2023-2024學年天津市南開中學高三年級上冊第二次考試物理試卷含詳解

南開中學2024屆高三統(tǒng)練

物理學科第2次

I卷（共90分）

本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷兩部分，共100分?？荚嚱Y束后，將答題卡、答題紙一并交回。

一、單項選擇題（每題4分）

1.如圖所示，與水平面夾角為30。的固定斜面上有一質量相=1.0kg的物體，平行斜面的細繩的一端與物體連接，細

繩的另一端繞過摩擦不計的定滑輪與固定的彈簧秤相連，物體靜止在斜面上，彈簧秤的示數(shù)為4.9N,關于物體受力

B.斜面對物體的摩擦力大小為4.9N,方向沿斜面向上

C.斜面對物體的摩擦力大小為4.9gN,方向沿斜面向上

D.斜面對物體的摩擦力大小為4.9N,方向垂直斜面向上

2.重力為G的體操運動員在進行自由體操比賽時，有如圖所示的比賽動作，當運動員豎直倒立保持靜止狀態(tài)時,

兩手臂對稱支撐，夾角為。，則（）

A.當0=60。時，運動員單手對地面的正壓力大小為￡

2

B.當6=120。時，運動員單手對地面的正壓力大小為G

C.當6不同時，運動員受到的合力不同

D.當8不同時，運動員與地面之間的相互作用力不相等

3.如圖所示，一輕質曬衣架靜置于水平地面上，水平橫桿與四根相同的斜桿垂直，兩斜桿夾角6=60°,一重為G

的物體懸掛在橫桿中點，則每根斜桿受到地面的（）

C.摩擦力為XIGD.摩擦力為趙G

48

4.如圖，一固定斜面上兩個質量相同的小物塊A和B緊挨著勻速下滑力與B的接觸面光滑.已知A與斜面之間的動

摩擦因數(shù)是B與斜面之間動摩擦因數(shù)的2倍，斜面傾角為與斜面之間的動摩擦因數(shù)是

A.一tanaB.—cotaC.tanaD.cota

33

5.如圖所示，物體A靠在豎直墻面上,在力尸作用下4、B保持靜止.物體B的受力個數(shù)為()

A.2B.3C.4D.5

6.如圖，一物塊在水平拉力F的作用下沿水平桌面做勻速直線運動.若保持F的大小不變，而方向與水平面成60。

角，物塊也恰好做勻速直線運動.物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為()

//A

廠*0。F

----?

