湖南省长沙市2023-2024学年高一物理上学期12月月考试题含解析

Page20时量：75分满分：100分一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。1-8题单选，每小题4分；9-12小题多选，全对4分，少选2分，错选0分）1.下列有关力学单位制和牛顿定律的判断错误的是（）A.国际单位制中，力学的基本单位是牛顿，米，秒B.实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是C.伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因D.作用力和反作用力总是同一性质的力，它们产生的作用效果不一定相同【答案】A【解析】【详解】A．国际单位制中，力学的基本单位是质量的单位千克（kg），长度的单位米（m）及时间的单位秒（s），牛顿是导出单位，A错误；B．根据空气阻力与受力面积及速度的关系为，可得则在国际单位制中，比例系数的单位是B正确；C．伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因，C正确；D．作用力和反作用力总是同一性质的力，它们产生的作用效果不一定相同，D正确。故选A2.体育课上，两位同学在打羽毛球，羽毛球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，某时刻羽毛球处于上升过程，则此时羽毛球所受合外力示意图可能正确的是（）A. B. C. D.【答案】C【解析】【详解】AB．羽毛球在空中做曲线运动，可知羽毛球所受合力应指向轨迹的凹侧，故AB错误；CD．羽毛球处于上升过程，速度在减小，可知所受合力与速度之间的夹角应为钝角，故D错误，C正确。故选C。3.拉链是方便人们生活的近代十大发明之一、图（a）为拉头劈开链齿的实例，链齿容易被劈开是因为拉头内部的等腰楔形物插入链齿时，楔形物两侧会对链齿产生很大的侧向压力，此过程可简化成图（b）的模型。若对拉头施加一个竖直向下的力F，等腰楔形物顶端夹角为θ，则（）A.楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为B.楔形物两侧对链齿产生的侧向压力为C.若F一定，θ减小时，侧向压力减小D.若θ一定，F减小时，侧向压力增大【答案】B【解析】【详解】AB．将力根据平行四边形定则分解如图所示由几何知识可得故A错误，B正确；CD．根据，若F一定，θ减小时，侧向压力增大，若θ一定，F减小时，侧向压力减小，故CD错误。故选B。4.如图，跑步机履带外侧的机身上有正对的A、B两点，小明想让玩具电动车经履带沿AB连线运动。他调节跑步机的履带至水平，速度设置为3m/s，玩具车的速度调为6m/s，则玩具车车身与AB间的夹角应为（）A.30° B.37° C.45° D.60°【答案】A【解析】【详解】设玩具车车身与AB之间的夹角为，车速为，履带的速度为，根据题意，要使玩具电动车经履带沿AB连线运动，则玩具车在垂直AB方向的分速度要与履带的速度大熊相同，因此可得代入数据解得故选A。5.生活中运送装修材料时，常采用图中的滑轮装置。做匀速直线运动的工作人员A通过一根绕过定滑轮的轻绳吊起一装修材料B，设工作人员和装修材料的速度大小分别为和，则下列说法正确的是（）A. B.C. D.绳子对B的拉力大小等于B的重力大小【答案】B【解析】【详解】ABC．工作人员A的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳方向的两个运动，设斜拉绳子与水平方向的夹角为，由几何关系可得所以B正确，AC错误；D．工作人员A向右做匀速直线运动，不变，所以斜拉绳子与水平方向的夹角减小，则增大，所以增大，即材料B向上做加速直线运动。对材料B受力分析，由牛顿第二定律可得，绳子对B的拉力大小大于B的重力大小，D错误。故选B。6.如图，将手电筒竖直向上放置，接通电源开关，旋松后盖使小电珠恰能点亮．手持电筒并保持它在竖直方向运动，要使得小电珠熄灭，可以（）A.