湖南省株洲二中2022届高三物理上学期第二次月考试卷含解析

2022-2022学年湖南省株洲二中高三（上）第二次月考物理试卷　一、选择题（1～8题为单选题，9～12题为多选题，每小题4分，共48分）1．（2022春•南昌校级期末）在物理学的重大发现中，科学家总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、假说法和等效替代法等，以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是（　　）A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法B．根据速度的定义式，当△t非常小时，就可以用△t时间内的平均速度表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法C．在验证力的平行四边形定则实验时，同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置，该实验运用了等效替代法D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法　2．（2022秋•株洲校级月考）一质点做曲线运动，速率逐渐减小．关于它在运动过程中P点时的速度v和加速度a的方向，下列描述准确的图是（　　）A．B．C．D．　3．（2022•海淀区二模）为估测一照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示．由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹．已知每层砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距石子起落点竖直距离约5m．这个照相机的曝光时间约为（　　）A．1×10﹣3sB．1×10﹣2sC．5×10﹣2sD．0.1s　4．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，在建筑装修中，工人用磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上推力F时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动．若推力方向不变，大小变为2F，则磨石将（　　）-20-\nA．继续匀速运动B．加速运动C．减速运动D．不能确定　5．（2022秋•天水校级期中）如图所示，在水平面上有一个质量为m的小物块，在某时刻给它一个初速度，使其沿水平面做匀减速直线运动，其依次经过A、B、C三点，最终停在O点．A、B、C三点到O点的距离分别为L1、L2、L3，小物块由A、B、C三点运动到O点所用的时间分别为t1、t2、t3．则下列结论正确的是（　　）A．==B．==C．＜＜D．＜＜　6．（2022•长治县校级模拟）如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则（　　）A．Ff变小B．Ff变大C．FN变小D．FN变大　7．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，质量为m的物体A和B，用绳连接后挂在两个高度相同的光滑的滑轮上，处于平衡状态．在两滑轮中点再挂一个质量为m的钩码C，设竖直绳足够长，放手后，则（　　）A．C仍保持静止在原来的位置B．C一直加速下落C．C下落的加速度大小不变D．C下落的过程是先失重再超重　-20-\n8．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）．物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中（　　）A．OA=OBB．OA＞OBC．物块经过O点时，速度最大D．物块在B点时，弹簧的弹性势能等于W﹣μmga　9．（2022秋•北林区校级期末）质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上．A紧靠墙壁，如图所示，今用恒力F将B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间（　　）A．A球的加速度为B．A球的加速度为零C．B球的加速度为D．B球的加速度为　10．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，一足够长倾角为θ的光滑斜面，一弹簧上端固定在斜面的顶端，下端与物体b相连，物体b上表面粗糙，在其上面放一物体a与b之间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ．