河南省金科新未来2024-2025学年高一（上）12月质量检测物理试卷（解析版）

这是一份河南省金科新未来2024-2025学年高一（上）12月质量检测物理试卷（解析版），共18页。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置．
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效．
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚．
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交．
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1. 《汉书·艺文志》录有“庞子云：愿闻其人情物理。”是中文“物理”一词最早出处，泛指一切事物的常理。下列关于一些物理现象、规律、思想与方法的说法正确的是（ ）
A. 牛顿运动定律都是可以用实验直接验证的规律
B. 鸡蛋掉在水泥地面会碎，是因为地面对鸡蛋的力大于鸡蛋对地面的力
C. 重力的施力物体是地球，所以地球不可能是受力物体
D. 探究加速度与物体质量、所受合外力的关系时，利用了控制变量的实验方法
【答案】D
【解析】A．牛顿第一定律是以实验为基础，通过逻辑推理得来的；因绝对不受力的物体是没有的，所以不能通过实验直接验证，故A错误；
B．地面对鸡蛋的力与鸡蛋对地面的力是一对相互作用力，大小总是相等，故B错误；
C．力作用是相互的，施力物体同时也是受力物体，故C错误；
D．研究加速度与质量关系时，需要保持外力不变，改变质量；研究加速度与外力关系时，需要保持质量不变，改变外力，此实验方法为控制变量法，故D正确。
故选D。
2. 下列关于四幅图中惯性的描述正确的是（ ）
A. 甲图中将锤柄朝下，在地面上磕几下，可以使松动的榔头变紧固，是因为锤柄接触地面后惯性消失
B. 乙图中将压在中性笔下方的纸条迅速抽出，中性笔屹立不倒，是因为抽出纸条速度快惯性大
C. 丙图中匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球（不计空气阻力）由于惯性将仍会落回弹射管
D. 丁图中宇航员在空间站中能够“漂浮”起来，是因为在空间站中惯性消失
【答案】C
【解析】A．甲图中将锤柄朝下，在地面上磕几下，可以使松动的榔头变紧固，是因为锤柄接触地面后停止，而锤头由于惯性继续下运动，A错误；
B．乙图中将压在中性笔下方的纸条迅速抽出，中性笔屹立不倒，是因为中性笔具有惯性，保持原来的运动状态，惯性大小只跟质量有关，与速度无关。B错误；
C．丙图中匀速运动的小车上装有弹射管，弹出的钢球（不计空气阻力）由于惯性水平方向上保持匀速运动将仍会落回弹射管，C正确；
D．惯性是物质的基本属性，大小只跟质量有关，与运动状态和位置无关。D错误。
故选C 。
3. 如图所示，在两竖直墙壁间一轻质弹簧水平放置，一端固定在O点，另一端将一厚度为d的木块1压在墙壁上，保持静止状态；现将图中木块换成质量与材质完全相同、厚度为的木块2（图中未画出），仍保持静止状态，将墙壁对木块1、2的摩擦力大小分别记为、，木块1、2的最大静摩擦力大小分别为、，弹簧始终在弹性限度内．则下列关系正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB．根据平衡条件，墙壁对木块1、2的摩擦力大小均等于它们的重力，故
AB错误；
CD．由于木块2的厚度，故弹簧的压缩量增大，则对墙壁的正压力增大，故最大静摩擦力增大，则有
C错误，D正确。
故选D。
4. 一小车从A地由静止开始做匀加速直线运动驶向B地，已知小车在最初的t时间内运动的位移为s，在到达B地前最后的t时间内，小车运动的位移为ks（k为常数，且），则小车从A地到B地的时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】根据题意，由匀变速直线运动位移公式可得，在最初的t时间内
