湖北省黄冈市黄梅国际育才高级中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题

这是一份湖北省黄冈市黄梅国际育才高级中学2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题，共14页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题（本大题共7小题，共28分）
1. 下列叙述正确的是（ ）
A. 在探究小车运动规律的实验中使用了控制变量的方法
B. 用质点来替代实际运动物体是采用了理想模型的方法
C. 笛卡尔根据理想斜面实验，得到了自由落体运动的速度随时间均匀变化
D. 伽利略通过比萨斜塔实验证实了，在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同
【答案】B
【解析】
【详解】A．在探究小车运动规律的实验中没有使用控制变量的方法，故A错误：
B．用质点来代替实际运动物体是采用了理想模型的方法，故B正确；
C．伽利略根据理想斜面实验，通过科学的方法合理的外推，得到了自由落体运动的速度随时间均匀变化，故C错误；
D．伽利略通过比萨斜塔实验，证实了在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同，故D错误。
故选B。
2. 在某次火灾演练中，小华利用窗帘、床单等拧成绳，从四楼窗户沿绳下滑到地面运动过程的v-t图像如图所示。已知小华的质量为60kg，下列说法正确的是（ ）
A. 0~4s内，小华做自由落体运动
B. 4~5s内绳子对小华作用力是0~4s内的4倍
C. 小华先处于超重状态，后处于失重状态
D. 小华开始下滑的位置距离地面的高度为10m
【答案】D
【解析】
【详解】A．由图像可知，图像的斜率表示加速度，则0~4s内，小华的加速度为更多课件教案等低价滋源(一定远低于各大平台价格)请 家 威杏 MXSJ663
则小华此过程中不是做自由落体运动，故A错误；
B．0~4s内，对小华由牛顿第二定律可得
得
4~5s内的加速度大小为
4~5s对小华由牛顿第二定律可得
得
则
故B错误；
C．小华先加速度向下运动，后减速向下，则小华先处于失重后超重状态，故C错误；
D．图像与坐标轴所围面积表示位移，则小华开始下滑的位置距离地面的高度为
故D正确。
故选D。
3. 伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理和谐结合的重要科学研究方法。图a、图b分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，下列相关说法正确的是（ ）
A. 图a通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动
B. 图a中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C. 图b中斜面倾角减小到零时，小球一定会一直运动下去
D. 图b的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
【答案】B
【解析】
【详解】AB．伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，A错误，B正确；
C．实际中没有摩擦力的斜面并不存在，图b中斜面倾角减小到零时，小球也不会一直运动下去，C错误；
D．伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合方法得到物体的运动不需要力来维持，D错误。
故选B。
4. 某物体在水平面内沿曲线减速行驶。关于该物体的速度v及所受合力F的方向，最可能如下列哪幅图所示（ ）
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】CD．汽车做曲线运动，根据力与曲线的关系，合力指向曲线的内测，CD错误；
AB．汽车做曲线运动同时减速，力和速度的夹角应是钝角，A错误，B正确。
故选B。
5. 如图所示，一物块在水平拉力的作用下沿水平面匀速直线运动。若保持的大小不变，而方向与水平面成45°角，物块也刚好能做匀速直线运动。则物块与水平面间的动摩擦因数为（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】设物块的质量为m，拉力水平拉物体时，根据受力平衡可得
保持的大小不变，而方向与水平面成45°角时，根据受力平衡可得
联合解得
故选B。
6. 翼装飞行极具挑战性和冒险性，堪称“世界极限运动之最”。假设运动员从足够高处由静止下落，通过调整姿态沿竖直方向运动，运动员所受的阻力与速度的关系为，运动员和装备的总质量为m，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ）
A. 运动员做匀加速直线运动
B. 运动员匀速时的速度大小为
