2020-2021学年河南省信阳市罗山县高三(上)第一次调研物理试卷(8月份)

2020-2021学年河南省信阳市罗山县高三（上）第一次调研物理
试卷（8月份）
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，第1～6题只有一个选项符合题意，7～10有多个选项符合题意，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答得0分
1. 某同学通过以下步骤测出了从一定高度落下的排球对地面的冲击力：将一张白纸铺在水平地面上，把排球在水里弄湿，然后让排球从规定的高度自由落下，并在白纸上留下球的水印．再将印有水印的白纸铺在台秤上，将球放在纸上的水印中心，缓慢地向下压球，使排球与纸接触部分逐渐发生形变直至刚好遮住水印，记下此时台秤的示数，即为冲击力最大值．下列物理学习或研究中用到的方法与该同学的方法相同的是（）
A.建立“合力与分力”的概念
B.建立“点电荷”的概念
C.建立“瞬时速度”的概念
D.研究加速度与合力、质量的关系
2. 人站在地面上，先将两腿弯曲，再用力蹬地，就能跳离地面，人能跳起离开地面的原因是（）
A.人除了受到地面的弹力外，还受到一个向上的力
B.地面对人的支持力大于人受到的重力
C.地面对人的支持力大于人对地面的压力
D.人对地面的压力大于地面对人的支持力
3. 篮球架下的运动员原地垂直起跳扣篮，离地后重心上升的最大高度为H，上升第一
个H
4所用的时间为t1，第四个H
4
所用的时间为t2．不计空气阻力，则t2
t1
满足（）
A.1<t2
t1<2 B.2<t2
t1
<3 C.3<t2
t1
<4 D.4<t2
t1
<5
4. 物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知m A＝8kg，m B＝2kg，A、B间动摩擦因数μ＝0.2，如图所示．若现用一水平向右的拉力F作用于物体A上，g＝
10m/s2，则下列说法正确的是（）
A.当拉力F<16N时，A静止不动
B.当拉力F>16N时，A相对B滑动
C.当拉力F＝16N时，A受B的摩擦力等于3.2N
D.无论拉力F多大，A相对B始终静止
5. 如图所示，小车沿水平地面向右匀加速直线运动，固定在小车上的直杆与水平地面的夹角为θ，杆顶端固定有质量为m的小球．当小车的加速度逐渐增大时，杆对小球的作用力变化的受力图（OO′为沿杆方向）是（）
A. B.
C. D.
6. 如图所示，有5000个质量均为m的小球，将它们用长度相等的轻绳依次连接，再将其左端用细绳固定在天花板上，右端施加一水平力使全部小球静止．若连接天花板的细绳与水平方向的夹角为45∘．则第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值等于（）
A.2989
5000B.2011
5000
C.2011
2089
D.2089
2011
7. 如图所示是甲、乙两运动物体的v−t图线，由图线可以知道（）
A.甲和乙都做直线运动
B.两物体的初速度都为零
C.在t1时间内两物体的平均速度相等
D.相遇时，两物体的速度相等
8. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以
下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（）
A.在对自由落体运动的研究中，由于落体下落很快，不容易计时，伽利略让小球沿阻
力很小的斜面滚下，用“冲淡”重力的巧妙方法加以突破
B.在对自由落体运动的研究中，伽利略猜想运动速度与下落时间成正比，并直接用实
验进行了验证
C.胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比
D.亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快
9. 有四个运动的物体A、B、C、D，物体A、B运动的s−t图象如图中甲所示；物体C、D从同一地点沿同一方向运动的v−t图象如图中乙所示．根据图象做出的以下判断，
其中正确的是（）
A.物体A和B均做匀速直线运动且A的速度比B更大
B.在0−3s的时间内，物体B运动的位移为15m
C.t＝3s时，物体C追上物体D
D.t＝3s时，物体C与物体D之间有最大间距
10. 如图甲所示，物体原来静止在水平面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图象如图乙所示．根据图乙中所标出的数据可计算出（）
A.物体的质量
B.物体与水平面间的动摩擦因数
C.在F为14N时，物体的速度
D.在F为14N前，物体的位移
二、实验题（6+10=16）
一小球沿光滑斜面向下运动，用每隔0.1s曝光一次的频闪照相机拍摄下不同时刻小球
的位置照片如图所示，选小球的五个连续位置A，B，C，D，E进行测量，测得距离s1，s2，s3，s4的数据如表格所示．
8.209.3010.4011.50
（1）根据以上数据可知小球沿斜面下滑的加速度的大小为________m/s2；
（2）根据以上数据可知小球在位置A的速度大小为________m/s．
物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。

