云南省大理白族自治州下关一中教育集团2024-2025学年高一上学期12月月考物理试卷（解析版）

这是一份云南省大理白族自治州下关一中教育集团2024-2025学年高一上学期12月月考物理试卷（解析版），共16页。试卷主要包含了选择题，实验题，解答题等内容，欢迎下载使用。
第I卷 （选择题，共44分）
一、选择题 （本大题共11小题，每小题4分，共44分。在每小题给出的四个选项中，第 1~7题只有一项符合题目要求；第8~11题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选 对但不全的得2分，有选错的得0分）
1. 下列单位哪个是国际单位制中的基本单位（ ）
A. sB. paC. ND.
【答案】A
【解析】国际标准单位制包含的单位有时间s、长度m、质量kg、电流A、物质的量ml、温度K、发光强度cd。
故选A。
2. “天宫课堂”第四课于年月日时分开课，神舟十六号航天员景海鹏，朱杨柱、桂海潮在中国空间站梦天实验舱面向全国青少年进行太空科普授课。在奇妙“乒乓球”实验中，航天员朱杨柱用水袋做了一颗水球，桂海潮用白毛巾包好的球拍击球，水球被弹开。对于该实验下列说法不正确的是（ ）
A. 击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的
B. 水球被击后，运动状态发生改变
C. 水球质量越大，惯性越大
D. 梦天实验舱内可进行牛顿第一定律的实验验证
【答案】D
【解析】A．弹力是由于施力物体发生形变而产生的，所以击球过程中，水球所受弹力是由于球拍发生形变产生的，故A不符合题意；
B．水球被击后，水球的速度方向发生改变，所以水球的运动状态发生改变，故B不符合题意；
C．质量是惯性的唯一量度，质量越大惯性大，故C不符合题意；
D．牛顿第一定律是一种理想情况，不是实验定律，故D符合题意。
故选D。
3. 质量相等的甲、乙、丙、丁四个物体均沿直线运动，其v-t图像如图所示。则运动过程中所受合力逐渐减小的物体是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】ABCD．在v-t图像中，斜率表示加速度，丙的加速度逐渐减小，四个物体质量相同，根据牛顿第二定律
可知丙运动过程中所受合力逐渐减小，ABD错误，C正确。
故选C。
4. 小型四旋翼无人机，它是一种能够垂直起降的小型遥控飞行器，目前正得到越来越广泛的应用。无人机的质量m=2.5kg，运动过程中所受空气阻力大小恒为f=5N，当无人机在地面上从静止开始，以最大升力F=55N竖直向上做匀加速直线运动（取g=10m/s2），则它的加速度大小为（ ）
A. 20m/s2B. 18m/s2C. 10m/s2D. 6m/s2
【答案】C
【解析】取无人机为研究对象进行受力分析，由牛顿第二定律得
代入数据解得
故选C。
5. 如图所示，一质量为m的物块在力作用下沿水平地面向右运动。水平地面和物块间的动摩擦因素为，力与水平方向的夹角为，现沿水平和竖直两个方向分解力，这两个方向上的分力分别为和。则下说法正确的是（ ）
A. B. 物块一定受4个力
C. 物块可能受3个力D. 物体可能只受2个力
【答案】D
【解析】A．根据几何关系可得，
故A错误；
BD．当=mg
时，物体与地面没有压力，所以物体只受重力和拉力F，2个力，故D正确，B错误；
C．物体一定受重力、拉力，物体如果与地面间有压力，则一定受摩擦力，所以不可能受3个力，故C错误。
故选D。
6. 如图所示，竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端连接质量为m的小球，小球由不可伸长的细线吊在天板上。小球保持静止时细线中拉力大小为，为重力加速度。则剪断细线瞬间，小球的加速度（ ）
A. 大小为，方向竖直向上B. 大小为 ，方向竖直向下
