河南省南阳市唐河县第一高级中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题

这是一份河南省南阳市唐河县第一高级中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题，共18页。试卷主要包含了单选题，多项选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

1．下列有关力学单位制和牛顿定律的判断错误的是（ ）
A．国际单位制中，力学的基本单位是牛顿，米，秒
B．实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是
C．伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因
D．作用力和反作用力总是同一性质的力，它们产生的作用效果不一定相同
2．体育课上，两位同学在打羽毛球，羽毛球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，某时刻羽毛球处于上升过程，则此时羽毛球所受合外力示意图可能正确的是（ ）

A． B． C． D．
3．拉链是方便人们生活的近代十大发明之一、图（a）为拉头劈开链齿的实例，链齿容易被劈开是因为拉头内部的等腰楔形物插入链齿时，楔形物两侧会对链齿产生很大的侧向压力， 此过程可简化成图（b）的模型。若对拉头施加一个竖直向下的力F，等腰楔形物顶端夹角为θ，则（ ）
A．楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为
B．楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为
C．若 F 一定， θ减小时， 侧向压力减小
D．若θ一定， F减小时， 侧向压力增大
4．一个质量为m的物体（体积可忽略），在半径为R的光滑半球顶点处以水平速度运动，如图所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A．若，则物体对半球顶点压力为mg
B．若，则物体对半球顶点的压力为
C．若，则物体对半球顶点的压力为
D．若，则物体对半球顶点的压力为零
5．在建筑工地上有时需要将一些建筑材料由高处送到低处，为此工人们设计了一种如图所示的简易滑轨：两根圆柱形木杆AB和CD相互平行，斜靠在竖直墙壁上，把一摞瓦放在两木杆构成的滑轨上，瓦将沿滑轨滑到低处。在实际操作中发现瓦滑到底端时速度较大，有可能摔破，为了防止瓦被损坏，下列措施中可行的是（ ）
A．减少每次运送瓦的块数B．增多每次运送瓦的块数
C．减小两杆之间的距离D．增大两杆之间的距离
6．如图所示，长为L的轻杆，一端固定一个质量为m的小球，另一端固定在水平转轴O上，杆随转轴O在竖直平面内匀速转动，角速度为，某时刻杆对球的作用力恰好与杆垂直，则此时杆与水平面的夹角是（重力加速度为）（ ）
A．B．C．D．
7．如图甲所示，在水平地面上有一长木板B，且足够长，其上叠放木块A。假定木板与地面之间、木块和木板之间的最大静摩擦力都和滑动摩擦力相等。用一水平力F作用于B，A、B的加速度与F的关系如图乙所示，重力加速度g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A．A的质量为1kg
B．A、B间的动摩擦因数为0.1
C．B与地面间的动摩擦因数为0.2
D．当水平拉力时，长木板的加速度大小为12m/s2
二、多项选择题（18分）
8．一架无人机在竖直平面内沿倾斜的虚线做变速直线飞行，如图所示，将无人机的重力记为G，除重力外的其他外力的合力记为F，加速度记为a。则下列关于无人机在此过程中受力分析及加速度方向的示意图可能正确的是（ ）
A．B．C．D．
9．一轿车司机发现正前方31m处有一辆货车，立即刹车制动（以此时刻为时刻），其刹车过程中位移大小与时间的比值与时间t的关系式为（x单位为m，t单位为s），则同时货车以下列选项中哪种运动行驶一定可避免相撞（ ）
A． B． C． D．
10．如图所示，水平面上放置一平板车，其上表面粗糙，一水平放置的轻弹簧左端固定在平板车上，右端连接一质量为1kg的物块，弹簧处于压缩状态。当平板车和物块一起向右以3m/s2的加速度做匀加速直线运动时，物块和平板车间刚好没有靡擦力，若平板车向右的加速度变为8m/s2时，物块相对于平板车即将滑动，已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（ ）
A．弹簧的弹力大小为3N
B．当平板车向右以8m/s2的加速运动时，物块所受摩擦力方向水平向左
C．物块和平板车之间的动摩擦因数为0.5
D．若保证物块和平板车始终相对静止，平板车向左做加速运动，其最大加速度为5m/s2
三、实验题