C. 运动员的加速度为号时速度大小为
D. 运动员的速度为匀速运动的时，加速度大小为
【答案】B
【解析】
【详解】A．运动员下降过程中，由牛顿第二定律
解得
运动员的加速度随速度的增大而逐渐减小，故A错误；
B．当时速度最大，运动员开始匀速运动，则匀速时的速度为
故B正确；
C．当加速度为时，代入可得
故C错误；
D．当运动员的速度为匀速运动的时，即
代入可得运动员的加速度大小为
故D错误。
故选B
7. 如图所示，质量为M的斜面体B放在水平面，斜面的倾角θ=30°，质量为m的木块A放在斜面上，木块A下滑的加速度，斜面体静止不动，则（ ）
A. 木块与斜面之间的动摩擦因数为0.25
B. 地面对斜面体的支持力等于（M+m）g
C. 地面对斜面体的摩擦力水平向右，大小为
D. 地面对斜面体无摩擦力作用
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据牛顿第二定律，沿斜面方向，解得，A错误；
B、把斜面和木块看做一个整体，沿竖直方向，得，B错误；
C、把斜面和木块看做一个整体，沿水平方向摩擦力提供加速度，，C正确，D错误．
故选C．
二、多选题（本大题共3小题，共12分）
8. 如图所示，用水平外力F将木块压在竖直墙面上，木块保持静止，下列说法中正确的是（ ）
A. 木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力
B. 木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力
C. 墙对木块的弹力大小等于F，是因为墙发生形变产生的
D. 增大F，墙对木块的摩擦力将变大
【答案】AC
【解析】
【详解】AB．木块在竖直方向合力为零，即木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力，选项A正确，B错误；
C．墙对木块的弹力大小等于F，是因为墙发生形变产生的，选项C正确；
D．墙对木块的摩擦力等于木块的重力，则增大F，墙对木块的摩擦力不变，选项D错误。
故选AC。
9. 质量为4kg的质点在xOy平面上做曲线运动，它在x方向的速度-时间图象和y方向的位移-时间图象如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 质点的初速度大小为5m/s
B. 2s末质点速度大小为6m/s
C. 质点初速度的方向与合外力方向垂直
D. 质点所受的合外力为6N
【答案】AD
【解析】
【详解】A．x轴方向初速度为
y轴方向初速度
代入解得，质点的初速度
故A正确；
B．2s末质点速度应该为
故B错误；
C．合力沿x轴方向，而初速度方向既不在x轴，也不在y轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直。故C错误；
D．x轴方向的加速度
质点的合力
故D正确。
故选AD。
10. 在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯从静止开始一直上升，最后停止运动，传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系（F-t）图像如图所示，g=10m/s2。则下列说法中正确的是（ ）
A. 0~4 s内电梯中物体处于超重状态
B. 18~22 s内，电梯中的物体处于先超重再失重状态
C. 从图中可以求出物体的质量
D. 从图中可以找出电梯上升时的最大加速度
【答案】ACD
【解析】
【详解】A．由图可知，0～4s电梯中的重物对台秤的压力大于重力，重物处于超重状态，故A正确；
B．由图可知，4s～18s匀速上升，压力等于重力，18s～22s压力小于重力，物体处于失重状态，故B错误；
CD．由图可知，4s～18s匀速上升，所以
mg=30N
重物的质量m=3kg，由图可知，0～4s电梯加速上升，加速阶段，当压力N=50N时，加速度最大，18s～22s减速上升，减速阶段，当压力N=10N时，加速度最大且与压力N=50N时的加速度一样大，由牛顿第二定律有
N-mg=ma
得最大加速度
a=m/s2
故CD正确；
故选ACD。
三、实验题（本大题共2小题，共18分）
11. 某同学用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。
（1）本实验采用的方法是_______。（请将正确答案字母写在答题卡上）
A．理想实验法 B．控制变量法 C．等效替代法 D．极限法
（2）对于实验的要点，下列说法正确的是______。（请将正确答案字母写在答题卡上）
A．实验前，需要先测量橡皮条的原长
B．两细线必须长度相等
C．确定力的方向时，应该用铅笔沿着细绳划直线
D．改变拉力进行多次重复实验时，橡皮条与弹簧秤都不能超过弹性限度
（3）在同一次实验中，、为两个测力计的拉力，F为、通过平行四边形规则所得合力；为、的等效力，即用一只测力计时的拉力，则丙图中_______（填“a”或“b”）比较符合实验事实。
