2023-2024年湖北省云学名校联盟高一上学期12月联考物理试题（解析版）

2023年云学名校联盟高一年级12月联考物理试卷一、选择题1.物理学的巨大发展得益于科学家们创造和应用了许多物理学方法，比如比值法、微元法、控制变量法、建立物理模型法等，以下关于物理学研究方法的叙述中正确的是（）A.伽利略在研究物体的运动与力的关系时，利用了“理想斜面实验”，由于摩擦力不可能完全消失，所以这个结论只是“理想中”成立，实际上并不成立B.根据速度定义式，当时，就可以表示物体在时刻的瞬时速度，该定义应用了控制变量法C.在研究匀变速直线运动的图像中，用图线与坐标轴围成的面积代表物体运动过程中的位移，主要是利用了等效原则D.在不需要考虑物体本身大小和形状对研究问题的影响时，用质点代替物体属于理想化模型【答案】D【解析】伽利略在研究物体的运动与力的关系时，利用了“理想斜面实验”，加上科学的推理，得出的结论，所以是成立的，A错误；该定义应用了极限的思想，B错误；在研究匀变速直线运动的图像中，用图线与坐标轴围成的面积代表物体运动过程中的位移，主要是利用了微元法，C错误；用质点代替物体属于理想化模型，忽略了次要因素，实际并不存在，D正确。故选D。2.有、两球质量分别是和，通过长为的竖直轻绳相连。用手拿着球，球距地面高度为，释放后两球落地时间差为，不计空气阻力，则以下说法中正确的是（）A.若将两小球位置互换，则时间差增大 B.若将增大，则时间差增大C.若将增大，则时间差增大 D.若将小球质量也增大到，则时间差增大【答案】B【解析】两小球做自由落体运动，运动情况与质量无关，则将两小球位置互换或将小球质量也增大到，则时间差不变，故AD错误；根据自由落体运动规律有，，时间差为，可知若将增大，则时间差增大，故B正确；根据自由落体运动规律可得，球落地时球的速度为，则有，可知，若将增大，则时间差减小，故C错误。故选B。3.在篮球比赛中，击地传球动作隐蔽，往往有出其不意的效果。下图为击地传球的示意图，传球者给篮球一定的初速度砸向水平地面，经地面反弹后被另一球员接住。不考虑空气阻力的影响，则以下说法中正确的是（）A.篮球对地面的弹力方向沿着篮球初速度的方向B.地面给篮球的弹力方向竖直向上C.篮球受到地面的支持力，是因为篮球发生弹性形变造成的D.地面对篮球的支持力和篮球对地面的压力是一对平衡力，大小相等，方向相反【答案】B【解析】弹力的方向与接触面垂直指向受力物体，地面水平，所以篮球对地面的弹力方向竖直向下，地面给篮球的弹力方向竖直向上，A错误，B正确；弹力的产生是施力物体发生弹性形变，由于要恢复原状产生的，所以地面的支持力是地面发生形变造成的，C错误；地面对篮球的支持力和篮球对地面的压力是相互作用力，大小相等，方向相反，D错误。故选B。4.如图是、两物体在同一直线上运动时的图像，在时刻两图线平行。则下列描述中正确的是（）A.物体先做匀减速运动，时刻后开始做匀加速运动B.在时刻，两物体之间的距离保持不变C.时刻两物体速度相同D.物体在时间内发生的位移大小数值上等于该图线与轴所围成的三角形的“面积”【答案】B【解析】根据图像的斜率表示速度可知，物体的斜率不变，则一直做匀速直线运动，故A错误；在时刻两图线平行，即在时间内两物体速度相同，所以两物体之间的距离保持不变，故B正确；由图可知，时刻两物体在同一位置，时刻斜率不同，则速度不同，故C错误；由图可知，物体在时间内发生的位移大小为零，故D错误。故选B。5.如图所示，两个质量相等的物块放在水平地面上，分别施加水平向右和与水平方向成角斜向上的拉力作用在物体上，发现两物体都向右做匀速直线运动。