安徽省县中联盟2024-2025学年高一（上）12月联考物理试卷（解析版）

这是一份安徽省县中联盟2024-2025学年高一（上）12月联考物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了满分100分，考试时间75分钟，本卷命题范围等内容，欢迎下载使用。
考生注意：
1.满分100分，考试时间75分钟。
2.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围：人教版必修第一册第四章第2节结束。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题4分，共32分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 2024年诺贝尔物理学奖花落机器学习领域两位学者，以表彰他们“基于人工神经网络实现机器学习的基础性发现和发明”。在物理学的探索和发现过程中，研究方法往往比物理知识本身更加重要。下列物理研究过程中采用了控制变量法的是（ ）
A. 在某些情况下把物体简化为质点
B. 探究加速度与物体质量、物体受力的关系
C. 验证力不是维持物体运动的原因
D. 匀变速直线运动公式的推导
【答案】B
【解析】A．在某些情况下把物体简化为质点，采用了理想模型法，故A错误；
B．探究加速度与物体质量、物体受力关系，采用了控制变量法，故B正确；
C．验证力不是维持物体运动的原因，采用了实验结合科学的逻辑推理，故C错误；
D．匀变速直线运动公式的推导，采用了微元法，故D错误。
故选B。
2. 游泳是奥运会的重要比赛项目之一，除仰泳项目外，自由泳、蛙泳、蝶泳及个人混合泳的各项比赛必须从出发台起跳入水。下列有关游泳比赛中运动和力的说法正确的是（ ）
A. 运动员起跳时受地面的支持力是由于地面的形变产生的
B. 运动员起跳入水过程中看到水面迎面扑来是选择水面为参考系
C. 运动员冲刺过程中，随着速度的增大其惯性也逐渐增大
D. 运动员划水加速前进时，水对他的作用力大于他对水的作用力
【答案】A
【解析】A．根据弹力产生的条件可知运动员起跳时受地面的支持力是由于地面的形变产生的，故A正确；
B．运动员起跳入水过程中看到水面迎面扑来，是水相对人的位置发生变化，是选择运动员为参考系，故B错误；
C．惯性仅与质量有关，运动员冲刺过程中，质量不变，则其惯性不发生改变，故C错误；
D．运动员划水加速前进时，水对他的作用力与他对水的作用力为一对相互作用力，大小相等，方向相反，故D错误。
故选A。
3. 仰韶文化时期的尖底双耳瓶装水“虚则欹（倾斜）、中则正、满则覆”。如图所示，用两细绳悬挂装有适量水的该瓶，瓶竖直而立。设瓶（含水）的重力为，下列有关说法正确的是（ ）
A. 重力只作用在瓶的重心上
B. 瓶（含水）的重心一定在两绳所在线的交点
C. 装水量会影响瓶（含水）的重心位置
D. 图中每根细绳的拉力等于
【答案】C
【解析】A．重心是重力的等效作用点，重力作用在瓶的各个部分，故A错误；
B．根据平衡条件可知，瓶（含水）的重心与两绳所在线的交点在同一竖直线上，但瓶（含水）的重心不一定在两绳所在线的交点，故B错误；
C．瓶本身的重心位置不变，将水装入瓶中，随着水量的变化，瓶（含水）的重心位置也会发生变化，故C正确；
D．设图中每根细绳与竖直方向的夹角为，根据受力平衡可得
可得
故D错误。
故选C。
4. 如图所示，体育课同学们在练习排球。将排球竖直向上垫起后，若排球经到达最高点，又经过后排球落地，不计空气阻力，取重力加速度大小，则排球上升到最高点时距地面的高度为（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】根据题意可知排球从最高点经过后排球落地，根据自由落体运动公式可知最高点时距地面的高度为
故选C
