【精准解析】天津市和平区耀华中学2021届高三上学期第一次月考物理试题

天津市耀华中学2021届高三年级第一次月考物理学科试卷

本试卷考试时间60分钟，总分100分。

第Ⅰ卷（选择题）

一、单项选择题（本题共8小题，每小题4分，共32分。每小题给出的四个选项中，只有一个最符合题意，选对的得4分，选错或不选得0分，请将答案填涂在答题卡的相应位置）

1. 一杂技演员，用一只手抛球，他每隔0.40s抛出一球，接到球便立即把球抛出，已知除抛、接球的时刻外，空中总有四个球，将球的运动看作是竖直方向的运动，球到达的最大高度是（高度从抛球点算起，取g＝10m/s2）（ ） A. 16m 【答案】C 【解析】

【详解】根据竖直上抛的对称性可知，空中的四个球，有两个在上升，两个下降，由于每隔0.4s抛一个，因此从抛出到最高点时间为t=0.8s，所以上升最大高度：

h＝

故ABD错误，C正确．

2. 图中ae为珠港澳大桥上四段l10m的等跨钢箱连续梁桥，若汽车从a点由静止开始做匀加速直线运动，通过ab段的时间为t，则通过ce段的时间为

B. 2.4m

C. 3.2m

D. 4.0m

121gt＝×10×0.82 m＝3.2m， 22

A. t 【答案】C 【解析】

B. 2t C. (2－2)t D. (2+2) t

【详解】设汽车的加速度为a，经历bc段、ce段的时间分别为t1、t2，根据匀变速直线运动的位移时间公式有：xab1211at， xaca(tt1)2，xaea(tt1t2)2，解得：222t2(22)t，故C正确，A、B、D错误；

- 1 -

故选C．

3. 小明想推动家里的衣橱，但使出了很大的力气也推不动，他便想了个妙招。如图所示，用A、B两块木板，搭成一个底角较小的人字形架，然后往中央一站，衣橱居然被推动了！下列说法中正确的是（ ）

A. 这有可能，A板对衣橱的推力有可能大于小明的重力 B. 这是不可能的，因为无论如何小明的力气也没那么大 C. 这是不可能的，因为小明根本没有用力去推衣橱 D. 这有可能，但A板对衣橱的推力不可能大于小明的重力 【答案】A 【解析】

【详解】开始小明是推不动衣橱

，说明小明的推力小于最大静摩擦力，站在人字形架时，

重力产生两个效果，分别向左右两侧推墙壁和衣橱，如图

小明的重力可以分解成沿A，B俩个方向的力，由于底角较小，所以A，B方向的力会很大，A对衣橱的力可以分解成水平方向和竖直方向的力，而水平方向的力会远大于小明的重力，可能大于最大静摩擦力 故选A。

4. 如图所示，物体甲放置在水平地面上，通过跨过定滑轮的轻绳与小球乙相连，整个系统处于静止状态．现对小球乙施加一个水平力F，使小球乙缓慢上升一小段距离，整个过程中物体甲保持静止，甲受到地面的摩擦力为f，则该过程中

的

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A. f变小，F变大 C f变大，F变小 【答案】D 【解析】

B. f变小，F变小 D. f变大，F变大

【详解】以小球乙为研究对象受力分析，设绳与竖直方向的夹角为，根据平衡条件可得，水平拉力为Fmgtan，可见水平拉力F逐渐增大，绳子的拉力为Tmg，故绳子的拉cosmgcoscos力也是逐渐增加；以物体甲为研究对象受力分析，根据平衡条件可得，物体甲受地面的摩擦力与绳子的拉力的水平方向的分力TxTcos等大反向，故摩擦力方向向左，f是逐渐增大；故D正确，A、B、C错误； 故选D．

5. a、b两个质量相同的球用细线连接，a球用细线挂在天花板上，b球放在光滑斜面上，系统保持静止，下列图示正确的是（）

A. B.

C. D.

【答案】B 【解析】

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【详解】对b球受力分析，受重力、斜面对其垂直向上的支持力和细线的拉力，由于三力平衡A图错误；时三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故细线拉力向右上方，再对ab两个球整体受力分析，受总重力、斜面垂直向上的支持力和上面细线的拉力，根据共点力平衡条件判断上面的细线的拉力方向斜向右上方，故CD错误，B正确．

