陕西省西北师大附中2022届高三物理上学期月考试题含解析

2022-2022学年西北师大附中高三（上）月考物理试卷　一、单选题：本题共10小题，每题5分，满分50分．1．一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x=5+2t3（m），它的速度随时间t变化的关系为v=6t2（m/s）．该质点在t=0到t=2s间的平均速度和t=2s到t=3s间的平均速度大小分别为（　　）A．12m/s，39m/sB．8m/s，38m/sC．12m/s，19.5m/sD．8m/s，12m/s　2．一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止．下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是（　　）A．B．C．D．　3．如图所示，一个小球从地面竖直上抛．已知小球两次经过一个较低点A的时间间隔为TA，两次经过较高点B的时间间隔为TB，重力加速度为g，则A、B两点间的距离（　　）A．B．C．D．　4．某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则．甲图中GE是橡皮条，轻质小圆环挂在橡皮条的下端；乙图中用两个互成角度的拉力F1、F2将小圆环拉至O点；丙图中用一个拉力F将小圆环仍拉至O点．下列说法正确的是（　　）-31-\nA．进行乙图中的操作时，拉力F1、F2的方向一定相互垂直B．乙、丙两图中，橡皮条必须沿竖直方向拉伸C．乙、丙两图中，必须将小圆环拉至相同的位置D．乙图操作完成后，可更换橡皮条，继续完成丙图所示的实验步骤　5．体育器材室里，篮球摆放在图示的水平球架上．已知球架的宽度为d，每只篮球的质量为m、直径为D，不计球与球架之间摩擦，重力加速度为g．则每只篮球对一侧球架的压力大小为（　　）A．mgB．C．D．　6．如图，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止．以f和N分别表示地面对劈的摩擦力及支持力，则下列正确的是（　　）A．f=0，N=Mg+mgB．f向左，N＜Mg+mgC．f向右，N＜Mg+mgD．f向左，N=Mg+mg　-31-\n7．如图所示，两相同小球a、b用轻弹簧A、B连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力F作用在a上并缓慢拉a，当B与竖直方向夹角为60°时，A、B伸长量刚好相同．若A、B的劲度系数分别为k1、k2，则以下判断正确的是（　　）A．B．C．撤去F的瞬间，a球的加速度为零D．撤去F的瞬间，b球处于失重状态　8．如图所示，质量均为m的物体A和物体B，用跨过光滑定滑轮的轻质细绳相连，A置于倾角θ=30°的固定斜面上，处于静止状态．现用水平力F作用在物体B上，缓慢的拉开一小角度，物体A一直保持静止，此过程中A所受的摩擦力（　　）A．逐渐增大B．逐渐减小C．先减少后增大D．先增大后减少　9．一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（　　）A．v0﹣v2B．v0+v2C．v0﹣v2D．v0+（v0﹣v2）　-31-\n10．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球又叠放在一起，从高度为h处自由落下，且远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向．已知m2=3m1，则小球m1反弹后能达到的高度为（　　）A．hB．2hC．3hD．4h　　二、多选题：共4小题，全部选对得6分，部分选对得3分，有错选或不选的得0分，满分24分．11．如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态．若将固定点c向右移动少许，而a与斜劈始终静止，则（　　）A．细线对物体a的拉力增大B．斜劈对地面的压力减小C．斜劈对物体a的摩擦力减小D．地面对斜劈的摩擦力增大　12．（6分）用一根轻绳把一质量为0.5kg的小球悬挂在O点，用力F拉小球使悬线偏离竖直方向30°角保持不变，小球处于平衡状态，力F与竖直方向的夹角为θ，如图所示（g取10N/kg），则（　　）-31-\nA．若拉力F水平向右，则F最小，此时绳的拉力为NB．若使力F取最小值，此时绳的拉力为NC．若使力F顺时针转动，绳的拉力一定变大D．若使力F逆时针转动，拉力F最大为5N　13．运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计，则（　　）A．运动员的加速度为gtanθB．球拍对球的作用力C．运动员对球拍的作用力为MgcosθD．若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动　14．