江苏省苏州市张家港高级中学2019-2020学年高三上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1．（2019高三上·张家港月考）物理学史是物理科学的重要组成部分,下列有关物理学史的说法中不正确的是（ ）
A．亚里士多德在研究“落体运动”、“运动与力的关系”等问题中所犯的错误告诉我们，在科学研究中单纯依靠“观察”和“经验”往往是靠不住的
B．伽利略在对自由落体运动的研究中将实验和逻辑推理和谐地结合起来，丰富了人类的科学思维方式和科学研究方法
C．笛卡尔通过“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”这个观点
D．牛顿站在巨人的肩膀上，通过自己的努力建立了“牛顿三大运动定律”，奠定了经典物理学的基础
【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A、亚里士多德通过生活现象和经验得出重的物体比轻的物体下落的快，A正确，不符合题意；B、伽利略通过斜面上的匀加速运动外推得出自由落体运动规律，B正确，不符合题意.C、伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点，C错误，符合题意；D、牛顿曾说“我之所以比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上”，牛顿所指的巨人是伽利略、笛卡尔等人，D正确，不符合题意；
故答案为：C．
【分析】该题目考查的是物理学中，著名物理学家的成就，平时注意积累、记忆即可。
2．（2018高一上·厦门月考）2018年在福建省厦门双十中学举行的田径运动会上，甲、乙两名运动员均参加了400m比赛，甲在第2跑道起跑，乙在第3跑道起跑，最后都通过终点线，则甲、乙通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程x甲'、x乙'之间的关系是（ ）
A．x甲 x乙，x甲' x乙' B．x甲 x乙，x甲' x乙'
C．x甲 x乙，x甲'=x乙' D．x甲 x乙，x甲' x乙'
【答案】C
【知识点】位移与路程；速度与速率
【解析】【解答】跑道的起点不同，终点在同一条线上，路程是运动物体实际路径的长度，而位移的大小是起点到终点的线段长度，所以所跑的路程相同，位移却不同，
故答案为：C。
【分析】位移与路程是两个不同的物理量，位移是由起点指向终点的有向线段，是矢量，路程是物体运动轨迹的长度，是标量。
3．（2019高三上·张家港月考）甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶，在t＝0到t＝t1的时间内，它们的v t图像如图所示，在这段时间内（ ）
A．汽车甲、乙的平均速度一样大
B．汽车乙的平均速度小于甲的平均速度
C．汽车乙的位移大于甲的位移
D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大
【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】ABC．由于速度图线与时间轴所围成的面积表示位移的大小，所以由图可以看出，甲的位移大于乙的位移，又因时间相等，故甲的平均速度大于乙的平均速度，所以A不符合题意，B符合题意，C不符合题意；
D．从图线来看，甲、乙都趋于平缓，故它们的加速度都减小，D不符合题意
故答案为：B
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，两图像的交点意味着两个物体具有相同的速度，结合选项分析即可。
4．（2019高三上·张家港月考）如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上,现同时用大小为F1和F2、方向相反的水平力分别推木块A和斜劈B,它们均静止不动,则（ ）
A．地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g
B．F1、F2一定等大反向
C．A与B之间一定存在摩擦力
D．B与地面之间一定存在摩擦力
【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A．对物体 A、 B整体受力分析，因物体静止，竖直方向只受到重力、支持力作用，可知A符合题意；
B．因为不能确定地面是否存在摩擦力,所以 F 1、 F 2大小关系不确定, B不符合题意；
C． 当F1的沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力沿斜面向上，当F1的沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力沿斜面向下，当F1的沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零 ，C不符合题意；
D．若两个推力大小相等,则 B与地面之间没有摩擦力，D不符合题意.
故答案为：A
【分析】分别对两个物体进行受力分析，在重力、支持力、摩擦力和推力的作用下，两个物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
5．（2019高三上·张家港月考）如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住P端。在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角α（0<α<π）缓慢增大时，力F的大小应（ ）
A．恒定不变 B．逐渐增大
C．逐渐减小 D．先增大后减小
【答案】B
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】以P点为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得：N和F的合力与重力G大小相等、方向相反，作出力的合成图如图，由三角形相似法得：
当杆OP和竖直方向的夹角α（0＜α＜π）缓慢增大时，AP增大，而G、AO不变，得到F逐渐增大。
故答案为：B。
【分析】以P点为研究对象，分析受力情况，运用三角形相似法，得到力F与重力的关系，再分析F的变化情况。
6．（2019高三上·张家港月考）如图所示，质量分别为M和m的两物块与竖直轻弹簧相连，在水平面上处于静止状态，现将m竖直向下压缩弹簧一段距离后由静止释放，当m到达最高点时，M恰好对地面无压力．已知弹簧劲度系数为k，弹簧形变始终在弹性限度内，重力加速度为g，则（ ）
A．当m到达最高点时，m的加速度为
B．当m到达最高点时，M的加速度为g
C．当m速度最大时，弹簧的形变量为
D．当m速度最大时，M对地面的压力为Mg
【答案】A,C
【知识点】对单物体(质点)的应用；胡克定律
【解析】【解答】当弹簧处于伸长至最长状态时，M刚好对地面没有压力，可知弹簧对M的拉力为Mg，所以弹簧对m的作用力也是Mg，所以m的加速度为： ．A符合题意；当弹簧处于伸长至最长状态时，M刚好对地面没有压力，可知弹簧对M的拉力为Mg，M受到的合力为零，加速度为零，B不符合题意；由题可知开始时弹簧对m的弹力大于m的重力，m向上做加速运动，当弹簧的弹力小于m的重力时，m做减速运动，所以弹簧中弹力等于Mg时此时M有最大速度，由胡克定律得：mg=kx，得： ．C符合题意；对M受力分析FN-kx-Mg=0，解得FN=Mg+mg．D不符合题意．
故答案为：AC.