"7777777/77777

A.2-73B.苗C.@D.巫

632

7.疊放在水平地面上的四個完全相同的排球如圖所示，質量均為如相互接觸，球與地面間的動摩擦因數(shù)均為〃,

則：

A.上方球與下方3個球間均沒有彈力

B.下方三個球與水平地面間均沒有摩擦力

C.水平地面對下方三個球的支持力均為華

D.水平地面對下方三個球的摩擦力均為里斐

8,質量為M的凹槽靜止在水平地面上，內壁為半圓柱面，截面如圖所示，A為半圓的最低點，B為半圓水平直徑

的端點。凹槽恰好與豎直墻面接觸，內有一質量為加的小滑塊。用推力產推動小滑塊由A點向B點緩慢移動，力產

的方向始終沿圓弧的切線方向，在此過程中所有摩擦均可忽略，下列說法正確的是（）

A.推力產先增大后減小

B.凹槽對滑塊的支持力先減小后增大

C.墻面對凹槽的壓力先增大后減小

D.水平地面對凹槽的支持力先減小后增大

9.我國的石橋世界聞名，如圖，某橋由六塊形狀完全相同的石塊組成，其中石塊1、6固定，2、5質量相同為〃?,

3、4質量相同為加，不計石塊間的摩擦，則加:加為（）

10.隨著工作壓力的增大以及生活水平的提高，越來越多的人選擇在假期出行旅游放松身上放置一與地板成9角的

木板，木板上靜置一木塊。某段時間內，木塊隨車廂一起斜向上做加速度為。的勻加速運動。已知纜繩與水平方向

夾角也為6。若木板與車廂底板夾角緩慢增大稍許，木塊、木板與車廂始終保持相對靜止，則關于木塊對木板的壓

力時和木塊對木板的摩擦弓,下列說法正確的是（）

A.F.減小,F/減小B.“增大，弓增大

C.品減小，F(xiàn)/增大D.%增大，弓減小

11.圖甲為起重機起吊橫梁的情景，可簡化為圖乙所示模型，一段輕繩"兩端系在粗細處處相同、質量分布均勻

的工件兩端，起重機的光滑吊鉤鉤住輕繩M的中點，吊著工件勻速上升，吊鉤重力不計，則輕繩外越短（）

A.輕繩必上的拉力越小B.輕繩必上的拉力越大

C.起重機掛鉤上方吊索的拉力越小D.起重機掛鉤的上方吊索的拉力越大

12.如圖所示，一傾角為e的斜面體放置在水平地面上，其上表面光滑、下表面粗糙。用一輕繩跨過定滑輪拉動一

質量為加的小球（/保持水平），在與小球相連的細繩變?yōu)樨Q直方向過程中，可使小球沿斜面向上做一段勻速運動。

斜面體一直靜止在水平地面上，不計滑輪與繩子之間的摩擦。則在小球做勻速運動過程中，下列說法中正確的是

（）

A.外力F一直變小

B.小球受到時的支持力一直變小

C.斜面體受到地面的支持力先增大后減小

D.此過程中斜面體受到地面的摩擦力方向水平向右且變大

13.如圖所示，在水平路面上勻速直線行駛的汽車內，一個手機通過吸盤式支架固定在傾斜的前擋風玻璃上。若吸

盤和玻璃間的空氣已被排空，則手機和支架（）

A.共受3個力作用

B.共受4個力作用

C.受前擋風玻璃的作用力方向一定豎直向上

D.受前擋風玻璃的摩擦力方向一定豎直向上

14.某運動員以如圖所示的姿勢蹲在水平地面上，則該運動員（）

A,一定受到摩擦力B.所受壓力就是重力

C.受到的支持力和重力是一對平衡力D.受到的支持力是由于腳掌形變產生的

15.如圖所示，一輕質光滑定滑輪固定在傾斜木板上，質量分別為，”和2機的物塊A、B,通過不可伸長的輕繩跨

過滑輪連接，A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動摩擦因數(shù)均為〃，設最大靜摩擦

