四川省绵阳南山中学2021届高三物理9月月考试题(含解析)

四川省绵阳南山中学2021届高三物理9月月考试题（含解析）
二、选择题:本题共8小题，每小题6分，共48分在每小题给出的四个选项中，第14～17题只有一项符合题目要求，第18～21题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
1.伽利略在对自由落体运动的研究过程中，开创了如下框所示的一套科学研究方法，其中方框2和4中的方法分别是( )
A. 提出假设，实验检验
B. 数学推理，实验检验
C. 实验检验，数学推理
D. 实验检验，合理外推
【答案】A
【解析】
试题分析：这是依据思维程序排序的问题，这一套科学研究方法，要符合逻辑顺序，即通过观察现象，提出假设，根据假设进行逻辑推理，然后对自己的逻辑推理进行实验验证，紧接着要对实验结论进行修正推广，选项A正确。

考点：此题考查了伽利略研究自由落体运动的实验和推理方法。

2.如图所示，一小球从A点由静止开始沿斜面向下做匀变速直线运动，若到达B点时速度为v，到达C点时速度为2v，则AB∶BC等于( )
A. 1∶1
B. 1∶2
C. 1∶3
D. 1∶4
【答案】C
【解析】
试题分析：根据匀变速直线运动的速度位移公式22
02
v v ax
＝
-知，
2
2
B
AB
v
x
a
=，
2
2
C
Ac
v
x
a
=，
所以x AB∶x AC=1：4，Z则x AB∶x BC=1：3．故C正确，A、B、D错误．
考点：匀变速直线运动的速度与位移的关系
3.如图为一个质点做直线运动的v­t图象，该质点在前4 s内向东运动，则该质点( )
A. 在8～10 s内始终向东运动
B. 在前8 s内的加速度大小不变，方向始终向西
C. 在前8 s内的合外力先减小后增大
D. 在4～12 s内的位移大小为24 m
【答案】B
【解析】
速度的正负表示运动的方向，0-4s内向东运动，则4-10s内向西运动，故A错误．在前8s内，图线的斜率不变，则加速度不变，斜率为正值，因为速度为负时向东运动，可知规定向西为正方向，则前8s内加速度方向始终向西，故B正确．前8s内加速度不变，根据牛顿第二定律知，物体所受的合力不变，故C错误．根据图线围成的面积知，4-12s内的位移为：x＝1
×4×6m＝12m，故D错误．故选B．
2
点睛：解决本题的关键知道速度时间图线的物理意义，知道图线的斜率表示加速度，速度的正负表示运动的方向，图线与时间轴围成的面积表示位移．
4.如图所示，一根不可伸长的轻绳穿过轻滑轮，两端系在高度相等的A、B两点，滑轮下挂一物体，不计绳和滑轮之间的摩擦．现让B缓慢向右移动，则下列说法正确的是( )
A. 随着B向右缓慢移动，绳子的张力减小
B. 随着B向右缓慢移动，绳子的张力不变
C. 随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB合力变小
D. 随着B向右缓慢移动，滑轮受绳AB的合力不变
【答案】D
【解析】
【详解】试题分析：两根绳子AB的合力始终与物体的重力等值反向，所以滑轮受AB绳的合力不变．当B向右缓慢移动时，AB之间的夹角变大，合力一定，等于物块的重力；则绳子的张力增大．故A、B、C错误，D正确．故选D.
考点：力的合成
【名师点睛】此题是关于力的合成问题；解决本题的关键抓住两边绳子的拉力是相等的，且两绳子的合力不变，通过夹角的变化判断绳子拉力的变化；此题难度不大，意在考查学生灵活分析问题解决问题的基本能力.
5.如图，一粗糙斜面固定在地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。