5. 质点从时刻开始做匀减速直线运动，其图像如图所示。则质点在前内和第内的位移之比为（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】根据逆向思维由匀变速直线运动的规律可知，某质点做匀减速直线运动，经过8s后静止，若以1s为时间间隔，则连续相等时间间隔的位移之比为
故该质点在前内和第内的位移之比为
故选A。
6. 如图所示，A、B两个质量分别为和的物块叠放在水平地面和竖直墙壁之间，对物块B施加水平力作用，物块A、B处于静止状态。已知各接触面光滑，则物块A和物块B受力的个数分别为（ ）
A. 4个、4个B. 4个、5个
C. 4个、3个D. 3个、4个
【答案】D
【解析】以A为对象进行受力分析，根据平衡条件可知，A受到重力、B的支持力和竖直墙壁的弹力，即A受到3个力的作用；以B为对象进行受力分析，根据平衡条件可知，B受到重力、A的压力、推力和地面的支持力，即B受到4个力的作用。
故选D。
7. 如图所示，两间距为且相互平行的等长支架和固定在水平面上，等高，两支架与水平面的夹角均为。一个半径、质量的水泥圆筒搁置在两支架之间恰好保持静止，已知水泥圆筒与支架间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力（，g取）。下列说法正确的是（ ）
A. 每根支架对水泥圆筒的支持力大小为
B. 每根支架对水泥圆筒的支持力大小为
C. 水泥圆筒与支架间的动摩擦因数为0.5
D. 水泥圆筒与支架间的动摩擦因数为
【答案】B
【解析】AB．由水泥圆筒底部沿支架向上看，水泥圆筒受力关系如图所示
根据几何知识有
解得
根据平衡条件有
，
解得
故A错误，B正确；
CD．在沿斜坡方向根据平衡条件有
解得
由水泥圆筒与支架间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力得
由牛顿第三定律可知
解得
故CD错误。
故选B。
8. 某学校门口的平直公路上设有图甲所示减速带，一校车经过此路段过程中司机控制校车的加速度大小a随位移均匀x变化的图像如图乙所示，校车制动后经过10 m到达减速带时速度恰好为0，则校车制动的初速度大小为（ ）
A. 2 m/sB. 4 m/sC. 6 m/sD. 8 m/s
【答案】C
【解析】根据运动学公式
可知a − x图像与横轴围成的面积表示，设校车制动的初速度大小为v0，由于末速度为0，由图乙可得
解得
故选C。
二、多项选择题：本题共2小题，每小题5分，共10分。每小题有多个选项符合要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的得0分。
9. 两位同学在晨练中从同地同时出发，速度与时间的关系图像如图所示，其中曲线为的运动图像，直线为的运动图像。关于、两位同学的运动，下列说法正确的是（ ）
A. 时刻，的加速度小于的加速度
B. 时刻，同学追上了同学
C. 时间内，的位移大于的位移
D. 时间内，的平均速度小于的平均速度
【答案】AC
【解析】A．根据图像斜率的绝对值表示加速度的大小可知时刻，的加速度小于的加速度，故A正确；
B．根据图像与轴围成面积表示位移可知时间内的位移大，则时刻，同学没有追上了同学，故B错误；
C．根据图像与轴围成面积表示位移可知时间内，的位移大于的位移，故C正确；
D．根据结合C选项可知时间内，的平均速度大于的平均速度，故D错误。
故选AC。
10. 如图所示，甲、乙为长度、半径、材料均相同的质量分布均匀的圆柱体和半圆柱体，甲表面光滑，乙表面粗糙，圆柱体甲的质量为，两物体靠在一起放置在粗糙固定的水平桌面上。现过圆柱体甲的轴心施加一个始终沿水平方向大小可变的作用力，将圆柱体甲缓慢地拉至圆柱体乙的顶端，乙始终处于静止状态。空气阻力不计，重力加速度大小。在甲缓慢移动的过程中，下列说法正确的是（ ）
A. 桌面所受乙压力由开始时逐渐增大到