【分析】达到最高点时，弹簧的弹力等于重力M的重力，对m进行受力分析，在竖直方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度；当弹簧m的弹力等于m的重力时，m的速度达到最大。
7．（2019高三上·张家港月考）趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦力及空气阻力不计，则（ ）
A．运动员的加速度为gtan θ
B．球拍对球的作用力为mg
C．运动员对球拍的作用力为(M＋m)gcos θ
D．若加速度大于gsin θ，球一定沿球拍向上运动
【答案】A
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】AB．对网球受力分析，受到重力mg和球拍的支持力N，作出力图如图，根据牛顿第二定律得：
计算得出：
所以A符合题意，B不符合题意;
C．以球拍和球整体为研究对象,如图根据牛顿第二定律得: 运动员对球拍的作用力为：
C不符合题意.
D．当：
时网球将向上运动，因为 与 的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动，D不符合题意.
故答案为：A
【分析】对小球进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在水平方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度；人与小球相对静止，故具有相同的加速度。
8．（2019高三上·张家港月考）如图所示是某同学站在力板传感器上做下蹲一起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线。由图线可知该同学（ ）
A．体重约为650N
B．做了两次下蹲-起立的动作
C．做了一次下蹲-起立的动作，且下蹲后约2s起立
D．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
【答案】A,C
【知识点】对单物体(质点)的应用；超重与失重
【解析】【解答】：由图线可知该同学体重约为650N，A符合题意；下蹲时先失重后超重，起立时先超重后失重，C符合题意BD不符合题意。
故答案为：AC
【分析】结合人对地面的压力，利用牛顿第二定律求解人的加速度，物体具有向上的加速度，为超重状态；物体具有向下的加速度，为失重状态。
二、多选题
9．（2019高三上·张家港月考）如图所示,吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度,重力大小为G的运动员静止时,左边绳子张力为T1,右边绳子张力为T2,则下列说法中正确的是（ ）
A．T1和T2是一对作用力与反作用力
B．T1和T2的合力与重力G是一对作用力与反作用力
C．T1和T2的合力大小等于重力的大小G
D．运动员两手缓慢撑开时,T1和T2都会变大
【答案】C,D
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】A．作用力与反作用力必须作用在相互作用的两个物体上，T1和T2作用在同一个物体上，A不符合题意.
BC．T1和T2的合力与重力G等大反向，是一对平衡力，B不符合题意，C符合题意.
D．因为两绳作用力的合力等于人的重力，保持不变，故当运动员两手缓慢撑开时，吊绳与竖直方向的夹角变大，T1和T2的方向与竖直方向夹角变大，T1和T2都会变大，D符合题意.
故答案为：CD
【分析】对运动员进行受力分析，在重力和两个拉力的作用下，小球处于平衡状态，合力为零，结合拉力方向的变化分析其他力的变化。
10．（2016高一上·重庆期中）一辆汽车正在做匀加速直线运动，若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则（ ）
A．汽车的速度也减小
B．汽车的速度仍在增大
C．当加速度减小到零时，汽车静止
D．当加速度减小到零时，汽车的位移仍然不断增大
【答案】B,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】解：A、B，汽车的加速度方向与速度方向一致，汽车在做加速运动，速度增大．故A错误，B正确．
C、D，加速度减小，汽车的速度增加由快变慢，但速度仍在增加，当加速度为零时，汽车做匀速运动，速度达到最大，位移一直增大．故C错误，D正确．
故选：BD
【分析】当加速度方向与速度方向相同，物体在做加速直线运动，根据加速度物理意义分析速度变化情况．
11．（2019高三上·张家港月考）一辆汽车在平直公路上做刹车实验，t=0时刻起运动过程的位移与速度的关系为x=(10-0.1v2)m，下列说法中正确的是（ ）
A．上述过程的加速度大小为5 m/s2
B．刹车过程持续的时间为2 s
C．t=0时刻的速度为5 m/s
D．刹车过程的位移为5 m
【答案】A,B
【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速度的关系；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AC．根据速度位移公式：
得：
由：
计算得出初速度为： ，加速度为： ，负号表示方向与速度方向相反，A符合题意，C不符合题意.
B．刹车过程持续的时间为：
所以B符合题意.
D．刹车过程的位移为：
D不符合题意.
