湖南省百校大联考2023-2024高一上学期12月月考物理试题（含解析）

高一物理考试
本试卷满分100分，考试用时75分钟。
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
4．本试卷主要考试内容：人教版必修第一册第一章至第四章第3节。
一、选择题（本题共10小题，共44分。其中1~6题为单选题，每小题4分，全对得4分，错选得0分；7~10题为多选题，选全得5分，漏选得3分，错选得0分）
1．2023年10月4日晚杭州亚运会田径比赛结束后，在杭州奥体中心体育场举行了递补奥运奖牌颁奖仪式。此前，国际奥委会于2022年5月19日在洛桑召开执委会，宣布中国田径男子米接力队递补获得东京奥运会铜牌。中国队跑出37秒79的成绩，他们打破了历史，使中国男子米接力队在奥运会上获得了首枚奖牌。关于米接力赛，下列说法正确的是（ ）
A．题中的“37秒79”指的是时刻
B．米接力赛中，交接棒的两个运动员可以视为质点
C．四名运动员均跑了100米左右，这里的100米指的是位移
D．比赛获得第一名的接力队，其平均速率一定最大
2．在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、微元法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述正确的是（ ）
A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法
B．运动学中速度、加速度的定义都运用了比值法
C．当物体的运动时间趋近于0时，时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了极限思想法
3．某遥控赛车在平直跑道上运动的速度-时间（）图像如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．遥控赛车在0~4s内的平均速度大小为1m/s
B．遥控赛车在第5s末的加速度小于在第7s末的加速度
C．遥控赛车在4s~6s内的位移小于在6s~3s内的位移
D．遥控赛车在0~8s内的速度方向发生了改变
4．铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团的速度v或加速度a随时间t变化的图像是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为4N。若在水平拉力F的作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为（ ）
A．4N B．6N C．8N D．10N
6．如图甲所示，某飞行员背着一种喷气背包在空中飞行，飞行员可通过调整喷气背包的喷气方向来获得相反方向的空气作用力，以便控制其在空中的运动状态。假设某段时间内飞行员以方向与水平方向成一定角度的速度沿直线飞行，如图乙所示。不计空气阻力，图乙中有四个喷气方向，其中方向3竖直向下，要让飞行员做加速直线运动，喷气背包喷气的方向可能是（ ）
A．方向2 B．方向1 C．方向4 D．方向3
7．图是甲、乙两物体从同一点开始做直线运动的运动图像，下列说法正确的是（ ）
A．若y表示位移，则时间内甲的位移小于乙的位移
B．若y表示速度，则时间内甲的位移小于乙的位移
C．若y表示位移，则时甲的速度大于乙的速度
D．若y表示速度，则时甲的加速度等于乙的加速度
8．正是英勇的人民解放军的负重前行，才有了我们的岁月静好！图是某战士在日常训练的照片，该战士握住旗杆匀速上爬，到顶后再以很小的加速度加速滑下到达底端，下列说法正确的是（ ）
A．战士上爬时，只受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用
B．战士上爬时，杆子受到的是静摩擦力，方向竖直向下
C．战士上爬时，手握杆的力增加，战士受到的摩擦力将变大
D．战士加速下滑时，其受力将不平衡，但他对杆的摩擦力大小与杆对他的摩擦力大小仍相等
9．图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧。R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图所示并处于平衡状态。则（ ）
A．有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态
B．有可能N处于拉伸状态面M处于不伸不缩状态
C．有可能N处于压缩状态而M处于压缩状态
D．有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态
10．灯笼是我国年俗文化的重要组成部分，悬挂灯笼的两种方式分别如图甲、乙所示。图甲中灯笼竖直悬挂在轻绳OA和OB的结点O处，轻绳OA与水平杆的夹角为，轻绳OB恰好水平，此时OA、OB的拉力大小分别为、；仅将图甲中轻绳OB更换为与轻绳OA等长的轻绳，且轻绳也固定在水平杆上，如图乙所示，此时OA、的拉力大小分别为、．下列说法正确的是（ ）
