山西省运城市景胜中学2019_2020学年高一物理上学期12月月考试题含解析.doc

山西省运城市景胜中学2019-2020学年高一物理上学期12月月考试题（含解析）一、单选题1.如图所示，细绳MO 与NO 所能承受的最大拉力相同，长度MO NO >，则在不断增加重物G 重力的过程中（绳OC 不会断）（ ）A. ON 绳先被拉断B. OM 绳先被拉断C. ON 绳和.OM 绳同时被拉断D. 因无具体数据，故无法判断哪条绳先被拉断【答案】A【解析】【详解】按照力的作用效果将OC 绳子对结点O 的拉力分解，如题所示一个与.OM 绳中拉力相等，一个与ON 绳子拉力相等，因此可得ON OM F F >，因此ON 先拉断，A 正确；故选A 。

2.有一个直角支架AOB ，A0水平放置，表面粗糙，OB 竖直放置，表面光滑．A0上套有小环P ，OB 上套有小环Q ，两环质量均为m ，两环用一质量可忽略、不可伸长的细绳相连，并在某一位置平衡，如图，现将P 环向左移一小段距离，两环再次达到平衡，那么将移动后的平衡状态和原来的平衡状态比较，AO 杆对P 环的支持力F N 和细绳上的拉力F T 的变化情况是（ ）A. F N 不变，F T 变大B. F N 不变，F T 变小C. F N 变大，F T 变大D. F N 变大，F T 变小【答案】B【解析】 【详解】以两环组成的整体，分析受力情况如图1所示．根据平衡条件得，N ＝2mg 保持不变．再以Q 环为研究对象，分析受力情况如图2所示．设细绳与OB 杆间夹角为α，由平衡条件得，细绳的拉力cos mg T α=，P 环向左移一小段距离时，α减小，cosα变大，T 变小，即F N 不变，F T 变小，故B 正确，ACD 错误．3.如图所示，在恒力F 作用下，a 、b 两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动，则关于它们受力情况的说法正确的是（ ）A. a 一定受到4个力B. b 可能受到4个力C. a 与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D. a 与b 之间一定有摩擦力【答案】AD【解析】【详解】C ．将a 、b 看成整体，其受力示意图如图甲所示，说明a 与墙壁之间没有弹力和摩擦力作用，故C 错误；BD ．对物体b 进行受力分析，如图乙所示，a 与b 之间一定有摩擦力，b 一定受到3个力作用，故B 错误，D 正确；A ．由以上分析可知物体a 受力如图丙所示，a 一定受到4个力，故A 正确。

故选AD 。

4.如图所示，轻弹簧的劲度系数k 200N /m =，当弹簧的两端各受20 N 拉力F 的作用时（在弹性限度内）弹簧处于平衡，那么下列说法正确的是A. 弹簧所受的合力为40 NB. 该弹簧伸长5 cmC. 该弹簧伸长10 cmD. 该弹簧伸长20 cm 【答案】C【解析】【详解】A ：弹簧的两端各受20 N 拉力F 的作用时弹簧处于平衡，弹簧所受的合力为0．故A 项错误．BCD ：弹簧弹力为20N ，则据F kx =得，弹簧的伸长量200.1010200F x m m cm k ====．故C 项正确，BD 两项错误．【点睛】轻弹簧弹力等于其任一端受到的作用力．5.如图所示，起重机将重为G 的重物匀速吊起，此时四条钢索与竖直方向的夹角均为60°，则每根钢索中弹力大小为（ ）A. 4GB. 2GC. 3GD. 3G 【答案】B【解析】钢绳结点受到5个拉力，受力平衡，将四个斜向下的拉力都沿着水平和竖直方向正交分解，如图：根据共点力平衡条件，有：4×Tcos60°=G解得T=G/2故选：B ．6.