2024~2025学年河南省名校大联考高一上学期12月月考物理试卷（解析版）

这是一份2024~2025学年河南省名校大联考高一上学期12月月考物理试卷（解析版），共17页。
考生注意：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上，并将考生号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交回。
一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 如图所示，一辆小汽车在平直公路上从静止开始启动，启动阶段加速度先增大后减小。在小汽车启动过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 小汽车的速度先增大后减小
B. 在连续相等的时间内，小汽车的速度变化量增大
C. 在连续相等的时间内，小汽车的速度变化量减小
D. 通过连续相等的位移，小汽车所用时间变短
【答案】D
【解析】A．汽车启动阶段加速度与速度同向，可知速度一直在增大，故A错误；
BC．小汽车的速度变化量
在连续相等的时间内，加速度先增大后减小，速度变化量先增大后减小，故BC错误；
D．汽车启动阶段速度一直在增大，通过连续相等的位移，小汽车所用时间变短，故D正确。
2. 在物理学中，牛顿是国际单位制中的一个单位，是以创立经典力学的牛顿命名的。下列判断正确的是（ ）
A. 牛顿是国际单位制的基本单位B. kg·m/s表示力的单位
C. 表示功率的单位D. kg/（m·s）表示压强的单位
【答案】C
【解析】A．牛顿不是国际单位制中的基本单位，A错误；
B．根据牛顿第二定律
可知力的单位
B错误；
C．根据功率的公式
可知功率的单位为
C正确；
D．根据压强的公式
可知压强的单位为
D错误。
故选C。
3. 一辆汽车在公路上行驶，在某段时间内运动位移x随时间t的变化关系如图所示，图像为一段过原点的抛物线。从t=0时刻开始计时，下列判断正确的是（ ）
A. 汽车做曲线运动
B. 汽车的加速度恒定
C. 汽车做加速度增大的直线运动
D. 汽车由静止开始做加速度减小的加速运动
【答案】B
【解析】根据位移时间关系有
可知，x-t图线为顶点在坐标原点的抛物线，则汽车做初速度为零的匀加速直线运动，加速度保持恒定不变。
故选B。
4. 蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动。在某次活动中，很长的橡皮绳一端绑在蹦极爱好者踝部，另一端固定在高处建筑物上，蹦极爱好者从高处由静止竖直向下跳出，已知橡皮绳的弹力与其伸长量成正比，不计空气阻力。下列判断正确的是（ ）
A. 从橡皮绳刚拉直到最低点的过程中，蹦极爱好者一直处于失重状态
B. 在橡皮绳拉直前蹦极爱好者处于失重状态，之后处于超重状态
C. 在橡皮绳拉直前蹦极爱好者处于超重状态，之后处于失重状态
D. 蹦极爱好者在橡皮绳拉直后的某时刻速度最大
【答案】D
【解析】AD．绳子刚拉直时，弹力小于重力，蹦极爱好者的加速度向下，处于失重状态，当弹力等于重力时，蹦极爱好者的速度达到最大，此后重力小于弹力，蹦极爱好者的加速度向上，处于超重状态，A错误，D正确；
BC．在橡皮绳拉直前蹦极爱好者处于完全失重状态，结合上述分析可知，在弹力等于重力之前，蹦极爱好者处于失重状态，在弹力等于重力之后，蹦极爱好者处于超重状态，BC错误。
5. 一个圆柱体固定在底座上，放在水平地面上，圆柱体横截面如图所示，圆心为O。轻杆和O位于同一竖直线，固定在圆柱上，轻杆顶端固定一个光滑小滑轮P。可视为质点的均匀光滑小球，用轻质细线绕过小滑轮P后受到水平向右的拉力F作用。在小球沿圆柱缓慢向上移动的过程中，底座一直保持静止。在此过程中，下列判断正确的是（ ）
A. 水平拉力一直减小B. 圆柱体对小球的弹力一直增大
C. 底座受到地面的支持力可能减小D. 底座受到地面的摩擦力可能增大
【答案】A
【解析】AB．对小球受力分析，如图所示
由图可知，力的三角形与几何三角形相似，则
小球沿圆柱缓慢向上移动的过程中，OP、R不变，l减小，则N不变，F减小，故A正确，B错误；
CD．对整体受力分析
所以支持力不变，摩擦力减小，故CD错误。
故选A。
6. 如图所示，质量为M的半圆柱体P放在粗糙水平面上，质量为m的光滑小球Q始终受到垂直半径向上的外力F作用，从半圆柱体底端缓慢沿圆弧向顶端移动，半圆柱体P总保持静止。下列判断正确的是（ ）
A. 拉力F大小不变
B. 拉力F逐渐增大
C. 半圆柱体P对地面的压力逐渐减小
D. 半圆柱体P对地面的压力逐渐增大
【答案】D