（6分）A、B两球在光滑水平轨道上同向动动，A球的动量是7kg•m/s，B球的动量是9kg•m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后B球的动量变为12kg•m/s，则两球质量mA、mB的关系可能是（　　）A．mB=2mAB．mB=3mAC．mB=4mAD．mB=5mA　　三、填空题：本题共2题，15每空3分，16每问3分，共24分．-31-\n15．（12分）（2022秋•赣州校级期中）如图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出．由图数据可求得：（1）该物体的加速度为　　　　　　m/s2，（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为　　　　　　cm，（3）打第2个计数点时该物体的速度为　　　　　　m/s．（4）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比　　　　　　（选填：偏大、偏小或不变）．　16．（12分）（2022秋•淮北校级期中）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图1所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．（1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中（如图2），请作出F﹣L图象．（2）由此图象可得出该弹簧的原长L0=　　　　　　cm，劲度系数k=　　　　　　N/m．（3）试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）．（4）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．优点在于：　　　　　　．缺点在于：　　　　　　．　-31-\n　四、计算题：本题共4题，满分52分．每题均要求写出必要的文字说明、物理公式和计算过程，有数字计算结果的还应写出数值和单位．只有结果没有过程的不能得分，过程不完整不能得满分．17．（12分）（2022•鞍山二模）公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离，当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相撞，通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m，设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．　18．（12分）（2022春•方城县期末）如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2，求运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ及木块M与水平杆间的动摩擦因数．　19．（12分）（2022•上饶二模）如图所示，倾角为30°的足够长光滑斜面下端与一足够长光滑水平面相接，连接处用一光滑小圆弧过渡，斜面上距水平面高度分别为h1=20m和h2=5m的两点上，各静置一小球A和B．某时刻由静止开始释放A球，经过一段时间t后，再由静止开始释放B球．g取10m/s2，求：（1）为了保证A、B两球不会在斜面上相碰，t最长不能超过多少？（2）若A球从斜面上h1高度处自由下滑的同时，B球受到恒定外力作用从C点以加速度aB由静止开始向右运动，则加速度aB满足什么条件时A球能追上B球？　-31-\n20．（16分）如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平面上的O点，此时弹簧处于原长．另一质量与B相同的滑块A从P点以初速度v0向B滑行，经过时间t时，与B相碰．碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动．滑块均可视为质点，与平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g．求：（1）碰后瞬间，A、B共同的速度大小；（2）若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止，求弹簧的最大压缩量；（3）整个过程中滑块B对滑块A做的功．　　2022-2022学年西北师大附中高三（上）月考物理试卷参考答案与试题解析　一、单选题：本题共10小题，每题5分，满分50分．1．一质点沿直线Ox方向做变速运动，它离开O点的距离随时间变化的关系为x=5+2t3（m），它的速度随时间t变化的关系为v=6t2（m/s）．该质点在t=0到t=2s间的平均速度和t=2s到t=3s间的平均速度大小分别为（　　）A．12m/s，39m/sB．