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2017届河南省信阳市罗山高级中学高三上期9月月考 物理试题


2017 届河南省信阳市罗山高级中学高三上期 9 月月考 物理试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

一、选择题(共 40 分。其中 7、8、10 位多选题) 1.如图所示,一同学在水平桌面上将三个形状不规则的石块成功叠放在一起,保持平 衡。下列说法正确的是( )

A.石块 b 对 a 的支持力与 a 受到的重力是一对相互作用力 B.石块 b 对 a 的支持力一定等于 a 受到的重力 C.石块 c 受到水平桌面向左的摩擦力 D.石块 c 对 b 的作用力一定竖直向上 【答案】D 【解析】 试题分析:相互作用力是两个物体间的相互作用,石块 b 对 a 的支持力和 a 对 b 的压力 是一对相互作用力,A 错误;由于 b 放置位置不一定是水平方向,a 可能放在类似斜面 上,所以石块 b 对 a 的支持力不一定等于 a 受到的重力,B 错误;石块 c 是水平放置, 不受摩擦力作用,C 错误;因为 c 是水平放置,受到竖直向下的重力,和桌面竖直向上 的支持力,以及 b 给的作用力,要想合力为零,则 b 给 c 的作用力一定竖直向下,所以 石块 c 对 b 的作用力一定竖直向上,D 正确; 考点:考查了共点力平衡条件的应用 【名师点睛】作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两 个物体上,力的性质相同,它们同时产生,同时变化,同时消失,理解牛顿第三定律与 平衡力的区别.作用力与反作用力是分别作用在两个物体上的,既不能合成,也不能抵 消,分别作用在各自的物体上产生各自的作用效果 2.汽车进站后开始刹车,做匀减速直线运动,开始刹车后的第 1 秒内的位移是 8m,第 3 秒内的位移是 0.5m,则下列说法中正确的是 ( ) A.0.5 秒末的速度一定等于 8rn/s B.汽车的加速度可能小于 3.75m/s2 C.汽车的加速度一定等于 3.75m/s2 D.2.5 秒末的速度一定等于 0.5m/s 【答案】C 3.如图所示,放在水平地面上的质量为 m 的物体,与地面的动摩擦因数为μ ,在劲度 系数为 k 的轻弹簧作用下沿地面做匀速直线运动。弹簧没有超出弹性限度,则 ( )

mg k ? mg B.弹簧的伸长量为 k
A.弹簧的伸长量为
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C.物体受到的支持力与它对地面的压力是一对平衡力 D.弹簧的弹力与物体受到的摩擦力是一对作用力与反作用力 【答案】B 【解析】 试题分析:对物体进行受力分析,物体在水平方向受弹簧的拉力和滑动摩擦力. 根据平衡状态条件得: F拉 ? F滑 根据滑动摩擦力公式得: F滑 ? ? mg , 根据胡克定律 F ? kx 得:弹簧的伸长量 x ?

? mg
k

,所以 B 正确,A 错误,

物体受到的支持力与物体对地面的压力分别作用在物体和地面, 所以这两个力不是一对 平衡力,故 C 错误. 弹簧的弹力与物体所受摩擦力等值,反向,共线,并且作用在同一物体上,所以是一对 平衡力,故 D 错误. 考点:考查了胡可定律的应用 点评:知道一对平衡力的特点,即等值,反向,共线,并且作用在同一物体上 4.下列关于加速度的描述中正确的是 A.物体速度变化越大,加速度越大 B.物体速度变化越快,加速度越大 C.物体增加的速度就是加速度 D.物体加速度大小逐渐减小时,物体一定做减速运动 【答案】B 【解析】 试题分析:根据 a ?

?v 可知,物体速度变化越大,加速度不一定越大,选项 A 错误; ?t

物体速度变化越快, 加速度越大, 选项 B 正确; 物体单位时间内增加的速度就是加速度, 选项 C 错误;当物体的速度方向与加速度方向同向时,物体加速度大小逐渐减小时,物 体做加速运动,选项 D 错误;故选 B. 考点:加速度 5.如图所示,固定斜面的倾角为 30°,现用平行于斜面的力 F 拉着质量为 m 的物体沿 斜面向上运动,物体的加速度大小为 a,若该物体放在斜面上沿斜面下滑时的加速度大 小也为 a,则力 F 的大小是( ).

A.

1 mg 2

B.

3 mg 2

C. Mg

D.