C. 大小为，方向竖直向上D. 大小为，方向竖直向下
【答案】D
【解析】小球保持静止时细线中拉力大小T，以小球为对象，根据受力平衡可得
解得弹簧弹力大小为
方向竖直向上；剪断细线瞬间，弹簧弹力保持不变，根据牛顿第二定律可得
解得
方向竖直向下。
故选D。
7. 如图所示是采用动力学方法测量火车车厢质量的原理图。已知火车车头质量为1.3×105kg，火车车头发动机的平均牵引力为4.7×104N。在火车车头与车厢对接后，发动机工作5s内，测出火车车头和车厢的速度变化量为0.5m/s（忽略一切阻力）。则火车车厢质量和火车车头对车厢的平均作用力大小分别为（ ）
A. 3.4×105kg，3.4×104NB. 3.4×105kg，4.7×104N
C. 4.7×105kg，3.4×104ND. 4.7×105kg，4.7×104N
【答案】A
【解析】在火车车头和车厢对接后，发动机工作内，火车车头和车厢的加速度大小为
对火车车头和车厢由牛顿第二定律得
对火车车厢由牛顿第二定律得
解得，
故选A。
8. 关于牛顿第二定律，下列说法中正确的是（ ）
A. 公式中，各量的单位可以任意选取
B. 物体的加速度方向与它所受合力的方向总是一致的，但与速度的方向可能相同，也可能不同
C. 由可知，物体的质量与其所受的合外力成正比，与其运动的加速度成反比
D. 由可知，物体的加速度与其所受的合外力成正比，与其质量成反比
【答案】BD
【解析】A．公式中，各量的单位必须为统一为国际单位，不能任意选取，故A错误；
B．加速度的方向由合外力的方向来决定，故加速度的方向与合力的方向总是一致的，速度与加速度没有决定性关系，故加速度与速度的方向可能相同，也可能不同，故B正确；
C．质量是物体本身的属性，由物体本身决定，与物体是否受力以及加速度都无关，故C错误；
D．公式是加速度的决定式，加速度与合外力成正比，与质量成反比，故D正确。
故选BD。
9. 如图所示，斜面分成等长的四段，一小滑块从斜面顶端O由静止开始沿斜面向下做匀加速直线运动到达底端，则下列说法正确的是（ ）
A. 滑块到达a、b两点的速度之比为
B. 滑块到达a、b两点的速度之比为
C. 滑块通过ab、bc两段的时间之比为
D. 滑块通过Oa、ab两段的时间之比为
【答案】AD
【解析】AB．根据匀变速直线运动的速度位移公式
解得
因为从开始下滑到经过a、b两点的位移比为1：2，则通过a、b两点的速度之比为，A正确；
CD．设各段长度为L，所经历的时间分别为、、，根据匀变速直线运动的位移时间公式
，
联立可得
同理得
C错误，D正确。
故选AD。
10. 如图所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为，弹簧测力计读数为，滑轮摩擦不计。若轻轻取走盘中的部分砝码，使砝码和托盘的总质量减少到，则将会出现的情况是（取）（ ）
A. A仍静止不动
B. A将向左运动
C. A与桌面间的摩擦力不变
D. 弹簧测力计的读数将不变
【答案】AD
【解析】当砝码和托盘的总质量为时，根据受力平衡可得
解得
可知A与桌面间的最大静摩擦力至少为2N；当砝码和托盘的总质量为时，假设A仍不动，此时不变，有
解得
故假设成立，A仍静止不动，A与桌面间的摩擦力大小变为1N，方向变为向右；弹簧测力计的读数不变。
故选AD。
11. 某同学在列车车厢的顶部用细线悬挂一个小球，当列车水平面上以某一恒定加速度运动时，细线偏过一定角度后相对车厢保持静止，通过测定偏角的大小就能确定列车的加速度。如图所示，在某次测定中，悬线与竖直方向的夹角为θ，则列车（ ）
A. 可能向左做匀加速直线运动
B. 可能向右做匀加速直线运动
C. 加速度大小为
D. 此时绳子的拉力大小为
【答案】BCD
【解析】列车启动过程是加速过程，则加速度与速度方向一致，小球与列车相对静止，加速度相同。对小球受力分析如图所示
