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2016-2017学年湖南省常德一中高三（上）第二次月考物理试卷
参考答案与试题解析
一、选择题（共8小题，每小题4分，满分32分）
1．关于惯性的大小，下列说法中正确的是（ ）
A．高速运动的物体不容易让它停下来，所以物体运动速度越大，惯性越大
B．用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体，则难以推动的物体惯性大
C．在月球上举重比在地球上容易，所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小
D．两个物体只要质量相同，那么惯性大小就一定相同
【考点】惯性．
【分析】惯性大小取决于物体的质量大小，与速度大小无关，与物体的地理位置无关．从力的角度分析推动地面上静止的物体比维持这个物体做匀速运动所需的力大的原因．
【解答】解：A、惯性大小取决于物体的质量大小，与受力情况、速度无关，故AB错误；
C、同一个物体在月球上和在地球上质量相同，则惯性相同．故C错误；
D、惯性大小取决于物体的质量大小，两个物体质量相同，惯性就相同，故D正确．
故选：D
2．如图所示，吊扇正常转动时吊扇对空气施加向下的作用力便有风吹向人体，那么吊扇正常转动时，对悬挂点的拉力与它不转动时，对悬挂点的拉力相比（ ）
A．变大 B．变小 C．不变 D．无法判断
【考点】牛顿第三定律．
【分析】作用力和反作用力是发生在相互作用的物体上，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．
根据平衡条件分析求解．
【解答】解：因为正常转动时，风扇对空气有一个向下的力，根据作用力与反作用力，空气对风扇有一个向上的力．因为风扇在竖直方向是静止的，所以合力为0．
在风扇不转时，G=F拉，
在风扇转动时，G=F拉′+F空气，因为G是不变的，所以F拉′在转动时会变小．
故选：B
3．气球下挂一重物，以v0=10m/s的速度匀速上升，当到达离地面高h=175m处时，悬挂重物的绳子突然断裂，那么重物落地经历的时间和落地时的速度大小分别是（取g=10m/s2，空气阻力不计）（ ）
A．5s，50m/s B．6s，60m/s C．7s，60m/s D．7s，70m/s
【考点】竖直上抛运动．
【分析】这里研究的对象是重物，原来它随气球以速度匀速上升，绳子突然断裂后，重物不会立即下降，将保持原来的速度做竖直上抛运动，直至最高点后自由下落．
【解答】解：从整体的匀减速运动考虑，从绳子断裂开始计时，设经时间t最后物体落至抛出点下方地面，规定初速度方向为正方向，则物体在时间t内的位移h=﹣175m，由位移公式，即
，
解得：，（不合题意舍去）
所以重物落地速度为：
，负号表示与初速度方向相反，方向竖直向下
故选：C
4．如图所示，用完全相同的轻弹簧A、B、C将两个相同的小球连接并悬挂，小球处于静止状态，弹簧A与竖直方向的夹角为30°，弹簧C水平，则弹簧A、C的伸长量之比为（ ）
A．：4 B．4： C．1：2 D．2：1
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用；胡克定律．
【分析】将两球和弹簧B看成一个整体，分析受力情况，根据平衡条件求出弹簧A、C拉力之比，即可由胡克定律得到伸长量之比．
【解答】解：将两球和弹簧B看成一个整体，整体受到总重力G、弹簧A和C的拉力，如图，设弹簧A、C的拉力分别为F1和F2．由平衡条件得知，F2和G的合力与F1大小相等、方向相反
则得：F2=F1sin30°=0.5F1．
根据胡克定律得：F=kx，k相同，则 弹簧A、C的伸长量之比等于两弹簧拉力之比，即有xA：xC=F1：F2=2：1
故选：D．