将物体a、b从O点由静止开始释放，释放时弹簧恰好处于自由伸长状态，当b滑到A点时，a刚好从b上滑下，b的速度恰好为0．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．则下列描述正确的是（　　）A．从O点到A点的过程中，a的速度一直增大B．从O点到A点的过程中，a的速度先增大后减小C．从O点到A点的过程中，b的加速度一直减小D．从O点到A点的过程中，b的加速度先减小后增大　11．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，一根轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量分别为m1、m2的小物块A和B，A放在地面上，B离地面有一定高度．当B的质量发生变化时，A上升的加速度a和拉A绳的拉力F也将随之变化（全过程A始终未碰到滑轮，B始终未触地）．已知重力加速度为g，不计轻绳和滑轮之间的摩擦，则下列关于a与m2及F与m2关系的图象，描述正确的是（　　）-20-\nA．B．C．D．　12．（2022•南京二模）如图所示、一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上、环与杆的摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，同时对环加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系为F=kv，其中k为常数，则环运动过程中的速度图象可能是图中的（　　）A．B．C．D．　　二、实验题（共10分）13．（2022秋•株洲校级月考）实验：用如图1所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上．-20-\n（1）实验时，一定要进行的操作是　　　　　　（填选项前的字母）．A．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F．B．改变小车的质量，打出几条纸带C．用天平测出沙和沙桶的总质量D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是　　　　　　．（3）根据实验数据，画出了如图2所示的a﹣F图象，测得斜率为k，则小车的质量为　　　　　　．（4）若某次实验，求得小车的加速度为a，则此时沙和沙桶的加速度为　　　　　　．（5）若弹簧秤的读数为F，则F　　　　　　mg（m为沙和桶的总质量）（填“大于”、“等于”或“小于”）．　　三、计算题（共42分）14．（2022秋•株洲校级月考）一质量为2kg的物块置于水平地面上．当用10N的水平拉力F拉物块时，物块做匀速直线运动．如图所示，现将拉力F改为与水平方向成37°角，大小仍为10N，物块开始在水平地面上运动．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：（1）物块与地面的动摩擦因数；（2）物体运动的加速度大小．　15．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，质量均为M的两个梯形木块A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A与B的接触面光滑，且与水平面的夹角为37°，已知重力加速度为g，则要使A与B保持相对静止一起运动，水平力F最大为多少？　16．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，质量为60kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车与磅秤的总质量为40kg，小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上减速运动，物体与磅秤之间保持相对静止，斜面体静止在水平地面上，磅秤的读数为564N；小车与斜面间的动摩擦因数为0.8．斜面倾角θ=37°（g取10m/s2）．求：-20-\n（1）拉力F的大小．（2）磅秤对物体的摩擦力．　17．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A到B长度为16m，传送带以10m/s的速度转动．在传送带上端A处由静止放一个质量为2kg的小煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）则当皮带轮处于下列情况时，（1）皮带顺时针转动时，求煤块从A运动到B所用时间；（2）皮带逆时针转动时，求煤块到达B点时的速度大小；（3）皮带逆时针转动时，煤块在传送带上留下的痕迹长度．　　