11．（6分）为了验证在弹性限度内，弹簧的弹力大小与伸长量成正比，某同学设计了如下实验：

a. 将一根轻弹簧竖直悬挂在O点，开始下端挂钩P处不挂任何物体，记录下此时弹簧的长度记为；
b. 在挂钩P处分别挂不同质量的钩码，并记录稳定时对应的弹簧长度x；
c. 以所挂钩码质量为纵轴、弹簧长度为横轴建立直角坐标系，将所测数据在坐标系中描点作图，得到如图乙所示的图像。
结合图像回答下列问题：（重力加速度）
（1） cm；
（2）弹簧的劲度系数 N/m；
（3）弹簧超过40cm后图线出现弯曲情况，原因是 。
12．（10分）小明用如图甲所示的装置“验证力的平行四边形定则”。图中ОA为橡皮筋，O点为橡皮筋与细线结点，OB和OC为两细线。实验时，需要两次拉伸橡皮筋，一次是两个弹簧测力计通过细线拉橡皮筋，另一次是用一个弹簧测力计通过细拉橡皮筋。
（1）为了完成本实验下列哪些步骤是必须的 （填写选项前的序号）。
A．实验时需测量像皮筋的原长
B．当用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，尽量让OB和OC两细线间的夹角为90°
C．结点O在两次操作时需拉到相同位置
D．在对弹簧测力计读数时，要保持视线与刻度面垂直
（2）某次测量后做出力的图示如图乙，其中一定沿OA方向的是 （填“F”或“F'”）。
（3）实验中某次拉力的示意图如图丙所示，图中α=β<45°。若保证О点位置不变，且拉力F1的大小不变，现将角α减少少许，则角β应 ，F2的大小应 。（填“增大”收“减小”）
四、解答题
13．（10分）一小球从离地面20m高的地方，以10m/s的速度竖直向上抛出，。在小球从抛出至落到地面的过程中，求：
（1）小球离地面的最大高度；
（2）从抛出开始，3s内小球的平均速度。
14．（12分）如图所示，质量为 m1的物体A用细绳绕过光滑的定滑轮与质量为 m2的物体B相连，B右侧与轻质弹簧相连，轻质弹簧另一端与竖直墙壁相连且保持水平，弹簧的劲度系数为k，连接A的细绳与水平方向的夹角为θ，物体B 左侧的轻绳与水平方向的夹角也为θ，此时系统恰好处于静止状态，（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），A所在的桌面水平，已知重力加速度为g，求：
（1）轻质弹簧的伸长量；
（2）A物体与桌面之间的滑动摩擦因数。
15．（16分）如图所示，质量为m的物体放在一固定斜面上，当斜面倾角为时恰能沿斜面匀速下滑。对物体施加一大小为F、方向水平向右的恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行，求：
（1）物体与斜面间的动摩擦因数；
（2）水平向右的恒力F的大小；
（3）这一临界角θ0的大小。
参考答案：
1．A
【详解】A．国际单位制中，力学的基本单位是质量的单位千克（kg），长度的单位米（m）及时间的单位秒（s），牛顿是导出单位，A错误；
B．根据空气阻力与受力面积及速度的关系为，可得
则在国际单位制中，比例系数的单位是
B正确；
C．伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因，C正确；
D．作用力和反作用力总是同一性质的力，它们产生的作用效果不一定相同，D正确。
故选A。
2．C
【详解】AB．羽毛球在空中做曲线运动，可知羽毛球所受合力应指向轨迹的凹侧，故AB错误；
CD．羽毛球处于上升过程，速度在减小，可知所受合力与速度之间的夹角应为钝角，故D错误，C正确。
故选C。
3．B
【详解】AB．将力根据平行四边形定则分解如图所示
由几何知识可得
故A错误，B正确；
CD．根据，若 F 一定， θ减小时， 侧向压力增大，若θ一定， F减小时， 侧向压力减小，故CD错误。
故选B。
4．B
【详解】A．根据题意，在最高点有
若解得
由牛顿第三定律可知，物体对半球顶点压力为0，故A错误；
B．同理可得，若则有
由牛顿第三定律可知，物体对半球顶点压力为
故B正确；
CD．若，物体处于平衡状态，则有
由牛顿第三定律可知，物体对半球顶点压力为，故CD错误。
故选B。
5．D
【详解】要使瓦滑到底端的速度相对减小，应当增大瓦与杆之间的摩擦力，由于它们的粗糙程度一定，由
故应增大N1、N2，由图可知，只有增大两杆之间的距离，才能增大N1、N2。
故选D。
6．A
【详解】小球所受重力和轻杆的作用力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有
解得
故选A。
7．C
【详解】ABC．由图可以知道，A、B二者开始时对地静止，当拉力为3N时开始AB一起相对于运动，故B与地面间的最大静摩擦力为；当拉力为9N时，A、B发生相对滑动，此时A的加速度为
当拉力为13N时，B的加速度为
A相对于B滑动时，由牛顿第二定律对A有
解得A、B间的动摩擦因数为
对B，根据牛顿第二定律有