5．如图所示，两竖直木桩ab、cd固定，一不可伸长的轻绳两端固定在a、c端，绳长L，一质量为m的物体A通过轻质光滑挂钩挂在轻绳中间，静止时轻绳两端夹角为120°．若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，物体A悬挂后仍处于静止状态，橡皮筋处于弹性限度内．若重力加速度大小为g，关于上述两种情况，下列说法正确的是（ ）
A．轻绳的弹力大小为2mg B．轻绳的弹力大小为mg
C．橡皮筋的弹力小于mg D．橡皮筋的弹力大可能为mg
【考点】共点力平衡的条件及其应用；力的合成与分解的运用．
【分析】根据几何知识求出两绳与水平方向的夹角，分析挂钩受力情况，根据平衡条件求解绳中的张力T．同理分析橡皮绳的弹力．
【解答】解：AB、设两杆间的距离为S，细绳的总长度为L，静止时轻绳两端夹角为120°，由于重物对结点的拉力方向竖直向下，所以结点所受的三个力之间的夹角都是120°．根据矢量的合成可知，三个力的大小是相等的．故轻绳的弹力大小为mg．故AB错误；
CD、若把轻绳换成自然长度为L的橡皮筋，橡皮筋受到拉力后长度增大，杆之间的距离不变，所以重物静止后两根绳子之间的夹角一定小于120°，两个分力之间的夹角减小，而合力不变，所以两个分力减小，即橡皮筋的拉力小于mg．故C正确，D错误．
故选：C
6．有一个质量为2kg的质点在x﹣y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象分别如图甲、乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．质点所受的合外力大小为6N B．质点做匀变速曲线运动
C．质点的初速度大小为7m/s D．质点2s内的位移大小为17m
【考点】运动的合成和分解．
【分析】根据速度图象判断物体在x轴方向做匀加速直线运动，y轴做匀速直线运动．根据位移图象的斜率求出y轴方向的速度，再将两个方向的合成，求出初速度．质点的合力一定，做匀变速运动．y轴的合力为零．根据斜率求出x轴方向的合力，即为质点的合力．再利用矢量的合成法则，求得合位移大小．
【解答】解：A、x轴方向的加速度a=1.5m/s2，质点的合力F合=ma=3N．故A错误．
B、质点的加速度大小恒定，方向沿x方向，加速度与速度方向不在一条直线上，所以质点做匀变速曲线运动．故B正确．
C、x轴方向初速度为vx=3m/s，y轴方向初速度vy=﹣4m/s，质点的初速度v0===5m/s．故C错误．
D、质点2s内的x轴方向位移为xx=8m，y轴方向位移xy==9m，质点的合位移x==m．故D错误．
故选：B．
7．光滑水平面上有一个质量为m=1kg的小球，小球与水平轻弹簧和轻绳如图连接，轻绳与竖直方向成θ=45°角，此时小球处于静止状态，且水平面对小球的弹力恰好为零（g=10m/s2），下列说法正确的是（ ）
A．若剪断绳子的瞬间，小球加速度的大小为10m/s2
B．若剪断绳子的瞬间，小球加速度的大小为0
C．若剪断弹簧的瞬间，小球加速度的大小为10m/s2
D．若剪断弹簧的瞬间，小球加速度的大小为0
【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．
【分析】（1）水平面对小球弹力为零，小球受重力、弹力和拉力处于平衡，根据共点力平衡求出弹簧弹力的大小．剪断轻绳的瞬间，弹力大小不变，根据牛顿第二定律求出小球的加速度大小和方向．
（2）剪断弹簧的瞬间，细绳的拉力立即变为零，结合小球的合力得出小球的加速度．
【解答】解：A、根据共点力平衡得，弹簧的弹力F=mg=10N．剪断轻绳的瞬间，弹簧弹力不变，根据牛顿第二定律得，a===10m/s2，方向向左．故AB错误；
C、剪断弹簧的瞬间，细绳的拉力立即变为零，则小球的合力为零，根据牛顿第二定律知，小球的加速度为零．故C错误，D正确．
故选：D．
8．在光滑的水平面上停放甲、乙两车质量均为M，人的质量均为m，如图所示，甲车上人用力F推车，乙车上的人用等大的力F拉绳子（绳与轮的质量和摩擦均不计），人与车始终保持相对静止．下列说法正确的是（ ）