实验装置如图甲所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮：木板上有一滑块，其一端与
穿过电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。

打点计
时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，滑块开始
做匀加速运动，在纸带上打出一系列点。

（1）图乙给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，其中
每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），测量出了1、2和4、5计数点间距
离如图所示。

根据图中数据计算的加速度a＝________m/s2（保留两位有效数字）。

（2）为了测量动摩擦因数，下列物理量中还应测量的是（）。

A.木板的长度L
B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3
E.滑块运动的时间t
（3）滑块与木板间的动摩擦因数μ＝________（用被测物理量的字母表示，重力加速
度为g）。

三、计算题（10+10+12+12=44）
如图，水平面有一重40N的物体，受到F1＝12N和F2＝6N的水平力的作用保持静止，已知物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，物体与地面间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等．求：
（1）物体所受到摩擦力的大小和方向；
（2）当只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向；
（3）若撤去的不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力的大小和方向．
图甲是2012年我国运动员在伦敦奥运会上蹦床比赛中的一个情景．设这位蹦床运动员仅在竖直方向上运动，运动员的脚在接触蹦床过程中，蹦床对运动员的弹力F随时间t 的变化规律通过传感器用计算机绘制出来，如图乙所示．取g＝10m/s2，根据F−t图像求：
（1）运动员的质量；
（2）运动员在运动过程中的最大加速度；
（3）在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度．
目前我国动车组列车常使用自动闭塞法行车，自动闭塞是通过信号机将行车区间划分为若干个闭塞分区，每个闭塞分区的首端设有信号灯，当闭塞分区有车辆占用或钢轨折断时信号灯显示红色（停车），后一个闭塞分区显示黄色（制动减速），其它闭塞分区显示绿色（正常运行）．假设动车制动时所受总阻力为重力的0.1倍，动车司机可视距离为450m，不考虑反应时间．(g取10m/s2)求：
（1）如果有车停在路轨而信号系统发生故障，司机看到停在路轨上的车才开始刹车，要使动车不发生追尾，则动车运行速度不得超过多少；
（2）如果动车设计运行速度为252km/ℎ，则
①动车的制动距离；
②正常情况下，要使动车不发生追尾，每个闭塞分区至少多长．
如图所示，地面依次排放两块完全相同的木板A、B，长度均为L＝2.5m，质量均为m2＝150kg，现有一小滑块以速度v0＝6m/s冲上木板A左端，已知小滑块质量m1＝
200kg，滑块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数μ2＝0.2．（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g＝10m/s2）
（1）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ1应满足的条件。

（2）若μ1＝0.4，求滑块运动时间。

（结果用分数表示）
参考答案与试题解析
2020-2021学年河南省信阳市罗山县高三（上）第一次调研物理
试卷（8月份）
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，第1～6题只有一个选项符合
题意，7～10有多个选项符合题意，全部选对得4分，选不全得2分，有选错或不答
得0分
1.
【答案】
A
【考点】
物理学方法
【解析】
通过白纸上的球的印迹，来确定球发生的形变的大小，从而可以把不容易测量的一次
冲击力用球形变量的大小来表示出来，在通过台秤来测量相同的形变时受到的力的大小，这是用来等效替代的方法．
【解答】
解：A．合力和分力是等效的，它们是等效替代的关系，所以A正确；
B．点电荷是一种理想化的模型，是采用的理想化的方法，所以B错误；
C．瞬时速度是把很短时间内的物体的平均速度近似的认为是瞬时速度，是采用的极限的方法，所以C错误；
D．研究加速度与合力、质量的关系的时候，是控制其中的一个量不变，从而得到其
他两个物理量的关系，是采用的控制变量的方法，所以D错误．
故选A．
2.
【答案】
B
【考点】
作用力和反作用力
牛顿第一定律的概念
【解析】
人对地的作用力与地对人的作用力是一对作用力和反作用力，人之所以能跳起离开地面，可以对人进行受力分析，人具有向上的合力．
【解答】
A、人受地的弹力外，还受一个向上的力，是不可能的，有力存在，必须有施力物体，向上的力根本找不到施力物体，故A错误；
B、人能离开地面的原因是地对人的作用力大于人的重力，人具有向上的合力。

