2023-2024学年天津市南开中学高三年级上册第二次考试物理试卷含详解

南开中学2024届高三统练

物理学科第2次

I卷（共90分）

本试卷分第I卷（选择题）和第II卷两部分，共100分。考试结束后，将答题卡、答题纸一并交回。

一、单项选择题（每题4分）

1.如图所示，与水平面夹角为30。的固定斜面上有一质量相=1.0kg的物体，平行斜面的细绳的一端与物体连接，细

绳的另一端绕过摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连，物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9N,关于物体受力

B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上

C.斜面对物体的摩擦力大小为4.9gN,方向沿斜面向上

D.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向垂直斜面向上

2.重力为G的体操运动员在进行自由体操比赛时，有如图所示的比赛动作，当运动员竖直倒立保持静止状态时,

两手臂对称支撑，夹角为。，则（）

A.当0=60。时，运动员单手对地面的正压力大小为£

2

B.当6=120。时，运动员单手对地面的正压力大小为G

C.当6不同时，运动员受到的合力不同

D.当8不同时，运动员与地面之间的相互作用力不相等

3.如图所示，一轻质晒衣架静置于水平地面上，水平横杆与四根相同的斜杆垂直，两斜杆夹角6=60°,一重为G

的物体悬挂在横杆中点，则每根斜杆受到地面的（）

C.摩擦力为XIGD.摩擦力为赵G

48

4.如图，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑力与B的接触面光滑.已知A与斜面之间的动

摩擦因数是B与斜面之间动摩擦因数的2倍，斜面倾角为与斜面之间的动摩擦因数是

A.一tanaB.—cotaC.tanaD.cota

33

5.如图所示，物体A靠在竖直墙面上,在力尸作用下4、B保持静止.物体B的受力个数为()

A.2B.3C.4D.5

6.如图，一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变，而方向与水平面成60。

角，物块也恰好做匀速直线运动.物块与桌面间的动摩擦因数为()

//A

厂*0。F

----►

"7777777/77777

A.2-73B.苗C.@D.巫

632

7.叠放在水平地面上的四个完全相同的排球如图所示，质量均为如相互接触，球与地面间的动摩擦因数均为〃,

则：

A.上方球与下方3个球间均没有弹力

B.下方三个球与水平地面间均没有摩擦力

C.水平地面对下方三个球的支持力均为华

D.水平地面对下方三个球的摩擦力均为里斐

8,质量为M的凹槽静止在水平地面上，内壁为半圆柱面，截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆水平直径

的端点。凹槽恰好与竖直墙面接触，内有一质量为加的小滑块。用推力产推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力产

的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（）

A.推力产先增大后减小

B.凹槽对滑块的支持力先减小后增大

C.墙面对凹槽的压力先增大后减小

D.水平地面对凹槽的支持力先减小后增大

9.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〃?,

3、4质量相同为加，不计石块间的摩擦，则加:加为（）

10.随着工作压力的增大以及生活水平的提高，越来越多的人选择在假期出行旅游放松身上放置一与地板成9角的

木板，木板上静置一木块。某段时间内，木块随车厢一起斜向上做加速度为。的匀加速运动。已知缆绳与水平方向

夹角也为6。若木板与车厢底板夹角缓慢增大稍许，木块、木板与车厢始终保持相对静止，则关于木块对木板的压

力时和木块对木板的摩擦弓,下列说法正确的是（）

A.F.减小,F/减小B.“增大，弓增大

C.品减小，F/增大D.%增大，弓减小

11.图甲为起重机起吊横梁的情景，可简化为图乙所示模型，一段轻绳"两端系在粗细处处相同、质量分布均匀

的工件两端，起重机的光滑吊钩钩住轻绳M的中点，吊着工件匀速上升，吊钩重力不计，则轻绳外越短（）

A.轻绳必上的拉力越小B.轻绳必上的拉力越大

C.起重机挂钩上方吊索的拉力越小D.起重机挂钩的上方吊索的拉力越大

12.如图所示，一倾角为e的斜面体放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一轻绳跨过定滑轮拉动一