8m/s，38m/sC．12m/s，19.5m/sD．8m/s，12m/s【考点】平均速度．【专题】直线运动规律专题．【分析】将t=0s、t=2s、t=3s代入距离随时间变化的关系式x=5+2t3（m），可求出三个时刻质点离O点的距离，求得位移，再求解平均速度．【解答】解：根据质点离开O点的距离随时间变化的关系为x=5+2t3（m）得当：t=0时，x0=5m；t=2s时，x2=21mt=3s时，x3=59m-31-\n则质点在t=0到t=2s时间内的位移△x1=x2﹣x1=16m，===8m/s则质点在t=2s到t=3s时间内的位移△x3=x3﹣x2=38m，===38m/s故选：B．【点评】本题中物体的运动不是匀变速运动，根据平均速度的定义公式列式求解即可．　2．一汽车从静止开始做匀加速直线运动，然后刹车做匀减速直线运动，直到停止．下列速度v和位移x的关系图象中，能描述该过程的是（　　）A．B．C．D．【考点】匀变速直线运动的图像；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】运动学中的图像专题．【分析】根据匀变速直线运动位移速度公式列式分析即可求解．【解答】解：物体做初速度为零的匀加速直线运动，设加速度为a1，则v2=2a1xv=，所以图象是单调递增凸函数，刹车后做匀减速直线运动，可以反过来看成初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为a2，则v2=2a2x解得：v=，则图象是单调递增的凸函数，再反过来即为单调递减的凸函数，故A正确．故选：A．-31-\n【点评】本题主要考查了匀变速直线运动位移速度公式的直接应用，知道车后做匀减速直线运动，可以反过来看成初速度为零的匀加速直线运动，难度适中．　3．如图所示，一个小球从地面竖直上抛．已知小球两次经过一个较低点A的时间间隔为TA，两次经过较高点B的时间间隔为TB，重力加速度为g，则A、B两点间的距离（　　）A．B．C．D．【考点】竖直上抛运动．【分析】因为是上抛运动可以利用对称来解，可以得到物体从顶点到a的时间为，顶点到B点的时间为，从顶点出发初速度为0，经过t时间到达某个点，位移公式为自由落体公式【解答】解：因为是上抛运动可以利用对称来解，可以得到物体从顶点到a的时间为，顶点到B点的时间为，从最高点到A点的高度为：h1=g，从最高点到B点的高度为h2=g，故高度差为：g，故选D【点评】竖直上抛上去和下来具有对称性，所需的时间是一样的，所以只要讨论下来就可以，在最高点速度是0，就是个初速度为0的匀加速运动　4．某同学利用如图所示的装置验证力的平行四边形定则．甲图中GE是橡皮条，轻质小圆环挂在橡皮条的下端；乙图中用两个互成角度的拉力F1、F2将小圆环拉至O点；丙图中用一个拉力F将小圆环仍拉至O点．下列说法正确的是（　　）-31-\nA．进行乙图中的操作时，拉力F1、F2的方向一定相互垂直B．乙、丙两图中，橡皮条必须沿竖直方向拉伸C．乙、丙两图中，必须将小圆环拉至相同的位置D．乙图操作完成后，可更换橡皮条，继续完成丙图所示的实验步骤【考点】验证力的平行四边形定则．【专题】实验题．【分析】本实验目的是探究共点力合成的规律，即研究合力与分力的关系，合力与分力效果相同，则乙、丙两步骤同一橡皮条必须沿同方向拉到相同位置．两个拉力的方向没有要求，只要两次效果相同即可．【解答】解：A、本实验探究共点力合成的规律，研究合力与分力的关系，而合力与分力效果相同，对两个拉力的方向没有要求．故A错误；B、橡皮条拉伸方向不一定要竖直，只要橡皮条两次拉到相同位置O点就行，故B错误；C、两次将小圆环拉至相同的位置，两个拉力与一个拉力效果相同，故C正确；D、不同的橡皮条，劲度系数不同，同一次实验不得更换橡皮条，故D错误．故选：C．【点评】本实验中，为了使合力与两个分力达到相同效果，橡皮筋不仅伸长量要相同，方向也要相同．　5．体育器材室里，篮球摆放在图示的水平球架上．已知球架的宽度为d，每只篮球的质量为m、直径为D，不计球与球架之间摩擦，重力加速度为g．则每只篮球对一侧球架的压力大小为（　　）-31-\nA．mgB．C．D．【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况，根据几何知识求出相关的角度，由平衡条件求解球架对篮球的支持力，即可得到篮球对球架的压力．【解答】解：以任意一只篮球为研究对象，分析受力情况，设球架对篮球的支持力N与竖直方向的夹角为α．由几何知识得：cosα==根据平衡条件得：2Ncosα=mg解得：N=则得篮球对球架的压力大小为：N′=N=．故选：C．【点评】本题关键要通过画出力图，正确运用几何知识求出N与竖直方向的夹角，再根据平衡条件进行求解．　6．如图，一质量为M的直角劈B放在水平面上，在劈的斜面上放一质量为m的物体A，用一沿斜面向上的力F作用于A上，使其沿斜面匀速上滑，在A上滑的过程中直角劈B相对地面始终静止．以f和N分别表示地面对劈的摩擦力及支持力，则下列正确的是（　　）-31-\nA．