-20-\n2022-2022学年湖南省株洲二中高三（上）第二次月考物理试卷参考答案与试题解析　一、选择题（1～8题为单选题，9～12题为多选题，每小题4分，共48分）1．（2022春•南昌校级期末）在物理学的重大发现中，科学家总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、假说法和等效替代法等，以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是（　　）A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫假设法B．根据速度的定义式，当△t非常小时，就可以用△t时间内的平均速度表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义运用了极限思想法C．在验证力的平行四边形定则实验时，同一次实验两次拉细绳套须使结点到达同一位置，该实验运用了等效替代法D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里运用了微元法【考点】物理学史．【分析】在研究曲线运动或者加速运动时，常常采用微元法，将曲线运动变成直线运动，或将变化的速度变成不变的速度；等效替代法是一种常用的方法，它是指用一种情况来等效替换另一种情况，效果要相同；当时间非常小时，我们认为此时的平均速度可看作某一时刻的速度即称之为瞬时速度，采用的是极限思维法．【解答】解：A、等效替代法是一种常用的方法，它是指用一种情况来等效替换另一种情况；没有采用假设法；故A错误；B、根据速度定义式v=，当△t非常非常小时，就可以表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想方法，故B正确；C、在实验中必须确保橡皮筋拉到同一位置，即一力的作用效果与两个力作用效果相同，运用了等效替代法，故C正确；D、在推导匀变速运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这里采用了微元法．故D正确；本题选错误的故选：A．【点评】在高中物理学习中，我们会遇到多种不同的物理分析方法，这些方法对我们理解物理有很大的帮助；故在理解概念和规律的基础上，更要注意科学方法的积累与学习　2．（2022秋•株洲校级月考）一质点做曲线运动，速率逐渐减小．关于它在运动过程中P点时的速度v和加速度a的方向，下列描述准确的图是（　　）A．B．C．D．【考点】曲线运动．【专题】定性思想；推理法；物体做曲线运动条件专题．-20-\n【分析】当物体速度方向与加速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，加速度指向曲线凹的一侧；当加速度与速度方向夹角小于90度时物体做加速运动；当加速度的方向与速度方向大于90度时物体做减速运动；分析图示情景然后答题．【解答】解：A、由图示可知，加速度方向与速度方向夹角小于90度，物体做加速运动，故A错误；B、由图示可知，加速度的方向不能是沿曲线的切线方向，故B错误；C、由图示可知，加速度方向与速度方向夹角大于90度，物体做减速运动，故C正确；D、由图示可知，速度方向应该是沿曲线的切线方向，故D错误；故选：C．【点评】该题考查速度的方向与受力的方向、轨迹的方向之间的关系；知道物体做曲线运动的条件，分析清楚图示情景即可正确解题．　3．（2022•海淀区二模）为估测一照相机的曝光时间，实验者从某砖墙前的高处使一个石子自由落下，拍摄石子在空中的照片如图所示．由于石子的运动，它在照片上留下了一条模糊的径迹．已知每层砖的平均厚度为6cm，拍摄到的石子位置A距石子起落点竖直距离约5m．这个照相机的曝光时间约为（　　）A．1×10﹣3sB．1×10﹣2sC．5×10﹣2sD．0.1s【考点】自由落体运动．【专题】自由落体运动专题．【分析】AB间距为2块砖头的厚度，约为12cm=0.12m；石子的初位置与A点间距为5m，求出末速度；由于0.12m远小于5m，故可以近似地将AB段当匀速运动，求时间．【解答】解：自由落体运动5m的末速度为：=10m/s；由于0.12m远小于5m，故可以近似地将AB段当匀速运动，故时间为：；故选B．【点评】本题关键是求出A点速度，然后将AB段近似为匀速直线运动，估算出时间；如果用自由落体运动的公式求解，数据运算量加大．　4．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，在建筑装修中，工人用磨石对斜壁进行打磨，当对磨石加竖直向上推力F时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动．