质量为加的小球（/保持水平），在与小球相连的细绳变为竖直方向过程中，可使小球沿斜面向上做一段匀速运动。

斜面体一直静止在水平地面上，不计滑轮与绳子之间的摩擦。则在小球做匀速运动过程中，下列说法中正确的是

（）

A.外力F一直变小

B.小球受到时的支持力一直变小

C.斜面体受到地面的支持力先增大后减小

D.此过程中斜面体受到地面的摩擦力方向水平向右且变大

13.如图所示，在水平路面上匀速直线行驶的汽车内，一个手机通过吸盘式支架固定在倾斜的前挡风玻璃上。若吸

盘和玻璃间的空气已被排空，则手机和支架（）

A.共受3个力作用

B.共受4个力作用

C.受前挡风玻璃的作用力方向一定竖直向上

D.受前挡风玻璃的摩擦力方向一定竖直向上

14.某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上，则该运动员（）

A,一定受到摩擦力B.所受压力就是重力

C.受到的支持力和重力是一对平衡力D.受到的支持力是由于脚掌形变产生的

15.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为，”和2机的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨

过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为〃，设最大静摩擦

力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45。时，物块A、B刚好要滑动，则〃的值为（）

二、多项选择题（每题5分）

16.如图所示，A、8两球完全相同，质量均为“，两球可视为质点，用三根完全相同的轻弹簧固连着，在水平拉

力F下均处于静止状态，为弹簧位于竖直方向，则有关说法正确的是（）

A.B球必受四个力作用

B.心、心弹簧长度一样长

C.心弹簧没有发生形变

D.依弹簧最长

17.如图甲所示，一名登山爱好者正沿着竖直崖壁向上攀爬，绳的一端固定在较高处的A点，另一端拴在人的腰间

C点（重心处）。在人向上攀爬的过程中可以把人简化为乙图所示的物理模型：脚与崖壁接触点为。点，人的重力

G全部集中在C点，。到C点可简化为轻杆，AC为轻绳。已知0C长度不变，人向上攀爬过程中的某时刻AOC构

成等边三角形，则（）

甲乙

A.轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对平衡力

B.在此时刻，轻绳对人的拉力大小等于G

C.在虚线位置时，轻绳AC承受的拉力更小

D.在虚线位置时，0C段承受的压力不变

18.如图所示，置于水平地面的三脚架上固定着一质量为，〃的照相机，三脚架的三根轻质支架等长，与竖直方向均

成37。角，该夹角及支架长短均可以调节，但三根支架的长度及它们与竖直方向的夹角始终相等，照相机的重心始

终在支架的竖直轴上。已知41137。=0.6,««37。=0.8。则下列说法正确的是（）

A.每根支架受到地面的摩擦力大小为

B.照相机对每根支架的压力大小为:成？

C.若将每根支架与竖直方向夹角变小，则每根支架受到的地面的支持力将不变

D.若将每根支架与竖直方向夹角变小，则每根支架受到的地面的摩擦力将变大

19.如图，倾角37。、质量5根的斜面体置于水平地面上，质量3加的物块放在斜面上，穿过光滑小环（。为接触点）

的不可伸缩轻质细线一端连接物块，另一端系着质量，〃的小球，物块与小环间的细线与斜面平行，将小球从位置〃

由静止释放（此时0a水平且细线刚好伸直），重力加速度大小为g,sin370=0.6,则在小球从“摆到最低点6的过程

中（物块和斜面体始终静止）（）

/////m

A.斜面对物块的摩擦力先减小后增大B.斜面对物块的作用力保持不变

C.斜面对物块的摩擦力最大值为1.2wgD.地面对斜面体的支持力最小值为6.2,咫

20.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M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