f=0，N=Mg+mgB．f向左，N＜Mg+mgC．f向右，N＜Mg+mgD．f向左，N=Mg+mg【考点】摩擦力的判断与计算；牛顿第二定律．【专题】摩擦力专题．【分析】物体A匀速上滑，受力平衡，而直角劈B始终处于静止状态，受力也平衡，将它们作为整体进行研究，分析受力情况，由平衡条件求解地面对劈的摩擦力f及支持力N．【解答】解：据题，物体A和直角劈B都处于平衡状态，将它们看成整体，现对整体进行受力情况：重力（M+m）g、力F、地面竖直向上的支持力N和摩擦力．由平衡条件得知，F有水平向右的分力，则地面对B的摩擦力f水平向左．且有：N+Fsinα=（M+m）g，则可知：N＜（M+m）g．所以f向左，N＜Mg+mg．故选：B【点评】本题解题技巧在于选择整体进行研究，应用整体法求解，比较简单，也可以采用隔离法进行处理．　7．如图所示，两相同小球a、b用轻弹簧A、B连接并悬挂在天花板上保持静止，水平力F作用在a上并缓慢拉a，当B与竖直方向夹角为60°时，A、B伸长量刚好相同．若A、B的劲度系数分别为k1、k2，则以下判断正确的是（　　）-31-\nA．B．C．撤去F的瞬间，a球的加速度为零D．撤去F的瞬间，b球处于失重状态【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】先对b球受力分析，根据平衡条件求解弹簧A的拉力；再对a、b球整体受力分析，根据平衡条件求解弹簧B的拉力；最后根据胡克定律判断两个弹簧的劲度系数之比．【解答】解：A、B、先对b球受力分析，受重力和拉力，根据平衡条件，有：F1=mg再对a、b球整体受力分析，受重力、拉力和弹簧的拉力，如图所示：根据平衡条件，有：F2==4mg根据胡克定律，有：F1=k1xF2=k2x故，故A错误，B正确；-31-\nC、球a受重力、拉力和两个弹簧的拉力，撤去拉力F瞬间，其余3个力不变，故加速度一定不为零，故C错误；D、球b受重力和拉力，撤去F的瞬间，重力和弹力都不变，故加速度仍然为零，处于平衡状态，故D错误；故选：B．【点评】整体法和隔离法的使用技巧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．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．　8．如图所示，质量均为m的物体A和物体B，用跨过光滑定滑轮的轻质细绳相连，A置于倾角θ=30°的固定斜面上，处于静止状态．现用水平力F作用在物体B上，缓慢的拉开一小角度，物体A一直保持静止，此过程中A所受的摩擦力（　　）A．逐渐增大B．逐渐减小C．先减少后增大D．先增大后减少【考点】摩擦力的判断与计算．【专题】摩擦力专题．【分析】原来装置处于静止状态，受力平衡，B所受的重力与细绳的拉力相等，以A为研究对象，分析受力是否变化．当用水平向右的力F缓慢拉物体A时，A受力动态平衡，以整体为研究对象，分析受力情况，判断摩擦力变化情况．【解答】解：对A研究可知，原来细线的拉力大小等于B的重力，即T=mg＞mgsinθ，A原来所受的摩擦力沿斜面向下，当用水平向右的力F缓慢拉物体A，细线的竖直分力大小等于A的重力，所以细线所受拉力的大小一定增大，A所受的摩擦力增大，故选：A．【点评】本题涉及到三个物体的平衡问题，研究对象的选择是重点，可采用隔离法与整体法相结合的方法进行研究，简单方便．　-31-\n9．一枚火箭搭载着卫星以速率v0进入太空预定位置，由控制系统使箭体与卫星分离．已知前部分的卫星质量为m1，后部分的箭体质量为m2，分离后箭体以速率v2沿火箭原方向飞行，若忽略空气阻力及分离前后系统质量的变化，则分离后卫星的速率v1为（　　）A．v0﹣v2B．v0+v2C．v0﹣v2D．v0+（v0﹣v2）【考点】动量守恒定律．【专题】动量定理应用专题．【分析】火箭和卫星组成的系统在分离时水平方向上动量守恒，规定正方向，结合动量守恒定律求出分离后卫星的速率．【解答】解：火箭和卫星组成的系统在分离时水平方向上动量守恒，规定初速度的方向为正方向，有：（m1+m2）v0=m2v2+m1v1解得：．故D正确，A、B、C错误．故选：D．【点评】解决本题的关键知道火箭和卫星组成的系统在水平方向上动量守恒，运用动量守恒定律进行求解，知动量守恒定律的表达式为矢量式，注意速度的方向．　10．如图所示，两质量分别为m1和m2的弹性小球又叠放在一起，从高度为h处自由落下，且远大于两小球半径，所有的碰撞都是完全弹性碰撞，且都发生在竖直方向．已知m2=3m1，则小球m1反弹后能达到的高度为（　　）-31-\nA．hB．2hC．3hD．4h【考点】动量定理．【专题】动量定理应用专题．