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2020届高三物理上学期期中试题含解析一.选择题
1.如右图所示,人向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离桌面以前,则A.木板露出桌面后,推力将逐渐减小B.木板露出桌面后,木板对桌面的压力将减小C.木板露出桌面后,桌面对木板的摩擦力将减小D.推力、压力、摩擦力均不变【答案】D【解析】木块的受力情况,重力G、推力F、桌面对木板的支持力N和摩擦力f,根据平衡条件得,又,由于不变,G不变,则得到N和f均不变,F不变.即推力、压力、摩擦力均不变,D正确.
2.如图所示,倾角为30°,重为80N的斜面体静止在水平面上.一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是A.斜面体有向左运动的趋势B.地面对斜面体的支持力为80NC.球对弹性轻杆的作用力为2N,方向竖直向下D.弹性轻杆对小球的作用力为2N,方向垂直斜面向上【答案】C【解析】试题分析杆、球、斜面均静止,可以看成整体,用整体法研究,相对于地面没有向左运动的趋势.由二力平衡可知,地面的支持力等于整体的重力82N.故AB均错误.小球保持静止状态,处于平衡状态,合力为零;再对小球受力分析,受重力和弹力,根据二力平衡条件可判断弹力和重力等值、反向、共线,故弹力为2N,竖直向上;根据牛顿第三定律,球对弹性杆的作用力为2N,方向竖直向下.故C正确、D错误.故选C考点物体的平衡【名师点睛】本题关键结合平衡条件对物体受力分析,要注意杆的弹力方向可以与杆平行,也可以与杆不共线
3.如右图所示,轻弹簧的一端与物块P相连,另一端固定在木板上.先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态.缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至物块P刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P所受静摩擦力的大小变化情况是A.先减小后增大B.先增大后减小C.一直增大D.保持不变【答案】A【解析】试题分析设物块的重力为G,木板与水平面的夹角为θ,弹簧的弹力大小为F,静摩擦力大小为f.由题,缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至物块P刚要沿木板向下滑动的过程中,弹簧的拉力不变,物块P的重力沿木板向下的分力先小于弹簧的弹力,后大于弹簧的弹力,物块P所受的静摩擦力方向先木板向下,后沿木板向上.当物块P的重力沿木板向下的分力小于弹簧的弹力时,则有Gsinθ+f=F,θ增大时,F不变,f减小;当物块P的重力沿木板向下的分力大于弹簧的弹力时,则有Gsinθ=f+F,θ增大时,F不变,f增大;所以物块P所受静摩擦力的大小先减小后增大.故选A.考点力的平衡【名师点睛】本题要抓住弹簧的拉力没有变化,重力的分力是变力,先小于弹簧的弹力,后大于弹簧的弹力,根据平衡条件进行动态变化分析
4.下列各项中的三个共点力,合力不可能为零的是A.5N7N8NB.5N2N3NC.1N5N10ND.10N10N10N【答案】C【解析】5N与7N合成时,合力最大12N,最小2N,可以为8N,故三个力合力可能为零;5N与2N合成时,合力最大7N,最小3N,可能为3N,故三个力合力可能为零;1N与5N合成时,合力最大6N,最小4N,不可能为10N,故三个力合力不可能为零;10N与10N合成时,合力最大20N,最小0N,可能为10N,故三个力合力可能为零;本题选合力不可能为零的,故选C.点睛本题关键明确二力合成时,合力范围为|F1-F2|≤F≤|F1+F2|;两力同向时合力最大,反向时合力最小.
5.如图所示,质量为m的小滑块静止在半径为R的半球体上,它与半球体间的动摩擦因数为μ,它与球心连线跟水平地面的夹角为θ,则小滑块A.所受摩擦力大小为mgcosθB.所受摩擦力大小为mgsinθC.所受摩擦力大小为μmgsinθD.对半球体的压力大小为mgcosθ【答案】B【解析】对小滑块受力分析如图所示小滑块在重力、支持力及摩擦力的作用下处于平衡状态;故合力为零,将支持力与摩擦力合成后,其合力与重力大小相等,方向相反;则由几何关系可知,摩擦力f=mgcosθ,支持力N=mgsinθ;故只有A正确;故选A.点睛本题要注意物体是静止在球面上,故受到的是静摩擦力;在解决摩擦力的题目时,一定要注意先明确是滑动摩擦力还是静摩擦力,以免受到题目的干扰.
