2023-2024学年天津市静海区第一中学高一上学期12月学生学业能力调研物理试卷（含解析）

这是一份2023-2024学年天津市静海区第一中学高一上学期12月学生学业能力调研物理试卷（含解析），共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列说法正确的是( )
A. 用质点来代替有质量的物体是采用了理想化模型的思想
B. 汽车行驶的速度越大，惯性越大
C. a=Fm是加速度的比值法定义式
D. 任何有规则形状的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，且也一定在物体内
2.一质点做匀加速直线运动，依次经过
A. B、C三点，已知AB段、BC段距离分别为5 m、9 m，质点经过AB段、BC段所用时间相等，经过B点速度vB=3.5 m/s，则 A.质点的加速度大小为1 m/s2
B. 质点从A点运动到C点历时3 s
C. 质点在AC段的平均速度大小为7 m/s
D. 质点经过AB段的速度增量小于经过BC段的速度增量
3.科技的发展正在不断地改变着我们的生活，如图甲是一款手机支架，其表面采用了纳米微吸材料，用手触碰无粘感，接触到平整的硬性物体时，会牢牢吸附在物体上，如图乙是手机静止吸附在支架上的侧视图．若手机的重力为G，则下列说法正确的是
A. 手机受到重力、支持力和摩擦力三个力的作用
B. 手机受到的支持力大小为Gcs θ
C. 手机受到的支持力不可能大于G
D. 支架对手机的作用力竖直向上
4.2021年3月1日最新刑法修正案生效“高空抛物罪”正式入刑。设想一小球从某居民楼4楼处由静止开始自由下落，落地时速度为大小为14m/s，取g=10m/s2，则下列说法正确的是( )
A. 物体开始下落时距离地面的高度为7m
B. 物体在下落到地面的时间为4s
C. 物体在下落过程中的平均速度大小为7m/s
D. 物体在开始下落后的第1s内位移大小为10m
5.物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上．B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，在竖直放置的穹形支架上，一根长度不变且不可伸长的轻绳通过轻质光滑滑轮悬挂一重物G。现将轻绳的一端固定于支架上的A点，另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高)。则在此过程中绳中拉力大小( )
A. 先变大后不变B. 先变大后变小C. 先变小后不变D. 先变小后变大
7.质量为m=1kg的物体静止在水平地面上，用水平拉力F作用于物体上，作用一段时间后撤去F，物体滑行一段距离后停止下来.物体运动的速度--时间图象如图2所示.取g=10m/s2，由图线可以求得水平力F和物块与地面之间的动摩擦因数μ分别为
( )
A. F=9N，μ=0.3B. F=6 N，μ=0.3
C. F=8N，μ=0.2D. F=6N，μ=0.2
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，滑块A与小球B用一根不可伸长的轻绳相连，且滑块A套在水平直杆上。现用与水平方向成30°角的力F拉B，使A、B一起向右匀速运动，运动过程中A、B保持相对静止．已知A、B的质量分别为2kg、1kg，F=10N，重力加速度为10m/s2。则( )
A. 轻绳与水平方向的夹角θ=30°
B. 轻绳与水平方向的夹角θ=60°
C. 滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为 34
D. 滑块A与水平直杆之间的动摩擦因数为 35
9.一名杂技演员在两幢高10m的楼之间表演“高空走钢丝”。当他缓慢经过钢丝的中点时，钢丝与水平方向的夹角为10°。已知演员及横杆的总质量为50kg，钢丝重量不计。重力加速度为10m/s2，sin10∘=0.17。下列说法正确的有
( )
A. 演员经过钢丝中点时，钢丝上的力约为1471N
B. 演员经过钢丝中点时，钢丝上的张力约为2941N
C. 如果更换一根更短的钢丝表演，演员经过钢丝中点时，钢丝绳上的张力会增大
D. 如果更换一根更长的钢丝表演，演员经过钢丝中点时，钢丝绳上的张力会增大
10.半圆柱体P放在粗糙的水平地面上，其右端有固定放置的竖直挡板MN.在P和MN之间放有一个光滑均匀的小圆柱体Q，整个装置处于静止．如图所示是这个装置的纵截面图．若用外力使MN保持竖直，缓慢地向右移动，在Q落到地面以前，发现P始终保持静止．在此过程中，下列说法中正确的是( )
A. MN对Q的弹力逐渐减小B. 地面对P的摩擦力逐渐增大
C. P、Q间的弹力先减小后增大D. Q所受的合力不变
三、填空题：本大题共1小题，共4分。
11.判断下列说法是否正确，错误的改正。
(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。( )
