2022-2023年山西省部分学校(三重教育)高一上学期12月联考物理试题（解析版）

三重教育2023-2024学年第一学期高一年级12月质量监测物理试题注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试题相应的位置。2．全部答案在答题卡上完成，答在本试题上无效。3．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B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，将答案用0.5mm黑色笔迹签字笔写在答题卡上。4．考试结束后，将本试题和答题卡一并交回。一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32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.关于机械运动的描述，以下说法不正确的是（）A.自然界的一切物体都处于永恒的运动中，绝对静止的物体是不存在的B.一个物体能否看成质点是由所研究的问题的性质决定的C.选择不同的参考系来观察同一物体的运动，其结果可以不同D.研究一个物体运动时，若物体上各点运动情况完全相同，但物体的大小和形状不能忽略，从描述物体的运动角度看，物体不能视为质点【答案】D【解析】【详解】A．运动是绝对的，静止是相对的，故A正确，不符合题意；B．一个物体能否看成质点由所研究的问题的性质决定，故B正确，不符合题意；C．选择不同的参考系观察同一个物体的运动，其结果可以不同，故C正确，不符合题意；D．研究一个物体的运动时，若物体上各点运动情况完全相同，从描述运动的角度来看，物体任意一点的运动完全能反映整个物体的运动，虽然大小和形状不可忽略，仍然可以视为一个质点，故D错误，符合题意。故选D。2.第19届亚运会于2023年9月23日至10月8日在我国杭州举行，田径比赛使用400米标准跑道，下图为400米标准跑道简化示意图，400米指的是跑道内圈的长度，内圈跑道由直道部分和两个半圆组成，直道部分长度为87m，半圆的半径为36m，A点为直跑道的起点，B点为直跑道的中点，假设某同学在该跑道内圈上进行训练，以下说法正确的是（）A.若起跑点为A且该同学完成5000m长跑训练，则他全程的位移大小为87mB.若起跑点为B且该同学完成5000m长跑训练，则他全程的位移大小为36mC.若起跑点为A且该同学完成10000m长跑训练，则他全程的位移大小为72mD.若该同学完成10000米长跑训练，则他全程的平均速度为0【答案】D【解析】【详解】A．由于完成5000m长跑训练需要跑12.5圈，若起跑点为A且该同学完成5000m长跑训练，则他的终止点在C点，如图所示所以他的位移大小为故A错误；B．由于完成5000m长跑训练需要跑12.5圈，若起跑点为B且该同学完成5000m长跑训练，则他终止点在D点，如图所示所以他的位移大小为x=72m故B错误；CD．若完成10000m训练，则不论起跑点在何处，结束点和起跑点重合，位移为0，则平均速度为0，故C错误、D正确。故选D。3.以下有关摩擦力的说法正确的是（）A.静止的物体不可能受到滑动摩擦力B.运动的物体不可能受到静摩擦力C.物体受到的滑动摩擦力可能对物体做正功D.物体受到的静摩擦力的方向一定与物体运动方向相反或相同【答案】C【解析】【详解】A．静止的物体有可能受到滑动摩擦力作用，例如物体在地面上滑动时，地面也受滑动摩擦力。A错误；B．运动的物体也可能受到静摩擦力作用，例如随倾斜传送带一起匀速运动的粮带，二者都在运动，受到的摩擦力为静摩擦力。B错误；C．两个互相接触的物体，当它们有相对运动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫滑动摩擦力。滑动摩擦力的方向与相对运动相反，滑动摩擦力与速度方向相同时即为动力，滑动摩擦力与速度方向相反时即为阻力。它不阻碍运动，但一定阻碍相对运动，当滑动摩擦力充当动力时，滑动摩擦力就会对物体做正功。C正确；D．两个互相接触的物体，当它们有相对运动趋势时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动趋势的力，这种力就叫静摩擦力。静摩擦力的方向与相对运动趋势相反，运动趋势可能与速度方向相同，也可能相反，也可能运动方向成任意夹角。D错误。故选C。4.小明同学各科成绩优异，他热爱读书，喜欢思考，更积极动手做实验。