2024~2025学年河南省新高中创新联盟TOP二十名校高一上学期12月调研考试物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年河南省新高中创新联盟TOP二十名校高一上学期12月调研考试物理试卷（解析版），共20页。试卷主要包含了本卷命题范围，5m/sB等内容，欢迎下载使用。
全卷满分100分，考试时间75分钟
注意事项：
1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并收回。
4.本卷命题范围：必修第一册。
一、单项选择题（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符合题目要求）
1. 在物理学的重大发现中科学家创造出了许多物理学研究方法，如比值法、理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法、微元法等。以下关于所用物理学研究方法的叙述，正确的是（ ）
A. “理想化模型”是研究问题中实际存在的
B. 根据速度定义式，当非常非常小时，v表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想法
C. 在不需要考虑物体的大小和形状时，用质点来代替实际物体，采用了等效替代法
D. 定义加速度用了比值法，加速度与成正比
【答案】B
【解析】A．“理想化模型”是为了使研究的问题得以简化或研究问题方便而进行的一种科学的抽象，实际中不存在，A错误；
B．根据速度定义式，当非常非常小时，v表示物体在t时刻的瞬时速度，该定义应用了极限思想法，B正确；
C．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法叫建立理想化的物理模型的方法，C错误；
D．定义加速度用了比值法，加速度与无关，D错误。
故选B。
2. 下列四个位移x与时间t或速度v与时间t的关系图像，其中可以表示匀减速直线运动的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】AB．根据图像的斜率表示速度可知，A、B中的图像均表示做匀速直线运动，故AB错误；
CD．匀减速直线运动，可知图像应为斜率为负的倾斜直线，故C错误，D正确。
故选D。
3. 中国高铁技术位于世界前列。某同学乘坐高铁列车时，可通过观察列车铁轨旁里程碑和车内电子屏上显示的动车速度来估算列车进站时的加速度大小。当他身边的窗户经过某一里程碑时，屏幕显示的列车速度是，随后该窗户又连续经过了3个里程碑时，速度变为，已知两相邻里程碑之间的距离是。若列车进站过程视为匀减速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A. 列车窗户经过两相邻里程碑的速度变化量均相同
B. 列车窗户经过两相邻里程碑的时间越来越短
C. 列车还要行驶才能停下来
D. 列车进站的加速度大小为
【答案】D
【解析】AB．列车做匀减速直线运动，加速度不变，速度越来越小，经过相同的位移所用时间越来越长，根据加速度定义式
可知，速度变化量越来越大，故AB错误；
CD．设列车运动方向为正方向，由
题意可知
，
联立解得
即动车进站的加速度大小为，负号表示动车做减速运动，设动车还要行驶才能停下来，则有
代入数据解得
故C错误，D正确。
故选 D
4. 如图甲所示是上个世纪八九十年代盛行的儿童游戏“抓子儿”，能很好培养儿童反应和肢体协调能力。某次游戏中，儿童将小石子以初速度从Q点正上方离地高处的O点竖直向上抛出，然后迅速用同一只手沿如图乙箭头所示轨迹运动，将水平地面上相隔一定距离的P、Q处的小石子捡起，并将抛出的石子在落地前接住，P、Q相距30cm，不计抓石子的时间，不计空气阻力，重力加速度，则手移动的平均速率至少为（ ）
A. 0.5m/sB. 1m/sC. 2m/sD. 3m/s
【答案】C
【解析】设手移动的平均速率至少，由题可得，手的移动的时间
取竖直向上的方向为正方向，根据竖直上抛的规律可知
又
联立解得
故选C。
