匀速运动C.若μ≥tan θ，则粮袋从A 到B 一定是一直做加速运动D 不论μ大小如何，粮袋从A 到B 一直做匀加速运动，且a >g sin θ【答案】A 【解析】【详解】A.粮袋在传送带上可能一直做匀加速运动，到达B 点时的速度小于等于v ；可能先匀加速运动，当速度与传送带相同后，做匀速运动，到达B 点时速度与v 相同；也可能先做加速度较大的匀加速运动，当速度与传送带相同后做加速度较小的匀加速运动，到达B 点时的速度大于v ，故A 正确.B.粮袋开始时受到沿斜面向下的滑动摩擦力，大小为μmg cos θ，根据牛顿第二定律得到，加速度a =g (sin θ+μcos θ），若μ＜tan θ，则重力的下滑分力大于滑动摩擦力，故a 的方向一直向下，粮袋从A 到B 一直是做加速运动，可能是一直以g (sin θ+μcos θ)的加速度匀加速，也可能先以g (sin θ+μcos θ)的加速度匀加速，后以g (sin θ-μcosθ)匀加速；故B 错误.C.若μ≥tan θ，粮袋从A 到B 可能是一直做加速运动，有可能在二者的速度相等后，粮袋做匀速直线运动;故C 错误.D.由上分析可知，粮袋从A 到B 不一定一直匀加速运动，故D 错误.9.一条不可伸长的轻绳跨过质量可忽略不计的光滑定滑轮，绳的一端系一质量m =15kg 的重物，重物静止于地面上，有一质量m ＇=10kg 的猴子，从绳子的另一端沿绳向上爬，如图所示，在重物不离地面的条件下，猴子向上爬的最大加速度(g =10m/s 2)（）A.25m/s 2B.5m/s 2C.10m/s 2D.15m/s 2【答案】B 【解析】【详解】在重物不离地面的条件下，绳子张力F≤mg =150N ；猴子向上爬的过程受绳子拉力和重力作用，故猴子所受合外力F ′=F-m 'g≤50N ，所以猴子向上爬的加速度25m/s F a m ''≤'＝A ．25m/s 2，与结论不相符，选项A 错误；B ．5m/s 2，与结论相符，选项B 正确；C ．10m/s 2，与结论不相符，选项C 错误；D ．15m/s 2，与结论不相符，选项D 错误；10.如图所示，质量为m 的木块放置在质量为M 的长木板上，受到水平向右的拉力F 的作用而向右滑行，长木板处于静止状态，已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ，木板与地面间的动摩擦因数为2μ下列说法中正确的是（）A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mg μB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是2()m M g μ+C.木板受到地面摩擦力的大小一定等于FD.当2()F m M g μ>+时，木板便会开始运动【答案】A 【解析】【详解】木板受到木块的摩擦力大小为11f m g μ=，长木板处于静止状态，故受到地面的静摩擦力与受到木块的滑动摩擦力等大反向，大小211f f mg μ==，当1F mg μ=时，则有12F f f ==，当1F mg μ>时，12F f f >=，无论F 多大，木块对木板的摩擦力大小始终为11f m g μ=，小于地面对木板的最大静摩擦力max 2()f m M g μ=+，故A 正确.二、多选题11.如图所示，小车M 在恒力F 作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断()A.若地面光滑，则小车一定受三个力作用B.若地面粗糙，小车也可以不受摩擦力作用C.若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用D.若小车做匀速运动，则小车可能受三个力的作用【答案】BC 【解析】【详解】A 、若地面光滑，小车可能受重力、支持力、拉力F ，当拉力F 在竖直方向的分量等于重力时，支持力等于零，只受两个力，故A 错误；B 、若地面粗糙，车可能受重力、支持力、拉力F 和摩擦力，当支持力等于零时，摩擦力也等于零，所以小车也可以不受摩擦力作用，故B 正确；CD 、若小车做匀速运动，则小车受力平衡，所以小车受重力、支持力、拉力和摩擦力，则小车一定受四个力的作用，故C 正确，D 错误；故选BC ．【点睛】对小车进行受力分析，根据运动情况结合牛顿第二定律即可判断．12.两个物体a 、b 同时开始沿同一条直线运动．从开始运动起计时，它们的x t -图象如图所示．关于这两个物体的运动，下列说法中正确的是（）A.a 做匀减速运动，b 做匀加速运动B.a 、b 速度方向相反，速度大小之比是2:3C.在2t s =时刻a 、b 两物体相距2mD.在3t s =时刻a 、b 恰好相遇【答案】BD 【解析】A、位移—时间图像的斜率表示的是速度，故a、b 都做匀速运动，但方向相反，故A 错误；B、a 的速度为-2/3m s ，b 的速度为1m /s ，速度大小之比是2:3，故B 项正确；C、在t =2s 时刻，a 物体的位移是113m ，b 的位移是2m ，a、b 相距53m ，故C 错误；D、在t =3s 时刻，a、b 的位移相等，即两物体相遇，故D 正确．