河南省开封市五县联考2023-2024学年高一上学期12月期中考试物理试题

这是一份河南省开封市五县联考2023-2024学年高一上学期12月期中考试物理试题，共17页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．2023年短道速滑世界杯德累斯顿站男子5000米接力决赛中，由李文龙、林孝、刘冠逸、钟宇晨组成的中国队获得冠军。如图所示，“交棒”运动员向前推“接棒”的运动员接力。不计摩擦。关于一组“交接棒”运动员的运动，下列说法正确的是（ ）
A．以看台为参考系，两运动员是静止不动的
B．接力过程中两运动员之间的相互作用力相同
C．接力过程中两个运动员的惯性保持不变
D．接力过程中质量较大运动员的速度变化率也较大
2．近期，一段特殊的“飙车“视频红遍网络，视频中，一辆和谐号动车正和一辆复兴号动车在互相追赶，两车均做直线运动，其运动情况如图乙所示，时，两车车头刚好并排，则（ ）
A．10s末和谐号的加速度比复兴号的大
B．32s时复兴号的速度为80m/s
C．0到32s内，在24s末两车头相距最远
D．两车头在24s末再次并排
3．如图所示，上表面为四分之一光滑圆弧的物体A静止在粗糙的水平地面上，一小物块B从圆弧底端受到水平外力F的作用缓慢沿圆弧向上移动一小段距离，在此过程，A始终处于静止状态。下列说法正确的是（ ）
A．水平外力F保持不变
B．地面对A的摩擦力逐渐增大
C．A对B的支持力逐渐减小
D．地面对A的支持力逐渐减小
4．某同学用如图所示实验来认识超重和失重现象，先保持手指和钩码静止，感受套在手指上的橡皮筋对手指的压力。然后设法使钩码上下振动，手指保持静止感受橡皮筋对手指压力的变化。下列说法中正确的是（ ）

A．钩码下降过程，处于失重状态
B．钩码上升过程，处于失重状态
C．钩码下降和上升过程，都不可能出现失重现象
D．钩码由最低点上升到最高点的过程，先出现超重现象，后出现失重现象
5．如图所示，一辆货车运载一批尺寸相同的光滑圆柱形空油桶，每个油桶的重力均为。在水平车厢底层几个油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只油桶C，自由地摆放在A、B之上。当汽车沿平直公路向右运动时（重力加速为g）。下列说法正确的是（ ）

A．匀速运动时，C对B的压力等于
B．匀加速时，B对C的支持力比静止时小
C．加速度增大到时，C对A的压力为0
D．匀加速时，油桶对车厢底板的总压力比静止时小
二、多选题
6．耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（ ）
A．两根耙索的合力大小为FB．两根耙索的合力大小为
C．地对耙的水平阻力大小为D．地对耙的水平阻力大小为
7．如图所示，一质量为M的斜劈静止于粗糙水平地面上，质量为m的滑块恰好沿斜面匀速下滑，此时若对滑块施加一沿斜面向下的恒力F（过程中斜劈始终不动）。则下列判断正确的是（ ）
A．滑块将保持匀速运动，斜劈对地面有水平向左的静摩擦力作用
B．滑块将沿斜面做匀加速运动，斜劈对地面有水平向右的静摩擦力作用
C．滑块将沿斜面做匀加速运动，斜劈对地面无摩擦力的作用
D．滑块将沿斜面做匀加速运动，地面对M的支持力等于M、m重力之和
8．如图甲所示，在水平地面上有一长木板B，其上叠放木块A．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力。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（），则下列说法中正确的是（ ）
A．A的质量为0.8kg
B．B的质量为 0.5kg
C．A、B间的动摩擦因数为0.5
D．B与地面间的动摩擦因数为0.4
三、实验题
9．某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验，将橡皮条一端固定在A点，另一端系上两根细绳及绳套，用两个弹簧测力计通过细绳套互成角度的拉动橡皮条，将结点拉到O点，如图甲所示．
(1)如果没有操作失误，图乙中Fˈ是用一个弹簧测力计拉细绳套时，在白纸上根据实验结果画出的图示，则图乙中的F与F'两力中，方向一定沿AO方向的是 ．
(2)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
(3)在同一对比实验的两次操作中，O点位置 ．（选填“可以”或“不可以”）变动．
(4)如图丙，使弹簧测力计b从水平位置开始顺时针缓慢转动至竖直方向，在这个过程中保持O点位置和弹簧测力计a的拉伸方向不变，则在整个过程中关于弹簧测力计a、b的读数变化是 ．
A．a增大，b减小 B．a减小，b增大
C．a减小，b先增大后减小 D．a减小，b先减小后增大
10．某实验小组利用图示的装置探究加速度与力、质量的关系。