若推力方向不变，大小变为2F，则磨石将（　　）-20-\nA．继续匀速运动B．加速运动C．减速运动D．不能确定【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．【专题】定性思想；合成分解法；共点力作用下物体平衡专题．【分析】根据共点力的平衡可知可求得磨石受到的摩擦力；同时根据动摩擦力的公式也可求得摩擦力，由此得出动摩擦因数的表达式，然后比较当推力变成2F后的情况即可．【解答】解：磨石做匀速直线运动，可能存在两种情况：1．向上的推力与重力大小相等；这种情况下，由于不清楚动摩擦因数，所以推力方向不变，大小变为2F，并不能判断磨石的运动情况；2．磨石受重力、推力、斜壁的弹力及摩擦力而处于平衡状态，如图，则此时推力F一定大于重力；此时，先将重力及向上的推力合力后，将二者的合力向垂直于斜面方向及沿斜面方向分解可得：平行斜面方向：f=（F﹣mg）cosθ；垂直斜面方向：N=（F﹣mg）sinθ；则μ==若增大推力后，垂直斜面方向：N′=（2F﹣mg）sinθ；平行斜面方向：f′=μN′=（2F﹣mg）cosθ；所以磨石仍然能做匀速直线运动．综上所述，可知选项D正确故选：D【点评】滑动摩擦力的大小一定要注意不但可以由μFN求得，也可以由共点力的平衡或牛顿第二定律求得，故在学习时应灵活掌握．　5．（2022秋•天水校级期中）如图所示，在水平面上有一个质量为m的小物块，在某时刻给它一个初速度，使其沿水平面做匀减速直线运动，其依次经过A、B、C三点，最终停在O点．A、B、C三点到O点的距离分别为L1、L2、L3，小物块由A、B、C三点运动到O点所用的时间分别为t1、t2、t3．则下列结论正确的是（　　）-20-\nA．==B．==C．＜＜D．＜＜【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】直线运动规律专题．【分析】反过来看，小球从0开始做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式可判断各项是否正确．【解答】解：反过来看，小球从0开始做初速度为零的匀加速直线运动，由运动学公式可知，x=，则a=，故位移与时间平方的比值一定为定值，伽利略正是用这一规律说明小球沿光滑斜面下滑为匀变速直线运动，所以．故选：B．【点评】虽然当时伽利略是通过分析得出匀变速直线运动的，但我们今天可以借助匀变速直线运动的规律去理解伽利略的实验．　6．（2022•长治县校级模拟）如图所示，两相同轻质硬杆OO1、OO2可绕其两端垂直纸面的水平轴O、O1、O2转动，O点悬挂一重物M，将两相同木块m紧压在竖直挡板上，此时整个系统保持静止．Ff表示木块与挡板间摩擦力的大小，FN表示木块与挡板间正压力的大小．若挡板间的距离稍许增大后，系统仍静止且O1、O2始终等高，则（　　）A．Ff变小B．Ff变大C．FN变小D．FN变大【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】共点力作用下物体平衡专题．【分析】本题的关键是首先将重物受到的重力按效果分解，求出分力与合力的关系表达式，然后再对木块受力分析，根据平衡条件即可求解．【解答】解：A、B、先对三个物体以及支架整体受力分析，受重力（2m+M）g，2个静摩擦力，两侧墙壁对整体有一对支持力，根据平衡条件，有：2Ff=（M+2m）g，解得Ff=（M+2m）g，故静摩擦力不变，故A错误，B错误；C、D、将细线对O的拉力按照效果正交分解，如图-20-\n设两个杆夹角为θ，则有F1=F2=；再将杆对滑块m的推力F1按照效果分解，如图根据几何关系，有Fx=F1•sin故Fx=•sin=，若挡板间的距离稍许增大后，角θ变大，Fx变大，故滑块m对墙壁的压力变大，故C错误，D正确；故选D．【点评】对轻杆且一端为铰链时，杆产生或受到的弹力方向一定沿着杆的方向．　7．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，质量为m的物体A和B，用绳连接后挂在两个高度相同的光滑的滑轮上，处于平衡状态．在两滑轮中点再挂一个质量为m的钩码C，设竖直绳足够长，放手后，则（　　）A．C仍保持静止在原来的位置B．C一直加速下落C．C下落的加速度大小不变D．C下落的过程是先失重再超重【考点】牛顿第二定律；牛顿运动定律的应用-超重和失重．【专题】定性思想；整体法和隔离法；牛顿运动定律综合专题．【分析】通过拉AB物体的两条绳子的合力变化，结合牛顿第二定律分析N的加速度变化，从而得出其运动规律-20-\n【解答】解：在两环中点处再挂一个质量为m的钩码C，放手后由于拉物体C的拉力大于拉物体AB两绳的合力，加速度向下，向下做加速运动，由于拉AB两绳拉力的夹角逐渐减小，两绳的合力逐渐增大，则物体N的加速度逐渐减小，当两绳的合力大于拉物体N绳的拉力，加速度向上，物体N做减速运动．