A．甲图中车的加速度大小为
B．甲图中车的加速度大小为
C．乙图中车的加速度大小为
D．乙图中车的加速度大小为
【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．
【分析】分别对两种情况进行分析，先以整体法判断受力，再根据牛顿第二定律求加速度．
【解答】解：A、对甲：以整体为研究对象，水平方向不受力，所以甲车的加速度大小为0；故AB错误；
B、对乙：乙整体为研究对象，水平方向受向左的2F的拉力，故乙车的加速度大小为； 故C正确，D错误．
故选：C．
二、选择题（共4小题，每小题4分，满分16分）
9．如图所示，一段不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮O连接在轻质轻质硬杆的B端，杆的A端用铰链固定，滑轮在A点正上方，B端用另一段轻绳吊一重物P，现施加拉力F将B端缓慢上拉（绳均未断），在杆达到竖直位置前（ ）
A．拉力F逐渐变小 B．拉力F逐渐变大
C．杆中的弹力大小不变 D．杆中的弹力逐渐变大
【考点】共点力平衡的条件及其应用；物体的弹性和弹力．
【分析】当细绳缓慢拉动时，整个装置处于动态平衡状态，以B点为研究对象，分析受力情况，作出力图．根据平衡条件，运用三角形相似法，得出F和FN与边长AB、AO、BO及物体重力的关系，再分析F、FN的变化情况．
【解答】解：设物体的重力为G．以B点为研究对象，分析受力情况，作出力图，如图．
作出力FN与F的合力F2，根据平衡条件得知，F2=F1=G．由△F2FNB∽△ABO得
=得到 FN=G
式中，BO、AO、G不变，则FN保持不变．
同理： =
得到F=G，
式中，AO、G不变，但是AB逐渐减小，所以F逐渐减小．
故选：AC．
10．如图所示，质量为M的木楔ABC静置于粗糙水平面上，质量为n的物体从斜面顶端A点沿斜面向下由静止做匀加速直线运动，在加速运动过程中，下列有关说法中正确的是（ ）
A．地面对木楔的支持力大于（M+m）g
B．地面对木楔的支持力小于（M+m）g
C．地面对木楔没有摩擦力
D．地面对木楔有摩擦力
【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．
【分析】对M和m组成的系统研究，将m的加速度分解为水平方向和竖直方向，在水平方向和竖直方向分别运用牛顿第二定律分析判断．
【解答】解：m沿斜面向下加速运动，加速度方向沿斜面向下，可知m在竖直方向上的加速度方向竖直向下，在水平方向上的加速度方向水平向左，
对系统研究，竖直方向上有：（M+m）g﹣N=may，可知地面对木楔的支持力小于（M+m）g，故B正确，A、C错误．
水平方向上有：f=max，可知地面对木楔的摩擦力不为零，故D正确．
故选：BD
11．如图所示，质量均为m的A、B两物体叠放在竖直弹簧上并保持静止，现对B物体施加竖直向上的拉力使B物体以加速度a=做匀加速直线运动，直到B与A刚分离．下列说法中正确的是（ ）
A．刚分离时，A的加速度为
B．刚分离时，A的加速度为0
C．刚分离时，弹簧处于压缩状态
D．刚分离时，弹簧处于自然长
【考点】牛顿第二定律．
【分析】A、B发生分离时的临界状态是加速度相等，两者间的弹力为零，根据A的加速度方向得出弹簧弹力，从而判断弹簧所处的状态．
【解答】解：AB、A、B刚分离时，A、B间的弹力恰好为零，此时A、B的加速度仍然相等，即A的加速度为，方向向上．故A正确，B错误．
CD、刚分离时，A的加速度方向向上，根据牛顿第二定律得，F﹣mg=ma，可知弹簧处于压缩状态，故C正确，D错误．
故选：AC．
12．如图所示，物体从光滑曲面上的P点自由滑下，通过粗糙的静止水平传送带后落到地面上的Q点．若使传送带以某一速度匀速转动起来，再把物体放到P点自由滑下，则下列说法正确的是（ ）
A．若传送带逆时针方向转动时，物体将一定落在Q点的左边
