湖南省岳阳市岳阳县2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题

第第页湖南省岳阳市岳阳县2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题登录二一教育在线组卷平台助您教考全无忧

湖南省岳阳市岳阳县2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。

1．（2022高一上·金坛期中）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（）

A．B．C．1D．2

【答案】D

【知识点】受力分析的应用；力的合成；共点力的平衡

【解析】【解答】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为，每块石块对应的圆心角为，对第块石块受力分析如图

结合力的合成可知

对第2块和第三块石块整体受力分析如图

解得

故答案为：D。

【分析】对第3块和23块石块分别进行受力分析，根据力的合成以及共点力平衡得出25的质量和34质量的比值。

2．如图质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.4。A的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着而保持静止。现在要使弹簧能拉动A相对木箱底面向右移动。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。）则下列说法正确的是（）

A．让木箱竖直向上加速运动，加速度最小值为2m/s2

B．让木箱竖直向下加速运动，加速度最小值为2m/s2

C．让木箱水平向左加速运动，加速度应大于1.6m/s2

D．让木箱水平向右加速运动，加速度最小值为1.6m/s2

【答案】C

【知识点】牛顿第二定律；超重与失重

【解析】【解答】A.物块A能保持静止，根据平衡条件可知此时弹簧弹力等于物块与木箱间的摩擦力，木箱竖直向上加速，物块处于超重状态，对面的压力会变大，最大静摩擦力变大，木箱不会滑动，A不符合题意；

B.木箱竖直向下匀加速运动，物块处于失重状态，物块对木箱间的压力变小，竖直方向有mg-N=ma，又最大静摩擦力，时物块会发生滑动，解得，即要使物块相对木箱发生滑动，木箱向下的加速度最小值为，B不符合题意；

C.木箱做水平向左匀加速运动，以物块为研究对象，设物块相对木箱发生滑动的最小加速度大小为，根据牛顿第二定律有，代入数据可得，所以只要木箱加速度大于，物块就会相对木箱向右运动，C符合题意；

D.木箱做水平向右速匀加速运动，以物块为研究对象，设物块相对木箱发生滑动的最小加速度大小为，根据牛顿第二定律有，代入数据可得，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】因为当物块与木箱间的摩擦力达到最大静摩擦力时，物块即将发生相对滑动，所以由牛顿第二定律分析物块与木箱间的摩擦力达到最大静摩擦力时，木箱沿不同方向的加速度大小即可。

3．两支完全相同光滑直角弯管（如图所示），现有两只相同小球a和a'同时从管口由静止滑下，则谁先从下端的出口掉出：（假设通过拐角处时无机械能损失）（）

A．a球先到B．a＇球先到

C．两球同时达到D．无法确定

【答案】A

【知识点】牛顿第二定律；运动学v-t图象

【解析】【解答】由机械能守恒定律可知，两小球到达出口时的速率v相等；由牛顿第二定律可得小球的加速度大小（为管道与水平面的夹角），可知小球在相同倾斜程度的管中加速度大小相同，管的倾角越大，加速度越大；又因为两球经历的总路程s相等，在同一个v-t图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相同）。开始时a球曲线的斜率大，由于两球两阶段加速度对应相等，如果同时到达（经历时间为）则必然有，显然不合理，所以要使两图象的面积（位移）相等，则要求a'的图象必须落在a的右侧，因此有，即a球先到，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据机械能守恒定律求出小球滑出弯管时的速度关系，再由牛顿第二定律分析各阶段的加速度关系，然后通过做v-t图像的方法，根据v-t图像中斜率表示加速度，图线与横轴所围面积表示位移的特点求出两球运动时间的关系。

4．（2023高一上·大庆月考）如图所示，小车内用一轻绳和轻弹簧栓接一小球，当小车和小球相对静止一起在水平面上运动时，轻弹簧沿竖直方向，细绳与竖直方的夹角为角，忽略空气阻力，则下列说法中正确的是（）

