2022-2022学年山东省德州市齐河一中高三（上）段考物理试卷（10月份）一、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分．）1．（4分）（2022•山东）伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（ ） A．力不是维持物体运动的原因 B．物体之间普遍存在相互吸引力 C．忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快 D．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反考点：物理学史．版权所有分析：本题要掌握伽利略关于运动和力关系的观点、落体运动的规律理论等等．解答：解：A、伽利略根据理想斜面实验，发现了力不是维持物体运动的原因，故A正确．B、伽利略没有发现物体之间普遍存在相互吸引力的规律．故B错误．C、伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合的方法，发现了忽略空气阻力，重物与轻物下落得同样快的规律．故C正确．D、伽利略没有发现物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反的规律．故D错误．故选AC点评：伽利略是物理学的奠基人之一，要学习他的成就和科学研究的方法． 2．（4分）（2022秋•顺德区月考）一个物体，受n个力的作用而做匀速直线运动，现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零，而其他的力保持不变，则物体的加速度和速度（ ） A．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越快 B．加速度与原速度方向相同，速度增加得越来越慢 C．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越快 D．加速度与原速度方向相反，速度减小得越来越慢考点：牛顿第二定律；力的合成．版权所有专题：牛顿运动定律综合专题．分析：本题关键先分析物体的受力情况，再分析物体的运动情况；根据牛顿第二定律分析加速度的变化，速度方向与加速度方向相同时，物体的速度增加，反之，速度减小．解答：解：物体在几个力的作用下做匀速直线运动时，合力为零，当沿与速度方向相反的一个力逐渐减小时，物体的合力大小逐渐增大，方向与速度相同，则由牛顿第二定律可知，加速度增大，速度增大，物体做变加速直线运动．故A正确，BCD错误．故选A．点评：本题的解题关键是分析物体的合力变化情况，根据牛顿第二定律即可判断加速度和速度的变化情况． 3．（4分）（2022•湘潭一模）从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ-12-的速度图象如图所示．在0﹣t时间内，下列说法中正确的是（ ） A．Ⅰ、Ⅱ两个物体所受的合外力都在不断减小 B．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小 C．Ⅰ物体的位移不断增大，Ⅱ物体的位移不断减小 D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是考点：匀变速直线运动的图像；牛顿第二定律．版权所有专题：运动学中的图像专题．分析：速度时间图象中，某点的切线的斜率表示该点对应时刻的加速度，根据图象得到加速度的变化情况，然后根据牛顿第二定律判断合外力情况．解答：解：A、B、图象Ⅰ表明物体做加速度不断减小的减速运动，图线Ⅱ表明物体做加速度不断减小的加速运动，根据牛顿第二定律，合外力与加速度成正比，故两个物体的合外力都不断减小，故A正确，B错误；C、两个物体的速度都是正值，表明两个物体都在向前运动，故C错误；D、对于匀变速直线运动，平均速度等于初末位置速度的平均值，而图中两个物体都做非匀变速直线运动，故D错误；故选A．点评：本题关键是根据速度时间图象得到物体的速度和加速度的变化情况，然后再结合牛顿第二定律判断受力情况． 4．（4分）（2022秋•上海期末）两木块A、B由同种材料制成，mA＞mB，并随木板一起以相同速度向右匀速运动，如图所示，设木板足够长，当木板突然停止运动后，则（ ） A．若木板光滑，由于A的惯性大，故A、B间距离将增大 B．若木板粗糙，由于A受的阻力大，故B可能与A相碰 C．无论木板是否光滑，A、B间距离将保持不变 D．无论木板是否光滑，A、B二物体一定能相碰考点：牛顿第二定律；惯性．版权所有专题：牛顿运动定律综合专题．分析：分木板光滑和粗糙两种情况进行讨论，若光滑，则AB两个木块将以原来的速度做匀速运动；若粗糙，根据牛顿第二定律求出加速度，比较两物块速度之间的关系即可求解．解答：-12-解：若木板光滑，A、B在水平面上不受力，由于物体具有惯性，则AB将以原来的速度做匀速直线运动，保持相对静止；若木板粗糙，尽管两木块的质量不同，所受的摩擦力大小不同，但其加速度为a==μg，与质量无关，故两物体将有相同的加速度，任意时刻有相同的速度．保持相对静止，故C答案正确．故选C点评：本题主要考查了惯性及牛顿第二定律的直接应用，难度不大，属于基础题． 5．（4分）（2022秋•新市区校级期中）如图所示，某个物体在F1、F2、F3和F4四个共点力作用下处于静止状态，若F4的方向沿逆时针转过60°而保持其大小不变，其余三个力的大小和方向均保持不变，则此时物体所受到的合力大小为（ ） A．