故答案为：AB
【分析】结合题目中给出的物体位移与时间的关系，对比匀变速直线运动公式，求出物体的初速度和加速度，再结合选项分析求解即可。
12．（2019高三上·张家港月考）质量分别为M和m的两物块A、B大小相同，将它们用轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦，若互换两物块的位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，重力加速度大小为g，则（ ）
A．此时轻绳的拉力大小为mg
B．此时轻绳的拉力大小为Mg
C．此时A运动的加速度大小为(1－sin2α)g
D．此时A运动的加速度大小为 g
【答案】A,D
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】第一次按题图甲放置时A静止，则由平衡条件可得Mgsin α＝mg，第二次按题图乙放置时，对A、B整体由牛顿第二定律得Mg－mgsin α＝(m＋M)a，联立得a＝(1－sin α)g＝ g，对B由牛顿第二定律得T－mgsin α＝ma，解得T＝mg，AD符合题意，BC不符合题意。
故答案为：AD
【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度。
三、实验题
13．（2019高三上·张家港月考）“探究力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．
（1）该图中两弹簧测力计的读数恰好相等，由图可读出每根细绳拉力大小为 N(只需读到0.1N)；
（2）图乙中的四个“·”表示A、B、C、O在纸上的位置，请根据正确读出的拉力大小，在该纸上作出它们合力的图示 ；(要求：在表示分力的线段上，从起点开始每0.5N标度长注上标度线)
（3）某同学在做该实验是认为：
A．在重复进行实验以提高结论的可靠性时，O点位置是不允许变动的
B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C．弹簧测力计应在使用前校零
D．两根细绳必须等长 其中正确的是_______(填入相应的字母)．
【答案】（1）2.5
（2）
（3）B；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】⑴根据图甲中弹簧秤指针指示可知，每根细绳拉力大小为2.5N；⑵根据题意连接OB、OC并延长，在其上以给定标度长为基准，各取5段，分别记为F1、F2，并根据平行四边形定则作出合力F，如下图所示；
；
（3）合力与分力的关系是等效替代的关系，在重复实验时，仅需在每一次实验中，用两根弹簧秤拉和用一根弹簧秤拉，O点位置相同，A不符合题意；两根绳仅表示了拉力的方向，因此对长度没有过多的要求，适当，便于实验操作即可，D不符合题意；B、C说法正确．
【分析】（1）明确弹簧测力计的分度值再进行读数即可；
（2）力的合成遵循平行四边形定则，已知两个力的大小和方向，利用行四边形定则求解合力；
（3）橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行，是为了使力都在同一平面内。
14．（2019高三上·张家港月考）某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：
A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度.
根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是（___________）
A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B．实验过程中砝码盘处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为 m/s2。（结果保留2位有效数字）
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是（ ）
【答案】（1）C
（2）0.16
（3）A
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)A、由图可知，小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍，A不符合题意；
B. 实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，B不符合题意；
C. 与小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，C符合题意；
D. 实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，D不符合题意；
E. 由于不需要把砝码的重力作为小车的拉力，故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故E错误。
故答案为：C。(2)设相邻两个计数点之间的位移分别为x1、x2、x3，相邻两个计数点之间的时间间隔。T=5×0.02s=0.1s
由△x=aT2结合作差法得 m/s2=0.16m/s2(3)由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，A与本实验符合．故答案为：A.
【分析】（1）拉力应该与水平面平行，使得拉力大小等于物体受到的合外力大小；
（2）结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可；
（3）结合牛顿第二定律的表达式，选择合适的横纵坐标，使得图形是一条直线即可。
四、解答题
15．（2019高三上·张家港月考）如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止，重力加速度为g．试求：
（1）每根轻绳对木块的拉力大小；
（2）每个小环对杆的压力大小；
（3）小环与杆之间的动摩擦因数的最小值．
【答案】（1）解：设每根轻绳的拉力为FT，由题意知研究M得：
答：每根轻绳对木块的拉力大小为 Mg
（2）解：由整体法分析有：
即：
由牛顿第三定律得：小环对杆的压力：
答：每个小环对杆的压力大小为
（3）解：环处于临界状态，此时小环受到的静摩擦力达到最大值，则有：
解得动摩擦因数μ至少为:
答：小环与杆之间的动摩擦因数的最小值为
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）对物体进行受力分析，在重力和两个拉力的作用下，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；
（2） 把两个圆环和木块看作一个整体，作受力分析，在竖直方向上列平衡式求出圆环所受的弹力，小环对杆的压力可求；
（3）结合第二问求解的压力和摩擦力大小，利用公式f=μN求解动摩擦因数。
16．（2019高三上·张家港月考）奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5km的高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录．取重力加速度的大小g＝10m/s2．
（1）若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5km高度处所需的时间及其在此处速度的大小．
（2）实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为Ff＝kv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关，已知该运动员在某段时间内高速下落的v－t图象如图所示，若该运动员和所带装备的总质量m＝100kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受的阻力系数．(结果保留1位有效数字)
【答案】（1）解：设运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t，下落距离为S，在1.5km高度处的速度大小为v，根据运动学公式有： ①
②
依题意有 ③
联立①②③式可得：t=87s④v=8.7×102m/s⑤
（2）解：该运动员达到最大速度 时，加速度为零，由牛顿第二定律有： ⑥
由所给的v-t图象可读出 ，可得：k=0.008kg/m⑧
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【分析】（1）该过程是自由落体运动，利用自由落体运动的速度和位移公式联立求解即可；
（2）运动员达到最大速度vmax 时，加速度为零， 这时物体的重力与其所受空气的阻力相等，据此列式求解即可.