如图所示，B 、C 两个小球用细线悬挂于竖直墙面上的A 、D 两点，两球均保持静止，已知B 球的重力为2G ，C 球的重力为3G ，细线AB 与竖直墙面之间的夹角为37°，细线CD 与竖直墙面之间的夹角为53°，则A. AB 绳中的拉力为5GB. CD 绳中的拉力为3GC. BC 绳中的拉力为2GD. BC 绳与竖直方向的夹角θ为53°【答案】B【解析】【分析】先以两个小球整体为研究对象，受力分析，根据平衡条件求出AB 和CD 两根细线的拉力；再隔离C 球受力分析，正交分解，根据平衡条件类方程求解BC 绳中拉力和细线BC 与竖直方向的夹角θ．【详解】对两个小球构成的整体受力分析：根据平衡条件：x 轴：F AB sin37°=F CD sin53°，y 轴：F AB cos37°+F CD cos53°=5G ，得：F AB =4G ，F CD =3G ，故A 错误，B 正确；对C 球受力分析，根据平衡条件：x 轴：F BC sin θ=F CD sin53°，y 轴：F BC cos θ+F CD cos53°=3G ，得：tan θ=2；F BC =65G ，故CD 错误；故选B ． 【点睛】本题首先要选择好研究对象，其次正确分析受力情况，作出力图，再由平衡条件求解．以上是利用正交分解法，也可以利用合成法．7.如图所示，AC 是上端带定滑轮的固定坚直杆，质量不计的轻杆AB 一端通过铰链固定在A 点，另一端B 悬挂一重为G 的物体，且B 端系有一根轻绳并绕过定滑轮C ，用力F 拉绳，开始时90BAC ∠>︒，现使BAC ∠缓慢变小，直到杆AB 接近竖直杆AC ．此过程中A. 力F 逐渐增大B. 力F 先逐渐减小后逐渐增大C. 轻杆AB 对B 端的弹力大小不变D. 轻杆AB对B端的弹力先减小后增大【答案】C【解析】以B点为研究对象，分析受力情况：重物的拉力T（等于重物的重力G）、轻杆的支持力N和绳子的拉力F，作出力的示意图如图由平衡条件得知，N和F的合力与T大小相等，方向相反，根据三角形相似可得：N T FAB CA CB==，又T=G解得：CB ABF G N GCA CA==，，使BAC∠缓慢变小时，CA、AB保持不变，CB变小，则F减小，N不变，故ABD错误，C正确．故选C．【点睛】以B点为研究对象，分析其受力情况，作出受力图，利用三角形相似法，得出各力与三角形ABC三边边长的关系，再分析F和N的变化．8.如图所示，斜面体P放在水平面上，物体Q放在斜面上．Q受一水平作用力F，Q和P都静止．这时P对Q的静摩擦力和水平面对P的静摩擦力分别为f1、f2．现使力F变大，系统仍静止，则（）A. f1、f2都变大B. f1变大，f2不一定变大C. f2变大，f1不一定变大D. f1、f2都不一定变大【答案】C【解析】【详解】对物体Q 受力分析，受推力、重力、支持力，可能有摩擦力：①当sin cos mg F θθ>时，摩擦力沿着斜面向上，大小为1sin cos f mg F θθ=-，当F 增大时，1f 变小；②当sin cos mg F θθ=时，摩擦力零，F 增大时，1f 变大；③当sin cos mg F θθ<时，摩擦力沿着斜面向下，大小1cos sin f F mg θθ=-，F 增大时，1f 变大．对整体受力分析，则有2f F =，F 变大，则2f 一定变大．故C 正确，ABD 错误．二、多选题 9.如图所示，小车M 在恒力F 作用下，沿水平地面做直线运动，由此可判断( )A. 若地面光滑，则小车一定受三个力作用B. 若地面粗糙，小车也可以不受摩擦力作用C. 若小车做匀速运动，则小车一定受四个力的作用D. 若小车做匀速运动，则小车可能受三个力的作用【答案】BC【解析】【详解】A 、若地面光滑，小车可能受重力、支持力、拉力F ，当拉力F 在竖直方向的分量等于重力时，支持力等于零，只受两个力，故A 错误；B 、若地面粗糙，车可能受重力、支持力、拉力F 和摩擦力，当支持力等于零时，摩擦力也等于零，所以小车也可以不受摩擦力作用，故B 正确；CD 、若小车做匀速运动，则小车受力平衡，所以小车受重力、支持力、拉力和摩擦力，则小车一定受四个力的作用，故C 正确，D 错误；故选BC ．