已知两拉力大小相等，物体与地面的动摩擦因数也相同，重力加速度，则以下说法中正确的是（）A.物体与地面间的动摩擦因数可以为零B.两次地面的摩擦力相等C.若，则物体与地面间的动摩擦因数D.若将拉力的方向改为与水平方向成角斜向下作用在该物体上，该物体仍然可以向右做匀速直线运动【答案】C【解析】物体向右做匀速直线运动，则物体与地面间的动摩擦因数不可能为零，故A错误；设物体质量为，则水平向右拉物体时，地面的摩擦力，竖直方向上有，又，与水平方向成角斜向上的拉力物体时，地面的摩擦力为，在竖直方向上有，又，联立解得，当，则物体与地面间的动摩擦因数为，故B错误，C正确；若将拉力的方向改为与水平方向成角斜向下作用在该物体上，则拉力在水平方向上的分力不变仍为，但物体对地面的压力增大为，导致物体受到地面的滑动摩擦力增大，此时拉力在水平方向上的分力小于物体受到地面的滑动摩擦力，则物体不可以向右做匀速直线运动，故D错误。故选C。6.如图所示，一光滑圆环固定在竖直平面内，质量的小球（可看成质点）穿在圆环上，并用劲度系数为的轻弹簧连接后拴接在圆环最高点。小球静止时弹簧轴向与竖直方向形成夹角。已知圆环半径，弹簧原长，弹簧始终处在弹性限度范围内，重力加速度为，，，则以下说法中正确的是（）A.圆环对小球的支持力B.弹簧的弹力大小C.弹簧的劲度系数D.若小球静止时弹簧轴向与竖直方向的夹角小于，则弹簧弹力比现在大，圆环支持力会比现在小【答案】A【解析】对小球进行受力分析如图：可知，根据相似三角形原理和正弦定理，可得，可解得，，A正确，B错误；根据正弦定理，可得，可得，根据胡克定律有，解得，C错误；设小球静止时弹簧轴向与竖直方向的夹角为，根据相似三角形原理和正弦定理，可得，可知时，弹力增大，但支持力一直等于重力，不变，D错误。故选A。7.近几年全球多个地区争端不断，无人机在冲突中的作用日显突出。某品牌无人机自身质量为，下端还可挂一质量为的炸弹。战斗人员遥控无人机从水平地面垂直起飞，该无人机旋翼升力恒定，上升过程可视为匀加速运动。经时间后无人机上升速度大小为，此时控制系统释放炸弹，又经时间后炸弹落回到地面。已知重力加速度为，不计空气阻力，则以下说法中正确的是（）A.炸弹释放前和释放后运动的位移相同B.炸弹释放前和释放后加速度大小之比为C.炸弹释放前升力的大小为D.炸弹最后落回地面时的速度大小为【答案】D【解析】炸弹释放前和释放后运动的位移大小相同，方向不同，故A错误；炸弹释放前向上做匀加速直线运动，设加速度为，则有，，炸弹释放后做竖直上抛运动，取向下为正方向，则有，联立解得，则炸弹释放前和释放后加速度大小之比为，故B错误；炸弹释放前，根据牛顿第二定律有，解得，炸弹释放前升力的大小为，故C错误；设炸弹最后落回地面时的速度大小为，则有，又，，联立解得，故D正确。故选D。8.如图所示，一辆赛车在平直赛道上做匀加速直线运动，途经、、、四个标志杆，其中，。车手发现自己通过和这两段位移的时间均为，而通过段时间仅为，若将车手看成质点，则以下说法中正确的是（）A.赛车做匀加速直线运动的加速度B.赛车做匀加速直线运动的加速度C.赛道上间的距离为D.利用以上数据可以计算出车手经过点时的速度【答案】B、D【解析】如图，设、两点中间时刻为，、两点的中间时刻为，则根据匀变速直线运动中间时刻的速度等于平均速度，有，，到的运动时间为，根据加速度的定义式有，A错误，B正确；点速度为，、间的距离为，C错误；点的速度为，D正确。故选BD。9.传送带在运输货物时有很大的便捷性，效率也大为提升。如图所示，传送带与水平方向的倾角为，在电动机的带动下顺时针方向匀速运转。