2021届天津市南开中学高三上学期第二次月考物理试题(解析版)

高中物理月考(段考)试题

1 天津市南开中学2021届高三上学期

第二次月考试题

第Ⅰ卷

一、单项选择题（每小题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）

1.如图所示，一重为10N的球固定在支杆AB的上端，今用一段绳子水平拉球，使杆发生弯曲，已知绳的拉力为7.5N，则AB杆对球的作用力

A．大小为7.5N，方向水平向左

B．大小为10N，方向竖直向上

C．大小为12.5N，方向与水平方向成53°角斜向右下方

D．大小为12.5N，方向与水平方向成53°角斜向左上方

2.一铁球悬挂在OB绳的下端，轻绳OA、OB、OC的结点为O，轻绳OA悬挂在天花板上的A点，轻绳OC拴接在轻质弹簧秤上。第一次，保持结点O位置不变，某人拉着轻质弹簧测力计从竖直位置缓慢转动到水平位置，如图甲所示，弹簧测力计的示数记为F1。第二次，保持轻绳OC垂直于OA，缓慢释放轻绳，使轻绳OA转动到竖直位置，如图乙所示，弹簧测力计的示数记为F2。则

A．F1恒定不变，F2逐渐增大

B．F1、F2均逐渐增大

C．F1先减小后增大，F2逐渐减小

D．F1逐渐增大，F2先减小后增大

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2 3.中欧班列在欧亚大陆开辟了“生命之路”，为国际抗疫贡献了中国力量。某运送防疫物资的班列由40节质量相等的车厢组成，在车头牵引下，列车沿平直轨道匀加速行驶时，第2节对第3节车厢的牵引力为F．若每节车厢所受摩擦力、空气阻力均相等，则倒数第3节对倒数第2节车厢的牵引力为

A．F B．1920F

C．119F D．120F

4.用国际单位制的基本单位表示电场强度的单位，下列正确的是

A．N/C B．V/m C．kg·m/（C·s2） D．kg·m/（A·s3）

5.如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径RA=2RB。当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为

A．4BR B．3BR C．2BR D．RB

二、不定项选择题（每小题5分，共15分。每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的。全部选对得5分，选对但不全的得3分，选错或者不答的得0分。）

6.如图所示，某台计算机的硬盘约有上万个磁道（磁道为不同半径的同心圆），每个磁道分为m个扇区（每扇区为1m圆周）。电动机使磁盘以转速n（转/秒）匀速转动。磁头在读、写数据时是不动的，磁盘每转一周，磁头沿半径方向跳动一个磁道，若不计磁头大小及磁头转移磁道所需的时间，则磁盘转动时

A．A点的线速度大于B点的线速度

B．A点的向心加速度小于B点的向心加速度

C．硬盘转动一圈的时间为2πn

D．一个扇区通过磁头所用的时间为1mn 高中物理月考(段考)试题

3 7.如图所示，两个圆锥内壁光滑，竖直放置在在同一水平面上，圆锥母线与竖直方向夹角分别为30°和60°，有A、B两个质量相同的小球在两圆锥内壁等高处做匀速圆周运动，下列说法正确的是

A．A、B球受到的支持力之比为3:3

B．A、B球的向心力之比为3:1

C．A、B球运动的角速度之比为3：1

D．A、B球运动的线速度之比为1：1

8.如图所示，固定斜面PO、QO与水平面MN的夹角均为45°，现由A点分别以v1、v2先后沿水平方向抛出两个小球（可视为质点），不计空气阻力，其中以v1抛出的小球恰能垂直于QO落于C点，飞行时间为t，以v2抛出的小球落在PO斜面上的B点，且B、C在同一水平面上，则

A．落于B点的小球飞行时间为t

B．v2=gt

C．落于C点的小球的水平位移为gt2

D．A点距水平面MN的高度为234gt

第Ⅱ卷

9.（20分）

（1）某同学探究弹力与弹簧伸长量的关系。 高中物理月考(段考)试题

4

①将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧，弹簧轴线和刻度尺都应在 方向（填“水平”或“竖直”）

②弹簧自然悬挂，待弹簧稳定时，长度记为L0；然后在弹簧下端挂上钩码，每次增加一个钩码，弹簧长度依次记为L1至L6。

③如图是该同学根据表中数据作的图，纵轴是砝码的质量，横轴是弹簧长度与L0的差值。

④由图可知弹簧的劲度系数为

N/m；如果该同学忘记了记录L0，如果不再进行测量，他能否根据现有数据得到该弹簧的劲度系数， 。

（2）某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力及质量的关系”的实验。如图所示为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板。

①实验所用打点计时器应该用 电源。

②实验前该同学将长木板右端适当垫高，其目的是 。在做该项操作时，细绳和小桶

（填“必须”、“可以”或“不能”）挂在小车上。如果长木板的右端垫得不够高，木板倾角过小，用a表示小车的加速度，F表示细线作用于小车的拉力，他绘出的a-F关系图象可能是 。

③该同学在探究加速度与质量关系后得到如图所示的图像，根据该同学的结果，小车的加速高中物理月考(段考)试题

5 度与钩码的质量成

（填“线性”或“非线性”）关系，所以，为了能更好的探究加速度与质量的关系，你给他的建议是 。

④关于该实验的其他操作，以下做法正确的是

A．实验时细线可以不与木板平行

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，后接通电源

D．在探究加速度与力的关系时需要满足“砝码和小桶的质量远小于小车的质量”这一条件，在探究加速度与质量关系时可以不满足这个条件

10.（12分）如图甲所示，水平面上有一倾角为θ的光滑斜面，斜面上用一平行于斜面的轻质细绳系一质量为m的小球，斜面以加速度a水平向右做匀加速直线运动，当系统稳定时，细绳对小球的拉力和斜面对小球的支持力分别为T和FN，若T-a图象如图乙所示，AB是直线，BC为曲线，重力加速度为g=10m/s2，求：