B．C．F4D．考点：力的合成．版权所有专题：受力分析方法专题．分析：物体受多力平衡，则多力的合力为零；则F1、F2、F3的合力与F4大小相等方向相反；则将F4转动后，其他三力的合力不变，则变成了转后的F4与其他三力的合力的合成，则由平行四边形定则可求得合力．解答：解：F1、F2、F3和F4四个共点力的合力为零，则F1、F2、F3三个力的合力F′与F4大小相等，方向相反．将F4的方向沿逆时针转过60°时，F4与F′的夹角为120°，则合力大小等于F4．故C正确，ABD错误；故选C点评：本题中应用了力的合成中的一个结论：当多力合成其合力为零时，任一力与其他各力的合力大小相等方向相反． 6．（4分）（2022秋•南安市校级期末）如图所示，A、B两小球分别连在弹簧两端，B端用细线固定在倾角为30°的光滑斜面上，若不计弹簧质量，在线被剪断瞬间，A、B两球的加速度分别为（ ） A．都等于B．0和 C．和0D．0和-12-考点：牛顿第二定律．版权所有专题：牛顿运动定律综合专题．分析：在剪短上端的绳子的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，而弹簧的伸长量没有来得及发生改变，故弹力不变，再分别对A、B两个小球运用牛顿第二定律，即可求得加速度．解答：解：①对A：在剪断绳子之前，A处于平衡状态，所以弹簧的拉力等于A的重力沿斜面的分力相等．在剪断上端的绳子的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，而弹簧的伸长量没有来得及发生改变，故弹力不变仍为A的重力沿斜面上的分力．故A球的加速度为零；②对B：在剪断绳子之前，对B球进行受力分析，B受到重力、弹簧对它斜向下的拉力、支持力及绳子的拉力，在剪断上端的绳子的瞬间，绳子上的拉力立即减为零，对B球进行受力分析，则B受到到重力、弹簧的向下拉力、支持力．所以根据牛顿第二定律得：aB==故ABC错误，D正确．故选：D．点评：该题要注意在剪断绳子的瞬间，绳子上的力立即减为0，而弹簧的弹力不发生改变，再结合牛顿第二定律解题，难度不大． 7．（4分）（2022•余江县校级四模）一物块静止在粗糙的水平桌面上．从某时刻开始，物块受到一方向不变的水平拉力作用．假设物块与桌面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力．以a表示物块的加速度大小，F表示水平拉力的大小．能正确描述F与a之间的关系的图象是（ ） A．B．C．D．考点：牛顿第二定律．版权所有专题：牛顿运动定律综合专题．分析：对物体受力分析，利用牛顿第二定律列式找出F﹣a的关系式，即可做出选择．解答：解：物块受力分析如图所示：由牛顿第二定律得；F﹣μmg=ma解得：F=ma+μmgF与a成一次函数关系，故ABD错误，C正确，故选C．点评：对于此类图象选择题，最好是根据牛顿第二定律找出两个物理量之间的函数关系，图象变显而易见． -12-8．（4分）（2022•湖南模拟）如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止；现用力F沿斜面向上推A，但AB并未运动．下列说法正确的是（ ） A．A、B之间的摩擦力可能大小不变 B．A、B之间的摩擦力一定变小 C．B与墙之间可能没有摩擦力 D．弹簧弹力一定不变考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：隔离对A分析，通过A受力平衡判断A、B之间摩擦力的变化．通过对整体分析，抓住AB不动，弹簧的弹力不变，判断B与墙之间有无摩擦力．解答：解：A、对A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsinθ，若F=2mAgsinθ，则A、B之间的摩擦力大小可能不变．故A正确，B错误．C、对整体分析，由于AB不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力．故C错误，D正确．故选AD．点评：解决本题的关键能够正确地进行受力分析，运用共点力平衡进行求解，以及掌握整体法和隔离法的运用． 9．（4分）（2022•普陀区一模）公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处（ ） A．路面外侧高内侧低 B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动 C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小考点：向心力．版权所有专题：压轴题；牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：-12-汽车拐弯处将路面建成外高内低，汽车拐弯靠重力、支持力、摩擦力的合力提供向心力．速率为vc时，靠重力和支持力的合力提供向心力，摩擦力为零．根据牛顿第二定律进行分析．解答：解：A、路面应建成外高内低，此时重力和支持力的合力指向内侧，可以提供圆周运动向心力．故A正确．B、车速低于vc，所需的向心力减小，此时摩擦力可以指向外侧，减小提供的力，车辆不会向内侧滑动．故B错误．C、当速度为vc时，静摩擦力为零，靠重力和支持力的合力提供向心力，速度高于vc时，摩擦力指向内侧，只有速度不超出最高限度，车辆不会侧滑．故C正确．D、当路面结冰时，与未结冰时相比，由于支持力和重力不变，则vc的值不变．故D错误．故选AC．