5. 如图所示，质量为的光滑圆球B紧靠竖直墙壁置于光滑水平地面上，质量为m的均匀圆球A用一定长度的轻质细绳悬挂于竖直墙壁上的P点，为两球的球心，平衡时，与竖直方向的夹角，且两球心的连线与恰好垂直，若P点稍向下移动一小段，且改变绳长使两球心的连线与仍然垂直，再次平衡后，与P点移动前相比（ ）
A. 细绳的拉力变大B. B球对A球的支持力变小
C. 地面对B球的弹力变大D. 墙面对B球的弹力变大
【答案】C
【解析】AB．对A受力分析，根据力的合成与分解可得
开始时，按照题目所说变大，故容易知道，细绳对A球的拉力变小，B球对A球的支持力变大，AB错误；
CD．对B受力分析，根据力的合成与分解可得
开始时变大，可知地面对B球的支持力变大，墙面对B球的支持力变小，C正确，D错误。
故选C
6. 如图所示，光滑斜面固定于箱子底部，轻弹簧上端固定，下端与物体m连接，当箱子处于静止状态时，物体m恰好静止不动，弹簧的伸长量为x，当整体处于以下状态，可能使稳定后弹簧伸长且伸长量小于x的是（ ）
A. 使箱子水平向右做匀减速直线运动B. 使箱子做自由落体运动
C. 使箱子竖直向上做匀加速直线运动D. 给物体m施加竖直向下的外力
【答案】A
【解析】A．设物体重力为mg，当箱子处于静止状态时，物体恰好静止不动，弹簧的伸长量为x，由胡克定律和平衡条件得
使箱子水平向右做匀减速直线运动，加速度水平向左，设加速度为a，在沿斜面方向根据牛顿第二定律可得
可知
故A正确；
B．使箱子做自由落体运动，则弹簧处于原长，故B错误；
C．使箱子竖直向上做匀加速直线运动，设加速度为a，在沿斜面方向根据牛顿第二定律可得
可知
故C错误；
D．给物体m施加竖直向下的外力，弹簧伸长量变大，故D错误。
故选 A。
7. 铁路部门在城际常规车次中实行交错停车模式，部分列车实行一站直达。假设两火车站之间还均匀分布了4个车站，列车的最高速度为。若列车在进站和出站过程中做匀变速直线运动，加速度大小均为，其余行驶时间内保持最高速度匀速运动，列车在每个车站停车时间均为，则一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】由题可知，列车加速到速度最大所用的时间为
列车进站加速与出站减速时的加速度相等，故
设一站直达列车匀速行驶用时为t，“站站停”列车匀速行驶用时，根据题意可知
一站直达列车比“站站停”列车节省的时间为
联立解得
故选C。
二、多项选择题（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. 如图所示四幅图为物体做直线运动的图像，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中，物体在内位移为0
B. 乙图中，物体在内位移不为0
C. 丙图中，阴影面积表示时间内物体的平均速度
D. 丁图中，时物体的速度为
【答案】AD
【解析】A．图甲可知在内，物体的终点与起点重合，位移为0，故A正确；
B．在图像中，图像与坐标轴所围的面积表示位移，则物体在内位移为
故B错误；
C．根据加速度的定义式有
解得
可知，丙图中，阴影面积表示时间内物体的速度的变化量，故C错误；
D．根据位移公式有
变形得
结合图解得
则丁图中时物体的速度为
故D正确。
故选 AD。
9. 如图甲所示，某同学站在体重计上观察超重与失重现象。由稳定的站姿变化到稳定的蹲姿称为“下蹲”过程，由稳定的蹲姿变化到稳定的站姿称为“起立”过程。他稳定站立时，体重计的示数为。已知重力加速度大小为g，关于实验现象，下列说法正确的是（ ）
A. 图乙记录的是他完成两次“蹲起”的过程
B. 图乙记录的是他先“起立”稳定后又“下蹲”的过程
C. 该同学下蹲过程中，其重心向下加速度的最大值约为0.6g
D. 该同学站起过程中，其重心向上加速度的最大值约为0.4g
【答案】CD
【解析】AB．图乙图像中第一次变化，显示支持力先小于重力再大于重力，即先失重后超重，因此为下蹲过程；第二变化，显示支持力先大于重力再小于重力，即先超重后失重，因此为起立过程，故A、B错误；
C．由图像可知，该同学体重
该同学质量
由图像可知，下蹲过程中F的最小值约为。由牛顿第二定律可知，其重心向下加速度的最大值约为
