2023-2024学年安徽省淮北市第一中学高一（上）第三次月考物理试卷（含解析）

2023-2024学年安徽省淮北市第一中学高一（上）第三次月考物理试卷一、单选题：本大题共6小题，共24分。1.如图所示为一艘邮轮静止在海面上，假设该邮轮从赤道出发，经过一个月到达上海，不考虑行驶过程中邮轮质量的变化。下列说法正确的是(    )A. 邮轮静止在海面时，邮轮的重力和浮力是一对相互作用力B. 邮轮行驶时，水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力大小相等C. 从赤道到上海，邮轮受到的重力大小不变D. “一个月”指的是时刻2.科学研究方法对物理学的发展意义深远。17世纪意大利科学家伽利略在研究运动和力的关系时，做了著名的斜面实验，如图所示是现代人重做该实验时的频闪照片，其中运用到的科学研究方法是(    )A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 比值定义法 D. 控制变量法3.A，B两辆小轿车(均视为质点)在平直公路上行驶，其速度—时间图像如图所示。若在t=0时刻，A车在前，B车在后，两车间的距离为15m。则A、B两车相遇的次数为(    )A. 0 B. 1 C. 2 D. 34.如图所示，一个物体受到1N、2N、3N、4N四个力作用而处于平衡。现保持1N、2N、4N三个力的方向和大小不变，而将3N的力绕O点顺时针旋转60°，此时作用在物体上的合力大小为(    )A. 13N B. 3 3N C. 3N D. 5 3N5.如图，一质量m=3kg的物块在拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。已知F大小为20N，方向与水平面成30°角，则物块与桌面间的动摩擦因数为(g取10m/s2)(    )A. 3 B. 36 C. 33 D. 326.有一个直角支架AOB，AO水平放置，表面粗糙，OB竖直向下，表面光滑，AO上套有小环P，OB上套有小环Q，两环质量均为m，两环由一根质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置处于平衡，如图所示。现将P环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO杆对P环的支持力FN、细绳拉力F1和摩擦力f的大小变化情况是(    )A. FN变小，f变小 B. FN变大，f变大 C. FT变大，f变大 D. FT变小，f变小二、多选题：本大题共4小题，共24分。7.一根轻质细线将2个薄铁垫片A、B连接起来，一同学用手固定B，此时A、B间距为3L，A距地面为L，如图所示。由静止释放A、B，不计空气阻力，且A、B落地后均不再弹起，从释放开始到A落地历时t1，A落地前的瞬时速率为v1，从A落地到B落在A上历时t2，B落在A上前的瞬时速率为v2，则(    )A. t1>t2 B. t1=t2 C. v1：v2=1：2 D. v1：v2=1：38.如图所示，两个光滑轻环a、b分别套在固定于竖直面内的光滑大圆环上。一细线穿过轻环a、b，两端各系一个质量为m的小球，在两轻环之间的细线上用光滑轻环c悬挂一个小物块p。调节系统平衡后状态如图所示，已知此时轻环a、b的距离小于大圆环的半径。下列说法正确的是(    )A. 小物块p的质量一定大于小球的质量mB. 小物块p的质量可能等于小球的质量mC. 平衡时a、b两环位置可以不等高D. 在图示平衡状态下缓慢增加物块p的质量，轻环a、b会向上移动9.木块A、B重力分别为50N和70N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5cm，弹簧的劲度系数为100N/m，系统置于水平地面上静止不动．现用F=7N的水平推力作用在木块A上，如图所示，力F作用后(    )A. 木块A所受摩擦力大小为10N B. 木块A所受摩擦力大小为2NC. 弹簧的弹力大小为5N D. 木块B所受摩擦力大小为12N10.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器。