17．（2019高三上·张家港月考）如图所示，传送带与地面的倾角θ=37°，从A至B的长度x=16 m，传送带以v=10 m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A由静止释放一个质量为m=0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，则物体从A运动到B所需的时间t是多少 (取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)
【答案】解：将物体从传送带的A端释放后，物体由静止开始下滑，当下滑速度小于传送带速度时，物体受到的摩擦力沿斜面向下.设物体的加速度为a1，由牛顿第二定律有：
代入数据解得： ；物体加速至与传送带速度相等时需要的时间：
发生的位移：
代入数据解得：
所以物体加速到 时仍未到达B点，此时摩擦力方向改变；设物体的加速度为a2，从速度大于v运动到B的时间为t2，位移为x2，由牛顿第二定律有：
代入数据解得： ；由运动学公式有：
将已知数据代入上式解得t2=1 s，t2=-11 s(舍去)
故物体经历的总时间：
答：物体从A运动到B需时间是2s.
【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；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑， 当物体加速至与传送带速度相等时，由于μ < tanθ ，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带
的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变”；根据牛顿第二定律求出两段的加速度，再根据速度时间关系求两段的时间。
18．（2019高三上·张家港月考）质量M＝3 kg 的长木板放在光滑的水平面上．在水平拉力F＝11 N作用下由静止开始向右运动．如图9所示，当速度达到1 m/s 时，将质量m＝4 kg的物块轻轻放到木板的右端．已知物块与木板间动摩擦因数μ＝0.2，物块可视为质点．(g＝10 m/s2)求：
（1）物块刚放置在木板上时，物块和木板的加速度分别为多大；
（2）木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止；
（3）物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小？
【答案】（1）解：放上物块后，物体加速度
板的加速度
（2）解：当两物体达速度相等后保持相对静止，故
∴t=1秒
1秒内木板位移
物块位移
所以板长L=x1-x2=0.5m
（3）解：相对静止后，对整体
对物块f=ma
∴f=6.29N
【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；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）分别对两个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体各自的加速度；
（2）结合两个物体的加速度，求解两者共速的时间，利用运动学公式求解各自的位移，做差即为木板长度；
（3）使物块产生加速度a的作用力是木板对它的摩擦力，根据牛二定律先整体后隔离求解即可.
江苏省苏州市张家港高级中学2019-2020学年高三上学期物理10月月考试卷
一、单选题
1．（2019高三上·张家港月考）物理学史是物理科学的重要组成部分,下列有关物理学史的说法中不正确的是（ ）
A．亚里士多德在研究“落体运动”、“运动与力的关系”等问题中所犯的错误告诉我们，在科学研究中单纯依靠“观察”和“经验”往往是靠不住的
B．伽利略在对自由落体运动的研究中将实验和逻辑推理和谐地结合起来，丰富了人类的科学思维方式和科学研究方法
C．笛卡尔通过“理想斜面实验”推翻了“力是维持物体运动的原因”这个观点
D．牛顿站在巨人的肩膀上，通过自己的努力建立了“牛顿三大运动定律”，奠定了经典物理学的基础
2．（2018高一上·厦门月考）2018年在福建省厦门双十中学举行的田径运动会上，甲、乙两名运动员均参加了400m比赛，甲在第2跑道起跑，乙在第3跑道起跑，最后都通过终点线，则甲、乙通过的位移大小x甲、x乙和通过的路程x甲'、x乙'之间的关系是（ ）
A．x甲 x乙，x甲' x乙' B．x甲 x乙，x甲' x乙'
C．x甲 x乙，x甲'=x乙' D．x甲 x乙，x甲' x乙'
3．（2019高三上·张家港月考）甲、乙两汽车在一平直公路上同向行驶，在t＝0到t＝t1的时间内，它们的v t图像如图所示，在这段时间内（ ）
A．汽车甲、乙的平均速度一样大
B．汽车乙的平均速度小于甲的平均速度