一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块N。

另一端与斜面上的物块M相连，系统处于静止状态。

现用水平向左的拉力缓慢拉动N，直至悬挂N的细绳与竖直方向成45°。

已知M始终保持静止，则在此过程中
A. 水平拉力的大小可能保持不变
B. M所受细绳的拉力大小一定一直增加
C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加
【答案】BD
【解析】
【详解】如图所示，以物块N为研究对象，它在水平向左拉力F作用下，缓慢向左移动直至细绳与竖直方向夹角为45°的过程中，水平拉力F逐渐增大，绳子拉力T逐渐增大；
对M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，则随着绳子拉力T的增加，则摩擦力f也逐渐增大；若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，则随着绳子拉力T的增加，摩擦力f可能先减小后增加。

故本题选BD。

6.一长轻质木板置于光滑水平地面上，木板上放质量均为1kg的AB两物块，A、B与木板之间的动摩擦因数分别为μ1＝0.3，μ2＝0.2，水平恒力F作用在A物块上，如图所示，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s2。

则
A. 若F＝1N，则A、B、木板都做匀加速运动
B. 若F＝1.5N，则A所受摩擦力大小为1.5N
C. 若F＝8N，则B的加速度为4.0m/s2
D. 无论力F多大，A与木板都不会发生相对滑动
【答案】AD
【解析】
【详解】A与木板间的最大静摩擦力为：
f A=μm A g=0.3×1×10N=3N
B与木板间的最大静摩擦力为：
f B=μm B g=0.2×1×10N=2N
A．若F＝1N＜fＢ＜f A，所以AB及木板保持相对静止，整体在F作用下向左匀加速运动，A符合题意；
B. 同理若F =1.5N 时，AB 及木板保持相对静止，整体在F =1.5N 作用下向左匀加速运动，根据牛顿第二定律得：
F -f =m A a ，
所以A 物块所受摩擦力
f ＜F =1.5N ，
故B 项与题意不相符；
CD. 当B 刚要相对于木板滑动时静摩擦力达到最大值，由牛顿第二定律得：
f B =m B a 0
又
f B =μm B g
得：
202m/s a
对整体，有
F 0=（m A +m B ）•a 0=2×2N=4N
即达到4N 后，B 将相对木板运动，此时B 受到的摩擦力f =2N ；
则对A 分析，A 受到的摩擦力也为2N ，所以A 的摩擦力小于最大静摩擦力，故A 和木板间不会发生相对运动，则可知，当拉力为8N 时，B 与纸板间的摩擦力即为滑动摩擦力为2N ，此后增大拉力，不会改变B 的受力，其加速度大小均为2m/s 2，无论力F 多大，A 和木带之间不会发生相对滑动，故C 项与题意不相符，D 项与题意相符。

7.如图所示，足够长的传送带与水平面夹角为θ，在传送带上某位置轻轻放置一小木块，小木块与传送带间动摩擦因素为μ，小木块速度随时间变化关系如图所示，若θ、g 、
v 0、t 0已知，则下列说法中正确的是
A. 传送带一定逆时针转动
B. 0
0tan cos v gt μθθ
=+
C. 传送带的速度等于v 0
D. 0t 后一段时间内滑块加速度为0
2sin v g t θ- 【答案】ACD 【解析】
试题分析：对滑块受力分析，开始时，受到重力、支持力、滑动摩擦力，处于加速阶段；当速度等于传送带速度时，如果重力的下滑分力小于或等于最大静摩擦力，则一起匀速下滑，否则，继续加速．
若传送带顺时针转动，当滑块下滑（sin cos mg mg θμθ>），将一直匀加速到底端；当滑块上滑（sin cos mg mg θμθ<），先匀加速运动，在速度相等后将匀速运动，两种均不符合运动图象；故传送带是逆时针转动，故A 正确；滑块在0～0t 内，滑动摩擦力向下做匀加速下滑，
1sin cos a g g θμθ=+，由图可知，010v a t =
，则
0tan cos v gt μθθ
=-，故B 错误；只有当滑块的速度等于传送带的速度时，滑块所受的摩擦力变成斜向上，故传送带的速度等于0v ，
故C 正确；等速后的加速度2sin cos a g g θμθ=-，代入μ值得0
20
2sin v a g t θ=-，故D 正确；
【点睛】本题的关键抓住：1、物体的速度与传送带的速度相等时物体会继续加速下滑，2、小木块两段的加速度不一样大．
8.如图(a)，物块和木板叠放在实验台上，物块用一不可伸长的细绳与固定在实验台上的力传感器相连，细绳水平，t ＝0时，木板开始受到水平外力F 的作用，在t =4s 时撤去外力细绳对物块的拉力随时间变化的关系如图(b)所示，木板的速度v 与时间t 的关系如图(c)。