6. 如图所示为甲、乙两物体在同一条直线上做匀变速运动的位移—时间图象，两图线相切于点A（2.0 s，4.0 m）。已知甲物体的初速度为0，乙物体的加速度大小为1 m/s2，下列说法正确的是（ ）

A. 甲物体的加速度大小为4 m/s2 B. 甲、乙两物体的加速度方向相同 C. 乙物体的初速度大小为4 m/s D. t=0时刻，甲、乙两物体相距6 m 【答案】D 【解析】

【详解】A．已知甲物体的初速度为0，设甲物体的位移表达式为

1x甲=a甲t2

2将A点的坐标（2.0 s，4.0 m）代入可得a甲=2 m/s2，故A错误；

B．根据位移—时间图线的斜率表示速度可知，甲物体做匀加速直线运动，乙物体做匀减速直线运动，两物体的加速度方向相反，故B错误； C．设乙物体的初速度为v0，根据两图线在A点相切可知

a甲2.0sv0a乙2.0s

可得v0=6 m/s，故C错误；

D．设乙物体的初位置为x0，t时刻的位置

- 4 -

1x乙=x0v0ta乙t2

2将A点的坐标代入可得x0=－6 m，即t=0时刻，甲、乙两物体相距6 m，故D正确。 故选D。

7. 如图所示，一水平的浅色长传送带上放置一质量为m的煤块(可视为质点)，煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ.初始时，传送带与煤块都是静止的．现让传送带以恒定的加速度a开始运动，当其速度达到v后，便以此速度做匀速运动．经过一段时间，煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后，煤块相对于传送带不再滑动，关于上述过程，以下判断正确的是(重力加速度为g)( )

A. μ与a之间一定满足关系

a

g

v2B. 煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的位移为

gvC. 煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为

gagv2D. 黑色痕迹的长度为

2a2【答案】C 【解析】

【详解】A.要发生相对滑动，传送带的加速度需大于煤块的加速度，即ag，则有：



故选项A不符合题意；

BC.当煤块的速度达到v时，经历的时间：

a

g

t经过的位移：

v gv2x1

2g故选项B不符合题意，C符合题意；

- 5 -

D.此时传送带的位移：

v2vvv2v2x2v()

2agag2a则黑色痕迹的长度：

v2v2Lx2x1

2g2a故选项D不符合题意．

8. 摩天轮“天津之眼”，其轮箱沿如图所示的逆时针方向在竖直平面内做匀速圆周运动，圆半径为R，速率v箱静止，则（ ）

Rg，AC为水平直径，BD为竖直直径。放入轮箱中的物块相对于轮

A. 物块始终受两个力作用

B. 只有在A、B、C、D四点，物块受到的合外力才指向圆心 C. 从B运动到A，物块处于超重状态 D. 从A运动到D，物块处于超重状态 【答案】D 【解析】

【详解】AB．物块做匀速圆周运动，受到的合力始终指向圆心，又因为速率vRg，因此只有在B、D两点，物块受两个力作用，其它位置物块还会受到摩擦力作用，故AB错误； CD．从B运动到A，物块的向心加速度有向下的分加速度，故物块处于失重状态，从A运动到D，向心加速度有向上的分加速度，故物块处于超重状态，故C错误D正确。 故选D。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题给出的四个选项中，至少有两个选项正确，选对的得4分，对而不全得2分，选错或不选得0分，请将答案填涂在答题卡的相应位置）

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9. 如图所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”。此过程中（ ）

A. 地球对人的吸引力和人对地球的吸引力大小相等 B. 人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力 C. 人受到重力大小等于气流对人的作用力大小 D. 人被向上“托起”时处于超重状态 【答案】AD 【解析】

【详解】A．地球对人的吸引力和人对地球的吸引力是一对相互作用力，等大反向，A正确； B．相互作用力是两个物体间的相互作用，而人受到的重力和人受到气流的力涉及人、地球、气流三个物体，不是一对相互作用力，B错误；

