高三物理第一次周测试卷 2019.9.20

高三物理第一次周测试卷
一、单选题(共8小题,每小题4.0分,共32分)
1.如图所示，物体A靠在竖直墙面上，在水平力F作用下，A、B保持静止，则物体A的受
力的个数为( )
A． 6 B． 5 C． 4 D． 3
2.某压榨机的结构示意图如图所示，其中B为固定铰链，若在A铰链处作用一垂直于墙壁
的力F，则由于力F的作用，使滑块C压紧物体D，设C与D光滑接触，杆的重力及滑块
C的重力不计，图中a＝0.5 m，b＝0.05 m，则物体D所受压力的大小与力F的比值为
A． 4 B． 5
C． 10 D． 1
3.如图所示，小球C用细绳系住，绳的另一端固定于O点．现用水平力F缓慢推动斜面体，
小球在斜面上无摩擦地滑动，细绳始终处于绷紧状态，当小球上升到接近斜面顶
端时细绳接近水平，此过程中斜面对小球的支持力F N以及绳对小球的拉力F T的变
化情况是
A．F N保持不变，F T不断增大
B．F N不断增大，F T不断减小
C．F N保持不变，F T先增大后减小
D．F N不断增大，F T先减小后增大
4.如图所示，绳与杆均不计重力，承受力的最大值一定．A端用绞链固定，滑轮O在A点正上方(滑轮大
小及摩擦均可忽略)，B端吊一重物P，现施加拉力F T将B缓慢上拉(均未断)，在杆达到竖直前( )
A．绳子越来越容易断
B．绳子越来越不容易断
C．杆越来越容易断
D．杆越来越不容易断
5.如图所示，三根长度均为L、无弹性的轻绳分别接于C、D两结点，A、B两端被悬挂在水平天花板上，
相距2L.现在结点C悬挂一个质量为3m的重物，CD绳保持水平、且整个系统处于静止状态，应在结点D
施加力的最小值为( )
A．mg B．mg
C．mg D．mg
6.有一直角V形槽，固定放在水平面上，槽的两侧壁与水平面夹角均为45°，如下图所示，有一质量为
m的正方体均匀木块放在槽内，木块与槽两侧面间的动摩擦因数分别为μ
和μ2(μ1>μ
))．现用水平力推木块使之沿槽运动，则木块受到的摩擦力为( )
2
A．(μ1＋μ2)mg B．(μ1＋μ2)mg C．mg D．μ2mg
7.如题所示，在倾角为30°的光滑斜面上端系有一劲度系数为200 N/m的轻质弹簧，弹簧下端连一个质
量为2 kg的小球，球被一垂直于斜面的挡板A挡住，此时弹簧没有形变．若挡板A以4 m/s2的加速度
沿斜面向下做匀加速运动，取g＝10 m/s2，则( )
A．小球从一开始就与挡板分离
B．小球速度最大时与挡板分离
C．小球向下运动0.01 m时与挡板分离
D．小球向下运动0.02 m时速度最大
8.水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ(0＜μ＜1)．现对木箱施加一拉力F，使木箱
做匀速直线运动．设F的方向与水平地面的夹角为θ，如图所示，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，
木箱的速度保持不变，则( )
A．F先减小后增大 B．F一直增大
C．F一直减小 D．F先增大后减小
二、多选题(共4小题,每小题4.0分,共16分)
9.(多选)若在某次军事演习中，某空降兵从悬停在高空中的直升机上跳下，从跳离飞机到落地的过程中
沿竖直方向运动的v－t图象如图所示，则下列说法正确的是( )
A．0－10 s内空降兵运动的加速度越来越大
B．0－10 s内空降兵和降落伞整体所受重力大于空气阻力
C．10－15 s内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越小
D．10－15 s内空降兵加速度越来越大
10.(多选)质量m＝2 kg、初速度v0＝8 m/s的物体沿着粗糙的水平面向右运动，物体与地面之间的动摩
擦因数μ＝0.1，同时物体还要受一个如图所示的随时间变化的水平拉力F的作用，水平向右为拉力的
正方向．则以下结论正确的是(取g＝10 m/s2)( )
A．0～1 s内，物体的加速度大小为2 m/s2
B．1～2 s内，物体的加速度大小为2 m/s2
C．0～1 s内，物体的位移为7 m