可知合力方向水平向右，列车加速度向右，可能向左做匀减速直线运动，可能向右做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和竖直方向的平衡等式，有
解得加速度为
绳的拉力为
故选BCD。
第Ⅱ卷（非选择题，共56分）
二、实验题
12. 某同学用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”，每个钩码的质量为50g，其部分实验操作如下，重力加速度为g取。
（1）请完成下列相关内容：
a.在竖直放置的木板上的白纸上记下悬挂两个钩码静止时弹簧末端的位置O，如图一所示（木板未画出）。
b.卸下钩码，然后将两绳套系在弹簧下端，用两弹簧测力计将弹簧末端拉到位置O保持静止，此时绳AO沿水平方向，B弹簧测力计读数如图二所示，则此时A弹簧测力计的示数为______N。（结果保留两位有效数字）
（2）实验中保持O点的位置不变，绳BO的方向不变，绳A的方向由初始位置逆时针旋转至竖直方向。在此过程中有关两弹簧测力计示数、的变化，下列说法正确的是______。
A. 减小B. 增大C. 先减小后增大D. 增大
（3）若弹簧末端拉至O位置时，弹簧伸长量为4cm，则该弹簧的劲度系数______。
【答案】（1）2.8 （2）C （3）25N/m或0.25N/cm
【解析】
【小问1解析】
以O点为对象，根据受力平衡可得
其中B弹簧测力计的读数为
悬挂两个钩码时，弹簧弹力为
联立解得此时A弹簧测力计的示数为
≈2.8N
【小问2解析】
实验中保持O点的位置不变，绳BO的方向不变，绳A的方向由初始位置逆时针旋转至竖直方向，以O点为对象，如图所示
由图可知，先减小后增大、减小
故选C
【小问3解析】
若弹簧末端拉至О位置时，弹簧的伸长量为4cm，根据胡克定律可得
可得该弹簧的劲度系数为
13. 某次实验中，采用如图甲所示的实验装置探究加速度与力、质量的关系，小车的质量用表示，托盘及盘中砝码的质量用表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带上打出的点计算得出。
（1）下列关于该实验操作正确的是 。
A. 电磁打点计时器可以使用220V交流电源
B. 连接槽码和小车的细绳应与长木板保持平行
C. 平衡阻力时，小车后面的纸带必须连好
D. 每次在小车上增加重物以改变小车质量时，都需要重新平衡摩擦力
（2）图乙为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上、、、、、、为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是，距离如图，单位是，但两点的数据缺失，则小车的加速度是_____________，小车运动到点时的速度_____________m/s（ 结果保留两位有效数字
（3）为探究加速度与力的关系，根据测得的小车加速度与力的多组数据，作出关系图像如图丙所示。已知该图像段近似为一条过原点的倾斜直线，由此可得出的实验结论是_________________________。
（4）已知图丙中段明显偏离方向，则产生此误差的原因可能是随着F的增大，槽码质量不再满足___________小车的质量（选填“远大于”“远小于”“近似等于”）。
【答案】（1）BC （2） 0.99 0.66
（3）保持小车的质量不变，小车的加速与所受合外力成正比 （4）远小于
【解析】
小问1解析】
A．电磁打点计时器使用低压交流电源，A错误；
B．连接槽码和小车的细绳应与长木板保持平行，细绳的拉力保持不变，B正确；
C．平衡阻力时，小车后面的纸带必须连好，平衡阻力合理，C正确；
D．每次在小车上增加重物以改变小车质量时，都不需要重新平衡摩擦力，D错误。
故选BC。
【小问2解析】
由题意可知，两计数点间时间间隔为0.1s，由逐差法可得，小车的加速度大小为