木板与实验台之间的摩擦可以忽略。

重力加速度取10m/s 2由题给数据可以得出
A. 木板的质量为1kg
B. 物块与木板之间的动摩擦因数为0.2
C. 2s~4s 内，力F 的大小为0.4N
D. 0~2s 内，力F 的大小保持不变 【答案】AC 【解析】
【详解】A. 根据图象可知木块与木板之间的
滑动摩擦力为f =0.2N ，在4s 后撤去外力，此时木板在水平方向上只受到滑动摩擦力的作用，此时木板的加速度大小为
2220.40.2m m 0.2s s 54
a -=
=-
根据牛顿第二定律可得
f =ma 2，
解得木板的质量m =1kg ，故A 项与题意相符；
B. 由于物块的质量无法求出，物块与木板之间的动摩擦因数无法求解，故B 项与题意不相符；
C. 2s ～4s 内，木板的加速度
2210.4m m 0.2s
s 42a =
=- 根据牛顿第二定律可得
F -f =ma 1
解得
F =0.4N
故C 项与题意相符；
D. 0～2s 内，整体受力平衡，拉力F 的大小始终等于绳子的拉力，绳子的拉力增大，则力F 增大，故D 项与题意不相符。

三、非选择题:共174分。

第22～32题为必考题，每个试题考生都必须作答。

第33～38题为选考题，考生根据要求作答。

9.在“探究求合力的方法”的实验中
①需要将橡皮筋的一端固定在水平木板上，另一端系上两根细绳，实验中需要两个弹簧测力计分别钩住细绳，并互成角度地拉橡皮筋。

某同学认为此过程中必须注意以下几项:
A.两细绳必须等长
B.橡皮筋一定要与两绳夹角的角平分线在同一直线上
C.在使用弹簧测力计时要注意弹簧测力计与木板平面平行
D.两拉力间的夹角要成90度
其中正确的是______________(填相应的字母代号)
②本实验采用的科学方法是______________
A.理想实验法
B.等效替代法
C.控制变量法
D.建立物理模型法
③用M、N两个弹簧测力计通过细绳拉橡皮筋的结点，使其到达O点，此时α+β＝90︒然后保持M的示数不变，而使α角减小，为保持结点位置不变，下列方法可行的是_____________。

(填相应的字母代号)
A.减小N的示数同时减小β角
B.减小N的示数同时增大β角
C.增大N的示数同时增大β角
D.增大N的示数同时减小β角
【答案】 (1). C (2). B (3). A
【解析】
【详解】(1)[1]A. 该实验验证两个分力的效果和其合力的效果相同，与两根绳是否等长无关，故A项与题意不相符；
B. 两细线拉橡皮条时，只要确保拉到同一点即可，橡皮条不一定要在两细线的角平分线上，故B项与题意不相符；
C. 在使用弹簧测力计时要注意使弹簧测力计与木板平面平行，以及弹簧测力计不能接触水平木板，可以减小实验时的误差，故C项与题意相符；
D. 两拉力间的夹角不一定要成90︒，故D项与题意不相符。

(2)[2] 合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的等效替代法，故B项与题意相符，
ACD项与题意不相符。

(3)[3] 要保证结点不动，应保证合力不变，则由平行四边形定则可知，合力不变，M方向向合力方向靠拢
根据图象可知，则N的拉力应减小，同时应减小β角，故A项与题意相符，BCD项与题意不相符。

10.如图(a)，某同学设计了测量铁块与木板间动摩擦因数的实验。

所用器材有:铁架台、长木板、铁块、米尺，电磁打点计时器、频率50Hz的交流电源，纸带等某次实验时，调整木板与水平面的夹角使θ=30︒接通电源，开启打点计时器，释放铁块从静止开始沿木板滑下。