D．0～2 s内，物体的总位移为11 m
11.(多选)如图所示，完全相同的磁铁A、B分别位于铁质车厢的竖直面和水平面上，A、B与车厢间的动
摩擦因数均为μ，小车静止时，A恰好不下滑，现使小车加速运动，为保证A、B无滑动，
则( )
A．速度可能向左，加速度可小于μg
B．加速度一定向右，不能超过(1＋μ)g
C．加速度一定向左，不能超过μg
D．加速度一定向左，不能超过(1＋μ)g
12.(多选)如图所示，两个倾角相同的滑竿上分别套有A、B两个质量均为m
圆环，两个圆环上分别用细线悬吊两个质量均为M的物体C、D，当它们都沿滑竿向下滑动并保持相对静止时，A的悬线与杆垂直，B的悬线竖直向下．下列结论正确的是( )
A．A环受滑竿的作用力大小为(m＋M)g cosθ
B．B环受到的摩擦力F f＝mg sinθ
C．C球的加速度a＝g sinθ
D．D受悬线的拉力F T＝Mg
13.某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”的实验，实验时，先把弹簧平放在桌面上，用直尺测出弹簧的原长L0＝4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码记下对应的弹簧长度L，数据记录如下表所示：
(1)根据表中数据在图中作出F－L图线；
(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k＝________N/m；
(3)图线与L轴的交点坐标大于L0的原因是__________________________________________.
14.如图甲所示某同学设计了用光电门传感器“探究小车
的加速度a与小车所受拉力F及质量M关系”的实验．
(1)如图甲所示，在小车上固定宽度为L的挡光片，将两
个光电门传感器固定在相距为d的轨道上，释放小车，传
感器记录下小车经过光电门的时间Δt1、Δt2，可以测得
小车的加速度a＝________(用题中的符号L、D，Δt1、Δt2表示)．
(2)在该实验中必须采用________法(填物理方法)，应保持________不变，通过改变钩码的个数来改变小车所受的拉力大小，研究加速度a随拉力F变化的规律．
(3)甲同学由于实验时没有注意始终满足M≫m的条件(m为钩码的质量)，结果得到的图象应是下图中的________．
A. B. C. D.
(4)乙、丙两名同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图乙所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？
________________________________________________________________________
四、计算题(共4小题，共38分)
15.如图所示，物体A重100 N，物体B重20 N，A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N，整个系统处
于静止状态，这时A受到的静摩擦力是多少？如果逐渐加大B的重力，而仍保持系统静止，则B物体重
力的最大值是多少？
16.如图所示，在倾角θ＝37°的足够长的固定的斜面底端有一质量m＝1.0 kg的物体．物体与斜面间
动摩擦因数μ＝0.25，现用轻细绳拉物体由静止沿斜面向上运动．拉力F＝10 N，方
向平行斜面向上．经时间t＝4.0 s绳子突然断了，求：
(1)绳断时物体的速度大小．
(2)从绳子断了开始到物体再返回到斜面底端的运动时间．(已知sin 37°＝0.60，cos 37°＝0.80，取
g＝10 m/s2)
17.某企业的生产车间在楼上，为了将工件方便快捷地运送到地面，专门安装了传送带设备，如图所示．已知传送带与水平面的夹角θ＝37°，正常的运行速度是v＝10 m/s.现在传送带的A端轻轻放上一个小物体(可视为质点)，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，A，B间距离s＝16 m．试分析计算：(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，取g＝10 m/s2)