【解析】AB．质量为m的光滑小球Q从半圆柱体底端缓慢沿圆弧向顶端移动，处于动态平衡状态，对小球Q受力分析
根据平衡关系
因为逐渐增大，逐渐减小，拉力F减小，故AB错误；
CD．对整体根据平衡条件
因为逐渐减小，拉力F减小，故N逐渐增大，根据牛顿第三定律知，半圆柱体P对地面的压力逐渐增大，故C错误，D正确。
7. 如图所示，在光滑的水平面上并排放置两小滑块P和Q，质量分别为m和M。某时刻同时对P和Q施加水平向右的作用力、（各物理量单位均为国际单位），欲使P、Q能一起运动一段时间后分离，下列关系可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】对PQ整体，有
对P，有
联立可得
所以
则
故选C
二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项符合题目要求。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. 一辆汽车在平直公路上行驶，开始阶段向右运动，其速度随时间的变化规律如图所示。汽车从0时刻开始，下列判断正确的是（ ）
A. 1s末和4.5s末速度大小和方向都相同
B 4.5s末和5.5s末加速度大小相同，方向相反
C. 向右运动的最大位移为21m
D. 前6s的平均速度为4m/s
【答案】AC
【解析】A．由图可知1s末和4.5s末速度大小都为3m/s，方向都为正，故A正确；
B．斜率表示加速度，斜率的正负表示加速度的方向，则知4.5s末和5.5s末加速度大小相同，方向相同，故B错误；
C．图像与坐标轴围成的面积表示位移，则汽车在5s运动位移最大，为
m=21m
故C正确；
D．前6s内汽车的位移等于4s内的位移，大小为
m=18m
根据平均速度公式可知
故D错误。
故选AC。
9. 如图所示，放置在水平地面上的斜劈倾角为θ，在足够长的粗糙斜面上由静止释放小滑块P，同时对P施加一个垂直斜面向下的推力F。已知推力F与P运动的速度v成正比，即，小滑块沿斜面向下滑动过程中，斜劈一直静止，下列判断正确的是（ ）
A. 小滑块P的速度先增大后不变
B. 小滑块受到的摩擦力一直减小
C. 小滑块受到的合外力一直减小
D. 斜劈受到地面的摩擦力先增大后不变
【答案】AD
【解析】ABC．对P，根据平衡条件可得
由此可知，当滑块由静止开始向下加速运动过程中，由于速度增大，则F增大，FN增大，f增大，加速度a减小，滑块所受合外力减小，当加速度减小为零时，速度达到最大，并保持不变，故A正确，BC错误；
D．对整体有
解得
由于力F先增大后不变，所以斜劈受到地面的摩擦力先增大后不变，故D正确。
故选AD。
10. 如图所示，轻质弹簧1一端固定在天花板上，另一端固定在小球P上，弹簧1与竖直方向夹角。轻质弹簧2水平，左端固定在竖直墙上，右端固定在小球Q上。P和Q之间由轻质细线相连，系统静止。已知P和Q质量分别为2m和m，重力加速度为g。剪断细线的瞬间，下列判断正确的是（ ）
A. Q的加速度方向水平B. 弹簧1的弹力大小为4mg
C. P的加速度大小为gD. Q的加速度大小为2g
【答案】CD
【解析】A．细线未剪断时，对Q受力分析如图所示
根据共点力的平衡条件可知，弹簧的弹力和物体的重力合力与细线的拉力是一对平衡力，故剪断细线后，物体Q受到的合外力沿原细线拉力的反方向，故加速度的方向不是水平方向，A错误；
B．把P、Q整体受力分析如下
根据平衡条件可得
解得
即弹簧1的弹力大小为，B错误；
CD．设细线与水平方向的夹角为 ，结合上述分析可知
对Q而言，则有
解得
故剪断细线后，对应Q而言，由牛顿第二定律可得
解得
同理对应P而言，则有
解得
CD正确。
故选CD。
三、非选择题：本题共5小题，共54分。
11. 用如图所示的实验装置研究小铁球做自由落体运动的规律。小铁球的半径为R，小铁球先后通过两个光电门，计时器记录了小铁球通过光电门1、2的时间分别为Δt1和Δt2，回答下列问题：
（1）为了测小铁球的加速度，下列给出的实验器材中，可能需要的是（ ）
A. 刻度尺B. 打点计时器C. 天平
（2）小铁球通过光电门1时的速度大小为______（用已知量字母表示）；
（3）若光电门1到光电门2的距离为L，则重力加速度大小为______（用已知量字母表示）。
【答案】（1）A （2）
（3）
【解析】
【小问1解析】
研究小铁球做自由落体运动的规律，所以实验中不需要用天平测量质量，有光电门也不需要打点计时器测量速度，但需要用刻度尺测量两光电门间的距离。
故选A。
【小问2解析】
小铁球通过光电门1时的速度大小为
小问3解析】
若光电门1到光电门2的距离为L，则
则重力加速度大小为
12. 利用如图1所示的实验装置，验证牛顿第二定律，实验操作步骤如下：
