湖北省云学联盟2024-2025学年高一（上）12月月考物理试卷（解析版）

这是一份湖北省云学联盟2024-2025学年高一（上）12月月考物理试卷（解析版），共22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。
1. 以下关于所用物理学研究思想方法的叙述不正确的是（ ）
A. 根据速度定义式，当非常小时，就可以用表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限的思想
B. 在不需要考虑物体本身的大小和形状时，忽略物体的大小和形状，用质点代替物体的方法，采用了理想化模型的思想
C. 伽利略设计的理想实验可以在实验室加以验证
D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加得到全过程的位移，这里采用了微元累加的方法
【答案】C
【解析】A．根据速度定义式，当非常小时，就可以用表示物体在t时刻的瞬时速度，这是应用了极限的思想，故A正确；
B．研究问题时，在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点代替物体的方法，采用了理想模型法的思想，故B正确；
C．由于不可能存在没有摩擦的情况，伽利略理想实验无法实现，故C错误；
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，将变速运动无限划分后变成了一段一段的匀速运动，即采用了微元累加的方法，故D正确。
本题选错误的，故选C。
2. 力学中选定了时间、长度、质量的单位为基本单位，它们分别为秒、米、千克，根据这三个单位，再结合相关的物理公式，就可以推导出其它力学物理量的单位.现有一个物理量a与其它物理量b、c的关系式为，其中b的单位是，c的单位是，据此可推知a物理量可能是（ ）
A. 力B. 功率C. 加速度D. 能量
【答案】B
【解析】由物理量a与物理量b、c的关系式，可得物理量 a的单位为
即功率的单位。
故选B。
3. 如图所示为老师办公室的一种五爪躺椅，躺椅下面的五爪带有轮子，躺椅的靠背可以放下，方便躺下休息。一位老师在靠背没放下时靠在靠背上坐下然后身体随靠背一起缓慢放倒至躺下，整个过程脚都没有接触地面。以下说法正确的是（ ）
A. 地面给躺椅的支持力是因为躺椅发生了形变，躺椅要恢复原状而产生的
B. 地面给轮子的力沿下图箭头所指的杆方向
C. 由坐下到缓慢躺下的过程地面一定要给轮子摩擦力
D. 由坐下到缓慢躺下椅子给人的作用力大小没变
【答案】D
【解析】A．地面给躺椅的支持力是因为地面发生了形变，地面要恢复原状而产生的，故A错误；
B．地面给躺椅的支持力垂直于地面向上，故B错误；
C．由整体法可知缓慢运动过程中人和椅子的总重力和地面的支持力平衡，由坐下到缓慢躺下的过程地面与轮子没有摩擦力，故C错误；
D．人受到的重力和椅子给的作用力大小相等方向相反，由坐下到缓慢躺下椅子给人的作用力大小没变，故D正确。
故选D。
4. 地上有如图所示的8个等大的格子，某人在地上把一石块从第1块格子的前端踢出，石块沿直线运动恰好停在了第8块格子的后端，石块滑行时间为t。设石块踢出后不转动、不滚动，且与地面间的动摩擦因数处处相同。下列说法正确的是（ ）
A. 石块到达第6个格子后端的速度是到达第1个格子前端速度的一半
B. 石块通过第1个格子的时间为
C. 石块通过前2个格子的时间为
D. 石块通过第1个格子与第8个格子的平均速度之比为
【答案】A
【解析】A．把石块的运动看成是反向的匀加速运动，设格子的长度为d，石块的初速度为v0，根据运动学公式
解得
故石块到达第6个格子后端的速度是到达第1个格子前端速度的一半，故A正确；
BCD．设石块通过第1个格子的时间为t1，石块通过前2个格子的时间为t2，石块通过第8个格子的时间为t8，由逆向思维和运动学公式得
解得
，，
石块通过第1个格子与第8个格子的平均速度之比为
故BCD错误。
故选A。
5. 如图所示为一种学生常用的弹簧笔，其结构如图。设不按压时弹簧处于原长状态。在桌面上把笔倒着按压，松手后可以让笔竖直跳起。该过程如图乙：按压弹簧笔外壳，外壳压缩弹簧，静止释放外壳，弹簧恢复原长，最终笔竖直向上弹起。不计一切摩擦。外壳与内芯撞击后立即以相同的速度运动，下面关于弹簧笔的说正确的是（ ）