【点睛】对小车进行受力分析，根据运动情况结合牛顿第二定律即可判断．10.如图所示，两个可视为质点的小球a 和b ，用质量可忽略的刚性细杆相连并放置在光滑的半球面内．已知细杆长度是球半径的2倍，当两球处于静止状态时，细杆与水平面的夹角θ=15°，则（）A. 杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向B. 小球a和b的质量之比为2：1C. 小球a和b的质量之比为3：1D. 半球面对a、b球的弹力之比为3：1【答案】ACD【解析】【详解】A、对轻杆，受两个球的弹力是一对平衡力，根据牛顿第三定律，杆对a、b球作用力大小相等且方向沿杆方向，故A正确；BC、两球都受到重力、细杆的弹力和球面的弹力的作用，过O作竖直线交ab于c点，受力分析如下图所示：设球面的半径为R，则△oac与左侧力三角形相似；△oac与右侧力三角相似；则由几何关系可得：am g TOC ac=；bm g TOC bc=，即：abm bcm ac=2倍，根据几何知识知图中α=45°，在△oac中，根据正弦定理，有：sin30sin105ac ao︒︒=，则3acbc=，31abmm=；故B错误，C正确；D 、根据平衡条件，有：Na F Toa ac =，Nb F T ob bc =，故31Na Nb F bc F ac==，故D 正确． 11.如图所示，一定质量的物块用轻绳悬挂在空中，其中轻绳OA 与水平线夹角α保持不变，轻绳OB 在竖直平面内由水平方向缓慢向上转动（O 点位置始终保持不变），则在绳OB 由水平转至竖直的过程中，以下说法正确的是A. 轻绳OA 的张力大小将一直变小B. 轻绳OA 的张力大小先变小后变大C. 轻绳OB 的张力大小将一直变小D. 轻绳OB 的张力大小先变小后变大【答案】AD【解析】【详解】对O 点受力分析，受重力和两个拉力，如图所示．三个力平衡，根据矢量三角形可知：OB 绳子的拉力先减小后增加，OA 绳子的拉力一直减小， AB.根据图像可知：OA 绳子的拉力一直减小，故A 正确；B 错误；CD.根据图像可知：OB 绳子的拉力先减小后增加，故C 错误，D 正确；故选AD12.如图所示，水平地面上质量为m 的物体，在推力F 作用下做匀速直线运动已知0sin370.6=，0cos370.8=，木块与地面间的动摩擦因数为μ，木块受到的摩擦力为（ ）A. 0.8FB. 0.6FC. ()0.6mg F μ+D. mg【答案】AC【解析】 【详解】对物体受力分析如图所示在水平方向上有：0370.8f Fcos F ==在竖直方向上：0370.6N mg Fsin mg F =+=+，则摩擦力(0.6)f N mg F μμ==+． 故AC 两项正确，BD 两项错误．【点睛】可借助力平衡或牛顿运动定律求摩擦力，也可用滑动摩擦力公式求摩擦力．三、实验题13.（1）如图所示是某同学用电火花打点计时器研究小车做匀变速直线运动时得到的一条纸带．图中A 、B 、C 、D 、E 是按打点先后顺序依次选取的计数点，相邻计数点间的时间间隔T =0.1s ．由图中的数据可计算得出，打C 点时小车的速度大小是_________m/s ，小车运动的加速度大小是_________m/s 2（注意：计算结果都保留2位有效数字）．（2）在“探究共点力合成的规律”实验中采用的科学方法是（ ）A ．理想实验法B ．等效替代法C ．控制变量法D ．建立物理模型法在此实验中，若用F 1和F 2表示两个互成角度的力，F 表示由平行四边形定则作出的F 1和F 2的合力，F '表示用一个弹簧秤拉橡皮筋时的力，则下图中各图符合实验事实的是（ ）．A. B. C. D.【答案】 (1). 0.24 (2). 