河南省新乡市第十二中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题（解析版）

这是一份河南省新乡市第十二中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题（解析版），共11页。试卷主要包含了选择题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1题~第8题只有一个选项是符合题目要求的；第9题~第12题有多个选项是符合题目要求的，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 如图所示为A、B两质点在同一直线上运动的位移-时间（x-t）图像，A质点的图像为直线，B质点的图像为过原点的抛物线，两图像交点C、D坐标如图所示．下列说法正确的是（ ）
A. t1时刻B追上A，t2时刻A追上B
B. t1~t2时间段内B质点的平均速度小于A质点的平均速度
C. 质点A做直线运动，质点B做曲线运动
D. 两物体速度相等的时刻一定在t1~t2时间段内的某时刻
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像的交点表示同一时刻到达同一位置，既相遇，根据图像可知，t1时刻A追上B，t2时刻B追上A；故A错误；
B. t1~t2时间段内AB的位移相等，时间相等，则平均速度相等，故B错误；
C.x-t图像只能描述直线运动，所以AB都做直线运动，故C错误；
D.图线的斜率表示物体的速度，由图像可知两物体速度相等的时刻一定在t1~t2时间段内的某时刻故D正确。
故选D。
2. 如图所示，两根相同的圆形直木棍AB、CD相互平行，固定在同一水平面上．一个光滑的圆柱形工件P静止架放在两木棍之间．若保持两木棍在同一水平面内，而将它们之间的距离减小少许，则工件P再次静止时受到木棍的支持力与原来相比
A. 增大B. 减少
C. 不变D. 条件不足，不能判定
【答案】B
【解析】
【详解】工件原来做匀速运动，所受的滑动摩擦力大小为： ，将木棍的间距稍微减小一些后固定时，工件受力如图所示，由平衡条件得：2Ncsθ=G，解得：，可知木棍的间距稍微减小时，θ减小，csθ增大，则木棍对工件的支持力N减小，故B正确，ACD错误．
3. 一辆公共汽车进站后开始刹车，做匀减速直线运动．开始刹车后的第1s内和第2s内位移大小依次为9m和7m．则刹车后6s内的位移是（ ）
A. 15mB. 25mC. 30mD. 36m
【答案】B
【解析】
【详解】设汽车的初速度为v0，加速度为a．则刹车后第1s内位移 x1=v0t1+at12，代入数据得：9=v0+a；第2s内的位移 x2=v0t2+at22-v0t1-at12，代入数据得：7=2v0+2a-v0- a=v0+a；解得：v0=10m/s，a=-2m/s2．汽车刹车到停止所需的时间．则汽车刹车后6s内的位移等于5s内的位移，所以，故选B.
【点睛】本题考查了运动学中的刹车问题，注意汽车刹车速度减为零后不再运动，是道易错题，对于加速度，也可以根据推论：△x=aT2求解．
4. 如图所示，光滑固定斜面上有一个质量为m的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上，已知绳子与竖直方向的夹角为45°，斜面倾角30°，整个装置处于静止状态．若另外用一个外力拉小球，能够把小球拉离斜面，则拉力的最小值为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】以小球为研究对象进行受力分析可知，能够把小球拉离斜面，则拉力最小时方向垂直于绳子，如图所示：
根据平衡条件可得拉力的最小值为：
故选A．