B. 甲、乙间的压力由开始时最大值逐渐减小到
C. 拉力由开始时最大值逐渐减小到
D. 桌面对乙的摩擦力由开始时最大值逐渐减小到零
【答案】BD
【解析】A．以甲、乙为整体，竖直方向根据受力平衡可得
可知桌面所受乙的压力一直为，保持不变，故A错误；
B．开始时，设乙对甲的支持力方向与水平的夹角为，根据几何关系可得
以甲为对象，根据受力平衡可得
将圆柱体甲缓慢地拉至圆柱体乙的顶端，可知从开始的逐渐增大，当甲位于乙的顶端时，有
可知甲、乙间的压力由开始时最大值逐渐减小到，故B正确；
C．开始时，以甲为对象，根据受力平衡可得
将圆柱体甲缓慢地拉至圆柱体乙顶端，可知从开始的逐渐增大，当甲位于乙的顶端时，有；可知拉力由开始时最大值逐渐减小到0，故C错误；
D．以甲、乙整体，水平方向根据受力平衡可得
可知桌面对乙的摩擦力由开始时最大值逐渐减小到零，故D正确。
故选BD。
三、非选择题：本题共5小题，共58分。
11. 某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，设计了如图甲所示的实验装置。
（1）关于本实验操作，下列说法正确的是_____（填正确答案标号）；
A. 悬挂钩码后立即读数
B. 钩码的数量可以任意增减
C. 测弹簧原长时，需将弹簧放置在水平桌面上测量
D. 实验中，必须使刻度尺保持竖直状态
（2）实验中，某同学以弹簧弹力为纵轴、弹簧长度为横轴建立坐标系，依据实验数据作出图像如图所示，由图线可得出该弹簧的原长为_____cm，弹簧的劲度系数为_____N/m（劲度系数计算结果保留分式）；
（3）若实验中刻度尺没有完全竖直，而读数时视线保持水平，则由实验数据得到的弹簧劲度系数将_____（选填“偏大”“偏小”或“不受影响”）。
【答案】（1）D （2） 0.5 （3）偏小
【解析】
【小问1解析】
A．悬挂钩码后，应让钩码稳定后处于平衡状态时读数，故A错误；
B．应在弹簧的弹性限度范围内进行测量，不能超过弹性限度，钩码的数量不可以任意增减，故B错误；
C．在测量弹簧原长时，应将弹簧竖直放置时测量长度，减小自重带来的影响，故A错误；
D．安装刻度尺时，必须使刻度尺保持竖直状态，故D正确。
故选D。
【小问2解析】
根据可知当弹力为零时，弹簧的长度为原长，即该弹簧的原长为0.05cm，图像的斜率为弹簧的劲度系数，即
【小问3解析】
若实验中刻度尺没有完全竖直，则测得的长度变化量偏大，因此得到的劲度系数偏小。
12. 某同学设计了如图甲所示的实验方案做“探究加速度与物体受力、物体质量的关系实验”。小车后面固定一条纸带，穿过电火花打点计时器，细线一端连着小车，另一端通过光滑的定滑轮和动滑轮与挂在竖直面内的拉力传感器（能感应力大小的装置）相连，拉力传感器用于测小车受到拉力的大小。
（1）用小木块将长木板无滑轮的一端垫高，目的是补偿阻力。正确补偿阻力后，改变小车的质量再次实验，是否需要重新补偿阻力？_____（填“需要”或者“不需要”）；
（2）在安装器材时，要调整小滑轮的高度，使拴小车的细绳与木板平行。你认为这样做的目的是_____（填标号）；
A. 使力传感器的读数等于细绳的拉力
B. 在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力
C. 保证小车最终能够实现匀速直线运动
（3）某次实验中打出的一条纸带如图乙所示，A、B、C、D、E是选取的计数点，每相邻两计数点间还有4个计时点（图中未标出），已知交流电源的频率为，由图数据可求得：打下点时小车的速度大小为_____，小车的加速度大小为_____（结果保留3位有效数字）。
【答案】（1）不需要 （2）B （3）1.51 1.34
【解析】
【小问1解析】
正确补偿阻力后，改变小车的质量再次实验，不需要重新补偿阻力。
【小问2解析】
A．力传感器的读数等于细绳的拉力，与拴小车的细绳与木板是否平行无关，故A错误；