（1）下列做法正确的是 。
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量 木块和木块上砝码的总质量。（填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）
（3）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为、，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为从、，由图可知， ， 。（填“大于”、“小于”或“等于”）

（4）丙同学改进实验方案，采用上图的实验装置探究“小车加速度与合外力的关系”时，是否需要满足M远大于m？ （选填“需要”或“不需要”）是否需要平衡摩擦力？ （选填“需要”或“不需要”）
四、解答题
11．甲、乙两车沿同一平直车道均以30m/s的速度匀速行驶，甲车在前乙车在后，两车相距。某时刻甲车刹车，以的加速度做匀减速直线运动，乙车在甲车刹车后刹车，以的加速度做匀减速直线运动。
（1）求乙车开始刹车时两车间的距离；
（2）通过计算分析两车是否会相撞。若相撞，求甲车刹车至相撞行驶的位移；若不相撞，求两车间的最近距离。
12．羽毛球筒口比较小，从球筒取球有一定的技巧。如图所示，羽毛球爱好者从筒中取出最后一个羽毛球时，一手拿着羽毛球筒，另一个手用较大的力向下迅速敲打筒的上端，使筒获得一个向下的初速度与手发生相对运动，里面的羽毛球就可以从上端出来。已知羽毛球筒质量为（不含球的质量），羽毛球质量为，羽毛球头部离筒的上端距离为，羽毛球与筒之间的滑动摩擦力为，筒与手之间的滑动摩擦力为。（重力加速度g取，空气阻力忽略不计，羽毛球不会相对筒向下运动），求：
（1）当筒获得一个初速度后，筒和羽毛球各自的加速度是多大？
（2）若要敲打一次就使羽毛球头部能到达筒口以上，筒获得的初速度至少为多大？
13．如图所示，传送带与水平地面间的夹角，A到B的长度为，传送带以的速率逆时针转动。在传送带上端A处无初速度地放一个质量为的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为 。煤块在传送带上经过会留下黑色痕迹。已知，，取，求：
（1） 煤块从A运动到B的时间；
（2） 煤块从A运动到B的过程中在传送带上形成的黑色痕迹的长度。
参考答案：
1．C
【详解】A．以看台为参考系，两运动员是运动的，故A错误；
B．接力过程中两运动员之间的相互作用力大小相同，方向相反，故B错误；
C．惯性只与物体的质量有关，接力过程中两运动员的质量不变，则惯性不变，故C正确；
D．接力过程发生的瞬间，可认为两运动员组成的系统动量守恒，设作用时间为，两运动员动量的变化量大小相同，则可知质量大的运动员速度的变化量小，由速度的变化率
可知，质量较大的运动员速度变化率较小，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】A．根据图像的斜率表示加速度可知10s末和谐号的加速度比复兴号的小，故A错误；
B．由图可得32s时复兴号的速度为
故B错误；
CD．由图可知0到32s内，4s前和谐号速度大于复兴号速度，24秒后复兴号速度大于和谐号速度，所以在0到32s内在24s末两车头相距最远，故C正确，D错误。
故选C。
3．B
【详解】对滑块受力分析，受到支持力、水平拉力与重力，如图所示
设物体所在处斜面倾角为θ，因处于平衡状态，水平外力为
F=mgtanθ
曲面物体A对小物块B的支持力为
A．缓慢沿曲线面向上移动一小段距离的过程中，θ增大，则水平外力F增大，故A错误；
B．整体水平方向受力平衡，可得地面对物体A的摩擦力
f=F
所以地面对物体A的摩擦力逐渐增大，故B正确；
C．缓慢沿曲线面向上移动一小段距离的过程中，θ增大，csθ减小，曲面物体A对小物块B的支持力逐渐增大，故C错误；
D．把AB看成一个整体，根据竖直方向受力平衡可得地面对曲面物体A的支持力不变，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】AC．钩码由最上端向下运动的过程中是由静止开始运动，所以从开始运动至最低点过程中，先是加速下降，后是减速下降，其加速度的方向先是向下的，后是向上的，所以是先失重后超重，故AC错误；
BD．钩码由最低点上升到最高点的过程，先向上加速后向上减速，加速度先向上后向下，先出现超重现象，后出现失重现象，故B错误D正确。
故选D。
5．C
【详解】A．设B对C的支持力与竖直方向的夹角为，根据几何关系可得
解得
匀速运动时，根据平衡条件可得
解得C对B的压力等于
故A错误；
B．当车匀加速运动时
可知B对C的支持力比静止时大，故B错误；
C．当C脱离A时
根据牛顿第二定律可得
故C正确；
D．匀加速时加速度方向沿水平方向，不会对竖直方向力的大小有影响油桶对车厢底板的总压力与静止时相等，故D错误。
故选C。