21.如图所示，一劲度系数为Z的轻质弹簧1,竖直地固定在桌面上，上面压一质量为〃?的物体，弹簧1上、下端

分别与物体和桌面相连；另一劲度系数为gk的轻质弹簧2竖直固定在物体的上表面。要想使物体在静止时，物体

下面弹簧1的弹力大小减为原来的|,则应将弹簧2的上端4竖直向上缓慢移动的距离可能是（已知两根弹簧始终

处于弹性限度内，重力加速度为g）（）

4

2

I

L

1

z/Z

Z7A

•-

n卷（共io分）

三、实验题（10分）

22.在探究求合力的方法时，先将橡皮条的一端固定在水平木板上，另一端系上带有绳套的两根细绳。实验时，需

要两次拉伸橡皮条，一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度的拉橡皮条，另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮

条。

(1)实验对两次拉伸橡皮条的要求中,下列哪些说法是正确的一(填字母代号)。

A.将橡皮条拉伸相同长度即可B.将橡皮条沿相同方向拉到相同长度

C.将弹簧秤都拉伸到相同刻度D.将橡皮条和绳的结点拉到相同位置

(2)同学们在操作过程中有如下议论,其中对减小实验误差有益的说法是—(填字母代号)。

A.两细绳必须等长

B.弹簧秤、细绳、橡皮条都应与木板平行

C.用两弹簧秤同时拉细绳时两弹簧秤示数之差应尽可能大

D.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些

23.某同学做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验。

(1)图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度，其示数为7.75cm；图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的

标尺刻度，此时弹簧的伸长量△/为cm；

(2)本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力，关于此操作，下列选项中规范的做法是(填选

项前的字母)；

A.逐一增挂钩码，记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

B.随机增减钩码，记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

(3)图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△/与弹力尸的关系图线，图线的AB段明显偏离直线04,造成这种现象的主

要原因是。

1.A

【详解】物体重力沿斜面方向下的分力

G产小gsin30°=4.9N

与弹簧的弹力相等，根据共点力平衡，知物体不受摩擦力作用.故A正确，BCD错误。

故选A„

2.A

【详解】运动员处于静止状态，即平衡状态.每只手都承受自身重力的一半.和角度无关，所以A正确,BC错误:由牛

顿第三定律知两物体间的相互作用力大小永远相等.故D错误.

综上所述本题答案是：A

3.B

【详解】设斜杆的弹力大小为尸，以水平横杆和重物为整体，竖直方向根据受力平衡可得

4Fcos30°=G

解得

F=—G

6

以其中一斜杆为研究对象，其受力如图所示

可知每根斜杆受到地面的作用力应与F平衡，即大小为立G,每根斜杆受到地面的摩擦力为

6

/=尸sin3(r=*G

B正确，ACD错误;

故选Bo

4.A

【详解】对A、B整体由平衡条件有：2*vfgcoscr+“”gcosa=Wgsina,所以

5.C

【详解】试卷分析：以A为研究对象，受力分析，有竖直向下的重力、B对A的支持力和摩擦力，这样才能使平

衡.根据牛顿第三定律，A对B也有压力和摩擦力，B还受到重力和推力F,所以受四个力作用.故选C.

考点：受力分析

【名师点睛】本题关键先对A物体受力分析，再得出A对B物体的反作用力，最后在结合平衡条件对B物体受力

分析.

6.C

【详解】当拉力水平时，物体匀速运动，则拉力等于摩擦力，即：F=^mg,当拉力倾斜时，物体受力分析如图

由平衡条件得：FN=mg-Fsi"0,/=Fcos60,又/=〃£、，，得摩擦力为：f=^mg-Fsin0)=Ros60,联立解

得："=B,故选C.

3

7.C

【详解】对上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而处于平衡状态，所以上方球一定与下方球有力的作用，

故A错误；下方球由于受上方球斜向下的弹力作用，所以下方球有运动的趋势，故下方球受摩擦力作用，故B错

误；对四个球的整体分析，整体受重力和地面的支持力而处于平衡，所以三个小球受支持力大小为4mg,每个小球

受支持力为,mg,故C正确；三个下方小球受到的是静摩擦力，故不能根据滑动摩擦力公式进行计算，故D错误.故

选C.