B．若传送带逆时针方向转动时，物体将仍落在Q点
C．若传送带顺时针方向转动时，物体可能会落在Q点
D．若传送带顺时针方向转动时，物体将一定落在Q点的右边
【考点】牛顿第二定律；平抛运动．
【分析】物块从光滑曲面P点由静止开始下滑，通过粗糙的静止水平传送带时，受到水平向左的滑动摩擦力做匀减速直线运动．若传送带做逆时针转动，则物块仍然做匀减速直线运动．
若传送带顺时针转动时，结合传送带速度和物块的速度大小关系，分析物块的运动情况来选择
【解答】解：AB、物块从斜面滑下来，当传送带静止时，在水平方向受到与运动方向相反的摩擦力，物块将做匀减速运动，离开传送带时做平抛运动．当传送带逆时针转动，物块仍然做匀减速运动，离开传送带时的速度与传送带静止时相同，则物块仍然落在Q点．故A错误，B正确．
CD、当传送带顺时针转动时，若传送带速度较小，物块滑上传送带后可能一直做匀减速运动，则物块离开传送带时速度大小可能与传送带静止时相同，物块仍然落在Q点，若传送带速度较大，物块滑上传送带可能一直做匀加速运动，离开传送带时速度大于传送带静止时的速度，落在Q点的右侧．故C正确，D错误．
故选：BC
三、解答题（共2小题，满分12分）
13．如图甲所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，图乙是弹簧弹力F与弹簧伸长量x的F﹣x图线，其中弹簧的伸长量x=（悬挂钩码后弹簧的长度L）﹣（弹簧平放在桌面上时的自然长度L0）：
（1）为完成实验，除图甲所示器材外，还需要的主要器材有： 刻度尺 ．
（2）能否由图乙F﹣x图线求弹簧的劲度系数？ 能 （填写“能”或“不能”）；若能求，则弹簧的劲度系数为 200 N/m；
（3）图线与横轴交点的物理意义： 弹簧的自重产生的伸长量 ．
【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系．
【分析】本实验的目的探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长量的关系，得到的F﹣t图象，可由图象得出弹簧的劲度系数．
【解答】解：（1）需要测弹簧的长度、形变量，故还需要的实验器材有：刻度尺
（2）有图象可知，斜率表示弹簧的劲度系数，k=N/m；
（3）由于题目中弹簧的伸长量x=（悬挂钩码后弹簧的长度L）﹣（弹簧平放在桌面上时的自然长度L0），而图乙中的图线不过原点，说明在弹簧悬挂后没有加钩码前弹簧有一个自然的伸长量，即存在弹簧的自重产生的伸长量．所以可知图线与横轴交点的物理意义是弹簧的自重产生的伸长量．
故答案为：（1）刻度尺；（2）能，200；（3）弹簧的自重产生的伸长量
|
14．为了探究加速度与力的关系，某同学设计了如图1所示的实验装置，一端带有定滑轮的长木板水平放置，长木板上安装两个相距为d的光电门；放在长木板上的滑块通过绕过定滑轮的细线与力传感器相连，力传感器下挂一重物．拉滑块的细线拉力的大小F等于力传感器的示数．让滑块从光电门l处由静止释放，运动一段时间t后，经过光电门2．改变重物质量，重复以上操作，得到下表中5组数据． 次数 |
a/（m·s﹣2） |
F/N |
|
1 |
1.0 |
0.76 |
|
2 |
2.0 |
0.99 |
|
3 |
3.0 |
1.23 |
|
4 |
4.0 |
1.50 |
|
5 |
5.0 |
1.76 |
（1）依据表中数据在图2中画出a﹣F图象；
（2）根据图象可得滑块质量M= 0.25 kg，滑块和长木板间的动摩擦因数μ= 0.2 （取g=10m/s2）．
【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系．
【分析】（1）依据表中数据运用描点法作出图象；
（2）知道滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于滑块质量的倒数．对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解．
