福建省莆田市第六中学2022届高三物理9月月考试题含解析

福建省莆田市第六中学2022届高三物理9月月考试题（含解析）一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～11题，有多项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.在地面上以初速度v0竖直向上抛出一小球，经过2t0时间小球落回抛出点，其速率为v1，已知小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，则小球在空中运动时速率v随时间t变化的规律可能是A.B.C.D.【答案】A【解析】小球上升时，根据牛顿第二定律：mg+f=ma；由于减速上升，小球在空中运动时所受空气阻力与小球运动的速率成正比，所以f逐渐减小，则a逐渐减小，即v-t图象前一段曲线的斜率逐渐减小，故CD错误；又由于空气阻力的影响，小球落回抛出点的速度肯定小于抛出时的初速度，所以A正确，B错误；故选A。2.如图所示，一轻弹簧竖直固定在水平地面上，弹簧正上方有一个小球自由下落。从小球接触弹簧上端O点到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的加速度a随时间t或者随距O点的距离x变化的关系图线是()-14-A.B.C.D.【答案】B【解析】试题分析：小球接触弹簧时，受重力和向上的弹力，由F=kx，可知，弹簧形变量x增大，弹力增大，由牛顿第二定律：mg-F=ma，得a=，结合数学函数图象可知B正确，D错，a与时间不成线性关系，AC错，所以本题选择B。考点：牛顿第二定律胡克定律图象3.如图所示，轻绳的一端系在质量为m的物体上，另一端系在一个圆环上，圆环套在粗糙水平横杆MN上，现用水平力F拉绳上一点，使物体处在图中实线位置，然后改变F的大小使其缓慢下降到图中虚线位置，圆环仍在原来位置不动，则在这一过程中，水平拉力F、环与横杆的摩擦力f和环对杆的压力N的大小变化情况是()A.F逐渐增大，f保持不变，N逐渐增大B.F逐渐增大，f逐渐增大，N保持不变C.F逐渐减小，f逐渐增大，N保持不变D.F逐渐减小，f逐渐减小，N保持不变【答案】D【解析】【详解】以重物为研究对象，分析受力情况：重力G、水平力F和绳子的拉力T，如图1所示。-14-由平衡条件得：F=Gtanθ，当θ减小时，F逐渐减小。再以两物体整体为研究对象，分析重力G总、水平力F，杆的摩擦力f和支持力N，则有：N=G总，保持不变。f=F，逐渐减小。所以D正确、ABC错误。故选D。【点睛】本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．4.如图所示，光滑水平面上放置质量分别为m、2m和3m的三个木块，其中质量为2m和3m的木块间用一不可伸长的轻绳相连，轻绳能承受的最大拉力为T．现用水平拉力F拉其中一个质量为3m的木块，使三个木块以同一加速度运动，则以下说法正确的是（　　）A.质量为2m的木块受到四个力的作用B.当F逐渐增大到T时，轻绳刚好被拉断C.当F逐渐增大到1.5T时，轻绳还不会被拉断D.轻绳刚要被拉断时，质量为m和2m的木块间的摩擦力为【答案】C【解析】质量为2m的木块受到重力、质量为m的木块的压力、m对其向后的静摩擦力、轻绳的拉力和地面的支持力五个力的作用，故A错误；对三个木块整体，由牛顿第二定律可得：，隔离后面的组合体，由牛顿第二定律可得：轻绳中拉力为，由此可知，当F逐渐增大到时，轻绳中拉力等于，即小于轻绳能承受的最大拉力为，轻绳还没有被拉断，故B错误；由上式得：当F逐渐增大到时，，轻绳中拉力，，轻绳刚好被拉断，故C正确；轻绳刚要被拉断时，轻绳的拉力刚好为，后面两个木块的加速度，对质量为m木块研究，由牛顿第二定律得：摩擦力为，故D错误；故选C.【点睛】三个木块以同一加速度做加速运动，采用隔离法分析2m可得出其受力的个数；再对整体分析可得出整体的加速度与力的关系；再以后面两个物体为研究对象可得出拉力与加速度的关系，则可分析得出F与的关系．-14-5.如图所示，质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上，劲度系数为k的轻弹簧一端系在小球上，另一端拴在墙上P点，开始时弹簧与竖直方向的夹角为θ，现将P点沿着墙向下移动，则弹簧的最短伸长量为()A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】选取小球为研究对象，小球受到重力，支持力和绳子的拉力处于平衡状态，当P点向下移动时，弹簧的拉力发生变化，如图。从图中可以看出，当弹簧的拉力和斜面的支持力垂直时，弹簧的拉力最小，此时：F=mgsin30°=0.5mg；所以弹簧最小的伸长量：．所以选项A正确，选项BCD错误。