根据匀变速直线匀速中间时刻速度等于该段过程的平均速度。小车运动到B点时的速度等于运动AC这段位移的平均速度，则小车运动到B点时的速度为
【小问3解析】
图像段近似为一条过原点的倾斜直线，说明在保持小车的质量不变的情况下，小车的加速与所受合外力成正比。
【小问4解析】
由牛顿第二定律可得，对小车
对托盘、砝码及小车整体
联立可得
故在M与m的大小关系不满足时，F与不成正比，故丙图中图线弯曲的原因是随着砝码盘中砝码质量的增大，不再满足。
四、解答题
14. 一辆质量为m=4×104 kg的高铁，在轨道上起步加速时发动机的牵引力为F=2×105 N，高铁运行过程中受到的阻力为重力的，g取10 m/s2，求：
（1）高铁在轨道上起步加速时加速度a的大小；
（2）高铁由静止开始加速至288km/h所需要的时间。
【答案】（1） （2）
【解析】
【小问1解析】
由题意可知高铁受到阻力为
由牛顿第二定律得
可得
【小问2解析】
由题意可知，高铁的末速度为
高铁加速所需时间为
15. 如图所示，粗糙水平面和光滑墙壁的墙角处叠放着两个物块，质量kg的物块A为立方体，质量kg的物块B为三角形斜面体，斜面体顶角为，两物块处于静止状态，物块A与物块B之间无摩擦，重力加速度g取10m/s2。
（1）物块A对B的支持力大小；
（2）地面对物块A的摩擦力。
【答案】（1）40N （2），方向水平向右
【解析】
【小问1解析】
对物块B受力分析，物块B受三个力，分别为重力、A对B的支持力和竖直墙壁对A的支持力，如图所示
根据平衡条件，有
【小问2解析】
将A、B视为整体，整体水平方向只受两个力，即竖直墙壁的支持力和地面的摩擦力，根据平衡条件可知，这两个力必定等大反向，即地面对物块A的摩擦力大小为
方向水平向右。
16. 如图所示，倾角θ=37°的斜面BC足够长，与水平面AB平滑连接，质量m=2kg的物体静止于水平面上的M点，M点与B点之间的距离L=20m，物体与水平面和斜面间的动摩擦因数均为到为μ=0.5。现对物体施加一水平向右的恒力F=15N，运动至B点时撤去该力，物块从B点滑上斜面瞬间速度大小不变。已知sin37°=0.6，cs37°=0.8，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）物体在恒力F作用下运动时的加速度；
（2）物体沿斜面向上滑行的最远距离；
（3）假设D点为物块在斜面上滑行区域的中点，求物体从开始运动到D点的时间（结果可用根号表示）。
【答案】（1）2.5m/s2，方向水平向右 （2）5m （3）或
【解析】
【小问1解析】
水平方向，根据牛顿第二定律可得
解得
方向水平向右；
【小问2解析】
根据速度位移关系
可得物体到B点速度为
物体沿斜面上滑，根据牛顿第二定律可得
所以加速度为
所以物体沿斜面上滑最远距离为
【小问3解析】
从M到B所用时间为
从B第一次到D点用时满足
解得
从开始运动至第一次到D点用时为
从B点到最高点用时
物块下滑过程，根据牛顿第二定律可得
加速度为
从最高点下滑至D点用时
从开始运动至第二次到D点用时为
17. 如图所示，一水平传送带以的速度顺时针方向匀速转动，AB间的距离。现将质量的煤块轻放到传送带的左端A处，已知煤块与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，煤块可视为质点。求：
（1）煤块刚放上传送带时的加速度大小；
（2）煤块从A运动到B所用的时间；
（3）煤块在传送带上留下的划痕长度。
【答案】（1） （2） （3）
【解析】
【小问1解析】
煤块放上传送带时，由牛顿第二定律有
解得
【小问2解析】
设煤块从轻放上A点到与传送带共速用时t1，发生位移为x1，则有，
解得 ，
因为，所以煤块在传送带上先匀加速后匀速；设匀速运动时间为t2 ， 则有
解得
煤块从A运动到B的时间为
【小问3解析】
煤块在传送带上留下的划痕长度
解得