故B正确；
C、人对地的作用力与地对人的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反。

故CD错误。

3.
【答案】
C
【考点】
匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】
逆向分析可以看作是自由落体运动，根据初速度为零的匀加速直线运动中，进行解答。

【解答】
解：逆向分析可以看作是自由落体运动，根据初速度为零的匀加速直线运动中，连续
相等的位移内时间之比等于1：(√2−1)：(√3−√2)：(2−√3)：……：√n−√n−1
可得：
t2 t1=
2−√3
=2+√3，故3<t2
t1
<4，故C正确，ABD错误．
故选C．
4.
【答案】
C
【考点】
摩擦力的判断
摩擦力的计算
牛顿第二定律的概念
【解析】
隔离对B分析，求出AB相对静止时B的最大加速度，再对整体分析，求出发生相对滑动所需的最大拉力，即可判断A的运动状态，并用牛顿第二定律求摩擦力．
【解答】
当A、B刚要发生相对滑动时，对B，根据牛顿第二定律得整体的加速度为：
a=μm A g
m B =0.2×80
2
=8m/s2。

此时拉力F为：F＝(m A+m B)a＝10×8N＝80N。

ABD、当F≤80N时，A，B都相对静止，当F>80N时，A相对B滑动。

故ABD错误。

C、当F＝16N时，A，B相对静止，整体的加速度为：a=F
m A+m B =16
8+2
m/s2＝
1.6m/s2，对B，有：f＝m B a＝2×1.6N＝3.2N，故C正确；
5.
【答案】
C
【考点】
力的合成与分解的应用
牛顿第二定律的概念
【解析】
小球与小车的运动情况保持一致，当小车有水平向右的加速度且逐渐增大时，小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，根据牛顿第二定律和力的分解即可解题．
【解答】
小球与小车的运动情况保持一致，故小球的加速度也水平向右且逐渐增大，对小球进行受力分析，竖直方向受平衡力，所以杆子对小球的力的竖直向上的分量等于重力且
不发生变化，水平方向合力向右并逐渐增大，所以杆子对小球的作用力的水平分量逐渐增大，故C正确。

6.
【答案】
A
【考点】
解直角三角形在三力平衡问题中的应用
力的合成与分解的应用
【解析】
先以整体为研究对象，由平衡条件求出F的大小，再以2012个到5000个小球组成的整体为研究对象，根据平衡条件求出第2011个小球与2012个小球之间的轻绳与水平方向的夹角α的正切值．
【解答】
以5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图1所示，根据平衡条件得
F＝5000mg
再以2012个到5000个小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2所示，则有
tanα=2989mg
F
=
2989
5000
7.
【答案】
A,B
【考点】
匀变速直线运动的概念
非常规图像
x-t图像（匀变速直线运动）
v-t图像（匀变速直线运动）
【解析】
根据v−t图象能直接判断物体的运动情况，读出初速度。

根据图象与时间轴所围的面
积表示位移，分析位移关系，从而确定平均速度关系。

【解答】
A、v−t图象只能表示直线运动的规律，甲做变加速直线运动，乙做匀加速直线运动，故A错误；
B、t＝0时刻的速度即为初速度，由图可知，两物体的初速度都为零，故B正确；
C、在t1时间内，乙的位移大于甲的位移，则乙的平均速度大于甲的平均速度，故C错误；
D、由于初始位置关系不清楚，所以不能确定何时相遇，也就不确定相遇时两物体的速度是否相等，故D错误。

8.
【答案】
A,C
【考点】
物理学史
【解析】
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
【解答】
A、在对自由落体运动的研究中，由于落体下落很快，不容易计时，伽利略让小球沿阻力很小的斜面滚下，用“冲淡”重力的巧妙方法加以突破，故A正确；
B、伽利略猜想自由落体的运动速度与下落时间成正比，并未直接进行验证，而是在斜面实验的基础上的理想化推理，故B错误；
C、胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比，故C正确；
D、伽利略认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快，故D错误；
9.
【答案】
A,D
【考点】
匀变速直线运动的概念
非常规图像
x-t图像（匀变速直线运动）
v-t图像（匀变速直线运动）
【解析】
位移时间图象：倾斜的直线表示物体做匀速直线运动，斜率等于速度；坐标的变化量表示位移．速度时间图象的“面积”表示位移，交点表示速度相等，分析两物体的运动情况，判断C、D间距离的变化．
【解答】
A、由甲图看出：物体A和B位移图象都是倾斜的直线，斜率都不变，速度都不变，说明两物体都做匀速直线运动，A图线的斜率大于B图线的斜率，A的速度比B更大。