【分析】下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，但m2碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，而m1也会与m2碰撞，选m1与m2碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，能量守恒，列方程解得m2速度，之后m2做竖直上抛运动，由动能定理或运动学公式求解反弹高度【解答】解：下降过程为自由落体运动，触地时两球速度相同，v=，m2碰撞地之后，速度瞬间反向，大小相等，选m1与m2碰撞过程为研究过程，碰撞前后动量守恒，设碰后m1、m2速度大小分别为v1、v2，选向上方向为正方向，则：m2v﹣m1v=m1v1+m2v2由能量守恒定律得：（m1+m2）v2=+m2且，m2=3m1联立解得：反弹后高度为：H=故选D【点评】选准作用过程，应用动量守恒定律和能量守恒定律列方程解决，有一定难度　二、多选题：共4小题，全部选对得6分，部分选对得3分，有错选或不选的得0分，满分24分．-31-\n11．如图所示，倾角为α的粗糙斜劈放在粗糙水平面上，物体a放在斜面上，轻质细线一端固定在物体a上，另一端绕过光滑的滑轮固定在c点，滑轮2下悬挂物体b，系统处于静止状态．若将固定点c向右移动少许，而a与斜劈始终静止，则（　　）A．细线对物体a的拉力增大B．斜劈对地面的压力减小C．斜劈对物体a的摩擦力减小D．地面对斜劈的摩擦力增大【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】对滑轮和物体b受力分析，根据平衡条件求解细线的拉力变化情况；对物体a受力分析，判断物体a与斜面体间的静摩擦力的情况；对斜面体、物体a、物体b整体受力分析，根据平衡条件求解整体与地面间的静摩擦力和弹力的情况．【解答】解：A、对滑轮和物体b受力分析，受重力和两个拉力，如图所示：根据平衡条件，有：mbg=2Tcosθ解得：T=将固定点c向右移动少许，则θ增加，故拉力T增加，故A正确；B、D、对斜面体、物体a、物体b整体受力分析，受重力、支持力、细线的拉力和地面的静摩擦力，如图所示：-31-\n根据平衡条件，有：N=G总﹣Tcosθ=G总﹣，N与角度θ无关，恒定不变；根据牛顿第三定律，压力也不变；故B错误；f=Tsinθ=tanθ，将固定点c向右移动少许，则θ增加，故摩擦力增加；故D正确；C、对物体a受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，由于不知道拉力与重力的下滑分力的大小关系，故无法判断静摩擦力的方向，故不能判断静摩擦力的变化情况，故C错误；故选：AD．【点评】整体法和隔离法的使用技巧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．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．　12．（6分）用一根轻绳把一质量为0.5kg的小球悬挂在O点，用力F拉小球使悬线偏离竖直方向30°角保持不变，小球处于平衡状态，力F与竖直方向的夹角为θ，如图所示（g取10N/kg），则（　　）A．若拉力F水平向右，则F最小，此时绳的拉力为NB．若使力F取最小值，此时绳的拉力为NC．若使力F顺时针转动，绳的拉力一定变大D．若使力F逆时针转动，拉力F最大为5N-31-\n【考点】共点力平衡的条件及其应用．【分析】该题考察了物体在三个共点力的作用下平衡的问题，由题意可知，绳子的拉力T和F的合力与重力等大反向，画出力图，由几何关系可知当F与T垂直时，F具有最小值，从而得出结论．【解答】解：对小球受力分析，小球受到重力G、绳子的拉力T和拉力F三个力作用处于平衡状态，由平衡条件可得F与T的合力跟G等值反向，通过几何关系可得要使F最小，F应与绳垂直，如图示，得：θ=60°，此时拉力F的最小值：Fmin=mgsin30°=0.5×10×0.5=2.5N绳子的拉力：T=．故A错误，B正确；C、由图可知，此时拉力与绳子之间的夹角大于90°，若使力F顺时针转动，绳的拉力一定变大．故C正确；D、若使力F逆时针转动，拉力F最大等于物体的重力，为5N．故D正确．故选：BCD【点评】该题考查了三力平衡问题，所用方法是力的分解，力的分解即为力的合成的逆运算，解决问题时注意以下三条：1．力的分解不是唯一的，一般按照力的作用效果分解或按照解题的实际需要分解．2．合力可能大于分力，也可能等于分力，还可能小于分力3．力的分解有确定解的情况：a．已知合力（包括大小和方向）及两分力的方向，求两分力的大小b．已知合力及两分力的大小，求两分力的方向c．已知合力及一个分力的大小和方向，求另一分力的大小和方向-31-\nd．已知合力、一个分力的大小及另一分力的方向求另一分力的大小﹣﹣可能一解、两解或无解．　13．运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间的夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦及空气阻力不计，则（　　）A．运动员的加速度为gtanθB．球拍对球的作用力C．运动员对球拍的作用力为MgcosθD．