1、- 1 -安徽省桐城中学 2019 届高三物理上学期第三次月考试题一、单选题(本大题共 6 小题,共 24.0 分)1.如图所示,质量为 1kg 的物体与地面间的动摩擦因数 =0.2,从 t=0 开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力 F=1N 的作用,取g=10m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力 f 随时间变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )A. B. C. D. 2.如图所示,用绳 AC 和 BC 吊起一个物体,绳 AC 与竖直方向的夹角为 60,能承受的最大拉力为 10N绳 BC 与竖直方向的夹角为 30,能承受的最大拉力为15N要使两绳都不断
2、,则悬挂物体的重量不应超过( )A. 10 N B. 15N C. 10 N D. 10N3.一质量为 m 的小物体在水平拉力 F 的作用下,静止在质量为 M 的梯形木块的左上方,梯形木块在水平地面上保持静止,如图所示,下列说法正确的是( )A.梯形木块与小物体之间的弹力可能为零B. 地面与梯形木块之间的摩擦力大小为零C. 小物体可能仅受三个力的作用D. 若 F 逐渐增大,小物体与梯形仍保持静止,则地面对梯形木块的支持力大于( m M)g- 2 -4.如图所示,放在水平地面上的木板 B 长为 1.2m,质量为 =2kg, B 与地面间的动摩擦因数为 1=0.2;一质量为 =3kg 的小铅块 A
3、 放在 B 的中点, A、 B 之间动摩擦因数为 2=0.4刚开始 A、 B 均处于静止状态,则( )A.若用水平力恒力 F 作用在 A 上, A、 B 一定共同做匀加速运动B. 若用水平力恒力 F 作用在 B 上, A、 B 一定共同做匀加速运动C. 无论作用在 A 上的水平恒力为多大, A 的加速度都不可能小于 B 的加速度D. 无论作用在 B 上的水平恒力 F 为多大, A 的加速度都不可能小于 B 的加速度5.如图所示,质量为 m 的小球置于立方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,要使在最
4、高点时盒子与小球之间作用力恰为 mg,则 ( )A.该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于 g2B.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于 RC.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于 3mgD.盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于 3mg6.中央电视台综艺节目加油向未来中有一个橄榄球空中击剑游戏:宝剑从空中 B 点自由落下,同时橄榄球从 A 点以速度 v0沿 AB 方向抛出,恰好在空中 C 点击中剑尖,不计空气阻力.下列说法正确的是( )A. 橄榄球在空中运动的加速度大于宝剑下落的加速度B. 橄榄球若以小于 v0的速度沿原方向抛出,一定能在 C 点下方击中剑尖C. 橄榄球若以大
5、于 v0的速度沿原方向抛出,一定能在 C 点上方击中剑尖D. 橄榄球无论以多大速度沿原方向抛出,都能击中剑尖二、多选题(本大题共 4 小题,共 16.0 分)7. (多选)质量为 M 的直角三棱柱 A 放在水平地面上,三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角为 质量为 m 的光滑球 B 放在三棱柱和光滑竖直墙之间 A、 B 处于静止状态,现对 B加一竖直向下的力 F, F 的作用线过球心,设墙对 B 的作用力为 F1, B 对 A 的作用力为 F2,地- 3 -面对 A 的支持力为 F3,地面对 A 的摩擦力为 F4,若 F 缓慢增大而且整个装置仍保持静止,在此过程中( )A. F1保持不变, F3缓
