安徽省示范高中培优联盟2024-2025学年高一上学期12月冬季联考物理试卷

安徽省示范高中培优联盟2024年冬季联赛（高一）物理本试卷分选择题和非选择题两部分，选择题第1至第3页，非选择题第4至第6页。全卷满分100分，考试时间75分钟。考生注意事项：1．答题前，务必在试题卷、答题卡规定的地方填写自己的姓名、座位号，并认真核对答题卡上所粘贴的条形码中姓名、座位号与本人姓名、座位号是否一致。2．答选择题时，每小题选出答案后，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。3．答非选择题时，必须使用0.5毫米的黑色墨水签字笔在答题卡上书写，要求字体工整、笔迹清晰。作图题可先用铅笔在答题卡规定的位置绘出，确认后再用0.5毫米的黑色墨水签字笔描清楚。必须在题号所指示的答题区域作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上答题无效。4．考试结束，务必将试题卷和答题卡一并上交。一、选择题（本大题共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.北京时间2024年7月31日，巴黎奥运会跳水女子双人10米跳台决赛中，全红婵和陈芋汐复制粘贴式的默契征服了所有人，以总分359.10分的绝对优势获得金牌。若不考虑空气阻力，从起跳到入水的过程中，下列说法中正确的是（）A.若要研究“水花消失术”，在入水过程中应将全红婵看成质点B.陈芋汐下落的速度越大，其惯性越大C.全红婵和陈芋汐腾空后受到重力和跳台的弹力作用D.两人在腾空后、入水前的加速度一定是相同的【答案】D【解析】【详解】A．研究“水花消失术”时，人要有动作，入水过程中全红婵不可以看成质点，A错误；B．惯性只与质量有关，质量越大，惯性越大，B错误；C．起跳后，人和跳台无接触，跳台对人没有弹力，C错误；D．若忽略空气阻力，腾空后、入水前两人的加速度都为重力加速度，D正确。故选D。2.在刚刚结束的巴黎奥运会中，郑钦文获得女单网球冠军，创造历史性的一刻。如图所示，郑钦文把飞来的网球击打回去，落到了对方场内，则下列说法正确的是（）A.球拍对球的弹力，是因为球发生弹性形变而产生的B.球拍对网球的作用力大于网球对球拍的作用力C.球被打飞回去，说明力是改变物体运动状态的原因D.若球拍没有击打球，则球会保持原来的运动状态不变【答案】C【解析】【详解】A．球拍对球的弹力，是因为球拍发生弹性形变而产生的，A错误；B．球拍对网球的作用力和网球对球拍的作用力是一对相互作用力，是相等的，B错误；C．球被打飞回去，说明力是改变物体运动状态的原因，C正确；D．若球拍没有击打球，由于球仍受重力作用，所以球不会保持原来的运动状态不变，D错误。故选C。3.关于下列四幅插图，说法正确的是（）A.图甲中，可以利用悬挂法确定薄板重心，是由于作用力与反作用力总是等大反向共线B.图乙中，通过平面镜观察桌面的微小形变，主要用了控制变量的物理方法C.图丙中，人用力推沙发，沙发静止不动，是由于人对沙发的力和沙发对人的力效果相互抵消了D.图丁中，探究作用力与反作用力关系实验时，传感器的运动状态对实验结果没有影响【答案】D【解析】【详解】A．图甲中，可以利用悬挂法确定薄板重心，是由于悬线的拉力跟薄板的重力平衡，故A错误；B．图乙中，通过平面镜观察桌面的微小形变，利用了放大法，故B错误；C．图丙中，人用力推沙发，沙发静止不动，是由于推力与地面的静摩擦力平衡，人对沙发的力和沙发对人的力作用在不同物体上，它们的效果不能叠加抵消，故C错误；D．图丁中，探究作用力与反作用力关系实验时，传感器处于任何状态，作用力与反作用力都是大小相等、方向相反的，故没有影响，故D正确。故选D。4.如图所示为一款家用免打孔单杠，安装非常方便，无需打孔，只要通过调节单杠两端的卡槽，增加卡槽与墙面间的弹力就可以将单杠牢牢固定在两竖直墙面之间。某同学挂在单杠上进行静态训练时，下列说法正确的是（）A.只增大卡槽与墙面间的弹力，墙面对单杠的摩擦力增大B.墙面与单杠之间的动摩擦因数不可能大于1C.单杠对墙面摩擦力方向沿墙面竖直向下D.