吉林省通化市梅河口市重点中学2023-2024高一上学期12月月考物理试题（含解析）

梅河口市重点中学2023-2024学年高一上学期12月月考
物理试题
全卷满分100分，考试时间75分钟。
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答，写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑；非选择题用黑色签字笔在答题卡上作答；字体工整，笔迹清楚。
4．考试结束后，请将试卷和答题卡一并上交。
5．本卷主要考查内容：必修第一册第一章至第四章第三节。
一、选择题：本题共7小题，每小题4分，共28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．人形机器人阿特拉斯（Atlas）可以模仿人类完成自主连续跳跃、空中转体180°等一系列高难度动作，如图所示．某次测试中，机器人从木箱上跳跃到前方水平桌面后站稳，不计空气阻力．则（ ）
A．研究机器人起跳、腾空、下落过程中姿势时，可以将机器人视为质点
B．机器人在空中运动时的惯性大于在桌面上站稳后的惯性
C．机器人在水平桌面上站稳后受水平向后的静摩擦力作用
D．从开始起跳到离开木箱前的过程中的任意时刻，木箱对其的支持力与其对木箱的压力大小始终相等
2．如图所示，甲、乙两车在水平面上均做匀变速直线运动，甲、乙两车中分别用悬线悬吊的A、B小球均与车厢相对静止，A球的悬线与竖直方向夹角为，B球的悬线与竖直方向夹角为，其中，则下列判断正确的是（ ）
A．A球的质量一定大于B球的质量
B．A球的悬线一定比B球的悬线长
C．甲车的加速度一定比乙车的加速度小
D．甲、乙两车一定都向右做匀加速直线运动
3．用两根相同的细绳和弹簧分别将小球1、2和小球3、4悬挂起来，静止时2、4两球等高，如图所示．则关于小球的质量关系一定正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．如图所示，质量为的物体在水平面上向左运动，物体与水平面间的动摩擦因数，与此同时，物体还受到一个水平向右的推力，则该物体的加速度为（重力加速度）（ ）
A．0 B．水平向左 C．，水平向右 D．，水平向右
5．如图所示是首钢滑雪大跳台，已结束的北京冬奥会上，谷爱凌就是在这块场地获得了自由式滑雪女子大跳台的金牌．若将跳台的斜坡看成平直斜面，将运动员从斜坡下滑的过程看成初速度为零的匀加速直线运动．已知某运动员下滑的整个过程时间为t，现将t等分成8个相等的时间间隔，测得第1个时间内的位移为，第4和第5个时间内的总位移为，则等于（ ）
A．1∶16 B．1∶18 C．3∶16 D．3∶17
6．古时候，木工由于没有铁钉，多用三角形楔子锤入木榫中加以固定，如图，直角三角形的楔子上部边长为L，高为H．现用锤子锤楔子，设作用于楔子上的力方向竖直向下、大小为F，楔子重力不计，不计一切摩擦力，则（ ）
A．楔子直角边对右侧木榫的作用力大于其斜边对左侧木榫的作用力
B．楔子斜边对左侧木榫的作用力为
C．楔子直角边对右侧木榫的作用力为
D．楔子对木榫的作用力大于F
7．如图所示，并排放在粗糙水平面上的两物体A和B的质量分别为和，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同．在用水平推力F向右推A，使两物体一起向右运动时，两物体间的相互作用力大小为；若水平面光滑，用同样大小的水平推力F向右推A，A、B两物体一起向右运动，两物体间的相互作用力大小为．下列对与大小关系的说法中正确的是（ ）
A． B．
C． D．条件不足，无法确定
二、选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，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．
8．如图所示，实线为一物体做匀变速直线运动的位移-时间图像，倾斜的虚线为时刻图像的切线．下列说法正确的是（ ）
A．物体做初速度为零的匀加速直线运动
B．时刻物体的速度大小为
C．物体加速度的大小为
D．时刻对应的位置坐标为
9．如图所示，一倾角为30°的三角形斜面体置于粗糙的水平面上．在斜面上有一个正方体箱子，箱内有一个与斜面成53°的固定斜面，在箱内斜面上放置一个重为60N的球，整个系统处于静止状态．已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下面说法中正确的是（ ）
