2022-2023学年河北省衡水中学高一上学期综合素质检测物理试题（二）含解析

衡水中学2022-2023学年高一上学期综合素质检测物理试题

一、 单项选择题（本题共8 个小题，每小题4 分，共32 分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）

1. 一质点自原点开始在x 轴上运动，初速度，加速度a>0，当a 值不断减小直至为零，质点的（　　）

A. 速度不断减小，位移不断减小

B. 速度不断减小，位移继续增大

C. 速度不断增大，当a=0 时，速度达到最大，位移不断增大

D. 速度不断增大，当a=0 时，位移达到最小值

【答案】C

【解析】

【详解】由于初速度v0>0，加速度a>0，即速度和加速度同向，不管加速度大小如何变化，速度一直增大，当a=0时，速度达到最大值，因物体的速度方向不变，则位移不断增大。

故选C。

2. 小明和同学在海滩玩耍，把a 、b 、c 三个形状不规则石块叠放在一起放在水平地面并保持静止，b 的上表面略倾斜，如图所示，关于物体受力情况，下列说法正确的是（　　）

A. c 受到水平地面向左的摩擦力

B. a 的重力在垂直接触面方向的分力就是a 对b 的压力

C. c 对b 的作用力方向竖直向上

D. b 对a 的支持力与a 对b 的压力是一对平衡力

【答案】C

【解析】

【详解】A．对a 、b 、c整体进行受力分析，可知，整体受到重力与地面竖直向上的支持力，整体在水平面没有运动的趋势，即受到水平地面对c没有摩擦力，A错误；

B．a 的重力在垂直接触面方向的分力的作用点在a上，而a 对b 的压力的作用点在b上，两者作用点不相同，因此不能认为a 的重力在垂直接触面方向的分力就是a 对b 的压力，B错误；

C．对a 、b整体进行受力分析，可知，施力物体只有地球与c，由于整体处于静止状态，合力为0，而重力方向竖直向下，则c 对b 的作用力大小与重力相等，方向与重力方向相反，即c 对b 的作用力方向竖直向上，C正确；

D．b 对a 的支持力与a 对b 的压力大小相等，方向相反，作用在不同物体上，这两个力是一对作用力与反作用力，D错误。

故选C。

3. “西电东送”为我国经济社会发展起到了重大的推动作用。如图是部分输电线路。由于热胀冷缩，铁塔之间的输电线夏季比冬季要更下垂一些，对输电线和输电塔的受力分析正确的是（　　）

A. 夏季每根输电线对与之连接的输电塔的拉力较大

B. 冬季每根输电线对与之连接的输电塔的拉力较大

C. 夏季和冬季每根输电线对与之连接的输电塔的拉力一样大

D. 夏季比冬季输电塔对地面的压力大

【答案】B

【解析】

【详解】ABC．设拉力与竖直方向的夹角为，对输电线进行受力分析如图所示

 

则有

解得

由于输电线夏季比冬季要更加下垂一些，即夏季时的拉力与竖直方向的夹角 较小，可知夏季时，输电塔对输电线的拉力较小，根据牛顿第三定律可知夏季输电线对输电塔的拉力较小，冬季输电线对输电塔的拉力较大，AC错误，B正确；
D．无论冬季还是夏季，对输电塔和电线整体受力分析可知，输电塔对地面压力等于整体的重力，夏季与冬季输电塔对地面的压力大小相等，D错误。

故选B。

4. 一档电视节目通过洪水自救模拟实验为大众普及洪水生存指南，实验发现：大家平行于洪水流向紧挨着站成一纵列，可以有效抵抗水对身体冲击力（如图甲），建立如图乙所示的物理模型：某时刻用力推物块1，五个质量相等的物块恰好未推动，已知物块与地面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，下列说法正确的是（　　）