缓慢向上匀速运动 B.缓慢向下匀速运动C.突然向上加速运动 D.突然向下加速运动【答案】C【解析】【详解】AB．若电筒缓慢向上、向下匀速运动，电筒处于平衡状态，内部连接状况不变，小电珠能发光，故AB错误；C．若突然向上加速运动，以电池为研究对象，受向上的弹力突然增大，弹簧形变量增大，即压缩量增大，使得电池与电珠断开，小电珠熄灭，所以C正确；D．若突然向下加速，电池受向上的弹力减小，弹簧压缩量减小，电路仍然是通路，所以小灯珠不会熄灭，故D错误。故选C。7.如图甲所示，倾角的光滑斜面体固定在水平面上，一质量为的滑块放在斜面上，时刻在滑块上施加一平行斜面体的拉力使其由静止开始运动，滑块的加速度随时间的变化规律如图乙所示，取沿斜面向上的方向为正，已知重力加速度g取10m/s2，，，则下列说法正确的是（）A.滑块2s末运动到最高点B.2s末滑块速度大小为6m/sC.1s末与3s末滑块的速度等大反向D.0~1s内拉力与3~4s内拉力大小之比为2:1【答案】D【解析】【详解】A．由乙图可知滑块均处于向上加速，加速度方向沿斜面向下，且加速与减速阶段加速度是对称的，由运动的对称性可知，前两秒加速至最大速度，最后两秒减速直至4s末速度减为0，即滑块4s末运动到最高点，故A错误；B．由图像与t轴所围成的面积表示速度变化量，则有故B错误；C．滑块均处于向上加速，加速度方向沿斜面向下，且加速与减速阶段加速度是对称的，由运动的对称性可知，1s末的速度与3s末速度大小相等，方向相同，速度大小均为且方向沿斜面向上，故C错误；D．0~1s内，对滑块受力分析后由牛顿第二定律有解得3~4s内，对滑块受力分析后由牛顿第二定律有解得则可知，故D正确。故选D。8.如图所示，一倾角为的固定斜面上放一质量为M的木块，木块上固定一轻质支架，支架末端用丝线悬挂一质量为m的小球，木块沿斜面稳定下滑时，小球与木块相对静止共同运动。下面说法正确的是（）A.若稳定下滑时，细线竖直向下，如①所示，此时木块和斜面间无摩擦力作用B.若稳定下滑时，细线垂直斜面，如②所示，此时木块受到沿斜面向上的摩擦力C.若稳定下滑时，细线垂直斜面，如②所示，此时木块的加速度为D.若在外力作用下稳定下滑时，细线是水平的，如③所示，此时木块的加速度为【答案】D【解析】【详解】A．若稳定下滑时，细线竖直向下，如图所示则故小球匀速运动，由题可知，小球和木块相对静止，则木块沿斜面匀速下滑，则受到向上的摩擦力，故A错误；BC．若稳定下滑时，细线垂直斜面，如图所示则与mg的合力必定沿加速度方向，即斜面方向，可得由牛顿第二定律可知此时小球和木板组成的系统的加速度为木块的重力沿斜面的分力为对木块研究则木块不受摩擦力，故BC错误；D．若在外力作用下稳定下滑时，细线是水平的，如图所示当绳子水平时，此时小球所受的合力方向沿斜面向下，此时此时小球和木板组成的系统的加速度为故D正确。故选D。9.甲、乙两车在同一平直公路上同向运动，甲、乙两车的位置x随时间t的变化如图所示。下列说法正确的是（）A.在t1时刻两车速度相等B.在t1时刻，乙车速度大于甲车速度C.t1到t2时间内，乙车速度一直大于甲车速度D.从t1到t2时间内的某时刻，两车速度相等【答案】BD【解析】【详解】AB．图像的斜率等于速度，则在时刻t1，乙车速度大于甲车速度，选项A错误，B正确；CD．在t₁到t₂这段时间内，甲车速度先小于乙车速度后大于乙车速度，当甲曲线的切线斜率等于乙的斜率时，二者速度大小相等，选项C错误，D正确。故选BD。10.耙在中国已有1500年以上的历史，北魏贾思勰著《齐民要术》称之为“铁齿楱”，将使用此农具的作业称作耙。如图甲所示，牛通过两根耙索拉耙沿水平方向匀速耙地。两根耙索等长且对称，延长线的交点为，夹角，拉力大小均为F，平面与水平面的夹角为（为AB的中点），如图乙所示。忽略耙索质量，下列说法正确的是（）A.两根耙索的合力大小为F B.两根耙索的合力大小为C.地对耙的水平阻力大小为 D.地对耙的水平阻力大小为【答案】BC【解析】【详解】AB．两根耙索的合力大小为A错误，B正确；CD．由平衡条件，地对耙的水平阻力大小为C正确，D错误。故选BC。11.一辆货车运载着圆柱形光滑的空油桶。