故选BD．13.作用于O 点的三个力平衡，设其中一个力大小为1F ，沿一y 方向，大小未知的力2F 与x 方向夹角为θ，如图所示，下面判断正确的是.A.力3F 可能在第二象限的任意位置B.力3F 只能在第二象限C.力3F 与2F 夹角越小，则2F 和3F 越小D.3F 的最小值为1cos F θ【答案】AD【解析】【详解】A.三个力平衡，由平衡条件知，力F 3可能在第二象限，也可能在第三象限．故A 正确；B.由三角形定则作出三个力合成图，由于三个力的合力为零，三个力组成首尾相接的闭合三角形，由数学知识得知，力F 3与F 2夹角越小时，开始两个力都减小，后来F 2减小，F 3增大．故B 错误；C.由几何知识知，当F 2⊥F 3时，即虚线位置时，F 3有最小值，且最小值为11sin 90cos F F θθ︒-（）＝．故C 正确；D.要使三力平衡，力F 3在第三象限内只能在−x 轴与−F 2范围内，否则三力不能平衡．故D 错误；14.如图所示，铁球A 和铁块B 之间由轻质弹簧相连，并用细线OA 挂在天花板上，A 、B 的质量分别m 和2m ，弹簧的劲度系数为k ，整个系统静止，下述说法中正确的是()A.细线OA对铁球A的拉力大小为3mgB.弹簧的长度为mg kC.弹簧的弹力大小为2mgD.某时刻烧断细绳OA，该时刻铁球A的加速度大小为3g【答案】ACD【解析】【详解】A、将A、B看成整体，根据平衡条件可知T=（m+2m）g=3mg，故A正确．BC、设弹簧的伸长量为x．对B，由平衡条件知，弹簧的弹力大小F=2mg，由胡克定律有F=kx，得2mgxk，B错误C正确．D、某时刻烧断细绳OA，则细线对A的拉力立刻为零，A受到本身的重力和弹簧的弹力，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得mg+F=ma，得a=3g，故D正确．三、实验题15.在“探究小车速度随时间变化规律”实验中：(1)某同学采用如图甲所示的装置进行试验，_________平衡摩擦力，_________测量小车的质量．(均选填“需要”或“不需要”)(2)甲同学在实验中得到如图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出第3个计数点的瞬时速度为________m/s ，小车的加速度为________m/s 2（结果保留三位有效数字）．【答案】(1).不需要(2).不需要(3).0.611m/s (4).2.00m/s 2【解析】【详解】(1)[1][2]本实验是探究小车速度随时间变化规律，只需要打出匀变速直线运动的纸带即可；故在实验中不需要平衡摩擦力，同时也不需要测量小车的质量；(2)[3]由于实验使用的是频率50Hz 的交流电，故每两个点间的时间间隔为0.02s ，又因为两计数点间还有四个点没有画出，故两计数点间的时间间隔为0.02s×5=0.1s ；第3点时小车的瞬时速度等于2、4间的平均速度，则有：2243(5.127.10)10m/s 0.611m/s 20.2x v T -+⨯===[4]利用逐差法可得小车的加速度：2222(11.099.137.10 5.12 3.09 1.10)10m/s 2.00m/s 90.1a -++---⨯==⨯16.在“探究加速度与力、质量的关系”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面拉动的纸带经打点计时器打出的点计算得到．（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总重力．（2）.一组同学在探究加速度与质量的关系时，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．为了比较容易地得出加速度a 与质量M 的关系，应作出a 与___图象．（3）.甲同学在探究加速度与力的关系时，根据测量数据作出的a 一F 图线，如图所示．则实验存在的问题是_____________________．（4）.乙、丙两同学用同一装置探究加速度与力的关系时，画出了各自得到的a 一F 图线，如图所示．则是两同学做实验时_______取值不同造成的．（5）.随着F 的增大，a 一F 图线最后会略微向____弯曲（填上或下）．【答案】(1).M ＞＞m (2).1M (3).平衡摩擦力过度(4).M 取值不同造成的(5).下【解析】【详解】（1）根据牛顿第二定律得：对m ：mg-F 拉=ma ；对M ：F 拉=Ma 解得：1mMg mg F m m M M=++拉＝；当M ＞＞m 时，即小车的质量远大于砝码和盘的总质量，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．