如图为一个简易模型，截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于内接圆半径，三角形各边有压力传感器，分别感受小球对三边压力的大小，根据压力的大小，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时BC边恰好处于水平状态，将其以C为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到AC边水平，则在转动过程中(    )A. 当BC边与AC边所受压力大小相等时，AB边与水平方向成30∘角B. 球对AC边的压力先增大后减小C. 球对BC边的压力一直减小D. BC边所受压力可能大于球的重力三、实验题：本大题共2小题，共14分。11.某同学利用如图1所示的装置来验证力的平行四边形定则：在竖直的铺有白纸的木板上固定两个光滑的滑轮A和B，每个钩码的重量相等，当系统达到平衡时，数出三根绳子分别所挂钩码的个数N1、N2、N3，回答下列问题：  (1)改变钩码个数，实验能完成的是__________。A.N1=3，N3=N2=6                            B．N1=N2=3，N3=6C.N1=N2=N3=3                                D．N1=4，N2=5，N3=6(2)在拆下钩码和绳子前，需要进行的实验步骤有__________。A.用天平测出钩码的质量B.标记结点O的位置，并记录OA、OB、OC三段绳子的方向C.用量角器量出三段绳子两两之间的夹角D.量出OA、OB、OC三段绳子的长度(3)在处理数据作图时，你认为图2中是正确的__________。(填“甲”或“乙”)12.某同学探究物体质量一定时加速度与力关系的实验装置如图(a)所示，将一端带有定滑轮的长木板放在水平桌面上，再将小车放在长木板上，小车前端固定一拉力传感器，在传感器上系一细绳，绳的另一端跨过定滑轮挂上槽码，小车后端与一条穿过打点计时器的纸带相连。(1)下列关于实验操作说法正确的是__________A.需要用天平测出槽码的质量B.需要保证槽码的总质量远小于小车的质量C.需要先释放小车，再接通电源D.需要改变槽码的数量，打出多条纸带(2)某次实验得到如图(b)所示的纸带，已知打点计时器使用的交流电源频率为50Hz，相邻两计数点间还有四个点未画出，则C点速度为_______m/s，小车运动的加速度大小为__________m/s2(两空结果均保留三位有效数字)；(3)由实验得到小车加速度a与力传感器示数F的关系如图(c)所示，图线未过坐标原点的原因是___________________。四、计算题：本大题共3小题，共38分。13.如图所示，质量为m1=20kg的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与放在水平面上的质量为m2=60kg的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37∘，物体甲、人均处于静止状态。已知sin37∘=0.6，cos37∘=0.8。g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则：(1)轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？(2)人受到的摩擦力是多大？方向如何？14.如图所示，质量为m=5kg的物体被水平力F推着静止于粗糙的固定斜面上。斜面倾角为37∘，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.25，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：(sin37∘=0.6,cos37∘=0.8,g取10m/s2)(结果可用分数表示)(1)力F为多大时，物体不受摩擦力；(2)物体静止在斜面上时，力F的取值范围。15.如图所示，甲、乙两辆汽车并排沿平直路面向前行驶，两车车顶O1、O2两位置都装有蓝牙设备，这两个蓝牙设备在相距13m以内时能够实现通信，t=0时刻、甲、乙两车刚好位于图示位置，此时甲车的速度为9m/s，乙车静止，O1、O2的距离为5m。