A．小车的加速度一定水平向右

B．细绳对小球的拉力一定为

C．细绳不一定对小球有拉力作用，轻弹簧对小球一定有弹力

D．细绳不一定对小球有拉力作用，轻弹簧对小球不一定有弹力

【答案】D

【知识点】共点力平衡条件的应用

【解析】【解答】当小车处于匀速直线运动时，弹簧的弹力等于重力，即，绳的拉力为：．

当小车和小球向右做匀加速直线运动时，受力分析如图所示：

根据牛顿第二定律得：

水平方向有：①

竖直方向有：②

由①知，细绳一定对小球有拉力的作用．

由①②得：弹簧的弹力

当，即时，

综合以上两种情况可以知道：细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用。

故答案为：D

【分析】对小球进行受力分析，在弹力、重力和拉力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。

5．如图所示，一长为的轻杆绕O点在竖直平面内转动，光滑水平转轴穿过杆上的O点。已知杆两端固定有质量分别为、m的球A和球B，距离为L。球B运动到最高点时，杆对球B有向下的拉力，大小为。忽略空气阻力，重力加速度为g，则当球B在最高点时（）

A．球B的速度大小为

B．球A的速度大小为

C．轻杆对A的作用力大小为

D．水平转轴对杆的作用力大小为

【答案】D

【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动

【解析】【解答】AB.球B运动到最高点时，杆对球B有向下的拉力，大小为2mg，有，解得，则球A的速度大小为，AB不符合题意；

C.对A根据牛顿第二定律得，解得轻杆对A的作用力大小为T=5mg，C不符合题意；

D.对轻杆，由平衡条件可得N+2mg=5mg，解得水平转轴对杆的作用力大小N=3mg，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】分析B球在最高点的受力，由牛顿第二定律求出B球在最高点的速度大小，再由求出A球的线速度大小；分析A球在最低点的受力，由牛顿第二定律求出A球在最低点时轻杆对A的作用力；分析杆的受力，由共点力平衡条件求出水平转轴对杆的作用力大小。

6．根据机动车的运动情况，绘制如图图像，已知其在水平路面沿直线行驶，规定初速度的方向为正方向，运动过程中所受阻力恒定。请判定以下合理的说法是（）

A．机动车牵引力恒定且大于阻力B．机动车的初速度为0

C．机动车的加速度为D．机动车在前3秒的位移是

【答案】D

【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系

【解析】【解答】ABC.由匀变速直线运动的位移与时间的关系可得，变形可得，可知匀变速直线运动中的关系与图相符，所以机车做匀变速直线运动，故牵引力为恒力，与题目给定的图线对比，由截距知，可解得机动车的加速度，由于机动车的加速度为负值，因此牵引力小于阻力。由斜率知，ABC不符合题意；

D.机动车速度变为零所需时间为，因此3s末机动车已静止，其在前3秒的位移是，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据匀变速直线运动中位移时间关系推导的关系式，再根据数学知识求出机车的加速度和初速度，确定阻力与牵引力的关系；机车做减速运动，要先求出机车停下来的时间，再计算机车的位移。

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的。

7．（2023·江苏）如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则（）

A．A和B的位移大小相等B．A的运动时间是B的2倍

C．A的初速度是B的D．A的末速度比B的大

【答案】A,D

【知识点】平抛运动

【解析】【解答】A．位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得，

A和B的位移大小相等，A符合题意；

B．平抛运动运动的时间由高度决定，即，

则A的运动时间是B的倍，B不符合题意；

C．平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则，

则A的初速度是B的，C不符合题意；

D．小球A、B在竖直方向上的速度分别为，

所以可得，

即，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，利用竖直方向的距离求出运动时间，根据水平方向的位移求解初速度。

8．（2023高三上·辽宁期中）如图所示。质量分别为mA和mB的A、B两物块通过轻线连接放在倾角为θ的斜面上用平行于斜面向上的拉力F拉物块A，使A、B沿斜面匀加速上滑，已知A、B与斜面间的动摩擦因数均为。为了减小轻线上的张力，下列方法中可行的是（）