0.80 (3). B (4). C【解析】【详解】(1)[1][2] 打纸带上C 点时小车的瞬时速度大小为：0.0280.020.24m /s 20.2BD C x v T +=== 根据△x =aT 2，其中△x =0.8cm ，T =0.1s ，故代入数据解得：a =0.80m/s 2 (2)[3][4]合力与分力作用效果相同，所以在“探究共点力合成的规律”实验中采用的科学方法是等效替代法，故B 正确ACD 错误．该实验中F 是由平行四边形法则得出的合力，而F ′是通过实际实验得出的，故F ′应与OA 在同一直线上，而F 与F 1、F 2组成平行四边形，故C 正确ABD 错误．14.小明与他的同伴进行探究小车的匀变速直线运动实验；（1）由于他的同伴不太明确该实验的目的及原理，他从实验室里借取了如下器材：①打点计时器；②交流电源；③直流电源；④细绳；⑤纸带；⑥秒表；⑦钩码和小车；⑧一端附有定滑轮的长木板；⑨.刻度尺．小明看后觉得不妥，请你思考一下不需要的器材有：___________ __________；（2）小明在实验过程中正确的做法是________．A ．先接通电源，后释放纸带B ．释放纸带同时接通电源C ．使小车运动的加速度尽量小些（3）小明经过实验获得如下图所示的纸带．他在纸带上便于测量的地方选取第一个计时点A ，然后按打点先后顺序每5个计时点取1个计数点，得到了A 、B 、C 、D 、E 、G 等几个计数点，测得x l =6.19 cm ，x 2=6. 60 cm ，x 3 =6. 98 cm ，x 4 =7.39 cm,x 5=7.80 cm,x 6=8.18 cm ．打点计时器使用交流电的频率为50Hz ．则打点计时器在打E 点时小车的瞬时速度v E=__________m/s （保留两位有效数字）．（4）小车加速度为a = _____________m/s 2（保留两位有效数字）．（5）纸带的哪端与小车相连？____________（左端或右端）．【答案】 (1). 直流电源 (2). 秒表 (3). A (4). 0.75- 0.76 (5). 0.40-0.41 (6). 左端【解析】【详解】（1）[1]打点计时器使用交流电源，所以不需要直流电流；[2]打点计时器可以记录时间，所以不需要秒表；（2）[3]AB.使用打点计时器时，应先接通电源，再释放纸带．故A 正确，B 错误．C.使小车运动的加速度尽量大些，这样相邻计数点间距大些，位移的测量误差小些．故C 错误．（3）[4]相邻计数点间的时间间隔为： T =5×0.02s=0.1s根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出打E 点时小车的瞬时速度，则有：452E x x v T+= 代入数据解得：0.76E v =m/s(0.75m/s- 0.76m/s)（4）[5]根据△2x aT =得：()()4561232()3x x x x x x a T ++-++=代入数据解得：a =0.40m/s 2(0.40 m/s 2-0.41 m/s 2)； （5）[6] 小车做匀加速运动，连续相等时间内通过的位移逐渐增大，所以可知纸带的左端与小车相连．四、解答题15.如图所示，水平细杆上套一环A ，环A 与球B 问用一不可伸长轻质绳相连，质量分别为m A =0.40kg 和m B =0.30kg ，由于B 球受到水平风力作用，使环A 与球B 一起向右匀速运动．运动过程中，绳始终保持与竖直方向夹角θ=30°，重力加速度g 取10m∕s 2，求：（1）B 球受到的水平风力大小；（2）环A 与水平杆间的动摩擦因数．【答案】（1）3N ；（2）0.25【解析】【详解】（1）对球B 受力可得，它受重力、拉力和风力的作用，三力平衡；则根据平衡条件可知F=m B gtanθ=3N×=N ；（2）对AB 整体分析，它做匀速直线运动，故它们受平衡力，在水平方向上受力平衡，即f=F=N ；由滑动摩擦力公式可知μ==0．