1 mg 3

【答案】C 【解析】 试题分析:据题意,向上拉时,物体向上做匀加速直线运动,则有:F-mgsin 30°- Ff=ma,物体放在斜面上下滑时也做匀加速直线运动,则有:mgsin 30°-Ff=ma,解 得 F=mg,所以 C 项正确. 考点:本题考查牛顿第二定律的应用。 6.我国道路交通安全法规定,在各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带。安全带
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能起作用的是汽车在平直公路上 A.紧急刹车时 B.匀速行驶时 C.加速前进时 D.缓慢倒车时 【答案】A 【解析】 试题分析: 安全带系在人的身上,对人有一定的作用力,可以改变人的运动状态,所 以系好安全带可以紧急刹车时防止因人的惯性而造成的伤害, 故选 A 考点:考查了力与运动的关系. 点评:力是改变物体运动状态的原因. 7.一质点在 0~15 s 内竖直向上运动,其加速度—时间变化的图象如图所示,若取竖 2 直向下为正,g 取 10 m/s ,则下列说法正确的是( )

A.质点的机械能不断增加 B.在 0~5 s 内质点的动能减小 C.在 10~15 s 内质点的机械能一直增加 D.在 t=15 s 时质点的机械能大于 t=5 s 时质点的机械能 【答案】BD 【解析】 试题分析:在 5~10s 内,物体速度向上,加速度方向向下,加速度与速度方向相反, 则物体减速,速度减小,则动能减小,故 B 正确;在 10~15s 内,物体向上减速的加速 度大于 g,说明物体受到了方向向下的外力,做负功,机械能减少,故 C 错误;由图象 可以看出 0-5s 内的加速度等于 g,5-10s 内的加速度小于 g,10~15s 内的加速度大于 g,故物体的机械能先不变,后增加,再减小,故 A 错误;在 5-10s 内,由牛顿第二定 律得: mg ? F ? ma ,解得: F ? 2m ,方向向上,做正功,物体机械能增加;10~15s 内, mg ? F ? ma ,解得: F ? 2m ,方向向下,物体机械能减少;物体一直向上做减 速运动,而 10~15s 内的速度小于 5-10s 内的速度,则 10~15s 内的位移小于 5-10s 内 的位移,故 FS1>FS2, 则从 5-15s 内物体机械能增加的多,减小的少,故质点在 t=15s 时的机械能大于 t=5s 时的机械能,D 正确; 考点:考查了牛顿第二定律,机械能 8.如图所示为直升机由地面起飞过程中的 v-t 图象。下列关于直升机运动情况的描述 正确的是( )

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A.0~5 s 直升机上升过程中加速度不变 B.5~15 s 直升机停在空中不动 C.t=20 s 时直升机的速度、加速度都为零 D.20~25 s 直升机竖直向下运动 【答案】AD 【解析】0~5 s 的速度时间图象是倾斜的直线,斜率不变说明加速度不变,所以 A 正 确;5~15 s 速度时间图象是水平的直线,说明直升机的速度不变,是匀速运动,所以 B 错误;t=20 s 时直升机的速度为零,直线的斜率代表加速度,所以加速度不为零,所 以 C 错误;20 s 时速度减为零,速度的方向反向,所以 20~25 s 直升机竖直向下运动, 所以 D 正确。 9.如图,用力 F 拉 A、B、C 三个物体在光滑水平面上运动,现在中间的 B 物体上加一 个小物体,它和中间的物体一起运动,且原拉力 F 不变,那么加上物体以后,两段绳中 的拉力 Ta 将__________(增大,变小,不变),Tb 将___________(增大,变小,不变) ( )

A.增大;减小 B.增大;增大 C.减小;增大 D.减小;减小 【答案】A 【解析】 试 题 分 析 : 整 体 的 加 速 度 a?

F , 隔 离 对 C 分 析 , 则 mA ? mB ? mC
A 分 析 有 : F-Ta=mAa , 解 得

Tb ? mC a ?

mC F mA ? mB ? mC

, 隔 离 对

Ta ? F ?

mA F . 在中间的 B 物体上加一个小物体, 总质量增大, 可知 Tb 减小, mA ? mB ? mC

Ta 增大.故选 A 考点:牛顿第二定律的应用 【名师点睛】解决本题的关键能够正确地选择研究对象,根据牛顿第二定律进行求解, 注意整体法和隔离法的使用。 10.如图,质量为 M、半径为 R 的半球形物体 A 放在粗糙水平地面上,通过最高点处的 钉子用水平轻质细线拉住一质量为 m、 半径为 r 的光滑球 B, 重力加速度为 g。 则 ( )
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A.A 对地面的摩擦力为零