故A 正确。

B、在0−3s的时间内，物体B运动的位移为10m，故B错误。

CD、由乙图看出：前3s内，D的速度较大，DC间距离增大，3s后C的速度较大，两者距离减小，t＝3s时，物体C与物体D之间有最大间距。

故C错误，D正确。

10.
【答案】
A,B
【考点】
匀变速直线运动的概念
牛顿第二定律的概念
x-t图像（匀变速直线运动）
v-t图像（匀变速直线运动）
非常规图像
【解析】
对物体受力分析，根据牛顿第二定律得出力F与加速度a的函数关系，然后结合图象得出相关信息即可求解．
【解答】
A、物体受重力、地面的支持力、向右的拉力和向左的摩擦力，
根据牛顿第二定律得：F−μmg＝ma，解得：a=F
m
−μg，
由a与F图线，得到：0.5=7
m −10μ①，4=14
m
−10μ②，
①②联立得，m＝2Kg，μ＝0.3，故AB正确；
C、由于物体先静止后又做变加速运动，无法利用匀变速直线运动规律求速度和位移，又F为变力无法求F得功，从而也无法根据动能定理求速度，故CD错误；
二、实验题（6+10=16）
【答案】
1.10
0.765
【考点】
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
【解析】
根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小球沿斜面下滑的加速度大小．根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，结合速度时间公式求出A位置的速度．
【解答】
根据△x＝aT2得，小球下滑的加速度大小a=△x
T2=1.10×10−2
0.01
m/s2=1.10m/s2．
B点的瞬时速度v B=s1+s2
2T =(8.20+9.30)×10−2
0.2
m/s＝0.875m/s，则A位置的瞬时速度v A＝
v B−aT＝0.875−1.1×0.1m/s＝0.765m/s．
【答案】
0.49
C,D
m3g−(m2+m3)a
m2g
【考点】
探究影响摩擦力的大小的因素
【解析】
（1）利用逐差法△x＝aT2可以求出物体的加速度大小，根据匀变速直线运动中某点的瞬时速度等于该过程中的平均速度大小可以求出某点的瞬时速度大小；
（2）根据牛顿第二定律有＝ma，由此可知需要测量的物理量。

（3）根据牛顿第二定律的表达式，可以求出摩擦系数的表达式。

【解答】
电源频率为50Hz，每相邻两计数点间还有4个计时点，则计数点间的时间间隔：t＝0.02×5＝0.1s，
由匀变速运动的推论△x＝aT2可知：加速度a=x6−x3
3t2=0.0388−0.0240
3×0.12
≈0.49m/s2；
以系统为研究对象，由牛顿第二定律得：
m3g−f＝(m2+m3)a，滑动摩擦力：f＝m2gμ，
解得：μ=m3g−(m2+m3)a
m2g
，要测动摩擦因数μ，
需要测出：滑块的质量m2与托盘和砝码的总质量m3，
故选：CD；
由（2）可知，动摩擦因数的表达式为：μ=m3g−(m2+m3)a
m2g
；
故答案为：（1）0.49；（2）CD；(3)m3g−(m2+m3)a
m2g。