A． B．
C． D．
二、实验题（本题共2个小题，每空2分，共16分，其中11题6分，12题10分）
11．（6分）“探究两个互成角度的力的合成规律”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙显示的是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中一定沿着AO方向的是______（选填“F”或“”）。
（2）本实验采用的科学方法是______．
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．物理模型法
（3）下列说法中正确的是______．
A．两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差
B．两个分力的夹角越大越好，同时在实验中应注意弹簧测力计与细绳应始终平行纸板但不与纸面接触
C．两分力的夹角应取，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则
D．在同一实验中，两次实验操作O点的位置不能变动
12．（10分）甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。试回答下列问题：
（1）小明同学在实验中采用图（甲）所示实验装置，得到如下图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出计数点3的瞬时速度为______m/s，小车的加速度为______（结果保留3位有效数字）。
（2）小新同学采用（丙）图实验装置验证“质量一定时加速度与它所受的合力成正比”，小新同学的实验步骤如下：
①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑；
②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a；
③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制图像。
若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是图中的______（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）；
（3）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______。
A．甲、乙、丙 B．甲、乙 C．甲、丙
（4）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______。
三、计算题（本题共3个小题，共40分，其中13题12分，14题12分，15题16分，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤）
13．（12分）某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一颗小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动的长度为1.5cm，经测量发现，实际长度为1m的窗框在照片中的长度为5cm，取重力加速度大小为．
（1）估算曝光时刻石子运动的速度是多大？
（2）估算这个石子大约是从离窗户多高的地方落下的？
（3）石子在曝光前1s内的位移？
14．（12分）如图所示，小车沿水平方向做匀变速直线运动，车厢顶部悬挂小球A的悬线偏离竖直方向的夹角为，木箱B紧靠竖直侧壁放置在光滑的车厢底板上，小球A、木箱B都相对车厢静止。已知小球A的质量，木箱B的质量，取重力加速度大小，求：
（1）悬线上的拉力大小（可保留根号）；
（2）小球A的加速度大小；
（3）木箱B对侧壁的压力大小。
15．（16分）某猎豹追捕猎物时运动的加速度可达，最大速度可达，为留有余力放倒猎物，猎豹最多以最大速度匀速运动30s，若这段时间内未追上猎物，猎豹将放弃本次捕猎。羚羊被猎豹追捕时的加速度可达，最大速度可达。当猎豹缓慢潜伏到距离羚羊时被羚羊发现，设此时猎豹与羚羊同时由静止在同一直线上一追一逃，均以最大加速度加速达到各自的最大速度后开始做匀速运动。
（1）求猎豹做匀加速直线运动的位移大小；
（2）求猎豹在这次捕猎过程中与羚羊之间的最大距离；
（3）通过计算判断这次猎豹能否追捕到羚羊。
高一物理考试参考答案
1．D 【解析】A．“37秒79”指的是时间，故A错误；B．交接棒时，运动员如何接棒，会对比赛带来影响，所以不能视为质点，故B错误；C．四名运动员均跑了100米左右的路程，故C错误；D．全程400米指的是路程，对应平均速率，故D正确。
