2024天津市第四十七中学高一上学期12月月考试题物理含解析

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第I卷（共三部分；满分40分）
一、单选题（每个小题只有一个正确选项，每个小题5分）
1. 静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则（ ）
A. 物体在2s内的位移为零B. 4s末物体将回到出发点
C. 2s末物体的速度为零D. 物体一直在朝同一方向运动
【答案】D
【解析】
【详解】AC．由图象可知在0～1s时间内，物体做加速运动，1s末的速度为v；则物体在1～2s内的做减速运动，加速度是第1s的，2s末的速度大于零，是0.5v，且物体在2s内的位移为不为零，故AC错误；
BD．在2～3s时间内，物体做加速运动，3s末的速度为1.5v；则物体在3～4s内的做减速运动，加速度是第1s的，4s末的速度是v。所以物体运动的方法始终没有变化，4s末物体不可能回到出发点。故B错误，D正确；
故选D。
2. 我国将于2022年前后完成空间站在轨组装工程，空间站由核心舱、实验舱等构成。其中核心舱轴向长度为16.6m有3个对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站。关于本材料中的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A. 空间站在太空“漂浮”时没有惯性
B. 货运飞船与核心舱对接时可看成质点
C. 货运飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是静止的
D. “16.6m”中，“m”是国际单位制的基本单位
【答案】D
【解析】
【详解】A．空间站在太空“漂浮”时仍然有惯性，与运动状态无关。故A错误；
B．飞船与核心舱对接时不可看成质点，否则就不能研究对接了。故B错误；
C．飞船与核心舱对接时，以地球为参考系它是运动的。故C错误；
D．米是国际单位制基本单位。故D正确；
故选D。
3. 蓝牙是一种支持设备间短距离通信的无线技术。如图，两条足够长的平行直轨道相距6m，某同学用安装有蓝牙设备的玩具车A、B在轨道上进行实验。t=0时，A车以10m/s的速度经过O1点，B车以1m/s的速度经过O2点。此时关闭A车动力，A车以2m/s2的加速度向右做匀减速直线运动，B车继续向右做匀速直线运动。已知O1O2与轨道垂直，两车间的距离超过10m时无法实现通信，忽略信号传递的时间，则从t=0起到两车通信中断的时间为（ ）
A. 1sB. 8s
C. 16sD. 17s
【答案】A
【解析】
【详解】当两车之间的距离为10m时，它们沿平行轨道方向的相对距离为Δx，则
A车做匀减速直线运动，根据，其位移为
A车运动时间
B车做匀速直线运动，根据x=vt，其位移为
根据题意有
Δx=x1-x2
解得
t=1s（解得另一根t=8s舍去，因A车4s已停止运动）
故选A。
4. 如图所示，车厢水平底板上放置质量为M的物块，物块上固定竖直轻杆。质量为m的球用细线系在杆上O点。当车厢在水平面上沿直线加速运动时，球和物块相对车厢静止，细线偏离竖直方向的角度为θ，此时车厢底板对物块的摩擦力为f、支持力为N，已知重力加速度为g，车厢与物块间的动摩擦力因数为，则（ ）

A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】以m为研究对象，受力如图所示

由牛顿第二定律得
解得
以M为研究对象，受力如图所示

在竖直方向上，由平衡条件有
在水平方向上，由牛顿第二定律有
解得
故选D。
5. 如图所示，物块P和Q通过一条跨过光滑轻质定滑轮细线相连，定滑轮用细杆固定在天花板上的O点，细杆与天花板成的角度为θ，物块P放置于粗糙水平面上，物块Q放置于上表面光滑的斜劈上。整个装置始终处于静止状态时，物块P与定滑轮间的细线处于水平方向，定滑轮与物块Q间的细线与斜劈平行。物块P的质量是物块Q的2倍，物块P和Q均可视为质点，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。缓慢向右移动斜劈稍许，整个系统仍能保持静止状态，下列说法正确的是（ ）
A. 物块P与粗糙水平面间的动摩擦因数不小于
B. 缓慢移动斜劈过程中，绳给定滑轮的力一定沿杆反方向
C. 移动斜劈的过程中，物块Q对斜劈的压力逐渐增大
D. 移动斜劈的过程中，物块P受到的静摩擦力先减小再增大
【答案】C
【解析】
【详解】A．设物块Q的质量为m，移动斜劈前，细线中的拉力为
FT＝mgsin30°＝0.5mg
物块P保持静止，则物块P与粗糙水平面间的最大静摩擦力
Ffmax≥FT＝05mg
所以物块P与粗糙水平面间的动摩擦因数
故A错误；
B．移动斜劈时滑轮受力平衡，细杆力与两绳的拉力的合力等大反向，两绳的夹角发生变化，故细杆力不一定沿杆的反方向，故B错误；
CD．移动斜劈的过程中，因为开始时定滑轮与物块Q间的细线与斜劈平行，当定滑轮与物块Q间的细线与竖直方向的夹角逐渐增大时，物块Q受力的动态变化如图所示
由上图可知，则斜劈对物块Q的支持力逐渐增大，故物块Q对斜劈的压力逐渐增大；细线中的拉力逐渐增大，所以物块P受到的静摩擦力逐渐增大，故C正确，D错误。
故选C。
二、多选题（每个小题都有多个选项正确，每个小题5分）
6. 2022年4月份上海市爆发了新一轮的新冠疫情，广大市民积极响应市政府号召在家隔离。市民居家隔离期间锻炼了厨艺的同时还产生了很多的奇思妙想。其中一位隔离者通过如图所示的装置在与志愿者不接触的情况下将吊篮中的生活用品缓慢拉到窗口，图中轻绳的一端栓在轻杆上，另一端绕过定滑轮（不计一切摩擦）。下列说法正确的是（ ）