【解答】解：（1）根据表中实验数据在坐标系内描出对应点，然后根据坐标系内描出的点作出图象如图所示：
（3）由牛顿第二定律得：F﹣μMg=Ma，解得：a=F﹣μg，
a﹣F图象的斜率：k===4，解得：M=0.25kg，
由图象可知：a=0时，F=f=μMg=0.5，解得：μ=0.2；
故答案为：（1）图象如图所示；（2）0.25；0.2．
四、解答题（共4小题，满分40分）
15．如图所示，公路上有一辆公共汽车以10m/s的速度匀速行驶，为了平稳停靠在站台，在距离站台P左侧位置50m处开始刹车做匀减速直线运动．同时一个人为了搭车，从距站台P右侧位置30m处从静止正对着站台跑去，假设人先做匀加速直线运动，速度达到4m/s后匀速运动一段时间，接着做匀减速直线运动，最终人和车到达P位置同时停下，人加速和减速时的加速度大小相等．求：
（1）汽车刹车的时间；
（2）人的加速度的大小．
【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系．
【分析】（1）汽车从左侧到P的时间与人运动到P的时间相等，设汽车经过t1后刹车，根据匀变速直线运动的平均速度公式列出匀变速直线运动的位移表达式，抓住总位移等于50m，求出时间t．
（2）从而得出人运动的总时间，然后根据人先加速再匀速后减速总位移为30m，根据位移时间关系列式及加速度的定义求解人的加速度．
【解答】解：（1）对汽车，在匀减速的过程中，有：
即：50=
解得：t=10s
（2）设人加速运动的时间为t1，由匀变速运动规律可知：
代入数据解得：t1=2.5s
所以人的加速度大小：
答：（1）汽车刹车的时间10s；
（2）人的加速度的大小为1.6m/s2．
16．楼梯口一倾斜的天花板与水平 面成θ=37°，一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板，工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上，大小为F=10N，刷子的质量为 m=0.5kg，刷子可视为质点．刷子与板问的动摩擦因数为0.5，扳长为L=4m，取sin37°=0.6，试求：
（1）刷子沿天花板向上运动的加速度：
（2）工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间．
【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．
【分析】（1）以刷子为研究对象，分析受力情况：重力mg、推力F、天花板的弹力和摩擦力．根据牛顿第二定律，采用正交分解求解加速度；
（2）刷子做初速度为零的匀加速运动，由位移公式可以求出所需时间大小．
【解答】解：（1）以刷子为研究对象，分析受力情况，如图所示：
根据牛顿第二定律得：
（F﹣mg）sinθ﹣f=ma…①
（F﹣mg）cosθ﹣FN=0…②
又 f=μFN…③
联立①②③解得：a=2m/s2．
（2）刷子做匀加速运动，初速度为零，位移为L=4m，则由运动学公式得：
解得：
答：（1）刷子沿天花板向上运动的加速度为a=2m/s2；
（2）工人把刷子从天花板底端推到顶端所用的时间为2s．
17．质量为M=30kg的框架ABCD置于水平路面上，其与水平路面间的动摩擦因数μ=0.8，斜面AC的倾角为θ=37°，里面放置一表面光滑，质量为m=20kg的球体，框架静止时，球体与顶部AB有一很小的间隙（间隙远小于球体的半径可忽略不计）．整个框架在水平向左的拉力作用下向左以a=2m/s2的加速度做匀加速直线运动（g取10m/s2），求：
（1）水平向左的拉力F；
（2）水平拉力持续作用时间t=4s后撤除，求撤去拉力后框架滑行的最大距离；
（3）撤去拉力后，在框架停止运动之前，框架AB面是否对球体有作用力？若有，试求其大小．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