C．由于风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，在竖直方向上合力不为零，所以人受到的重力大小不等于气流对人的作用力大小，C错误；

D．人被向上“托起”时加速度向上，处于超重状态，D正确。 故选AD。

10. 如图所示，两轻质弹簧a、b悬挂一质量为m的小球，整体处于平衡状态。弹簧a与竖直方向成30，弹簧b与竖直方向成60，弹簧a、b的形变量相等，重力加速度为g，则（ ）

的

A. 弹簧a、b的劲度系数之比为3:2 B. 弹簧a、b的劲度系数之比为3:1

C. 若弹簧a下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为3g D. 若弹簧b下端松脱，则松脱瞬间小球的加速度大小为

g 2- 7 -

【答案】BD 【解析】

【详解】由题可知，两个弹簧之间相互垂直，画出受力图如图，设弹簧的伸长量都是x A．由受力图知

弹簧a中弹力

Famgcos30据胡克定律a弹簧的劲度系数为

3mg 2k1弹簧b中弹力

Fa3mg x2x1Fbmgcos60mg

2据胡克定律b弹簧的劲度系数为

k2Fbmg x2x所以弹簧a、b劲度系数之比为3:1，故A错误，B正确； C．弹簧a中弹力为3mg，若弹簧a的左端松脱，则松脱瞬间b弹簧的弹力不变，故小球所2受重力和b弹簧弹力的合力与Fa大小相等方向相反，故小球的加速度

aa故C错误； D．弹簧b中弹力为

Fa3g m21mg，若弹簧b的左端松脱，则松脱瞬间a弹簧的弹力不变，故小球所2受重力和a弹簧弹力的合力与Fb大小相等方向相反，故小球的加速度

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ab故D正确。 故选BD

Fb1g m2.11. 饲养员在池塘边堤坝边缘A处以水平速度v0往鱼池中抛掷鱼饵颗粒．堤坝截面倾角为53°坝顶离水面的高度为5 m，g取10 m/s2，不计空气阻力(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)，下列说法正确的是 ( )

A. 若平抛初速度v0＝5 m/s，则鱼饵颗粒不会落在斜面上

B. 若鱼饵颗粒能落入水中，平抛初速度v0越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小 C. 若鱼饵颗粒能落入水中，平抛初速度v0越大，从抛出到落水所用的时间越长

D. 若鱼饵颗粒不能落入水中，平抛初速度v0越大，落到斜面上时速度方向与斜面的夹角越小 【答案】AB 【解析】

【详解】A．鱼饵颗粒落地时间

t＝刚好落到水面时的水平速度为

v＝s2h25 s＝1 s， ＝g105134 m/s＝3.75 m/s＜5 m/s，

t当平抛初速度v0＝5 m/s时，鱼饵颗粒不会落在斜面上，A正确； B．由于落到水面的竖直速度

vy＝gt＝10 m/s，

平抛初速度越大，落水时速度方向与水平面的夹角越小，B正确；

C．鱼饵颗粒抛出时的高度一定，落水时间一定，与初速度v0无关，C错误； D．设颗粒落到斜面上时位移方向与水平方向夹角为α，则α＝53°，

1vtvytan α＝y2yxv0tv0

，

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即

vyv0＝2tan 53°，

可见，落到斜面上的颗粒速度与水平面夹角是常数，即与斜面夹角也为常数，D错误． 12. 如图所示，一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ．现给环一个水平向右的恒力F，使圆环由静止开始运动，同时对环施加一个竖直向上、大小随速度变化的作用力F1＝kv，其中k为常数，则圆环运动过程中( )

A. 最大加速度为

F mB. 最大加速度为

Fmg mC. 最大速度为【答案】AD 【解析】 【分析】

mg kD. 最大速度为

Fmg k根据力F1与重力mg的关系分析圆环的运动性质与运动过程，根据平衡条件与牛顿第二定律即可解题．

【详解】当F1=mg，即：kv=mg，解得：v速度最大为amg时，圆环水平方向不受摩擦力，则圆环的加kF，故A正确，B错误；当滑动摩擦力f=μ（kv-mg）=F时，加速度为零，对mFmg，故D正确，C错误．所以AD正确，BC错误． k应的速度最大v【点睛】本题考查了求最大加速度、最大速度问题，对圆环正确受力分析、分析清楚圆环运动过程是正确解题的前提与关键．

