安徽省安庆市桐城中学2020届高三物理上学期第二次月考试题（含解析）

1 安徽省安庆市桐城中学安徽省安庆市桐城中学 20202020 届高三物理上学期第二次月考试题 含届高三物理上学期第二次月考试题 含 解析 解析 一 单选题 本大题共一 单选题 本大题共 9 9 小题 小题 1 如图 a b c 为三个完全相同的物体 当水平力 f 作用于 b 上 三物体可一起匀速运动 撤去力 f 后 三物体仍可一起向前运动 设此时 a b 间作用力为 f1 b c 间作用力为 f2 则 f1和 f2的大小为 a f1 f2 0 b f1 0 f2 f c f1 f2 fd f1 f f2 0 答案 c 解析 试题分析 撤去力 f 若三个物体仍能一起继续向前运动 根据牛顿第二定律求出整体的加 速度 再隔离对 a 分析 对 ab 分析 求出 a b 之间 b c 之间的摩擦力 解 开始三个物体在拉力 f 的作用下一起做匀速直线运动 知 f f 撤去 f 后 三个物体一起做匀减速直线运动 整体的加速度为 a 隔离对 a 分析 a 在水平方向上的合力等于 b 对 a 的摩擦力 有 f1 ma 隔离对 ab 分析 ab 整体所受的合力等于 c 对它们的摩擦力 有 f2 2ma f 故 c 正确 abd 错误 故选 c 2 甲 乙两物体从同一点出发且在同一条直线上运动 它们的位移时间图象如图所 xt 示 由图象可以得出在内 04s 2 a 甲 乙两物体始终同向运动 b 4s时甲 乙两物体间的距离最大 c 甲的平均速度等于乙的平均速度 d 甲 乙两物体间的最大距离为 6m 答案 c 解析 详解 a x t图象的斜率等于速度 可知在 0 2s 内 甲 乙都沿正向运动 两者同向 运动 2 4s 内 甲沿负向运动 乙仍沿正向运动 两者反向运动 a 错误 bd 0 2s 内两者同向运动 甲的速度较大 两者距离逐渐增大 2s 后甲反向运动 乙仍沿 原方向运动 两者距离逐渐减小 则 2s 时甲 乙两物体间的距离最大 最大距离为 bd 错误 s4m 1m3m c 由图知在 0 4s 内甲乙的位移都是 2m 平均速度相等 c 正确 3 在水平地面上 质量 m1的小球用轻绳跨过光滑的半圆形碗连接质量分别为 m2和 m3的物体 平衡时小球恰好与碗之间没有弹力作用 则 m1 m2和 m3的比值为 a 1 2 3 b 2 1 1 c 2 1 3 d 2 1 3 答案 c 解析 详解 对碗内的小球 m1受力分析 受重力 两个细线的两个拉力 由于碗边缘光滑 相当 3 于动滑轮 故细线对物体 m2的拉力等于 m2g 细线对物体 m1的拉力等于 m1g 如图 根据共点力平衡条件 两个拉力的合力与重力等值 反向 共线 有 g2 g1cos30 m2g g3 g1sin30 m1g 故解得 m1 m2 m3 2 1 故选 c 3 点睛 本题关键是对碗内小球受力分析 根据三力平衡条件可知 三个力中任意两个力的 合力与第三个力等值 反向 共线 然后运用合成法作图 根据几何关系得到三个物体的重 力之比 4 如图 在水平桌面上放置一斜面体p 两长方体物块a和b叠放在p的斜面上 整个系统 处于静止状态 若将a和b b与p p与桌面之间摩擦力的大小分别用f1 f2和f3表示 则 a f1 0 f2 0 f3 0b f1 0 f2 0 f3 0 c f1 0 f2 0 f3 0d f1 0 f2 0 f3 0 答案 c 解析 对 a 物体分析可知 a 物体受重力 支持力的作用 有沿 b 向下滑动的趋势 因此 a 受到 b 向上的摩擦力 即 1 0f 再对 ab 整体分析可知 ab 整体受重力 支持力的作用 有沿斜面 p 向下滑动的趋势 因此 b 受到斜面向上的摩擦力 即 2 0f 对 ab 及斜面体 p 组成的整体分析 由于整体在水平方向不受外力 因此斜面 p 不受地面的 摩擦力 即 故只有 c 正确 abd 错误 3 0f 点睛 本题考查静摩擦力的分析和判断 要注意明确静摩擦力随物体受到的外力的变化而变 化 同时明确静摩擦力产生的条件 从而分析是否存在摩擦力 同时注意整体法与隔离法的 4 正确应用 5 如图 用橡皮筋将一小球悬挂在小车的架子上 系统处于平衡状态 现使小车从静止开 始向左加速 加速度从零开始逐渐增大到某一值 然后保持此值 小球稳定的偏离竖直方向 某一角度 橡皮筋在弹性限度内 与稳定在竖直位置时相比 