2516.如图所示，质量为1m 的物体通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O 点，轻绳OB 水平且B 端位于水平面上质量为2m 的小明拉着，轻绳OA 与竖直方向的夹角37θ=︒，物体和人均处于静止状态．已知sin370.6︒=，cos370.8︒=，g 取210/m s ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力．求：（1）轻绳OA OB 、受到的拉力大小；（2）水平面对人的摩擦力大小和方向；（3）若人质量250m kg =，人与水平面之间的动摩擦因数0.45μ=，欲使人在水平面上不滑动，则物体的质量最大不能超过多少？【答案】（1）154m g、134m g（2）134f m g=（3）物体甲的质量最大不能超过30kg【解析】【详解】（1）以结点O为研究对象，竖直轻绳的拉力大小等于m1g由1cosOAm gFθ=得 :115cos4OAm gF m gθ==由1tan OBFm gθ=得113tan4OBF m g m gθ==.根据牛顿第三定律可得，轻绳OA、OB受到的拉力分别为154m g、134m g（2）根据平衡条件可得134OBf F m g==，方向水平向右（3）欲使小明在水平面上不滑动，需满足max2f f m gμ≤=，解130m≤kg．即物体甲的质量最大不能超过30kg．17.如图所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为20 kg的物体，∠ACB＝30°，g取10 m/s2，求：(1)轻绳AC 段的张力F AC 的大小；(2)横梁BC 对C 端的支持力的大小及方向.【答案】(1)200 N (2)200 N 方向与水平方向成30°角斜向右上方 【解析】（1）物体M 处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力， F AC =F CD =Mg=20×10N=200N(2) 横梁BC 对C 端的支持力与AC 、CD 对C 端的合力等大反向，由几何关系得：F C =F AC =Mg=200N ，方向和水平方向成300角斜向右上方18.如图所示，物体重60N ，放在倾角为37θ=的斜面上，用20F N =N 的水平推力推物体，物体沿斜面匀速向下滑动.求：(sin 370.6,cos370.8)==（1）物体所受滑动摩擦力的大小．（2）物体与斜面间动摩擦因数． 【答案】(1)20N (2)13【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析，对力进行正交分解，分别在斜面方向上和垂直于斜面的方向上由平衡列式，即可求得滑动摩擦力和支持力的大小．(2)利用滑动摩擦力的公式即可解得物体与斜面间的动摩擦因数．【详解】(1)以物体为研究对象，受力分析如图:对重力和水平推力正交分解，根据共点力作用下的平衡条件有,沿斜面方向：F cos37°+F f-G sin37°=0垂直于斜面方向：F N-F sin37°-G cos37°=0联立并代入数据解得：F f=20NF N=60N(2)由牛顿第三定律可知，物体对斜面的压力为：60NN NF F'==根据滑动摩擦定律：f NF Fμ='得：201603fNFFμ==='【点睛】该题考查了滑动摩擦力的计算以及共点力的平衡问题，正确解答该题要求首先要对物体进行正确的受力分析，根据共点力的平衡进行列式，受力分析时要注意摩擦力的方向的判断．解决共点力的平衡问题的常用方法有隔离法、整体法、图解法、三角形相似法、正交分解法等，平时要多注意这方面的训练．。