设小车运动的总时间为T，在最后的t时间内
联立解得
故选A。
5. 如图所示，将6个完全相同且质量分布均匀的“⌒”形物体叠放在水平地面上，每个物体的接触点均在底端和顶端，整个系统处于静止状态．将最下面一排每个物体左侧底端（即A、B、C点）对地面的压力大小记为、、，则（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】以上面两排物体为整体，则最下面一排物体对上面4个接触点的支持力大小为
对最下面最左侧物体分析，由平衡条件及牛顿第三定律有
可得
同理可得，对最下面最右侧物体有
对最下面中间物体有
解得
则
故选B。
6. 如图所示，高铁站台上，5位旅客在各自车厢候车线处候车，若动车每节车厢长均为l，动车进站时做匀减速直线运动．站在2号候车线处的旅客发现1号车厢完全经过他所用的时间为t，动车停下时该旅客刚好在2号车厢门口（2号车厢最前端）．则1号车厢的头部经过5号候车线处的旅客时的速度大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】采用逆向思维可知，动车连续经过相等的位移所用的时间之比为
则动车第1节车厢最前端从经过5号候车线处旅客到停下所用的时间为第1节车厢经过2号候车线处旅客用时的2倍，历时2t，动车第1节车厢最前端从经过5号候车线处旅客到停下总位移为4l，用时2t，则平均速度为
由以上逆向思维可知
则加速度
设车头到2号候车线处时速度为，逆向思维可知
设车头到5号候车线处时速度为，逆向思维可知
解得
同时又有
所以
故选B。
7. 如图甲所示，用两根手指对称地抓起一个截面为圆的杯盖．将其简化成如图乙所示，手指与杯盖截面始终处于竖直平面内，手指接触点1、2的连线水平且相距为L，截面半径为，两接触点与圆心的连线与水平方向的夹角均为，手指和杯盖间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，能保持杯盖始终静止，则L不能小于（ ）
A. 3.6cmB. 4cmC. 4.8cmD. 5.4cm
【答案】C
【解析】对杯盖两接触点受力分析如图所示
设杯盖质量为m，保持静止则有
所以则有
可得
由图可知
联立可得
解得
故选C。
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．
8. 如图所示，一圆形框架竖直放置，O为圆心，框架可绕圆心处的转轴转动．现用两根不可伸长且等长的轻绳一端分别固定在框架上的A、B点，另一端一起拴住一个小球（可视为质点）处于圆心O的位置，开始整个系统处于静止状态，OA水平，．现让圆形框绕转轴顺时针缓慢转动90°，则此过程中（ ）
A. OA间轻绳拉力先增大后减小B. OA间轻绳拉力先减小后增大
C. OB间轻绳拉力一直减小D. OB间轻绳拉力一直增大
【答案】AC
【解析】在圆形框架顺时针缓慢旋转90°过程中，∠AOB保持不变，由三力平衡推论知三力平移后会组成一闭合三角形，并建立一个矢量圆模型，如图所示
表示OA间轻绳拉力，表示OB间轻绳拉力．由图可知：先增大后减小，一直减小。
故选AC。
9. 水平地面上甲、乙两个物块的位移一时间图线如图所示．已知甲的图线为一条顶点为的抛物线，乙的图线为一过原点的直线．两条图线一个交点的坐标为。则下列说法正确的是（ ）
A. 时刻甲物块追上乙物块
B. 甲物块在做匀加速直线运动，其加速度大小为
C. 图中甲、乙两个物块再次相遇的时刻为
D. 如果两个物块只相遇一次，则必有
【答案】BD
【解析】A．由图像可知，乙物块为匀速直线运动，其速度
第一次相遇时，为乙追上甲的情形，A错误；
B．由题意可知，甲做初速度为零的匀加速直线运动，根据，将点坐标代入可求出
B正确；
C．两个物块相遇条件为抛物线与直线相交，根据题意有