A. 此人手上所受的拉力F一直减小
B. 此人手上所受的拉力F先减小，后增大
C. 轻杆所受压力一直增大
D. 轻杆所受压力大小始终不变
【答案】AD
【解析】
【详解】由题意进行受力分析如图所示

由几何关系有
由题意可知，mg、h和L杆不变，L绳变小，则F变小，FN不变。
故BC错误，AD正确。
故选AD。
7. 如图所示，吊篮A、物体B、物体C的质量均为m，B通过轻绳悬挂在吊篮内，B和C之间用轻弹簧连接，整个系统在轻绳悬挂下处于静止状态，现将悬挂吊篮的轻绳剪断，在轻绳刚断的瞬间 （ ）
A. 吊篮A的加速度大小为1.5g
B. 物体B的加速度大小为2g
C. 物体C的加速度大小为0
D. A、B间的轻绳弹力大小为2mg
【答案】AC
【解析】
【详解】ABC．弹簧静止时，弹簧弹力为
轻绳刚断的瞬间，弹簧弹力不变，物体C的加速度大小为0，将A和B看成一个整体，根据牛顿第二定律可得
故AC正确；B错误；
D．分析A的受力，可得
解得
故D错误。
故选AC。
8. 质点做直线运动的速度—时间图像如图所示，该质点（ ）
A. 第1秒内与第2秒内速度变化量相同
B. 在第2秒末加速度方向没有变化
C. 在前2秒内发生的位移为零
D. 第3秒末和第5秒末的位置相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A．第1秒内与第2秒内速度变化量大小相同，符号相反，选项A错误；
B．1～3s加速度始终向负方向，方向没有改变，选项B正确；
C．在前 2 秒内发生的位移等于图像的面积，等于，选项C错误；
D．从第 3 秒末到第 5 秒末，图像的正面积等于负面积，质点的位移等于零，所以第 3 秒末和第 5 秒末的位置相同，选项D正确。
故选BD。
第II卷（满分60分）
三、实验题（每个小空3分，共18分）
9. “验证力的平行四边形定则”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）本实验采用的实验方法是（ ）
A.理想实验法 B.建立物理模型法 C.控制变量法 D.等效替代法
（2）下面为实验的一些操作步骤：
①比较和F的大小、方向是否近似相同。
②过O点用统一标度作出F、F1、F2的图示。
③用一个弹簧测力计钩住一个细绳套，拉A至同样的位置O点，记下拉力F的大小和方向。
④用平行四边形定则作出F1、F2的合力。
⑤用两个弹簧测力计互成角度地分别拉住两个细绳套，拉A至某点O，在纸上标出O点。在纸上记下两个力F1、F2的大小和方向。
这些实验步骤的合理顺序正确的是______
A.③⑤②④① B.③⑤①②④ C.⑤③②④① D.⑤③④②①
【答案】 ①. D ②. C
【解析】
【详解】（1）[1]本实验的原理是，采用力的图示法和等效替代的思想，用平行四边形作出两个分力的合力理论值，再作出合力的实验值，对比理论值与实验值，若在误差允许的范围内，则说明平行四边形定则是正确的，故ABC错误，D正确。
故选D。
（2）[2] 实验采用力的图示法和等效替代的思想，根据方法和思想来确定的步骤应该是：
⑤用两个弹簧测力计互成角度地分别拉住两个细绳套，拉A至某点O，在纸上标出O点。在纸上记下两个力F1、F2的大小和方向。
③用一个弹簧测力计钩住一个细绳套，拉A至同样的位置O点，记下拉力F的大小和方向。
②过O点用统一标度作出F、F1、F2的图示。
④用平行四边形定则作出F1、F2的合力。
①比较和F的大小、方向是否近似相同。
故ABD错误，C正确。
故选C。
10. 学用如图1所示装置研究小车运动的速度随时间变化的规律。

