湖北省重点高中智学联盟2024-2025学年高一上学期12月联考物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE1湖北省重点高中智学联盟2024年秋季高一年级12月联考物理试题考试时间：75分钟试卷满分：100分一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.据国防部发布消息，时隔44年之后，2024年9月25日8时44分，中国人民解放军火箭军向太平洋海域成功发射一枚洲际弹道导弹并准确落入预定海域。本次发射的导弹射程（导弹射程是指发射点到落点之间的大地线距离）约12000公里，最大飞行速度30马赫（1马赫=340.3米每秒），从发射到命中目标，整个过程仅耗时20多分钟。下列说法正确的是（）A.文中的“44年”指的是时间间隔，“8时44分”指的是时刻B.文中的“约12000公里”指的是导弹飞行轨迹的长度C.文中的“30马赫”指的是平均速度D.研究导弹从发射到命中目标的飞行时间时不能把导弹看成质点【答案】A【解析】A．文中的“44年”指的是时间间隔，“8时44分”指的是时刻，故A正确；B．根据导弹射程（导弹射程是指发射点到落点之间的大地线距离）约12000公里，可知文中的“约12000公里”指的是导弹位移的大小，故B错误；C．文中的“30马赫”指的是瞬时速度，故C错误；D．研究导弹从发射到命中目标的飞行时间时，导弹的形状和体积可以忽略，可以把导弹看成质点，故D错误。故选A。2.在日常生活中，我们通常用位置和速度来描述物体的运动状态。而在微观量子领域，我们不可能同时把这两个参数准确地测量出来，这就是所谓“测不准原理”。这个原理可以用来表示，其中是位置的误差，△p是动量（动量等于质量与速度的乘积，△p=m△v）的误差，h叫普朗克常量，π是一个没有单位的常数。则h的单位是（）A.kg·m/s2 B.kg·m2/s C.m2/s D.m3/s【答案】B【解析】题意知整理单位分别为，π为常数无单位，故h单位为故选B。3.如图所示，一质量为m的木块和倾角为θ的斜面保持静止状态，重力加速度为g，物块与斜面间动摩擦因数为μ。下列说法正确的是（）A.木块对斜面的压力是斜面发生形变产生的 B.木块对斜面的摩擦力大小为μmgcosθC.地面对斜面的摩擦力方向水平向左 D.木块受到的斜面作用力方向竖直向上【答案】D【解析】A．木块对斜面的压力是木块发生形变产生的，故A错误；B．对木块，由平衡条件可得斜面对木块的摩擦力大小为由牛顿第三定律可知，木块对斜面摩擦力大小为，故B错误；C．把木块和斜面作为整体研究可知，地面对斜面无摩擦力，故C错误；D．木块受到斜面给的摩擦力、支持力和自身重力而平衡，故斜面给木块的摩擦力、支持力的合力与木块重力等大反向，故木块受到的斜面作用力方向竖直向上，故D正确。故选D。4.平直路面上，汽车以18m/s的初速度匀速行驶，从t=0时刻开始刹车做匀变速直线运动，在第3s内的位移为8m，则下列说法不正确的是（）A.汽车在前3s内的位移为36m B.汽车在前5s内的位移为40.5mC.汽车在第5s内的位移为0.5m D.汽车在6s内的平均速度为9m/s【答案】D【解析】A．由匀变速直线运动推论可知，某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，故刹车后2.5s时的瞬时速度为由加速度定义可知汽车加速度大小设初速度方向为正方向，且初速度，所以汽车在前3s内的位移为其中代入以上数据解得故A正确，不符合题意；B．汽车刹车时间故汽车在前5s内的位移为故B正确，不符合题意；C．以上分析可知，汽车在第5s内的位移即为刹车4s后到停下来的位移，逆向思维法可得故C正确，不符合题意；D．结合以上分析可知，汽车在6s