5. 如图，轻弹簧的下端固定在水平桌面上，上端放有物块P，系统处于静止状态，现用一竖直向上的力F作用在P上，使其向上做匀加速直线运动，以x表示P离开静止位置的位移，在弹簧恢复原长前，下列表示F和x之间关系的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】设物块P的质量为m，加速度为a，静止时弹簧的压缩量为x0，弹簧的劲度系数为k，由力的平衡条件得，mg=kx0，以向上为正方向，木块的位移为x时弹簧对P的弹力：F1=k（x0-x），对物块P，由牛顿第二定律得，F+F1-mg=ma，由以上式子联立可得，F=k x+ma．可见F与x是线性关系，且F随着x的增大而增大，当x=0时，kx+ma＞0，故A正确，B、C、D错误．故选A．
【点睛】解答本题的关键是要根据牛顿第二定律和胡克定律得到F与x的解析式，再选择图象，这是常用的思路，要注意物块P的位移与弹簧形变量并不相等．
6. 如图所示,质量为M的斜劈静止在粗糙水平地面上,质量为m的物块正在M的斜面上匀速下滑．现在m上施加一个水平推力F,则在m的速度减小为零之前,下列说法正确的是
A. 加力F之后,m与M之间的摩擦力变小
B. 加力F之后,m与M之间的作用力不变
C. 加力F之后,M与地面之间产生静摩擦力
D. 加力F前后,M与地面间都没有摩擦力
【答案】D
【解析】
【详解】对m刚开始匀速下滑，根据平衡条件得：垂直斜面方向，滑动摩擦力为；在m上加一水平向右的力F，根据平衡条件有：垂直斜面方向，滑动摩擦力为；对物块，所受支持力增加了，则摩擦力增加，即支持力与摩擦力均成比例的增加，其合力方向还是竖直向上，大小增大，而m与M之间的作用力即为其合力，也是增大的，如图所示：
则斜面所受的摩擦力与压力的合力放还是竖直向下，水平放向仍无运动趋势，则不受地面的摩擦力，故ABC错误，D正确；故选D.
7. 一小球沿斜面滑下，依次经过A、B、C三点，已知AB＝6m，CB=10m，小球经过AB和BC两段所用的时间均为2s；则小球在经过A、B、C三点的速度大小分别为（ ）
A. 2m/s 3m/s 4m/sB. 2m/s 4m/s 6m/s
C. 3m/s 4m/s 5m/sD. 3m/s 5m/s 6m/s
【答案】B
【解析】
【详解】经过B点的速度
加速度
则经过A点的速度
则经过C点的速度
故选B。
8. 如图所示，甲、已两人在冰面上“拔河”．两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者为赢．若绳子质量不计，冰面可看成光滑，则下列说法正确的是
A. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B. 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C. 若甲的质量比乙大，则甲能赢得“拔河”比赛的胜利
D. 若乙对绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力与反作用力，故选项A错误．
B．甲对绳拉力与乙对绳的拉力作用在同一物体上，不是作用力与反作用力，故选项B错误．
C．设绳子的张力为F，则甲、乙两人受到绳子的拉力大小相等，均为F，若m甲>m乙，则由得，a甲D．收绳速度与“拔河”比赛胜负无关，故选项D错误．
9. 木块A、B重力分别为50N和70N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2，与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5cm，弹簧的劲度系数为100N/m，此时系统置于水平地面上静止不动。若现用F =7N的水平推力作用在木块A上，如图所示，力F作用后（ ）
A. 木块A所受摩擦力大小为10N
B. 木块A所受摩擦力大小为2N
C. 弹簧的弹力大小为5N
D. 木块B所受摩擦力大小为12N
【答案】BC
【解析】
【详解】ABC．物体A与地面间的最大静摩擦力为
没有推力F时，弹簧压缩了5cm，根据胡克定律，弹簧弹力为
F弹=kx=100N/m×0.05m=5N
对木块A受力分析，受到重力、支持力、弹簧弹力和地面的静摩擦力，根据二力平衡条件，有
fA=F弹=5N
对木块施加向右的推力F后，推力F和弹簧弹力F弹的合力为2N，向右，故地面对A有向左的2N的静摩擦力，物块A仍静止，故A错误，BC正确；