可知在整个运动过程中，C下落的加速度先减小后增大，C下落时先加速后减速，故C下落的过程是先失重再超重．故D正确，A、B、C错误．故选：D【点评】解决本题关键确定出拉物体P、Q两绳拉力合力的变化，知道夹角越小，合力越大，结合牛顿第二定律进行分析　8．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）．物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ．现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W．撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零．重力加速度为g．则上述过程中（　　）A．OA=OBB．OA＞OBC．物块经过O点时，速度最大D．物块在B点时，弹簧的弹性势能等于W﹣μmga【考点】功能关系；牛顿第二定律．【专题】比较思想；寻找守恒量法；守恒定律在近代物理中的应用．【分析】本题可运用假设法分析O点的位置，通过分析物体的受力情况判断其速度的变化情况，确定速度最大的位置．至于物块在B点时弹簧的弹性势能，由功能关系和动能定理分析讨论即可．【解答】解：A、如果没有摩擦力，根据简谐运动的对称性知O点应该在AB中间，OA=OB．现在由于有摩擦力，物体从A到B过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的B点，也即O点靠近B点．故OA＞OB，故A错误，B正确．C、物体从A到O的过程中，弹簧的弹力先大于滑动摩擦力，后小于滑动摩擦力，物体先加速后减速，在弹簧的弹力与滑动摩擦力大小相等、方向相反的位置速度最大，此时弹簧处于伸长状态，该位置应O点的右侧，故C错误．D、由上分析知，OA＞，物块从开始运动到最终停在B点，路程大于a+=a，故整个过程物体克服阻力做功大于μmga，故物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W﹣μmga．故D错误．故选：B【点评】利用假设法得到而得到O点并非AB连线的中点是很巧妙的，此外要求同学对功能关系和动能定理理解透彻．　9．（2022秋•北林区校级期末）质量均为m的A、B两个小球之间系一个质量不计的弹簧，放在光滑的台面上．A紧靠墙壁，如图所示，今用恒力F将B球向左挤压弹簧，达到平衡时，突然将力撤去，此瞬间（　　）-20-\nA．A球的加速度为B．A球的加速度为零C．B球的加速度为D．B球的加速度为【考点】牛顿第二定律；胡克定律．【专题】牛顿运动定律综合专题．【分析】先分析将力F撤去前弹簧的弹力大小，再分析将力F撤去的瞬间两球所受的合力，根据牛顿第二定律求解加速度．【解答】解：力F撤去前弹簧的弹力大小为F．将力F撤去的瞬间，弹簧的弹力没有变化，则A的受力情况没有变化，合力为零，B的合力大小等于F，根据牛顿第二定律得到A球的加速度为零，B球的加速度为a=．故选：BD【点评】瞬时问题是牛顿定律应用典型的问题，一般先分析状态变化前弹簧的弹力，再研究状态变化瞬间物体的受力情况，求解加速度，要抓住弹簧的弹力不能突变的特点．　10．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，一足够长倾角为θ的光滑斜面，一弹簧上端固定在斜面的顶端，下端与物体b相连，物体b上表面粗糙，在其上面放一物体a与b之间的动摩擦因数为μ，且μ＜tanθ．将物体a、b从O点由静止开始释放，释放时弹簧恰好处于自由伸长状态，当b滑到A点时，a刚好从b上滑下，b的速度恰好为0．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g．则下列描述正确的是（　　）A．从O点到A点的过程中，a的速度一直增大B．从O点到A点的过程中，a的速度先增大后减小C．从O点到A点的过程中，b的加速度一直减小D．从O点到A点的过程中，b的加速度先减小后增大【考点】牛顿第二定律．【专题】定性思想；整体法和隔离法；牛顿运动定律综合专题．【分析】本题的关键是先对a与b组成的整体进行受力分析并列出系统加速下滑和减速下滑时的牛顿第二定律表达式，μ＞tanθ，则μmgcosθ＞mgsinθ，当b滑到A点时，a刚好从b上开始滑动说明ab加速度开始不同．