A. 释放的瞬间，桌面的对弹簧笔的支持力等于弹簧笔的重力
B. 弹簧笔离开桌面后到落回桌面前，内芯处于完全失重状态
C. 弹簧笔离开桌面后的上升阶段处于超重状态
D. 弹簧笔离开桌面后到落回桌面前重力减小
【答案】B
【解析】A．释放瞬间，弹簧笔的速度为0但有向上的加速度，处于超重状态，桌面的对弹簧笔的支持力大于弹簧笔的重力，故A错误；
B．弹簧笔离开桌面后到落回桌面前，弹簧笔只受重力作用，所以内芯、外芯都处于完全失重状态，故B正确；
C．弹簧笔离开桌面后的上升阶段先加速后减速，所以先超重后失重，故C错误；
D．弹簧笔的质量不变，根据可知弹簧笔离开桌面后到落回桌面前重力不变，故D错误。
故选B。
6. 某一平直公路上甲、乙两辆小车分别在各自的平行车道上匀速行驶，甲在乙的前方。突然甲车发现前方出现事故，立马踩下刹车，记此刻为时刻，2秒后乙车也开始刹车，两车的速度-时间图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 乙车秒的平均加速度为
B. 8秒时刻甲乙一定相遇
C. 如果时刻甲乙相距离20米，则甲乙在相遇
D. 甲乙时刻的距离小于28米，则甲乙此过程中一定会相遇
【答案】D
【解析】A．乙车秒的平均加速度为
故A错误；
B．由于不知道开始甲乙的距离，故不知道8秒时刻是否相遇，故B错误；
C．甲车的加速度大小为
乙车秒的加速度大小为
乙车3秒内的位移为
甲车3秒内的位移为
若甲乙在相遇，时刻甲乙相距离
故C错误；
D．两车速度相等时有
解得
此时两车的速度大小为
此时乙比甲多运动的距离为
故甲乙时刻的距离小于28米，则甲乙此过程中一定会相遇，故D正确。
故选D。
7. 如图所示，物块M、N叠放在粗糙水平面上，水平外力分别以两种方式作用在物块上，两物块一起以最大加速度运动、N的质量之比为，与地面间的动摩擦因数均为，M、N之间的动摩擦因数为，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。若以图①方式运动时，所施加外力大小为，则以图②方式运动时，所施加外力的大小为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设N的质量为，则M的质量为，当M、N之间达到最大静摩擦力时，两者的加速度最大，第①种情况，根据牛顿第二定律，对N分析有
解得
对整体分析有
解得
第②种情况，根据牛顿第二定律，对M分析有
对整体分析有
解得
可得
故选A。
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8. 如图所示为高超音速多弹头导弹攻击和反导模型。雷达在时发现导弹在离地1500m的高度竖直向下以不同的速率沿同一直线同时释放了6枚弹头。6枚弹头的落地时间差为6s。第一个最快的弹头甲的速度为10马赫，拦截系统3s后才能竖直向上发射12马赫的拦截导弹乙，设弹头和拦截导弹在运动过程中均只受重力作用，已知重力加速度为，1马赫=340m/s下列说法正确的是（ ）
A. 拦截导弹乙还没发射就会被第一个弹头击中
B. 最慢的弹头释放时也是超音速弹头（飞行速度大于声音在空气中的传播速度）
C. 弹头落地之前，弹头与弹头之间的距离在增大
D. 弹头落地之前，以速度最快的弹头为参考系，速度最慢的弹头的速度一直在变大
【答案】AC
【解析】A．假设第一个弹头向下做匀速运动，时间为3s，则运动的距离至少为
由于高度只有1500米，弹头实际上在做匀加速直线运动，则第一个弹头下落到地面的时间小于3s，可知，拦截导弹乙还没发射就会被第一个弹头击中，故A正确；
B．由于6枚弹头的落地时间差为6s，则最慢的弹头至少飞行6s，如果初速度达到340m/s，假设其做匀速直线运动，则下落高度至少为
而高度只有1500m，所以最慢的弹头的初速度肯定小于音速，即最慢的弹头释放时不是超音速弹头，故B错误；
C．弹头仅受重力作用，加速度均为重力加速度，则弹头相对弹头做匀速直线运动，所以弹头与弹头之间的距离随时间均匀增加，故 C正确；
D．结合上述可知，弹头相对弹头做匀速直线运动，则弹头落地之前，以速度最快弹头为参考系，速度最慢的弹头的速度不变，故D错误。