故选A.【点睛】题是体的平衡问题，要灵活选择研究对象，正确分析受力，作出力图，是解题的关键．6.如图所示，斜面体M放置在水平地面上，位于斜面上的物块m受到沿斜面向上的推力F的作用，设物块与斜面之间的摩擦力大小为f1，斜面体与地面之间的摩擦力大小为f2。增大推力F，物块和斜面体始终保持静止，下列判断正确的是(　　)A.如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定增大-14-B.如果物块沿斜面向上滑动，则f1、f2一定不变C.如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定增大D.如果物块与斜面相对静止，则f1、f2一定不变【答案】B【解析】A、B项：由图看出，F平行于斜面，如果物块沿斜面向上滑动，物块对斜面体的压力和摩擦力保持不变，增大推力F时，斜面体的受力情况没有改变，则F1、F2一定不变．故A错误，B正确；C、D如果物块与斜面相对静止时，以整体为研究对象，分析受力情况如图，由平衡条件得到：F2=Fcosθ，θ是斜面的倾角，可见，F增大时，F2一定增大，而对物块研究得知，F1可能增大、可能减小，也可能大小不变．故CD错误。点晴：由题意斜面体始终保持静止，若物块沿斜面向上滑动，增大F，物块对斜面体的压力和摩擦力不变．若物块与斜面相对静止，以整体为研究对象，根据平衡条件得到F1、F2与F的关系，再分析其变化。7.如图所示，在光滑水平面上，用弹簧水平连接一斜面，弹簧的另一端固定在墙上，一玩具遥控小车放在斜面上，系统静止不动．用遥控器启动小车，小车沿斜面加速上升，则A.系统静止时弹簧被压缩B.小车加速时弹簧处于原长C.小车加速时弹簧被压缩D.小车加速时可将弹簧换成细绳【答案】D-14-【解析】试题分析:系统静止时，系统受力平衡，水平方向不受力，弹簧弹力等于零，弹簧处于原长，故A错误；小车加速上升时，知系统受到的合力的水平分力不为零，且方向向右，则弹簧提供的是拉力，所以弹簧处于拉伸状态．所以小车加速时，可将弹簧换成细绳．故B、C错误，D正确。考点：牛顿第二定律；力的合成与分解的运用8.质点甲固定在原点，质点乙可在x轴上运动，甲对乙的作用力F只与甲、乙之间的距离x有关，在的范围内，F与x的关系如图所示．若乙自P点由静止开始运动，且乙只受力F作用，规定力F沿+x方向为正，下列说法正确的是A.乙运动到R点时，速度最大B.乙运动到Q点时，速度最大C.乙运动到Q点后，静止于该处D.乙位于P点时，加速度最大【答案】BD【解析】试题分析:A、B、由图示可知，质点乙由静止从P开始向右做加速运动，越过Q后做减速运动，因此经过Q点时速度最大，故A错误，B正确；C、由图示图象可知，质点运动到Q点后，在甲的作用力下做反向加速运动，不会静止在Q点，故C错误；D、有图像可知在P点受力最大，根据牛、牛顿第二定律知P点的加速度最大，故D正确；故选BD．考点：运动与力的关系、牛顿第二定律．【名师点睛】本题考查了判断质点乙的速度、运动方向问题，根据图示图象判断出质点受力情况、分析清楚质点运动过程即可正确解题．9.如图甲所示，足够长的木板B静置于光滑水平面上，其上放置小滑块A，木板B受到随时间t变化的水平拉力F作用，木板加速度a随力F变化的-F图象如图乙所示，g取10m/s2，则-14-A.滑块A的质量为4kgB.木板B的质量为1kgC.当F=10N时木板B加速度为4m/s2D.当F=10N时滑块A的加速度为2m/s2【答案】BCD【解析】试题分析：当F等于8N时，加速度为：a=2m/s2，对整体分析，由牛顿第二定律有：F=（M+m）a，代入数据解得：M+m=4kg，当F大于8N时，对B，由牛顿第二定律得：，由图示图象可知，图线的斜率：，解得，木板B的质量：M=1kg，滑块A的质量为：m=3kg．故A错误，B正确．根据F大于8N的图线知，F=6N时，a=0m/s2，由，可知：，解得：μ=0．2，由图示图象可知，当F=10N时，滑块与木板相对滑动，B的加速度为：，故C正确；当F=10N时，A、B相对滑动，木块A的加速度：，故D正确．故选BCD。考点：v-t图像；牛顿第二定律的应用【名师点睛】本题考查牛顿第二定律与图象的综合，知道滑块和木板在不同拉力作用下的运动规律是解决本题的关键，掌握处理图象问题的一般方法，通常通过图线的斜率和截距入手分析。10.如图所示，弹簧p和细绳q的上端固定在天花板上，下端用小钩钩住质量为m的小球C，弹簧、细绳和小钩的质量均忽略不计．静止时p、q与竖直方向的夹角均为60°.下列判断正确的有()A.若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间q对球的拉力大小为mg-14-B.若p和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为gC.