点评：解决本题的关键搞清向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解． 10．（4分）（2022•山东）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，DC运动的周期为（ ） A．B．C．D．考点：万有引力定律及其应用．版权所有专题：压轴题；万有引力定律的应用专题．分析：双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据牛顿第二定律分别对两星进行列式，来求解．解答：解：设m1的轨道半径为R1，m2的轨道半径为R2．两星之间的距离为l．由于它们之间的距离恒定，因此双星在空间的绕向一定相同，同时角速度和周期也都相同．由向心力公式可得：对m1：①对m2：②又因为R1十R2=l，m1+m2=M由①②式可得所以当两星总质量变为KM，两星之间的距离变为原来的n倍，圆周运动的周期平方为T′2===-12-即T′=T，故ACD错误，B正确；故选B．点评：解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解． 二、实验题（18分，每空2分）11．（8分）（2022秋•齐河县校级月考）（1）在“探究加速度与力和质量的关系”的实验中，以下做法正确的是 B A．平衡摩擦力时，应将小盘用细绳通过定滑轮系在小车上B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源D．求小车运动的加速度时，可用天平测出小盘和砝码的质量（M′和m′）以及小车质量M，直接用公式a=g求出（2）如图所示为某同学在做“探究加速度与力和质量的关系”的实验时由打点计时器得到的表示小车运动过程的一条清晰纸带，纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，其中x1=7.05cm、x2=7.68cm、x3=8.33cm、x4=8.95cm、x5=9.61cm、x6=10.26cm，则A点处瞬时速度的大小是 0.86 m/s，为了尽可能减小误差小车运动的加速度计算表达式为a= ，加速度的大小是 0.64 m/s2．（计算结果保留两位有效数字）．考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系．版权所有专题：实验题．分析：（1）探究加速度与拉力的关系实验时，要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，要求小车在无动力的情况下平衡摩擦力，不需要挂任何东西．小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出；平衡摩擦力时，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以约掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作过程是先接通打点计时器的电源，再放开小车．（2）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度．解答：解：（1）A、平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动．故A错误；B、每次改变小车的质量时，小车的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B正确；C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理．故C错误．-12-D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果天平测出小盘和砝码的质量（M′和m′）以及小车质量M，直接用公式a=求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系．故D错误；故选：B．（2）利用匀变速直线运动的推论得：vA==0.86m/s．由于相邻的计数点间的位移之差不等，故采用逐差法求解加速度．根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：s4﹣s1=3a1T2s5﹣s2=3a2T2s6﹣s3=3a3T2为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值得：a=（a1+a2+a3）小车运动的加速度计算表达式为a=代入数据得a=0.64m/s2．故答案为：（1）B；（2）0.86；；0.64．点评：探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键，注意单位的换算和有效数字的保留，能够运用逐差法求解加速度． 12．（10分）（2022秋•齐河县校级期中）（1）做“探究力的平行四边形定则”的实验，在水平放置的木板上铺一张白纸，把橡皮条的一端固定在木板的A点，橡皮条的另一端拴上两细绳套，如图1所示，两个弹簧测力计分别钩住细绳套，互成角度拉橡皮条使之伸长，到达某一位置时需记下两弹簧称的 两弹簧测力计的读数 、 两细绳的方向 ，描下 结点位置O ，再用一个弹簧测力计钩住细绳套把橡皮条拉长，使结点到达位置 O点 ，再记下弹簧秤的读数和方向．（2）如图2所示是甲、乙两位同学在“探究力的平行四边形定则”的实验中所得到的实验结果，若用F表示两个分力F1、F2的合力，用F′表示F1和F2的等效力，则可以判断 甲 （填“甲”或“乙”）同学的实验结果是符合事实的．