R?r mg R r C.细线对小球的拉力大小为 mg R
B.B 对 A 的压力大小为 D.若剪断绳子(A 不动),则此瞬时球 B 加速度大小为

(R ? r) 2 - R 2 g R

【答案】AB 【解析】 试题分析:以 A、B 整体为研究对象,整体受到竖直向下的重力和地面竖直向上的支持 力,水平方向上没有外力,A 对地面的摩擦力为零,所以 A 项正确;以 B 球为研究对象, B 球受到竖直向下的重力、水平方向的绳子拉力和沿大球半径方向向外的支持力,根据 几何关系可得

?R ? r ? mg ,所以 B 项 mg R ? cos ? ? ,得出支持力的大小为 N ? N R?r R

正确;根据几何关系拉力 T ? mg tan? ? mg

?R ? r ?2 ? R 2
R

,所以 C 项错误;若剪断

绳子,绳子上的拉力马上消失,球 A 对 B 的支持力马上消失,球 B 只受重力,加速度为 g,所以 D 项错误。 考点:本题考查了共点力平衡和瞬时加速度问题 二、实验题(共 15 分) 11.在“验证力的平行四边形定则”的实验中. (1)下列说法中正确的是 . A.测量同一组数据 F1、F2 和合力 F 的过程中,橡皮条与细线结点 O 的位置可以变化 B.测量不同组数据 F1、F2 和合力 F 的过程中,橡皮条与细线结点 O 的位置可以变化 C.实验时,沿弹簧测力计外壳画两条射线作为两个分力 F1、F2 的方向 D.读两个弹簧测力计的示数时,应正视弹簧测力计,不应侧视或斜视 (2)在坐标纸中已画出某次实验中两弹簧测力计拉力的图示,已知方格每边长度表示 2.0N,由图得出合力 F 的大小为 N.

【答案】 (1)BD; (2)16.1N 【解析】 试题分析: (1)本实验采用等效替代法,同一次实验中拉力的作用效果应相同,橡皮条
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结点位置应保持不变,因此测量同一组数据 F1、F2 和合力 F 的过程中,橡皮条与细线结 点 O 的位置不可以变化,故 A 错误; 测同一组数据时橡皮条结点位置不能变化, 但测量不同组数据 F1、 F2 和合力 F 的过程中, 橡皮条与细线结点 O 的位置可以变化,故 B 正确;实验时,应沿两条细线的方向作为两 个分力 F1、F2 的方向,故 C 错误;为减小实验误差,读两个弹簧测力计的示数时,应正 视弹簧测力计,不应侧视或斜视,故 D 正确;故选 BD. (2)根据平行四边形定则作出两个力的合力如图所示,合大小:F=16.1N;

考点:验证力的平行四边形定则 【名师点睛】 掌握实验原理, 从多个角度来理解和分析实验, 提高分析解决问题的能力, 同时同学们要在实际实验操作去理解实验目的和实验步骤, 这样才能对实验有深刻的理 解. 12.在做“验证力的平行四边形定则”实验时: (1)要使每次合力与分力产生相同的效果,必须 A.每次将橡皮条拉到同样的位置 B.每次把橡皮条拉直 C.每次准确读出弹簧秤的示数 D.每次记准绳的方向 (2)如图所示,是两位同学在做“验证力的平行四边形定则”的实验时得到的结果, 则其中 同学实验结果比较符合实验事实.

【答案】 (1)A (2)甲 【解析】 试题分析: (1)该实验采用了“等效替代”法即要求两次拉橡皮筋时,要使橡皮筋产生 的形变相同,即拉到同一位置. (2) F1 与 F2 合成的理论值是由平行四边形定则作图得到的, 由于误差可能不与 OA 共线; 而 F1 与 F2 合成的实际值一定与 OA 共线(二力平衡) ,明确理论值和实际值的区别即可 正确解答. 解: (1)要使每次合力与分力产生相同的效果,每次将橡皮条拉到同样的位置,即用一 个力与用两个力的作用效果相同,故 BCD 错误,A 正确; (2)用一个弹簧测力计拉橡皮条时,拉力的方向一定沿绳子方向,如甲图中的竖直方 向;根据力的平行四边形定则作出的合力,作图法得到的合力一定在平行四边形的对角 线上,由于误差的存在与实验值有一定的差别,即作图得出的合力方向与竖直方向有一 定的夹角,故甲图符合实验事实. 故答案为: (1)A; (2)甲 【点评】 “验证力的平行四边形定则”实验中, 我们要知道分力和合力的效果是等同的, 这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用,加强对基础实验理解.
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三、计算题(共 45 分) 13.雨滴在空中下落时,由于空气阻力的影响,最终会以恒定的速度匀速下降,我们把 这个速度叫做收尾速度。研究表明,在无风的天气条件下,空气对下落雨滴的阻力可由 公式 f ?