(1)如果传送带停止运行，小物体从A端运动到B端的时间；
(2)如果传送带沿顺时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间；
(3)如果传送带沿逆时针方向正常转动，小物体从A端运动到B端的时间．
18.如图甲所示，质量为M＝4 kg足够长的木板静止在光滑的水平面上，在木板的中点放一个质量m＝4 kg大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的动摩擦因数为μ＝0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．两物块开始均静止，从t＝0时刻起铁块m受到水平向右、大小如图乙所示的拉力F的作用，F共作用时间为6 s，(取g＝10 m/s2)求：
(1)铁块和木板在前2 s的加速度大小分别为多少？
(2)铁块和木板相对静止前，运动的位移大小各为多少？
(3)力F作用的最后2 s内，铁块和木板的位移大小分别是多少？
高三物理第一次周测试卷
答案解析
1.【答案】B
【解析】先对AB整体受力分析，由平衡条件知：整体水平方向受向里的压力；故墙面对A有大小为F 的弹力，整体有向下运动的趋势，故A受向上的摩擦力；
隔离A物体，必受重力、墙壁对A的弹力和摩擦力；同时AB间也有相对运动的趋势；故A还受B对A 的弹力和摩擦力作用；故A共受5个力．
2.【答案】B
【解析】设力F与杆的夹角为θ，将力F按作用效果沿AB和AC两个方向进行分解，作出力的分解图如图甲所示．则有：
2F1cosθ＝F
则得F1＝F2＝
再将F2按作用效果分解为F N和F N′，作出力的分解图如图乙所示．
则有：
F N＝F2sinθ
联立得到：F N＝
根据几何知识得可知tanθ＝＝10
得到：F N＝5F
故选B.
3.【答案】D
【解析】据题意，当斜面体向左缓慢运动时，小球将逐渐上升，此过程对小球受力分析，受到重力G、支持力F N和拉力F T，据上图，在此过程中OC绳以O点为圆心逆时针转动，在力的平行四边形定则中力F T的对应边先减小后增大，而F N的对应边一直变大，而力的大小变化与对应边长度变化一致，则D选项正确．
4.【答案】B
【解析】以B点为研究对象，它受三个力的作用而处于动态平衡状态，其中一个是轻杆的弹力F N，一个是绳子斜向上的拉力F T，一个是绳子竖直向下的拉力，大小等于物体的重力mg，根据相似三角形法，可得＝＝，由于OA和AB不变，OB逐渐减小，因此轻杆上的弹力大小不变，而绳子上的拉力越来越小，选项B正确，其余选项均错误．
5.【答案】C
【解析】由图可知，要想CD水平，则AC与水平方向的夹角为60°；结点C受力平衡，则受力分析如图所示，结点C受到沿AC拉力在水平方向上的分力等于水平向右的拉力F T，
即：F T＝FAC cos 60°＝FAC，
结点C受到沿AC拉力在竖直方向上的分力等于物体的重力，即：3mg＝FAC sin 60°＝FAC，
F T＝·3mg；
结点D受力平衡，当拉力F的方向与BD垂直时，力臂最长、最省力，如图所示，
最小拉力F＝F′＝F T′cos 30°＝F T cos 30°＝·3mg×＝mg.
6.【答案】A
【解析】物块对槽两边的压力均为F N＝mg cos 45°，所以用水平力推木块使之沿槽运动，则木块受到的摩擦力为F f＝μ1F N＋μ2F N＝(μ1＋μ2)mg，选项A正确．
7.【答案】C
【解析】设球与挡板分离时位移为x，经历的时间为t，从开始运动到分离的过程中，m受竖直向下的重力，垂直斜面向上的支持力F N，沿斜面向上的挡板支持力F1和弹簧弹力F.根据牛顿第二定律有：mg sin 30°－kx－F1＝ma，保持a不变，随着x的增大，F1减小，当m与挡板分离时，F1减小到零，则有：mg sin 30°－kx＝ma，解得：x＝＝0.01 m，即小球向下运动0.01 m时与挡板分离，故