D．对木块B受力分析，受到重力、支持力、弹簧向右的弹力和地面向左的静摩擦力，根据二力平衡，地面的静摩擦力等于5N，向左，故D错误；
故选BC。
10. 为了测出楼房的高度，让一石块从楼顶自由落下，测出下列哪个物理量就可以算出楼房的高度（不计空气阻力，g值已知）（ ）
A. 石块下落到地面的总时间
B. 石块开始落下第1s内的位移
C. 石块落地前瞬间的瞬时速度
D. 石块通过最后lm位移的时间
【答案】ACD
【解析】
【详解】根据位移时间公式h＝gt2知，知道下落的总时间，可以求出下落的高度．故A正确；根据h＝gt2知石块在第1s内的位移为5m，根本得不出下落的总时间或落地的速度．故B错误；根据速度位移公式v2=2gh知，知道落地前瞬间的瞬时速度即可求出楼房的高度，故C正确；已知石块通过最后1m位移的时间，根据x＝v0t+gt2，求出最后1m内的初速度，根据v=v0+gt，求出落地的速度大小，再根据v2=2gh求出下落的高度．故D正确．故选ACD．
【点睛】解决本题的关键知道根据自由落体运动的位移时间公式h＝gt2和速度位移公式v2=2gh知，只要知道落地的速度或下落的时间，就可以求出楼房的高度．
11. 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10 m/s2，则下列说法正确的是（ ）
A. A的质量为0.5 kg
B. A、B间的动摩擦因数为0.2
C. B与地面间的动摩擦因数为0.2
D. 当水平拉力F=15N时，长木板的加速度大小为10m/s2
【答案】ACD
【解析】
【详解】在F＜3N时，一起保持静止；在3N≤F＜9N时，A、B保持相对静止，故地面对B最大静摩擦力fB=3N；在3N≤F＜9N时，A、B保持相对静止；在F≥9N时，A与B发生相对滑动，故B对A的最大静摩擦力fA=4mA，在3N≤F＜9N时，A、B运动的加速度，可得，mA+mB=1.5kg；在F≥9N时，B的加速度，可得，mB=1kg，那么mA=0.5kg；B与地面间的动摩擦因数，A、B间的动摩擦因数，故AC正确，B错误；当水平拉力F=15N时，木板和木块已经相对滑动，则此时长木板的加速度大小为，选项D正确；故选ACD．
【点睛】物体运动学问题中，一般分析物体的运动状态得到加速度的表达式，然后对物体进行受力分析求得合外力，最后利用牛顿第二定律联立求解即可．
12. 关于速度、加速度、合力间的关系，正确的是（ ）
A. 物体的速度越大，则物体的加速度越大，所受合力也越大
B. 物体的速度为零，则物体的加速度一定为零，所受合力也为零
C. 物体的速度为零，加速度可能很大，所受的合力也可能很大
D. 物体速度很大，加速度可能为零，所受的合力也可能为零
【答案】CD
【解析】
【详解】AD．物体速度越大，可能物体速度没有变化，所以加速度可能为零，合外力也可能为零。A错误，D正确；
BC．自由落体的初始时刻，速度为零，但是物体有加速度，合力也不为零。B错误，C正确。
故选CD。
二、实验题（本题共2个小题，每空2分，共计18分）
13. 在验证力平行四边形定则的实验中，某同学进行的实验步骤是：
a．如图甲所示，将橡皮筋的一端固定在木板上的A点，另一端拴上两根绳套，每根绳套分别连着一个弹簧测力计
b．沿着两个方向拉弹簧测力计，将橡皮筋的活动端拉到某一位置，将此位置标记为O点，读取此时弹簧测力计的示数，分别记录两个拉力F1、F2的大小，用笔在两绳的拉力方向上分别标记B、C两点，并分别将其与O点连接，表示两力的方向
c．再用一个弹簧测力计将橡皮筋的活动端仍拉至O点，记录其拉力F的大小并用上述方法记录其方向

（1）本实验采用的科学方法是________。
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
（2）步骤b、c中，都将橡皮筋的活动端拉至O点，这样做的目的是_____________________。
（3）某次实验中，拉OC细绳的弹簧秤指针位置如甲图所示，其读数为_________N；乙图中的F与F′两力中，方向一定沿AO方向的是__________。
