2022-2023学年天津市南开中学高三上学期10月阶段性统一练习物理试题（一）

试卷第1页，共6页学校:姓名：班级：考号：一、单选题1．如图所示，用一段绳子把轻质滑轮吊装在A点，一根轻绳跨过滑轮，绳的一端拴在井中的水桶上，人用力拉绳的另一端，滑轮中心为O点，人所拉绳子与OA的夹角为β,拉水桶的绳子与OA的夹角为α,人拉绳沿水平面向左运动，把井中质量为m的水桶匀速提上来，人的质量为M，重力加速度为g，在此过程中，以下说法正确的是()A．人对绳的拉力变大B．吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐变大C．地面对人的摩擦力逐渐变大D．地面对人的支持力逐渐变小2．乘坐缆车观光盘山已经是一条非常热门又成熟的旅游线路，如图，质量为M的缆车车厢通过合金悬臂固定悬挂在缆绳上，车厢水平底板上放置一质量为m的货物，在缆绳牵引下货物随车厢一起斜向上加速运动。若运动过程中悬臂和车厢始终处于竖直方向，重力加速度为g，则()A．车厢对货物的摩擦力方向平行于缆绳向上B．车厢对货物的作用力方向平行于缆绳向上C．悬臂对车厢的作用力方向沿悬臂竖直向上D．悬臂对车厢的作用力大于(M+m)g试卷第2页，共6页3．某实验小组的同学为了探究运动的合成与分解，将一蜡块放在竖直的玻璃管内，蜡块沿玻璃管向上做匀速直线运动，同时在水平外力的作用下使玻璃管沿水平方向做匀变速直线运动，描绘出的蜡块的轨迹图线如图所示，从运动开始经2s的时间蜡块由原点运动到图中的A点，A点的坐标如图。则下列说法正确的是()A．蜡块沿玻璃管向上的速度为0.6m/sB．蜡块的加速度大小为1.6m/s2C．2s末蜡块的速度大小为2.2m/sD．经过足够长的时间，轨迹可以平行于x轴4．如图所示，长为l=0.5m的圆筒AB悬挂于天花板上，在AB的正下方有直径小于圆筒内径的小钢球C，C距圆筒下端B的距离h=1.5m。某时刻烧断悬挂AB的悬绳，同时将小钢球C以v0=5m/s的初速度竖直上抛。空气阻力不计，取g=10m/s2，A．在任意相等时间内，圆筒AB的速度变化量比小钢球C的速度变化量大B．小钢球C不能穿越圆筒ABC．小钢球C从圆筒AB中穿过的时间为0.1sD．小钢球C从圆筒AB中穿过时正处于下降过程5．如图，倾角为α=30°的斜面固定在水平地面上，斜面上有两个质量分别为m和2m的小球A、B，它们用劲度系数为k的轻质弹簧连接，弹簧轴线与斜面平行。现对A施加一水平向右、大小为F的恒力，使A、B在斜面上都保持静止，如果斜面和两个小球间的摩擦均忽略不计，此时弹簧的长度为L，则下列说法正确的是()A．恒力F=试卷第3页，共6页B．弹簧的原长为C．小球A对斜面的压力大小为·mgD．撤去恒力F后的瞬间小球B的加速度为2g二、多选题6．跳伞是一种极限运动。某跳伞运动员从悬崖高空跳下，在t1时刻打开降落伞，他从跳下到落地的过程中，沿竖直方向运动的v-t图像如图，下列说法正确的是()A．在0~t1时间内跳伞运动员处于失重状态B．在0~t1时间内跳伞运动员和伞整体所受空气阻力越来越小C．在t1~t2时间内跳伞运动员和伞整体所受空气阻力大于其重力D．在t1~t2时间内跳伞运动员的平均速度大小大于7．利用图像法研究物理量之间的关系是常用的一种数学物理方法。如图所示，为物体做直线运动时各物理量之间的关系图像，x、v、a、t分别表示物体的位移、速度、加速度和时间。下列说法中正确的是()A．根据甲图可求出物体的加速度大小为2m/s2B．根据乙图可求出物体的加速度大小为5m/s2C．根据丙图可求出物体的加速度大小为2m/s2D．根据丁图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为6m/s8．