【考点】力的合成与分解的运用；牛顿运动定律的综合应用．
【分析】（1）对整体受力分析，根据牛顿第二定律求出水平力F．
（2）撤去外力后，先根据速度时间关系式求出撤去F时的速度，结合牛顿第二定律求出整体的加速度，根据速度位移公式求出滑行的距离．
（3）根据小球所受的合力，得出x方向的合力，确定出y方向的最小分力，通过和重力比较判断AB面是否有弹力，再抓住竖直方向上平衡求出弹力的大小．
【解答】解：（1）对整体，根据牛顿第二定律，有：
F﹣μ（M+m）g=（M+m）a
代入数据为：F﹣0.8×（30+20）×10=（30+20）×2
解得：F=500N
（2）刚撤去F时速度为：v=at=2×4=8m/s
由题意框架受摩擦力为：Ff=μ（M+m）g=0.8×（30+20）×10=4000N
撤去外力后，框架做匀减速运动，加速度为：a=
由v2=2ax，
代入数据解得：x=4m．
（3）由题意，减速运动时，球水平方向合外力为：F合=ma=20×8=160（N），
FN沿水平方向分力Fx最小为：F合=160（N），
则Fy最小，有： =＞mg=200（N）
所以AB框对球体有作用力．
设AB框对球体的作用力为FN1，受力分析如图
由竖直方向平衡，得：mg+FN1=Fy，
．
代入数据，得：FN1=N．
答：（1）水平向左的拉力F为500N；
（2）水平拉力持续作用时间t=4s后撤除，撤去拉力后框架滑行的最大距离4m；
（3）撤去拉力后，在框架停止运动之前，框架AB面对球体有作用力，大小为
18．如图所示，在光滑的水平面上停放着小车B，车上左端有一小物体A，A和B之间的接触面前一段光滑，光滑部分的长度为L1=1.5m；后一段粗糙，粗糙部分的长度为L2=4.25m且后一段物体与小车间的动摩擦因数μ=0.4；A的质量m=1kg，B的质量M=4kg，先用水平向左的力F1=12N拉动小车，当两者速度相等时水平向左的力突变为F2=24N，求：（g取10m/s2）
（1）A刚进入粗糙部分时，小车B的速度；
（2）从车开始运动直到小车与物体刚分离，求此过程经历的时间．
【考点】牛顿第二定律；力的合成与分解的运用．
【分析】（1）根据牛顿第二定律得出A未进入粗糙部分时B的加速度，结合速度位移公式求出A刚进入粗糙部分时，小车B的速度．
（2）根据速度时间公式求出A进入粗糙部分的时间，A进入粗糙部分后，做匀加速直线运动，B也做匀加速直线运动，拉力改变后，A的加速度不变，B做加速度更大的匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和运动学公式分别求出速度相等前的时间和速度相等后相对滑动所需的时间，从而得出整个过程的时间．
【解答】解：（1）根据牛顿第二定律得，A未进入粗糙部分时，B的加速度，
B做匀加速直线运动时，A处于静止，则A刚进入粗糙部分时，小车B的速度=m/s=3m/s．
（2）A进入粗糙部分后，做匀加速直线运动，A的加速度，
B的加速度=2m/s2，
设经过t2时间，两车速度相等，则有：v1+a3t2=a2t2，
代入数据解得t2=1.5s，
此过程中，A的位移m=4.5m，B的位移=m=6.75m．
发生的相对位移△x1=x2﹣x1=6.75﹣4.5m=2.25m，
此时A、B的速度v2=a2t2=4×1.5m/s=6m/s
当两者速度相等时水平向左的力突变为F2=24N，此时B的加速度=5m/s2，
根据位移关系有：△x2==L2﹣△x1，
代入数据解得t3=2s．
开始车匀加速直线运动的时间t1=，
则此过程经历的时间t=t1+t2+t3=1+1.5+2s=4.5s．
答：（1）A刚进入粗糙部分时，小车B的速度为3m/s．
（2）此过程经历的时间为4.5s．
2016年12月17日
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