内的平均速度为故D错误，符合题意。故选D。5.小智在人民公园观看海狮抛球表演，球被以5m/s的速度竖直向上抛出，一段时间后落回抛出点。设向上为正方向，不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。对于球的运动过程，下列说法正确的是（）A.球上升过程处于超重状态 B.球运动到最高点速度为零，所以是静止状态C.前0.6s内的平均速度为2m/s D.最后0.4s内的平均速度为2.5m/s【答案】C【解析】A．球上升过程，只受重力重力作用，加速度为重力加速度，竖直向下，处于完全失重状态，故A错误；B．球运动到最高点速度为零，加速度为重力加速度，处于完全失重状态，故B错误；C．以竖直向上为正方向，0.6s末物体的速度为前0.6s内的平均速度为故C正确；D．根据竖直上抛的对称性，小球落地时的速度为，最后0.4s内的平均速度为故D错误。故选C。6.物理学的研究方法不仅存在于实验室中，而且在日常生活中也有广泛的应用。比如①某同学完成“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验；②曹冲称象的故事；③阿基米德与金王冠的故事；对于以上三个事例中所采用的物理方法描述正确的是（）A.都采用了理想模型法 B.都采用了控制变量法C.都采用了等效替代法 D.都采用了极限法【答案】C【解析】①“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验用了等效替代的思想；②曹冲称象的故事里面用石头的重量来替代大象的重量，用到了等效替代的思想；③同理阿基米德与金王冠的故事中也是采用了等效替代的思想。故选C。7.如图，小球C置于光滑圆形槽B内，B放在倾角为θ的足够长的光滑斜面A上，B、C一起沿斜面下滑，不计空气阻力，稳定后C、B相对静止，则C、B相对位置正确的是（）A. B.C. D.【答案】C【解析】根据题意可知B、C沿着斜面一起向下做匀加速直线运动，加速度相等，则C的加速度沿着斜面向下，在垂直斜面方向受槽B的支持力处于平衡状态，沿斜面方向上不受槽B的力的作用，即C与圆的切线与斜面平行。故选C。二、多选题：（本大题共3小题，全对得4分，半对得2分，错选不得分，共12分。）8.甲、乙两质点在相邻平行直线轨道上运动的位移时间图像（图像）如图所示，其中甲的图线是直线，乙的图线是抛物线。下列说法正确的是（）A.在0~12s内，甲做匀减速直线运动B.6s末，乙运动方向改变C.在0~6s内的某一时刻，甲、乙的速度有可能相同D.在6~12s内，甲乙间的距离先增加再减小【答案】BD【解析】A．根据图像的切线斜率表示速度，可知在0～12s内，甲车做匀速直线运动，故A错误；B．根据图像的切线斜率表示速度，可知6s末，乙运动方向改变，故B正确；C．根据图像的切线斜率表示速度，可知甲、乙的速度不可能相同，故C错误；D．图像中，同一时刻两质点位置差为其距离，根据题图可知在6~12s内，甲乙间的距离先增加再减小，故D正确。故选BD。9.智能自动控制系统在我们日常生活中的应用越来越普遍。如图所示是某快递公司的自动传送带示意图，当传送带上没有包裹的时候，传送带保持静止；当包裹被无初速的放上传送带时，传送带自动调整速度开始传送，为确保包裹不被损伤，要求包裹在传送过程中与传送带不发生相对滑动且到达B端时的速度恰好为零，为提高效率，还要尽量缩短传送时间。某次传送包裹质量m=10kg，传送带与地面间的夹角θ=30°，传送带两端A、B的距离L=37.5m，包裹与传送带间的动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10m/s2。下列说法正确的是（）A.包裹的质量越大，包裹从A到B的时间越长B.包裹从A到B全过程加速度的最大值为2.5m/s2C.包裹从A到B的时间最短时间为6sD.包裹从A到B全过程速度的最大值为12.5m/s【答案】CD【解析】为了使包裹从A到B的时间最短，先以最大加速度向上加速运动，接着以最大加速度向上减速运动，根据牛顿第二定律可得，解得，设包裹从A到B全过程速度的最大值为，则有解得包裹从A到B的时间最短时间为可知包裹从A到B的时间与包裹的质量无关。故选CD。10.如图，P、Q两个滑块放在光滑的水平地面上，Q靠在水平轻弹簧的左端，弹簧的右端固定在竖直墙面上，水平向右的外力作用在P上，系统处于静止状态，已知P、Q的质量分别为、，弹簧的劲度系数。现将F的方向突变为水平向左，大小不变，仍然作用在P上，则（）A.力F刚变向瞬间，P的加速度大小为15m/s2B.