河北省沧州市2023-2024学年高一上学期12月联考物理试题（含答案解析）

2023~2024学年度第一学期高一年级12月月考试卷物理考生注意：1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间75分钟。2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。3.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。4.本卷命题范围：必修第一册。一、选择题（本题共10小题，共46分.在每小题给出的四个选项中，第1~7题中只有一项符合题目要求，每小题4分，第8~10题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）1.如图所示为“维珍号”邮轮，全长278米，宽38米，总吨11万，可以容纳2770余名乘客以及1160名工作人员，预计明年下水．假设该游轮进行环球旅行，不考虑其质量的变化，下列说法正确的是（）A.“米”是力学的基本物理量之一B.游轮从赤道行驶到北极，其惯性变大C.游轮在海面上匀速行驶时，其重力和浮力是一对相互作用力D.游轮在海面上匀速行驶时，其上坐着的乘客相对于海面是运动的【答案】D【解析】【详解】A．“米”是长度的单位，但不是基本物理量，A错误；B．惯性大小只与质量有关，游轮从赤道行驶到北极，质量不变，其惯性不变，B错误；C．游轮在海面上匀速行驶时，其重力和浮力是一对平衡力，C错误；D．游轮在海面上匀速行驶时，其上坐着的乘客相对于海面是运动的，D正确。故选D。2.2023年9月15日，中国海警1302舰艇编队在我钓鱼岛领海内巡航，这是中国海警依法开展的维权巡航活动。如图所示，我国海警船从大陆A港出发先向东直线行驶一段距离到达B处，然后向北行驶一段距离后到达钓鱼岛C处，共历时4小时。已知钓鱼岛在A港北偏东100km处，A、C连线与正北方向的夹角为，则该过程中海警船（）A.路程为100km B.位移大小为C.平均速率为25km/h D.平均速度大小为25km/h【答案】D【解析】【详解】AB．海警船的位移大小即A、C之间的距离为x=100km，路程即轨迹长度为故AB错误；C．海警船的平均速率为故C错误；D．平均速度大小为故D正确。故选D。3.一汽车在平直公路上行驶，其速度—时间图像如图所示，下列说法正确的是（）A.汽车前10s做匀加速运动B.汽车前10s的加速度为2m/s2C.在10~30s，汽车的位移为100mD.在10~30s，汽车的位移为0【答案】C【解析】【详解】A．由图像可知，汽车在前10s向负方向做匀减速直线运动，故A错误；B．根据图像的斜率表示加速度，可知汽车前10s的加速度为故B错误；CD．根据图像与横轴围成面积表示位移可知，汽车在内的位移为故C正确，D错误。故选C。4.某住宅楼上坠物做自由落体运动，经过时间t（未知）落到地面，且后与前时间内下落的高度差为40m，重力加速度g取10m/s2，则物体下落的总高度为（）A.80m B.100m C.45m D.125m【答案】A【解析】【详解】物体做自由落体运动，由逐差法有解得t=4s则物体下落的总高度故选A。5.两个质量相同的小球A、B用不同的连接方式悬挂，系统处于静止，如图甲中，A与天花板用轻弹簧连接，A、B用细绳连接；如图乙，A与天花板用细绳连接，A、B用轻弹簧连接，重力加速度大小为g，取竖直向下为正方向，则剪断甲、乙图中细绳瞬间，甲、乙图中A的加速度分别为（）A.gg B.g-g C.-g2g D.-2gg【答案】C【解析】【详解】设A、B的质量为m，图甲中，A受到绳的拉力大小为mg，方向向下，剪断细绳瞬间，A受到的合力与剪断细绳前绳的拉力相等，方向相反，则A的加速度大小为g，方向向上；图乙中，A受到绳的拉力大小为2mg，方向向上，剪断细绳瞬间，A受到的合力与剪断细绳前绳的拉力相等，方向相反，则A的加速度大小为2g，方向向下。故选C。6.如图所示，长木板放置在光滑水平地面上，物块甲放在木板上，物块甲，乙通过绳连接并跨过轻质滑轮，用水平向左的力F拉木板，使木板向左匀速运动，甲、乙保持静止，连接甲的轻绳与水平方向所成夹角为30°，连接滑轮的轻绳与竖直方向所成夹角为30°，已知乙重10N，不计滑轮与轻绳的摩擦，则F的大小为（）A. B.10N C.15N D.