从该时刻起乙车以大小为3m/s2的加速度做匀加速直线运动，当速度达到12m/s后保持匀速运动，甲车保持原有速度做匀速直线运动。求：(1)甲、乙两车第一次通信断开时，乙车的速度大小；(2)甲、乙两车从第一次通信断开到恢复的时间；(3)甲、乙两车能够保持通信的总时间。答案和解析1.【答案】B 【解析】【分析】本题考查了平衡力、相互作用力、重力、时间间隔与时刻。平衡力与相互作用力的主要区别是平衡力是同一个物体受到的力，而相互作用力是两个物体之间的力。从赤道到两极，重力加速度越来越大。时间间隔是指时间的长度，在时间轴上对应一段距离，时刻是指时间点，在时间轴上对应的是一个点。【解答】邮轮静止在海面时，邮轮的重力和浮力是一对平衡力，选项A错误;邮轮行驶时，水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力是一对相互作用力，大小大小相等、方向相反，选项B正确;从赤道到上海，重力加速度变大，邮轮受到的重力变大，选项C错误;一个月指的是时间间隔，选项D错误．2.【答案】B 【解析】B【详解】A.邮轮静止在海面时，邮轮的重力和浮力是一对平衡力，故A错误；B.邮轮行驶时，水对邮轮的作用力与邮轮对水的作用力是一对相互作用力，大小相等、方向相反，故 B正确；C.从赤道到上海，重力加速度变大，邮轮受到的重力变大，故C错误；D.一个月指的是时间间隔，故D错误。故选B。3.【答案】C 【解析】【分析】本题考查v−t图像和追及相遇问题，目的是考查学生的推理能力。根据图像求得A、B两车的加速度，根据位移关系列式，可得相遇的时间，即可知相遇的次数。【解答】在 t=0 时刻，A车在前，B车在后，两车间的距离为15m， v−t 图象与坐标轴围成的面积表示位移，则在 t=4s 时，B车比A车多走的距离为可知 4s 时，B车在A车的前方，4s前两车均做匀加速直线运动，则 4s 前两车相遇一次，此后A车的速度大于B车，A车将追上B车，A车追上B车后两车不再相遇。故A、B两车相遇的次数为2次。故选C。4.【答案】C 【解析】【分析】物体受多力平衡，则多力的合力为零；则1N、2N、4N三个力的合力与3N大小相等方向反；则将3N转动后，其他三力的合力不变，则变成了转后的3N与其他三力的合力的合成，则由平行四边形定则可求得合力。本题中应用了力的合成中的一个结论：当多力合成其合力为零时，任一力与其他各力的合力大小相等方向相反。【解答】由题意可知，四力的合力为零，则可知1N、2N、4N三个力的合力3N；与3N大小相等方向相反；则3N的力绕O点旋转60°，其他三力的合力不变，那么现在变为3N的两个力，其夹角成120°，因此这两个力的合力大小为3N，故ABD错误，C正确。故选：C。5.【答案】D 【解析】【分析】本题考查了共点力的平衡，解决本题的关键是把拉力进行分解，然后列平衡方程。【解答】对物块由平衡条件可知Fcos 30∘=fFsin 30∘+FN=mg  f=μFN  联立解得μ= 32故选D。6.【答案】D 【解析】D【详解】令 OB 杆对 Q 环的弹力为 N ，对 P 、 Q 整体分析有FN=2mgf=N可知， AO 杆对 P 环的支持力 FN不变，令细绳与 OB 杆夹角为 θ，对 Q 环进行分析有FTcosθ=mgN=FTsinθ解得FT=mgcosθf=mgtanθ将 P 环向左移一小段距离， θ减小，则摩擦力 f 减小，细绳拉力 FT减小，即 FN不变， f 变小。故选D。7.【答案】BC 【解析】解：AB、由静止释放A、B，AB都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据h=12gt2可知，A落地的时间t1= 2Lg，B落地的时间为t=2 2Lg，所以t2=t−t1= 2Lg，所以t1=t2，故A错误，B正确；CD、A落地前瞬间速率为v1=gt1=g 2Lg，B落地前瞬间速率为v2=gt=2g 2Lg，所以v1：v2=1：2，故C正确，D错误。故选：BC。由静止释放A、B，AB都做自由落体运动，A运动的位移为L，B运动的位移为4L，根据自由落体运动的基本公式求解时间和速度即可本题主要考查了自由落体运动基本公式的直接应用，注意AB运动位移之间的关系，难度不大，属于基础题。8.【答案】AD 【解析】【分析】本题考查连接体的平衡问题。解决问题的关键是清楚小物块和小球的受力情况，结合平衡条件及题给条件分析判断。