1 C?Sv 2 来计算,其中 C 为空气对雨滴的阻力系数(可视为常量) ,ρ 为空气 2

的密度,S 为雨滴的有效横截面积(即垂直于速度 v 方向的横截面积) 。 假设雨滴下落时可视为球形,且在到达地面前均已达到收尾速度。每个雨滴的质量均为 m,半径均为 R,雨滴下落空间范围内的空气密度为 ρ 0,空气对雨滴的阻力系数为 C0, 重力加速度为 g。 (1)求雨滴在无风的天气条件下沿竖直方向下落时收尾速度的大小; (2)若根据云层高度估测出雨滴在无风的天气条件下由静止开始竖直下落的高度为 h, 求每个雨滴在竖直下落过程中克服空气阻力所做的功; (3)大量而密集的雨滴接连不断地打在地面上,就会对地面产生持续的压力。设在无 风的天气条件下雨滴以收尾速度匀速竖直下落的空间,单位体积内的雨滴个数为 n(数 量足够多) ,雨滴落在地面上不反弹,雨滴撞击地面时其所受重力可忽略不计,求水平 地面单位面积上受到的由于雨滴对其撞击所产生的压力大小。 【答案】 (1) v ?

m 2nm2 g 1 2m g ? (2) W f ? m g(h ? ( 3 ) ) p ? ?C0 ?0 R 2 πC0 ?0 R 2 R πC0 ? 0

【解析】 试题分析: (1)设雨滴竖直下落的收尾速度大小为 v , 雨滴达到收尾速度时开始匀速下落 mg=f

2分

1 π 2 2 2 又因为 f ? C0 ?0 Sv ? C0 ?0 R v 2 2
解得

v?

1 2m g R πC0 ? 0
1 2 mv 2

1分

(2)设雨滴在空中由静止沿竖直方向下落至地面的过程克服空气阻力所做功为 Wf, 依据动能定理有 mgh ? W f ? 解得 W f ? m g(h ? 2分

m

?C0 ?0 R 2

)

1分

(3)取横截面积为 S、高度 H ? vt 的柱状体积内的雨滴为研究对象,它所含雨滴的总 质量为 M ? nSHm 1分 设柱状体积内的雨滴受到水平地面单位面积上的作用力大小为 F,竖直向上为正方向 根据动量定理有 FSt=Mv 1分 解得

2nm2 g F? πC0 ?0 R 2 2nm2 g πC0 ?0 R 2

1分

根据牛顿第三定律, 水平地面的单位面积上受到的由于雨滴对其撞击所产生的压力大小 为 p? ? 1分

考点:考查了牛顿第二定律,动能定理,动量定理的综合应用 14.为了提高运动员奔跑时下肢向后的蹬踏力量,在训练中,让运动员腰部系绳拖汽车 轮胎奔跑,已知运动员在奔跑中拖绳上端与地面的高度为 1.2m,且恒定,轻质无弹性 的拖绳长 2m,运动员质量为 60kg,车胎质量为 12kg,车胎与跑道间的动摩擦因数为
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μ = ,如图甲所示,将运动员某次拖胎奔跑 100m 当做连续过程,抽象处理后的 v﹣t 图象如图乙所示,g=10m/s ,不计空气阻力.求:
2

(1)运动员加速过程中的加速度大小 a 及跑完 100m 后用的时间 t; (2)在加速阶段绳子对轮胎的拉力大小 T 及运动员与地面间的摩擦力大小 f 人. 2 【答案】 (1)运动员加速过程中的加速度大小 a 为 2m/s ,跑完 100m 后用的时间 t 为 14.5s; (2)在加速阶段绳子对轮胎的拉力大小为 64N,运动员与地面间的摩擦力大小 f 人为 171.2N. 【解析】 试题分析: (1)由图示图象应用加速度定义式求出加速度;应用匀变速运动规律与匀速 运动规律求出运动时间. (2)对轮胎与人分别应用牛顿第二定律列方程,可以求出拉力与摩擦力大小. 解: (1)由图示图象可知,加速度:a= 加速时间:t1=4s, 加速位移:s1= t1= ×4=16m, 匀速位移:s2=s﹣s1=100﹣16=84m, 匀速时间:t2= =10.5s, m/s ;
2