6、慢增大 B. F2.F4缓慢增大C. F1.F4缓慢增大 D. F2缓慢增大, F3保持不变8.(多选)如图所示,某人从高出水平地面 h 的坡上水平击出一个质量为 m 的高尔夫球,由于恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直地落入距击球点水平距离为 L 的 A 洞,重力加速度为 g,则( )A. 球被击出后做平抛运动B. 该球从被击出到落入 A 穴所用时间为C. 球被击出时的初速度大小为D. 球被击出后受到的水平风力的大小为9. (多选)如图所示,某玩具有底座和转动部分(长为 L 的轻杆和质量为 m 的小球)组成,底座质量为 M,玩具放在粗糙的水平地面上,玩具工作时,轻杆带动小球绕 O点以角速度 在
7、竖直平面内匀速转动,整个过程底座始终静止,则( )A. 小球运动到最低点时,玩具处于失重状态B. 小球运动到最低点时,玩具处于超重状态C. 运动过程中,底座对地面的最大压力为D. 运动过程中,底座对地面的最大摩擦力为 10.(多选)如图所示,置于固定斜面上的物体 A 受到平行于斜面向下的力 F 作用保持静止.若力 F 大小不变,将力 F 在竖直平面内由沿斜面向下缓慢地转到沿斜面向上(转动范围如图中虚线所示).在 F 转动过程中,物体始终保持静止.在此过程中物体与斜面间的 ( )- 4 -A. 弹力可能先增大后减小 B. 弹力一定先减小后增大C. 摩擦力可能先减小后增大 D. 摩擦力可能一直减小
8、三、实验题(本大题共 2 小题,共 18.0 分)11. 如图 a 所示是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.(1)对于实验的操作要求,下列说法正确的是 ( )A应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下B斜槽轨道必须光滑C斜槽轨道末端必须水平D要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些E为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条平滑的曲线把所有的点连接起来(2)图 b 是正确实验后的数据,其中 O 为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为_m/s.(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,方格边长 L=5 cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图 c 所示,则该小球在 B 点
9、的速度为_m/s.(g 取 9.8 m/s2,结果保留两位有效数字)12.某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”,已知小车的质量为- 5 -M,砝码和砝码盘的总质量为 m,所使用的打点计时器所接的交流电的频率为 实验步骤如下:A.按图甲所示安装好实验装置,其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直;B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车能沿长木板向下匀速运动;C.挂上砝码盘,接通电源后,再放开小车,打出一条纸带,由纸带求出小车的加速度;D.改变砝码盘中砝码的质量,重复步骤 C,求得小车在不同合力作用下的加速度根据以上实验过程,回答以下问题:对于上述实验,下列说法正确的是_A.
10、小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等 B.实验过程中砝码盘处于超重状态C.与小车相连的轻绳与长木板一定要平行D.弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半E.砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量实验中打出的一条纸带如图乙所示,由该纸带可求得小车的加速度为_ 结果保留 2 位有效数字 由实验得到的数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象 图丙 ,与本实验相符合是_四、计算题(本大题共 4 小题,共 42.0 分)13.(8 分)在距地面足够高的 O1点以水平速度 v0抛出小球 A,经过一段时间,在 O1正下方的某点 O2又以速度 2v0与小球 A 同向抛出另一小球 B,A