【解答】AB.当夹角为 120∘ 时，且处于平衡时，c处圆环的三条细绳互成120°角，则小物块p的质量为m，此时轻环a、b的距离等于大圆环的半径；因题中轻环a、b的距离小于大圆环的半径，因此c处圆环上面两条细绳夹角小于120°，即细绳与竖直方向的夹角θ<60°，则2mgcosθ=Mg，可知M>m，即小物块p的质量一定大于小球的质量m，故A正确，B错误；C.轻环a、b两端各系一个质量为m的小球，且大圆环光滑，平衡时a、b两环位置一定等高，故C错误；D.当稍增加物块p的质量时，则c点位置下降，则a环两侧的细绳的夹角减小，而a环与O点的连线应该在a环两侧的细绳的夹角的平分线上，可知a环必定要上移，同理b环也会上移，D正确。9.【答案】BC 【解析】解：A、B、没有推力F时，弹簧压缩了5cm，根据胡克定律，弹簧弹力为：F弹=kx=100N/m×0.05m=5N；对木块A受力分析，受到重力、支持力、弹簧弹力和地面的静摩擦力，根据二力平衡条件，有：fA=F弹=5N对木块施加向右的推力F后，推力F和弹簧弹力F弹的合力为2N，向右，故地面对A有向左的2N的静摩擦力，故A错误，BC正确；D、对木块B受力分析，受到重力、支持力、弹簧向右的弹力和地面向左的静摩擦力，根据二力平衡，地面的静摩擦力等于5N，向左，故D错误；故选：BC。对木块A和B分别受力分析，然后结合共点力平衡条件进行分析处理即可静摩擦力随着外力的变化而变化，但有一个最大值，对物体受力分析，结合平衡条件计算出摩擦力．10.【答案】BD 【解析】【分析】对球受力分析，缓慢转动过程受力平衡，重力不变，根据三角形定则作图分析判断。本题关键是确定研究对象，知道缓慢转动过程球受力平衡，明确不变的量和变化的量，结合三角形定则分析。【解答】A.对正三角形内部的小球受力分析，如图所示由几何关系可知，随着角度 θ 从0°到120°增大过程中，角 α 与角 θ 之和保持不变，且α+θ=120∘所以角 β 也保持不变β=60∘由平衡条件和正弦定理得Gsinβ=NACsinθ=NBCsin120∘−θ所以球对AC边的压力NAC′=NAC=Gsinβsinθ=2 33Gsinθ球对BC边的压力NBC′=NBC=Gsinβsin120∘−θ=Gsin60∘sin120∘−θ=2 33Gsin120∘−θ当BC边与AC边所受压力大小相等时，即NAC′=NBC′则θ=60∘此时AB处于水平状态，故A错误；BC.角度 θ 从0°到120°增大过程中， sinθ 和 sin120∘−θ 都是先增大后减小，所以球对AC边的压力和球对BC边的压力都是先增大后减小，故B正确，C错误；D.当 0∘<θ<60∘ 时NBC′>G即BC边所受压力有可能大于球的重力，故D正确。故选BD。11.【答案】ACD; B;  甲 【解析】【分析】(1)O点受三个力处于平衡状态，其中一个力大小与另外两个力的合力等大反向，根据该规律判断哪组实验能够成功；(2)为验证平行四边形，必须通过作图求合力，所以要记录三力平衡的交点、力的大小(钩码的个数)与力的方向；(3)明确“实际值”和“理论值”的区别即可正确解答。本题考查了“等效法”的应用和平行四边形定则等基础知识，对于这些基础知识在平时练习中要不断加强训练，以提高解题能力。  【解答】(1)对点O进行受力分析如图系统平衡时，FA、FB、FC三力平衡，满足|FB−FC|4s，乙车速度大于甲车，O1O2小于13m，当乙车在甲车前方且O1O2为13m时，通信断开，此后两车相距越来越远，失去信号。设经t3乙车在甲车前方且O1O2为13m，有x乙′′−x甲′′=12m根据运动学公式x甲′′=v甲t3x乙′′=12at2+vm(t3−t)解得t3=12s甲、乙两车能够保持通信的总时间：t总=t1+t3−t2=10s 【解析】(1)当甲车在乙车前方且O1O2为13m时，根据几何关系求解前车比乙车多走的距离，根据运动学公式求解乙车的速度大小；(2)根据速度—时间关系求解乙车速度达到最大经过的时间，根据运动学公式求解乙两车从第一次通信断开到恢复的时间；(3)当乙车速度大于甲车的速度且乙车在甲车前方且O1O2为13m时，通信断开，根据位移之间的关系求解甲乙两车能够保持通信的总时间。本题主要考查了汽车的追及相遇问题，要利用好几何关系找到临界状态，特别要注意甲车的临界状态，同时注意分类讨论，再结合运动学公式即可完成分析。