A．减小斜面的倾角θB．减小B的质量

C．增大A的质量D．减小动摩擦因数

【答案】B,C

【知识点】牛顿第二定律

【解析】【解答】对A、B组成的系统，根据牛顿第二定律得

对B，根据牛顿第二定律得

以上两式联立解得

由此可知，FT的大小与θ、μ无关，mB越小，或mA越大，则FT越小

故答案为：BC。

【分析】利用整体的牛顿第二定律可以求出加速度的表达式；结合B的牛顿第二定律可以求出张力的表达式，进而判别减小张力的方法。

9．（2023高一下·潮阳期中）如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则

A．绳OO'的张力也在一定范围内变化

B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化

C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化

D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化

【答案】B,D

【知识点】受力分析的应用

【解析】【解答】由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变；物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物体a平衡，则连接a和b的绳子张力T保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以OO′中的张力保持不变，A、C不符合题意；b处于静止即平衡状态，对b受力分析有：

力T与力F与x轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得：.，；由此可得：.；由于T的大小不变，可见当F大小发生变化时，支持力的大小也在一定范围内变化，B符合题意；.，由于T的大小不变，当F大小发生变化时，b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化，D符合题意；

故答案为：BD。

【分析】本题考查的是共点力的平衡问题，解决这类问题的一般思路是对物体进行受力分析，在进行正交分解。

10．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f随时间t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）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10m/s2。由题中所给数据可以得出（）

A．木板的质量为1kg

B．2s~4s内，力F的大小为0.4N

C．0~2s内，力F的大小保持不变

D．物块与木板之间动摩擦因数为0.02

【答案】A,B

【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律；运动学v-t图象

【解析】【解答】ABD.由v-t图像可知，2~4s内，木板做匀加速运动的加速度大小为，设木板的质量为M，物块的质量为m，物块与木板之间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律可得，又，在t=4s时撤去外力后，木板做匀减速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得，联立解得M=1kg，F=0.4N，由于不知道物块的质量m，故无法算出物块与木板之间的动摩擦因数，AB符合题意，D不符合题意；

C.由v-t图像可知，0~2s内，木板处于静止状态，根据受力平衡可得F=f，可知力F的大小逐渐增大，C不符合题意。

故答案为：AB。

【分析】由v-t图像求出各时段内木板的加速度，由牛顿第二定律分析各时段的运动，求出木板的质量和力F的大小；0~2s内木板静止，由共点力平衡条件分析力F的变化情况。

三、实验题：本题共２小题，每空２分，共12分。

11．某同学利用粗细均匀的细杆做成一个矩形框，并结合光电门的多组计时功能，设计了一个测量当地重力加速度g的实验。

（1）实验步骤如下：

①用螺旋测微器测出细杆直径d如图甲所示，则mm；

②用刻度尺测出矩形框的长度为L；

③如图乙所示，将光电门固定在铁架台上并伸出桌面，将矩形框竖直放在光电门正上方，其中短杆1、2保持水平；

④静止释放矩形框，短杆1、2经过光电门时，分别得到挡光时间、；

（2）求得当地重力加速度（用d，L，，表示）；

（3）如图丙所示，若释放的时候矩形框短杆部分未水平放置，与水平方向成一小角度，则g的测量值真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

【答案】（1）3.800

（2）

（3）小于

【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；自由落体运动；重力加速度

【解析】【解答】（1）细杆直径为d=3.5mm+0.01mm×30.0=3.800mm；

（2）由自由落体运动的位移速度关系得，可得重力加速度为；

（3）矩形框倾斜时，

，则g的测量值小于真实值。

【分析】（1）根据螺旋测微器读数规则读数；（2）由自由落体运动的位移速度关系推导重力加速度；（3）当框倾斜时，结合几何关系重新推导重力加速度的表达式，根据表达式分析实验误差。

12．某同学用如图1所示的装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，记作，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码个数（弹簧始终未超过弹性限度），依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值，并计算出弹簧相应的伸长量x，将所得数据记录并描点如图2。

（1）在坐标纸上作出F－x图像。

（2）该弹簧的劲度系数N/m。

（3）由F－x图像，可以得出的结论是：。

【答案】（1）

（2）10

（3）弹力与弹簧伸长量成正比（在弹性限度内）。弹力随弹簧伸长量均匀变化。弹力与伸长量的比值保持不变。

【知识点】探究弹簧弹力的大小与伸长量的关系

【解析】【解答】（1）F-x图像，如图所示：

（2）该弹簧的劲度系数为；

（3）由F-x图像，可以得出的结论是：弹力与弹簧伸长量成正比（在弹性限度内）。弹力随弹簧伸长量均匀变化。弹力与伸长量的比值保持不变。（写出一条即可）

【分析】（1）根据描点法作图；（2）根据图像中数据求出该弹簧的劲度系数；（3）根据图像得出实验结论。

四、计算题：本题共３小题，共44分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。

13．在苏州中学举办的运动会上，100m比赛激烈进行。某班的运动员用13.5s跑完全程。设该运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段。已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为6m。求：