（4）某次测量如图丙所示，两个弹簧测力计M、N的拉力方向互相垂直，即α＋β＝90°。若保持弹簧测力计M的示数不变，当角α由图中所示的值逐渐减小时，要使橡皮筋的活动端仍在O点，可采用的办法是_________。
A．增大N的示数，减小β角 B．减小N的示数，减小β角
C．减小N的示数，增大β角 D．增大N的示数，增大β角
【答案】 ①. B ②. 保证两次拉力的效果相同 ③. 2.8 ④. F＇ ⑤. B
【解析】
【详解】（1）[1]本实验采用的科学方法是等效替代法，故选B。
（2）[2]步骤b、c中，都将橡皮筋的活动端拉至O点，这样做的目的是保证两次拉力的效果相同。
（3）[3]弹簧秤最小刻度为0.2N，其读数为2.8N；
[4]乙图中的F与F′两力中，F是两个分力的合力的理论值，F＇是两个分力合力的实验值，则方向一定沿AO方向的是F＇。
（4）[5]力的合成遵循三角形定则，合力不变，M的示数大小保持不变，则N的示数减小，其与合力夹角β减小，故ACD错误，B正确。
故选B。
14. 某实验小组设计了“探究加速度与合外力关系”的实验，实验装置如图1所示。已知小车的质量为500克，g取10m/s2，不计绳与滑轮间的摩擦。实验步骤如下：
①细绳一端系在小车上，另一端绕过定滑轮后挂一个小砝码盘
②在盘中放入质量为m的砝码，用活动支柱将木板固定有定滑轮的一端垫高，调整木板倾角，恰好使小车沿木板匀速下滑
③保持木板倾角不变，取下砝码盘，将纸带与小车相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器电源后，释放小车
④取下纸带后，计算小车加速度a；将砝码的质量m和对应的小车加速度a记入下表：
⑤改变盘中砝码的质量，重复②③④步骤进行实验。
（1）在坐标纸上作出a-mg图像，如图2所示，该图像中直线不过坐标原点的原因是___________。
（2）根据上述图像能求解的物理量是___________________，其大小为_____________。
（3）你认为本实验中小车的质量 ____________ （填“是”或“否”）需要远远大于砝码的质量。
【答案】 ①. 没有考虑砝码盘的质量 ②. 砝码盘的质量 ③. 0.05kg ④. 否
【解析】
【详解】（1）[1]当没有砝码的时候，还有加速度，说明合外力不为零，即图像不过原点是由于没有考虑砝码盘的质量；
（2）[2][3]由题意分析可知，砝码和砝码盘的总重力等于小车受的合外力，即
即
则根据图像在纵轴上的截距可得
可求解砝码盘的质量
m0=0.05kg
（3）[4]砝码质量为m，设斜面倾角为θ，小车质量为M，小车匀速下滑，处于平衡状态，由平衡条件得
Mgsinθ=f+mg
当取下砝码盘后，小车重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不变，因此小车所受合外力为mg，由此可知，实验不需要控制小车的质量远远大于砝码的质量。
三、计算题（本题共3小题，共计32分，应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写最后答案不得分。有数值计算的题，答案应明确写出数值和单位。）
15. 如图所示，质量为m=0.4kg的砝码悬挂在绳PA和PB的结点上．PA偏离竖直方向37°角，PB在水平方向，且连在质量为M=10kg的木块上，木块静止于倾角为37°的斜面上，（sin37°=0.6，cs37°=0.8，g取10m/s2．）试求：
（1）绳PA、PB中拉力的大小；
（2）斜面受到的压力和木块受到的摩擦力．
【答案】（1） 3N ， 5N（2）62.4N，方向沿斜面向上 ； 78.2N，方向垂直于斜面向下
【解析】
【详解】（1）对结点P进行研究，受力分析如图甲所示，
由平衡条件可得：FAcs37°=mg实验次数
1
2
3
4
5
6
7
m/kg
0.02
0.04
0.05
0.06
0.07
0.08
0.10
a/（m·s-2）
1.40
1.79
2.01
2.20
2.38
2.61
3.02