力等于滑動摩擦力。當木板與水平面的夾角為45。時，物塊A、B剛好要滑動，則〃的值為（）

二、多項選擇題（每題5分）

16.如圖所示，A、8兩球完全相同，質量均為“，兩球可視為質點，用三根完全相同的輕彈簧固連著，在水平拉

力F下均處于靜止狀態(tài)，為彈簧位于豎直方向，則有關說法正確的是（）

A.B球必受四個力作用

B.心、心彈簧長度一樣長

C.心彈簧沒有發(fā)生形變

D.依彈簧最長

17.如圖甲所示，一名登山愛好者正沿著豎直崖壁向上攀爬，繩的一端固定在較高處的A點，另一端拴在人的腰間

C點（重心處）。在人向上攀爬的過程中可以把人簡化為乙圖所示的物理模型：腳與崖壁接觸點為。點，人的重力

G全部集中在C點，。到C點可簡化為輕桿，AC為輕繩。已知0C長度不變，人向上攀爬過程中的某時刻AOC構

成等邊三角形，則（）

甲乙

A.輕繩對人的拉力與人對輕繩的拉力是一對平衡力

B.在此時刻，輕繩對人的拉力大小等于G

C.在虛線位置時，輕繩AC承受的拉力更小

D.在虛線位置時，0C段承受的壓力不變

18.如圖所示，置于水平地面的三腳架上固定著一質量為，〃的照相機，三腳架的三根輕質支架等長，與豎直方向均

成37。角，該夾角及支架長短均可以調節(jié)，但三根支架的長度及它們與豎直方向的夾角始終相等，照相機的重心始

終在支架的豎直軸上。已知41137。=0.6,??37。=0.8。則下列說法正確的是（）

A.每根支架受到地面的摩擦力大小為

B.照相機對每根支架的壓力大小為:成？

C.若將每根支架與豎直方向夾角變小，則每根支架受到的地面的支持力將不變

D.若將每根支架與豎直方向夾角變小，則每根支架受到的地面的摩擦力將變大

19.如圖，傾角37。、質量5根的斜面體置于水平地面上，質量3加的物塊放在斜面上，穿過光滑小環(huán)（。為接觸點）

的不可伸縮輕質細線一端連接物塊，另一端系著質量，〃的小球，物塊與小環(huán)間的細線與斜面平行，將小球從位置〃

由靜止釋放（此時0a水平且細線剛好伸直），重力加速度大小為g,sin370=0.6,則在小球從“擺到最低點6的過程

中（物塊和斜面體始終靜止）（）

/////m

A.斜面對物塊的摩擦力先減小后增大B.斜面對物塊的作用力保持不變

C.斜面對物塊的摩擦力最大值為1.2wgD.地面對斜面體的支持力最小值為6.2,咫

20.如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪.一細繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊M另一端

與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài).現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N,直至懸掛N的細繩與豎直方向成

45。.已知M始終保持靜止，則在此過程中（）

A.水平拉力的大小可能保持不變

B.M所受細繩的拉力大小一定一直增加

C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D.M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加