6．BC
【详解】AB．两根耙索的合力大小为
A错误，B正确；
CD．由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为
C正确，D错误。
故选BC。
7．CD
【详解】以滑块为研究对象，因滑块匀速运动，原先合力为零，斜面对其作用力与其重力相平衡，加上力F后，滑块的合力即为F，所以滑块将加速下滑；
以斜劈为研究对象，其受力如图所示
受到滑块沿斜面向下的滑动摩擦力与滑块垂直于斜面向下的压力，且大小不变，两个力的合力等于滑块的重力，方向竖直向下，所以地面对其的支持力等于整体重力之和，斜劈与地面无静摩擦力的作用，故AB错误，CD正确。
故选CD。
8．AC
【详解】C．由图可知，A、B二者开始时对地静止，当拉力为4N时开始对地滑动；故B与地面间的最大静摩擦力为Ff=4N；当拉力为F1=10N时，AB相对滑动，此时A的加速度为5m/s2；当拉力为F2=12N时，B的加速度为10m/s2，对A分析可知
解得A、B间的动摩擦因数
C正确；
AB．对B分析可知
对整体有
联立解得
B错误A正确；
D．则由
解得B与地面间的动摩擦因数
D错误。
故选AC。
9． B 不可以 D
【详解】（1）[1] 是通过实验方法得出的，其方向一定与AO方向相同；
（2）[2]合力与分力的作用效果相同，所以本实验的科学方法是等效替代法，故B符合题意ACD不符合题意．
（3）[3]在同一对比实验的两次操作中，为了保证合力与分力的作用效果相同，O点位置不可以变动．
（4）[4]对点O受力分析，受到两个弹簧的拉力和橡皮条的拉力，如图，其中橡皮条长度不变，其拉力大小不变，Oa弹簧拉力方向不变，Ob弹簧拉力方向和大小都改变
根据平行四边形定则可以看出b的读数先变小后变大，a的读数不断变小，故ABC不符合题意，D符合题意．
10． AD/DA 远小于 小于 大于 不需要 需要
【详解】（1）[1]A．为了保证滑块受到的绳子拉力是恒力，需要调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，故A正确；
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上，故B错误；
C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，故C错误；
D．平衡摩擦力后，每次改变木块上的砝码质量时，只要保持倾角不变，不需要重新调节木板倾斜度，故D正确。
故选AD。
（2）[2]为了保证在改变木块上的砝码质量时，木块所受的拉力近似不变，以木块和木块上砝码为对象，根据牛顿第二定律可得
以砝码桶及桶内砝码为对象，根据牛顿第二定律可得
联立可得
可知在改变时，为了使绳子拉力几乎等于砝码桶及桶内砝码总重力，需要砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量。
（3）[3][4]根据牛顿第二定律可得
解得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可得
可知小于，大于。
（4）[5][6]由图可知，弹簧测力计可以直接测出小车所受的合外力，不需要满足M远大于m，为了使绳子拉力为小车所受的合力，仍然需要平衡摩擦力。
11．（1）24m；（2）不相撞，6m
【详解】（1）内乙车位移
甲车位移
乙车开始刹车时两车间的距离
（2）设甲车刹车后经过时间t相撞，有
联立可知，无解，所以不相撞。设甲车刹车后经过时间t距离最近（即速度相等）
解得
两车间的最近距离
12．（1），；（2）
【详解】（1）当筒获得一个初速度后，对筒受力分析，由牛顿第二定律
代入数据解得，筒的加速度大小为
方向竖直向上；对羽毛球受力分析，由牛顿第二定律
代入数据解得，羽毛球的加速度大小为
方向竖直向下；
（2）设当筒与羽毛球达到共速时间为t，根据运动学公式
解得
在这段时间内，筒向下运动的位移为
羽毛球向下运动的位移为
由运动学关系
代入数据，联立解得
所以若要敲打一次就使羽毛球头部能到达筒口以上，筒获得的初速度至少为。
13．（1）；（2）
【详解】（1）煤块刚放上传送带时，受到沿传送带向下的摩擦力，设煤块的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得
解得
煤块从放上传送带到与传送带共速所用时间为
此过程煤块运动的位移为
煤块速度达到后，受到沿传送带向上的摩擦力，由于
煤块仍将加速下滑，设煤块的加速度大小为，根据牛顿第二定律可得
解得
煤块从与传送带共速到底端B通过的位移为
根据运动学公式有
解得
或（舍去）
故煤块从A运动到B的时间为
（2）煤块从放上传送带到与传送带共速，煤块相对于传送带向上运动，发生的相对位移为
煤块从与传送带共速到底端B，煤块相对于传送带向下运动，发生的相对位移为
由于
可知煤块从A运动到B的过程中在传送带上形成的黑色痕迹的长度为。