故C正确；
D．该同学站起过程中，F的最大值约为，其重心向上加速度的最大值约为
故D正确。
故选 CD。
10. 足够长的水平公路上，甲、乙两辆小车（看成质点）同向做直线运动，计时开始（时刻），甲从坐标原点做初速度为0的匀加速直线运动，乙从坐标处做匀减速直线运动，它们的加速度大小相等，甲、乙运动的（位移—速度）图像如图所示，两图像都是抛物线，根据图像提供的信息，关于图中的取值，下列判断正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】根据图像可知，甲从坐标原点做初速度为0的匀加速直线运动，运动到处，其速度变为，根据可以求得加速度大小
根据题意，甲、乙的加速度大小相等，乙从坐标处做匀减速直线运动，由图像可知其初速度
回到坐标原点时速度为，则
同理可得
联立解得
故选BC。
三、实验题（本题共2小题，共15分）
11. 某兴趣小组利用如图所示的装置测量重力加速度g，B为光电门。实验过程如下：
a、测出小球的直径d；
b、将光电门水平固定，用刻度尺测出小球在A处时球心到光电门的距离h；
c、把小球从A处由静止释放，经过光电门B时光电计时器可记录小球通过光电门的挡光时间t；
d、保持小球释放位置A不变，改变光电门的位置，测得不同h对应的挡光时间t；
请回答下列问题：
（1）实验室提供下列小球，最合适实验的是____________。
A. 塑料球B. 小木球C. 小钢球D. 玻璃球
（2）小球通过光电门的速度____________（用实验测得的已知量表示）。
（3）该同学想用图像处理数据，为了能直观地反映t随h的变化，应该作填____________（选填“”“”“”或“”）图像，若图像是过原点的一条倾斜直线，且直线的斜率为k，则重力加速度____________。
【答案】（1）C （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
为了减小阻力的影响，小球应选择质量大一些，体积小一些的，则选择小钢球最合适。
故选C。
【小问2解析】
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度可知，小球通过光电门的速度为
【小问3解析】
由运动学公式有
为了能直观地反映t随h的变化，图像应该是一条直线，由
得到
因此应该作图像，图像的斜率为
则
12. 某学习小组用如图甲所示的实验装置测量木块与长木板之间的动摩擦因数，将左端带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，轻绳跨过滑轮后左端与重物连接，右端与装有力传感器的木块连接，力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F，木块右端连接穿过打点计时器的纸带，通过纸带可以计算木块的加速度大小a，改变重物的质量，进行多次实验。
（1）下列说法正确的是__________。
A. 调节滑轮高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B. 调节长木板倾斜度，平衡木块受到的滑动摩擦力
C. 实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D. 重物的质量应远小于木块的质量
（2）已知交流电源的频率为50Hz，实验得到的一条纸带如图乙所示（图中每两个计数点间还有四个点未画出），则在该次实验中，小车运动的加速度大小为__________（结果保留三位有效数字）。
（3）两同学在实验室各取一套图甲所示的装置放在水平桌面上，研究木块的加速度a与拉力F的关系，他们分别得到图丙中1、2两条直线。设两木块质量分别为、，两木块与木板间的动摩擦因数分别为、，由图可知，__________，__________（均选填“>”“
【解析】
【小问1解析】
A．使细绳对木块的拉力沿木块运动方向，应调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，故A正确；
B．为本实验需要测量木块与长木板之间的动摩擦因数，所以不需要平衡摩擦力，故B错误；