小球高度 a 一定升高 b 一定降低 c 保持不变 d 升高或降低由橡皮筋的劲度系数决定 答案 a 解析 试题分析 设 l0为橡皮筋的原长 k 为橡皮筋的劲度系数 小车静止时 对小球受力分析得 t1 mg 弹簧的伸长 x1 即小球与悬挂点的距离为 l1 l0 当小车的加速度稳定在一定值 时 对小球进行受力分析如图 得 t2cos mg t2sin ma 所以 t2 弹簧的伸 长 x2 则小球与悬挂点的竖直方向的距离为 l2 l0 cos l0cos l0 l1 所以 l1 l2 即小球在竖直方向上到悬挂点的距离减小 所以小球一定升高 故 a 正确 bcd 错误 故选 a 考点 牛顿第二定律 胡克定律 名师点睛 本题中考查牛顿第二定律的应用 以小球为研究对象 求出静止时小球到悬点 5 间的高度差 当小车的加速度稳定在一定值时 在竖直和水平两个方向上分别列出平衡方程 和牛顿第二定律方程 可得出橡皮筋的长度 求出其对应的竖直高度 与静止时的竖直高度 比较即可 6 如图所示 一固定杆与水平方向夹角为 将一质量为m1的滑块套在杆上 通过轻绳悬 挂一质量为m2的小球 滑块与杆之间的动摩擦因数为 若滑块和小球保持相对静止以相 同的加速度a一起运动 未施加其它外力 此时绳子与竖直方向夹角为 且 不 计空气阻力 则滑块的运动情况是 a 沿着杆减速上滑b 沿着杆减速下滑c 沿着杆加速下滑d 沿着杆加 速上滑 答案 a 解析 详解 把滑块和球看做一个整体受力分析 若速度方向向下 由牛顿第二定律得 沿斜面 方向有 垂直斜面方向有 摩擦力 1212 mm gsinfmm a 12 n fmm gcos 联立可解得 再单独对小球分析有 若 则 n ff agsingcos 根据题意有 则有 所以 整理 agsin agsin gsingcosgsin 可以得到 因为 所以 但由于 gsingsingcos 0gsingsin 所以假设不成立 即速度的方向一定向上 由于加速度方向向下 所以滑块 0gcos 沿杆减速上滑 故 a 正确 bcd 错误 点睛 滑块与小球保持相对静止 以相同的加速度 a 一起运动 对整体进行受力分析求出 加速度 同时也能确定加速度的方向 然后采用隔离法 分析小球的受力 求出加速度 结 合分析即可判断 6 7 如图 a 所示 两段等长轻质细线将质量分别为 m 2m 的小球 a b 均可视为质点 悬 挂在 o 点 小球 a 受到水平向右的恒力 f1的作用 小球 b 受到水平向左的恒力 f2的作用 当系统处于静止状态时 出现了如图 b 所示的的状态 小球 b 刚好位于 o 点正下方 则 f1与 f2的大小关系正确的是 a f1 4f2b f1 3f2c 2f1 3f2d 2f1 5f2 答案 d 解析 试题分析 a 受到 f1水平向右的力 b 受到 f2的水平向左的力 以整体为研究对象 分析受 力如图 设 oa 绳与竖直方向的夹角为 则由平衡条件得 12 2 ff tan mgmg 以 b 球为研究对象 受力如图 设 ab 绳与竖直方向的夹角为 则由平衡条件得 2 2 f tan mg 由几何关系得到 联立 解得 2f1 5f2 故选 d 考点 物体的平衡 名师点睛 本题考查共点力作用下物体的平衡问题 采用隔离法和整体法 由平衡条件分 析物体的状态 考查灵活选择研究对象的能力 8 如图所示 质量为m的斜劈形物体放在水平地面上 质量为m的粗糙物块以某一初速度沿 7 劈的粗糙斜面向上滑 至速度为零后又加速返回 而物体m始终保持静止 重力加速度的大 小为g 则在物块m上 下滑动的整个过程中 a 地面对物体m的摩擦力大小始终不变 b 地面对物体m的支持力总小于 m m g c 地面对物体m的摩擦力先向右后向左 d 地面对物体m的摩擦力先向左后向右 答案 b 解析 试题分析 物体先减速上滑 后加速下滑 加速度一直沿斜面向下 对整体受力分析 受到 总重力 支持力和向左的静摩擦力 根据牛顿第二定律 有 在 x 轴上受力分析 fmacos 在 y 轴上受力分析 mmgnmmasin 物体上滑时 受力如图 根据牛顿第二定律 有 1 mgcosmgsinma 物体下滑时 受力如图 根据牛顿第二定律 有 8 2 mgcosmgsinma 由上分析可知 地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变 