11、 恰好在空中的 M 点被 B 球击中,已知 O1M 与水平方向的夹角为 45,重力加速度为 g.求 O1、O 2两点之间的高度差.14. (10 分)太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地- 6 -上.现将太极球简化成如图所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的 A、B、C、D 位置时球与板间无相对运动趋势.A 为圆周的最高点,C 为最低点,B、D 与圆心 O 等高.设球的重力为 1N,不计拍的重力.求:健身者在 C 处所需施加的力比在
12、 A 处大多少?设在 A 处时健身者需施加的力为 ,当球运动到 B、D 位置时,板与水平方向需有一定的F夹角 ,请作出 的关系图象 .tan15.(12 分)如图所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送带的长度为 L=8m,传送带的皮带轮的半径均为 R=0.2m,传送带的上部距地面的高度为 h=0.45m,现有一个旅行包(视为质点)以速度 v0=10m/s 的初速度水平地滑上水平传送带。已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为 =0.6.皮带轮与皮带之间始终不打滑,g 取 10m/s2.讨论下列问题:(1)若传送带静止,旅行包滑到 B 点时,人若没有及时取下,旅行包将从 B 端滑落.则包的落地
13、点距 B 端的水平距离为多少?(2)设皮带轮顺时针匀速转动,若皮带轮的角速度 1=20rad/s,旅行包落地点距 B 端的水平距离为多少?(3)设皮带轮顺时针 匀速转动,若皮带轮 的角速度为, 旅行包落地点距B 端 的水平距离为多少? (结果可以用A BhL- 7 - 表示)16. (12 分)如图所示,有一长度 L=5m 的木板放在光滑的水平面上,板上右端放一质量m=2kg 的物块,物块与长木板间的动摩擦因数 =0.4,木板的质量为 M=16kg,现在木板的右端施加一水平向右的拉力.将物块视为质点,最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,取g=10m/s2.(1)要使物体与长木板不发生相对滑动,求
14、拉力的最大值 Fmax;(2)要使物体 2s 内从长木板上滑下,求拉力的最小值 Fmin.(3)如果把作用力 F 变为 F=144N 只作用 t=1s 后撤去,问物块能否从木板滑落?安徽省桐城中学高三第三次月考物理试题答案和解析【答案】1. A 2. A 3. C 4. C 5. B 6. C 7. BC8. BC 9. BD 10. BCD11. (1) A C D (2) 1.6 (3) 2.5 12. C ; 0.16 ; A 13.解: (8 分) 设 A、 B 球从抛出到相遇的时间分别为 t1、 t2,下落的高度分别为 h1、 h2,水平位移为 x,由平抛运动规律有: x=v0t1
15、( 3 分)2gth(3 分)20tvx21gth对 A 球有: x=h1 (2 分) vt0故点 O1、 O2之间的高度差: (2 分)gvh30114.(5+5=10 分) ABCDO mgFN- 8 -设球运动的线速度为 ,半径为 Rv则在 A 处时 mgF2在 C 处时 Rv2由 式得F=F-F=2mg=2N。 在 A 处时健身者需施加的力为 ,球在匀速圆周运动的F向心力 F 向=F+mg,在 B 处不受摩擦力作用,受力分析如图则1Fmgtan向作出的 的关系图象如图。t15.(3+3+6=12 分)解:(1)旅行包做匀减速运动 a=g=6m/s 2旅行包到达 B 端速度为 smaLv