若加速度大于gsinθ，球一定沿球拍向上运动【考点】共点力平衡的条件及其应用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】由题，不计摩擦力，分析网球的受力情况，作出力图，根据牛顿第二定律求解加速度和球拍对球的作用力；分析网球竖直方向的受力情况，判断球能否向上运动．【解答】解：A、B、C对网球：受到重力mg和球拍的支持力N，作出力图如图，根据牛顿第二定律得：Nsinθ=maNcosθ=mg解得，a=gtanθ，N=，故A正确、B正确；以球拍和球整体为研究对象，如图2，根据牛顿第二定律得：运动员对球拍的作用力为F=，故C错误．D、当a＞gtanθ时，网球将向上运动，由于gsinθ与gtanθ的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动．故D错误．故选：AB．-31-\n【点评】本题是两个作用下产生加速度的问题，分析受力情况是解答的关键，运用正交分解，根据牛顿第二定律求解．　14．（6分）A、B两球在光滑水平轨道上同向动动，A球的动量是7kg•m/s，B球的动量是9kg•m/s，当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞后B球的动量变为12kg•m/s，则两球质量mA、mB的关系可能是（　　）A．mB=2mAB．mB=3mAC．mB=4mAD．mB=5mA【考点】动量守恒定律．【分析】碰撞过程遵守动量，总动能不增加，根据这两个规律，得到A、B两球的质量关系．【解答】解：以A的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：PA+PB=PA′+PB′，PB′=12kg•m/s，解得，PA′=4kg•m/s，碰撞过程系统的总动能不增加，则有+≤+，-31-\n解得：≤，由题意可知：当A球追上B球时发生碰撞，则碰撞前A的速度大于B的速度，则有：＞，解得：＜=，碰撞后A的速度不大于B的速度，则有≤，≥=，综上得：≤≤．故AB正确．故选：AB．【点评】对于碰撞过程，往往根据三大规律，分析两个质量的范围：1、动量守恒；2、总动能不增加；3、碰撞后两物体同向运动时，后面物体的速度不大于前面物体的速度．　三、填空题：本题共2题，15每空3分，16每问3分，共24分．15．（12分）（2022秋•赣州校级期中）如图为接在50Hz低压交流电源上的打点计时器，在纸带做匀加速直线运动时打出的一条纸带，图中所示的是每打5个点所取的记数点，但第3个记数点没有画出．由图数据可求得：（1）该物体的加速度为　0.74　m/s2，（2）第3个记数点与第2个记数点的距离约为　4.36　cm，（3）打第2个计数点时该物体的速度为　0.399　m/s．（4）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，而做实验的同学并不知道，那么加速度的测量值与实际值相比　偏小　（选填：偏大、偏小或不变）．【考点】测定匀变速直线运动的加速度．【专题】实验题；直线运动规律专题．-31-\n【分析】物体做的是匀变速直线运动，（1）求解加速度时首先想到的应该是逐差法，但是只有两组数据，所以要找两组数据之间的关系，推论xm﹣xn=（m﹣n）at2可提供这两组数据与加速度的关系，应用这个推论即可．（2）第2、3两点间的距离对应的应该为x2，要想得到x2必须找他和已知量的关系，x2﹣x1=at2提供了这个关系．（3）为了让结果更精确，我们需要用上这两组数据，而这两组数据只能求他们自己这段位移中的平均速度，v3需要找它与这两个平均速度的关系：而v3对应的时刻为这两个速度所对应的时间的中间时刻．【解答】解：（1）设1、2间的位移为x1，2、3间的位移为x2，3、4间的位移为x3，4、5间的位移为x4；因为周期为T=0.02s，且每打5个点取一个记数点，所以每两个点之间的时间间隔T=0.1s；由匀变速直线运动的推论xm﹣xn=（m﹣n）at2得：x4﹣x1=3at2代入数据得：（5.84﹣3.62）×10﹣2=3a×0.12解得：a=0.74m/s2．（2）第3个记数点与第2个记数点的距离即为x2，由匀变速直线运动的推论：x2﹣x1=at2得：x2=x1+at2代入数据得：x2=3.62×10﹣2+0.74×0.12=0.0436m即为：4.36cm．（3）打第2个点时的瞬时速度等于打1、3之间的平均速度，因此有：v2==0.399m/s（4）如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz，则周期变小，计数点之间的时间间隔变小，即实际的时间间隔小于0.1s，但是该同学不知道仍以0.1s计算，根据x4﹣x1=3at2，知测量值比实际值偏小．故答案为：（1）0.74；（2）4.36；（3）0.399；（4）偏小．【点评】对于纸带的问题，我们要熟悉匀变速直线运动的特点和一些规律，提高应用基本规律解答实验问题的能力．　-31-\n16．