在车厢底，一层油桶平整排列，相互紧贴并被牢牢固定，上一层只有一只桶C，自由地摆放在桶A、B之间，没有用绳索固定。桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止，如图所示。已知重力加速度为g，每个桶的质量都为m，当汽车以某一加速度a向左加速时（）A.桶C受到桶A的支持力变大B.桶C受到桶B的支持力变大C.加速度a大于时，桶C将离开桶A向桶B滚动D.桶C周围与之接触的物体对其施加的合力大小为ma【答案】BC【解析】【详解】AB．桶C受到桶A和桶B的支持，和汽车一起保持静止时，桶C受到桶A和桶B的支持大小相等，则有解得汽车以某一加速度a向左加速时，对C分析有，解得，可知，桶C受到桶A的支持力变小，桶C受到桶B的支持力变大，故A错误，B正确；C．根据上述可知，当加速度a等于时，解得，可知，当加速度a大于时，桶C将离开桶A向桶B滚动，故C正确；D．对C分析可知，桶C周围与之接触的物体对其施加的合力大小为故D错误。故选BC。12.如图所示，轻质弹簧下端固定在水平地面上，上端叠放着两个物体A、B，系统处于静止状态。现用大小为22N的恒力竖直向上拉物体A。已知物体A的质量，物体B的质量，弹簧的劲度系数为，重力加速度g取。下列说法正确的是（）A恒力作用瞬间，A、B即分离B物块A上升时，A、B开始分离C.恒力作用瞬间，A的加速度大小为D.物块A、B分离前，物块B的最大加速度大小为【答案】BD【解析】【详解】AC．恒力作用瞬间，假设A、B没有分离，对A、B整体有解得对A分析有解得可知假设成立，即恒力作用瞬间，A、B不会分离，此时两者的加速度均为，AC错误；B．没有施加恒力时，弹簧处于压缩，对A、B有解得当A、B刚刚分离时，两者加速度相等，两者之间的弹力恰好为0，则对A分析有解得对B分析有解得可知，A、B开始分离，物块A上升距离为解得B正确；D．物块A、B分离前，对A、B分析有分离前，弹簧的压缩量逐渐减小，可知，加速度逐渐减小，则恒力开始作用的瞬间加速度最大，根据上述，该最大加速度大小为，D正确。故选BD。二、实验题（共2小题，每空2分，共16分）13.在“探究两个互成角度的力的合成规律”实验时，某同学利用的器材有：一瓶矿泉水两根完全相同的轻弹簧等；他先将一弹簧一端固定在墙上的钉子A上，另一端挂矿泉水瓶，如图甲所示；然后将两弹簧一端分别固定在墙上的钉子A、B上，另一端均连接于结点O，在结点O挂矿泉水瓶，静止时用智能手机的测角功能分别测出、与竖直方向的偏角、，如图乙所示。改变钉子A的位置，按照上述方法多测几次。（1）依据上述方案并根据力的平行四边形定则，画出力的合成图，必须的操作是________（选填选项前的字母）。A.要测量弹簧的原长B.实验中要使、长度相同C.要测量图甲、乙中弹簧的长度D.实验中要使结点O的位置始终固定不变（2）根据实验原理及操作，在作图时，图中________（选填“丙”或“丁”）是合理的。（3）某次实验中测得乙图中，，保持偏角不变，将从乙图中位置沿逆时针缓慢转到水平位置，则中弹簧的长度将________（选填“一直增大”“一直减小”“先减小后增大”或“先增大后减小”）。【答案】①.AC##CA②.丙③.先减小后增大【解析】【详解】（1）[1]ABC．实验中，甲图用来测量合力，乙图用来测量两个分力，根据胡克定律，力的大小与弹簧伸长量成正比，力的大小可用弹簧伸长量来表示，因此要测量弹簧的原长和测量图甲、乙中弹簧的长度；但、长度不必相同，AC正确，B错误；D．实验中重物重力是定值，所以不必保证O点位置固定不变，D错误。故选AC。（2）[2]实验中矿泉水瓶的重力方向始终竖直向下，所以需要沿着竖直方向，故丙图是合理的。（3）[3][4]对O点受力分析，O点处于动态平衡中，重力大小方向不变，绳中拉力方向不变，将从乙图中位置沿逆时针缓慢转到水平位置，根据矢量三角形定则如图所示由于可知中弹力先减小后最大，则中弹簧的长度先减小后最大；中弹力一直增大，则中弹簧的长度一直增大。14.某兴趣小组设计了一个验证“牛顿第二定律”的实验。图1为实验装置简图，A为小车（质量为M），B为打点计时器，C为装有沙的沙桶（总质量为m），D为一端带有定滑轮的长木板，电源频率为。