(2)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。( )
(3)既有大小又有方向的物理量一定是矢量。( )
(4)物体处于平衡状态时，其所受的作用力必定为共点力。( )
(5)物体受到外力作用，立即产生加速度。
( )
四、实验题：本大题共2小题，共18分。
12.某同学做“探究两个互成角度的力的合成方法”的实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。
（1）本实验采用的科学方法是_______。
A．理想实验法 B．等效替代法
C．控制变量法 D．建立物理模型法
（2）图甲中右侧弹簧测力计的示数是_______ N。
（3）实验时，主要的步骤如下：
A．在桌上放一块方木板，在方木板上铺一张白纸，用图钉把白纸钉在方木板上；
B．用图钉把橡皮筋的一端固定在板上，在橡皮筋的另一端拴上两根细绳；
C．分别将两个弹簧测力计连接在两根细绳的末端，互成角度地拉橡皮筋，使橡皮筋伸长，结点到达某一位置，记录下结点的位置，读出两个弹簧测力计的示数F1、F2；
D．只用一只弹簧测力计，通过细绳拉橡皮筋使其伸长，读出弹簧测力计的示数F，记下细绳的方向；
E．用力的图示法作出三个力，观察这三个力所构成的几何图形；
F．改变步骤C中两个拉力的大小和方向，重复C~E实验步骤。
上述步骤中：
①有重要遗漏的步骤的序号是_______和_______。
②遗漏的内容分别是___________________和_________________。
13.某同学设计了如图甲所示的装置来研究小车的加速度与所受合力的关系．将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，缓慢向小桶中加入细砂，直到小车刚开始运动为止，记下传感器的示数F0再将小车放回原处并按住，继续向小桶中加入细砂，记下传感器的示数F.释放小车，记录小车运动时传感器的示数F2．
1下列实验要求不必要的是_____．
A.应使小车靠近打点计时器
B.用天平测出细砂和小桶的总质量
C.先接通电源，再释放小车
D.应使小车和力传感器的总质量远大于细砂和小桶总质量
2接通频率为50Hz的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带．从比较清晰的点起每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，则小车的加速度a=_____(保留两位有效数字)
3同一次实验中，F1_____F2(选填“<“、“=”或“>”)
4改变小桶中砂的重力，多次重复实验获得多组数据，描绘小车加速度a与F的关系如图丙．不计纸带与计时器间的摩擦．图象中F是实验中测得的_____．
A．F1 B.F2 C.F1−F0D．F2−F0
五、计算题：本大题共3小题，共30分。
14.如图(a)图中水平横梁AB的A端通过铰链连在墙上，横梁可绕A端上下转动，轻绳BC系在B端，并固定于墙上C点，B端挂质量为m的物体。(b)图中水平横梁的一端A插入墙内，另一端装有一滑轮，轻绳的一端固定在墙上，另一端跨过滑轮后挂质量也为m的物体。求∶
(1)分析(a)中绳子节点B受力，画其受力示意图，求水平横梁对绳节点B作用力的大小及方向；
(2)分析(b)中绳子节点B受力，画其受力示意图，求水平横梁对绳节点B作用力的大小及方向；
(3)通过该题总结两种(固定杆和可动杆)轻杆上的弹力特点
15.如图所示，学生用轻绳牵住一质量m=1kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37∘角，已知空气对气球的浮力恒为22N，学生的质量M=60kg，且学生所受浮力忽略。(sin37∘=0.6,cs37∘=0.8,g=10m/s2)求：
(1)水平风力的大小与绳的拉力大小；
(2)地面对学生的支持力大小与地面对人的摩擦力大小。
16.如图所示滑沙游戏中，做如下简化：游客从顶端A点由静止滑下6s后，操纵刹车手柄使滑沙车立即做匀速直线运动，下滑至底端B点。在水平滑道上继续滑行直至停止。已知游客和滑沙车的总质量m=70kg，倾斜滑道AB长lAB=96m，倾角θ=37°，在AB及BC段滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数均为μ=0.5。滑沙车经过B点前后的速度大小不变。重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力。
(1)求游客匀速下滑时的速度大小；
(2)求游客匀速下滑的时间；
(3)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距离为12m，则他在此处滑行时，至少需对滑沙车施加多大的水平制动力。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A.用质点来代替有质量的物体是采用了理想化模型的思想，选项A正确；