-12-考点：验证力的平行四边形定则．版权所有专题：实验题．分析：（1）明确该实验的实验原理，了解具体实验步骤以及具体的操作，尤其注意在记录力时不但要记录大小还要记录方向；（2）该实验中F是由平行四边形法则得出的合力，而F′是通过实际实验得出的，故F′应与OA在同一直线上，由于误差的存在，F和F′会有一定的夹角．解答：解：（1）根据实验原理和实验目的可知，该实验目的是“验证力的平行四边形定则”，因此需要知道两个分力的大小和方向，由此可以做平行四边形，从而求出合力的理论值，该实验采用的是“等效替换”，因此需要记录一个弹簧拉橡皮筋时的弹力的大小和方向．（2）由于误差的存在用平行四边形定则求出的合力可以与橡皮条拉力的方向有偏差，但用一只弹簧测力计拉结点的拉力即F′与橡皮条拉力一定在同一直线上，F1和F2的合力理论值一定在平行四边形的对角线上，故甲符合实验事实．故答案为：（1）两弹簧测力计的读数，两细绳的方向，结点位置O，O点；（2）甲点评：在“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． 三、计算题（本题包括3小题，每题14分，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，解答中必须明确写出数值和单位．）13．（14分）（2022秋•清流县校级期中）如图所示，某同学在地面上拉着一个质量为m=30kg的箱子匀速前进，已知箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，拉力F1与水平面夹角为θ=45°，g=10m/s2．求：（1）箱子对地面的压力多大？（2）绳子的拉力F1为多少？考点：共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．版权所有专题：共点力作用下物体平衡专题．分析：（1）对箱子受力分析，受拉力、重力支持力和摩擦力，根据平衡条件列方程求解即可．（2）由第一问的解答可以得到第二问结果．解答：解：对箱子受力分析，如图根据平衡条件，有x方向：F1cos45°﹣f=0y方向：N+F1sin45°﹣mg=0其中：f=μN解得-12-F1cos45°=μ（mg﹣F1sin45°）；N=200N根据牛顿第三定律，箱子对地的压力等于地面对箱子的支持力；故箱子对地面的压力为200N．（2）由第一问解得，；故绳子的拉力F1为100N．点评：本题关键是对物体受力分析，然后根据共点力平衡条件并运用正交分解法列平衡方程求解． 14．（14分）（2022•宿州模拟）一个平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行，传送带把A处的工件运送到B处，A、B相距L=10m，从A处把工件无初速度地放到传送带上，经过时间t=6s能传送到B处．欲使工件用最短时间从A处传到B处，求传送带的运行速度至少应多大．考点：匀变速直线运动的位移与时间的关系；牛顿第二定律．版权所有专题：传送带专题．分析：工件放上传送带先做匀加速直线运动，当速度与传送带速度相等时，一起做匀速直线运动．根据运动学公式求出工件匀加速运动的加速度，当工件一直做匀加速直线运动时，运行的时间最短，根据运动学公式求出传送带运行的最小速度．解答：解：设工件匀加速直线运动的加速度为a，则匀加速直线运动的位移，匀加速运动的时间．有：x1+v（t﹣t1）=L，代入解得a=1m/s2．当工件一直做匀加速直线运动时，运行时间最短．根据得，所以传送带的最小速度．-12-故传送带的运行速度至少为m/s．点评：解决本题的关键会根据物体的受力判断物体的运动情况，知道工件一直做匀加速直线运动时，运行的时间最短． 15．（14分）（2022•滨州一模）如图所示，一根长为L=5m的轻绳一端固定在O′点，另一端系一质量m=1kg的小球（小球可视为质点）．将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放，小球运动到最低点O时，轻绳刚好被拉断．O点下方有一以O点为圆心，半径的圆弧状的曲面，已知重力加速度为g=10m/s2，求：（1）轻绳所能承受的最大拉力Fm的大小；（2）小球从O点运动到曲面的时间t；（3）小球落至曲面上的动能Ek．考点：向心力；牛顿第二定律；平抛运动．版权所有专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．分析：（1）根据机械能守恒定律求出小球摆到最低点时的速度，结合牛顿第二定律求出绳子承受的拉力．（2）小球做平抛运动，在水平方向和竖直方向上位移的平方和等于曲面半径的平方，根据该关系求出小球的运动时间，从而得出落到曲面上水平分速度和竖直分速度，求出小球的动能．解答：解：（1）小球由A到O的过程中机械能守恒，有：mgL=在O点有：解得：Fm=3mg=30N．由牛顿第三定律得，细线所能承受的最大拉力为30N．（2）小球从O点平抛，有：x=v0ty=小球落到曲面上，有：x2+y2=R2联立解得：t=1s-12-（3）小球落至曲面上的动能：解得：Ek=100J．答：（1）轻绳所能承受的最大接力Fm的大小为30N．（2）小球从O点运动到曲面的时间为1s；（3）小球落至曲面上的动能为100J．点评：本题考查圆周运动和平抛运动的综合，知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式进行求解． -12-