16、/961020 包的落地点距 B 端的水平距离为 ghts 6.0145.22)当 1 =20rad/s 时,皮带速度为 v 1= 1R=4m/s 所以旅行包到达 B 端的速度也为 v 1=4m/s 包的落地点距 B 端的水平距离为 S= v1 t=1.2m(3) 010rad/s S 1 =0.06m10rad/s 70rad/s S 2=0.06 70 rad/s S 3=4.2m16 解:(1)物块与长木板刚要发生相对滑动时,施加的拉力为最大值,此时对物块有:umg=ma解得:a=ug=4m/s2以物块和长木板整体为研究对象,水平方向只受到拉力作用,故有:Fmax=(m+M)a N=72
17、N;tan/NF01234 41 2 3- 9 -(2)设物块刚好经过 2s 从长木板上滑下,则物块滑动的加速度大小为:a1= g=4m/s2长木板的加速度大小为:2s 内物块的位移为: x1= a1t22s 内长木板运动的位移为: x2= a2t2且有 x2-x1=L解得: Fmin=112N;(3)长木板的加速度大小为 a3: F-umg=Ma3解得 a3=8.5m/s21s 末物块的速度 v1=a1t=4m/s1s 末长木板的速度 v2=a3t=8.5m/s1s 内物块的位移为: x1= a1t21s 内长木板运动的位移为: x3= a3t2撤去外力 F 后长木板的加速度变为 a4= =
18、0.5m/s2设达到共速的时间为 t1则v1+a1 t1=v2-a4 t1解得 t1=1st1=1s 内物块的位移为 x4=v1 t1+ a1 t12t1=1s 内长木板运动的位移 x5=v2 t1- a4t12则 x3-x1+x5-x4=4.5m5 m 所以不滑落。答:(1)要使物体与长木板不发生相对滑动,拉力的最大值 Fmax为 72N;(2)要使物体 2s 内从长木板上滑下,求拉力的最小值 Fmin为 112N;(3)如果把作用力 F 变为 F=144N 只作用 t=1s 后撤去,物块不能从木板滑落。 【解析】1. 解:从 t=0 开始以初速度 v0沿水平地面向右做匀减速运动,受到的滑动
19、摩擦力大小为f= mg=0.2110N=2N,方向向左,为负值- 10 -当物体的速度减到零时,物体所受的最大静摩擦力为 fm= mg=2N1 N,则 F fm,所以物体不能被拉动而处于静止状态,受到静摩擦力作用,其大小为 f=F=1N,方向向右,为正值,根据数学知识得知, A 图象正确故选: A先分析物体的运动情况:物体先向右做匀减速运动,当速度减到零时,根据恒力 F 与最大静摩擦力的关系,分析物体的状态,再研究摩擦力对于摩擦力,要根据物体的受力情况分析物体的状态,判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力,滑动摩擦力可以根据公式求解,而静摩擦力由平衡条件求解2. 解:对点 C 受力分析,受到三
20、个绳子的拉力,其中向下的拉力大小等于重力,如图所示:根据平衡条件,有: G: FAC: FBC=1: : =2:1: ;当 FAC=10N 时, FBC=10 N17.32 N15 N,绳子断了,不满足条件;当 FBC=15N 时, FAC=5 N10 N,绳子没有断,满足条件;故重力的最大值为 Gmax= =10 N,故 A 正确, BCD 错误;故选: A以结点 C 为研究对象作出受力分析图,根据平衡条件,得到三个拉力的比值,确定哪根绳子的拉力先达到最大,再根据受力平衡列方程解得结果本题是动力学中临界问题,分析临界条件是关键当绳子刚要被拉断时,绳子的拉力达到最大值,是常用的临界条件3. 【
21、分析】以小物体为研究对象受力分析,根据平衡条件求小物体所受的摩擦力和弹力;以木块和小物体整体为研究对象受力分析,根据平衡条件求地面对梯形木块的摩擦力和支持力。本题考查了受力分析以及平衡条件的应用,灵活的选取研究对象可以起到事半功倍的效果。【 解答 】A.以小物体为研究对象受力分析,物体一定受重力和向右的推力 F,根据力的合成知识知这两力的合外力一定斜向左下方,所以和斜面之间一定有弹力,故 A 错误;- 11 -B.以木块和小物体整体为研究对象受力分析,地面与梯形木块之间的摩擦力与 F 平衡,故 B错误;C.以小物体为研究对象受力分析,物体一定受重力、木块给的斜向上的支持力,向右的推力F,根据力