单杠没有下滑，说明墙面对单杠的摩擦力大于单杠和该同学的总重力【答案】C【解析】【详解】A．由受力平衡可知，墙面对单杠的摩擦力等于该同学和单杠的总重力，则只增大卡槽与墙面间的弹力，墙面对单杠的摩擦力不变，故A错误；B．物体之间的动摩擦因数与粗糙程度有关，是可以大于1的，故B错误；C．墙面对单杠的摩擦力与该同学和单杠的总重力等大反向，则墙面对单杠的摩擦力沿墙面竖直向上，单杠对墙面的摩擦力方向沿墙面竖直向下，故C正确；D．该同学挂在单杠上，单杠没有沿墙面下滑，是因为墙面对单杠的最大静摩擦力不小于单杠和该同学的总重力，故D错误。故选C。5.如图所示的四幅图分别为四个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0~t0这段时间内的平均速度等于B.乙图中，物体运动的加速度大小为10m/s2C.丙图中，物体在6s末的速度不一定等于18m/sD.丁图中，物体做匀加速直线运动，其加速度大小为2m/s2【答案】C【解析】【详解】A．若为初速度为0的匀变速直线运动，速度—时间图像应为过原点的一条倾斜的直线，其在0~t0这段时间内的平均速度等于，如图所示该图像在0~t0这段时间内的任一时刻的速度（不包括始末）都大于做匀变速直线运动的物体的速度，因此可知其平均速度大于，故A错误；B．根据速度与位移之间的关系式整理可得可知该图像的斜率为解得由此可知，乙图中，物体做匀减速直线运动，其加速度大小为5m/s2，故B错误；C．根据a−t图像的面积表示速度的变化量，由图可知，物体在0~6s内的速度变化量为18m/s，但考虑到物体初速度不一定为0，物体在6s末的速度不一定等于18m/s，故C正确；D．根据运动学公式可知图线斜率则加速度故D错误。故选C。6.如图所示，质量相同的甲、乙两人以不同姿势悬挂在水平单杠上静止，甲双臂竖直平行，乙双臂斜向上张开，以下说法正确的是（）A.乙受到的合力比甲大B.单杠对甲、乙的左臂的作用力相等C.乙每条手臂沿胳膊方向的拉力与甲相等D.甲、乙对单杠的作用力相等【答案】D【解析】【详解】A．由于甲、乙两人均静止，单杠给人的作用力等于人的重力，合力为0，故A错误；B．单杠对甲、乙的左臂的支持力相等，但摩擦力不相等，可知单杠对甲、乙的左臂的作用力不相等，故B错误；C．甲、乙每条手臂沿胳膊方向的拉力方向不同，根据力的合成与分解知识也可判断拉力大小也不同，故C错误。D．甲、乙对单杠的作用力都等于重力，故D正确。故选D。7.如图所示，一竖直固定的足够长圆管内有一静止薄圆盘，一小球在O点与圆盘中心碰撞。碰撞后瞬间，小球的速度大小为，方向竖直向上；圆盘的速度大小为，向下匀速运动并且始终保持水平。不计空气阻力，重力加速度取，则再次碰撞前小球与圆盘间的最远距离为（）A.1.8m B.1.6m C.1.4m D.1.2m【答案】A【解析】【详解】根据题意，小球碰撞后竖直上抛，圆盘匀速下降，当小球与圆盘速度相等时小球与圆盘间的距离最远，所以时间为这时圆盘匀速下降高度为小球的位移为则再次碰撞前小球与圆盘间的最远距离为故选A。8.如下图所示，底面粗糙、质量为m、倾角为30°的斜面体放置在粗糙水平面上，斜面体的右上角安装有轻质定滑轮，带有轻质定滑轮的物块放置在斜面体的光滑斜面上，轻质细线跨越这两个定滑轮，上端连接在天花板上，下端悬挂一质量为2m的小球，整个系统处于静止状态时，物块与天花板间的细线成竖直状态，两定滑轮间的细线与斜面平行，不计细线与滑轮间的摩擦，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.物块的质量为4mB.水平面对斜面的支持力大小为7mgC.水平面对斜面的摩擦力水平向左D.水平面对斜面的摩擦力水平向右【答案】B【解析】【详解】AB．根据题意，对小球受力分析，由平衡条件可得，绳子的拉力对物块受力分析，沿斜面体斜面方向有解得对整体受力分析，竖直方向上有解得即水平面对斜面体的支持力大小为,A错误，B正确；CD．对整体受力分析，水平方向不受力，则水平面对斜面体的摩擦力是零，CD错误。故选B。