（1）斜面倾角θ；

（2）小球的质量m；

（3）斜面对小球的支持力FN与加速度的关系式。

11.（14分）某工厂用倾角为37°的传送带把货物由低处运送到高处，已知传送带总长为L=50m，正常运转的速度为v=4m/s。货物与传送带之间的动摩擦因数均为μ=0.8。一次工人高中物理月考(段考)试题

6 刚把M=15kg的货物放到传送带上的A处时停电了，传送带无法转动，为了不影响工作的进度，工人决定用绳子沿传送带将货物拉上来，若工人用F=189N的恒定拉力把货物拉到5L处时来电了，工人随即撤去拉力。（重力加速度g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求

（1）此时货物的速度大小；

（2）来电后，还需要多长时间货物能到达B处。（设来电后传送带立即达到正常运转的速度，不计传送带的加速时间）

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7 12.（14分）如图所示，长L=2m，质量M=1kg的木板B静止在水平地面上，其正中央放置一质量m=2kg的小滑块A，现对B施加一水平向右的恒力F。已知A与B、B与地面间的动摩擦因数分别为μ1=0.2，μ2=0.4，重力加速度g=10m/s2，试求：

（1）若要使A、B间产生相对滑动，F的最小值；

（2）当F=20N时，若F的作用时间为2s，此时B的速度大小；

（3）当F=16N时，若使A从B上滑下，F的最短作用时间。

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8 ——★ 参*考*答*案 ★——

1．解析 对小球进行受力分析可得，AB杆对球的作用力F和绳的拉力的合力与小球的重力等大反向，可得F方向斜向左上方，其大小F＝102＋7.52 N＝12.5 N；令AB杆对小球的作用力与水平方向夹角为α，可得tan α＝GF拉＝43，α＝53°，故选项D正确．

答案 D

2．解析 题图甲中，

OA与OC的合力与重力等大反向，且保持不变，OA的方向不变，通过画平行四边形可知，当OC顺时针转动到水平位置时，F1先减小后增大，如图所示．

题图乙中，设OA绳与竖直方向的夹角为θ，因为OA与OC垂直，且合力与重力等大反向，故F2＝mgsin θ，根据题意，随着θ的减小，F2逐渐减小，故选项C正确．

答案 C

3．解析 根据题意可知第2节车厢对第3节车厢的牵引力为F，因为每节车厢质量相等，阻力相同，故第2节对第3节车厢根据牛顿第二定律有F－38f＝38ma；设倒数第3节车厢对倒数第2节车厢的牵引力为F1，则根据牛顿第二定律有F1－2f＝2ma，联立解得F1＝119F。故选C。

答案 C

4．解析 根据公式E＝Fq，F＝ma，q＝It可知，电场强度的单位是N/C＝kg·m/(s2·A·s)＝kg·m/(A·s3)．也可用排除法，因为国际单位制中的基本单位不包括N、V、C，故A、B、C错误，D正确．

答案 D

5．解析 由题图可知，当主动轮A匀速转动时，A、B两轮边缘上的线速度大小相同，由ω＝vR，得ωAωB＝RBRA＝12．由于小木块恰能在A轮边缘静止，则由静摩擦力提供的向心力达最大值μmg，故μmg＝mω2ARA ①，设放在B轮上能使小木块相对静止的距B轮转动轴的最大距离为r，则向心力由最大静摩擦力提供，故μmg＝mω2Br ②，因A、B材料相同，故小木块与A、B间的动摩擦因数相同，①、②式左边相等，故mω2ARA＝mω2Br，得r＝ωAωB2RA＝122RA＝RA4＝RB2，选项C正确．

答案 C 高中物理月考(段考)试题

9 6．解析 A、B两点是同轴转动，角速度相同，根据v＝ωr可知半径越大，线速度越大，故A点的线速度大于B点的线速度，根据公式a＝ω2r可知半径越大，加速度越大，A点的向心加速度大于B点的向心加速度，故选项A正确，B错误；因为转速的单位为(转每秒)，即转一圈的时间为1n，故选项C错误；因为每扇区为1m圆周，且ω＝2πn，所以t＝1mT＝2πmω＝1mn，故选项D正确．

答案 AD

7．解析 设小球受到的支持力为FN，向心力为F，则有FNsin θ＝mg，FNA∶FNB＝3∶1，选项A错误；F＝mgtan θ，FA∶FB＝3∶1，选项B错误；小球运动轨道高度相同，则半径R＝htan θ，RA∶RB＝1∶3，由F＝mω2R得ωA∶ωB＝3∶1，选项C正确；由v＝ωR得vA∶vB＝1∶1，选项D正确．

答案 CD

8．解析 落于C点的小球速度方向垂直QO，则分解速度，如图所示，

则v1＝gt，水平位移x＝v1t＝gt2，故选项C正确；落于B点的小球，分解位移，如图所示，其中，BC在同一平面，故飞行时间也为t，有tan 45°＝12gt2v2t＝gt2v2，所以v2＝gt2，故选项A正确，B错误；设C点距地面的高度为h，由几何关系知x＝2h＋v2t，所以h＝14gt2，故A点距水平面的高度为H＝h＋12gt2＝34gt2，故选项D正确．

答案 ACD

9． 答案 (1) ①竖直 ④4.9 能

(2) ①220 V的交流 ②平衡摩擦力 不能 B

③非线性 求出小车质量的倒数，作出a－1m图线 ④B