如图所示是小明同学设计的滴水计时装置，在水龙头正下方距出水口0.45m处放置一盘子，调节水龙头使水滴离开水龙头时速度为0，且使水滴与盘子的撞击声均匀发出。某时刻当他听到撞击声音的同时把此时与盘子撞击的水滴记为第1滴水，第1滴水的上方还有三滴水，依次标记为第2、第3和第4，此时第4滴水正在离开水龙头，g取10m/s2，对于此刻的水滴，以下说法正确的是（）A.4个水滴之间的间距相等B.第2滴水与第4滴水之间的距离为0.25mC.第1滴与第2滴之间的距离比第2滴与第3滴之间的距离大0.10mD.第2滴水与第4滴水之间的距离和第2滴与第1滴水之间的距离的比值为5：3【答案】C【解析】【详解】A．水滴做自由落体运动，间隔时间相等，则4个水滴之间的间距不相等，故A错误；B．根据自由落体运动规律可知相邻两点间距之比为1：3：5；则第2滴水与第4滴水之间的距离为m故B错误；C．根据自由落体运动规律可知相邻两点间距之比为1：3：5可知，第1滴与第2滴之间的距离为m比第2滴与第3滴之间的距离为m则第1滴与第2滴之间的距离比第2滴与第3滴之间的距离大0.10m，故C正确；D．由上述分析可知，第2滴水与第4滴水之间的距离和第2滴与第1滴水之间的距离的比值为4：5，故D错误；故选C。5.如图所示，倾角为37°的斜面上有一质量为1kg的木块，木块在水平力F的作用下沿斜面向下匀速运动，木块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25，重力加速度g取10m/s2，已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，则推力F大小最接近的数值是（）A.3N B.4N C.5N D.6N【答案】B【解析】【详解】对物体进行受力分析如图沿斜面匀速向下运动，在沿斜面和垂直斜面两个方向上建立坐标轴，分解重力G和水平力F，列方程得FN=mgcosθ＋Fsinθ，mgsinθ=Fcosθ＋f，f=μFN联立解得故选B。6.一物体做匀加速直线运动，物体一共运动了6s，已知前4秒的位移为6.4m，后4秒的位移为8.0m，则以下说法正确的是（）A.物体的初速度为0 B.物体的加速度为0.4m/s2C.前3秒内的位移为2.8m D.第3秒内的位移为1.7m【答案】D【解析】【详解】B．画出运动的时间轴草图如图所示前4秒的平均速度为1.6m/s，等于前4秒的中间时刻即第2秒的瞬时速度，后4秒的平均速度为2.0m/s，等于后4秒的中间时刻即第4秒的瞬时速度，根据两点法求加速度故B错误；A．由于第2秒的速度为1.6m/s，根据v2=v0＋at，代人数据得v0=1.2m/s故A错误；CD．根据，代人数据得前3秒内位移为x3=4.5m第3秒内的位移为x3－x2=1.7m故C错误、D正确。故选D。7.如图所示，一半径为R、质量为5m的光滑半球放在水平地面上，O为其圆心，在O点的正上方处固定有一光滑钉子A，一长度为2R的细绳跨过钉子，细绳两端连有两个质量都为m的小球，整个装置处于静止状态，小球可视为质点，重力加速度为g，以下说法正确的是（）A.钉子受到细绳的拉力等于2mgB.绳子的拉力为C.地面对半球的支持力为6mgD.半球对小球的支持力为【答案】C【解析】【详解】BD．对左边的小球受力分析如图所示由几何关系可以知道θ=30°，且力的平行四边形为菱形，设绳子的拉力为F，有2Fcosθ=mg解得且细绳拉力等于半球的支持力，故BD错误；A．钉子受到细绳的拉力的合力为F合=2Fcosθ=mg，方向竖直向下故A错误；C．对整体受力分析，钉子的拉力与两细绳对钉子拉力的合力等大反向，所以钉子对整体的合力竖直向上，所以地面对半球的支持力为6mg，故C正确。故选C。8.如图所示，为一物体运动的速度—时间图像，图中虚线把图像与两坐标轴所围面积等分为7等份，总的运动时间为t0，以下说法正确的是（）A.物体运动中经过第1块面积所用时间为B.物体运动中经过前2块面积所用时间为C.物体运动中经过前3块面积所用时间为D.物体运动中经过第3块面积所用时间为【答案】D【解析】【详解】A．用逆向思维法，把物体看成初速度为0的匀加速直线运动，设每份的位移为s，总时间为t0，则，得物体运动经过第一块面积的时间为故A错误；B．逆向经过后5块的时间得出物体运动经过前2块面积的时间为，故B错误；C．同理得出经过前三块面积的时间为，故C错误；D．根据，得物体运动中经过第3块面积所用时间为，故D正确。故选D。