若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间p对球的拉力大小为mgD.若q和球突然脱钩，则脱钩后瞬间球的加速度大小为g【答案】D【解析】【详解】原来p、q对球的拉力大小均为mg。p和球脱钩后，球将开始沿圆弧运动，将q受的力沿法向和切线正交分解（见图1）有：F-mgcos60°=m=0，即F=mg，合力为mgsin60°=ma，即加速度为a＝gsin60°＝g，AB错误；q和球突然脱钩后瞬间，p的拉力未来得及改变，仍为mg，因此合力为mg（见图2），球的加速度为大小为g。故C错误，D正确；故选D。【点睛】本题考查绳子和弹簧的性质，要注意弹簧是不能突变的，而绳子的弹力可以在瞬间发生变化．11.如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v－t图象(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2＞v1，则()A.t1时刻，小物块离A处的距离达到最大B.t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C.0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D.0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【答案】AB【解析】试题分析：时间：滑动摩擦力向右，物体向左做匀减速运动，时刻向左位移达到最大，即离A处的距离最大，-14-时间：滑动摩擦力向右，物体向右由静止开始先做匀加速直线运动．以后物体做匀速直线运动，摩擦力为零．以后物体相对皮带静止，相对滑动的距离最大，故B正确；考点：考查了摩擦力，速度时间图像【名师点睛】本题的关键是通过图象得出小物块的运动规律，再由运动规律得出小物块的受力和运动情况．二、实验题(本题共3小题，共20分)12.在“验证力的平行四边形定则”的实验中，某同学的实验情况如图所示，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）本实验中，采取下列哪些方法和步骤可以减小实验误差______________。A．两个分力F1、F2间的夹角尽量小些B．两个分力F1、F2的大小要适当大些C．拉橡皮筋的细绳要稍短一些D．实验中，弹簧秤必须与木板平行，读数时视线要正对弹簧秤刻度（2）本实验采用的是等效替代法，但若将细绳也换成橡皮筋，则实验结果是否会发生变化？答：________（选填“变化”或“不变化”）。（3）为了完成实验，在用两个完全相同的弹簧秤成一定角度拉橡皮筋时，必须记录的有（）A．两细绳的方向B．橡皮筋的原长C．两弹簧秤的示数D．结点O的位置（4）若保持结点O的位置及OB绳方向不变，而将OC顺时针缓慢转动一小角度，其他操作均正确，则（）A．弹簧秤甲的示数不变B．弹簧秤甲的示数一直减小C．弹簧秤乙的示数可能增大D．弹簧秤乙的示数一定先减小后增大【答案】（1）BD；（2）不变化；（3）ACD；（4）BC。【解析】-14-试题分析：（1）两个分力的夹角大小适当，在作图时有利于减小误差即可，并非越大或越小越好，故A错误；两个分力F1、F2的大小要适当大些，可以减小偶然误差，故B正确；拉橡皮条的细绳要稍长一些，这样描出两点画出拉力方向时更准确，故C错误；为了减小实验中摩擦对测量结果的影响，拉橡皮条时，橡皮条、细绳和弹簧秤应贴近并平行于木板，同时读数时注意视线要正对弹簧刻度，故D正确。（2）把细绳换成橡皮筋后，橡皮筋本身的张力还是会把实验用的橡皮筋拉到O点，作用效果不变。（3）在进行该实验时为了便于记录两弹力的方向，实验时将弹簧水平放置，本实验采取“等效法”，即一个弹簧拉绳套和两个弹簧拉绳套效果相同，因此需要记录O点位置，以便两次都拉到同一位置；在求两个力的合力时，需要知道其大小和方向，因此该实验需要记录弹簧秤的读数以及绳套的方向，故选A、C、D。（4）对结点O受力分析，结点受三个力：橡皮条的拉力和两个弹簧测力计的拉力，保持结点O的位置和OB绳的方向不变，即两弹簧测力计的合力方向、大小都不变，根据矢量三角形可知，弹簧秤甲的示数一直减小，弹簧秤乙的示数在两弹簧秤垂直时最小，即弹簧秤乙的示数可能一直减小，可能一直增大，也可能先减小后增大。考点：实验——验证力的平行四边形定则13.某同学在研究性学习中，利用所学的知识解决了如下问题：一轻弹簧一端固定于某一深度为h＝0．25m、开口向右的小筒中（没有外力作用时弹簧的另一端位于筒内），如图甲所示，如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l，现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数，该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l，作出Fl图线如图乙所示．