第Ⅱ卷（非选择题）

三、实验题（本题共2小题，每空2分，共18分，请将答案填涂在答题卡的相应位置。）

13. 某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中，测得图中弹簧OC的劲度系数为500 N/m.如图1所示，用弹簧OC和弹簧秤a、b做“探究求合力的方法”实验．在保持弹簧伸长1.00 cm

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不变的条件下：

(1)若弹簧秤a、b间夹角为90°，弹簧秤a的读数是________N(图2中所示)，则弹簧秤b的读数可能为________N.

(2)若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角，则弹簧秤a的读数________、弹簧秤b的读数________(填“变大”“变小”或“不变”)． 【答案】 (1). 3.00； (2). 4.00； (3). 变大； (4). 变大 【解析】

试题分析：（1）根据胡克定律可知，Fkx5000.015N；

根据弹簧秤的读数方法可知，a的读数为3．00N；两弹簧秤夹角为90°，则可知，b的读数为：

F52324.00N；

（2）若弹簧秤a、b间夹角大于90°，保持弹簧秤a与弹簧OC的夹角不变，减小弹簧秤b与弹簧OC的夹角；如图所示；则可知两弹簧秤的示数均变大；

考点：考查验证平行四边形定则的实验

【名师点睛】由胡克定律可求得拉力大小；再根据弹簧秤的读数方法可明确对应的读数；根据几何关系即可求得b的读数；根据题意作出对应的图象，根据图象即可明确随夹角的变化两弹簧秤拉力的变化情况

14. 某同学用图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律：

(1)通过实验得到如图乙所示的aF图象，造成这一结果的原因是：在平衡摩擦力时木板与

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水平桌面的夹角___________（选填“偏大”或“偏小”）。

(2)该同学在正确平衡摩擦力后重新进行实验，实际小车在运动过程中所受的拉力将

__________砝码和盘的总重力（填“大于”、“小于”或“等于”），为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足___________的条件。

(3)该同学得到如图丙所示的纸带已知打点计时器电源频率为50Hz。A、B、C、D、E、

F、G是纸带上7连续打出的7个点。考虑xxDCxAD__________cm，由此可算出小

车的加速度a_________m/s2（加速度a结果保留两位有效数字）。

(1). 偏大 (2). 小于 (3). 小车质量M与砝码和盘的总质量m满足M【答案】

的条件 (4). 1.80 (5). 5.0 【解析】

m【详解】(1)[1]当拉力F等于0时，小车已经产生力加速度，故原因是平衡摩擦力时平衡摩擦力过大，在平衡摩擦力时木板与水平桌面间倾角偏大。

(2)[2]小车运动过程中，砝码和盘向下做加速运动处于失重状态，砝码和盘对细线的拉力小于其重力，小车在运动过程中受到的拉力小于砝码和盘的总重力。 [3]对整体分析，根据牛顿第二定律得

mgMma

解得

a则绳子的拉力

mg

MmFMaMmgmgMm1m

M当Mm，即砝码和盘的总质量远小于小车和小车上砝码的总质量时，砝码和盘的总重力在

数值上近似等于小车运动时受到的拉力，所以为了便于探究、减小误差，应使小车质量M与砝码和盘的总质量m满足Mm的条件。

的- 12 -

(3)[4]刻度尺上读出A、D、G三点的位置，可得

s6.502.60cm2.600.50cm1.80cm

[5]计数点间的时间间隔为T，由匀变速直线运动的推论△x=aT2可知，加速度

s1.810222 a2m/s5.0m/s2T0.06四、计算题（本题共3小题，15题10分，16题12分，17题12分，共34分，要求写出必要的解题步骤，直接写出结果不得分。请将答案填涂在答题卡的相应位置。）