C．汽车乙的位移大于甲的位移
D．汽车甲的加速度大小逐渐减小，汽车乙的加速度大小逐渐增大
4．（2019高三上·张家港月考）如图所示,质量为m的木块A放在质量为M的三角形斜劈B上,现同时用大小为F1和F2、方向相反的水平力分别推木块A和斜劈B,它们均静止不动,则（ ）
A．地面对B的支持力的大小一定等于(M+m)g
B．F1、F2一定等大反向
C．A与B之间一定存在摩擦力
D．B与地面之间一定存在摩擦力
5．（2019高三上·张家港月考）如图所示，不计重力的轻杆OP能以O点为圆心在竖直平面内自由转动，P端用轻绳PB挂一重物，另用一根轻绳通过滑轮系住P端。在力F的作用下，当杆OP和竖直方向的夹角α（0<α<π）缓慢增大时，力F的大小应（ ）
A．恒定不变 B．逐渐增大
C．逐渐减小 D．先增大后减小
6．（2019高三上·张家港月考）如图所示，质量分别为M和m的两物块与竖直轻弹簧相连，在水平面上处于静止状态，现将m竖直向下压缩弹簧一段距离后由静止释放，当m到达最高点时，M恰好对地面无压力．已知弹簧劲度系数为k，弹簧形变始终在弹性限度内，重力加速度为g，则（ ）
A．当m到达最高点时，m的加速度为
B．当m到达最高点时，M的加速度为g
C．当m速度最大时，弹簧的形变量为
D．当m速度最大时，M对地面的压力为Mg
7．（2019高三上·张家港月考）趣味运动会上运动员手持网球拍托球沿水平面匀加速跑，设球拍和球质量分别为M、m，球拍平面和水平面之间夹角为θ，球拍与球保持相对静止，它们间摩擦力及空气阻力不计，则（ ）
A．运动员的加速度为gtan θ
B．球拍对球的作用力为mg
C．运动员对球拍的作用力为(M＋m)gcos θ
D．若加速度大于gsin θ，球一定沿球拍向上运动
8．（2019高三上·张家港月考）如图所示是某同学站在力板传感器上做下蹲一起立的动作时记录的压力F随时间t变化的图线。由图线可知该同学（ ）
A．体重约为650N
B．做了两次下蹲-起立的动作
C．做了一次下蹲-起立的动作，且下蹲后约2s起立
D．下蹲过程中先处于超重状态后处于失重状态
二、多选题
9．（2019高三上·张家港月考）如图所示,吊环运动员将吊绳与竖直方向分开相同的角度,重力大小为G的运动员静止时,左边绳子张力为T1,右边绳子张力为T2,则下列说法中正确的是（ ）
A．T1和T2是一对作用力与反作用力
B．T1和T2的合力与重力G是一对作用力与反作用力
C．T1和T2的合力大小等于重力的大小G
D．运动员两手缓慢撑开时,T1和T2都会变大
10．（2016高一上·重庆期中）一辆汽车正在做匀加速直线运动，若汽车的加速度方向与速度方向一致，当加速度减小时，则（ ）
A．汽车的速度也减小
B．汽车的速度仍在增大
C．当加速度减小到零时，汽车静止
D．当加速度减小到零时，汽车的位移仍然不断增大
11．（2019高三上·张家港月考）一辆汽车在平直公路上做刹车实验，t=0时刻起运动过程的位移与速度的关系为x=(10-0.1v2)m，下列说法中正确的是（ ）
A．上述过程的加速度大小为5 m/s2
B．刹车过程持续的时间为2 s
C．t=0时刻的速度为5 m/s
D．刹车过程的位移为5 m
12．（2019高三上·张家港月考）质量分别为M和m的两物块A、B大小相同，将它们用轻绳跨过光滑定滑轮连接，如图甲所示，绳子平行于倾角为α的斜面，A恰好能静止在斜面上，不考虑两物块与斜面之间的摩擦，若互换两物块的位置，按图乙放置，然后释放A，斜面仍保持静止，重力加速度大小为g，则（ ）
A．此时轻绳的拉力大小为mg
B．此时轻绳的拉力大小为Mg
C．此时A运动的加速度大小为(1－sin2α)g
D．此时A运动的加速度大小为 g
三、实验题
13．（2019高三上·张家港月考）“探究力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．
（1）该图中两弹簧测力计的读数恰好相等，由图可读出每根细绳拉力大小为 N(只需读到0.1N)；
（2）图乙中的四个“·”表示A、B、C、O在纸上的位置，请根据正确读出的拉力大小，在该纸上作出它们合力的图示 ；(要求：在表示分力的线段上，从起点开始每0.5N标度长注上标度线)
（3）某同学在做该实验是认为：
A．在重复进行实验以提高结论的可靠性时，O点位置是不允许变动的
B．弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计刻度
C．弹簧测力计应在使用前校零
D．两根细绳必须等长 其中正确的是_______(填入相应的字母)．
14．（2019高三上·张家港月考）某实验小组应用如图甲所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz，实验步骤如下：
A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度.