【答案】A【解析】【详解】对滑轮进行受力分析，如图（a）所示，根据力平衡，有细绳对滑轮的拉力将长木板、甲、乙视为一个整体进行受力分析，如图（b）所示，则有故选A。7.如图所示，长L=32m、倾角θ=37°的倾斜传送带以v=4m/s沿顺时针方向匀速转动，可视为质点的物块A、B同时轻放在传送带中点。已知A、B与传送带间的动摩擦因数分别为、，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，则下列说法正确的是（）A.A下滑的加速度大小为2m/s2B.B到达到传送带顶端的速度大小为2m/sC.A到达传送带底端的所花时间为4sD.B到达传送带顶端的所花时间为6s【答案】D【解析】【详解】A．对于A，由牛顿第二定律有同理，对于B有解得故A错误；B．根据匀变速直线运动规律可得，B与传送带共速时的位移为说明B未到达顶端前已与传送带共速，此后做匀速运动，故B错误；C．根据匀变速直线运动规律有解得，A到达传送带底端的所花时间为故C错误；D．B加速运动过程中有匀速运动过程有且解得，B到达传送带顶端的所花时间为故D正确故选D。8.一高铁列车临近高铁站时，开始刹车做匀减速直线运动，从刹车瞬间开始计时，列车位置随时间的变化关系如图所示，在t=80s，列车刚好停止，则该列车（）A.刹车时的加速度大小为1m/s2B.刹车时的加速度大小为0.5m/s2C.刹车时的速度大小为80m/sD.刹车时的速度大小为40m/s【答案】BD【解析】【详解】AB．列车做反向匀加速直线运动，则有解得选项A错误，B正确；CD．由解得选项C错误，D正确。故选BD。9.物体甲静止放置在水平地面上，给甲一个水平方向的力F，将甲换成乙进行同样的操作，得出甲、乙的加速度随时间的F变化关系图像如图所示。甲、乙的分别质量为、，甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为、，则（）A. B. C. D.【答案】BC【解析】【详解】对于放置在水平面的物体，由牛顿第二定律有变形有则在图像中，斜率，纵截距由图像中可知则故选BC。10.如图甲所示，挡板与挡板夹角为，的角平分线沿竖直方向，将一个重的铅球放在两挡板之间，现将整个装置以过O点的水平线为轴沿逆时针方向缓慢地转动，直到沿竖直方向位置如图乙所示，整个过程两挡板的夹角保持不变，忽略一切摩擦力，则（）A.挡板对小球作用力逐渐减小B.挡板对小球的作用力先增大后减小C.转动前挡板对小球的作用力大小为60ND.图乙中挡板对小球的作用力大小为【答案】AC【解析】【详解】AB．整个过程球处于动态平衡，由力的平衡条件可知两支持力的合力与重力等大反向，两挡板的支持力之间的夹角始终为，受力分析如图所示当装置转动到挡板竖直时，由图可知该过程中挡板对球的作用力逐渐减小，挡板对球的作用力逐渐增大，故A正确，B错误；C．根据对称性可知，转动前挡板对球的作用力大小等于挡板对球的作用力大小，根据受力平衡可得解得转动前挡板对球的作用力大小为故C正确；D．转动后，以球为对象，根据受力平衡可得可得挡板对球的作用力大小为故D错误。故选AC。二、实验题（本题共2小题，共14分）11.某同学用橡皮条与弹簧测力计验证“力的平行四边形定则”，实验装置如图甲所示。其中A为固定橡皮条的图钉，OB和OC为细绳。（1）在实验过程中，下列说法中正确的是______（填正确选项前的字母）。A.系在橡皮条末端的两绳要一样长B.应使橡皮条与两绳夹角的平分线在同一直线上C.同时改变两个弹簧测力计的拉力，结点位置可能不变D.为了便于计算合力大小，两绳间夹角应取30°、45°、90°等特殊角度（2）乙图是测量中某一弹簧测力计的示数，读出该力大小为______N。（3）根据实验数据，该同学画出如图丙所示的图，图中______（填“F”或“”）是、合力的实际值。【答案】①.C②.3.80③.【解析】【详解】（1）[1]A．为了便于确定力的方向，系在橡皮条末端的两绳应适当长一些，但并不要求要一样长，故A错误；B．实验中所施加的力只需要不超过弹簧的弹性限度，为了确保力的效果相同，应使橡皮条末端拉伸至O点，但是并不要求橡皮条与两绳夹角的平分线一定在同一直线上，故B错误；C．