21.如圖所示，一勁度系數(shù)為Z的輕質彈簧1,豎直地固定在桌面上，上面壓一質量為〃?的物體，彈簧1上、下端

分別與物體和桌面相連；另一勁度系數(shù)為gk的輕質彈簧2豎直固定在物體的上表面。要想使物體在靜止時，物體

下面彈簧1的彈力大小減為原來的|,則應將彈簧2的上端4豎直向上緩慢移動的距離可能是（已知兩根彈簧始終

處于彈性限度內，重力加速度為g）（）

4

2

I

L

1

z/Z

Z7A

?-

n卷（共io分）

三、實驗題（10分）

22.在探究求合力的方法時，先將橡皮條的一端固定在水平木板上，另一端系上帶有繩套的兩根細繩。實驗時，需

要兩次拉伸橡皮條，一次是通過兩細繩用兩個彈簧秤互成角度的拉橡皮條，另一次是用一個彈簧秤通過細繩拉橡皮

條。

(1)實驗對兩次拉伸橡皮條的要求中,下列哪些說法是正確的一(填字母代號)。

A.將橡皮條拉伸相同長度即可B.將橡皮條沿相同方向拉到相同長度

C.將彈簧秤都拉伸到相同刻度D.將橡皮條和繩的結點拉到相同位置

(2)同學們在操作過程中有如下議論,其中對減小實驗誤差有益的說法是—(填字母代號)。

A.兩細繩必須等長

B.彈簧秤、細繩、橡皮條都應與木板平行

C.用兩彈簧秤同時拉細繩時兩彈簧秤示數(shù)之差應盡可能大

D.拉橡皮條的細繩要長些，標記同一細繩方向的兩點要遠些

23.某同學做“探究彈力和彈簧伸長量的關系”的實驗。

(1)圖甲是不掛鉤碼時彈簧下端指針所指的標尺刻度，其示數(shù)為7.75cm；圖乙是在彈簧下端懸掛鉤碼后指針所指的

標尺刻度，此時彈簧的伸長量△/為cm；

(2)本實驗通過在彈簧下端懸掛鉤碼的方法來改變彈簧的彈力，關于此操作，下列選項中規(guī)范的做法是(填選

項前的字母)；

A.逐一增掛鉤碼，記下每增加一只鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重

B.隨機增減鉤碼，記下增減鉤碼后指針所指的標尺刻度和對應的鉤碼總重

(3)圖丙是該同學描繪的彈簧的伸長量△/與彈力尸的關系圖線，圖線的AB段明顯偏離直線04,造成這種現(xiàn)象的主

要原因是。

1.A

【詳解】物體重力沿斜面方向下的分力

G產小gsin30°=4.9N

與彈簧的彈力相等，根據(jù)共點力平衡，知物體不受摩擦力作用.故A正確，BCD錯誤。

故選A?

2.A

【詳解】運動員處于靜止狀態(tài)，即平衡狀態(tài).每只手都承受自身重力的一半.和角度無關，所以A正確,BC錯誤:由牛

頓第三定律知兩物體間的相互作用力大小永遠相等.故D錯誤.

綜上所述本題答案是：A

3.B

【詳解】設斜桿的彈力大小為尸，以水平橫桿和重物為整體，豎直方向根據(jù)受力平衡可得

4Fcos30°=G

解得

F=—G

6

以其中一斜桿為研究對象，其受力如圖所示

可知每根斜桿受到地面的作用力應與F平衡，即大小為立G,每根斜桿受到地面的摩擦力為

6

/=尸sin3(r=*G

B正確，ACD錯誤;

故選Bo

4.A

【詳解】對A、B整體由平衡條件有：2*vfgcoscr+“”gcosa=Wgsina,所以

5.C

【詳解】試卷分析：以A為研究對象，受力分析，有豎直向下的重力、B對A的支持力和摩擦力，這樣才能使平

衡.根據(jù)牛頓第三定律，A對B也有壓力和摩擦力，B還受到重力和推力F,所以受四個力作用.故選C.

考點：受力分析

【名師點睛】本題關鍵先對A物體受力分析，再得出A對B物體的反作用力，最后在結合平衡條件對B物體受力

分析.

6.C

【詳解】當拉力水平時，物體勻速運動，則拉力等于摩擦力，即：F=^mg,當拉力傾斜時，物體受力分析如圖

由平衡條件得：FN=mg-Fsi"0,/=Fcos60,又/=〃￡、，，得摩擦力為：f=^mg-Fsin0)=Ros60,聯(lián)立解

得："=B,故選C.

3

7.C

【詳解】對上方球分析可知，小球受重力和下方球的支持力而處于平衡狀態(tài)，所以上方球一定與下方球有力的作用，

故A錯誤；下方球由于受上方球斜向下的彈力作用，所以下方球有運動的趨勢，故下方球受摩擦力作用，故B錯

誤；對四個球的整體分析，整體受重力和地面的支持力而處于平衡，所以三個小球受支持力大小為4mg,每個小球

受支持力為,mg,故C正確；三個下方小球受到的是靜摩擦力，故不能根據(jù)滑動摩擦力公式進行計算，故D錯誤.故

選C.

8.C

【詳解】AB.對滑塊受力分析，由平衡條件有

F=mgsin0

N=mgcos0

滑塊從A緩慢移動B點時，〃越來越大，則推力尸越來越大，支持力N越來越小，所以AB錯誤;

C.對凹槽與滑塊整體分析，有墻面對凹槽的壓力為

=Fcos0=，〃gsin，cos，=；mgsin（2，）

則e越來越大時，墻面對凹槽的壓力先增大后減小，所以c正確;

D.水平地面對凹槽的支持力為

Nm=（M+m）g-FsAnO=^M+mi）g-mgsmi0

則0越來越大時，水平地面對凹槽的支持力越來越小，所以D錯誤;

故選c。

9.D

【詳解】六塊形狀完全相同的石塊圍成半圓對應的圓心角為180、每塊石塊對應的圓心角為30°,對第3塊石塊受力

結合力的合成可知

tan60=

m'g

對第2塊和第三塊石塊整體受力分析如圖

(m+m')g

tan30°=—區(qū)—

解得

m-

—=2

m'