再采用隔离法对a分析可知，加速下滑时，a受到的摩擦力斜向上，减速下滑时摩擦力方向斜向下，然后分别列出牛顿第二定律表达；当系统速度最大时，加速度应为0；当系统加速度最大时，速度为0，a所受的摩擦力方向斜向上【解答】解：对物体a受力分析可知，由于μ＜tanθ，即μmgcosθ＜mgsinθ，距物体a一直加速运动，故速度一直增大，故A正确，B错误C、物体b在下滑过程中，弹簧的伸长量增大，故物体b先加速后减速，故加速度先减小后增大，故C错误，D正确故选：AD-20-\n【点评】该题是牛顿第二定律的直接应用，本题ABC三个选项注意使用临界分析法即可得到正确结果，D选项关键点在于a脱离b后，b的受力满足机械能和简谐振动模型　11．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，一根轻绳跨过定滑轮，两端分别系着质量分别为m1、m2的小物块A和B，A放在地面上，B离地面有一定高度．当B的质量发生变化时，A上升的加速度a和拉A绳的拉力F也将随之变化（全过程A始终未碰到滑轮，B始终未触地）．已知重力加速度为g，不计轻绳和滑轮之间的摩擦，则下列关于a与m2及F与m2关系的图象，描述正确的是（　　）A．B．C．D．【考点】牛顿第二定律；物体的弹性和弹力．【专题】应用题；定性思想；图析法；牛顿运动定律综合专题．【分析】当m2≤m1时，m1仍处于静止状态，没有加速度．当m2＞m1时，m1有向上的加速度，两个物体的加速度大小相等，根据牛顿第二定律采用隔离法求出a与m2的关系式，再根据数学知识分析a的极限，选择图象．【解答】解：A、当m2≤m1时，m1仍处于静止状态，没有加速度．当m2＞m1时，m1有向上的加速度，根据牛顿第二定律得：对m1：T﹣m1g=m1a对m2：m2g﹣T=m2a，联立解得：a=g，根据数学知识得知，当m2＞＞m1时，a→g，故A正确，B错误；C、当m2≤m1时，F=m2g，随m2的增大F增大，当m2＞m1时，B向下A向上做加速运动，由牛顿第二定律得：F=m1a=，故C正确，D错误；故选：AC．-20-\n【点评】本题是连接体问题，抓住两个物体加速度大小相等的特点，采用隔离法研究，得到a与m2之间关系的解析式，再选择图象是常用的方法．　12．（2022•南京二模）如图所示、一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上、环与杆的摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度v0，同时对环加一个竖直向上的作用力F，并使F的大小随v的大小变化，两者关系为F=kv，其中k为常数，则环运动过程中的速度图象可能是图中的（　　）A．B．C．D．【考点】匀变速直线运动的图像．【专题】运动学中的图像专题．【分析】以圆环为研究对像，分析其可能的受力情况，分析其运动情况，再选择速度图象．【解答】解：A、当F=mg时，圆环竖直方向不受直杆的作用力，水平方向不受摩擦力，则圆环做匀速直线运动．故A正确．B、当F＜mg时，圆环水平方向受到摩擦力而做减速运动，随着速度的减小，F也减小，圆环所受的杆的摩擦力f=μ（mg﹣F），则摩擦力增大，加速度增大．故B正确．C、D当F＞mg时，圆环水平方向受到摩擦力而做减速运动，随着速度的减小，F也减小，加速度减小，当F=mg后，圆环做匀速直线运动．故C错误，D正确．故选ABD【点评】本题考查分析物体的受力情况和运动情况的能力，条件不明时要加以讨论，不要漏解．　二、实验题（共10分）13．（2022秋•株洲校级月考）实验：用如图1所示的装置探究加速度a与力F的关系，带滑轮的长木板水平放置，弹簧测力计固定在墙上．（1）实验时，一定要进行的操作是　A　（填选项前的字母）．-20-\nA．小车靠近打点计时器，先接通电源，再释放小车，打出一条纸带，根据纸带的数据求出加速度a，同时记录弹簧测力计的示数F．B．改变小车的质量，打出几条纸带C．用天平测出沙和沙桶的总质量D．为减小误差，实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是　平衡摩擦力　．（3）根据实验数据，画出了如图2所示的a﹣F图象，测得斜率为k，则小车的质量为　　．（4）若某次实验，求得小车的加速度为a，则此时沙和沙桶的加速度为　2a　．（5）若弹簧秤的读数为F，则F　小于　mg（m为沙和桶的总质量）（填“大于”、“等于”或“小于”）．【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．【专题】实验题；定量思想；实验分析法；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）实验探究加速度与力F的关系，采用控制变量法，即控制小车的质量不变，注意弹簧测力计的读数不是小车的合力，为小车合力的一半．（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，实验前要进行平衡摩擦力．（3）根据图线的斜率，结合小车合力与弹簧测力计读数的关系得出斜率表示的含义．（4）根据牛顿第二定律得出弹簧秤读数与沙和桶重力的关系．