（12分）（2022秋•淮北校级期中）在“探究弹力和弹簧伸长量的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图1所示．所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力．实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度．（1）有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中（如图2），请作出F﹣L图象．（2）由此图象可得出该弹簧的原长L0=　5　cm，劲度系数k=　0　N/m．（3）试根据以上该同学的实验情况，请你帮助他设计一个记录实验数据的表格（不必填写其实验测得的具体数据）．（4）该同学实验时，把弹簧水平放置与弹簧悬挂放置相比较．优点在于：　避免弹簧自身所受重力对实验的影响　．缺点在于：　弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差　．【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．【专题】实验题；学科综合题；定量思想；推理法；弹力的存在及方向的判定专题．【分析】实验中需要测量多组弹力的大小和弹簧的长度，根据要求设计出表格．作出F﹣L的关系图线．当弹簧弹力为零时，弹簧处于原长，结合图线得出弹簧的原长，根据图线的斜率求出劲度系数的大小．误差分析．【解答】解：（1）用平滑的曲线将各点连接起来，如图所示：（2）弹簧的原长L0即为弹力为零时弹簧的长度，由图象可知，L0=5×10﹣2m=5cm．劲度系数为图象直线部分的斜率，k=20N/m．（3）记录数据的表格如下表：次数123456弹力F/N弹簧的长度L/×10﹣2m（4）优点是：避免弹簧自身所受重力对实验的影响；-31-\n缺点是：弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差．故答案为：（1）如图；（2）5，20；（3）见解析；（4）避免弹簧自身所受重力对实验的影响；弹簧与桌面及绳子与滑轮间存在的摩擦造成实验的误差【点评】本题考查了学生设计的能力和作图的能力，知道F﹣L图线的斜率表示劲度系数．注意掌握分析误差的形成原因．　四、计算题：本题共4题，满分52分．每题均要求写出必要的文字说明、物理公式和计算过程，有数字计算结果的还应写出数值和单位．只有结果没有过程的不能得分，过程不完整不能得满分．17．（12分）（2022•鞍山二模）公路上行驶的两汽车之间应保持一定的安全距离，当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相撞，通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s，当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m，设雨天时汽车轮胎与沥青路面间的动摩擦因数为晴天时的，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度．【考点】牛顿运动定律的综合应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】在反应时间内汽车做匀速直线运动，所以汽车间的安全距离等于匀速运动的位移和匀减速直线运动的位移之和．【解答】解：汽车初速度为：v0=108km/h=30m/s，在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离：s1=v0t=30×1m=30m，汽车在减速阶段的位移：s2=s0﹣s1=120﹣30=90m，设干燥路面的摩擦因数是μ0，汽车从刹车到停下，汽车运动的距离为s2：，得：，-31-\n，下雨时路面的摩擦因数：=0.2，在反应时间内，汽车做匀速运动，运动的距离：s3=vt，汽车从刹车到停下，汽车运动的距离为s4：，，又：s3+s4=120m，代入数据解得：v=20m/s．答：汽车在雨天安全行驶的最大速度是20m/s．【点评】解决本题的关键知道安全距离是反应时间内匀速运动的位移和匀减速运动的位移之和．匀减速运动的位移可以通过速度位移公式求解．　18．（12分）（2022春•方城县期末）如图所示，质量M=2kg的木块套在水平杆上，并用轻绳与质量m=kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2，求运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ及木块M与水平杆间的动摩擦因数．【考点】共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】以小球为研究对象，分析受力，作出力图，根据平衡条件求解轻绳与水平方向夹角θ；以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，由平衡条件和摩擦力公式求解木块与水平杆间的动摩擦因数μ．