C．实验时应先接通打点计时器的电源，再放开木块，故C错误；
D．本实验中力传感器可以直接测出绳子的拉力大小F，重物的质量不需要远小于木块的质量，D错误。
故选A。
【小问2解析】
相邻两计数点间的时间间隔为
根据逐差法求出小车运动的加速度大小为
【小问3解析】
根据牛顿第二定律可得
整理得
由图像的斜率和纵轴截距大小关系可知
，
四、计算题（本题共3小题，共计39分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13. “礼让斑马线”是文明行为，也是法律责任，更是城市文明最直观的体现！某小学附近，司机师傅正驾驶着汽车以的速度在水平路面上匀速行驶，在距离斑马线处，他发现小朋友排着长的队伍从斑马线一端开始通过，如图所示，师傅立即刹车，最终恰好停在斑马线前，假设汽车在刹车过程中做匀减速直线运动。
（1）忽略师傅的反应时间，求从开始刹车到汽车停止所用的时间和汽车在刹车过程中加速度的大小。
（2）若路面宽，小朋友行走的速度，求汽车停在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间。
（3）若师傅经过一定的反应时间后，立即以大小为的加速度减速行驶，最后汽车车头刚好停在斑马线，则该司机的反应时间是多少？
【答案】（1）， （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
根据
其中
可得刹车时间为
刹车时的加速度大小为
【小问2解析】
小朋友通过时间为
所以汽车停在斑马线前等待小朋友全部通过所需的时间为
【小问3解析】
以大小为的加速度减速行驶的刹车时间为
刹车过程的位移大小
司机的反应时间为
14. 如图所示，半球形容器固定在地面上，容器内壁光滑，质量分布均匀的光滑球A和同种材质构成的质量分布均匀的光滑球B放在容器内处于平衡状态，已知容器、A、B半径之比为，球B的质量为m，一水平力F作用在A球上，且力F的延长线过A球球心，缓慢推动A球，重力加速度为g，球的体积公式为。
（1）当球A的球心与半圆形容器的球心在同一竖直线上时，求水平力F的大小。
（2）如果水平力F作用在B球上，且力F的延长线过B球球心，缓慢推动B球，当球B的球心与半圆形容器的球心在同一竖直线上时，求水平力F的大小。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1解析】
受力分析如图所示
设B球的半径为r，则有
即是直角三角形。根据力的平衡可知，球B对球A的压力
由于A球受力平衡，则有
【小问2解析】
球的体积公式为
A、B半径之比为，则
受力分析如图所示
设B球的半径为r，则有
即是直角三角形，根据力的平衡可知，球B对球A的弹力
由于B球受力平衡，则有
根据牛顿第三定律可知
联立解得
15. 如图所示，质量为的足够长木板C置于水平面上，滑块A、B质量均为，置于C上，B位于A右方处。A、C间的动摩擦因数，B、C间及C与地面间的动摩擦因数。时刻给C施加一水平向右、大小可调的恒力F。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取。
（1）若，求滑块A、B的加速度大小；
（2）若，求A、B第一次相遇的时刻；
（3）设A、B第一次相遇的时刻为t，在如图所示坐标系中画出与F的关系图像（不需要写出推导过程）。
【答案】（1）， （2）
（3）
【解析】
【小问1解析】
若，假设A、B、C相对静止，一起向右加速，则对整体由牛顿第二定律得
解得
对B由牛顿第二定律得
而B与C之间的最大静摩擦力
可知
所以假设不成立，B与C之间出现了相对运动，对B由牛顿第二定律得
解得
对由牛顿第二定律得
解得
【小问2解析】
若，对B由牛顿第二定律得
解得
对由牛顿第二定律得
解得
由运动学公式可得
解得，从刚开始施加力至A、B第一次相遇所用时间为
【小问3解析】
当之间即将发生相对滑动，对B由牛顿第二定律得
解得
对整体由牛顿第二定律得
解得
当之间即将发生相对滑动，对A由牛顿第二定律得
解得
则对整体由牛顿第二定律得
解得
若，由
可知
保持不变，画出与F关系图像如图所示