（1）该运动员的加速度大小；

（2）该运动员在加速阶段通过的距离。

【答案】（1）解：设该运动员的加速度大小为，运动员在加速阶段：第2s内通过的距离为s，第1s末速度的大小为，根据

联立，代入数据可得

求得

（2）解：设该运动员在加速阶段所用时间为，最大速度为，则匀速所用时间为，有

联立，代入数据求得（另一个解不符合题意，舍去）

所以，该运动员在加速阶段通过的距离

【知识点】匀速直线运动；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】【分析】（1）根据匀变速直线运动中的位移时间关系和速度时间关系列式，求解方程组即可；（2）根据匀加速直线运动和匀速直线运动的规律，由位移关系求出该运动员在加速阶段通过的距离。

14．如图甲所示，倾角为的足够长粗糙斜面固定在水平地面上，物块A、B通过不可伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接，静止时物体A处于P点且与斜面刚好无摩擦力。时刻给物块A一个沿斜面向上的初速度，到内物块A速度随时间变化情况如图乙所示．物块A、B均可视为质点，物块B距地面足够高，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度g取，求：

（1）物块A、B的质量之比；

（2）物块A与斜面之间的动摩擦因数；

（3）物体A沿斜面上滑的最大距离。

【答案】（1）解：设A的质量为，B的质量为，根据题意可知静止时物体A处于P点且与斜面刚好无摩擦力，则由平衡条件可得

解得

（2）解：由图乙可得物体A的加速度大小为

而在物块A沿着斜面体向上运动的过程中物块B做自由落体运动，末的速度设为，则有

可知在末物块A和物块B达到共速，在此过程中物块A的速度始终大于物块B的速度，因此连接A、B的绅子上拉力为零，由牛顿第二定律可得

解得

（3）解：内，A沿斜面上滑位移为

B自由下落高度为

二者沿绳子方向距离缩小了

设再经过时间轻绳再次拉直，则对A有

对B有

又

联立可解得

末轻绳绷紧，系统内轻绳拉力大小远大于两物体的重力及摩擦力大小，设轻绳拉力瞬间冲量为I，绷紧后二者速度大小为v，对A和B分别有

解得

绷紧后一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律

解得

对B知其减速阶段位移

物体A上滑的最大距离为

【知识点】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；匀变速直线运动的位移与速度的关系；追及相遇问题；牛顿第二定律；运动学v-t图象

【解析】【分析】（1）分析A物体在P点静止时的受力，由共点力平衡条件求出物块A、B的质量之比；（2）由v-t图像求出A物体运动的加速度，分析A的受力，由牛顿第二定律求出物块A与斜面之间的动摩擦因数；（3）先计算出A、B两物体共速时，A上滑的位移和B下落的位移，再求出绳子再次拉直时，A上升的位移和A、B此时的速度，由动量定理求出绳子绷紧后二者共速的速度，之后二者一起做匀减速直线运动，由牛顿第二定律和运动学公式求出这段过程A上滑的距离，最后得到A上滑的最大距离。

15．如图所示，质量为m物块A被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为30°的静止斜面上，物块A与斜面间的动摩擦因数为μ（）。细绳绕过定滑轮O，左右两边与竖直方向的夹角α=30°、β=60°，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物B。整个装置处于静止状态，重力加速度为g，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。求：