在P左移2cm瞬间，P、Q相互作用力1.2NC.当P左移5cm时，P、Q开始分离D.力F刚变向瞬间，P、Q开始分离【答案】BC【解析】A．F方向未改变时，由平衡可知，弹簧弹力大小等于力F的大小即为6N，当F方向改变时，弹簧弹力不变，P、Q的加速度大小为故A错误；BCD．P、Q恰好分离时具有相同加速度，且P、Q间的弹力为0，对P有得对Q有得弹簧刚开始的压缩量为即当P左移5cm时，P、Q开始分离，在P左移2cm瞬间，即弹簧的压缩量为8cm，此时弹簧弹力为对P、Q有对P有解得故BC正确，D错误故选BC。三、实验题：本大题共2小题，共16分。11.某实验兴趣小组为了测量物体间的动摩擦因数，设计了如下实验：（1）如图甲，将轻弹簧竖直悬挂，用刻度尺测出弹簧自由悬挂时的长度L1=4.00cm。（2）如图乙，在弹簧的下端悬挂小木块，用刻度尺测出稳定时弹簧的长度L2=_______cm。（3）将一长木板平放在水平面上，小木块放置于木板上，如图丙，将弹簧左端固定在墙壁上，右端拴接小木块，使弹簧水平，用力F向右拉动长木板，长木板与小木块发生相对运动，当小木块静止后，此时弹簧的长度L3=5.68cm。（4）根据上面的操作，可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数μ=_______（结果保留两位有效数字）。（5）若考虑弹簧自身重力，动摩擦因数μ的测量值将_______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（6）为消除弹簧自身重力影响，该同学又将弹簧水平放置，测出其自由伸长时长度为L4，动摩擦因数μ可表示为：_______。（用L1、L2、L3、L4表示）【答案】（2）8.50（4）0.37（5）偏小（6）【解析】图乙可知，刻度尺最小分度值为0.1cm，故读数估读到0.01cm，故弹簧长度设弹簧劲度系数为k，结合图甲乙，由平衡条件可知小木块重力由平衡条件，结合图丙可得小木块滑动摩擦力为根据联立整理解得代入题中数据，解得若考虑弹簧自身重力，由胡克定律可知，测量小木块重力无影响，即重力测量是准确的，但水平测量时弹簧的原长L1将减小，弹簧的伸长量将变大，因此上述计算得到的弹簧伸长量ΔL偏小，故动摩擦因素偏小；以上分析可知小木块重力水平放置，测出其自由伸长时长度为L4，由平衡条件可得小木块滑动摩擦力为根据联立整理解得12.“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置如图甲所示。（1）实验的五个步骤如下：a．将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上；b．把细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连；c．补偿阻力，让小车做匀速直线运动；d．接通电源后释放小车，小车在细线拉动下运动，测出小桶（和沙）的重力mg，作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a；e．更换纸带，改变小桶内沙的质量，重复步骤d的操作。按照实验原理，这五个步骤的先后顺序应该为：_______（将序号排序）；（2）实验中打出的某一条纸带如图乙所示。相邻计数点间的时间间隔是0.1s，由此可以算出小车运动的加速度是_______m/s2；（3）利用测得的数据，可得到小车质量M一定时，运动的加速度a和所受拉力F（F＝mg，m为沙和小桶的总质量，g为重力加速度）的关系图像如图丙所示。拉力F较大时，a­F图线明显弯曲，产生误差。若不断增加沙桶中沙的质量，a­F图像中各点连成的曲线将不断延伸，那么加速度a的趋向值为_______（用题中出现的物理量表示）。为避免上述误差可采取的措施是_______。A．每次增加桶内沙子质量时，增幅小一点B．测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替小车所受拉力D．