A．斜面体受到水平面向右的摩擦力作用 B．箱子（不含球）受到四个力的作用
C．箱子与斜面间的动摩擦因数 D．球对箱子内斜面的压力为
10．如图所示，轻绳a的一端与质量为的物块A连接，另一端跨过光滑定滑轮与轻绳b拴接于O点，与水平方向成角的力F的作用在O点，质量为的物块B恰好与地面间没有作用力，已知，定滑轮右侧的轻绳a与竖直方向的夹角也为，重力加速度为g，当F从图中所示的状态开始顺时针缓慢转动的过程中，结点O、物块A的位置始终保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A． B．F的最小值为
C．轻绳对定滑轮的作用力不变 D．地面对物块B的支持力变小
三、非选择题：本题共5小题，共54分．
11．（6分）某同学在做“验证力的平行四边形定则”实验，如图所示，将弹簧的一端固定在点，另一端A处系上两根细绳及绳套，弹簧测力计甲、乙通过细绳套互成角度地拉动弹簧，当弹簧测力计乙的轴线与弹簧测力计甲的轴线垂直时，结点处于O点处，用刻度尺测出弹簧的伸长量为2cm，弹簧始终处于弹性限度内．
（1）弹簧测力计甲的示数是______N，弹簧测力计乙的示数为3.00N，并记录两个拉力的方向；
（2）若轻质弹簧的劲度系数约为______N/m，则可初步验证力的平行四边形定则；
（3）若在题图的基础上保持结点处于O点的位置且弹簧测力计甲的方向不变，使弹簧测力计乙从水平方向开始逆时针缓慢转动至竖直方向，则在此过程中关于弹簧测力计甲、乙的示数变化是______．
A．甲增大，乙减小 B．甲减小，乙增大
C．甲减小，乙先增大后减小 D．甲减小，乙先减小后增大
12．（9分）为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置：
（1）以下实验操作正确的是______．
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在槽码的牵引下恰好做匀速直线运动
B．调节滑轮的高度，使滑轮与小车间的细线与木板平行
C．先接通电源，后释放小车
D．实验中小车的加速度越大越好
（2）在实验中得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔，且已测出相邻计数点间的间距分别为，则小车的加速度大小______．（结果保留2位有效数字）
（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与力F的关系，他们在木板水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条图线，如图丙所示．图线______（选填“①”或“②”）是在木板倾斜情况下得到的，由图像还可得到木板水平时，小车与木板间摩擦力大小与小车所受的重力大小的比值为______．（取）
13．（11分）如图所示，一质量的物体静止在水平地面上，用一劲度系数的轻弹簧拉物体，弹簧轴线方向与水平面的夹角为．物体与地面间的动摩擦因数．已知，物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取．
（1）若弹簧的伸长量为，求物体所受的摩擦力大小．
（2）若物体恰好向右匀速运动，求弹簧的伸长量．（结果保留两位有效数字）
14．（13分）一个小球a从离地面高处由静止下落，忽略空气阻力，取重力加速度．求：
（1）小球在空中运动的时间和落地前内的位移大小；
（2）在小球a下落的同时，其正下方有另一个小球b以初速度v竖直上抛，若两个小球能在空中相遇，则v需要满足的条件．
15．（15分）如图所示，A、B两车在同一车道同向匀速直线行驶，A车在B车后方，已知A车速度大小为，B车速度大小为，当两车相距为L（大小未知）时，A车开始以大小为的加速度刹车．求：
（1）为了避免与B车相撞，A开始刹车时与B相距L的最小值；
（2）若A车司机在相距L取最小值时，立即以大小为的加速度刹车，同时鸣笛提醒B车司机加速，B车司机经过的反应时间后，立即以大小为的加速度匀加速行驶．通过计算说明A、B两车是否相撞？若不相撞，求两车间最近距离；若相撞，求B车司机做出反应后应至少以多大的加速度匀加速行驶才能避免相撞．
1．D 机器人在运动各阶段的姿势，其大小不能忽略，则不能将机器人看成质点，A错误；惯性大小只与质量有关，故B错误；在水平桌面站稳后，无相对运动趋势，故与桌面间无摩擦力作用，C错误；木箱对其的支持力与其对木箱的压力是一对作用力与反作用力，大小始终相等，与运动状态无关，则D正确．