将一小木块无初速放到传送带上从最底端运送到最顶端，下述说法中符合实际情况的是（）A.木块可能先做匀加速运动，后做匀速运动B.木块开始受到沿传送带向上的摩擦力，后来可能不受摩擦力C.木块一直受到沿传送带向上的摩擦力作用D.木块受到传送带的作用力一定沿传送带向上【答案】A、C【解析】木块刚放上传送带时，相对传送带沿斜面向下运动，受沿斜面向上的滑动摩擦力作用，根据牛顿第二定律，有，最大静摩擦力大于重力沿斜面向下的分力，木块匀加速运动，若木块与传送带共速前到达顶端，则一直加速运动，若木块与传送带共速前未到达顶端，由于受到重力作用有沿斜面下滑的趋势所以会受到沿斜面向上的静摩擦力的作用，木块将匀速上升至顶端，AC正确，B错误；木块受到传送带的支持力和摩擦力作用，支持力垂直于斜面，摩擦力沿斜面向上，所以作用力不可能沿传送带向上，D错误。故选AC。10.如图所示，质量的光滑球放在圆弧槽内，它们的左边接触点为，与水平面夹角。圆弧槽质量，与水平桌面的动摩擦因数，用轻绳跨过定滑轮与重物连接，与圆弧槽相连的那段绳子处于水平方向。不计滑轮质量和绳子与滑轮间的摩擦，已知轻绳能承受的最大拉力为，重力加速度，则以下说法中正确的是（）A.若重物质量，则圆弧槽运动的加速度B.若重物质量，则球受到圆弧槽的作用力C.要保证轻绳不断，且球和槽保持相对静止，重物质量最大值是D.要保证轻绳不断，且球和槽始终保持相对静止，则圆弧槽运动的加速度不得超过【答案】A、【解析】当圆弧槽运动的加速度增大到某一临界值时，球和槽恰好能保持相对静止，则球只受到重力和圆弧槽作用于点的弹力，此时根据牛顿第二定律有，可得，圆弧槽运动的最大加速度为，此时对球和圆弧槽整体分析，根据牛顿第二定律有，解得，此时轻绳的拉力为，此时对重物分析，根据牛顿第二定律有，解得，重物质量最大值为，故C错误，D正确；若重物质量，则轻绳不断，且球和槽保持相对静止，对重物，根据牛顿第二定律有，对球和圆弧槽整体，根据牛顿第二定律有，联立解得，圆弧槽运动的加速度为，对球分析，此时球的合力为，则球受到圆弧槽的作用力为，故A正确，B错误。故选AD。二、非选择题11.小明同学在“验证力的平行四边形定则”实验中，装置如图甲所示，先用两个弹簧秤拉着一端固定的橡皮条伸长到点，记下此时弹簧秤示数为、再用一个弹簧秤把橡皮条也拉伸到点，记下此时弹簧秤示数为。根据平行四边形定则利用图示法作出力和的合力，且作出力的图示，如图乙所示。（1）以下说法正确的是（）A.使用弹簧秤前，应先将弹簧秤调零：使用弹簧秤时不要超过量程B.拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板平行，还应与弹簧秤轴线方向一致C.为了便于作图，两个弹簧秤的方向必须始终保持垂直D.小明最后做出图丙，在误差允许范围内，可以验证力的平行四边形定则成立（2）小明同学在竖直木板上铺有白纸，固定两个光滑的滑轮，将绳子打一个结点，分别挂上三组钩码，如图丁所示。系统平衡时，根据钩码个数读出三根绳子的拉力、和通过作图完成验证过程。①已知选用的每个钩码的质量都是相等的，要完成上述验证过程，________（填“需要”或“不需要”）测出钩码的具体质量。②改变各组钩码的个数，调节系统平衡，重复做该验证实验，________（填“需要”或“不需要”）保证绳子节点与上次验证时位置相同。【答案】①.AB；②.不需要；③.不需要【解析】（1）使用弹簧秤前，应先将弹簧秤调零，看指针是否指向零刻线，使用弹簧秤时不要超过量程，以免超过弹簧的弹性限度，损坏弹簧秤，A正确；拉弹簧秤时，应使弹簧秤与木板平行，且与弹簧秤轴线方向一致，使得弹簧弹力测量准确，B正确；实验时，两个弹簧秤的方向不需要保持垂直，角度适中即可，C错误；从图丙中可以看出图示法作出的两个力的合力，与用一个弹簧秤拉橡皮条的力误差较大，所以不能验证力的平行四边形定则成立，D错误。