三、计算题（10+10+12+12=44）
【答案】
物体所受到摩擦力的大小6N和方向水平向右；
当只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小6N和方向水平向左；
若撤去的不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力的大小8N和方向水平向右
【考点】
摩擦力的判断
摩擦力的计算
【解析】
对物体受力分析，根据力的合成与分解，运用滑动摩擦力的公式，即可求解．【解答】
摩擦力应与F1、F2的合力相平衡
则f＝F1−F2＝6N
方向水平向右；
设物体与地面间的最大静摩擦力为f m则f m＝μG＝8N
撤去F1，由于F2＝6N<f m，物体仍然静止
则物体所受静摩擦力f1应与F2平衡
其大小f1＝F2＝6N
其方向水平向左；
若撤去F2，由于F1＝12N>f m，物体会向左运动起来
它所受滑动摩擦力f2＝μG＝8N
其方向水平向右；
【答案】
（1）运动员的质量50kg；
（2）运动员在运动过程中的最大加速度是40m/s2；
（3）在不计空气阻力情况下，运动员重心离开蹦床上升的最大高度是3.2m．【考点】
加速度与力、质量的关系式
匀变速直线运动的位移与时间的关系
【解析】
（1）刚站上去时，弹力等于重力，则图像可以知道重力大小，可以求得质量
（2）弹力最大时，加速度最大，由图可以看出最大弹力，由牛顿第二定律可以得到最大加速度
（3）运动运在空中向上做竖直上抛，向下时自由落体，从图中可以知道，稳定后的高度最大，由此可以求得最大高度． 【解答】
解：（1）由图像可知，刚站上去的时候弹力等于重力，故运动员所受重力为500N ，设运动员质量为m ， 则m =G
g =50kg ．
（2）由图像可知蹦床对运动员的最大弹力为F m ＝2500N ，设运动员的最大加速度为a m ，
则由牛顿第二定律得F m −mg ＝ma m ， 解得a m =
F−mg m
=
2500−500
50
m/s 2＝40m/s 2．
（3）由图像可知运动员离开蹦床后做竖直上抛运动，离开蹦床的时刻为6.8s 或9.4s ，再下落到蹦床上的时刻为8.4s 或11s ，它们的时间间隔均为1.6s ．根据竖直上抛运动的对称性，可知其自由下落的时间为0.8s ．
设运动员上升的最大高度为H ，则 H =12gt 2=1
2×10×0.82m ＝3.2m ． 【答案】
动车运行速度不得超过108km/ℎ．
动车的制动距离为2450m ．
正常情况下，要使动车不发生追尾，每个闭塞分区至少长度为2000m 【考点】
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 【解析】
（1）根据牛顿第二定律求出动车制动时的加速度大小，结合速度位移公式求出动车运行最大速度．
（2）根据匀变速直线运动的速度位移公式求出列车的制动距离．结合可视距离得出每个闭塞分区的至少长度． 【解答】
动车紧急制动时，加速度大小为a ＝0.1g ＝1m/s 2
如果信号故障，要使动车不发生追尾，则动车制动距离不得大于可视距离，由运动学公式v 1=√2as 1
代入数据得v 1=√2×1×450m/s =30m/s ＝108km/ℎ ①当运行速度为v 2＝252km/ℎ＝70m/s 时，
制动距离s 2=v 2
2
2a
代入数据得s 2＝2450m
②信号正常，当司机看到黄灯开始制动，到红灯处停车．每个闭塞分区的最小长度为s 2−s 0＝2450m −450m ＝2000m 【答案】
若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，μ1应满足的条件：0.35<μ≤0.5．
若μ1＝0.4，滑块运动时间为23
14
s
【考点】
解直角三角形在三力平衡问题中的应用
力的合成与分解的应用
牛顿第二定律的概念
【解析】
根据平衡条件列方程求μ1满足的条件；应用牛顿第二定律和运动学公式求解滑块运动
时间．
【解答】
滑上木板A时，木板不动，由受力分析得：μ1m1g≤μ2(m1+2m2)g
若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得：μ1m1g>μ2(m1+m2)g
代入数据得：0.35<μ≤0.5；
若μ1＝0.4，则货物在木板A上滑动时，木板不动．设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1，由牛顿第二定律得，μ1m1g＝m1a
解得：a1＝4m/s2
由−2a1L＝v12−v02
达到B板时速度v1＝4m/s
在A板上滑动时间由v1＝v0−at1，
解得：t1＝0.5s
滑块滑上B板时B运动，由μ1m1g−μ2(m1+m2)g＝m2a2
得：a2=2
3
m/s2
速度相同时a2t＝v1−a1t2
解得：t2=6
7
s，
相对位移△x=v1+v
2t2−v
2
t2=v1
2
t2=12
7
m<L＝2.5m
物块与板B能达到共同速度：v共＝a2t2=4
7
m/s，
然后一起相对静止的一起减速：μ2(m1+m2)g＝(m1+m2)a共
a
共
＝2m/s2
t3=v
a =2
7
s，
t＝t1+t2+t3=23
14
s；。