8.C

【详解】AB.对滑块受力分析，由平衡条件有

F=mgsin0

N=mgcos0

滑块从A缓慢移动B点时，〃越来越大，则推力尸越来越大，支持力N越来越小，所以AB错误;

C.对凹槽与滑块整体分析，有墙面对凹槽的压力为

=Fcos0=，〃gsin，cos，=；mgsin（2，）

则e越来越大时，墙面对凹槽的压力先增大后减小，所以c正确;

D.水平地面对凹槽的支持力为

Nm=（M+m）g-FsAnO=^M+mi）g-mgsmi0

则0越来越大时，水平地面对凹槽的支持力越来越小，所以D错误;

故选c。

9.D

【详解】六块形状完全相同的石块围成半圆对应的圆心角为180、每块石块对应的圆心角为30°,对第3块石块受力

结合力的合成可知

tan60=

m'g

对第2块和第三块石块整体受力分析如图

(m+m')g

tan30°=—区—

解得

m-

—=2

m'

故选D。

10.C

【详解】木块受力如图甲，支持力与静摩擦合力斜向右上，与重力的合力沿缆绳斜向右上。因为木块质量和加速度

均不变，故三个力的合力不变，又木块重力不变，则支持力与静摩擦合力不变。木板与底板夹角缓慢增大稍许，如

图乙，及减小，尸/增大。

乙

故选C。

11.B

【详解】AB.设轻绳必上的张力为尸，吊钩两侧绳与水平方向夹角为。，对工件有

2Fsin0=mg

绳子越短，。越小，力尸越大，故A错误，B正确；

CD.根据平衡条件可得，起重机吊索上的拉力始终等于工件的重力，故CD错误。

故选B。

12.B

【详解】AB.设细绳与斜面的夹角为a，则当小球匀速运动时，根据平衡条件可得

Fcosa=mgsin0

N+/7sina=mgcos0

由于a逐渐增大，cosa逐渐减小，则外力F逐渐变大，又sina逐渐增大，则小球受到时的支持力N逐渐变小，故

A错误，B正确；

CD.以斜面为对象，设小球对斜面的压力为N',根据平衡条件可得

N坂=Mg+N'cos0

九=N'sin0

由于小球受到时的支持力N逐渐变小，则小球对斜面的压力为N'逐渐变小，可知斜面体受到地面的支持力逐渐变

小，斜面体受到地面的摩擦力逐渐减小，方向向左，故CD错误。

故选Bo

13.B

【详解】AB.手机和支架受到重力、大气压力、玻璃的弹力和玻璃的摩擦力，共4个力，故选项A错误，选项B

正确；

C.挡风玻璃给支架的作用力为弹力和摩擦力的合力，与大气压力和重力的合力等大反向，不可能竖直向上，故选

项C错误；

D.受前挡风玻璃的摩擦力方向一定是与玻璃相切，不可能竖直向上，故选项D错误。

故选Bo

14.C

【详解】A.运动员以题图所示的姿势蹲在水平地面上，处于平衡状态，在水平方向没有相对运动，也没有相对运

动的趋势，因此不受摩擦力的作用，A错误；

B.运动员所受的压力是水平地面的形变产生的作用，重力是地球的吸引力产生，因此所受压力不是重力，B错误；

C.运动员受到的支持力和重力大小相等，方向相反，是一对平衡力，C正确；

D.运动员受到的支持力是由于水平地面的形变产生的，D错误。

故选C。

15.C

【详解】当木板与水平面的夹角为45。时，两物块刚好滑动，对A物块受力分析如图

N、

mg

沿斜面方向，A、B之间的滑动摩擦力

=〃N=Rmgcos45°

根据平衡条件可知

T=mgsin45°+jLimgcos45°

沿斜面方向，B与斜面之间的滑动摩擦力

f2-RN'=4•3mgcos45°

根据平衡条件可知

2mgsin45°=T+jumgcos45°+〃•3mgcos45°