二、多项选择题（本题共2小题，每小题5分，共10分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。）9.质点做匀加速直线运动，先后经过A、B两点，速度分别为与，则关于该质点在A、B两点间的运动说法正确的有（）A.前一半路程和后一半路程所经历的时间之比为2:1B.前一半路程和后一半路程所经历的时间之比为3:2C.前一半时间和后一半时间所通过的位移之比为5:11D.前一半时间和后一半时间所通过的位移之比为6:11【答案】AC【解析】【详解】AB．根据匀变速直线运动的重要推论可知中间位置的速度为故前一半路程的速度改变量为后一半路程的速度改变量为根据可知前一半路程和后一半路程所经历的时间之比为故A正确，B错误；CD．根据匀变速直线运动的重要推论可知该过程的中间时刻速度为则前时间内通过的位移为后时间内通过的位移为故前一半时间和后一半时间所通过的位移之比为故C正确，D错误。故选AC。10.图（a）为某国际机场某货物传送装置实物图，简化图如图（b），该装置由传送带及固定挡板组成，固定挡板与传送带上表面垂直，传送带上表面与水平台面的夹角。传送带匀速转动时，工作人员将正方体货物从点由静止释放，货物先做匀加速运动，一段时间后，货物和传送带一起做匀速运动，货物运动时的剖面图如图（c）所示，已知货物质量，其底部与传送带上表面的动摩擦因数为，其侧面与挡板的动摩擦因数为。（重力加速度，，，不计空气阻力）。（）A.货物刚释放时，传送带上表面对货物的摩擦力大小为40NB.货物刚释放时，挡板对货物的摩擦力大小为16NC.货物和传送带一起匀速时，传送带上表面对货物的摩擦力大小为16ND.货物和传送带一起匀速时，挡板对货物的摩擦力大小为12N【答案】AD【解析】【详解】货物放上传送带后，水平方向受力如图所示设传送带对物体的摩擦力为，挡板对物体摩擦力为，由剖面图对货物受力分析如上图，传送带对货物支持力为，挡板对货物支持力为，根据平衡条件，有由滑动摩擦力计算式有代入数据可得传送带上表面对货物的摩擦力大小为40N，挡板对货物的摩擦力大小为12N。共速后，传送带受静摩擦力故选AD。三、实验题（本大题共2小题，第11小题8分，第12小题8分，共16分。）11.某实验小组为测量自动笔里面被压缩弹簧的劲度系数，他们一开始设计如图甲所示的实验：将自动笔活动端竖直置于电子秤上，当沿笔身向下按下约0.80cm时（未触底且未超过弹簧弹性限度），稳定后电子秤上的读数增加了40.87g（重力加速度大小g取10m/s2）。（1）此笔里的弹簧劲度系数为_____N/m（结果保留3位有效数字），这支笔（按钮、笔筒等）的重力对实验_____（填“有”或“无”）影响；若将自动笔向下按压时未保持竖直（即笔身与秤盘夹角为锐角），理论上由此计算出的弹簧劲度系数_____真实值（填“大于”或“小于”或“等于”）；（2）由于弹簧较短，施加适当外力时长度变化不太明显，于是他们将实验设计成图乙所示：将三根相同的弹簧串起来，竖直挂在图乙所示的装置中。小组成员通过测量，作出三根弹簧的总长度l与相应所挂重物重力即拉力大小F的关系图像如图丙，则一根弹簧的劲度系数为_____N/m（结果保留3位有效数字）。【答案】（1）①.51.1②.无③.小于（2）50.0【解析】【小问1详解】[1]根据胡克定律，可得弹簧劲度系数为；[2]没有影响，这是由于弹簧受挤压时弹力的变化与电子秤示数的增加量对应，所以与笔的重力无关，故填无；[3]秤盘受到的压力大小应等于弹簧弹力在垂直秤盘方向的分力，故结果偏小。【小问2详解】由于有三根弹簧,则弹簧劲度系数满足故填50.012.某实验小组欲探究小车加速度与小车所受合力的关系。装置如图所示：水平轨道上安装两个光电门，两个光电门中心距离为L，小车上的挡光板宽度为d，小车上装有力的传感器，小车和力的传感器总质量为M，细线一端与力传感器连接，另一端跨过滑轮挂上物块。实验时，保持轨道水平，当物块质量为m时（滑轮质量可忽略），小车恰好匀速运动。已知重力加速度为g。（1）关于实验要点，下列说法正确的是（）A.重物的质量应远小于小车的质量B.小车释放的位置离光电门1近些会更好C.光电门1和光电门2的距离小些会更好D.