【解答】解：设细绳对B的拉力为T．以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：Fcos30°=Tcosθ①-31-\nFsin30+Tsinθ=mg②代入解得：T=10Ntanθ=，即θ=30°再以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．再平衡条件得：Fcos30°=fN+Fsin30°=（M+m）g又f=μN得到：μ=代入解得：μ=答：运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ为30°，木块M与水平杆间的动摩擦因数．【点评】本题涉及两个物体的平衡问题，研究对象的选择要灵活，此题采用隔离法与整体相结合的方法，也可以就采用隔离法研究．　19．（12分）（2022•上饶二模）如图所示，倾角为30°的足够长光滑斜面下端与一足够长光滑水平面相接，连接处用一光滑小圆弧过渡，斜面上距水平面高度分别为h1=20m和h2=5m的两点上，各静置一小球A和B．某时刻由静止开始释放A球，经过一段时间t后，再由静止开始释放B球．g取10m/s2，求：（1）为了保证A、B两球不会在斜面上相碰，t最长不能超过多少？-31-\n（2）若A球从斜面上h1高度处自由下滑的同时，B球受到恒定外力作用从C点以加速度aB由静止开始向右运动，则加速度aB满足什么条件时A球能追上B球？【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】由牛顿第二定律求出物体在斜面上的加速度，利用运动学公式求出在斜面上的时间，为了保证A、B两球不会在斜面上相碰，则满足：t=t1﹣t2；若A球能追上B球，则二者位移应该相等，求出加速度【解答】解：（1）两球在斜面上下滑的加速度相同，设加速度为a，根据牛顿第二定律有：mgsin30°=ma解得：a=gsin30°=5m/s2设A、B两球下滑到斜面底端所用时间分别为t1和t2，则：解得：t1=4s，t2=2s为了保证A、B两球不会在斜面上相碰，t最长不超过△t=t1﹣t2=2s（2）设A球在水平面上再经t0追上B球，则：A球要追上B球，方程必须有解，△≥0可解得a≤2.5m/s2答：（1）为了保证A、B两球不会在斜面上相碰，t最长不能超过2s；（2）若A球从斜面上h1高度处自由下滑的同时，B球受到恒定外力作用从C点以加速度aB由静止开始向右运动，则加速度aB满足a≤2.5m/s2时A球能追上B球；【点评】本题考查追击问题，关键是利用牛顿第二定律，结合运动学公式正确列式求解，难度适中．　20．（16分）如图所示，轻弹簧的一端固定，另一端与滑块B相连，B静止在水平面上的O点，此时弹簧处于原长．另一质量与B相同的滑块A从P点以初速度v0-31-\n向B滑行，经过时间t时，与B相碰．碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动．滑块均可视为质点，与平面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g．求：（1）碰后瞬间，A、B共同的速度大小；（2）若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止，求弹簧的最大压缩量；（3）整个过程中滑块B对滑块A做的功．【考点】动量守恒定律．【分析】（1）根据动能定理求出A与B碰撞之前的瞬时速度大小，然后根据碰撞前后动量守恒即可求出碰后瞬间，A、B共同的速度大小．（2）A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并静止，在整个过程中应用能量守恒定律可以求出压缩量；（3）对滑块A由动能定理可以求出功．【解答】解：（1）设A、B质量均为m，A刚接触B时的速度为v1，碰后瞬间共同的速度为v2，从P到O过程，由动量定理得：﹣μmgt=mv1﹣mv0以A、B为研究对象，碰撞瞬间系统动量守恒，乙向左为正方向，由动量守恒定律得：mv1=2mv2，解得：v2=（v0﹣μgt）；（2）碰后A、B由O点向左运动，又返回到O点，设弹簧的最大压缩量为x，由能量守恒定律得：μ（2mg）2x=（2m）v，解得：x=（v0﹣μgt）2（3）对滑块A，由动能定理得：W=mv22﹣mv12=﹣m（v0﹣μgt）2；答：（1）碰后瞬间，A、B共同的速度大小为（v0﹣μgt）；（2）若A、B压缩弹簧后恰能返回到O点并停止，求弹簧的最大压缩量为（v0﹣μgt）2；（3）整个过程中滑块B对滑块A做的功为﹣m（v0﹣μgt）2．【点评】本题结合弹簧问题考查了动量守恒和功能关系的应用，分析清楚物体运动过程是解题的关键，应用动能定理与动量守恒定律、能量守恒定律可以解题．　-31-\n-31-