A. 物块2、3、4、5受到前一物块弹力大小相等

B. 物块2对物块3的弹力大小为

C. 物块2与3、3与4间的弹力之比为

D. 若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，则物块间的弹力可能为0

【答案】D

【解析】

【详解】ABC．假设每个物块质量都是m，对五个物块整体进行分析，由于恰好未推动，可知所受摩擦力为最大静摩擦力，根据受力平衡可得

对物块2、3、4、5构成的整体进行分析可得

同理可得

故ABC错误；

D．若仅增大物块与地面间的动摩擦因数，则用力推物块1时，物块1可能推不动，此时其它物块间的没有弹力，故D正确。

故选D。

5. 如图所示，一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c，被沿两直角边的细绳A、B 悬吊在天花板上，且斜边c 恰好平行于天花板，过直角的竖直线为MN。设A、B 两绳对三角形薄板的拉力分别为Fa 和Fb，已知Fa 和Fb 及薄板的重力为在同一平面的共点力，则下列判断正确的是（　　）

A. 薄板的重心不一定在MN 线上 B. 两绳对薄板的拉力是由于薄板发生形变产生的

C.  D.

【答案】C

【解析】

【详解】A．直角三角板受重力、两个拉力作用而处于平衡状态，由于三个力是共点力，所以重心一定在MN线上，选项A错误；

B．两绳对薄板的拉力是由于绳子发生形变产生的，选项B错误；

CD．把三角板的重力G分解为拉A绳的力Fa和拉B绳的力Fb，如图所示

由三角形相似，得

C正确，D错误。

故选C。

6. 如图所示为一种可折叠壁挂书架，一个书架用两个三角形支架固定在墙壁上，书与书架的重心始终恰好在两个支架横梁和斜梁的连接点O、O′连线中点的正上方，书架含书的总重力为60N，横梁AO、A′O′水平，斜梁BO、B′O′跟横梁夹角为37°，横梁对O、O′点拉力始终沿AO、A′O′方向，斜梁对O、O′点的压力始终沿BO、B′O′方向，已知sin37°=0. 6，cos37°=0. 8，则下列说法正确的是（　　）

A. 横梁AO所受的力为80N

B. 斜梁BO所受的力为100N

C. 若O、O′点同时向A、A′缓慢移动少许，斜梁长度不变，横梁AO所受的力变小

D. 若O、O′点同时向A、A′缓慢移动少许，斜梁长度不变，斜梁BO所受的力变大

【答案】C

【解析】

【详解】AB．两个三角架承担的力为60N，每个三角架为30N，对O点受力分析，如图甲所示

故AB错误；

CD．O、同时向A、移动少许，对O点受力分析，如图乙虚线所示

三角形AOB与力三角形相似，所以有

AB与BO长度未变，AO长度减小，故不变，减小，故C正确，D错误。

故选C。

7. 甲乙两同学想将货物运送至楼上，设计了如图所示装置。当重物提升到一定高度后，两同学均保持位置不动，乙用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动，最后将重物运送至乙所在位置，完成运送。若两绳始终位于同一竖直面内，绳子足够长，不计滑轮的摩擦和重力，则此过程（　　）

A. 甲手中绳子上拉力不断增大

B. 乙手中绳子上的拉力不断减小

C. 楼面对甲的支持力不断增大

D. 楼面对甲的摩擦力与楼面对乙的摩擦力大小始终相等

【答案】A

【解析】

【详解】设乙对重物拉力为F1，跨过滑轮的轻绳对重物的拉力为F2，如图

对重物作受力分析得

AB．增大的过程中，可知，轻绳对重物的拉力F2增大，即甲手中绳子上的拉力不断变大，乙手中绳子上的拉力不断增大，故A正确；B错误；

C．设甲手中绳子与水平面夹角为α，则楼面对甲的支持力

FN甲=m甲g−F2sinα

轻绳对重物的拉力F2增大，可知楼面对甲的支持力不断减小，选项C错误；

D．设乙手中绳子与水平面夹角为，楼面对甲的摩擦力与楼面对乙的摩擦力大小分别为

不断减小，且始终，可知，楼面对甲的摩擦力始终大于楼面对乙的摩擦力，故D错误。

故选A。

8. 在相互平行的平直公路上，A、B 两车沿同一方向做直线运动，两车运动的位移与时间的比值与t 之间的关系图像如图所示，已知两车在t=2s 时刻正好并排行驶，下列说法中正确的（　　）