（1）重物B的质量为多少时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用？

（2）A与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？

（3）重物B的质量满足什么条件时，物块A能在斜面上保持静止？

【答案】（1）解：受力分析可知：

A与斜面间恰好没有摩擦力作用即f=0，根据平衡条件，

解得

由B受力平衡可知

（2）解：对斜面体受力分析和平衡条件可知

方向水平向左

（3）解：如果物体A恰好不上滑，则对A，平行斜面方向T1cos30°-mgsin30°-f=0

垂直斜面方向N+T1sin30°-mgcos30°=0

解得

如果物体A恰好不下滑，摩擦力反向，则对A，平行斜面方向T2cos30°-mgsin30°+f=0

垂直斜面方向N+T2sin30°-mgcos30°=0

解得

对物体B，根据平衡条件，有2Tcos60°=m′g

故绳子的拉力等于物体B的重力，故物体B的质量范围为

【知识点】共点力的平衡

【解析】【分析】（1）分别分析A和B的受力，由共点力平衡条件列式，求解A与斜面间恰好没有摩擦力时B的质量；（2）对A和斜面组成的整体受力分析，由共点力平衡条件求出水平地面对斜面的摩擦力；（3）分析A物体恰好不上滑和恰好不下滑时的受力，由共点力平衡条件列式求解物块A能在斜面上保持静止时，重物B的质量满足的条件。

二一教育在线组卷平台（）自动生成1/1登录二一教育在线组卷平台助您教考全无忧

湖南省岳阳市岳阳县2023-2024学年高三上学期开学考试物理试题

一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。

1．（2022高一上·金坛期中）我国的石桥世界闻名，如图，某桥由六块形状完全相同的石块组成，其中石块1、6固定，2、5质量相同为m，3、4质量相同为，不计石块间的摩擦，则为（）

A．B．C．1D．2

2．如图质量为0.5kg的物块A放在一个纵剖面为矩形的静止木箱内，A和木箱水平底面之间的动摩擦因数为0.4。A的右边被一根轻弹簧用1.2N的水平拉力向右拉着而保持静止。现在要使弹簧能拉动A相对木箱底面向右移动。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。）则下列说法正确的是（）

A．让木箱竖直向上加速运动，加速度最小值为2m/s2

B．让木箱竖直向下加速运动，加速度最小值为2m/s2

C．让木箱水平向左加速运动，加速度应大于1.6m/s2

D．让木箱水平向右加速运动，加速度最小值为1.6m/s2

3．两支完全相同光滑直角弯管（如图所示），现有两只相同小球a和a'同时从管口由静止滑下，则谁先从下端的出口掉出：（假设通过拐角处时无机械能损失）（）

A．a球先到B．a＇球先到

C．两球同时达到D．无法确定

4．（2023高一上·大庆月考）如图所示，小车内用一轻绳和轻弹簧栓接一小球，当小车和小球相对静止一起在水平面上运动时，轻弹簧沿竖直方向，细绳与竖直方的夹角为角，忽略空气阻力，则下列说法中正确的是（）

A．小车的加速度一定水平向右

B．细绳对小球的拉力一定为

C．细绳不一定对小球有拉力作用，轻弹簧对小球一定有弹力

D．细绳不一定对小球有拉力作用，轻弹簧对小球不一定有弹力

5．如图所示，一长为的轻杆绕O点在竖直平面内转动，光滑水平转轴穿过杆上的O点。已知杆两端固定有质量分别为、m的球A和球B，距离为L。球B运动到最高点时，杆对球B有向下的拉力，大小为。忽略空气阻力，重力加速度为g，则当球B在最高点时（）

A．球B的速度大小为

B．球A的速度大小为

C．轻杆对A的作用力大小为

D．水平转轴对杆的作用力大小为

6．根据机动车的运动情况，绘制如图图像，已知其在水平路面沿直线行驶，规定初速度的方向为正方向，运动过程中所受阻力恒定。请判定以下合理的说法是（）

A．机动车牵引力恒定且大于阻力B．机动车的初速度为0

C．机动车的加速度为D．机动车在前3秒的位移是

二、多项选择题：本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的。

7．（2023·江苏）如图所示，小球A、B分别从和l的高度水平抛出后落地，上述过程中A、B的水平位移分别为l和。忽略空气阻力，则（）

A．A和B的位移大小相等B．A的运动时间是B的2倍

C．A的初速度是B的D．A的末速度比B的大

8．（2023高三上·辽宁期中）如图所示。质量分别为mA和mB的A、B两物块通过轻线连接放在倾角为θ的斜面上用平行于斜面向上的拉力F拉物块A，使A、B沿斜面匀加速上滑，已知A、B与斜面间的动摩擦因数均为。为了减小轻线上的张力，下列方法中可行的是（）