A错误，C正确；球和挡板分离前小球做匀加速运动；球和挡板分离后做加速度减小的加速运动，当加速度为零时，速度最大，此时物体所受合力为零．即：kx m＝mg sin 30°，解得x m＝＝0.05 m，由于开始时弹簧处于原长，所以速度最大时小球向下运动的路程为0.05 m，故B、D错误．
8.【答案】A
【解析】将拉力F沿水平方向和竖直方向正交分解，由平衡条件可得：F cosθ＝F f、F sinθ＋F N＝mg、F f ＝μF N，解得：F＝＝(其中tanα＝)，当θ由0逐渐增大到90°的过程中，sin (α＋θ)先增大后减小，所以拉力F先减小后增大，A正确．
9.【答案】BC
【解析】v－t图象中，图线上某点的切线的斜率表示该时刻的加速度，0－10 s内空降兵运动的加速度越来越小，A错误；0－10 s内空降兵和降落伞做加速运动，故整体所受重力大于空气阻力，B正确；
10 s～15 s速度向下、做加速度不断减小的减速直线运动，加速度向上，根据牛顿第二定律，有f－mg ＝ma，由于a不断减小，故f不断减小，C正确，D错误．
10.【答案】BD
【解析】
11.【答案】AD
【解析】小车静止时，A恰好不下滑，所以对A有：mg＝μF引，当小车加速运动时，为了保证A不下滑，有F N≥F引，则F N－F引＝ma，故加速时加速度一定向左，B错误．对B有μ(mg＋F引)＝ma m，解得a m ＝(1＋μ)g，故A、D正确，C错误．
12.【答案】ACD
【解析】对C受力分析，如图
由牛顿第二定律，得到：Mg sinθ＝Ma①；
细线拉力为F T＝Mg cosθ②
再对A环受力分析，如下图
根据牛顿定律，有mg sinθ－F f＝ma③
F N＝mg cosθ＋F T④
由①②③④解得：a＝g sinθF f＝0 F N＝(M＋m)g cosθ，故A、C正确；
对D球受力分析，受重力和拉力，合力与速度在一条直线上，故合力为零，物体做匀速运动，细线拉力
等于Mg；
再对B环受力分析，如图
受重力、拉力、支持力，由于做匀速运动，合力为零，故必有向后的摩擦力；
根据平衡条件，有(M＋m)g sinθ＝F f，F N＝(M＋m)g cosθ，故B错误，D正确．故选A、C、D.
13.【答案】(1)如图所示
(2)50
(3)弹簧自身重力的影响
【解析】(1)描点作图，如图所示：
(2)图象的斜率表示劲度系数，故有：k＝＝N/m＝50 N/m
(3)图线与L轴的交点坐标表示弹簧不挂钩码时的长度，其数值大于弹簧原长，因为弹簧自身重力的影响．
14.【答案】(1)a＝
(2)控制变量小车质量(3)D (4)小车的质量不同
【解析】(1)数字计时器记录通过光电门的时间，
小车经过光电门时的瞬间速度为v1＝与v2＝；
根据匀变速直线运动的速度位移公式v－v＝2ad，
解得：a＝.
(2)在本实验操作中，采用了“控制变量法”，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系．
(3)随着增大，小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于钩码的质量，若小车质量远小于钩码质量时，小车的加速度不可能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小，故A、B、C错误，D正确．(4)由图可知在拉力相同的情况下a乙＞a丙，根据M乙a乙＝M甲a甲，即a－F图象的斜率等于小车的质量，所以两人的实验中小车的质量不同．
15.【答案】20 N 30 N
【解析】以结点O为研究对象，建立直角坐标系．设倾斜绳的张力为F T.x轴上：
F TA＝F T cos 45°①
y轴上：F TB＝GB＝F T sin 45°②
①②联立，得F TA＝GB
代入其值得F TA＝20 N，以A为研究对象，受力分析，可得F fA＝F TA＝20 N，方向水平向右．当逐渐增大B的重力时，要使系统处于平衡状态，当A达到最大静摩擦力时，B物体的重力达到最大．由上述表达式可知：GB m＝30 N.
故A受到的静摩擦力为20 N，B物体的重力最大值为30 N.