故选AC。
9. 如图甲是弹簧测力计的结构示意图，外壳吊环质量不能忽略，弹簧、挂钩、铁杆、指针的质量可以忽略。把两弹簧测力计水平放置且调零后，按图乙的方式竖直的挂在天花板上。在B弹簧测力计的下端挂一质量为M的重物，重物静止后读数。下面关于不同的连接方式的读数说法正确的是（ ）
A. 只将A弹簧测力计按吊环上和挂钩在上两种方式连接，A弹簧测力计两次示数相等
B. 只将B弹簧测力计按吊环在上和挂钩在上两种方式连接A弹簧测力计两次示数相等
C. 将A、B弹簧测力计的挂钩连到一起两弹簧测力计的示数相等
D. 将A、B弹簧都按照吊环在上的方式连接，两弹簧测力计的示数相等
【答案】BC
【解析】A．开始时让A弹簧测力计的挂钩向上，A弹簧测力计的读数是A弹簧测力计的外壳、B弹簧测力计外壳、重物M的总重力，A弹簧测力计改成吊环向上，系统再次静止后，A弹簧测力计的示数和前面相比少了A弹簧测力计的外壳的重力，所以两次弹簧测力计的示数不等，故A错误；
B．B的连接方式不会影响A的读数，等于B弹簧测力计外壳、重物M的总重力，故B正确；
C．由牛顿第三定律可知将A、B弹簧测力计的挂钩连到一起两弹簧测力计的示数相等，故C正确；
D．将A、B弹簧都按照吊环在上方式连接，上面弹簧测力计的示数比下面弹簧测力计示数多了下面弹簧测力计外壳的重力，故D错误。
故选BC。
10. 如图甲所示，倾斜的传送带正以恒定速率沿顺时针方向转动，传送带的倾角为。一物块以初速度从传送带的底部冲上传送带并沿传送带向上运动，其运动的图像如图乙所示，物块到传送带顶端时速度恰好为零，，，g取，则（ ）
A. 物块所受摩擦力方向一直与物块运动的方向相反
B. 物块与传送带间的动摩擦因数为
C. 传送带底端到顶端的距离为10m
D. 图乙过程物块在传送带上面留下的痕迹长度为6m
【答案】BC
【解析】A．由题图乙可知，在内物块的速度大于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿传送带向下，与物块运动的方向相反，末至物块到达传送带顶端，物块的速度小于传送带的速度，物块所受摩擦力的方向沿传送带向上，与物块运动的方向相同，故A错误；
B．在内物块的加速度大小为
由牛顿第二定律得
解得
故B正确；
C．末至物块到达传送带顶端，根据牛顿第二定律
解得
物块与传送带共速至物块到达传送带顶端经历的时间为
物块运动的位移大小等于图线与坐标轴所围图形的面积大小，为
所以传送带底端到顶端的距离为10m，故C正确；
D．第1秒物块相对传送带上滑
第2秒物块相对传送带下滑
所以痕迹长度为4米，故D错误。
故选BC。
三、实验题：本大题共2小题，共16分。
11. 探究两个互成角度的力的合成规律实验中：
（1）先在水平木板上固定一张白纸，橡皮条一端固定在纸边，将挂有圆环的另一端放在纸面上，弹簧测力计拉住圆环可使橡皮条伸长。下列操作正确的是（ ）
A. 实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
B. 实验中，先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程，然后只需调节另一弹簧测力计的拉力大小和方向，把圆环拉到记下的位置O点
C. 通过圆环用一个弹簧测力计拉和用两个弹簧测力计拉，只要橡皮条伸长相同长度即可
（2）如下图，为使橡皮条沿OE方向伸长，那么互成角度的两弹簧测力计所施的力和必须（ ）
A. 等大
B. 互相垂直
C. 垂直于OE的分力等大反向
D. 沿OE的分力等大反向
（3）如图所示，用A、B两个测力计拉橡皮条的下端（上端固定在O点）当把下端拉到E处时，，然后保持A的读数不变，当角由图中所示的值逐渐变小时，要使橡皮条下端仍在 E处，可采用的办法是（ ）
A. 增大B的读数，减小角
B. 减小B的读数，减小角
C. 减小B的读数，增大角
D. 增大B的读数，增大角
【答案】（1）A （2）C （3）BC
【解析】
【小问1解析】
A．为了减小误差，实验中，弹簧测力计必须保持与木板平行，且读数时视线要正对弹簧测力计的刻度，故A正确；
B．实验中，为了避免弹簧测力计超出量程，不能将弹簧测力计拉到最大量程，故B错误；