根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）对于上述实验，下列说法正确的是（___________）
A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B．实验过程中砝码盘处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（2）实验中打出的一条纸带如图乙所示，由该纸带可求得小车的加速度为 m/s2。（结果保留2位有效数字）
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是（ ）
四、解答题
15．（2019高三上·张家港月考）如图所示，两个质量均为m的小环套在一水平放置的粗糙长杆上，两根长度均为l的轻绳一端系在小环上，另一端系在质量为M的木块上，两个小环之间的距离也为l，小环保持静止，重力加速度为g．试求：
（1）每根轻绳对木块的拉力大小；
（2）每个小环对杆的压力大小；
（3）小环与杆之间的动摩擦因数的最小值．
16．（2019高三上·张家港月考）奥地利极限运动员菲利克斯·鲍姆加特纳乘气球升至约39km的高空后跳下，经过4分20秒到达距地面约1.5km的高度处，打开降落伞并成功落地，打破了跳伞运动的多项世界纪录．取重力加速度的大小g＝10m/s2．
（1）若忽略空气阻力，求该运动员从静止开始下落至1.5km高度处所需的时间及其在此处速度的大小．
（2）实际上，物体在空气中运动时会受到空气的阻力，高速运动时所受阻力的大小可近似表示为Ff＝kv2，其中v为速率，k为阻力系数，其数值与物体的形状、横截面积及空气密度有关，已知该运动员在某段时间内高速下落的v－t图象如图所示，若该运动员和所带装备的总质量m＝100kg，试估算该运动员在达到最大速度时所受的阻力系数．(结果保留1位有效数字)
17．（2019高三上·张家港月考）如图所示，传送带与地面的倾角θ=37°，从A至B的长度x=16 m，传送带以v=10 m/s的速率逆时针转动.在传送带上端A由静止释放一个质量为m=0.5 kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5，则物体从A运动到B所需的时间t是多少 (取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8)
18．（2019高三上·张家港月考）质量M＝3 kg 的长木板放在光滑的水平面上．在水平拉力F＝11 N作用下由静止开始向右运动．如图9所示，当速度达到1 m/s 时，将质量m＝4 kg的物块轻轻放到木板的右端．已知物块与木板间动摩擦因数μ＝0.2，物块可视为质点．(g＝10 m/s2)求：
（1）物块刚放置在木板上时，物块和木板的加速度分别为多大；
（2）木板至少多长物块才能与木板最终保持相对静止；
（3）物块与木板相对静止后物块受到的摩擦力大小？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】物理学史
【解析】【解答】A、亚里士多德通过生活现象和经验得出重的物体比轻的物体下落的快，A正确，不符合题意；B、伽利略通过斜面上的匀加速运动外推得出自由落体运动规律，B正确，不符合题意.C、伽利略应用“理想斜面实验”推翻了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点，C错误，符合题意；D、牛顿曾说“我之所以比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上”，牛顿所指的巨人是伽利略、笛卡尔等人，D正确，不符合题意；
故答案为：C．
【分析】该题目考查的是物理学中，著名物理学家的成就，平时注意积累、记忆即可。
2．【答案】C
【知识点】位移与路程；速度与速率
【解析】【解答】跑道的起点不同，终点在同一条线上，路程是运动物体实际路径的长度，而位移的大小是起点到终点的线段长度，所以所跑的路程相同，位移却不同，
故答案为：C。
【分析】位移与路程是两个不同的物理量，位移是由起点指向终点的有向线段，是矢量，路程是物体运动轨迹的长度，是标量。
3．【答案】B
【知识点】运动学 v-t 图象
【解析】【解答】ABC．由于速度图线与时间轴所围成的面积表示位移的大小，所以由图可以看出，甲的位移大于乙的位移，又因时间相等，故甲的平均速度大于乙的平均速度，所以A不符合题意，B符合题意，C不符合题意；
D．从图线来看，甲、乙都趋于平缓，故它们的加速度都减小，D不符合题意
故答案为：B
【分析】v-t图像中，横坐标为时间，纵坐标为速度，图像与时间轴所围成的面积是位移，图像的斜率是加速度，两图像的交点意味着两个物体具有相同的速度，结合选项分析即可。
4．【答案】A
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【解答】A．对物体 A、 B整体受力分析，因物体静止，竖直方向只受到重力、支持力作用，可知A符合题意；
B．因为不能确定地面是否存在摩擦力,所以 F 1、 F 2大小关系不确定, B不符合题意；
C． 当F1的沿斜面分量小于重力的下滑分量时，摩擦力沿斜面向上，当F1的沿斜面分量大于重力的下滑分量时，摩擦力沿斜面向下，当F1的沿斜面分量等于重力的下滑分量时，摩擦力为零 ，C不符合题意；
D．若两个推力大小相等,则 B与地面之间没有摩擦力，D不符合题意.
故答案为：A
【分析】分别对两个物体进行受力分析，在重力、支持力、摩擦力和推力的作用下，两个物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
5．【答案】B
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】以P点为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件得：N和F的合力与重力G大小相等、方向相反，作出力的合成图如图，由三角形相似法得：
当杆OP和竖直方向的夹角α（0＜α＜π）缓慢增大时，AP增大，而G、AO不变，得到F逐渐增大。
故答案为：B。
【分析】以P点为研究对象，分析受力情况，运用三角形相似法，得到力F与重力的关系，再分析F的变化情况。
6．【答案】A,C
【知识点】对单物体(质点)的应用；胡克定律
【解析】【解答】当弹簧处于伸长至最长状态时，M刚好对地面没有压力，可知弹簧对M的拉力为Mg，所以弹簧对m的作用力也是Mg，所以m的加速度为： ．A符合题意；当弹簧处于伸长至最长状态时，M刚好对地面没有压力，可知弹簧对M的拉力为Mg，M受到的合力为零，加速度为零，B不符合题意；由题可知开始时弹簧对m的弹力大于m的重力，m向上做加速运动，当弹簧的弹力小于m的重力时，m做减速运动，所以弹簧中弹力等于Mg时此时M有最大速度，由胡克定律得：mg=kx，得： ．C符合题意；对M受力分析FN-kx-Mg=0，解得FN=Mg+mg．D不符合题意．
故答案为：AC.