对整体有
联立解得
，
根据B与地面间的最大静摩擦力为
解得B与地面间的动摩擦因数为
故A错误，B错误，C正确；
D．当水平拉力时，对B，根据牛顿第二定律有
长木板的加速度大小为
故D错误。
故选C。
8．AD
【详解】根据牛顿第二定律可得
可知加速度的方向与合外力的方向相同。
A．根据平行四边形定则可知，图中与的合力方向可能与的方向相同，故A正确；
B．根据平行四边形定则可知，图中与的合力方向不可能与的方向相同，故B错误；
C．根据平行四边形定则可知，图中与的合力方向不可能与的方向相同，故C错误；
D．根据平行四边形定则可知，图中与的合力方向可能与的方向相同，故D正确。
故选AD。
9．BCD
【详解】根据轿车刹车制动位移与时间的关系式
可得
结合匀减速直线运动位移时间公式
可知轿车刹车的初速度和加速度大小分别为
，
A．根据图像的斜率表示速度，可知货车做匀速直线运动，速度为
轿车刹车到与货车速度相同所用时间为
则有
则轿车与货车发生相撞，故A错误；
B．根据
可得知货车做初速度为0的匀加速直线运动，加速度大小为
设经过时间两车速度相等，则有
解得
，
则有
则轿车与货车不会发生相撞，故B正确；
C．由图像可知，货车做加速度逐渐减小的加速运动，，轿车的速度为
可知此时两车速度刚好相等，此过程轿车的位移为
货车的位移满足
则有
则轿车与货车不会发生相撞，故C正确；
D．由图像可知，货车做匀加速直线运动，，轿车的速度为
可知此时两车速度刚好相等，此过程轿车的位移为
货车的位移为
则有
则轿车与货车不会发生相撞，故D正确。
故选BCD。
10．AC
【详解】A．当平板车和物块一起向右以的加速度做匀加速直线运动时，物块和平板车间刚好没有靡擦力，水平方向上，物块只受弹簧的弹力，根据牛顿第二定律，可得弹簧的弹力的大小为
弹力的方向水平向右，故A正确；
BC．若平板车向右的加速度变为时，物块相对于平板车即将滑动，加速度变大，物块水平方向上受到的合力也变大，水平方向上物块受到弹簧的弹力和平板车对木块水平向右的最大静摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有
解得物块和平板车之间的动摩擦因数为
故B错误，C正确；
D．若保证物块和平板车始终相对静止，平板车向左做加速运动，水平方向上物块受到弹簧的弹力和平板车对木块水平向左的最大静摩擦力时，有最大加速度，根据牛顿第二定律，有
解得最大加速度为
故D错误。
故选AC。
11． 20 60 弹簧伸长量超出了弹性限度
【详解】（1）[1]由图乙可知，横轴截距等于轻弹簧的延长，则有
（2）[2]根据受力平衡可得
可得
可知图线的斜率为
可得弹簧的劲度系数为
（3）[3]弹簧超过40cm后图线出现弯曲情况，原因是弹簧伸长量超出了弹性限度。
12． CD/DC 减小 减小
【详解】（1）[1]A．本实验不需要测量橡皮筋的原长，故A错误；
B．当用两个弹簧测力计拉橡皮筋时，让OB和OC两细线间的夹角适度即可，不一定为90°，故B错误；
C．结点O在两次操作时需拉到相同位置，以保证一个力拉与两个力拉时的效果相同，故C正确；
D．在对弹簧测力计读数时，要保持视线与刻度面垂直，故D正确。
故选CD。
（2）[2]F是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧称沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧称的拉力与两个弹簧称的拉力效果相同，测量出的合力，故方向一定沿AO方向的是。
（3）[3][4]根据平行四边形定则，两个力夹角越小，合力越大。若保证О点位置不变，且拉力F1的大小不变，现将角α减少少许，则角β应减小，F2的大小应减小。
13．（1）25m；（2）5m/s，方向竖直向下
【详解】（1）设小球抛出后上升的高度为，根据速度位移公式有
解得
小球离地面的最大高度为
（2）设小球在抛出后3s内位移为h，规定竖直向上为正方向，根据位移时间公式有
解得
小球在抛出后3s内平均速度
方向竖直向下
14．（1）；（2）
【详解】（1） 设细绳上的拉力大小为，A、B 都静止均处于平衡状态， 水平方向对B进行受力分析得
由胡克定律，可得
（2）竖直方向对B进行受力分析得
解得绳子上的拉力
细绳对物体A的拉力大小也是。
竖直方向对A 进行受力分析有
水平方向
解得A物体受到桌面的支持力
A 物体受到桌面的摩擦力
由，可得
15．（1）（2）（3）60°
【详解】（1）斜面倾角为时，物体恰能匀速下滑，满足
解得
（2）设斜面倾角为α，由匀速直线运动的条件
解得
当时
（3）若物体不能沿斜面上滑，则需满足
由上式可知，若
则F→∞物体也不能上滑，即不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面向上滑行。引入辅助角，上述方程可表示为
又因为
所以
故临界角