C．实验中，为了使两个弹簧测力计的作用效果与一个弹簧测力计的作用效果相同，应该是将橡皮条下端的节点O拉伸到同一位置，而不是只要橡皮条伸长相同长度即可，故 C错误。
故选A。
【小问2解析】
在探究两个互成角度的力的合成规律实验中：为使橡皮条沿竖直方向伸长，则需要使互成角度的两弹簧测力计所施的力和水平方向的合力为零，即需要它们在水平方向的分力等大反向，从而使得这两个力的合力沿竖直方向向下，这样就可以达到要求。
故选C。
【小问3解析】
要使橡皮条下端仍在E处，即要求 A、B两个测力计的合力保持不变，现保持 A的读数不变，当角由图中所示的值逐渐变小，且满足时，根据平行四边形定则，可知合力不变，若其中一个分力大小不变，且该分力与合力的夹角减小时，则需要减小B的读数，可同时减小角或者增大角。
故选BC。
12. 某兴趣小组在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，小明使用了如图甲所示的实验装置。
（1）请判断以下做法正确的是（ ）
A. 打点计时器不应固定在长木板的右端，而应固定在长木板左端靠近定滑轮的位置
B. 在探究加速度与力关系时，每次增减钩码后，需要重新平衡摩擦力
C. 实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D. 在探究加速度与小车M质量的关系时，作出图像可以更直观地判断出二者间的关系
（2）已知打点计时器所用交流电的频率为。下图是实验中打出的一段纸带，在打出的点中，从 A点开始每5个打点间隔取1个计数点，分别记为A、B、C、D、E，相邻计数点间的距离已在乙图中标出，小车的加速度________（结果保留三位有效数字）
（3）在探究加速度与力的关系时，某同学根据实验数据作出图像如图丙所示，发现该图线不通过坐标原点，试分析其可能产生的原因________（回答一种情况即可）。
（4）小红同学在探究小车的加速度a与所受合外力F的关系时，设计并采用了如图丁所示的方案。其实验操作步骤如下：
a．挂上砝码盘和砝码，调节木板的倾角，使质量为 M的小车拖着纸带沿木板匀速下滑；
b．取下砝码盘和砝码，测出其质量为m，则合外力，并让小车沿木板下滑，测出加速度；
c．改变砝码盘中砝码的个数，重复步骤a和b，多次测量，作出图像。
①该实验方案________满足条件（选填“需要”或“不需要”）
②若小红实验操作规范，随砝码盘中砝码个数的增加，作出的图像最接近图中________
【答案】（1）D （2）1.72 （3）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
（4）①. 不需要 ②. A
【解析】
【小问1解析】
A．打点计时器应固定在长木板的最右端，便于纸带多打点，故A错误；
B．平衡摩擦力后，每次改变钩码质量后，不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C．实验时，先接通打点计时器电源，再放开小车，故C错误；
D．在探究加速度与质量的关系时，作出图像为线性关系，可以更直观地判断出二者间的关系，故D正确。
故选D。
【小问2解析】
每5个打点间隔取1个计数点，则相邻两计数点间隔时间
利用匀变速直线运动的判别式，结合逐差法可得
【小问3解析】
在探究加速度与力的关系时，某同学根据实验数据做出图像，如图丙所示，发现该图线不通过坐标原点，意味有F还没有加速度，即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不够。
【小问4解析】
①该实验方案中，取下砝码盘和砝码，使小车沿斜面加速下滑的力大小等于砝码盘和砝码的重力，所以不需要满足。
②由于砝码盘和砝码对小车的拉力的大小，等于使小车沿斜面加速下滑的力，所以加速度总是正比于拉力，图像是一条倾斜直线。
故选A。
四、计算题：本大题共3小题，共44分。
13. 小满骑自行车上学，路上红绿灯较多，因此小满放假时在安全路段探究如何快速通过红绿灯，问题情景简化如下图。在一条长200米的直线上有AC两点，在中点B处有一个模拟红绿灯，绿灯时长12s，红灯时长6s，红绿灯交替进行，无黄灯。小满骑车加速时加速度大小，减速时加速度大小，路段限速为。
（1）小满从A静止出发到B停下来在不超速的情况下最短要多长时间?