【解答】解：（1）A、打点计时器运用时，都是先接通电源，待打点稳定后再释放纸带，该实验探究加速度与力和质量的关系，要记录弹簧测力计的示数，故A正确；B、改变砂和砂桶质量，即改变拉力的大小，打出几条纸带，研究加速度随F变化关系，不需要改吧小车的质量，故B错误；C、本题拉力可以由弹簧测力计测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也就不需要使小桶（包括砂）的质量远小于车的总质量，故C、D错误．故选：A．（2）若要把小车所受拉力视为小车所受的合力，在进行上述实验操作之前，首先应该完成的实验步骤是平衡摩擦力．（3）对a﹣F图来说，图象的斜率表示小车质量的倒数，此题，弹簧测力计的示数F=，故小车质量为．（4）由于沙桶的加速度方向向下，有：mg﹣F=ma，则F小于mg．故答案为：（1）A，（2）平衡摩擦力．（3），（4）2a，（5）小于【点评】本题考察的比较综合，需要学生对这一实验掌握的非常熟，理解的比较深刻才不会出错，知道a﹣F图的斜率等于小车质量的倒数，难度适中．　三、计算题（共42分）14．（2022秋•株洲校级月考）一质量为2kg的物块置于水平地面上．当用10N的水平拉力F拉物块时，物块做匀速直线运动．如图所示，现将拉力F改为与水平方向成37°角，大小仍为10N，物块开始在水平地面上运动．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）求：（1）物块与地面的动摩擦因数；-20-\n（2）物体运动的加速度大小．【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【专题】简答题；定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．【分析】（1）当用10N的水平拉力F拉物块时，物块做匀速直线运动，受力平衡，根据平衡条件列式求解动摩擦因数；（2）将拉力F改为与水平方向成37°角时，根据牛顿第二定律求解加速度．【解答】解：（1）水平拉物块时，物块做匀速直线运动，受力平衡，根据平衡条件得：F﹣μmg=0解得：（2）将拉力F改为与水平方向成37°角，大小仍为10N时，根据牛顿第二定律得：a==0.5m/s2．答：（1）物块与地面的动摩擦因数为0.5；（2）物体运动的加速度大小为0.5m/s2．【点评】本题主要考查了牛顿第二定律以及平衡条件的直接应用，要求同学们能正确分析物体的受力情况，注意改为斜向上的拉力时，物体对水平面的压力不等于重力，难度适中．　15．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，质量均为M的两个梯形木块A、B在水平力F的作用下，一起沿光滑的水平面运动，A与B的接触面光滑，且与水平面的夹角为37°，已知重力加速度为g，则要使A与B保持相对静止一起运动，水平力F最大为多少？【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．【专题】简答题；定性思想；整体法和隔离法；牛顿运动定律综合专题．【分析】隔离对B分析，抓住临界情况，即地面对N的支持力为零，根据牛顿第二定律B的最大加速度，再对整体根据牛顿第二定律求出F的最大值．【解答】解：当F最大时，地面对B的支持力为零，根据牛顿第二定律有：Ncos37°=Mg，解得：N=，则B的最大加速度a=对整体，根据牛顿第二定律得：F=2Ma=1.5Mg即F的最大值为1.5Mg．答：要使A与B保持相对静止一起运动，水平力F最大为1.5Mg．【点评】解决本题的关键抓住临界情况，即地面对B的支持力为零，结合牛顿第二定律，运用整体法和隔离法进行求解．-20-\n　16．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，质量为60kg的物体放在安装在小车上的水平磅秤上，小车与磅秤的总质量为40kg，小车在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面向上减速运动，物体与磅秤之间保持相对静止，斜面体静止在水平地面上，磅秤的读数为564N；小车与斜面间的动摩擦因数为0.8．斜面倾角θ=37°（g取10m/s2）．求：（1）拉力F的大小．（2）磅秤对物体的摩擦力．【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．【专题】简答题；定性思想；推理法；共点力作用下物体平衡专题．【分析】（1）先以物体为研究对象，分析受力情况，将加速度分析为水平和竖直两个方向，根据牛顿第二定律求出加速度，再以小车、物体、磅秤这个整体为研究对象，由牛顿第二定律求解拉力．（2）对物体受力分析，沿水平方向，根据牛顿第二定律列式求解摩擦力．