（1）下列实验操作中不正确的是______。
A.节定滑轮的高度使细线与长木板平行
B.释放小车前，应让小车靠近打点计时器
C.先接通电源，再释放小车
D.用刻度尺测量纸带上两点间距离时，应移动刻度尺分别测量每段长度
（2）实验打出的纸带如图2所示，图上各点为计数点，相邻两计数点间还有四个计时点未标出，打点计时器所接电源的频率为50Hz，请根据打出的纸带用逐差法算出小车运动的加速度大小a=______m/s2（结果保留2位小数）。
（3）该同学想用图像法处理数据求出A、B、C、D、E各点对应小车的速度，将求出的各点的速度在v-t坐标系中描点作图，作出的图像如图3所示，由图3可得小车的加速度大小a'=______m/s2（结果保留2位小数），图像与纵轴的交点表示______。

【答案】 ①. D ②. ③. ④. 纸带上O点的小车的速度
【解析】
【详解】（1）[1]A．为减小实验误差，应调节定滑轮的高度使细线与长木板平行，故A正确；
B．为使尽量多的点打在纸带上，节约纸带，释放小车前，应让小车靠近打点计时器，故B正确；
C．先接通电源，使打点计时器打点稳定后，再释放小车，故C正确；
D．用刻度尺测量纸带上两点间距离时。使刻度尺的零刻度线对准纸带上的第一个计数点，依次记录下逐个点与第一个点间距离，不应移动刻度尺分别测量每段长度，这样会产生较大误差，故D错误。
故选D。
（2）[2] 相邻两计数点间还有四个计时点未标出，打点计时器所接电源的频率为50Hz，则可知纸带上相邻两点的时间间隔是
由，可得
（3）[3]由图3可得小车的加速度
[4]图像与纵轴的交点表示纸带上O点的小车的速度
四、计算题（本部分共3道大题，共48分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
11. 如图所示，一对父子在水平冰面上玩雪橇，质量为的小孩坐在的雪橇上，大人用与水平方向成角，斜向上的大小为的拉力拉雪橇，后撤去拉力，让雪橇自由滑行。已知雪橇与冰面的动摩擦因数为0.1，，，。求：
（1）小孩所能达到的最大速度；
（2）撤去拉力后，内雪橇的位移是多少？
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对雪橇以及小孩组成的整体受力分析，如图所示
则有
，
解得
后撤去拉力时，小孩所能达到的速度最大
解得
（2）撤去后对雪橇以及小孩组成的整体受力分析，如图所示
则有
，
解得
雪橇以及小孩停止运动
则撤去拉力后，内雪橇
解得
12. 如图所示，A、B两棒各长l=1m，A吊于高处，B竖直置于地面上A正下方，A下端距地面hA=21m。现让两棒同时开始运动，A自由下落，B以20m/s的初速竖直上抛，若不计空气阻力，求：（g=10m/s2）
（1）B棒上升到最高点时间；
（2）B棒的上端和A棒的下端相遇的时间；
（3）当B棒的下端和A棒的上端分离时，求：B棒的下端距地面的高度？

【答案】（1）2s；（2）1s；（3）15.95m
【解析】
【详解】（1）B棒向上做竖直上抛运动，则到最高点的时间为
（2）设经过时间t，B棒的上端和A棒的下端相遇，则有
解得
（3）经过时间，B棒的下端和A棒的上端分离，则有
解得
则B上升的高度为
解得
即在离地面高15.95m处B棒的下端和A棒的上端分离。
13. 某粮库使用如图所示的装置运粮，配重和电动机连接小车的缆绳均平行于斜坡，装满粮食的小车从坡底沿斜坡匀加速上行，此时电动机提供的恒定拉力，配重落地的瞬间，关闭电动机，小车又沿斜坡匀减速上行，到达卸粮点时速度恰好为零。已知斜坡倾角，坡底到卸粮点的距离，小车质量，车上粮食质量，配重质量，取重力加速度，小车运动时受到的摩擦阻力与车及车上粮食总重力成正比，比例系数，不计电动机自身机械摩擦损耗及缆绳质量。求：
（1）配重落地前小车的加速度大小；
（2）配重落地后经多长时间小车到达卸粮点。
【答案】（1）；（2）
【解析】
详解】（1）配重落地前，对小车由牛顿第二定律
对重物由牛顿第二定律
解得
（2）配重落地后，对小车由牛顿第二定律
设小车运动的最大速度，匀加速运动的位移，匀减速运动的位移，由匀变速直线运动规律可得
斜坡长
小车减速时间
联立解得