6.如右图所示,绳与杆均不计重力,承受力的最大值一定.A端用绞链固定,滑轮O在A点正上方滑轮大小及摩擦均可忽略,B端吊一重物P,现施加拉力FT将B缓慢上拉均未断,在杆达到竖直前A.绳子越来越容易断B.绳子越来越不容易断C.杆越来越容易断D.杆越来越不容易断【答案】B【解析】试题分析以B点为研究对象,分析受力情况重物的拉力T(等于重物的重力G)、轻杆的支持力N和绳子的拉力F,作出力图如图由平衡条件得知,N和FT的合力与T大小相等,方向相反,根据三角形相似可得又T=G,解得,使∠BAO缓慢变小时,AB、AO保持不变,BO变小,则N保持不变,FT变小.故杆无所谓易断不易断,绳子越来越不容易断.故B项正确.故选B考点物体的平衡【名师点睛】考查了力的动态分析,本题涉及非直角三角形的力平衡问题,采用三角形相似,得到力与三角形边长的关系,再分析力的变化,是常用的方法
8.如图所示,三根长度均为l的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端被悬挂在水平天花板上,相距2l.现在C点上悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点上可施加力的最小值为A.mgB.mgC.mgD.mg【答案】C【解析】试题分析由几何关系可知CD段水平时各绳间的夹角;对结点C分析,由共点力的平衡可求得CD绳水平时绳的拉力;再对结点D分析,由共点力平衡和力的合成可得出最小值.由图可知,要想CD水平,则AC与水平方向的夹角为60°;结点C受力平衡,则受力分析如图所示,结点C受到沿AC拉力在水平方向上的分力等于水平向右的拉力T,即,结点C受到沿AC拉力在竖直方向上的分力等于物体的重力,即,所以,结点D受力平衡,当拉力F的方向与BD垂直时,力臂最长、最省力,如图所示,最小拉力,C正确.
9.下列说法正确的是A.运动越快的汽车越不容易停下来,是因为汽车运动得越快,惯性越大B.同一物体在地球上不同的位置受到的重力是不同的,所以它的惯性也随位置的变化而变化C.一个小球竖直上拋,拋出后能继续上升,是因为小球运动过程中受到了向上的推力D.物体的惯性大小只与本身的质量有关,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小【答案】D【解析】惯性的大小是由物体的质量决定的,与物体的运动状态,所处空间位置无关,AB错误D正确;一个小球竖直上抛,抛出后能继续上升,是因为小球具有惯性,C错误;
10.如图所示,放在固定斜面上的物块以加速度a沿斜面匀加速下滑,若在物块上再施加一个竖直向下的恒力F,则A.物块可能匀速下滑B.物块仍以加速度a匀加速下滑C.物块将以大于a的加速度匀加速下滑D.物块将以小于a的加速度匀加速下滑【答案】C【解析】试题分析:F作用前;F作用时;由以上两表达式知,C对考点:牛顿第二定律视频
11.如图所示,两个质量分别为m1=2kg、m2=3kg的物体置于光滑的水平面上,中间用轻质弹簧测力计连接,两个大小分别为F1=30N,F2=20N的水平拉力分别作用在m
1、m2上,则A.弹簧测力计的示数是10NB.弹簧测力计的示数是50NC.在突然撤去F2的瞬间,弹簧测力计的示数不变D.在突然撤去F1的瞬间,m1的加速度不变【答案】C【解析】对整体运用牛顿第二定律得到F1-F2=(m1+m2)a ,代入数据解得a=2m/s2;对物体m2,运用牛顿第二定律得到F-F2=m2a ,代入数据解得F=26N,故AB错误;在突然撤去F的瞬间,弹簧测力计的弹力不变,故C正确;在突然撤去F1的瞬间,对m1受力分析可得F=m1a′,代入数据解得a′=13m/s2,故D错误;故选C.点睛本题考查了牛顿第二定律的应用及弹簧的性质,注意整体法及隔离法的使用,以及正确理解瞬时加速度的含义即可求解.
12.如图所示,不计绳的质量以及绳与滑轮的摩擦,物体A的质量为M,水平面光滑.当在绳的B端挂一质量为m的物体时,物体A的加速度为a1,当在绳的B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,A的加速度为a2,则a1与a2的大小关系是A.a1=a2B.a1a2C.a1a2D.无法确定【答案】C【解析】在B端挂一质量为mg的物体时,对整体分析,根据牛顿第二定律得,a1=,当在绳B端施以F=mg的竖直向下的拉力作用时,,可知a2>a1.故选C.点睛解决本题的关键知道挂重物时,绳子的拉力与重物的重力不等,因为A与重物都做加速运动,拉力小于重物的重力.二.实验题
13.将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,每根细绳分别连着一个量程为5N、最小刻度为
0.1N的弹簧测力计.沿着两个不同的方向拉弹簧测力计.当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如图所示.这时弹簧测力计的读数可从图中读出.1由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为_______N和________N.2在图所示的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力______.3图AB两图是两位同学得到的实验结果,其中哪一个图符合实际?_______若合力测量值F′是准确的,则F与F′有误差的原因可能是哪些?________【答案】
1.