A. B车做匀加速直线运动 B. t=2s时刻，A车的速度为8m/s

C. 0~2s内，A车运动的位移为4m D. t=1s时刻A车在前，B车在后

【答案】B

【解析】

【详解】A．根据位移与时间关系有

变形有

结合图像有

，

解得

，

可知，A车做匀加速直线运动，B车做匀速直线运动，A错误；

B．结合图像根据上述可知A的初速度为

B的初速度为

t=2s时刻，A车的速度为

B正确；

C．0~2s内，A车运动的位移为

C错误；

D．0~2s内，B车运动的位移为

由于两车在t=2s 时刻正好并排行驶，表明t=0时刻两车亦处于并排位置，0~1s内，两车的位移分别为

，

则t=1s时刻B车在前， A车在后，D错误。

故选B。

二、 多项选择题（本题共4 个小题，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，全部选对得4 分，选对但不全得2 分，有选错得0 分）

9. 弹力在日常生活和工农业生产中有着广泛的应用。如生活中的缓冲装置就是利用弹簧的弹力作用来实现的。某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，图中k1，k2为原长相等、对应劲度系数的不同轻质弹簧。当垫片缓慢向右移动时（　　）

A. 两个弹簧产生的弹力大小始终相等

B. k2弹簧产生的压缩量较大

C. k1弹簧产生的压缩量较大

D. 装置的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关

【答案】ACD

【解析】

【详解】A．根据图形可知，两根轻质弹簧串联后构成一根轻质弹簧，而同一根轻质弹簧弹力大小处处相等，则两个弹簧产生的弹力大小始终相等，A正确；

BC．根据上述，令弹力大小为F，则有

，

由于

则有

可知，k1 弹簧产生的压缩量较大，B错误，C正确；

D．根据胡克定律可知，弹力相等时，劲度系数不同，弹簧的形变量也不同，因此装置的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，D正确。

故选ACD

10. 2021“一带一路”年度汉字发布活动中，“互”字作为最能体现2021 年“一带一路”精神内涵的汉字拔得头筹，成为年度汉字。如图为力学兴趣小组制作的“互”字形木制模型。模型分上下两部分，质量均为m。用细线连接两部分。当细线都绷紧时，整个模型可以竖直静止在水平地面上。其中连接a、b 两点的细线为L，连接c、d 两点的细线为n，重力加速度为g。则（　　）

A. 细线L 对a 点的作用力向上 B. 细线L 的拉力与细线n 的拉力大小相等

C. 细线n 的拉力大于细线L 的拉力 D. 整个模型对地面的压力大小等于2mg

【答案】CD

【解析】

【详解】A．细线只能提供沿细线的拉力，所以细线L对a点的作用力向下。故A错误；

BC．对模型上部分受力分析，有

Fa+mg=Fd

易知，细线L的拉力小于细线n的拉力，故B错误，C正确；

D．对整个模型受力分析，有

FN=2mg

根据牛顿第三定律，可知整个模型对地面的压力大小为2mg。故D正确。

故选CD。

11. 如图所示，倾角为30°的粗糙斜面固定在水平地面上，一根轻绳的一端与斜面上的物块a 相连，另一端绕过光滑的定滑轮系在竖直杆上的P 点，用光滑轻质挂钩把物块b 挂在O 点，此时竖直杆与绳OP 间的夹角为60°，a 与斜面之间恰好没有摩擦力且保持静止。已知物块a 的质量为M，物块b 的质量为m，重力加速度为g。下列判断正确的是（　　）