第1步，把长木板一端固定在水平桌面上，垫高木板另一端，然后挂上托盘和砝码，通过调整垫块位置来改变木板的倾角，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
第2步，取下托盘和砝码，测出其总质量为，让小车从上端沿木板由静止下滑。从打出的纸带上，测量出第1个点和第6个点间的距离x；
第3步，改变砝码个数和木板倾角，多次测量。
请回答下列问题：
（1）第1步中，观察打出纸带上的点迹，若点迹________，则小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
（2）小车质量为，本实验________（填“需要”或“不需要”）满足条件；
（3）本实验是验证在________一定条件下的牛顿第二定律，只需验证与成________（填“正比”或“反比”）关系，即可验证牛顿第二定律；
（4）某次实验获得如图2所示的纸带，计数点a、b、c、d、e、f，任意相邻两点间均有四个计时点未画出，打点计时器正常工作时所加交变电流频率为50Hz，则在打c点时小车的速度大小为________m/s，小车运动的加速度大小为________（均保留2位有效数字）。
【答案】（1）均匀 （2）不需要 （3）质量 正比 （4） 0.18 0.10
【解析】
【小问1解析】
第1步中，观察打出纸带上点迹，若点迹均匀，则说明小车拖着纸带沿木板匀速下滑。
【小问2解析】
本实验中，由于平衡摩擦力时是挂上托盘和砝码（总质量为），通过调整垫块位置来改变木板的倾角，使小车拖着纸带沿木板匀速下滑，根据平衡条件有
然后取下托盘和砝码，让小车从上端沿木板由静止下滑，可知小车此时受到的合外力等于
所以本实验中不需要满足。
【小问3解析】
本实验中小车质量不变，改变砝码个数和木板倾角，即改变小车受到的合外力，所以可知本实验是验证在质量一定条件下的牛顿第二定律。
打点计时器的打点周期为，对小车根据牛顿第二定律有
第1个点和第6个点间的距离
联立可得
所以，只需验证与成正比关系，即可验证牛顿第二定律。
【小问4解析】
由题意，可知相邻计数点间的时间间隔为
根据图2纸带提供数据，可求得
利用逐差法，可得小车运动的加速度大小为
13. 如图所示，小华同学用拖把在水平地板上拖地，施加沿拖杆方向向下推力F0使拖把匀速运动，拖杆与竖直方向的夹角θ=37°。已知拖把头的质量为m，拖杆质量可忽略，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，sin37°=0.6，cs37°=0.8。求拖把与水平地板间的动摩擦因数。
【答案】
【解析】对拖把头，根据水平方向受力平衡，有
根据竖直方向受力平衡，有
解得
14. 科研人员乘热气球完成考察任务后以v0=10m/s的速度在竖直方向上匀速下降。为使气球安全着陆，科研人员距地面高度h=40m时，将压舱物自由释放，此后气球竖直向下做匀减速运动，落地时速度恰好减为0，忽略空气阻力和压舱物所受浮力，气球所受浮力不变，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）压舱物和气球落地的时间差；
（2）压舱物质量与释放压舱物后的气球质量之比。
【答案】（1）6s （2）
【解析】
【小问1解析】
对气球，根据速度位移关系式可得
解得
对压舱物，根据速度位移关系可得
压舱物落地时速度
气球、压舱物运动时间分别为
所以压舱物与气球落地时间差为
【小问2解析】
设压舱物与释放压舱物后的气球质量分别设为m和M，设气球受到的浮力为F，原来匀速运动有
释放后的气球，根据牛顿第二定律有
解得
15. 如图所示，白色水平传送带两轮心A、B之间距离，传送带顺时针转动，速度大小为。一小石墨块P质量为，以水平向右的速度滑上传送带，滑上的同时对P施加一个水平向左的力，P与传送带间的动摩擦因数为，重力加速度g取。求：
（1）P向右运动的时间；
（2）石墨块以水平向右的速度滑上传送带后，内传送带上留下黑色印迹的长度。
【答案】（1）
（2）
【解析】
【小问1解析】
刚滑上传送带，的速度大于传送带，受到的滑动摩擦力向左，根据牛顿第二定律可知，的加速度大小
水平向左，减速到和传送带速度相等，运动时间
运动位移
减速到后，的加速度大小
水平向左，速度减小为0需要通过的距离
说明向右运动到速度为0时没有滑下传送带，从到速度为0需要时间，根据速度公式可知
解得
在传送带上向右运动时间
解得
【小问2解析】
减速到前，相对传送带向右运动位移为
减速到后还需减速时间
在此时间内和传送带向右运动位移分别为
相对传送带向左运动位移
由以上分析可知，在内，相对传送带的运动为先向右后向左，且
所以留下黑色印迹的长度为