【答案】 ①. C ②. D ③. b
【解析】
【详解】（1）[1]本实验采用的是等效替代法，分力与合力作用效果相同。
故选C。
（2）[2]A．实验中需要用到拉力的大小与方向，其中方向为细线的方向，大小由弹簧测力计直接读出，因此不需要测量橡皮条原长，故A错误；
B．两细线不一定要一样长，故B错误；
C．确定力的方向时，如果用铅笔沿着细绳划直线，铅笔会碰到细线，导致记录的方向不准确，应该采用两点确定直线的方法记录力的方向，故C错误；
D．改变拉力进行多次实验，拉力不能过大，实验过程中橡皮条与弹簧秤都不能超过弹性限度，故D正确。
故选D。
（3）[3]当用一只测力计拉橡皮条时，拉力的方向应该与橡皮条的方向共线，则图b比较符合实验事实。
12. 某同学进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。将实验器材按图甲所示安装好。已知M为小车和滑轮的总质量，m为砂和砂桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，打点计时器的工作频率为50Hz。
（1）实验时，以下进行的操作正确和必要的是__________。
A．小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
B．用天平测出砂和砂桶的总质量m
C．将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
D．为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量m远小于小车和滑轮的总质量M
（2）正确的实验操作中，某次实验的纸带如图乙，其中每两个计数点之间有四个计时点未画出，则小车运动的加速度大小为__________m/s2（结果保留2位有效数字）。
（3）该同学以加速度a为横坐标，力传感器的示数F为纵坐标，画出的F-a图线是一条过原点的倾斜直线，如图所示。已知图线的斜率为k，则小车和砝码的总质量M=__________。
【答案】 ①. C ②. 1.6 ③. 2k
【解析】
【详解】（1）[1]A．释放小车之前应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故A错误；
BD．绳中拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要使砂和砂桶的总质量m远小于小车和滑轮的总质量M，故BD错误；
C．用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的2倍等于小车受到的合外力大小，需要平衡摩擦力，故C正确。
故选C。
（2）[2]根据逐差法得小车运动的加速度大小为
（3）[3]以小车为研究对象，根据牛顿第二定律得
解得
四、计算题（本大题共3小题，共42分）
13. 如图所示，质量的木箱静止于水平地面上，用大小为480N、方向与水平方向成的斜向下推力F推木箱，使木箱做匀加速直线运动，5s末撤去F。木箱与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，g取，，，求：
（1）推木箱时地面所受的压力大小；
（2）5s末木箱的速度大小；
（3）撤去推力后木箱还能运动多远。

【答案】（1）688N；（2）；（3）
【解析】
【详解】（1）对木箱，竖直方向平衡，由平衡条件，则有地面对木箱的支持力
解得
根据牛顿第三定律，木箱对地面压力大小为688N。
（2）水平方向，由牛顿第二定律
由速度时间公式可得
联立解得5s末木箱的速度大小
（3）撤去拉力后，由牛顿第二定律
解得
负号表示加速度方向与初速度方向相反，由速度位移公式，可得撤去推力后木箱还能运动的距离
14. 以6m/s的速度匀速上升的气球，当升到离地面14.5m高时，从气球上落下一小球，小球的质量为0.5kg，假设小球在运动过程中所受的阻力大小总等于1N。小球经多长时间到达地面？g取10m/s2。
【答案】2.5s
【解析】
【详解】上升过程中
解得
上升时间为
上升高度为
下落过程
解得
下落时间为
解得
小球运动的总时间
15. 一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态，如图所示。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的离地高度为75m，当落到距地面30m的位置时开始制动，座舱做匀减速运动。若座舱中小张质量为50kg，，求：
（1）整个过程运动的时间；
（2）求制动过程中加速度大小；
（3）当座舱落到离地面10m位置时，小张对座舱的压力。
【答案】（1）；（2）；（3）1250N，方向竖直向下
【解析】
【详解】（1）座舱自由落下，有
解得
制动系统启动时速度为
制动时间为
整个过程运动的时间
（2）（3）制动过程有
解得
由牛顿第三定律，人对座位的压力大小为1250N，方向竖直向下。