则，弹簧的劲度系数为________N/m，弹簧的原长l0＝________m．【答案】1000．15-14-【解析】试题分析：根据胡克定律F与的关系式为：，从图象中可得直线的斜率为2N/cm，截距为20N，故弹簧的劲度系数为：，由，于是：考点：考查了胡可定律【名师点睛】找到各个物理量之间的关系，然后根据胡克定律列方程，是解答本题的突破口，这要求学生有较强的数学推导能力．14.某同学利用如图甲所示的装置探究加速度与合外力的关系.小车质量为M，砂桶和砂的总质量为m，通过改变m来改变小车所受的合外力大小，小车的加速度a可由打点计时器和纸带测出.现保持小车质量M不变，逐渐增大砂桶和砂的总质量m进行多次实验，得到多组a、F值(F为弹簧测力计的示数).(1)根据实验数据画出了如图乙所示的一条过坐标原点的倾斜直线，其中纵轴为小车的加速度大小，横轴应为________(选填字母代号)A.B.C.mgD.F(2)砂桶和砂的总质量较大导致a较大时，关于图乙的说法，正确的是___.(选填字母代号)A.图线逐渐偏向纵轴B.图线逐渐偏向横轴C.图线仍保持原方向不变(3)图为上述实验中打下的一条纸带，A点为小车刚释放时打下的起始点，每两点间还有四个计时点未画出，打点计时器的频率为50Hz，则C点的速度为________m/s，小车的加速度为________m/s2.(以上两空均保留一位有效数字)【答案】(1).D(2).C(3).0.8(4).4【解析】-14-【详解】（1）对小车分析，应有F=ma，解得：，由于图线经过坐标原点，所以横轴应为F，故D正确。故选D.（2）由于图象的斜率为k=，所以增大沙和沙桶质量，k不变，仍保持原方向不变，所以C正确。故选C.（3）纸带上面每打一点的时间间隔是0.02s，且每两个记数点间还有四个计时点未画出，T=0.1s。根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上C点时小车的瞬时速度大小。连续相等时间内的位移差为△x=4cm=0.04m，根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可得：【点睛】解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，能利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力。三、计算题(本题共3小题，共36分)15.某同学近日做了这样一个实验，将一个小铁块（可看成质点）以一定的初速度，沿倾角可在0o—90°之间任意调整的木板向上滑动，设它沿木板向上能达到的最大位移为x,若木板倾角不同时对应的最大位移x与木板倾角的关系如图所示。g取10m/s2。求(结果如果是根号，可以保留)：（1）小铁块初速度的大小v0以及小铁块与木板间的动摩擦因数μ是多少？（2）当α=60°时，小铁块达到最高点后，又回到出发点，物体速度将变为多大？【答案】（1）5m/s；（2）m/s【解析】-14-试题分析：（1）根据动能定理，物体沿斜面上滑过程，根据动能定理，有：－mgsinα•S－μmgcosα•S=0-解得：由图可得，当α=90°时，根据v02=2gs，代入数据得v0=5m/s，即物体的初速度为5m/s．由图可得，α=30°时，s=1.25，代入数据得：（2）物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系为：把α=60°代入，解得：由动能定理得：－μmgcosα•2S=－解得：m/s；考点：共点力平衡的条件及其应用；摩擦力的判断与计算；物体的弹性和弹力【名师点睛】（1）根据动能定理，求出物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系表达式，然后结合图象当α=90°时的数据求出物体的初速度；求出物体沿斜面上升的最大位移s与斜面倾角θ的关系表达式，根据α=30°时的数据求出动摩擦因数；（2）先求出α=60°时物体上升的高度，然后由动能定理求出物体返回时的速度．16.在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B,质量分别为m和2m,当两球心间的距离大于L时,两球之间无相互作用力，当两球心间的距离等于或小于L时,两球间存在相互作用的恒定斥力F.设A球从远离B球处以速度v0沿两球连心线向原来静止的B球运动,如图所示.欲使两球不发生接触,v0必须满足什么条件?【答案】【解析】试题分析：要使A、B不发生接触，必须满足：当vA=vB时xA－xB