A. M=2m

B. 将P 端缓慢向上移动一小段距离，a 位置不变，则a 将受到沿着斜面向下的摩擦力

C. 将P 端缓慢向下移动一小段距离，a 位置不变，则a 将受到沿着斜面向下的摩擦力

D. 将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，a 位置不变，则a 将受到沿着斜面向下的摩擦力

【答案】AD

【解析】

【详解】A．由于是光滑轻质挂钩，则POa是同一根轻绳，弹力大小处处相等，对O点与物块b整体分析有

a 与斜面之间恰好没有摩擦力，对a分析有

解得

M=2m

A正确；

B．令PO绳与竖直方向夹角为θ，滑轮与竖直杆之间的间距为d，滑轮与竖直杆之间的轻绳长为L，根据对称性有

可知，当P 端缓慢向上移动一小段距离，a 位置不变时，夹角θ不变，即仍然为60°，根据上述，轻绳弹力大小一定，即a受摩擦力仍然恰好为0，B错误；

C．根据上述可知，当P 端缓慢向下移动一小段距离，a 位置不变时，夹角θ不变，即仍然为60°，根据上述，轻绳弹力大小一定，即a受摩擦力仍然恰好为0，C错误；

D．根据上述可知，当将竖直杆缓慢向右移动一小段距离，a 位置不变，轮与竖直杆之间的间距为d增大，则PO绳与竖直方向夹角为θ增大，由于

解得

可知，轻绳中弹力增大，a有沿斜面向上运动的趋势，则a 将受到沿着斜面向下的摩擦力，D正确。

故选AD。

12. 如图甲所示，一木块静止在倾角为α的固定斜面上。现对木块施加一个水平力F 的作用，此力F 的方向与斜面底边平行，当力F 从零逐渐增大时，得到木块所受的摩擦力f 和水平力F 的大小关系如图乙所示。若木块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，图中倾角α 和 、、F1均为已知量，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）

A. F=0时，与木块重力沿斜面向下的分力大小相等

B. 由图乙可以求得木块的质量

C. 摩擦力的方向和F 的方向相反

D. 根据图中信息可以求出木块与斜面间的动摩擦因数

【答案】ABD

【解析】

【详解】AC．对木块受力分析

根据平衡条件

由图乙可知，当时

f=mgsinα=f1

A正确，C错误；

BD．当木块刚要运动时，静摩擦力达到最大，有

解得

由图乙，此时，根据

可求解物块的质量和木块与斜面间的动摩擦因数，故BD正确。

故选ABD。

第II 卷（非选择题 共52 分）

三、 实验题

13. 某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端拉动弹簧测力计，使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和细绳的方向。

（1）本实验用的弹簧测力计的示数单位为N，图中A的示数为______N；

（2）下列实验要求不必要的是______（填选项前的字母）；

A.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置

B.测量重物M 所受的重力

C.细线方向应与木板平面平行

D.每次实验时，手持弹簧测力计B必须水平拉动，使OB与竖直方向垂直

（3）本实验采用的科学方法是______。

A.理想实验法     B.控制变量法     C.等效替代法     D.建立物理模型法

（4）实验结束后，小明同学用其中一个弹簧测力计探究“弹簧所受弹力F 与弹簧长度L 的关系”，绘出如图丁所示图像，则弹簧测力计的劲度系数为______ N/m（保留一位小数）。

【答案】    ①. 2.6    ②. AD    ③. C    ④. 200.0

【解析】

【详解】（1）[1]该弹簧测力计的精度为0.2N，根据读数规律，该读数为2.6N。

（2）[2]A．该实验通过两根弹簧测力计与重物M，测量出三根细线的拉力大小，通过分析O点在三个力作用下处于平衡来得到实验结论，因此进行多次实验时，每次O点静止的位置可以不同，A错误；

B．由于实验需要测量OM段细线的拉力，而该拉力大小等于重物M的重力，则实验时需要测量重物M 所受的重力，B正确；

C．为了减小作图时的实验误差，能够尽量准确地在白纸上表示力的大小，实验时，细线方向应与木板平面平行，C正确；

D．该实验是通过分析O点在三个力作用下处于平衡来得到实验结论，因此，每次实验时，并不需要手持弹簧测力计B必须水平拉动，也不需要使OB与竖直方向垂直，D错误。

故选AD。

（3）[3]该实验研究“力的平行四边形定则”，即研究合力与分力的等效关系，则该实验用的科学方法是等效替代法。

故选C。

（4）[4]令弹簧原长为L0，则有

结合图像可知

四、计算题（共42 分，请写出必要的文字说明和解题过程，没有过程只有结果则不得分）

14. 如图所示，A物体的质量kg，B物体的质量kg。A、B之间的动摩擦因数为，B与地面间的动摩擦因数为。如图所示，将A用不计质量的轻绳系于竖直墙上，现用水平向右的恒力F将物体B匀速拉出，在此过程中细绳与水平方向的夹角恒为θ=53°，已知sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s2，求：