代入可知
C错误；
D．根据前面的相遇条件可知，当方程
有一个解时即为相遇一次，即二次方程中，解得
D正确。
故选BD。
10. 如图所示，有一倾斜固定放置的“V”形槽，槽两侧面间的夹角为120°，且两侧面与水平面间的夹角相等，槽的棱与水平方向的夹角为30°，槽足够长．一小段质量为的匀质圆柱体放在“V”形槽中，并在沿槽的棱向上的推力F（图中未画出）作用下恰好能沿槽匀速滑动。已知圆柱体与槽两个侧面间的动摩擦因数均为，重力加速度。则下列说法正确的是（ ）
A. 圆柱体对槽每个侧面的压力大小均为
B. 圆柱体对槽每个侧面的压力大小均为15N
C. 推力F的大小可能为
D. 推力F的大小可能为6N
【答案】BD
【解析】AB．圆柱体的重力可以分解为沿槽棱方向向下的分力与垂直于槽棱方向的分力，如图甲，垂直于槽顶方向的分力又进一步分解为两个挤压斜面的压力，如图乙，由几何关系可知
解得
A错误，B正确；
CD．若圆柱体沿槽向上匀速滑动，则有
若圆柱体沿槽向下匀速滑动，则有
C错误，D正确．
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11. 某同学用如图甲所示的装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验，主要步骤如下：
①用两个相同的弹簧测力计沿纸面互成角度拉套在橡皮筋结点的细绳套，使橡皮筋伸长，结点到达纸面上某一位置静止，记为O；
②记录两个弹簧测力计的拉力和的大小和方向；
③只用一个弹簧测力计拉绳套，使结点仍到位置O；
④按照力的图示要求，作出拉力、、；
⑤根据力的平行四边形定则作出和的合力F；
⑥比较F与的大小、方向的一致程度，
（1）以上步骤操作中有重要遗漏的是______（填步骤前的数字序号），遗漏的操作内容是______；
（2）根据实验数据，该同学作出实验结果图如图乙所示，则______（填“F”或“”）一定沿AO方向；
（3）图丙是某次实验记录的部分信息，其中合力；与合力F夹角为60°，与合力F夹角为30°，则的大小为______N。
【答案】（1）③ 记录弹簧测力计的拉力的大小和方向 （2） （3）3
【解析】
【小问1解析】
步骤③有重要遗漏，还需要记录弹簧测力计拉力的大小和方向；
【小问2解析】
F为平行四边形的对角线，是合力的理论值；是单独用一个弹簧测力计测出的合力的实验值，因此的方向一定沿AO的方向；
【小问3解析】
根据平行四边形定则，可知
12. 某物理实验小组的同学利用如图甲所示的装置探究加速度与力、质量的关系。
（1）图甲的实验器材的安装中，有两处不合理，分别是______、______；
（2）为了使小车所受的拉力与砝码及砝码盘的总重力近似相等，还需要满足小车质量______（填“等于”“远大于”或“远小于”）砝码及砝码盘的总质量．将仪器经过正确的调试后进行实验，释放小车使其做匀加速直线运动，打出一条纸带，已知电源频率为50Hz，每两个计数点间还有4个点未画出，测出各段数据如图乙所示，则小车的加速度大小为______（保留2位有效数字）；
（3）利用相关数据作出图像如图丙所示，则由图可知，加速度a与力F成______比，为了更直观地判断小车加速度a与质量m的关系，应作出______（填“m”“”“”或“”）图像。
【答案】（1）小车应靠近打点计时器放置 长木板水平放置，未补偿阻力
（2）远大于 0.51 （3）正
【解析】
【小问1解析】
小车释放时应靠近打点计时器放置、长木板计时器那端应适当垫高补偿阻力；
【小问2解析】
小车所受的拉力与砝码及砝码盘的总重力近似相等，还需要满足小车质量远大于砝码及砝码盘的总质量；
根据题意可知相邻计数点的时间间隔
小车加速度
【小问3解析】
由图丙可知，a与F成正比．由实验结论可知a与质量m成反比，与成正比，为了更直观地判断小车加速度a与质量m的关系，应作出图像。