A．减小斜面的倾角θB．减小B的质量

C．增大A的质量D．减小动摩擦因数

9．（2023高一下·潮阳期中）如图，一光滑的轻滑轮用细绳OO'悬挂于O点；另一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块a，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块b。外力F向右上方拉b，整个系统处于静止状态。若F方向不变，大小在一定范围内变化，物块b仍始终保持静止，则

A．绳OO'的张力也在一定范围内变化

B．物块b所受到的支持力也在一定范围内变化

C．连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化

D．物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化

10．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f随时间t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）所示。木板与实验台之间的摩擦可以忽略。重力加速度取g=10m/s2。由题中所给数据可以得出（）

A．木板的质量为1kg

B．2s~4s内，力F的大小为0.4N

C．0~2s内，力F的大小保持不变

D．物块与木板之间动摩擦因数为0.02

三、实验题：本题共２小题，每空２分，共12分。

11．某同学利用粗细均匀的细杆做成一个矩形框，并结合光电门的多组计时功能，设计了一个测量当地重力加速度g的实验。

（1）实验步骤如下：

①用螺旋测微器测出细杆直径d如图甲所示，则mm；

②用刻度尺测出矩形框的长度为L；

③如图乙所示，将光电门固定在铁架台上并伸出桌面，将矩形框竖直放在光电门正上方，其中短杆1、2保持水平；

④静止释放矩形框，短杆1、2经过光电门时，分别得到挡光时间、；

（2）求得当地重力加速度（用d，L，，表示）；

（3）如图丙所示，若释放的时候矩形框短杆部分未水平放置，与水平方向成一小角度，则g的测量值真实值（选填“大于”“等于”或“小于”）。

12．某同学用如图1所示的装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”，刻度尺0刻度线与弹簧上端对齐。他先读出不挂钩码时弹簧下端指针所指刻度尺的刻度值，记作，然后在弹簧下端挂上钩码，并逐个增加钩码个数（弹簧始终未超过弹性限度），依次读出指针稳定后所指刻度尺的刻度值，并计算出弹簧相应的伸长量x，将所得数据记录并描点如图2。

（1）在坐标纸上作出F－x图像。

（2）该弹簧的劲度系数N/m。

（3）由F－x图像，可以得出的结论是：。

四、计算题：本题共３小题，共44分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位。

13．在苏州中学举办的运动会上，100m比赛激烈进行。某班的运动员用13.5s跑完全程。设该运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速运动和匀速运动两个阶段。已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为6m。求：

（1）该运动员的加速度大小；

（2）该运动员在加速阶段通过的距离。

14．如图甲所示，倾角为的足够长粗糙斜面固定在水平地面上，物块A、B通过不可伸长的轻绳绕过光滑轻质定滑轮连接，静止时物体A处于P点且与斜面刚好无摩擦力。时刻给物块A一个沿斜面向上的初速度，到内物块A速度随时间变化情况如图乙所示．物块A、B均可视为质点，物块B距地面足够高，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，，，重力加速度g取，求：

（1）物块A、B的质量之比；

（2）物块A与斜面之间的动摩擦因数；

（3）物体A沿斜面上滑的最大距离。

15．如图所示，质量为m物块A被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为30°的静止斜面上，物块A与斜面间的动摩擦因数为μ（）。细绳绕过定滑轮O，左右两边与竖直方向的夹角α=30°、β=60°，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物B。整个装置处于静止状态，重力加速度为g，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。求：

（1）重物B的质量为多少时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用？

（2）A与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？

（3）重物B的质量满足什么条件时，物块A能在斜面上保持静止？

答案解析部分

1．【答案】D

【知识点】受力分析的应用；力的合成；共点力的平衡

【解析】【解答】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为，每块石块对应的圆心角为，对第块石块受力分析如图