2.
502.
4.
003.如图;
4.B正确
5.测力计的读数不准确;力的方向画的准确【解析】
(1)由图可读得两个相互垂直的拉力的大小分别为
2.50N和
4.00N.
(2)取如图所示的两格表示
1.0N,则可得出F
1、F2,由上图得出两力的方向;作出平行四边形,即其对角线的长度表示力的大小,箭头的指向表示力的方向,故答案如图所示求得F=
4.7N;点睛本题考查弹簧秤的读数及作力的图示,都属对基础技能的考查;应注意读数时要注意精度及题目的要求.本实验采用的是等效替代的方法,即一个合力与几个分力共同作用的效果相同,可以互相替代.
14.某实验小组利用如图所示的实验装置来探究当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量之间的关系.
(1)由图中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离x=24cm,由图中游标卡尺测得遮光条的宽度d=________cm.该实验小组在做实验时,将滑块从图11所示位置由静止释放,由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间Δt1,遮光条通过光电门2的时间Δt2,则滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=____________,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=________,则滑块的加速度的表达式a=________.以上表达式均用字母表示
(2)在本次实验中,实验小组通过改变滑块质量总共做了6组实验,得到如表所示的实验数据.通过分析表中数据后,你得出的结论是________【答案】
1.
10.52
2.
3.
4.
5.当牵引力一定时,加速度和质量成反比【解析】
(1)遮光条的宽度d=
0.5cm+
0.1mm×2=
0.52cm.滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v1=,滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v2=.根据v22-v12=2ax得,a=
(2)根据实验的数据得到的结论是当牵引力一定时,加速度和质量成反比.三.计算题
15.如图所示,AC和BC两轻绳共同悬挂一质量为m的物体,若保持AC绳的方向不变,AC与竖直方向的夹角为60°,改变BC绳的方向,试求1物体能达到平衡时,θ角的取值范围.2θ在0°~90°的范围内,求BC绳上拉力的最大值和最小值.【答案】10°≤θ120° 2mg mg【解析】试题分析物体要能达到平衡,两绳的拉力的合力必须与重力平衡,方向竖直向上.当BC绳竖直时,AC绳拉力为零,物体可以平衡;当小于120°时,两绳拉力的合力能与重力平衡.根据平衡条件确定出角的最小值和最大值,再求出的取值范围.根据作图法确定BC绳上拉力达到最大和最小的条件,再由平衡条件求解.
(1)改变BC绳的方向时,AC绳的拉力方向不变,两绳拉力的合力F与物体的重力平衡,重力大小和方向均保持不变,如图所示,经分析可知,θ最小为0°,此时;且θ必须小于120°,否则两绳的合力不可能竖直向上.所以θ角的取值范围是.
(2)θ在的范围内,由图知,当θ=90°时,TB最大,.当两绳垂直,即θ=30°时,最小,.
16.如右图所示,重为G的均匀链条挂在等高的两钩上,链条悬挂处与水平方向成θ角,试求1链条两端的张力大小;2链条最低处的张力大小.【答案】1 2【解析】
(1)以整个链条为研究对象,受力分析,受重力和两个拉力,如下图所示根据平衡条件,有T=.
(2)对左半边链条受力分析,受重力、拉力和右半边链条的拉力,如图所示由平衡条件可得F=cotθ
17.一质量m=
0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30°足够长的斜面,某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v-t图.求g取10m/s21滑块冲上斜面过程中加速度的大小;2滑块与斜面间的动摩擦因数;3判断滑块最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回斜面底端时的动能;若不能返回,求出滑块停在什么位置.【答案】112m/s2
20.81 3不能再下滑,滑块停在距底端
1.5m处【解析】试题分析
(1)滑块的加速度为,方向沿斜面向下
(2)物体在冲上斜面过程中经受力分析得得
(3)由于,故滑块速度减小到零时,重力的分力小于最大静摩擦力,不能再下滑,离底端考点牛顿第二定律、匀变速直线运动的速度与位移的关系、匀变速直线运动的图像【名师点睛】本题关键对物体受力分析后,通过正交分解法求出合力,根据牛顿第二定律求得加速度,然后根据运动学公式求解未知量。