22、的合成知识知三个力的合力有可能为 0,则可以不受摩擦力,即小物体可能仅受三个力的作用,故 C 正确;D.以木块和小物体整体为研究对象受力分析,竖直方向受力平衡,则地面对梯形木块的支持力 N=( m+M) g,故 D 错误。故选 C。4. 【分析】对两个物体进行受力分析,确定物体受到的合外力,若二者能够有相同的加速度则可以共同运动,若二者不能有共同的加速度则不会共同运动。静摩擦力为被动力受外力影响,但是有最大值。解题的关键是最大静摩擦力是被动力是可变的,但是不能大于滑动摩擦力,牛顿第二定律是解题的关键。【解答】A.若水平力 F 作用在 A 上,力较小二者共同运动,当力达到并大于最大静摩擦力时,二
23、者出现相对滑动,故 A 错误;B.若用水平力恒力 F 作用在 B 上,整体加速运动, B 对 A 的静摩擦力提供 A 的加速度,当外力 F 大,加速度大,达到静摩擦力的最大静摩擦力的最大值时,即将出现相对滑动,故 B 错误;C.力 F 较小时,二者加速度相同,当力较大时, A 加速度大于 B 加速度,二者出现相对滑动,故 C 正确;D.当力作用在 B 上较大时, B 的加速度大于 A 的加速度,二者出现相对滑动,故 D 错误。故选 C。5. B 答案 B。- 12 -6. 【分析】橄榄球做斜上抛运动,将运动分解成水平和竖直两个方向研究,抓住竖直方向上做竖直上抛运动,由运动学位移时间公式列式分析
24、运动时间的关系。对于抛体运动,要会运用运动的分解法进行研究,通常将抛体运动分解成:竖直方向的匀变速直线运动,水平方向的匀速直线运动,再运用运动学公式进行处理。【解答】A、橄榄球在空中运动的加速度等于宝剑下落的加速度,均等于重力加速度,故 A 错误;B、若以小于 v0的速度沿原方向抛出,则水平方向的速度减小,运动到相遇点的时间 增大,橄榄球相同时间下降的高度增大,可能当橄榄球到达 c 点的正下方时,剑已经落地了,故不一定能在 C 点下方击中剑尖,故 B 错误;C、若以大于 v0的速度沿原方向抛出,则水平方向的速度增大,运动到相遇点的时间 减小,橄榄球相同时间下降的高度减小,一定能在 C 点上方击
25、中剑尖,故 C 正确;D、若抛出的速度太小,可能橄榄球不会与剑尖相遇,故 D 错误。故选 C。7. 【分析】正确选择研究对象,对其受力分析,运用平衡条件列出平衡等式解题,要注意多个物体在一起时,研究对象的选取。【解答】不加推力时,选取 A 和 B 整体为研究对象,它受到重力( M+m) g,地面支持力 N,墙壁的弹力 F和地面的摩擦力 f 的作用(如图所示)而处于平衡状态根据平衡条件有:N-( M+m) g=0F= f- 13 -可得: N=( M+m) g再以 B 为研究对象,它受到重力 mg,三棱柱对它的支持力 NB,墙壁对它的弹力 F 的作用(如图所示),而处于平衡状态,根据平衡条件有:
26、NBcos= mgNBsin= F解得:F= mgtan,所以f=F= mgtan 加推力 F,相当于物体 B 的重力 mg 变大,再由式知,墙对 B 的作用力为 F1增大,对整体分析知,地面对 A 的摩擦力等于墙壁对 B 的作用力,所以 F4增大;施加推力 F 后,相当于物体 B 的重力 mg 变大,则 A 对 B 的作用力变大, B 对 A 的作用力也变大,即 F2增大,对整体分析,知地面的支持力增大,即 F3增大,故 BC 正确, AD 错误;故选 BC。8. 【分析】小球水平方向上受恒定的阻力,因而做匀减速直线运动,竖直方向只受重力,做自由落体运动,根据运动学公式列式计算。本题考查了运
27、动的合成与分解,抓住水平和竖直方向上的运动状态列式计算。【解答】A.由于水平方向上受到空气阻力,不是平抛运动,故 A 错误;B.在竖直方向上为自由落体运动,由 得运动时间为 ,故 B 正确;CD.由于球竖直的落入 A 穴,故水平方向为末速度为零的匀减速直线运动,根据运动学公式,有 , ,解得初速度为: ,水平风力为:,故 C 正确, D 错误;- 14 -故选 BC。9. 【分析】当小球运动到最低点时,由小球的受力可知此时底座受力情况,由此判断玩具所处的状态及其对地面的压力;当小球运动到两侧与 O 点在同一水平面上的两位置时,由于杆对小球的拉力提供向心力,此时底座受到沿水平方向的拉力,具有运动