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有两个或两个以上选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9.如图所示，两个轻弹簧a和b，a的上端挂在天花板上，下端挂有质量的小物块A，b的下端连有质量的小物块B，弹簧的原长分别为，，劲度系数分别为重力加速度g取10m/s2，A、B两物块可以视为质点，弹簧形变均在弹性限度内，以下说法正确的是（）A.两个弹簧的总长度为0.9mB.两个弹簧的总长度为1.05mC.若把两个弹簧的位置互换，弹簧的总长度变小D.若把两个弹簧的位置互换，弹簧的总长度不变【答案】BC【解析】【详解】根据平衡条件，弹簧a和b上的弹力分别为，弹簧a和b的伸长量分别为，两个弹簧的总长度为代入数据得故A错误，B正确；若把两个弹簧的位置互换，根据平衡条件，弹簧a和b上的弹力分别为，弹簧a和b的伸长量分别为，两个弹簧的总长度为代入数据得弹簧的总长度变小，故C正确，D错误。故选BC。10.如图所示，高铁显示屏上显示的是某时刻高铁的瞬时速度，此时某同学坐在高铁上窗户边看到列车正在经过一里程碑，高铁又前进了3个里程碑时，显示屏上显示速度是54km/h，已知相邻里程碑间距为1km，把高铁的运动视为匀减速直线运动，则下列说法正确的是（）A.高铁的加速度大小为0.167m/s2B.高铁的加速度大小为0.177m/s2C.高铁还需要行驶约674m才能停下来D高铁还需要行驶约678m才能停下来【答案】AC【解析】【详解】AB．初速度根据得a=-0.167m/s2即加速度大小为0.167m/s2，负号表示方向与初速度方向相反，故A正确，B错误；CD．根据得故C正确，D错误。故选AC。11.如图所示，两个半圆柱A、B紧靠着静置于水平地面上，其上有一光滑圆柱C，三者半径均为R。C的质量为m，A、B的质量都为，与地面的动摩擦因数均为μ。现用水平向右的力F拉A，使A缓慢移动，直至C恰好降到地面。整个过程中B保持静止，在整个运动过程中以下说法正确的是（）A.C对B的压力的竖直分量一直减小B.A所受到的地面的摩擦力大小不变C.B所受地面的摩擦力一直增大D.拉动A的拉力F不变【答案】BC【解析】【详解】A．由整体法可以知道地面对A和B的支持力之和FN=2mg，地面对B的支持力等于mg，所以，C对B的压力的竖直分量不变，整个运动过程中一直等于，故A错误；B．地面对A的支持力不变，根据f=μFN，可知地面的摩擦力不变，故B正确；C．对B受力分析，B受到地面的静摩擦力，开始静止时和C球落地时受力如图由图可知B对C的支持力一直增大，水平分量也在一直增大，根据牛顿第三定律，所以地面对B的摩擦力一直增大，故C正确；D．对A分析，A缓慢运动一直处于平衡状态，在水平方向上，地面的摩擦力不变，C对A的压力的水平分量一直增大，所以外力F一直减小，故D错误。故选BC。12.如图为一物体在水平面上的运动的速度-时间图像，已知物体在3t时刻返回出发点，有关该物体的运动以下说法正确的是（）A.0~t时间内的加速度大小与t~3t时间内加速度大小之比为1：3B.t=2t时刻的速度为C.在0~3t时间内物体距离出发点最远距离为D.返回出发点时的速度大小为-2v0【答案】BC【解析】【详解】A．设3t时刻速度为，结合v-t图像的图像面积表示位移质点在0～t的位移为根据平均速度公式可知，t～3t的位移为因为解得图像的斜率表示加速度在0～t内t~3t时间内所以0~t时间内的加速度大小与t~3t时间内加速度大小之比为4：5，故A错误；B．t=2t时刻的速度为故B正确；C．当速度为零时，时刻为解得在0~3t时间内物体距离出发点最远距离为故C正确；D．返回出发点时的速度为故D错误。故选BC。三、实验题（共15分）13.某同学做“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验装置如图甲所示，在平直木板上A为固定橡皮条的图钉所在位置，O为橡皮绳的结点，OB与OC为细绳，两条细绳上都接有力的传感器，图乙是在白纸上根据实验结果画出的力的示意图，F1和F2为两细绳共同作用使O点达到某位置时力的传感器记录的两力的大小和方向，F'为单独作用时力的大小和方向。（1）如果没有操作失误，图乙中F和两力中，方向一定沿AO方向的是______。（2）以下步骤中必须的是______。A.两细绳的拉力方向一定沿木板平面B.两细绳的夹角一定大于90°C.两细绳缓慢把O点拉到一定位置时必须记录O点位置D.