调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行（2）某次实验测得小车通过光电门1、2时，挡光时间分别为和，计算出小车的加速度_____。（3）保持M不变，改变物块质量，得到多组力的传感器示数F，通过计算求得各组加速度，该实验小组尝试描出图像，下列图像可能正确的是（）A. B.C. D.（4）很显然，（3）中的结果与理论值略有差异，如果该小组再次尝试绘制，在确定以作为纵轴后，横轴应调整为_____将更为合适（用题中所给字母填空）。【答案】（1）D（2）（3）A（4）【解析】【小问1详解】A．由于实验中已经给出力传感器，可以直接得到拉力的大小，无需满足物块质量远小于车的质量，A错误；BC．为了便于测量遮光板通过光电门的速度，小车释放的位置离光电门远些，同理，两光电门之间的距离应适当大些，BC错误；D．为使细线的拉力等于小车所受的合外力，实验中应调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与长木板平行，D正确。故选D。小问2详解】通过光电门1的速度为通过光电门2的速度为根据匀变速直线运动规律解得【小问3详解】当物块质量为m时，小车恰好匀速运动可得此时拉力为此时拉力与阻力大小相等，即改变物块质量，根据牛顿第二定律可知整理为根据函数关系可知图像应为直线且在轴上有截距。故选A。【小问4详解】由（3）可知故应以为纵轴。四、计算题（第13小题10分；第14小题14分；第15小题18分，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）13.如图为“眼疾手快”游戏装置示意图，游戏者接住从支架上随机落下的圆棒则游戏成功。已知圆棒长为30cm，圆棒下端距水平地面足够高，某次游戏中参赛者将手置于圆棒下方的A、B两点之间（A点到圆棒下端的距离可以自由调整），A、B间距10cm。当圆棒竖直下落经过A、B之间时，参赛者反应够快就可以抓住圆棒。若参赛者的反应时间定义为圆棒下端到达A点至手握住杆的时间。不计空气阻力。求：（1）若要能接住圆棒，则允许参赛者的反应时间最长为多少？（2）若Ａ点距圆棒下端5cm，若要能接住圆棒，则允许参赛者的反应时间最长为多少？【答案】（1）（2）0.2s【解析】【小问1详解】根据题意可得，当Ａ点刚好在圆棒下端时，圆棒经过A、B之间的时间最长，则圆棒从开始下落到其上端经过Ｂ点下落的高度为设所用时间为，则有求得即参赛者的反应时间最长为。【小问2详解】根据题意可得，圆棒下端距离Ａ点的高度为设圆棒下端到达点时的速度大小为，则求得设圆棒经过A、B之间的时间为，则求得即参赛者的反应时间最长为0.2s。14.如图所示，一根光滑轻绳穿过质量为m的小环A，轻绳的两端分别固定在等高的B、C两点，给小环施加一个水平向左的拉力，小环静止时，AB段轻绳竖直，AC段轻绳与水平方向的夹角为。已知重力加速度为，，，试求解下列问题：（1）此时施加的拉力的大小？（2）若将水平拉力缓慢增加到，求此时绳中拉力大小？【答案】（1）（2）【解析】【小问1详解】设轻绳上的拉力大小等于，对环进行分析，根据平衡条件有，解得【小问2详解】将水平拉力缓慢增加到，对小环进行受力分析，如图所示拉力F2与重力mg的合力为令上述合力方向与水平方向夹角为，则有解得根据对称性可知，此时环两侧绳与上述合力方向的延长线的夹角相等，令夹角为，则有根据对称性，作出几何示意图，如图所示令绳长为L，则有当AB段轻绳竖直，AC段轻绳与水平方向的夹角为时有解得则有结合上述解得15.随意变线加塞，是非常不文明的驾驶习惯，也极其不安全。下图演示了甲车变线加塞的过程，甲车加速后至少需要车尾超出乙车车头后（即图中实线位置），才能开始并线。从开始并线到完成并线，恰好需要时间。此时甲车若要安全并线插到乙车前方，且不影响乙车行驶，并线刚完成时的车距不得小于5m（甲车车尾到乙车车头的距离），而并道后又必须立即减速，以避免与前车追尾，甲车匀减速的加速度不超过10m/s2。假设汽车在变线并道过程中，沿前进方向的运动可认为不受影响，横向移动的速度可忽略。已知甲车车