如图所示，质量均为M的A、B两滑块放在粗糙水平面上，两轻杆等长，杆与滑块。杆与杆间均用光滑铰链连接，在两杆铰合处悬挂一质量为m的重物C，整个装置处于静试卷第4页，共6页止状态，设杆与水平面间的夹角为θ。下列说法正确的是()A．当m一定时，θ越大，轻杆受力越大B．当M、m一定时，滑块对地面的压力与θ无关C．当m和θ一定时，M越大，滑块与地面间的摩擦力越大D．若μ>则无论m多么大，M一定不会滑动三、实验题9．如图甲所示是用轻杆、小球和硬纸板等制作而成的一个简易加速度计，可以粗略测量运动物体的加速度。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直平面内自由转动。将此装置固定于运动物体上，当物体向右加速（减速）运动时，杆便向左（向右）摆动。忽略摩擦及空气阻力。为了制作加速度计的刻度盘，同学们进行了如下操作：（1）让重锤做自由落体运动，利用打点计时器（使用的电源频率为50Hz）打出的纸带测量当地的重力加速度。实验中得到一条较理想的纸带，如图乙所示。在纸带上取7个连续计时点。根据数据求出重力加速度大小为g=m/s2。（保留三位有效数字）（2）测量当地重力加速度后还应测量的物理量是。（填入所选物理量前的字母）A．小球的质量mB．轻杆的长度LC．轻杆与竖直方向的夹角θD．小球的直径d（3）物体运动的加速度a与上述所测物理量之间的关系式为。（用所测物理量的字母表示）10．为探究“合力与分力的关系”小鲁同学设计了如下实验。如图甲在相距为D的两根竖直杆之间用一根长为L的不可伸长的轻绳连接（打结）一物体C，在绳的两端分别连接两个拉力传感器P和Q，保持P、Q的位置不变，且Q高于P，不计拉力传感器的重力。改变悬挂点C到P点的距离PC（不相对滑动测得两传感器的拉力大小随的变化图像如下图乙中Ⅰ、Ⅱ所示，试回答下列问题。（1）C点的轨迹在一个上（填“圆”、“抛物线”或“椭圆”）（2）图线Ⅰ表示的是处传感器的拉力（填“P”或“Q”）（3）根据图像可求得物体的重力为（用图中传感器的读数，及绳长L和两杆间距D表示）四、解答题11．2020年8月6日晚至7日上午，云南省普洱市思茅区、宁洱县、江城县等地出现短时强对流天气，暴雨引发山洪泥石流灾害。其中有一辆小卡车停在距小山坡底A点10m的地方，司机突然发现在距坡底120m的山坡A处有一泥石流以8m/s的初速度，0.8m/s2的加速度匀加速倾泻而下，如图所示，假设泥石流到达坡底后速率不变，在水平地面上做匀速直线运动。已知司机的反应时间为2s，卡车启动后以1m/s2的加速度一直做匀加速直线运动，达最大速度20m/s后做匀速运动。求：（1）泥石流到达水平地面的时间和速度；（2）通过计算说明小卡车能否安全脱险。12．如图所示，在足够长的倾角为θ=37。的斜面上的C点立有一高为h=2m的竖直杆，在杆的顶部有一微型发射器以相同的速率v0=4m/s向相反方向发射甲、乙两个小球（均视为质点两小球分别落在斜面上的A、B两点，A、C两点之间的距离为L1、B、C（1）乙小球从抛出到落在斜面所用的时间；试卷第5页，共6页试卷第6页，共6页（2）A、B两落点之间的距离L。13．一个送货装置如图所示，质量为m=1kg的货物（可视为质点）被无初速度地放在倾斜传送带的最上端A处，被保持v=8m/s匀速运动的传送带向下传送，到达传送带下端B时滑上平板车，随后在平板车上向左运动，经过一段时间后与平板车速度相同，且到达平板车的最左端，此时刚好与水平面上P点的弹性装置发生碰撞（弹性装置形变量很小货物由于惯性被水平抛出，平板车则被原速弹回。已知传送带AB之间的距离L为12.2m，传送带与水平面的夹角θ=37。