向左 但大小不同 故 acd 错误 由 式 地面对物体 m 的支持力总小于 故 b 正确 mmg 考点 摩擦力的判断与计算 名师点睛 本题关键是对整体受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出支持力和静摩擦力 的表达式后进行分析讨论 整体法不仅适用与相对静止的物体系统 同样也适用与有相对运 动的物体之间 9 跨过定滑轮的绳的一端挂一吊板 另一端被吊板上的人拉住 如图所示 已知人的质量为 70kg 吊板的质量为 10kg 绳及定滑轮的质量 滑轮的摩擦均可不计 取重力加速度 g 10m s2 当人以 440n 的力拉绳时 人与吊板的加速度a的大小和人对吊板的压力f的大小 分别为 a a 1 0m s2 f 260nb a 1 0m s2 f 330n c a 3 0m s2 f 110nd a 3 0m s2 f 50n 答案 b 解析 详解 cd 以整体为研究对象 整体受重力 两根绳子的拉力 t 由牛顿第二定律可知 整体的加速度 选项 cd 不符合题意 22 2 2 440800 m s1m s 80 tmm g a mm ab 以人为研究对象 由牛顿第二定律可知 解得人受吊板的支持力 tfmgma 9 由牛顿第三定律可知人对吊板的压力为 70044070330fmgtmannnn 330n 选项 a 不符合题意 选项 b 符合题意 二 多选题 本大题共二 多选题 本大题共 3 3 小题 小题 10 如图所示 光滑水平面上放置质量分别为 m 2m 和 3m 的三个木块 其中质量为 2m 和 3m 的木块间用一不可伸长的轻绳相连 轻绳能承受的最大拉力为 t 现用水平拉力 f 拉其中一 个质量为 3m 的木块 使三个木块以同一加速度运动 以下说法正确的是 a 质量为 2m 的木块受到五个力的作用 b 当 f 逐渐增大到 t 时 轻绳刚好被拉断 c 当 f 逐渐增大到时 轻绳还不会被拉断 3 2 t d 轻绳刚要被拉断时 质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为 3 t 答案 acd 解析 质量为 2m 的木块受到重力 质量为 m 的木块的压力 m 对其作用的向后的摩擦力 轻绳的拉 力 地面的支持力五个力的作用 故 a 正确 对整体 由牛顿第二定律可知 隔 6 f a m 离后面的叠加体 由牛顿第二定律可知 轻绳中拉力为 由此可知 当 f 逐 3 2 f fma 渐增大到时 轻绳中拉力等于t 轻绳才刚好被拉断 b 错误 c 正确 轻绳刚要被拉断时 2t 物块加速度 质量为 m 和 2m 的木块间的摩擦力为 d 正确 3 t a m 3 t fma 点睛 整体法 以几个物体构成的整个系统为研究对象进行求解 在许多问题中用整体 法比较方便 但整体法不能求解系统的内力 隔离法 从系统中选取一部分 其中的一个物体或两个物体组成的整体 少于系统内物体 的总个数 进行分析 隔离法的原则是选取受力个数最少部分的来分析 通常在分析外力对系统作用时 用整体法 在分析系统内各物体之间的相互作用时 用隔 10 离法 有时在解答一个问题时要多次选取研究对象 需要整体法与隔离法交叉使用 1 当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时 宜 用整体法 而在分析系统内各物体 或一个物体各部分 间的相互作用时常用隔离法 2 整体法和隔离法不是独立的 对一些较复杂问题 通常需要多次选取研究对象 交替使 用整体法和隔离法 11 如图 水平地面上有三个靠在一起的物块 p q 和 r 质量分别为 m 2m 和 3m 物块与地面 间的动摩擦因数都为 用大小为 f 的水平外力推动物块 p 记 r 和 q 之间相互作用力与 q 与 p 之间相互作用力大小之比为 k 下列判断正确的是 a 若 则b 若 则 0 5 6 k 0 3 5 k c 若 则d 若 则 0 1 2 k 0 3 5 k 答案 bd 解析 分析 先用整体法求出物体的合外力 进而求得加速度 然后再用隔离法对 p r 两物体进行受力 分析 利用牛顿第二定律即可求得 k 详解 三物块靠在一起 将以相同加速度向右运动 则加速度 所以 6 6 fmg a m r 和 q 之间相互作用力 q 与 p 之间相互作用力 