在乙图中作力的图示必须采用同一标度（3）某次实验中把结点O拉到某位置，此时OB和OC两细绳方向垂直，若此时保持O点位置不变且OB的方向不变，转动OC使OB与OC间的夹角变大，则OB的拉力大小______（选填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】①.②.ACD③.变大【解析】【详解】（1）[1]图乙中的F和中，F是由平行四边形得出的，而是通过实验得出的，其方向一定与橡皮筋的方向相同，所以沿AO方向的是。（2）[2]A．为使细绳的拉力等于弹簧测力计示数，在使用弹簧秤时要注意使弹簧秤与木板平面平行，故A正确；B．实验中，把橡皮筋的另一端拉到O点时，两个弹簧秤夹角应适当大些，但不一定要大于90°，故B错误；C．根据实验原理可知两细绳缓慢把O点拉到一定位置时必须记录O点位置，故C正确；D．由于在同一个图中做平行四边形，因此不同拉力的标度应该相同，故D正确。故选ACD。（3）[3]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OB弹簧拉力方向不变，OC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OB的读数一直变大。14.如图所示，为研究匀变速直线运动实验装置，小车在槽码的牵引下从静止开始运动，回答以下问题。（1）本次实验是否一定需要把长木板左端垫高来平衡摩擦力______（选填“需要”或“不需要”）。（2）如果打点计时器选用的是电火花计时器，则该打点计时器需要的交流电压为______（选填“6V”或“220V”）。（3）某次实验得的一条纸带如图所示，两个计数点之间还有四个点未画出，已知交流电的频率是50Hz，s1=7.05cm，s2=7.68cm，s3=8.33cm，s4=8.95cm，s5=9.61cm，s6=10.26cm，根据图中数据计算得出小车的加速度a=______m/s2。（保留两位有效数字）（4）如本次实验中交流电的频率大于50Hz，而我们计算时按50Hz计算，则计算出的加速度比真实值______（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【答案】①.不需要②.220V③.0.64④.偏小【解析】【详解】（1）[1]本次实验是探究小车速度随时间变化，不需要把长木板左端垫高来平衡摩擦力；（2）[2]如果打点计时器选用的是电火花计时器，则该打点计时器需要的交流电压为220V；（3）[3]根据逐差法可知加速度为=m/s2=0.64m/s2（4）[4]工作电压的频率变为大于50Hz，打点周期小于0.02s，连续相等时间内的位移之差减小，而实验者不知道，仍按原来的周期计算加速度，由逐差法知计算出的加速度值与真实值相比偏小。四、计算题（共37分）15.如图所示，质量为3kg的物体A放在倾角为α=53°的斜面上，A与斜面的动摩擦因数μ=0.25，斜面上端固定一定滑轮，连接A的细绳沿斜面绕过定滑轮与其他两根轻绳系在结点O点，细绳倾斜部分与竖直线夹角θ=37°，O点右侧细绳水平，物体B的质量为2kg，g=10m/s2整个系统处于静止状态，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=cos53°=0.6，cos37°=sin53°=0.8，求：（1）细绳对A的拉力及斜面对A的摩擦力大小及方向；（2）若改变B的质量，使A保持静止，求B的质量范围。【答案】（1）F=25N，f=1N，方向沿斜面向下；（2）1.56kg≤mB≤2.28kg【解析】【详解】（1）对O点受力分析，在竖直方向有Fcos37°=mBg解得F=25N对A受力分析，假设摩擦力f的方向沿斜面向下，则mAgsin53°＋f=F解得f=1N，方向沿斜面向下（2）斜面对A支持力FN=mAgcos53°=18N最大静摩擦力f=μFN=4.5N如果摩擦力沿斜面向下，则f＋mAgsin53°=F1解得F1=28.5N此时F1cos37°=mBg得mB=2.28kg如果摩擦力沿斜面向上，则mAgsin53°=F2＋f得F2=195N此时F2cos37°=mBg解得mB=1.56kg所以B的质量范围为1.56kg≤mB≤2.28kg16.如图所示，在倾角为37°斜面底部一物体以v0=20m/s的初速度沿斜面向上运动达到最高点C，物体向上运动中途经A、B两点的时间为0.6s，已知经过A点的速度是经过B点的3倍，物体与斜面的动摩擦因数μ