（1）物体A对绳的拉力大小；

（2）水平力F的大小。

【答案】（1）250N；（2）230N

【解析】

【详解】（1）物体B匀速拉出，在此过程中细绳与水平方向的夹角恒为θ=53°，则对A有

又

解得

，，

（2）对物体B有

B受到地面的摩擦力

物体B匀速运动，所以

15. 如图所示，物块A、B 通过质量不计的细绳拴接后跨过光滑的定滑轮，当两物块静止时，细绳OP 、OQ 与水平方向的夹角分别为30°、60°，已知物块B 的质量kg，重力加速度g=10m/s2，物块 A 与水平桌面之间的动摩擦因数为，假设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求：

（1）滑块A 所受摩擦力的大小及方向；

（2）现将物块B 的质量逐渐增大，当物块B 的质量至少为物块A 质量的多少倍时，物块A将要在水平面上运动。

【答案】（1），方向水平向左；（2）0.5

【解析】

【详解】（1）对物块B受力分析，其受到重力mBg和绳的拉力TOP、TOQ三个力的作用而处于静止状态，其中TOP、TOQ垂直，画出这三个力的矢量三角形如图所示

由力的平衡条件解得

对物块A受力分析，如图所示

由力的平衡条件得

代入数据解得

摩擦力的方向水平向左。

（2）假设当物块B的质量为时，物块A刚要发生运动。此时A所受的摩擦力达最大静摩擦力，由（1）可知

又

竖直方向

水平方向有

解得物块B的质量与物块A的质量的比值

当物块B的质量至少为物块A质量的0.5倍时，物块A将要在水平面上运动。

16. 如图所示，质量为m=2.1kg的物体，放在一斜面上，当斜面倾角为37°时恰能沿斜面匀速下滑。当斜面倾角增大到45°，对物体施加一个水平向右的力F，物体能够静止在斜面上。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，已知g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，，。试求：

（1）物体与斜面间的动摩擦因数；

（2）若能让物体一直静止在斜面上，求拉力F 的范围。

【答案】（1）0.75；（2）

【解析】

【详解】（1）当物体恰能沿斜面匀速下滑时，对物体进行受力分析如图所示

则有

，

解得

（2）当对物体施加一个水平向右的力F，物体能够静止在斜面上时，对物体进行受力分析（图中没有做出摩擦力），如图所示

由分析可知，当摩擦力沿斜面向下达到最大值时，力F达到最大值，则有

，

解得

由分析可知，当摩擦力沿斜面向上达到最大值时，力F达到最小值，则有

，

解得

则有

17. 某十字路口，被红灯拦停的很多汽车排成笔直的一列，最前面一辆汽车的前端刚好与路口停车线相齐，相邻两车的前端之间的距离均为L=5m。假设绿灯亮起瞬间，每辆汽车都同时以加速度a=1 m/s2 做匀加速直线运动，速度达到v=6 m/s 后做匀速运动。该路口绿灯设置时间t=20 s。交通规则规定：绿灯结束时刻，车头已越过停车线的汽车允许通过。求：

（1）第一辆车在绿灯亮起的时间内行驶的距离；

（2）一次绿灯亮起的时间内最多有多少辆汽车能够通过路口；

（3）由于人有反应时间，绿灯亮起时不可能所有司机同时启动汽车。假设绿灯亮起时所有司机都依次滞后s 启动汽车，那么在该情况下能够通过路口的最多汽车数量又是多少？

【答案】（1）102m；（2）21辆；（3）6辆

【解析】

【详解】（1）第一辆车加速时间

加速度位移

匀速运动的时间

匀速运动的位移

因此第一辆车在绿灯亮起的时间内行驶的距离

（2）一次绿灯亮起的时间内能够通过路口的最多汽车数量

根据题意，能有21辆汽车通过路口。

（3）设能通过k辆汽车，则有

第k辆汽车能通过路口要满足

解得

所以能通过6辆汽车。