2．B 【解析】A．理想模型法；B．正确；C．极限思想法；D．微元法。
3．B 【解析】速度—时间图像中图线的斜率大小对应遥控赛车的加速度大小，图线与时间轴所围的面积对应遥控赛车的位移大小，遥控赛车在第末的加速度，在第末的加速度，加速度的正负号代表其方向，比较大小时需取其绝对值，选项B正确；由题中图像可知，遥控赛车在内的位移大小，因此它在这段时间内的平均速度大小，选项A错误；对比图线与时间轴所围的面积可知，遥控赛车在内的位移大于在内的位移，选项C错误；遥控赛车在内的速度始终为正值，说明速度的方向始终为规定的正方向，未发生改变，选项D错误。
4．D 【解析】AB．铯原子团仅受重力的作用，加速度竖直向下，大小恒定，在图像中，斜率为加速度，故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，故选项A、B错误；CD．因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，故选项C错误，选项D正确。
故选D。
5．C 【解析】对两物块整体做受力分析有
再对于后面的物块有
联立解得
故选C。
6．A 【解析】要使飞行员做加速直线运动，飞行员整体要受到沿速度方向的合力，即空气作用力与重力的合力应指向速度方向，空气作用力的方向应介于竖直方向与速度方向之间，再结合喷气方向与空气作用力方向相反，可知喷气背包喷气的方向可能是方向2，选项A正确。
7．BC 【解析】略
8．BD 【解析】A．接触面上有弹力才有摩擦力，故A错误；上爬时，由于手脚与杆接触的地方均没有发生相对滑动，故战士受到的是静摩擦力，方向竖直向上，而战士对杆的摩擦力是战士所受摩擦力的反作用力，故其方向竖直向下，则B正确；静摩擦力的大小不随压力大小的变化而变化，据平衡条件可知，仍然等于重力大小，故C错误；战士加速下滑时，战士对杆的摩擦力大小与杆对战士的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，故D正确。
9．AB 【解析】绳不能产生压力，弹簧处于压缩状态是不可能的，故C选项错误；假设受到轻绳向上的拉力的作用，则弹簧必定处于拉伸状态，当时，必处于压缩状态，故A选项正确；当时，弹簧处于不伸不缩状态，故B选项正确；当时，弹簧处于伸长状态。假设不受轻绳向上的拉力的作用，弹簧处于不伸不缩状态，必处于压缩状态，对有向上的弹力，故D选项错误。
10．AD 【解析】设灯笼所受重力为，对题图甲中结点受力分析，有，解得，选项A正确；对题图乙中结点受力分析，有，解得，选项B、C均错误，选项D正确。
11．（1） （2）B （3）AD
【解析】（1）是通过平行四边形定则作图得出的值，为理论值；而是通过一个弹簧测力计沿方向拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到点，使得一个弹簧测力计的拉力与两个弹簧测力计的拉力效果相同而测量出的合力，是力和的合力的实际测量值，其方向一定沿着方向。
（2）该实验中两次要求橡皮筋弹性形变效果相同，所以实验采用了等效替代的方法，故A、C、D错误，B正确。
故选B．
（3）A．两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差，故A正确；
BC．两个分力的夹角应适当，过大、过小都不利于实验操作，故B、C错误；
D．为使合力与两个分力同时作用效果相同，两次实验操作O点的位置不能变动，故D正确。
故选AD
12．（1）0.611；2.00 （2）Ⅰ （3）B （4）甲
【解析】（1）根据题意，相邻计数点时间间隔，计数点3的瞬时速度
由逐差法计算加速度。
（2）根据牛顿第二定律整理可得
设托盘质量为，根据实验原理可得
可知仅将砝码质量记为，则绘制出的图像应该是题图中的Ⅰ。
13．解：（1）曝光时间内石子下落的距离
由于曝光时间极短，故有：。
（2）石子下落做自由落体运动，则有
解得：。
（3）由解得，石子下落时间
石子前内的位移
故石子在曝光前内的位移。
14．解：（1）对小球A受力分析，竖直方向上有
解得。
（2）小球A在水平方向上有
解得。
（3）小球A、木箱B都相对车厢静止，因此它们的加速度都相同
对木箱B受力分析，水平方向上有
根据牛顿第三定律可知，木箱B对侧壁的压力大小
解得。
15．解：（1）根据匀变速直线运动规律有
解得。
（2）当猎豹做匀加速直线运动的速度大小与羚羊的最大速度相等时，两者之间的距离最大对猎豹有
解得
这段时间内羚羊先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动，有，
解得
猎豹在这次捕猎过程中与羚羊之间的最大距离
解得。
（3）结合前面的分析推理可知，猎豹以最大速度做匀速直线运动前未追上羚羊，设猎豹由静止开始到最终追上羚羊的时间为
对猎豹有
对羚羊有
当猎豹追上羚羊时有
解得，因此本次猎豹能追捕到羚羊。