多次重复后选择点迹清晰的一条纸带，如图(b)所示图中的点为计数点(每两个相邻的计数点间还有4个点未画出).重力加速度为9.8m/s2，回答下列问题:
①纸带上先打的是的________端点(填左或右)
②铁块下滑的加速度大小a＝_______m/s2
③图中C 点对应的速度v C =____cm/s
④铁块与木板间的动摩擦因数μ＝_________(用木板与水平面的夹角θ、重力加速度g 和铁块下滑的加速度a 等字母表示)
⑤用该方法测量的动摩擦因素比实际的动摩擦因素_________(选填“偏大”或偏小”或“相等”)
【答案】 (1). 左 (2). 1.97 (3). 79.5 (4). sin cos g a
g θθ
- (5). 偏大
【解析】
【详解】(1)[1]由图(b)可知纸带上的点从左向右相邻两点间距增大，所以先打的是左端的； (2)[2] 每相邻两计数点间还有4个打点，说明相邻的计数点时间间隔为0.1s ，由匀变速直线运动规律可得：
222
(0.76390.3183)(0.31810.05)m m 1.97s s (30.1)
a ---=
=⨯
(3)[3]C 点的速度为：
2(20.90 5.00)10cm m
m 0.79579.5s s s 20.1
C v --⨯===⨯
(4)[4] 由牛顿第二定律可得：
mg sin θ-μmg cos θ=ma
解得：
sin cos g a
g θμθ
-=
(5)[5]由于纸带与打点计时器间存在摩擦阻力，即
mg sin θ-μmg cos θ-f =ma
解得：
sin cos cos g a f
g mg θμθθ
-=
-真
所以用该方法测量的动摩擦因素比实际的动摩擦因素偏大。

11.某高速公路同一直线车道上同向匀速行驶的轿车和货车的速度大小分别为v 1＝40 m/s 和
v 2＝25 m/s ，轿车在与货车距离s 0＝22 m 时才发现前方有货车，若此时轿车只是立即刹车，
则轿车要经过s ＝160 m 才停下来．两车可视为质点．
(1)若轿车刹车时货车以v 2匀速行驶，通过计算分析两车是否会相撞．
(2)若轿车在刹车的同时给货车发信号，货车司机经过t 0＝2 s 收到信号并立即以加速度大小
a 2＝2.5 m/s 2加速前进，通过计算分析两车会不会相撞．
【答案】(1)会相撞 (2)不会相撞 【解析】
【详解】(1) 轿车经过s =160m 才停下来的过程，由2
112v a s =得：轿车刹车过程的加速度大小：
2
1m
5s a =
假设恰好不相撞时两车的速度相等，即：
1112v a t v -=
得：
12
11
3s v v t a -=
= 轿车前进的距离：
12
1197.5m 2
v v s t +=
= 货车前进的
距离：
22175m s v t ==
因：
12022.5m s s s -=> 即两车会相撞；
(2) 假设两车的速度相等，即：
11220()v a t v a t t -=+-
轿车前进的距离：
'21111
2
s v t a t =-
货车前进的距离：
'
222020201()()2
s v t v t t a t t =+-+-
解得：
''
12800605m,m 99
s s =
= 因为：
''12021.7m s s s -=<
两车不会相撞。