【分析】达到最高点时，弹簧的弹力等于重力M的重力，对m进行受力分析，在竖直方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度；当弹簧m的弹力等于m的重力时，m的速度达到最大。
7．【答案】A
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】AB．对网球受力分析，受到重力mg和球拍的支持力N，作出力图如图，根据牛顿第二定律得：
计算得出：
所以A符合题意，B不符合题意;
C．以球拍和球整体为研究对象,如图根据牛顿第二定律得: 运动员对球拍的作用力为：
C不符合题意.
D．当：
时网球将向上运动，因为 与 的大小关系未知，故球不一定沿球拍向上运动，D不符合题意.
故答案为：A
【分析】对小球进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在水平方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度；人与小球相对静止，故具有相同的加速度。
8．【答案】A,C
【知识点】对单物体(质点)的应用；超重与失重
【解析】【解答】：由图线可知该同学体重约为650N，A符合题意；下蹲时先失重后超重，起立时先超重后失重，C符合题意BD不符合题意。
故答案为：AC
【分析】结合人对地面的压力，利用牛顿第二定律求解人的加速度，物体具有向上的加速度，为超重状态；物体具有向下的加速度，为失重状态。
9．【答案】C,D
【知识点】动态平衡分析
【解析】【解答】A．作用力与反作用力必须作用在相互作用的两个物体上，T1和T2作用在同一个物体上，A不符合题意.
BC．T1和T2的合力与重力G等大反向，是一对平衡力，B不符合题意，C符合题意.
D．因为两绳作用力的合力等于人的重力，保持不变，故当运动员两手缓慢撑开时，吊绳与竖直方向的夹角变大，T1和T2的方向与竖直方向夹角变大，T1和T2都会变大，D符合题意.
故答案为：CD
【分析】对运动员进行受力分析，在重力和两个拉力的作用下，小球处于平衡状态，合力为零，结合拉力方向的变化分析其他力的变化。
10．【答案】B,D
【知识点】加速度
【解析】【解答】解：A、B，汽车的加速度方向与速度方向一致，汽车在做加速运动，速度增大．故A错误，B正确．
C、D，加速度减小，汽车的速度增加由快变慢，但速度仍在增加，当加速度为零时，汽车做匀速运动，速度达到最大，位移一直增大．故C错误，D正确．
故选：BD
【分析】当加速度方向与速度方向相同，物体在做加速直线运动，根据加速度物理意义分析速度变化情况．
11．【答案】A,B
【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速度的关系；匀变速直线运动规律的综合运用
【解析】【解答】AC．根据速度位移公式：
得：
由：
计算得出初速度为： ，加速度为： ，负号表示方向与速度方向相反，A符合题意，C不符合题意.
B．刹车过程持续的时间为：
所以B符合题意.
D．刹车过程的位移为：
D不符合题意.
故答案为：AB
【分析】结合题目中给出的物体位移与时间的关系，对比匀变速直线运动公式，求出物体的初速度和加速度，再结合选项分析求解即可。
12．【答案】A,D
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【解答】第一次按题图甲放置时A静止，则由平衡条件可得Mgsin α＝mg，第二次按题图乙放置时，对A、B整体由牛顿第二定律得Mg－mgsin α＝(m＋M)a，联立得a＝(1－sin α)g＝ g，对B由牛顿第二定律得T－mgsin α＝ma，解得T＝mg，AD符合题意，BC不符合题意。
故答案为：AD
【分析】对物体进行受力分析，在沿斜面方向和垂直于斜面两个方向上分解，在沿斜面方向利用牛顿第二定律求解物体的加速度。
13．【答案】（1）2.5
（2）
（3）B；C
【知识点】验证力的平行四边形定则
【解析】【解答】⑴根据图甲中弹簧秤指针指示可知，每根细绳拉力大小为2.5N；⑵根据题意连接OB、OC并延长，在其上以给定标度长为基准，各取5段，分别记为F1、F2，并根据平行四边形定则作出合力F，如下图所示；
；
（3）合力与分力的关系是等效替代的关系，在重复实验时，仅需在每一次实验中，用两根弹簧秤拉和用一根弹簧秤拉，O点位置相同，A不符合题意；两根绳仅表示了拉力的方向，因此对长度没有过多的要求，适当，便于实验操作即可，D不符合题意；B、C说法正确．
【分析】（1）明确弹簧测力计的分度值再进行读数即可；
（2）力的合成遵循平行四边形定则，已知两个力的大小和方向，利用行四边形定则求解合力；
（3）橡皮条、细绳和弹簧秤应与木板保持平行，是为了使力都在同一平面内。
14．【答案】（1）C
（2）0.16
（3）A
【知识点】探究加速度与力、质量的关系
【解析】【解答】(1)A、由图可知，小车的加速度是砝码盘的加速度大小的2倍，A不符合题意；
B. 实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，B不符合题意；
C. 与小车相连的轻绳与长木板一定要平行，保证拉力沿着木板方向，C符合题意；
D. 实验过程中，砝码向下加速运动，处于失重状态，故弹簧测力计的读数小于砝码和砝码盘总重力的一半，D不符合题意；
E. 由于不需要把砝码的重力作为小车的拉力，故不需要砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量的条件，故E错误。
故答案为：C。(2)设相邻两个计数点之间的位移分别为x1、x2、x3，相邻两个计数点之间的时间间隔。T=5×0.02s=0.1s
由△x=aT2结合作差法得 m/s2=0.16m/s2(3)由题意可知，小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系应该是成正比，即为过原点的一条倾斜直线，A与本实验符合．故答案为：A.