故選D。

10.C

【詳解】木塊受力如圖甲，支持力與靜摩擦合力斜向右上，與重力的合力沿纜繩斜向右上。因為木塊質量和加速度

均不變，故三個力的合力不變，又木塊重力不變，則支持力與靜摩擦合力不變。木板與底板夾角緩慢增大稍許，如

圖乙，及減小，尸/增大。

乙

故選C。

11.B

【詳解】AB.設輕繩必上的張力為尸，吊鉤兩側繩與水平方向夾角為。，對工件有

2Fsin0=mg

繩子越短，。越小，力尸越大，故A錯誤，B正確；

CD.根據(jù)平衡條件可得，起重機吊索上的拉力始終等于工件的重力，故CD錯誤。

故選B。

12.B

【詳解】AB.設細繩與斜面的夾角為a，則當小球勻速運動時，根據(jù)平衡條件可得

Fcosa=mgsin0

N+/7sina=mgcos0

由于a逐漸增大，cosa逐漸減小，則外力F逐漸變大，又sina逐漸增大，則小球受到時的支持力N逐漸變小，故

A錯誤，B正確；

CD.以斜面為對象，設小球對斜面的壓力為N',根據(jù)平衡條件可得

N坂=Mg+N'cos0

九=N'sin0

由于小球受到時的支持力N逐漸變小，則小球對斜面的壓力為N'逐漸變小，可知斜面體受到地面的支持力逐漸變

小，斜面體受到地面的摩擦力逐漸減小，方向向左，故CD錯誤。

故選Bo

13.B

【詳解】AB.手機和支架受到重力、大氣壓力、玻璃的彈力和玻璃的摩擦力，共4個力，故選項A錯誤，選項B

正確；

C.擋風玻璃給支架的作用力為彈力和摩擦力的合力，與大氣壓力和重力的合力等大反向，不可能豎直向上，故選

項C錯誤；

D.受前擋風玻璃的摩擦力方向一定是與玻璃相切，不可能豎直向上，故選項D錯誤。

故選Bo

14.C

【詳解】A.運動員以題圖所示的姿勢蹲在水平地面上，處于平衡狀態(tài)，在水平方向沒有相對運動，也沒有相對運

動的趨勢，因此不受摩擦力的作用，A錯誤；

B.運動員所受的壓力是水平地面的形變產生的作用，重力是地球的吸引力產生，因此所受壓力不是重力，B錯誤；

C.運動員受到的支持力和重力大小相等，方向相反，是一對平衡力，C正確；

D.運動員受到的支持力是由于水平地面的形變產生的，D錯誤。

故選C。

15.C

【詳解】當木板與水平面的夾角為45。時，兩物塊剛好滑動，對A物塊受力分析如圖

N、

mg

沿斜面方向，A、B之間的滑動摩擦力

=〃N=Rmgcos45°

根據(jù)平衡條件可知

T=mgsin45°+jLimgcos45°

沿斜面方向，B與斜面之間的滑動摩擦力

f2-RN'=4?3mgcos45°

根據(jù)平衡條件可知

2mgsin45°=T+jumgcos45°+〃?3mgcos45°

兩式相加，可得

2mgsin45°=mgsin45°+Ringcos45°+pimgcos450+〃?31ngcos45°

解得

1

故選c。

16.CD

【詳解】A.因自彈簧位于豎直方向，A球受力平衡，故心彈簧沒有拉力，則B球受重力、依彈簧的拉力、水平拉

力尸三個力作用，故A錯誤；

B.公彈簧沒有拉力沒有發(fā)生形變，故心彈簧長度大于心彈簧長度，故B錯誤；

C.對A球受力分析，為彈簧位于豎直方向，說明心彈簧沒有拉力沒有發(fā)生形變，故C正確；

D.A球受重力、公彈簧拉力，由平衡條件得