28、趋势,从而判断底座对地面的最大摩擦力。本题主要考查运动与力的关系,掌握小球的运动规律变化及受力情况是解题的关键。【解答】AB.当小球运动到最低点时,小球受重力、杆的拉力,且由二者合力提供向心力,此时,球对玩具的拉力方向竖直向下,玩具底座对地面的压力大于其重力 Mg,故玩具处于超重状态,故 A 错误, B 正确;C.同理当小球运动到最低点时,小球对玩具的拉力方向向下,底座受重力、地面的支持力、球向下的拉力,对小球列牛顿第二定律方程: ,对玩具底座由平衡方程:,结合牛顿第三定律,联立解得底座对地面的最大压力为, C 错误;D.当小球运动到两侧与 O 点在同一水平面上的两位置时,由于杆对小球的拉力提
29、供向心力,有: ,故底座受沿水平方向的拉力,但出于平衡状态,故运动过程中,底座对地面的最大摩擦力为 , D 正确。故选 BD。 10. 物体受重力、支持力、摩擦力及拉力的作用而处于静止状态,故合力为零;将重力和拉力都分解到沿斜面和垂直于斜面的方向;在垂直于斜面方向,重力的分力、支持力及拉力的分力平衡,因拉力的分力先增大后减小,故弹力可能先减小后增大;故 A 错误、B 正确;在沿斜面方向上,重力向下的分力、拉力的分力及摩擦力的合力为零;因拉力的分力先向下- 15 -减小,后向上增大,故摩擦力可能先减小,后向下增大,也可能一直减小,故 C, D 正确故选 BCD11. 解:根据胡克定律 F 与 l
30、 的关系式为: F=k( l+h-l0)= kl+k( h-l0),从图象中可得直线的斜率为 2N/cm,截距为 20N,故弹簧的劲度系数为:k=2N/cm=200N/m由 k( h-l0)=20 N于是: l0=25cm故答案为:200; 25根据胡克定律写出 F 与 l 的关系式,然后结合数学知识求解即可找到各个物理量之间的关系,然后根据胡克定律列方程,是解答本题的突破口,这要求学生有较强的数学推导能力12. 解:(1) A、由图可知,相同时间小车的位移是砝码盘位移的 2 倍,根据 得,所以小车的加速度是砝码盘的加速度大小的 2 倍,故 A 错误;B、实验过程中,砝码向下加速运动,处于失重
31、状态,故 B 错误;C、小车相连的轻绳与长木板一定要平行,保证拉力沿着木板方向,故 C 正确;D、实验过程中,砝码向下加速运动,处于失重状态,故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半,故 D 错误;故选: C (2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,即 x=aT2, x=3.68-3.52=3.84-3.68=0.16cm= ,相邻计数点时间间隔 T=0.1s 代入解得: (3)由题意可知,小车的合力等于弹簧测力计的示数,根据牛顿第二定律 ,小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系应该是成正比,即为过原点的一条倾斜直线,故 A 符合;故答案为:(1) C;(2)0.
32、16;(3) A(1)根据实验原理,可知小车的加速度与砝码盘的加速度不等,但弹簧测力计的读数为小- 16 -车所受合外力,砝码加速度向下,处于失重状态,不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件;(2)在匀变速直线运动中连续相等时间内的位移差为常数,根据作差法求解加速度;(3)数据作出小车的加速度 a 与弹簧测力计的示数 F 的关系图象,应该是过原点的一条倾斜直线解答实验问题的关键是正确理解实验原理,加强基本物理知识在实验中的应用,同时不断提高应用数学知识解答物理问题的能力;掌握求加速度的方法,注意单位的统一,同时理解由图象来寻找加速度与合力的关系13. 本题主要是考查了共点力的平衡问题,解答此类问题的一般步骤是:确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解,然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答(1)对物体 B 受力分析,受重力、拉力、支持力和静摩擦力,根据平衡条件列式求解(2)同一根绳子张力处处相同,对滑轮受力分析,受三个拉力,根据平衡条件求解 OC 绳的拉力;