（2）若小满从A静止准备出发时B处绿灯刚亮；在不超速、不闯红灯的情况下，小满从 A到C停下来至少需要多长时间?
【答案】（1）13.5s （2）29s
【解析】（1）最大速度
加速时间，位移有
匀速时间，位移有
减速时间，位移有
且有
可得
因此最短需要13.5s。
（2）假设小满先加速后面一直匀速到B点，匀速时间，位移有
且有
可得
因此要第二次红绿灯才能通过。由于绿灯时长12s，红灯时长6s，则第一次B处绿灯亮时小满静止
然后加速到最大速度再匀速，当B处绿灯第二次刚亮，小满刚好到B点且速度最大，小满用时最短，匀速时间，位移有

且有
可得
因此小满最少需要29s。
14. 在今年举行的珠海国际航展中，受到中国邀请，俄罗斯飞行员谢尔盖博格丹驾驶苏57战斗机，在空中展示各种表演动作，达到了人机合一的境界。假设在飞机上固定安装下图的装置。如图，ABCD为正方形金属框，用两根等长不可伸长的轻质细绳a、b拴住一个质量的小球，a的另一端拴在框左上顶点A，与AB方向成角，b的另一端拴在框右下底点C与CD成角。假设飞机静止时，金属框 ABCD处于竖直平面内且BC边水平，已知重力加速度。
（1）飞机静止时，b绳拉力大小为多少?
（2）当飞机在水平地面向左匀加速时，若要保证 b绳处于绷紧状态，飞机的加速度应满足什么条件结果可用根号表示）
（3）假设a绳产生拉力超过20N就会断裂，且飞机在飞行过程中金属框ABCD始终在ABCD静止时决定的竖直平面内运动，如果要保证 a、b绳在同时产生拉力的状态下a绳不被拉断，飞机是否能沿任意方向做加速运动要有明确判断的思路）
【答案】（1）
（2）加速度要小于或者大于才能保证b绳处于绷紧状态
（3）不能，见解析
【解析】
【小问1解析】
飞机静止受力如图，沿着a绳和垂直于a绳建轴，垂直于绳有
得到
【小问2解析】
当b绳刚好伸直且没得拉力时有a绳和AB框分别成角和角两种情况
如下图所示
受力如图，水平方向
竖直方向
当时
当时
综上分析加速度要小于或者大于才能保证b绳处于绷紧状态；
【小问3解析】
没说多大加速度多大，那么加速度可以很小，因此先假设飞机处于平衡状态，先找出 a绳的最大拉力如下图，当b绳水平时此时
当飞机如果有沿着方向加速度时， a绳就会断裂，因此飞机不能够沿着任意方向加速
15. 在高、倾斜角的斜面上放一质量，长的滑板甲。在滑板上放一质量可看成质点的滑块乙。滑板甲与斜面的动摩擦因数，滑块乙与滑板甲的动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，滑板到达坡底后与地面相撞后立即停止运动。重力加速度取
（1）只给滑板施加一个沿着斜面向上的力，能否保持滑板和滑块均静止?请说明理由。
（2）开始时滑板上端和斜面上端对齐，滑块处于离滑板的下端处，现给滑板一个沿斜面向下的初速度，同时从静止释放滑块乙。求：
①开始时滑板甲和滑块乙的加速度大小；
②滑块乙经过多少时间滑到斜面底端?
【答案】（1）不能，见解析 （2）①，；②
【解析】
【小问1解析】
对乙受力分析，乙重力沿斜面向下的分力为
最大静摩擦力
可知
故不能只给滑板一个沿着斜面向上的力而保持滑块静止。
【小问2解析】
①开始时滑板和滑块相对滑动，受力分析如图所示
对乙，根据牛顿第二定律
又
对甲，根据牛顿第二定律
又
联立解得
，
即滑板甲加速度大小为和滑块乙的加速度大小为。
②甲乙速度相等时有
解得
共同速度
乙的位移
甲的位移
甲乙相对静止后，以共同的加速向下运动
解得
根据几何关系可得
共同向下运动的位移为
解得
滑板和滑块到斜面底端的共同速度为
滑板静止后滑块在滑板上继续滑行
解得
滑板到底端后滑块的运动有
解得
滑块乙滑到斜面底端经历的时间为