，货物与传送带间的摩擦因数μ1=0.5，货物与平板车的摩擦因数μ2=0.3，平板车与地面的摩擦因数μ3=0.1，平板车的质量也为m=1kg，重力加速度g=10m/s2货物从传送带滑上；平板车时无动能损失，忽略空阻（1）货物在传送带上的运动时间；（2）平板车的长度l；（3）如果平板车刚好能接到下一个货物，则每隔多长时间在传送带顶端释放一个货物。答案第1页，共11页参考答案：【详解】A．由水桶匀速运动，可知绳子中的拉力不变为mg，人对绳的拉力和绳子对人的拉力为作用力与反作用力，大小相等，所以人对绳的拉力不变，A错误；B．以滑轮为结点进行受力分析，左右绳子中的拉力和吊装滑轮的绳子上的拉力平衡，随着人向左运动，左右两段绳子拉力不变，夹角变大，根据力的合成法则可知，左右两段绳子拉力的合力减小，所以吊装滑轮的绳子上的拉力逐渐减小，B错误；CD．设左边绳子与水平面的夹角为θ,绳子中拉力为T=mg对人进行受力分析，竖直方向上有Tsinθ+FN=Mg因为随着人向左运动θ在减小，所以有FN在增大，对人进行受力分析，人的速度与绳子的速度关系为因为绳子的速度不变，θ在变小，所以人的运动状态为速度逐渐减小，且越来越接近绳子的速度，因此加速度方向向右，且加速度越来越小最后趋于零，对人进行受力分析，水平方向上有Tcosθ-f=Maθ在变小，绳子拉力不变，所以Tcosθ在变大，同时Ma在减小，得摩擦力在增大，C正确，【详解】A．摩擦力的方向只能平行于接触面，A错误；B．加速度沿缆绳向上，所以车厢对货物的作用力与货物的重力的合力沿缆绳向上，则车厢对货物的作用力方向不可能平行于缆绳向上，B错误；CD．因为车厢斜向上加速运动，所以悬臂对车厢的作用力与车厢重力的合力沿缆绳向上，根据力的合成法则可知，此时悬臂对车厢的作用力方向不可能沿悬臂竖直向上，而是其中的一个分力与整个车厢重力平衡，另外一个力沿缆绳方向向上产生加速运动，悬臂竖直方向的分力为答案第2页，共11页F=(m+M)g所以整个悬臂对车厢的作用力有F>(m+M)gC错误，D正确。故选D。【详解】A．由题意可知，蜡块在竖直方向做匀速直线运动，由y得故A正确；B．水平方向上蜡块做初速为零的匀加速直线运动，则由得故B错误；C．2s末蜡块的水平速度大小为所以2s末蜡块的速度大小为\xy2+v2=2+0.62m/s=v2.92m/s\xy故C错误；D．由于沿y轴的正方向蜡块做匀速直线运动，即使经过足够长的时间沿y轴方向的速度保持不变，则合速度不可能平行于x轴，故D错误。故选A。【详解】A．圆筒AB做自由落体运动，加速度为g，竖直向下，小钢球C做竖直上抛运动，加速度为g，竖直向下，则在任意相等时间内，圆筒AB的速度变化量与小钢球C的速度变化量相等，故A错误；BD．小钢球C以v0=5m/s的初速度竖直上抛，根据v=v0-gt解得小钢球C减速到零的时间小钢球C向上运动的位移圆筒AB做自由落体运动，经过时间t=0.5s，圆筒AB下降的位移则h则小球C在减速到零之前已经穿过圆筒AB，故BD错误；C．设小球C与圆筒AB下端相遇的时间为t1，则根据题意有解得设小球C与圆筒AB上端相遇的时间为t2，则根据题意有解得小钢球C从圆筒AB中穿过的时间为t=t2-t1=0.1s故选C。【详解】A．以A、B整体为研究对象，沿斜面方向，根据平衡条件答案第3页，共11页答案第4页，共11页Fcos30=3mgsin30解得故A错误；B．对B球受力分析，沿斜面建立直角坐标系，正交分解，在沿斜面方向，根据平衡条件2mgsinα=kx解得弹簧伸长量为则弹簧原长为故B错误；C．对小球A，在垂直斜面方向上，根据平衡条件可得斜面对小球的支持力大小为所以可得A对斜面的压力大小为·mg，故C正确；D．撤去F瞬间，弹簧弹力不变，B球受力仍然平衡，加速度为0，故D错误。故选C。【详解】A．在0~t1时间内跳伞运动员向下加速运动，加速度方向向下，跳伞运动员处于失重状态，A正确；B．