在增加桶内沙子质量的同时，在小车上增加砝码，确保沙和小桶的总质量始终远小于小车和砝码的总质量【答案】（1）acbde（2）1.46（3）gC【解析】（1）为了使小车所受合外力等于细线拉力，在实验开始前首先应进行补偿阻力操作，即先将纸带穿过打点计时器并将一端固定在小车上，然后将长木板没有滑轮的一侧垫高，将小车靠近打点计时器放置，启动打点计时器，轻推一下小车，通过打出的纸带来判断小车是否能够做匀速直线运动。在阻力补偿完毕后，将细线的一端固定在小车上，另一端通过定滑轮与小桶相连，之后再次将小车靠近打点计时器放置，接通电源后释放小车，小车在细线拉动下运动，测出小桶（和沙）的重力mg，作为细线对小车的拉力F，利用纸带测量出小车的加速度a，从而获得第一组a、F数据，之后更换纸带，改变小桶内沙的质量，重复步骤d的操作，以获得其他组实验数据。综上所述可知步骤的先后顺序为acbde。（2）根据可知小车运动的加速度是（3）对小车根据牛顿第二定律有对钩码同理有联立解得由上式可知若不断增加沙桶中沙的质量，a­F图像中各点连成的曲线将不断延伸，当m远大于M时加速度a的趋向值为g。（4）A．每次增加桶内沙子的质量时，增幅小一点，只是使每次所测a和F的值增幅减小，随着m的增大，依然会出现F逐渐小于mg的情况，所以该种方法不能避免上述误差，故A不符合题意；B．测小车的加速度时，利用速度传感器代替纸带和打点计时器，可以减小加速度的测量误差，无法减小由于F小于mg产生的误差，故B不符合题意；C．将无线力传感器捆绑在小车上，再将细线连在力传感器上，用力传感器读数代替小车所受拉力，此时无论m取值如何，都可以获得F的准确值，可以避免上述误差，故C符合题意；D．本实验要求控制小车质量M一定，探究a和F的关系，实验时不能在小车上增加砝码，故D不符合题意。故选C。四、计算题：本大题共3小题，共44分。13.每当入冬时节，十堰武当国际滑雪场都会迎来很多滑雪爱好者，雪道分为倾斜雪道和水平雪道两部分。一位滑雪者与装备的总质量为80kg，从静止开始沿倾角为30°倾斜雪道匀加速直线滑下。在10s的时间内滑下100m恰好到坡底进入水平雪道。假设由倾斜雪道进入水平雪道速率不变，滑雪板与雪道动摩擦因数都相同。（g取10m/s2，结果可用根号表示）求：（1）滑雪者刚从倾斜雪道滑下时速度大小？（2）滑雪者在水平雪道上滑行的距离？【答案】（1）20m/s（2）【解析】【小问1解析】滑雪者匀加速运动，由运动学公式得解得【小问2解析】在斜坡运动，由牛顿第二定律得解得在水平雪道上做减速运动，由牛顿第二定律得解得由运动学公式得解得14.如图所示是小明同学晾衣服的简化图，两根竖直杆沿东西方向固定在水平地面上，轻质绳两端分别固定在竖直杆上等高的A、B两点，已知衣服及晾衣架整体的总质量为m，静止时挂钩与绳接触点为O，若是无风天气，绳与杆之间所夹锐角为θ，重力加速度为g，不计晾衣架与绳之间的摩擦。（1）求无风天气时绳的拉力大小。（2）若整个环境有水平方向从北向南的恒定风力F1（F1大小未知），衣架整体稳定后，小明测得此时AOB三点构成的平面与竖直面的夹角为45°，求此时绳的拉力大小。（3）若整个环境有水平方向从西向东的恒定风力F2（F2大小未知），衣架稳定后，小明测得此时AO与杆的夹角为75°，BO与杆的夹角为15°，求此时水平风力F2的大小。【答案】（1）（2）（3）【解析】【小问1解析】无风天气，衣架挂钩一定在绳子中点处，绳与竖直方向的夹角为θ，设绳子拉力为T对衣服和挂钩整体受力分析如图所示由几何关系可得绳子与水平方向的夹角为解得【小问2解析】恒定风力沿水平方向从北向南，即风力垂直于东西方向的竖直面，衣架挂钩仍然在绳子中点处，两绳子夹角不变，衣服和挂钩整体在四个力的作用下处于平衡状态，则重力于风力的合力应该于两绳的合力等大反向。AOB三点构成的平面与竖直面的夹角为45°，即风力与重力的合力与竖直方向夹角45°，在竖直面内，设风力与重力的合力为F合1，则整体受力如图由图可得在AOB三点构成的平面，设绳子的的合力与F合1等大反向，设绳子拉力为T₂则整体受力如图由平衡条件得解得【小问3解析】整个环境有水平方向从西吹向东的恒定风力F2，此时AO与竖直方向的夹角为75°，BO与竖直方向的夹角为15°，则AO与BO垂直，两根绳的合力沿角平分线方向，与竖直方向的夹角为30°，即由几何关系可得图中角