12.如图所示，质量相等的物块A 和B 叠放在水平地面上，左边缘对齐．A 与B 、B 与地面间的动摩擦因数均为μ。

先敲击A ，A 立即获得水平向右的初速度，在B 上滑动距离L 后停下。

接着敲击B ，B 立即获得水平向右的初速度，A 、B 都向右运动，左边缘再次对齐时恰好相对静止，此后两者一起运动至停下．最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g ．求： （1）A 被敲击后获得的初速度大小v A ；
（2）在左边缘再次对齐的前、后，B 运动加速度的大小a B 、a B '； （3）B 被敲击后获得的初速度大小v B ．
【答案】（1）2A v gL μ=（2）a B =3μg ，a B ′=μg ；（3）22B v gL μ=【解析】
【详解】（1）由牛顿运动定律知，A 加速度的大小a A =μg 匀变速直线运动2a A L =v A 2 解得2A v gL μ=（2）设A 、B 的质量均为m 对齐前，B 所受合外力大小F =3μmg 由牛顿运动定律F =ma B ，得a B =3μg 对齐后，A 、B 所受合外力大小F ′=2μmg 由牛顿运动定律F ′=2ma B ′，得a B ′=μg
（3）经过时间t ，A 、B 达到共同速度v ，位移分别为x A 、x B ，A 加速度的大小等于a A 则v =a A t ，v =v B –a B t
2211
22
A A
B B B x a t x v t a t ==-，
且x B –x A =L 解得22B v gL μ=。

13.一列简谐横波沿x 轴正方向传播，t 时刻波形图如图中的实线所示，此时波刚好传到P 点，
t +0.6s 时刻的波形如图中的虚线所示，a 、b 、c 、P 、Q 是介质中的质点，则以下说法正确的
是（ ）
A. 这列波的波速可能为50m/s
B. 质点a 在这段时间内通过的路程一定小于30cm
C. 若有另一周期为0.16s 的简谐横波与此波相遇，能产生稳定的干涉现象
D. 若T =0.8s ，当t +0.5s 时刻，质点b 、P 的位移相同
E. 若T =0.8s ，从t +0.4s 时刻开始计时，质点c 的振动方程为y =0.1sin 5
2
t π（） cm
【答案】ACD 【解析】
由图可知，波的波长为40m ；两列波相距3
0.64s n T =+（），故周期 2.4
43
T s n =+ ； 波速为：4020043/50/2.43
v n m s n m s T
λ
=
=
⨯+=+（）（），（n=0，1，2，…） 当n=0时，当v=50m/s 时，故A 正确；质点a 在平衡位置上下振动，振动的最少时间为
3
4
T ，故路程最小为3A 即30cm ，故B 错误；当n=3s 时，T=0.16s ，故若有另一周期为0.16s 的简谐波与此波相遇，能产生稳定的干涉现象，选项C 正确；在 t 时刻，因波沿X 轴正方向传播，所以此时质点P 是向上振动的，经0.5秒后，P 是正在向下振动（负位移），是经过平衡位置后向下运动0.1秒；而质点b 是正在向上振动的（负位移），是到达最低点后向上运动0.1秒，因为0.2秒等于
4
T
，可见此时两个质点的位移是相同的． 故D 正确；当T=0.8s ，当t+0.4s
时刻时，质点c 在上端最大位移处，据22/ 2.5?/0.8
rad s rad s T ππω=
== ，据图知A=0.1m ，当从t+0.4s 时刻时开始计时，则质点c 的振动方程为：x=0.1cos （2.5πt）（m ），故E 错误．故选ACD.
点睛：本题考查对波动图象的理解能力．知道两个时刻的波形时，往往应用波形的平移法来理解．特别要注意理解D 答案中简谐运动的对称性，P 和b 正好处在了同一点，但是方向恰好相反。

14.如图所示，AOB 为半径为R 的
扇形玻璃砖，一细光束照射到AO 面上的C 点，入射角为60°，折射光线平行于BO 边，C 点到BO 面的距离为2
R
，AD ⊥BO ，∠DAO ＝30°，光在空气中传播速度为c ，求：
(1) 玻璃砖的折射率；
(2) 光在玻璃砖中传播的时间． 【答案】(1)3 (2)2R
c
【解析】
(1)光路如图所示，由几何知识可知，在AO 面上光线的折射角为30°． 所以玻璃砖的折射率sin 603sin 30n ︒
=
=︒
(2)由于折射光线CE 平行于BO ，光线在圆弧面上的入射点E 到BO 的距离也为
2
R 即2
R EF =
所以α满足 sin α＝1
2
EF OE = 解得α＝30°
由几何关系可知cos 3
R CE R α=
= 又光在玻璃中的速度c
v n
=
故所求时间2CE R
t v c
=
=。