BC．实验中调节定滑轮高度，使细绳与木板平行，可在平衡摩擦力后使细绳的拉力等于小车所受的合力，如果不平行，细绳的拉力在垂直于木板的方向上就有分力。不能保证小车最终能够实现匀速直线运动，故B正确，C错误。
故选B。
【小问3解析】
相邻两点的时间间隔为
根据匀变速运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度，打点计时器在打D点时小车的瞬时速度大小为
根据逐差法，小车做匀加速运动的加速度大小为
13. 如图所示，冰雪斜面与水平面夹角，一质量为的雪橇在冰雪斜面上恰能匀速下滑。现某人用沿与斜面也成角的力拉雪橇沿斜面向上运动，雪橇也刚好匀速上滑。已知重力加速度为，求：
（1）雪橇与冰雪斜面的动摩擦因数；
（2）拉力的大小。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
雪橇在冰雪斜面上恰能匀速下滑，有
解得
【小问2解析】
雪橇匀速上滑时，对雪橇受力分析，平行斜面方向
垂直斜面方向
其中，解得
14. 如图所示，在一次警犬追球训练中，小球被训练员踢出后在球场上做匀减速直线运动，其初速度大小为，加速度大小为。与此同时警犬从同一位置由静止开始以加速度做匀加速直线运动追赶小球。小球和警犬均可视为质点，求：
（1）从小球被踢出到停下，小球的位移大小；
（2）警犬追上小球前与足球的最大距离；
（3）警犬从开始运动到追上小球经历的时间。
【答案】（1）36m （2）9m （3）3s
【解析】
【小问1解析】
小球被训练员踢出后在球场上做匀减速直线运动，小球从被踢出到停下，小球的运动时间为
小球的位移大小
【小问2解析】
警犬追上小球前与小球有共同速度时的距离最大
解得
警犬追上小球前与小球的最大距离
【小问3解析】
设警犬从开始运动到追上小球经历的时间为，则
解得
15. 如图所示，粗糙水平面上静止放置一圆弧表面光滑的四分之一圆柱体，光滑轻小滑轮D在圆心的正上方用轻杆固定。细线一端固定在A点，另一端跨过滑轮D连接一劲度系数的轻质弹簧，弹簧下端与质量为小球（可视为质点）连接，小球置于四分之一圆柱体表面上处，长度与圆柱体半径相等，与竖直方向成角，物块C通过光滑圆环悬挂在细线上，与竖直方向成角，整个装置处于静止状态。已知四分之一圆柱体与地面的动摩擦因数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，细线、圆环质量不计，重力加速度大小。
（1）求轻质弹簧的伸长量和物块C的质量；
（2）求杆对滑轮D作用力的大小和方向；
（3）若调整细线长度使小球从处移至处（与圆柱表面相切），整个装置仍然保持静止，已知，，求四分之一圆柱体的质量的最小值（结果可保留根式）。
【答案】（1），
（2），方向斜向上偏右，与竖直方向的夹角为 （3）
【解析】
【小问1解析】
根据题意可知，长度与圆柱体半径相等，与竖直方向成角，以小球为对象，根据受力平衡可得
，
联立解得
根据胡克定律可知，轻质弹簧的伸长量为
以光滑圆环为对象，根据受力平衡可得
又
解得物块C的质量为
【小问2解析】
以滑轮D为对象，由题图可知滑轮左侧绳子与右侧弹簧间的夹角为，且绳子拉力大小等于弹簧弹力大小，根据平衡条件可知，杆对滑轮D作用力大小为
由图中几何关系可知杆对滑轮D作用力方向斜向上偏右，与竖直方向的夹角为。
【小问3解析】
以小球为对象，根据相似三角形可得
可知调整细线长度使小球在圆柱表面移动过程中，圆柱体对小球的支持力大小保持不变；若调整细线长度使小球从处移至处（与圆柱表面相切），以小球为对象，由于此时弹簧弹力与圆柱体的支持力垂直，根据平衡条件可得圆柱体的支持力大小为
当小球在处时，小球对圆柱体的压力的水平分力最大，竖直分力最小；以圆柱体为对象，小球在处时，圆柱体受到的地面摩擦力大小为
圆柱体受到的地面支持力大小为
又
联立解得
则四分之一圆柱体的质量的最小值为。