【分析】（1）拉力应该与水平面平行，使得拉力大小等于物体受到的合外力大小；
（2）结合纸带上点的距离，利用逐差法求解物体的加速度即可；
（3）结合牛顿第二定律的表达式，选择合适的横纵坐标，使得图形是一条直线即可。
15．【答案】（1）解：设每根轻绳的拉力为FT，由题意知研究M得：
答：每根轻绳对木块的拉力大小为 Mg
（2）解：由整体法分析有：
即：
由牛顿第三定律得：小环对杆的压力：
答：每个小环对杆的压力大小为
（3）解：环处于临界状态，此时小环受到的静摩擦力达到最大值，则有：
解得动摩擦因数μ至少为:
答：小环与杆之间的动摩擦因数的最小值为
【知识点】共点力平衡条件的应用
【解析】【分析】（1）对物体进行受力分析，在重力和两个拉力的作用下，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；
（2） 把两个圆环和木块看作一个整体，作受力分析，在竖直方向上列平衡式求出圆环所受的弹力，小环对杆的压力可求；
（3）结合第二问求解的压力和摩擦力大小，利用公式f=μN求解动摩擦因数。
16．【答案】（1）解：设运动员从开始自由下落至1.5km高度处的时间为t，下落距离为S，在1.5km高度处的速度大小为v，根据运动学公式有： ①
②
依题意有 ③
联立①②③式可得：t=87s④v=8.7×102m/s⑤
（2）解：该运动员达到最大速度 时，加速度为零，由牛顿第二定律有： ⑥
由所给的v-t图象可读出 ，可得：k=0.008kg/m⑧
【知识点】对单物体(质点)的应用
【解析】【分析】（1）该过程是自由落体运动，利用自由落体运动的速度和位移公式联立求解即可；
（2）运动员达到最大速度vmax 时，加速度为零， 这时物体的重力与其所受空气的阻力相等，据此列式求解即可.
17．【答案】解：将物体从传送带的A端释放后，物体由静止开始下滑，当下滑速度小于传送带速度时，物体受到的摩擦力沿斜面向下.设物体的加速度为a1，由牛顿第二定律有：
代入数据解得： ；物体加速至与传送带速度相等时需要的时间：
发生的位移：
代入数据解得：
所以物体加速到 时仍未到达B点，此时摩擦力方向改变；设物体的加速度为a2，从速度大于v运动到B的时间为t2，位移为x2，由牛顿第二定律有：
代入数据解得： ；由运动学公式有：
将已知数据代入上式解得t2=1 s，t2=-11 s(舍去)
故物体经历的总时间：
答：物体从A运动到B需时间是2s.
【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；牛顿运动定律的应用—传送带模型
【解析】【分析】物体放在传送带上后，开始阶段，传送带的速度大于物体的速度，传送带给物体一沿斜面向下的滑动摩擦力，物体由静止开始加速下滑， 当物体加速至与传送带速度相等时，由于μ < tanθ ，物体在重力作用下将继续加速，此后物体的速度大于传送带
的速度，传送带给物体沿传送带向上的滑动摩擦力，但合力沿传送带向下，物体继续加速下滑，综上可知，滑动摩擦力的方向在获得共同速度的瞬间发生了“突变”；根据牛顿第二定律求出两段的加速度，再根据速度时间关系求两段的时间。
18．【答案】（1）解：放上物块后，物体加速度
板的加速度
（2）解：当两物体达速度相等后保持相对静止，故
∴t=1秒
1秒内木板位移
物块位移
所以板长L=x1-x2=0.5m
（3）解：相对静止后，对整体
对物块f=ma
∴f=6.29N
【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；牛顿运动定律的应用—板块模型
【解析】【分析】（1）分别对两个物体进行受力分析，利用牛顿第二定律求解物体各自的加速度；
（2）结合两个物体的加速度，求解两者共速的时间，利用运动学公式求解各自的位移，做差即为木板长度；
（3）使物块产生加速度a的作用力是木板对它的摩擦力，根据牛二定律先整体后隔离求解即可.