结合力的合成可知

对第2块和第三块石块整体受力分析如图

解得

故答案为：D。

【分析】对第3块和23块石块分别进行受力分析，根据力的合成以及共点力平衡得出25的质量和34质量的比值。

2．【答案】C

【知识点】牛顿第二定律；超重与失重

【解析】【解答】A.物块A能保持静止，根据平衡条件可知此时弹簧弹力等于物块与木箱间的摩擦力，木箱竖直向上加速，物块处于超重状态，对面的压力会变大，最大静摩擦力变大，木箱不会滑动，A不符合题意；

B.木箱竖直向下匀加速运动，物块处于失重状态，物块对木箱间的压力变小，竖直方向有mg-N=ma，又最大静摩擦力，时物块会发生滑动，解得，即要使物块相对木箱发生滑动，木箱向下的加速度最小值为，B不符合题意；

C.木箱做水平向左匀加速运动，以物块为研究对象，设物块相对木箱发生滑动的最小加速度大小为，根据牛顿第二定律有，代入数据可得，所以只要木箱加速度大于，物块就会相对木箱向右运动，C符合题意；

D.木箱做水平向右速匀加速运动，以物块为研究对象，设物块相对木箱发生滑动的最小加速度大小为，根据牛顿第二定律有，代入数据可得，D不符合题意。

故答案为：C。

【分析】因为当物块与木箱间的摩擦力达到最大静摩擦力时，物块即将发生相对滑动，所以由牛顿第二定律分析物块与木箱间的摩擦力达到最大静摩擦力时，木箱沿不同方向的加速度大小即可。

3．【答案】A

【知识点】牛顿第二定律；运动学v-t图象

【解析】【解答】由机械能守恒定律可知，两小球到达出口时的速率v相等；由牛顿第二定律可得小球的加速度大小（为管道与水平面的夹角），可知小球在相同倾斜程度的管中加速度大小相同，管的倾角越大，加速度越大；又因为两球经历的总路程s相等，在同一个v-t图象中两球速度曲线下所围的面积应该相同，且末状态速度大小也相同（纵坐标相同）。开始时a球曲线的斜率大，由于两球两阶段加速度对应相等，如果同时到达（经历时间为）则必然有，显然不合理，所以要使两图象的面积（位移）相等，则要求a'的图象必须落在a的右侧，因此有，即a球先到，A符合题意，BCD不符合题意。

故答案为：A。

【分析】根据机械能守恒定律求出小球滑出弯管时的速度关系，再由牛顿第二定律分析各阶段的加速度关系，然后通过做v-t图像的方法，根据v-t图像中斜率表示加速度，图线与横轴所围面积表示位移的特点求出两球运动时间的关系。

4．【答案】D

【知识点】共点力平衡条件的应用

【解析】【解答】当小车处于匀速直线运动时，弹簧的弹力等于重力，即，绳的拉力为：．

当小车和小球向右做匀加速直线运动时，受力分析如图所示：

根据牛顿第二定律得：

水平方向有：①

竖直方向有：②

由①知，细绳一定对小球有拉力的作用．

由①②得：弹簧的弹力

当，即时，

综合以上两种情况可以知道：细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用。

故答案为：D

【分析】对小球进行受力分析，在弹力、重力和拉力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。

5．【答案】D

【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律；竖直平面的圆周运动

【解析】【解答】AB.球B运动到最高点时，杆对球B有向下的拉力，大小为2mg，有，解得，则球A的速度大小为，AB不符合题意；

C.对A根据牛顿第二定律得，解得轻杆对A的作用力大小为T=5mg，C不符合题意；

D.对轻杆，由平衡条件可得N+2mg=5mg，解得水平转轴对杆的作用力大小N=3mg，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】分析B球在最高点的受力，由牛顿第二定律求出B球在最高点的速度大小，再由求出A球的线速度大小；分析A球在最低点的受力，由牛顿第二定律求出A球在最低点时轻杆对A的作用力；分析杆的受力，由共点力平衡条件求出水平转轴对杆的作用力大小。

6．【答案】D

【知识点】匀变速直线运动的位移与时间的关系

【解析】【解答】ABC.由匀变速直线运动的位移与时间的关系可得，变形可得，可知匀变速直线运动中的关系与图相符，所以机车做匀变速直线运动，故牵引力为恒力，与题目给定的图线对比，由截距知，可解得机动车的加速度，由于机动车的加速度为负值，因此牵引力小于阻力。由斜率知，ABC不符合题意；