kX]=mg

8球受重力、上彈簧的拉力、水平拉力尸三個力作用，在豎直方向上由平衡條件得

kx2cos0=mg

mg

X,=——-->x,

'kcos0

故心彈簧最長，故D正確；

故選CD。

17.BD

【詳解】A.輕繩對人的拉力與人對輕繩的拉力是一對作用力和反作用力，故A錯誤；

B.重力、輕繩對人的拉力、0C的支持力構成等邊三角形，所以輕繩對人的拉力和0C的支持力大小都等于人的重

力大小G,故B正確；

CD.根據(jù)相似三角形，有

GNT

OA~OC~AC

則有

T=N=G

AC更長，則輕繩承受的拉力下更大，0C段受到的壓力一直不變，故C錯誤，D正確。

故選BDo

18.AC

【詳解】AB.要使相機受力平衡，則三根支架豎直方向上的力的合力大小應等于重力，即

3Tcos370=mg

解得

根據(jù)牛頓第三定律可知照相機對每根支架的壓力大小為卷，陽，每根支架受到地面的摩擦力大小為支架受到的壓力

的水平分力，即

/=Tsin370=—mg

4

故A正確，B錯誤；

C.以整個裝置為研究對象，設每根支架受到的地面的支持力為M豎直方向上有受力平衡可得

3N=mg

解得

N=鱉

3

因此當每根支架與豎直方向夾角變小時，則每根支架受到的地面的支持力將不變，故C正確;

D.由AB選項分析可知

f=^tan37。

當每根支架與豎直方向夾角變小時，則每根支架受到的地面的摩擦力將變小，故D錯誤。

故選ACo

19.AD

【詳解】A.當Oa水平時，細線拉力為零，斜面對物塊的摩擦力沿斜面向上，大小為

/=3mgsin37°=1.8mg

小球從。擺到最低點b點，由動能定理

.12

mg/=—mvb

由牛頓第二定律可得

r,-mg=m——

解得細線拉力

斜面對物塊的摩擦力沿斜面向下，小球從“運動到b過程中細線的拉力逐漸最大，所以斜面對物塊的摩擦力先減小

后增大，故A正確；

B.斜面對物塊的支持力不變，斜面對物塊的摩擦力變化，所以斜面對物塊的作用力變化，故B錯誤；

C.斜面對物塊的沿斜面向上的摩擦力最大值為

工=1.8，〃g

斜面對物塊的沿斜面向下的摩擦力最大值為

f2=3mg-1.Smg=\.2mg

所以斜面對物塊的摩擦力最大值為18陰，故C錯誤；

D.對斜面和物塊整體分析，當細線的拉力最大時，地面對斜面體的支持力最小，最小值為

F&=（5/77+3/w）g-耳sin37°=8mg-1.8〃?g=6.2mg

故D正確。

故選AD。

20.BD

【詳解】如圖所示，以物塊N為研究對象，它在水平向左拉力F作用下，緩慢向左移動直至細繩與豎直方向夾角為

45。的過程中，水平拉力F逐漸增大，繩子拉力T逐漸增大；

對M受力分析可知，若起初M受到的摩擦力f沿斜面向下，則隨著繩子拉力T的增加，則摩擦力f也逐漸增大;

若起初M受到的摩擦力f沿斜面向上，則隨著繩子拉力T的增加，摩擦力f可能先減小后增加.故本題選BD.

21.AD

【詳解】初始時刻彈簧1處于壓縮狀態(tài)，彈簧1的壓縮量

彈簧2處于原長；最終時刻有兩種可能性，其一，當彈簧1的彈力大小減小為原來的|時，彈簧1仍處于壓縮狀態(tài),

其壓縮量

彈簧2處于伸長狀態(tài)，彈簧2的伸長量

X，=63_2mg

2k3k