B.惯性只与质量有关，与速度无关，选项B错误；
C. a=Fm 是加速度的决定式，a与F成正比，与m成反比，该表达式不是加速度的比值法定义式，选项C错误；
D.任何有规则形状且质量分布均匀的物体，它的重心一定与它的几何中心重合，但是不一定在物体内，例如圆环，选项D错误。
故选A。
2.【答案】A
【解析】在匀变速直线运动的连续相等时间的运动规律里，可以选用相等时间内走过的位移差是一个定值以及中间时刻速度等于该过程中的平均速度规律分析解题．
设每一段所用时间为T，根据相等时间内走过的位移差是一个定值，即 Δx=aT2 可得 4=aT2 ，根据中间时刻速度等于该AC过程中的平均速度可得 v=vB=xAB+xBC2T ，即 142T=3.5 ，联立解得 T=2s,a=1m/s2 ，所以从A运动到C历时2s，A正确BC错误；因为所用时间相同，所以速度增量相同，D错误．
3.【答案】D
【解析】A.手机受到重力、支持力、吸附力和摩擦力四个力的作用，选项A错误；
BC.手机处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在垂直支架方向有：
FN=Gcsθ+F吸
大于Gcsθ，故BC错误；
D.手机处于静止状态，受力平衡，受到重力和纳米材料对手机的作用力，根据平衡条件可知，纳米材料对手机的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，故D正确．
4.【答案】C
【解析】A.物体开始下落时距离地面的高度为
h=v22g=1422×10m=9.8m
选项A错误；
B.物体在下落到地面的时间为
t=vg=1.4s
选项B错误；
C.物体在下落过程中的平均速度大小为
v=ht=7m/s
选项C正确；
D.物体在开始下落后的第1s内位移大小为
h1=12gt12=12×10×12m=5m
选项D错误。
故选C。
5.【答案】D
【解析】A.物体受重力、支持力及摩擦力平衡，当加上F后，物体仍处于平衡，则在沿斜面方向上物体平衡状态不同，而重力沿斜面向下的分力不变，故摩擦力不变，fA=Gsinθ，A错误；
B.对B中物体受力分析可知，F只改变垂直于斜面的压力，不会影响沿斜面方向上的力，故摩擦力不变，fB=Gsinθ，故B错误；
C.加向上的F后，F有沿斜面向上的分力，若物体有向下的运动趋势，此时向下的重力的分力与向上的F的分力及摩擦力平衡，故摩擦力fC=(G−F)sinθ变小，故C错误；
D.加竖直向下的力F后，F产生沿斜面向下的分力，则沿斜面向下的力为重力和F的分力，故摩擦力fD=(G+F)sinθ增大，D正确。
6.【答案】A
【解析】对滑轮受力分析如图甲所示，由于跨过滑轮的绳子拉力一定相等，即F1=F2，由几何关系易知绳子拉力方向与竖直方向夹角相等，设为θ，可知
F1=F2=mg2csθ
如图乙所示，设绳长为L，由几何关系，即
sinθ=dL
其中d为两端点间的水平距离，由B点向C点移动过程中，d先变大后不变，因此θ先变大后不变，由上式可知绳中拉力先变大后不变，A正确，BCD错误。
故选A。
7.【答案】A
【解析】【分析】根据牛顿第二定律对匀加速直线运动和匀减速直线运动列式求解，求出F的大小和动摩擦因数的大小
【详解】由图象知：匀加速过程 a1=vt1=61m/s2=6m/s2 ；由牛顿第二定律得F−µmg=ma1；减速过程 a2=−vt2=−62=−3m/s2 ；由牛顿第二定律得−µmg=ma2；联立解得F=9N µ=0.3，故A正确，BCD错误；故选A．
【点睛】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，知道速度时间图线与时间轴围成的面积和图线的斜率表示的含义．
8.【答案】AD
【解析】A、对B分析，B受重力、拉力F及绳子的拉力而处于平衡；将两拉力合成，因拉力为10N，小球的重力为 10N ，则由几何关系可知，轻绳的拉力也为 10N ，方向与水平方向成 30∘ 角，故A正确，B错误；
B、对整体受力分析可知，A受到的支持力为： FN=(mA+mB)g−Fsin30∘=25N ，摩擦力等于F沿水平方向的分力为： f=Fcs30∘=5 3N
则由： f=μFN′ ， FN′=FN ，解得： μ=fFN= 35 ，故D正确，C错误．
点睛：本题要注意应用整体法与隔离法的正确使用，注意应用整体法时一定要分清内力与外力，正确的受力分析．
9.【答案】AC
【解析】AB.分析受力情况，作出力图：
根据根据平衡条件
2Fsinθ=mg
解得
F=mg2sinθ=50×102×0.17N≈1471N
故A正确，B错误；
CD.根据根据平衡条件，可知
F=mg2sinθ
如果更换一根更长的钢丝表演，演员经过钢丝中点时，在中点平衡时的夹角θ变大，可知绳的张力变小；如果更换一根更短的钢丝表演，演员经过钢丝中点时，在中点平衡时的夹角θ变小，钢丝绳上的张力会增大。故C正确，D错误。