故选AB。（2）验证实验时，将力用每个钩码的重力的倍数表示即可，所以不需要测量出钩码的具体质量。[3]因为每次实验时，需要记录结点的位置，验证平行四边形定则，但改变钩码数量后，重复实验是另外一次平衡，所以不需要绳子节点与上次验证时位置相同。12.小华同学利用图甲装置来验证牛顿第二定律。已知斜面高为，两侧斜面长度均为，斜面上固定两光电门，它们距斜面顶端的距离均为。两相同的凹槽和用不可伸长的轻绳连接跨过定滑轮放在两侧斜面，、上安装有宽度均为的挡光片，两挡光片到斜面顶端距离之和也为，若两斜面与凹槽间的动摩擦因数相同。（1）两个凹槽内均放有个质量为的砝码，从中拿出个砝码放入中，从图甲所示位置开始轻推，发现上的两挡光片通过两光电门的时间刚好相等。（2）、恢复原状后，从中总共拿出个砝码放入中，轻推，测出两挡光片通过两光电门的时间分别为和。则可得到两凹槽的加速度________（用题中已知量表示）（3）重复上一步骤，从中总共拿出个砝码放入中，轻推，测出两挡光片通过两光电门的时间，算出两凹糟的加速度。（4）用图像法验证牛顿第二定律，纵坐标为，要做出下图中的图线，横坐标应为（）A.B.C.D.（5）选用正确的横坐标后，测出该图线斜率为，已知重力加速度为，则可算出凹槽（含挡光片）的质量________（用题中所给已知量表示）【答案】①.；②.B；③.【解析】（2）[1]两物块用绳连接，所以速度大小相等，运动过程中，初速度为，末速度为，位移为，根据，可得。（4）[2]从中拿出个砝码放入中，上的两挡光片通过两光电门的时间刚好相等，说明系统匀速运动，设凹槽（含挡光片）的质量为，有，解得，从中总共拿出个砝码放入中时，有，解得，根据图线可知，横坐标为。故选B。（5）[3]已知图线斜率为，根据，可知，解得，根据几何关系可知，所以有。13.一辆汽车和自行车在平直公路的两个相邻车道上同向行驶，某时刻汽车以的速度开始制动做匀减速运动，此时自行车在汽车前方处以的速度正在匀速行驶，若不计车的尺寸。试分析：（1）若汽车追不上自行车，则对汽车做匀减速运动的加速度大小有何要求；（2）若汽车加速度大小为，求两车何时会相遇。【答案】（1）；（2）和【解析】（1）取临界状态，令经过时间秒后两车共速，且汽车刚好追上自行车，设汽车匀减速的加速度大小为，则有，即，又，即，联立两式求解，故若汽车追不上自行车，则对汽车做匀减速运动的加速度。（2）设经过时间秒后两车相遇，则，又，，即，解得，，根据，解得，所以不符合题意。说明第二次自行车追上汽车时，汽车是在静止状态下被自行车追上的，所以，即两辆车分别在和时相遇。14.如图所示，一轻质弹簧左端固定于竖直墙壁上，右端连接有竖直挡板。还有一木块紧靠着挡板（两者不粘连）置于水平地面上，它与地面的动摩擦因数，假设木块所受最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。给木块施加一水平向左的推力将木块缓慢推至某点静止，此时，弹簧被压缩了。已知弹簧劲度系数，重力加速度，求：（1）若木块质量，不计挡板质量及挡板与地面的摩擦，突然撤去推力的瞬间，木块的加速度有多大？（2）若木块质量，挡板质量，不计挡板与地面的摩擦，突然撤去推力的瞬间，挡板对木块的支持力有多大？（3）第二问中撤去推力后，木块向右运动直至与挡板分离，求此过程中木块向右运动的距离有多远？【答案】（1）；（2）；（3）【解