15. 如图所示，质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°，物体甲及人均=0. 6，cos37°=0. 8，g取10m/s2. 设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）处于静止状态。（已知sin37° （1）轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？ （2）人受到的摩擦力是多大？方向如何？

（3）若人的质量m2=60kg，人与水平面之间的动摩擦因数μ=0. 3，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量m1最大不能超过多少？

【答案】（1）1.25m1g、0.75m1g. （2）0.75m1g；方向水平向左；（3）24kg 【解析】

【详解】（1）以结点O为研究对象，如图，由平衡条件有：

水平方向：

FOB−FOAsinθ=0

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竖直方向：

FOAcosθ−m1g=0

联立得：

FOAm1g1.25m1g， cosFOBm1gtan0.75m1g；

（2）人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，受力如图所示，由平衡条件得：

f=FOB=0.75m1g，

方向水平向左；

（3）当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值：

fm=μm2g

由平衡条件得：

FOBm=fm

又

FOBm=m1mgtanθ=0.75m1mg

联立得：

m1m=24kg

即物体甲的质量m1最大不能超过24kg。

16. 小物块以一定的初速度v0沿斜面(足够长)向上运动，由实验测得物块沿斜面运动的最大位移x与斜面倾角θ的关系如图所示．取g＝10 m/s2，空气阻力不计，可能用到的函数值：

sin300.5，sin370.6，求：

(1)物块的初速度v0；

(2)物块与斜面之间的动摩擦因数；

- 14 -

(3)计算说明图线中P点对应的斜面倾角为多大？在此倾角条件下，小物块能滑回斜面底端吗？说明理由(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)． 【答案】(1)8 m/s (2)0.5 (3)37°，能滑回底端，理由见解析 【解析】

【详解】（1）当90时，物块做竖直上抛运动，末速度为零由题图得上升最大位移为

2xm3.2m

由：

v202gxm

得：

v08m/s；

（2）当0时，物块相当于在水平面上做匀减速直线运动，末速度为0 由题图得水平最大位移为：

x=6.4m

由运动学公式有：

v202ax

由牛顿第二定律得：

mgma

得：

0.5；

（3）设题图中P点对应的斜面倾角值为，物块在斜面上做匀减速运动，末速度为0 由题图得物块沿斜面运动的最大位移为：

x=3.2m

由运动学公式有：

v202ax

由牛顿第二定律有：

mgsinmgcosma

得到：

10sin5cos10

- 15 -

得到：

37

因为

mgsin6mmgcos4m，

所以能滑回斜面底端．

17. 如图甲所示，质量为M的长木板，静止放置在粗糙水平地面上，有一个质量为m、可视为质点的物块，以某一水平初速度从左端冲上木板从，物块冲上木板到物块和木板达到共同t图像分别如图乙中的折线acd和bcd所示，a、b、c、d点的速度的过程中，物块和木板的v-t图像，求： 坐标分别为a(0，10)、b(0，0)、c(4，4)、d(12，0)，根据v-

（1）物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小a1，木板开始做匀加速直线运动的加速度大小a2，达到共同速度后一起做匀减速直线运动的加速度大小a3； （2）物块质量m与长木板质量M之比； （3）物块相对长木板滑行的距离Δx． 【答案】（1）1.5m/s2，1.0m/s2，0.5m/s；（2）【解析】

【详解】（1）由v-t图象可求出物块冲上木板做匀减速直线运动的加速度大小

a1=

3；（3）20m 2v104=m/s2=1.5m/s2 t4v402

=m/s=1m/s2 t4v402=m/s=0.5m/s2 t8木板开始做匀加速直线运动的加速度大小

a2=

达到同速后一起做减速运动的加速度大小

a3=

（2）设物块与木板间的动摩擦因数为1，木板与地面间动摩擦因数为2，对m冲上木板减速阶段

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1mg=ma1

对M向前加速阶段

1mg-2（m+M）g=Ma2

物块和木板达到共同速度后向前减速阶段

2（m+M）g=（M+m）a3

以上三式联立可得，物块质量m与长木板质量M之比

m3M=2 （3）由v-t图可以看出，物块相对于长木板滑行的距离

x对应图中

abc的面积x=12104m=20m

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