两式相加，可得

2mgsin45°=mgsin45°+Ringcos45°+pimgcos450+〃•31ngcos45°

解得

1

故选c。

16.CD

【详解】A.因自弹簧位于竖直方向，A球受力平衡，故心弹簧没有拉力，则B球受重力、依弹簧的拉力、水平拉

力尸三个力作用，故A错误；

B.公弹簧没有拉力没有发生形变，故心弹簧长度大于心弹簧长度，故B错误；

C.对A球受力分析，为弹簧位于竖直方向，说明心弹簧没有拉力没有发生形变，故C正确；

D.A球受重力、公弹簧拉力，由平衡条件得

kX]=mg

8球受重力、上弹簧的拉力、水平拉力尸三个力作用，在竖直方向上由平衡条件得

kx2cos0=mg

mg

X,=——-->x,

'kcos0

故心弹簧最长，故D正确；

故选CD。

17.BD

【详解】A.轻绳对人的拉力与人对轻绳的拉力是一对作用力和反作用力，故A错误；

B.重力、轻绳对人的拉力、0C的支持力构成等边三角形，所以轻绳对人的拉力和0C的支持力大小都等于人的重

力大小G,故B正确；

CD.根据相似三角形，有

GNT

OA~OC~AC

则有

T=N=G

AC更长，则轻绳承受的拉力下更大，0C段受到的压力一直不变，故C错误，D正确。

故选BDo

18.AC

【详解】AB.要使相机受力平衡，则三根支架竖直方向上的力的合力大小应等于重力，即

3Tcos370=mg

解得

根据牛顿第三定律可知照相机对每根支架的压力大小为卷，阳，每根支架受到地面的摩擦力大小为支架受到的压力

的水平分力，即

/=Tsin370=—mg

4

故A正确，B错误；

C.以整个装置为研究对象，设每根支架受到的地面的支持力为M竖直方向上有受力平衡可得

3N=mg

解得

N=鳖

3

因此当每根支架与竖直方向夹角变小时，则每根支架受到的地面的支持力将不变，故C正确;

D.由AB选项分析可知

f=^tan37。

当每根支架与竖直方向夹角变小时，则每根支架受到的地面的摩擦力将变小，故D错误。

故选ACo

19.AD

【详解】A.当Oa水平时，细线拉力为零，斜面对物块的摩擦力沿斜面向上，大小为

/=3mgsin37°=1.8mg

小球从。摆到最低点b点，由动能定理

.12

mg/=—mvb

由牛顿第二定律可得

r,-mg=m——

解得细线拉力

斜面对物块的摩擦力沿斜面向下，小球从“运动到b过程中细线的拉力逐渐最大，所以斜面对物块的摩擦力先减小

后增大，故A正确；

B.斜面对物块的支持力不变，斜面对物块的摩擦力变化，所以斜面对物块的作用力变化，故B错误；

C.斜面对物块的沿斜面向上的摩擦力最大值为

工=1.8，〃g

斜面对物块的沿斜面向下的摩擦力最大值为

f2=3mg-1.Smg=\.2mg

所以斜面对物块的摩擦力最大值为18阴，故C错误；

D.对斜面和物块整体分析，当细线的拉力最大时，地面对斜面体的支持力最小，最小值为

F&=（5/77+3/w）g-耳sin37°=8mg-1.8〃?g=6.2mg

故D正确。

故选AD。

20.BD

【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.

21.AD

【详解】初始时刻弹簧1处于压缩状态，弹簧1的压缩量

弹簧2处于原长；最终时刻有两种可能性，其一，当弹簧1的弹力大小减小为原来的|时，弹簧1仍处于压缩状态,

其压缩量

弹簧2处于伸长状态，弹簧2的伸长量

X，=63_2mg

2k3k