2．C 设甲车和小球A的加速度大小为，小球A的质量为m，则有，解得，同理，得乙车的加速度大小，由于，C项正确；加速度大小与小球质量及悬线长短无关，A、B项错误；甲、乙两车都有可能向左做匀减速直线运动，D项错误．
3．B 悬挂小球1、2的弹簧弹力等于小球1、2的总重力，悬挂小球3、4的弹簧弹力等于小球4的重力．两弹簧伸长量相同，弹力相等，说明小球1、2的总质量等于小球4的质量．而小球3的质量无法判断，综上可知，一定正确的仅有B．
4．D 物体受到的摩擦力方向水平向右，取向右为正方向，由牛顿第二定律得，解得，则物体的加速度大小为，方向水平向右，D项正确。
5．A 初速度为零的匀加速直线运动，在连续且相等的时间间隔内的位移之比为，由于运动员的整个过程时间等分成了8个连续且相等的时间间隔，则第1个时间内的位移到第8个时间内的位移之比也为，第1个时间内的位移为与第4和第5个时间内的总位移为之比，则A正确，B，C、D错误．
6．C 将力F按力的效果进行分解，如图所示，可知A项错误；楔子直角边对木榫的作用力，而，解得，B项错误，C项正确；楔子对木榫的作用力大小为F，D项错误．
7．A 设物体与粗糙水平面间的动摩擦因数为，当用F向右推A时，对A和B整体，由牛顿第二定律可得，对B有，解得；若水平面光滑，同理可得，A项正确。
8．BC 由位移时间图像斜率大小表示速度大小，由图可知在时刻的速度大小为，则A错误、B正确；在时间内的位移为，则，解得，则C正确；在时间内的位移为，则D错误．
9．CD 以斜面和箱子整个系统为研究对象，受重力和水平面的支持力作用，A项错误；箱子受到重力、斜面的摩擦力和支持力、球对箱子后壁和箱内斜面的压力这五个力的作用，B项错误；整个系统处于静止状态，对箱子和小球整体进行受力分析，有，解得，C项正确；在垂直斜面方向，由平衡条件和正交分解得，解得，D项正确．
10．BC 受力分析可知，可知，A错误；由矢量三角形图可知，F从图中所示的状态顺时针转动的过程中先减小再增大，F的最小值为，B正确；轻绳a的拉力不变，轻绳对定滑轮的作用力不变，C正确；由图可知轻绳b的拉力变小，故地面对物块B的支持力变大，D错误．
11．（1）4.00 （2）250 （3）D
解析：（1）根据弹簧测力计的读数方法可知，弹簧测力计甲的示数是4.00N．
（2）当弹簧测力计乙的轴线与弹簧测力计甲轴线垂直时，由力的平行四边形定则得两弹簧测力计的合力为5N，根据胡克定律可知，弹簧的劲度系数为250N/m．
（3）如图所示，使弹簧测力计乙从水平方向开始逆时针缓慢转动至竖直方向的过程中，弹簧测力计甲的示数一直减小，乙的示数先减小后增大．
12．（1）BC （2）0.42 （3）① 0.02
解析：（1）将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂槽码的情况下，使小车恰好在木板上做匀速直线运动，A项错误；细线的拉力为小车受到的合力，所以应调节定滑轮的高度使滑轮与小车间的细线与木板平行，B项正确；实验时，应使小车靠近打点计时器由静止释放，先接通电源，后释放小车，C项正确；实验时，为了减小实验的误差，小车的加速度应适当，而不是越大越好，D项错误．
（2）根据逐差法得．
（3）由图线①可知，当时，，也就是说当细线上没有拉力时，小车就有加速度，所以图线①是在木板倾斜情况下得到的，木板水平时图线为②；由，根据题图丙，时，，可得．
13．解：（1）弹簧的伸长量时，弹簧的弹力
把力沿水平方向和竖直方向分解，水平方向分量
竖直方向分量
物体所受的最大静摩擦力
，所以物体处于静止状态（1分）
由平衡条件可知，物体与水平地面间的摩擦力大小为
（2）设物体恰好向右匀速运动时，弹簧的伸长量为，则弹簧的弹力
把力沿水平方向和竖直方向分解，水平方向分量
竖直方向分量
物体恰好向右匀速运动，则
解得
14．解：（1）设小球在空中运动的时间为t，则
解得
第1s内的位移
解得
最后内的位移
（2）两个小球相遇的时间为t，a球的位移为
b球的位移
空间关系满足
时间关系满足
解得
15．解：（1）设经过时间t，A车与B车共速，有
共速时，两车位移之差即为L的最小值，则有
联立解得：
（2）设B车加速后经过两车共速，则有
解得
A车从刹车到共速过程的位移大小为
B车从反应到共速过程的位移大小为
由于，故两车会相撞
为避免相撞，设B车至少以的加速度行驶，加速时间两车共速，则有
A车从刹车到共速过程的位移大小为
B车从反应到共速过程的位移大小为
至少应满足
联立解得．