安徽省桐城中学2022届高三物理上学期第三次月考试题

安徽省桐城中学2022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μ=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，则悬挂物体的重量不应超过（　　）A.10NB.15NC.10ND.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-16-\n4.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μ1=0.2；一质量为=3kg的小铅块A放在B的中点，A、B之间动摩擦因数为μ2=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πB.该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于πC.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θ．质量为m的光滑球B放在三棱柱和光滑竖直墙之间．A、B-16-\n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（）-16-\nA.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=5cm，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点的速度为___________m/s.(g取9.8m/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M-16-\n，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.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、O2两点之间的高度差.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，球却不会掉落地上.-16-\n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：⑴健身者在C处所需施加的力比在A处大多少？⑵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夹角，请作出的关系图象.15.（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μ=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ω1=20rad/s，旅行包落地点距B端的水平距离为多少？ABhL(3)设皮带轮顺时针匀速转动，若皮带轮的角速度为ω，旅行包落地点距B端的水平距离为多少？（结果可以用ω表示）-16-\n16.（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μ=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.A2.A3.C4.C5.B6.C7.BC8.BC9.BD10.BCD11.(1)ACD(2)1.6(3)2.512.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（3分）（3分）对A球有：x=h1（2分）故点O1、O2之间的高度差：（2分）ABCDOmgFN14.(5+5=10分)/N012344123⑴设球运动的线速度为，半径为R-16-\n则在A处时①在C处时②由①②式得△F=F’-F=2mg=2N。⑵在A处时健身者需施加的力为，球在匀速圆周运动的向心力F向=F+mg，在B处不受摩擦力作用，受力分析如图则作出的的关系图象如图。15.(3+3+6=12分)解:(1)旅行包做匀减速运动a=μg=6m/s2旅行包到达B端速度为包的落地点距B端的水平距离为2)当ω1=20rad/s时，皮带速度为v1=ω1R=4m/s所以旅行包到达B端的速度也为v1=4m/s包的落地点距B端的水平距离为S=v1t=1.2m(3)0<ω≤10rad/sS1=0.06m10rad/s<ω≤70rad/sS2=0.06ωω﹥70rad/sS3=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=72N；（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：-16-\na1=μg=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==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=4.5m＜5m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，受到的滑动摩擦力大小为f=μmg=0.2×1×10N=2N，方向向左，为负值．当物体的速度减到零时，物体所受的最大静摩擦力为fm=μmg=2N＞1N，则F＜fm-16-\n，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=10N≈17.32N＞15N，绳子断了，不满足条件；当FBC=15N时，FAC=5N＜10N，绳子没有断，满足条件；故重力的最大值为Gmax==10N，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.【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；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；-16-\nC.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。6.【分析】-16-\n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-16-\n的作用（如图所示），而处于平衡状态，根据平衡条件有：NBcosθ=mgNBsinθ=F′解得：F′=mgtanθ，所以f=F′=mgtanθ   ①加推力F，相当于物体B的重力mg变大，再由①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；故选BC。9.【分析】-16-\n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BCD．11.解：根据胡克定律F与l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：-16-\nk=2N/cm=200N/m由k（h-l0）=20N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）0.16；（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-16-\n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；-16-