（1）实验得到如图2一条纸带（纸带上的点为实际打下的点），可求出小车的加速度大小______。（结果取两位有效数字）（2）实验中，以下做法正确两项是______A.平衡摩擦力时，应将沙桶用细绳通过定滑轮系在小车上B.平衡摩擦力时，小车后面的纸带必须连好，因为运动过程中纸带也要受到阻力C.本实验需要小车质量远大于沙和沙桶的质量D.实验时，先放开小车，后接通电源（3）小组同学保持小车质量M不变，根据测量数据作出了图线，如图3所示，若牛顿第二定律成立，则可求出小车的质量______kg（结果取一位小数），下列分析正确的是（）（多选，选填选项前的字母）。A.图线不过原点的原因可能是没有平衡摩擦力B.图线不过原点的原因可能是平衡摩擦力时木板的末端抬得过高C.图线上部分弯曲的原因可能是所用小车的质量M过大D.图线上部分弯曲的原因可能是沙桶总质量m增大到一定程度时，沙桶的重力不能看做小车所受的合力（4）在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg，由此造成的误差是系统误差。设拉力的真实值为，小车的质量M，为了使，应当满足的条件是______。【答案】①.3.2②.BC③.1.0④.BD⑤.5%【解析】【详解】（1）[1]根据逐差法，求出小车的加速度为（2）[2]A．平衡摩擦力时，应该不挂沙桶，让小车能够向下做匀速直线运动，A错误；B．平衡摩擦力是为了平衡斜面对小车的摩擦与打点计时器与纸带之间的阻力，因此平衡摩擦力时小车后面的纸带必须连好B再去；C．实验中数据处理时，认为沙与沙桶的总重力与细线的拉力相等，但实际上由于沙桶向下做匀加速直线运动，沙与沙桶的总重力大于细线的拉力，为了减小实验的系统误差，应该使小车质量远大于沙和沙桶的质量，C再去；D．为了避免纸带上出现大量的空白段落，实验时，应该先接通电源，后放开小车，D错误。故选BC。（3）[3]根据图像，可知变形有结合图像有[4]AB．根据图像可知，当没有挂沙桶时，小车已经与一定的加速度，表明当没有挂沙桶时，小车已经开始向下加速运动，说明平衡摩擦力过大，即图线不过原点的原因可能是平衡摩擦力时木板的末端抬得过高，A错误，B正确；CD．图像是研究加速度与合力的关系，即保持小车质量一定，改变沙与沙桶的总质量，实验中近似认为沙与沙桶的总重力与细线的拉力相等，这一近似处理的前提条件是小车质量远大于沙和沙桶的质量，当实验中小车质量不变，沙桶总质量m增大到一定程度时，已经不满足小车质量远大于沙和沙桶的质量，此时沙桶的重力不能看做小车所受的合力，因此图线上部分弯曲的原因是沙桶的质量过大，C错误，D正确。故选BD。（4）[5]对沙桶进行分析有对小车进行分析有根据题干要求有解得三、计算题（共3小题，共36分）15.已知一质量的物体在倾角的固定斜面上恰能匀速下滑。当对该物体施加一个水平方向的推力时，物体恰能匀速上滑。（取，，）（1）求物体与斜面间的动摩擦因数；（2）求推力的大小。【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）物体在斜面上恰能匀速下滑，由平衡条件可得（2）受力分析如图所示，由平衡条件可得代入数据解得16.如图所示，绷紧的水平传送带足够长，始终以恒定速率沿顺时针方向运行。初速度为的小墨块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带，小墨块与传送带之间的动摩擦因数为，若从小墨块滑上传送带开始计时，求：（1）小墨块在传送带上滑行的加速度和最远距离；（2）小墨块从A处出发再回到A处所用的时间。（3）小墨块在传送带上留下的痕迹。【答案】（1），方向水平向右，1m；（2）2s；（3）8m【解析】【详解】（1）小墨块滑上传送带后开始做匀减速运动，设小墨块的质量为m，由牛顿第二定律得得方向水平向右；因小墨块在传送带上滑行至最远距离时速度为0，由公式得（2）向左运动减速时间小墨块速度减为0后，再向右做匀加速运动，加速度为，小墨块回到A时速度大小为，所需时间为时间内小墨块向右运动的距离所以（3）在0~2s过