故选AC。
10.【答案】BD
【解析】先对Q受力分析，受重力、P对Q的支持力和MN对Q的支持力，如图
根据共点力平衡条件，有 N1=mgcsθ ；N2=mgtanθ；再对P、Q整体受力分析，受重力、地面支持力、MN挡板对其向左的支持力和地面对其向右的支持力，如图；根据共点力平衡条件，有f=N2；N=(M+m)g，故f=mgtanθ；MN保持竖直且缓慢地向右移动过程中，角θ不断变大，故f变大，N不变，N1变大，N2变大，P、Q受到的合力始终为零；故选BD．
【点睛】本题关键是先对物体Q受力分析，再对P、Q整体受力分析，然后根据共点力平衡条件求出各个力的表达式，最后再进行讨论．
11.【答案】 错误；摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势 正确 错误；既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如电流 错误；物体处于平衡状态时，其所受的作用力不一定是共点力，例如扁担担水 正确
【解析】(1)摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，故说法错误；
(2)根据摩擦力产生的条件可知，接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用，故说法正确；
(3)既有大小又有方向的物理量不一定是矢量，如电流，故说法错误；
(4)物体处于平衡状态时，其所受的作用力不一定是共点力，例如扁担担水，故说法错误；
(5)根据牛顿第二定律可知，物体受到外力作用，立即产生加速度，故说法正确。
12.【答案】 B 3.00 C D 记下两根细绳的方向 把橡皮筋的结点拉到同一位置
【解析】（1）[1]本实验采用的科学方法是等效替代法。
故选B。
（2）[2]图甲中右侧弹簧测力计的最小分度是0.1N，需要估读到0.01N，所以示数是3.00N。
（3）①[3][4]有重要遗漏的步骤的序号是C和D。
②[5][6]遗漏的内容分别是记下两根细绳的方向和把橡皮筋的结点拉到同一位置。
13.【答案】 BD 0.16 > D
【解析】 1 小车靠近打点计时器测量数据才可能多且精确，故A不符合题意；实验中不需要用天平测出细砂和小桶的总质量，传感器可以测出总质量是多少，故B符合题意；应先接通电源再释放小车，这样才能保证纸带的大部分距离上都打上了点，才能充分利用整个纸带，故C不符合题意；本题拉力可以由力的传感器测出，不需要使小桶和细砂的总质量远小于车和传感器的总质量，故D符合题意．所以选BD．
2 每5个点取一个计数点，计数点的时间间隔： T=0.02×5=0.1s ， x1=3.52cm=0.0352m ， x2=3.68cm=0.0368m ， x3=3.84cm=0.0384m ， x4=4cm=0.04cm ，由匀变速直线运动的推论 ▵x=aT2 ， a=x4+x3−x2+x14T2=0.16m/s2 ．
3 对小桶受力分析，设小桶重力为mg，小车释放前力传感器的示数 F1 ，所以 F1=mg ，设小车的重力为Mg，小车在加速运动时力传感器的示数 F2 ，根据牛顿第二定律得： mg−F2=ma ，所以 F1>F2 ．
4 图象是过原点的一条倾斜的直线，已经平衡摩擦力，所以F应该表示小车受到的合力，即 F=F2−F0 ，故D正确，ABC错误；
14.【答案】(1) 3 mg，水平向右；(2)mg，与水平夹角30°斜向右上(3)带铰链的杆弹力沿杆，不带铰链的杆不一定沿杆
【解析】(1)(2)对图a中B点和图b中的滑轮分别受力分析，如图所示：
根据共点力平衡条件，结合几何关系对a图有
N1=mgtan60°= 3 mg
方向水平向右；
对b图，由合成法可知
N2=mg
方向与水平夹角30°斜向右上；
(3)由以上的两图可知，带铰链的杆弹力沿杆，不带铰链的杆不一定沿杆。
15.【答案】(1)16N，20N；(2)588N，16N
【解析】(1)对氢气球进行受力分析，受到重力mg，浮力、风力和绳子拉力，由平衡条件列式：
竖直方向有
F浮=mg+Tsin37∘
水平方向有
F风=Tcs37∘
解得
F风=16N ， T=20N
(2)对整体进行受力分析，由平衡条件列式：
竖直方向有
(M+m)g=F浮+N
水平方向有
f=F风
联立解得
N=588N ， f=16N
16.【答案】(1)12m/s；(2)5s；(3)70N
【解析】(1)由牛顿第二定律得
mgsinθ−μmgcsθ=ma
解得游客从顶端A点由静止加速下滑时的加速度大小
a=2m/s2
游客匀速下滑时的速度大小
v=at1=12m/s
(2)游客加速下滑的路程
l1=12at12=36m
匀速下滑的路程
l2=lAB−l1=60m
匀速下滑的时间
t2=l2v=5s
(3)设游客在BC段的加速度大小为a′，由
0−v2=−2a′x
解得
a′=0−v22x=6m/s2
由牛顿第二定律得
F+μmg=ma′
解得制动力
F=70N