1 1 33 2 fmamgf 所以 r 和 q 之间相互作用力与 q 与 p 之间相互作用力大小之比 2 5 6 ffmamgf 由于不管是否为零 恒成立 故 b d 正确 a c 错误 1 2 3 5 f k f 3 5 k 故选 bd 点睛 关键是要抓住三个物体的加速度相同 先对整体研究 得到加速度 然后应用隔离 11 法研究内力 12 如图 a 一长木板静止于光滑水平桌面上 t 0 时 小物块以速度v0滑到长木板上 图 b 为物块与木板运动的v t图像 图中t1 v0 v1已知 重力加速度大小为g 由此可求得 a 木板的长度 b 物块与木板的质量之比 c 物块与木板之间的动摩擦因数 d 从t 0 开始到t1时刻 木板获得的动能 答案 bc 解析 分析 本题考查了 v t 与牛顿第二定律综合运用 滑块模型等 详解 a 根据题意只能求出 ab 的相对位移 不知道 b 最终停在哪里 无法求出木板的长 度 故 a 不能够求解出 由图象的斜率表示加速度求出长木板的加速度为 小物块的加速度 1 a 1 v a t 01 b 1 vv a t 根据牛顿第二定律得 解得 a mgma b mgma 1 01 vm mvv 01 1 vv gt 故 b 和 c 能够求解出 d 木板获得的动能 题目 t1 v0 v1 已知 但是 m m 不知 2 ka1101 11 emvmv vv 22 道 故 d 不能够求解出 12 三 实验题 本大题共三 实验题 本大题共 2 2 小题 小题 13 用接在 50hz 交流电源上的打点计时器 研究小车做匀加速直线运动的规律 某次实验中 得到的一条纸带如图所示 从比较清晰的点起 每五个打印点取一个点作为计数点 分别标 作 0 1 2 3 4 量得两计数点间的距离 s1 30 0mm s2 36 1mm s3 41 9mm s4 48 0mm 则小车在 0 与 1 两计数点间的平均速度为 m s 小车的加速度为 m s2 小数点后保 留 2 位 答案 1 1 0 30 2 2 0 60 解析 每五个打印点取一个点作为计数点 所以相邻的计数点间的时间间隔 t 0 1s 利用平均速度 的定义得小车在 0 与 1 两计数点间的平均速度 根据匀变速直线 1 01 0 03 0 30 0 1 s vm s t 运动的推论公式可以求出加速度的大小 得 为 2 xat 2 311 2ssat 2 422 2ssa t 了更加准确的求解加速度 我们对两个加速度取平均值 得 即小车运动 12 1 2 aaa 的加速度计算表达式为 22 0 0480 04190 0361 0 030 0 60 4 0 01 am sm s 14 某同学利用光电传感器设计了测定重力加速度的实验 实验装置如图 1 所示 实验器材 有铁架台 光电计时器 小钢球等 铁架台上端固定一个电磁铁 通电时 小钢球被吸在电 磁铁上 断电时 小钢球自由下落 13 1 先将光电门固定在 a 处 光电计时器记录下小球经过光电门的时间 t0 量出小球释放 点距 a 的距离为 h0 测出小球的直径 d d 远小于 h0 则小球运动到光电门处的瞬时速度 v 当地的重力加速度为 g 用题中所给字母表示 2 若某次实验时光电计时器记录下小钢球经过光电门的时间为 0 5 t0 请你判断此时光 电门距 a 处的距离 h 用 1 中所给字母表示 3 由于直尺的长度限制 该同学改测光电门位置与其正上方固定点 p 图中未画出 之间 的距离 h 并记录小球通过光电门的时间 t 移动光电门在竖直杆上的位置 进行多次实 验 利用实验数据绘制出如图 2 所示的图象 已知图象斜率为 k 纵截距为 b 根据图象可 知重力加速度 g 答案 1 1 2 3 2 4h0 4 3 0 d t 2 2 2 d h t 2 1 2 kd 解析 详解 试题分析 1 小钢球运动到光电门处的瞬时速度近似等于平均速度 则 0 d v t 根据可得 2 2vgh 22 2 000 22 vd g hht 2 由 则 1 0 0 5 d v t 2 2 01 10 2 2 00 0 5 4 2 2 2 d tv hh dg ht 3 设小球到达 p 点的速度为 v0 则根据 且联立解得 22 0 2vvgh d v t 则 解得 2 0 222 12vg h tdd 2 2g k d 2 1 2 gkd 考点 测定当地的重力加速度 