D.机动车速度变为零所需时间为，因此3s末机动车已静止，其在前3秒的位移是，D符合题意。

故答案为：D。

【分析】根据匀变速直线运动中位移时间关系推导的关系式，再根据数学知识求出机车的加速度和初速度，确定阻力与牵引力的关系；机车做减速运动，要先求出机车停下来的时间，再计算机车的位移。

7．【答案】A,D

【知识点】平抛运动

【解析】【解答】A．位移为初位置到末位置的有向线段，如图所示可得，

A和B的位移大小相等，A符合题意；

B．平抛运动运动的时间由高度决定，即，

则A的运动时间是B的倍，B不符合题意；

C．平抛运动，在水平方向上做匀速直线运动，则，

则A的初速度是B的，C不符合题意；

D．小球A、B在竖直方向上的速度分别为，

所以可得，

即，D符合题意。

故答案为：AD。

【分析】物体做平抛运动，水平方向匀速运动，竖直方向自由落体运动，利用竖直方向的距离求出运动时间，根据水平方向的位移求解初速度。

8．【答案】B,C

【知识点】牛顿第二定律

【解析】【解答】对A、B组成的系统，根据牛顿第二定律得

对B，根据牛顿第二定律得

以上两式联立解得

由此可知，FT的大小与θ、μ无关，mB越小，或mA越大，则FT越小

故答案为：BC。

【分析】利用整体的牛顿第二定律可以求出加速度的表达式；结合B的牛顿第二定律可以求出张力的表达式，进而判别减小张力的方法。

9．【答案】B,D

【知识点】受力分析的应用

【解析】【解答】由于整个系统处于静止状态，所以滑轮两侧连接a和b的绳子的夹角不变；物块a只受重力以及绳子的拉力，由于物体a平衡，则连接a和b的绳子张力T保持不变；由于绳子的张力及夹角均不变，所以OO′中的张力保持不变，A、C不符合题意；b处于静止即平衡状态，对b受力分析有：

力T与力F与x轴所成夹角均保持不变，由平衡条件可得：.，；由此可得：.；由于T的大小不变，可见当F大小发生变化时，支持力的大小也在一定范围内变化，B符合题意；.，由于T的大小不变，当F大小发生变化时，b静止可得摩擦力的大小也在一定范围内发生变化，D符合题意；

故答案为：BD。

【分析】本题考查的是共点力的平衡问题，解决这类问题的一般思路是对物体进行受力分析，在进行正交分解。

10．【答案】A,B

【知识点】共点力的平衡；牛顿第二定律；运动学v-t图象

【解析】【解答】ABD.由v-t图像可知，2~4s内，木板做匀加速运动的加速度大小为，设木板的质量为M，物块的质量为m，物块与木板之间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律可得，又，在t=4s时撤去外力后，木板做匀减速运动的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得，联立解得M=1kg，F=0.4N，由于不知道物块的质量m，故无法算出物块与木板之间的动摩擦因数，AB符合题意，D不符合题意；

C.由v-t图像可知，0~2s内，木板处于静止状态，根据受力平衡可得F=f，可知力F的大小逐渐增大，C不符合题意。

故答案为：AB。

【分析】由v-t图像求出各时段内木板的加速度，由牛顿第二定律分析各时段的运动，求出木板的质量和力F的大小；0~2s内木板静止，由共点力平衡条件分析力F的变化情况。

11．【答案】（1）3.800

（2）

（3）小于

【知识点】刻度尺、游标卡尺及螺旋测微器的使用；自由落体运动；重力加速度

【解析】【解答】（1）细杆直径为d=3.5mm+0.01mm×30.0=3.800mm；

（2）由自由落体运动的位移速度关系得，可得重力加速度为；

（3）矩形框倾斜时，

，则g的测量值小于真实值。

【分析】（1）根据螺旋测微器读数规则读数；（2）由自由落体运动的位移速度关系推导重力加速度；（3）当框倾斜时，结合几何关系重新推导重力加速度的表达式，根据表达式分析实验误差。

12．【答案】（1）

（2）10

（3）弹力与弹簧伸长量成正比（在弹性限度内）。弹力随弹簧