（2）根据牛顿第二定律F=Ma ，a 与M 成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M 图象；但F a M =，故a 与1M成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a-1M图象；（3）根据图象可知，当F 等于零，但是加速度不为零，知平衡摩擦力过度；（4）根据F=ma 可得F a M =，即a-F 图象的斜率等于物体的质量倒数，所以两小车的质量不同；（5）随着F 的增大，不满足M ＞＞m 时，a-F 图线最后会略微下弯曲；【点睛】只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握，知道只有小车的质量远大于砝码和盘的总质量，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．四、解答题17.如图所示，放在粗糙斜面上的物块A和悬挂的物块B均处于静止状态，轻绳AO绕过光滑的定滑轮与轻质弹簧的右端及轻绳BO的上端连接于O点，轻质弹簧中轴线沿水平方向，轻绳的OC段与竖直方向的夹角θ＝53︒，斜面倾角α＝37︒，物块A和B的质量分别为m A＝0.5kg、m B＝0.3kg，弹簧的劲度系数k＝200N/m，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)弹簧的伸长量x；(2)物块A受到的摩擦力．【答案】(1)0.02m(2)2N,方向沿斜面向下【解析】【详解】(1)以轻绳OB和物块B为研究对象，受力如图并正交分解，据平衡条件有：x方向：kx﹣F sin53︒＝0…①y方向：F cos53°﹣m B g＝0…②又：T OB＝M B g…③由②解得：F＝5N，kx＝4N代入①解得：x＝0.02m(2)假设摩擦力沿斜面向下，则对物块A受力分析如图所示并正交分解，轻绳各处张力大小相等，T OC＝T CA据平衡条件有x方向：F﹣m A g sin30 ﹣f＝0…④解得：f＝2N方向：沿斜面向下．18.如图所示，一皮带输送机的皮带以v=10m/s的速率匀速转动，其输送距离AB=29m，与水平方向夹角为θ=37°．将一小物体轻放到A点，物体与皮带间动摩擦因数μ=0.5，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求物体由A到B所需的时间．【答案】3s【解析】【详解】设物体运动到C点时速度与传送带相同．物体从A到C的过程，受力如图所示，物体开始运动时，受到的滑动摩擦力沿传送带向下，做加速度为a1的匀加速运动，根据牛顿第二定律得mg sin37°+μmg cos37°=ma 1解得a 1=10m/s 2物体速度增大到v =10m /s 所用的时间t 1=1v a =1010=1s 此过程通过的位移x 1=21112a t =211012⨯⨯=5m 共速时，因为重力的下滑分力mg sin37°大于最大静摩擦力μmg cos37°，所以物体继续做匀加速运动．x 2=L -x 1=24m根据牛顿第二定律得mg sin37°-μmg cos37°=ma 2解得a 2=2m/s 2由x 2=vt 2+12at 22代入数据解得t 2=2s 物体由A 到B 所需时间为t =t 1+t 2=3s19.如图所示，质量为M ＝2kg 的长木板静止在光滑水平面上，现有一质量m ＝1kg 的小滑块(可视为质点)以v 0＝3.6m/s 的初速度从左端沿木板上表面冲上木板，带动木板一起向前滑动．已知滑块与木板间的动摩擦因数μ＝0.1，重力加速度g 取10m/s 2.求：(1)滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力大小和方向；(2)滑块在木板上滑动过程中，滑块加速度大小；(3)若长木板足够长,滑块与长木板达到的共同速度v.(4)小滑块与长木板速度相等时，小滑块相对长木板上滑行的距离L【答案】（1）1N ，方向向右；（2）1m/s 2；（3）1.2m/s ；（4）4.32m ．【解析】【详解】（1）长木板所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为：f=μmg =0.1×1×10N=1N方向向右，如图所示．（2）对滑块，由牛顿第二定律得：μmg=ma得出：a=μg =1m/s 2（3）以木板为研究对象，根据牛顿第二定律：μmg=Ma ′可得出木板的加速度为：a ′=0.5m/s 2设经过时间t ，滑块和长木板达到共同速度v ，则满足：对滑块有：v=v 0-at对长木板有：v=a′t由以上两式得：滑块和长木板达到的共同速度为：v =1.2m/s ，t =2.4s（4）小滑块与长木板速度相等时，木板前进的位移为：x 1=2vt滑块前进的位移为：x 2=02v vt小滑块相对长木板上滑行的距离为：L=x 2-x 1=02v t =3.62×2.4m=4.32m 答：（1）滑块在木板上滑动过程中，长木板受到的摩擦力的大小为1N ，方向向右；（2）滑块在木板上滑动过程中，滑块的加速度大小为1m/s 2；（3）块与长木板达到的共同速度v 是1.2m/s ；（4）小滑块与长木板速度相等时，小滑块相对长木板上滑行的距离L 是4.32m ．。