跑完 100m 时间 t=t1+t2=14.5s (2)设绳子与水平面间的夹角为 θ , 由题意可知:sinθ = =0.6,则 cosθ =0.8,

对轮胎:水平方向,由牛顿第二定律:Tcosθ ﹣f=ma, 竖直方向:N=mg﹣Tsinθ , 滑动摩擦力:f=μ N, 代入数据解得:T=64N, 对运动员,由牛顿第二定律得: f 人﹣Tcosθ =Ma,代入数据解得:f 人=171.2N. 2 答: (1)运动员加速过程中的加速度大小 a 为 2m/s , 跑完 100m 后用的时间 t 为 14.5s; (2)在加速阶段绳子对轮胎的拉力大小为 64N,运动员与地面间的摩擦力大小 f 人为 171.2N. 【点评】本题考查了求加速度、运动时间、力等问题,分析清楚运动过程,应用加速度 定义式、运动学公式、牛顿第二定律即可正确解题. 15.某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。可视为质点的赛车 从起点 A 出发,沿水平直线轨道运动 L 后,由 B 点进入半径为 R 的光滑竖直半圆轨道, 并通过半圆轨道的最高点 C,才算完成比赛。B 是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和 半圆轨道相切于 B 点。已知赛车质量 m=0.5kg,通电后以额定功率 P=2W 工作,进入竖 直圆轨道前受到的阻力恒为 Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m, 2 R=0.32m,(g 取 10m/s )。求:

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(1)要使赛车完成比赛,赛车在半圆轨道的 B 点对轨道的压力至少多大; (2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间; (3)若电动机工作时间为 t0=5s,当 R 为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离 又最大,水平距离最大是多少。 【答案】 (1)30N (2)4s (3)0.3m ;1.2m 【解析】

m vC 试题分析: (1)赛车恰能过最高点时,根据牛顿定律: m g ? R
由 B 点到 C 点,由机械能守恒定律可得:

2

解得 vC ?

gR

1 1 mvB 2 ? mvc 2 ? mg ? 2 R 2 2
vB R
2

a

在 B 点根据牛顿定律可得: FN ? m g ? m 联立解得: vB ? 5gR ? 4m/s

则: F ? 6mg ? 30N

(2)对赛车从 A 到 B 由动能定理得:

Pt ? F f L ?

1 2 mv B ? 0 2

解得:t=4s

(3)对赛车从 A 到 C 由动能定理得:

Pt0 ? Ff L ? mg ? 2 R ?

1 mv0 2 2 1 2 gt 2

赛车飞出 C 后有: 2 R ?

x ? v0 t

解得: x ?

3 ? 16( R 2 ? R ) 5

所以 当 R=0.3m 时 x 最大, xmax=1.2m 考点:牛顿第二定律;动能定理;平抛物体的运动. 16.一列货车以 v1 ? 28.8km / h 的速度在平直铁路上运行,由于调度事故,在大雾中后 面相距 s 0 ? 600m 处有一列客车以 v 2 ? 72km / h 的速度在同一铁轨上驶来,客车司机发 现货车后立即紧急制动,为不使两车相撞,客车的制动加速度至少多大?设货车速度不 变。 【答案】 a ? 0.12m / s 2 【解析】 试题分析: 28.8km / h ? 8m / s , 72km / h ? 20m / s ,
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设客车的最小加速度为 a ,速度相等经历的时间 t ? 结合位移关系有: v1t ? s0 =

v2 ? v1 20 ? 8 12 ? ? , a a a

v2 2 ? v12 ,代入数据解得 a ? 0.12m / s 2 。 2a 考点:匀变速直线运动的位移与时间的关系 【名师点睛】两车恰好不相撞的临界情况是速度相等时,恰好不相撞,结合速度公式和 位移公式, 抓住位移关系求出客车制动的最小加速度; 本题考查了运动学中的追及问题, 关键抓住临界状态,即速度相等时恰好不相撞,结合位移关系,运用运动学公式灵活求 解。

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