名师点睛 解答本题要知道极短时间内的平均速度可以代替瞬时速度 能根据自由落体运 动的基本公式分析 难度不大 属于基础题 四 计算题 本大题共四 计算题 本大题共 4 4 小题 小题 14 15 一个倾角为的斜面固定在水平面上 一个质量为m 1 0kg 的小物块 可视为质点 37 以v0 4 0m s 的初速度由底端沿斜面上滑 小物块与斜面的动摩擦因数若斜面足够 0 25 长已知 g取 10m s2 求 sin370 6 cos370 8 1 小物块上滑的最大距离 2 小物块返回斜面底端时的速度大小 答案 1 1 0m 2 m s 2 2 解析 详解 1 小物块在斜面上上滑过程受力情况如图所示 根据牛顿第二定律有 sincosmgmgma 解得 2 sin37cos378m sagg 小物块沿斜面上滑做匀减速运动 到达最高点时速度为零 则有 22 10 2vvax 解得 x 1 0m 2 0 2 v a 2 小物块在斜面上下滑受力情况如图所示 15 根据牛顿第二定律有 sincosmgmgma 解得 m s2 4 0a 根据速度位移公式得 22 21 2vv a x 解得 m s 2 2 2v 16 如图所示 质量m 4kg 的小车放在光滑的水平面上 在小车右端加一水平恒力f 6n 当 小车向右运动的速度达到 2m s 时 在小车前端轻轻放上一个大小不计 质量m 1kg 的小物 块 物块与小车间的动摩擦因数 0 2 物块始终没有离开小车 g取 10m s2 求 1 小物块没放在小车上 小车速度达到 2m s 所需要的时间 2 小物块在小车上滑动的时间 3 要使物块始终没有离开小车 小车至少多长 答案 1 s 2 2s 3 2m 4 3 解析 详解 1 以小车为研究对象 小物块没放在小车上时 根据牛顿第二定律有 f ma1 v0 a1t1 联立可得 小车运动的时间为 t1 s 4 3 2 对小物块 根据牛顿第二定律得 16 mg ma2 代入数据解得 a2 g 2m s2 v1 a2t2 对小车 根据牛顿第二定律得 f mg ma3 代入数据解得 a3 1m s2 v2 v0 a3t2 小物块与小车之间不发生相对滑动有 v1 v2 联立 代入数据解得 0 2 23 2 v ts aa v1 v2 4m s 即小物块在小车上滑动的时间为 2s 3 小车运动的位移为 02 12 2 vv st 代入数据解得 s1 6m 小物块的位移为 1 22 2 v st 代入数据解得 s2 4m 则小物块在车上滑动的距离为 l s1 s2 6 4m 2m 即小车最小长度为 2m 17 如图所示 物块 a b c 的质量分别为 2m 2m m 并均可视为质点 三个物块用轻绳通 17 过轻质滑轮连接 在外力作用下现处于静止状态 此时物块 a 置于地面 物块 b 与 c c 到 地面的距离均是 l 现将三个物块由静止释放 若 c 与地面 b 与 c 相碰后速度立即减为零 a 距离滑轮足够远且不计一切阻力 重力加速度为 g 求 1 刚释放时 a 的加速度大小及轻绳对 a 的拉力大小 2 物块 a 由最初位置上升的最大高度 3 若改变 a 的质量使系统由静止释放后物块 c 能落地且物块 b 与 c 不相碰 则 a 的质量应 满足的条件 答案 1 2 3 5 g a 2 4fmg 2 2hl 63 a mmm 解析 解 1 刚释放时a b c的加速度大小为a 绳子对a拉力大小为f 由受力分析可知 对于 a 有 22fmgma 对于 bc 整体有 33mgfma 解得 5 g a 12 2 4 5 fmgmg 2 c下落l后落地 由可知此时的速度 2 2vax 2 5 vgl 由 得 2 2 v h g 0 2hl 则物块由最初位置上升的最大高度 2 2hl 18 3 若改变a的质量使系统由静止释放后物块c能落地 则a的质量需满足 3 a mm 同时使得b与c不相碰 即c落地后b减速下降到地面时速度为 0 从释放到 c 落地的过程 中运用系统机械能守恒定律 2 1 3 3 2 aa mglm glmmv 解得 2 3 3 a a mmgl v mm 从 c 落地到 b 减速到地面速度为 0 的过程中运用系统机械能守恒定律 2 1 2 2 2 aa mglmmvm gl 解得 6 a mm 即 a 的质量满足系统由静止释放后物块 c 能落地且物块 b 与 c