【解答】解：（1）选物体为研究对象，受力分析，将加速度a沿水平和竖直方向分解，则有：mg﹣FN1=masinθ代入数据解得：a=1m/s2取小车、物体、磅秤这个整体为研究对象，受力分析，根据牛顿第二定律得：Mgsinθ+μMgcosθ﹣F=Ma代入数据解得：F=1140N（2）对物体受力分析，沿水平方向有：f=macosθ=60×1×0.8=48N，方向向左答：（1）拉力F的大小为1140N．（2）磅秤对物体的摩擦力大小为48N，方向水平向左．【点评】本题运用牛顿运动定律研究三个物体的问题，首先要灵活选择研究对象，其次要正确分析物体的受力情况，可以将加速度进行分析，难度适中．　17．（2022秋•株洲校级月考）如图所示，传送带与地面倾角θ=37°，从A到B长度为16m，传送带以10m/s的速度转动．在传送带上端A处由静止放一个质量为2kg的小煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2）则当皮带轮处于下列情况时，（1）皮带顺时针转动时，求煤块从A运动到B所用时间；（2）皮带逆时针转动时，求煤块到达B点时的速度大小；（3）皮带逆时针转动时，煤块在传送带上留下的痕迹长度．【考点】牛顿第二定律；匀变速直线运动的位移与时间的关系．【专题】简答题；定性思想；推理法；牛顿运动定律综合专题．-20-\n【分析】（1）轮子沿顺时针方向转动时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向上，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合运动学公式求出速度达到传送带速度时的时间和位移，由于重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力，速度相等后，滑动摩擦力沿斜面向上，结合位移时间公式求出剩余段匀加速运动的时间，从而得出物体从A运动到B的时间；（2）物体刚放上传送带，摩擦力的方向沿传送带向下，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合运动学公式求出速度达到传送带速度时的时间和位移，由于重力沿斜面方向的分力大于滑动摩擦力，速度相等后，滑动摩擦力沿斜面向上，根据牛顿第二定律求出物体的加速度，结合位移时间公式求出剩余段匀加速运动的时间，根据速度时间公式求出煤块到达B点时的速度大小；（3）第一阶段炭块的速度小于皮带速度，炭块相对皮带向上移动；第二阶段，炭块的速度大于皮带速度，炭块相对皮带向下移动；根据运动学公式求解相对位移．【解答】解：（1）轮子沿顺时针方向转动时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向上，物体的受力情况如图所示．物体由静止加速，由牛顿第二定律可得mgsinθ﹣μmgcosθ=ma1解得：a1=2m/s2，由于mgsinθ＞μmgcosθ，物体受滑动摩擦力一直向上，则物体从A端运动到B端的时间t==4s．（2）皮带沿逆时针方向转动时，传送带作用于小物体的摩擦力沿传送带向下，物体的受力情况如图所示．物体由静止加速，由牛顿第二定律得mgsinθ+μmgcosθ=ma2解得：a2=10m/s2物体加速到与传送带速度相同需要的时间为t1=s=1s物体加速到与传送带速度相同时发生的位移为s=a2t12=×10×12m=5m由于μ＜tanθ（μ=0.5，tanθ=0.75），物体在重力作用下将继续加速运动，物体的速度大于传送带的速度，传送带给物体的摩擦力沿传送带向上，物体加速度为a3==2m/s2-20-\n设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2，由运动学公式有L﹣s=vt2+a3t22解得t2=1s则煤块到达B点时的速度大小v′=a2t1+a3t2=10×1+2×1=12m/s（2）第一阶段炭块的速度小于皮带速度，炭块相对皮带向上移动，炭块的位移为：x==5m传送带的位移为x′=vt=10×1=10m，故炭块相对传送带上移5m，第二阶段炭块的速度大于皮带速度，炭块相对皮带向下移动，炭块的位移为：x2=vt2+a3t22=10×2+×2×22=24m传送带的位移为20m，所以相对于传送带向下运动4m，故传送带表面留下黑色炭迹的长度为5m答：（1）皮带顺时针转动时，煤块从A运动到B所用时间为4s；（2）皮带逆时针转动时，煤块到达B点时的速度大小为12m/s；（3）皮带逆时针转动时，煤块在传送带上留下的痕迹长度为5m．【点评】从此例题可以总结出，皮带传送物体所受摩擦力可能发生突变，不论是其大小的突变，还是其方向的突变，都发生在物体的速度与传送带速度相等的时刻．要理清物体的运动规律，结合运动学公式和牛顿第二定律进行求解．　-20-