16.【答案】(1)8.0 m/s (2)4.2 s
【解析】(1)物体向上运动过程中，受拉力F、斜面支持力F N、重力mg和摩擦力F f，如图所示，
设物体向上运动的加速度为a1，根据牛顿第二定律有：
F－mg sinθ－F f＝ma1
又F f＝μF N
F N＝mg cosθ
解得：a1＝2.0 m/s2
t＝4.0 s时物体的速度大小v1＝a1t＝8.0 m/s
(2)绳断时物体距斜面底端的位移为x1＝a1t2＝16 m，绳断后物体沿斜面向上做匀减速直线运动，设运动的加速度大小为a2，受力如图所示，
则根据牛顿第二定律有：
mg sinθ＋F f＝ma2
解得a2＝8.0 m/s2
物体匀减速运动的时间
t2＝＝1.0 s
物体匀减速运动的位移为x2＝v1t2＝4.0 m
此后物体沿斜面匀加速下滑，设物体下滑的加速度为a3，受力如图所示．
根据牛顿第二定律可得mg sinθ－F f′＝ma3，得a3＝4.0 m/s2
设物体由最高点下滑到斜面底端的时间为t3，根据运动学公式可得x1＋x2＝a3t，t3＝s≈3.2 s，所以物体返回斜面底端的时间为t′＝t2＋t3＝4.2 s.
17.【答案】(1)4 s (2)4 s (3)2 s
【解析】(1、2)对放在传送带上的小物体进行受力分析，
小物体沿传送带向下滑动时，无论传送带是静止还是沿顺时针方向正常转动，小物体的受力情况完全一样，都是在垂直传送带的方向受力平衡，受到沿传送带向上的滑动摩擦力，
根据牛顿第二定律，小物体沿传送带下滑的加速度为：
a1＝＝g(sinθ－μcosθ)＝10×(0.6－0.5×0.8) m/s2＝2 m/s2，
小物体从A端运动到B端做初速度为零的匀加速直线运动，设需要的时间为t，则
s＝a1t2，
t＝＝s＝4 s
(3)当传送带沿逆时针方向正常转动时，开始时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，
小物体下滑的加速度a2＝g(sinθ＋μcosθ)＝10 m/s2
小物体加速到与传送带运行速度相同需要的时间为
t1＝＝s＝1 s，
在这段时间内，小物体沿传送带下滑的距离为s1＝a2t＝×10×1 m＝5 m
由于μ＜tanθ，
此后，小物体沿传送带继续加速下滑时，它相对于传送带向下运动，
因此传送带对小物体的摩擦力方向改为沿传送带向上，
其加速度变为a1
小物体从该位置起运动到B端的位移为s－s1＝16 m－5 m＝11 m
小物体做初速度为v＝10 m/s、加速度为a1的匀加速直线运动，
由s－s1＝vt2＋a1t
代入数据，解得t2＝1 s (t2＝－11 s舍去)
所以，小物体从A端运动到B端的时间为t3＝t1＋t2＝2 s.
18.【答案】(1)3 m/s2 2 m/s2(2)20 m 16 m (3)19 m 19 m
【解析】(1)前2 s，由牛顿第二定律得
对铁块m: F－μmg＝ma1
解得a1＝3 m/s2
对木板M：μmg＝Ma2
解得a2＝2 m/s2
(2)2 s内，铁块的位移x1＝a1t2＝6 m
木块的位移x2＝a2t2＝4 m
2 s末，铁块的速度v1＝a1t＝6 m/s
木块的速度v2＝a2t＝4 m/s
2 s后，对铁块：F′－μmg＝ma1′
解得a1′＝1 m/s2
对木块：μmg＝Ma2′
解得a2′＝2 m/s2
设再经过t0时间两物体速度相同为v，则
v＝v1＋a1′t0＝v2＋a2′t0
解得t0＝2 s，v＝8 m/s
在t0内，铁块m的位移
x1′＝t0＝×2 m＝14 m
所以铁块和木板相对静止前铁块运动的位移为
x铁块＝x1＋x1′＝20 m
木板M的位移x2′＝t0＝×2 m＝12 m
所以铁块和木板相对静止前木板运动的位移为
x木板＝x2＋x2′＝16 m
(3)最后2 s，铁块和木板相对静止，一起以初速度v＝8 m/s 做匀加速直线运动，对铁块和木板整体：F＝(M＋m)a
解得a＝＝m/s2＝1.5 m/s2所以铁块和木板运动的位移均为
x3＝vΔt＋a(Δt)2＝19 m。