同时改变两个弹簧测力计的拉力的大小与方向，当两拉力的合力等于一根弹簧拉力时，结点位置可能不变，故C正确；D．实验中计算合力时是通过适当的标度，作出力的图示，从而求出力的大小，因此两绳间夹角并不需要一定取30°、45°、90°等特殊角度，故D错误。故选C。（2）[2]根据弹簧测力计的读数规律，该读数为3.80N。（3）[3]、合力的实际值是指单独用一根弹簧拉橡皮条时弹簧测力计的拉力，该力一定沿橡皮条拉伸的方向，、合力的理论值指利用平行四边形定则作出的力，该力一定沿平行四边形的对角线，根据图丙可知，、合力的实际值为。12.某学习小组的同学用如图所示的装置探究“质量、力和加速度的关系”。在水平气垫导轨上安装两个光电门，滑块上固定有力传感器和挡光条，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上钩码。在实验中获得以下测量数据：滑块、力传感器和遮光条的总质量M，遮光条的宽度d，光电门1和2的中心距离s。（1）该实验______________（填“需要”或“不需要”）满足滑块的总质量远大于钩码的总质量。（2）本实验中，以下操作或要求是为了减小实验误差的是______________。（填正确选项前的字母）A．尽量增大遮光片的宽度dB．尽量减小两光电门间的距离sC．调整滑轮，使细线与长木板平行（3）某次实验中，滑块释放后通过光电门1、2挡光时间分别t1、t2，记录得力传感器的示数为F，则滑块通过光电门1位置时的速度大小为______________，需要验证的牛顿第二定律表达式为______________。（用题中所给物理量符号表示）【答案】①.不需要②.C③.④.【解析】【详解】（1）[1]实验中的绳子拉力可以用力传感器直接读出，所以该实验不需要满足滑块的总质量远大于钩码的总质量。（2）[2]A．尽量减小遮光片的宽度d，使测量的瞬时速度近似等于平均速度，故A错误；B．尽量增大两光电门间的距离s，距离大一些，误差小一些，故B错误；C．为了使滑块运动过程受到的绳子拉力保持不变，应调整滑轮，使细线与长木板平行，故C正确。故选C。（3）[3]滑块通过光电门1位置时的速度大小为[4]滑块通过光电门2位置时的速度大小为需要验证的牛顿第二定律表达式为根据运动学公式可得联立可得三、计算题（本题共3小题，共计40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）13.一只静止的墨鱼遇到危险时，立即喷出体内黑色汁液干扰捕食者视线，并获得一个a=8m/s2的加速度，当达到最大速度v=4m/s后，又匀速运动了t=1s，然后以a2=2m/s2的加速度做减速运动直至停下。假设墨鱼的运动始终在一条直线上，求：（1）墨鱼加速过程中所用的时间及发生的位移大小；（2）墨鱼全程的平均速度大小。（保留两位有效数字）【答案】（1）；（2）【解析】【详解】（1）由速度时间关系，可得墨鱼加速运动时，有解得根据位移时间关系可得墨鱼加速运动的位移为解得（2）墨鱼匀速运动时，有减速运动时，有且可得全程的平均速度解得14.如图所示，一氢气球用固定在地面上的轻绳拴接，绳上绑有一石块，将轻绳分成a、b两段，某时刻，由于水平风力的作用，轻绳a与竖直方向成60°角，已知氢气球重力为G，石块重力为3G，氢气球受到的浮力大小为5G，不考虑风对石块的作用力，求：（1）轻绳a受到的拉力和氢气球受到的风力大小；（2）轻绳b受到的拉力大小。【答案】（1），；（2）【解析】【详解】（1）对气球和石块组成的系统进行受力分析，如图（a）所示，由平衡条件则有又解得，（2）对石块进行受力分析，如图（b）所示，设轻绳b与竖直方向的夹角为，由平衡条件则有且解得15.如图甲所示，长木板B静置于水平面上，物块A静置在B的左端，现给A施加水平向右的外力F，F随时间t变化如图乙所示，4s末撤去外力。已知A、B质量分别为m=1kg、M=2kg，A与B间的动摩擦因数为μ1=0.5，B与地面间动摩擦因数μ2=0.1，A始终没有脱离B，重力加速度g取10m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求：（1）撤