根据v-t图像切线斜率表示加速度，可知在0~t1时间内跳伞运动员做加速度逐渐减小的加速度运动，根据牛顿第二定律可得m总g-f=m总a可知随着加速度的减小，跳伞运动员和伞整体所受空气阻力越来越大，B错误；C．在t1~t2时间内跳伞运动员和伞整体向下做减速运动，加速度方向向上，合力方向向上，则跳伞运动员和伞整体所受空气阻力大于其重力，C正确；D．根据v-t图像与横轴围成的面积等于位移，可知t1~t2时间内跳伞运动员的实际位移应答案第5页，共11页满足t1~t2时间内跳伞运动员的平均速度大小为D错误。【详解】A．根据匀变速运动的位移与时间关系公式x=v0t+at2，根据甲图中x-t2图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为解得a=2m/s2A正确；B．根据匀变速运动的速度与位移时间关系v2-v02=2ax，根据乙图中v2-x图像为正比关系图线，可求出物体的加速度大小为解得a=5m/s2B正确；C．根据匀变速运动的位移与时间关系公式x=v0t+at2，整理得根据丙图中-t图像为一次关系图线，可求出物体的加速度大小为解得a=-4m/s2物体的加速度大小为4m/s2，C错误；答案第6页，共11页D．根据微元法可以得到，物理学中a-t图像的图线与坐标轴所围成的面积表示这段时间内物理的速度变化量，则丁图中a-t图可求出物体在前2s内的速度变化量大小为D错误；【详解】A．将C的重力按照作用效果分解，如图所示根据平行四边形定则，有故m一定时，θ越大，轻杆受力越小，故A错误；B．对A、B、C整体进行受力分析可知，对地压力为FN=(2M+m)g与θ无关，故B正确；C．对A分析，受重力、杆的推力、支持力和向右的摩擦力，根据平衡条件有与M无关，故C错误；D．以整体为研究对象，竖直方向上根据平衡条件可得A受到的支持力为增大m，都不能使M沿地面滑动时满足μFN,≥F1cosθ即答案第7页，共11页解得当m→∞时，有1μ≥tanθ即当时，增大m，不能使M沿地面滑动；若μ<时，增大m，M会滑动，故D正确。9．9.78Ca=gtanθ2（2）[2]假设小球由于加、减速发生了偏转，由牛顿第二定律可知mgtanθ=ma解得a=gtanθ可知为了在表盘上标上对应的加速度，还需要测量轻杆与竖直方向的夹角θ。故选C。（3）[3]由第（2）问分析可知，加速度与被测物理量之间的关系式为a=gtanθ 【详解】(1[1]椭圆是到两焦点距离之和等于常数的所有点的集合，题中PC+CQ为绳长L是常数，所以C点的轨迹是椭圆；（2）[2]图像中Ⅰ、Ⅱ交点即为两绳拉力相等的位置，此时选取结点C为研究对象，受力如下图所示水平方向TPsinα=TQsinβ当α=β时，TP=TQ，当C点继续向右移动如下图所示α增大，β减小，水平方向还是有TPsinα=TQsinβ由上式可知TQ会增大，TP减小，结合题图，在图像相交后，Ⅰ线力大于Ⅱ线力，故Ⅰ线表示Q处传感器的力。（3）[3]图像中Ⅰ、Ⅱ交点可以读出此时P、Q处拉力都为4.3N，此时CP、CQ与竖直方向的夹角相等延长QC到P'由几何关系有P'Q=CP+CQ=L过Q做水平线与左杆交于A点，在△AQP'中有上AP'Q=α=βC点受力平衡有2Tcosα=G整理得111）10s，16m/s2）能安全脱险【详解】（1）根据匀变速直线运动位移时间关系其中2解得=-30s（舍去）根据速度时间关系可得答案第8页，共11页答案第9页，共11页0（2）泥石流到达水平地面时，小卡车已经运动的时间为t2小卡车在t2=8s的时间内发生的位移为速度为v22t2小卡车速度从v2=8m/s达到v1=16m/s，经过的时间为小卡车在这段时间的位移为泥石流的位移为x4x4023小