13. 为了限速和更快减速，在高速出口附近的高速公路上设有减速带．如图所示，在平直的高速公路上，轿车甲因错过出口违停在减速带内处；轿车乙以（大小未知）的速度匀速行驶、在距减速带前处发现轿车甲后立即刹车减速，乙在进入减速带前、后的减速过程可看作两个连续的匀变速直线运动，轿车乙在到达减速带之前的加速度大小在进入减速带后的加速度大小，甲、乙两车恰好未相撞（忽略轿车大小）．
（1）求轿车乙匀速行驶的速度的大小；
（2）若轿车乙在工处发现轿车甲立即以加速度大小刹车减速的同时，给甲闪大灯发出信号，甲车司机立即以的加速度匀加速前进．求两车间的最短距离d。
【答案】（1）30m/s （2）27m
【解析】（1）设乙车初速度方向为正方向，设轿车乙运动到减速带前的速度大小为，有
因甲、乙两车恰好未相撞，有
联立解得
，
（2）当两车速度相等时，两车的距离最小，设轿车乙在减速带外即与甲车达到共速，经历的减速时间为，则有
代入题中数据解得
此时乙车速度为
故假设成立，则两车间的最短距离
代入题中数据，解得
14. 如图所示，轻绳的一端固定在竖直墙壁的A点，与墙壁间夹角为60°的倾斜轻质硬杆的一端固定在A点正下方的B点，将轻绳跨过轻杆右端C的光滑定滑轮悬挂一质量为的小球D。对小球施加一水平向左的力F（图中未画出），使小球处于静止状态，此时AC段轻绳与墙壁间的夹角为30°，CD段轻绳与竖直方向间的夹角，重力加速度，小球可视为质点，不计轻绳与滑轮间的摩擦以及滑轮的大小。
（1）求AC段轻绳拉力T以及水平向左的力F的大小；
（2）求轻绳对定滑轮的作用力的大小和方向；
（3）若施加在小球上的力的大小和方向可在竖直平面内调节，求能保持小球在图示位置静止时，施加在小球上力的最小值及方向。
【答案】（1）， （2），方向水平向左
（3）2.5N，方向垂直CD段轻绳斜向左上方
【解析】
【小问1解析】
对小球受力分析如图所示
则有轻绳CD段的拉力大小为
因跨过光滑定滑轮，故AC段轻绳拉力大小
由平衡条件可得
解得
【小问2解析】
由几何关系可得
又
所以轻绳对定滑轮的作用力大小为
方向水平向左。
【小问3解析】
根据三力平衡的关系，可知，当对球施加的力垂直CD段轻绳斜向左上方保持小球静止在图示位置时，对球施加的力最小，如图所示
则有
方向垂直CD段轻绳斜向左上方。
15. 某同学找来一根轻质弹簧，通过一系列规范操作描绘出该弹簧弹力大小与弹簧长度的关系如图甲所示．然后他将此弹簧连接在A、B两物块间，将A套在固定在平台的竖直杆上（杆足够长），将B叠放在物块C上，A、B等高，弹簧水平，此时A、B间距离（即弹簧长度）为，整个装置始终处于静止状态，如图乙所示．已知三个物块质量均为，物块均可视为质点、B与C间、C与地面间的动摩擦因数相等，最大静摩擦力等于滑动摩擦力、弹簧始终处在弹性限度内、重力加速度．
（1）求弹簧的劲度系数k；
（2）求C与地面间的摩擦力大小及动摩擦因数的大小满足的条件；
（3）现将B、C均锁定在地面上，对A施加竖直向上的力F，使A沿杆缓慢上升，力F大小随A上升高度h的变化如图丙所示，已知物块A与杆间动摩擦因数，求：
①使A物块刚离开地面时的力F的大小；
②图丙中a、b大小。（结果可保留根号）
【答案】（1）300N/m （2）9N，
（3）①14.5N，②7.5cm，
【解析】（1）由图甲可知，弹簧原长为，由胡克定律
代入图中数据（21cm，9N），解得
（2）对B、C整体由平衡条件可知地面对C的摩擦力大小为
要保持静止则有
由于B、C及C与地面间的动摩擦因数相等，对B分析可知此时B所受摩擦力大小也为9N，则保持静止则有
综上可解得C与地面间的动摩擦因数的大小应满足
（3）
①A刚离开地面时，由平衡条件得
联立解得
②A缓慢上升，视为平衡状态，弹簧弹力先减小再增大，由于当
则根据平衡条件可知，高度小（高度为a时）的时候弹簧处于压缩状态，弹簧弹力为，设此时弹簧与竖直方向间的夹角为，A与杆间的弹力为N，由平衡条件有
解得
由几何关系得
解得
高度大（高度为b时）的时候弹簧处于原长状态，则有