湖北省云学名校联盟2023-2024高一上学期12月联考物理试题（答案）

湖北省云学名校联盟2023-2024学年高一上学期12月联考
物理试卷
考试时间：2023年12月20日10：30~11：45 时长：75分钟 满分：100分
一、选择题：本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每个小题给出的四个选项中，有1-7小题只有一个选项符合题目要求，第8-10小题有多个选项符合题目要求。
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t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
2．有A、B两球质量分别是2m和m，通过长为L的竖直轻绳相连。用手拿着A球，B球距地面高度为h，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L增大，则时间差增大
C．若将h增大，则时间差增大 D．若将B小球质量也增大到2m，则时间差增大
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
4、如图是a、b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b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a在时间内发生的位移大小数值上等于该图线与t轴所围成的三角形的“面积”
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F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F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F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
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K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37°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37°，则弹簧弹力F比现在大，圆环支持力会比现在小
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2m，下端还可挂一质量为m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F恒定，上升过程可视为匀加速运动。经时间3t后无人机上升速度大小为V，此时控制系统释放炸弹，又经时间t后炸弹落回到地面。已知重力加速度为g，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1∶3
C．炸弹释放前升力F的大小为4mg
D．炸弹最后落回地面时的速度大小为4V
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A、B、C、D四个标志杆，其中，。车手发现自己通过AB和CD这两段位移的时间均为1s，而通过BC段时间仅为0.5s，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BC间的距离为7.5m
D．利用以上数据可以计算出车手经过A点时的速度
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．木块可能先作匀加速运动，后作匀速运动
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
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A，OA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P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40N，重力加速度，则以下说法中正确的是（ ）
A．若重物P质量，则圆弧槽运动的加速度
B．若重物P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P质量最大值是3.8kg
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
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
11．（9分）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O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O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F，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O，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。
12．（9分）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h，两侧斜面长度均为L，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A和B用不可伸长的轻绳连接跨过定滑轮放在两侧斜面，A、B上安装有宽度均为d的挡光片，两挡光片到斜面顶端距离之和也为L，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10个质量为m的砝码，从B中拿出个砝码放入A中，从图甲所示位置开始轻推A，发现AB上的两挡光片通过两光电门的时间刚好相等。
（2）A、B恢复原状后，从B中总共拿出个砝码放入A中，轻推A，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B中总共拿出个砝码放入a中，轻推A，测出两挡光片通过两光电门的时间，算出两凹糟的加速度a．
（4）用图象法验证牛顿第二定律，纵坐标为a，要做出下图中的图线，横坐标应为（ ）
A．n B． C． D．
（5）选用正确的横坐标后，测出该图线斜率为k，已知重力加速度为g，则可算出凹槽A（含挡光片）的质量______（用题中所给已知量表示）
13．（12分）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15m/s的速度开始制动做匀减速运动，此时自行车在汽车前方16m处以5m/s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。
14．（14分）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F将木块缓慢推至某点静止，此时，弹簧被压缩了1.5cm。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F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F的瞬间，挡板对木块的支持力有多大
（3）第二问中撤去推力F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
15．（16分）质量为M的斜面静止在水平地面上，倾角为θ。另一质量为m的物体放置于斜面上，它与斜面间的动摩擦因数为，且两者间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小。如图所示，在水平外力F（未知）作用下M、m均处于静止状态，已知重力加速度为g．求：
（1）力F多大的时候，质量为m的物体不受斜面摩擦力的作用：
（2）在第（1）问情况下，斜面对地面的压力和摩擦力分别有多大；
（3）将斜面M固定，若，，要使质量为m物体始终能静止于斜面上，对水平力F的大小有何要求。
湖北省云学名校联盟2023-2024学年高一上学期12月联考
物理答案
一、选择题：本题共有10小题，每小题4分，共40分。在每个小题给出的四个选项中，有1-7小题只有一个选项符合题目要求，第8-10小题有多个选项符合题目要求。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B B B C A D BD AC AD
二、非选择题（本题共5小题，共60分）
11．（每空3分）（1）AB （2）①不需要 ②不需要
【评分细则】严格按答案来。其中第1空漏选错选多选均得0分。
12．（每空3分）（2） （4）B （5）
【评分细则】严格按参考答案来。每空3分，注意第一个空变形后的表达式
13．（12分）解：（1）（6分）取临界状态，令经过时间t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a
则可列：自 即：
即：
联立两式求解： 即
（2）（6分）设经过时间t秒后两车相遇
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
【评分细则】求出第一问6分；第二问，求出2秒三分，求出8．05秒3分。补充说明，第二问求出停车时间给1分，求出汽车位移给1分，求出追上时间，再给1分
14．（14分）（1）（6分）撤去F之前木块受力情况如上图所示
则
撤去F之后木块受力情况如下图所示，
弹簧弹力不变 方向向右
因为，所以大于
则木块开始向右运动，滑动摩擦力方向向左
可列：
所以：
（2）（4分）撤去F之后，
对挡板和木块的整体受力分析，由牛顿第二定律可得：
再对木块单独受力分析可列：
所以：
（3）（4分）挡板和木块分离时，两者速度和加速度均相同，但接触面刚好不挤压。
对木块受力分析，可知 方向向左
再对挡板受力分析如右图
所以
此时弹簧被拉伸了0.1cm，所以：
即木板在和挡板分离前 向右运动了1.6cm
【评分细则】
（1）第1问全对得6分，算出弹簧弹力得2分；
列牛顿第二定律方程得2分，摩擦力类型（和方向）可不计算说明，但要有受力分析图，无说明也无图扣1分；
加速度答案正确得2分。
（2）第2问加速度计算正确得2分。没有算出加速度，但有牛顿第二定律原始方程且最后结果正确，默认该步骤正确，得2分。
计算推力，方程1分，结果正确得1分。
加速度计算不正确，后面都不得分。
（3）第3问算出加速度得1分，隔离研究挡板牛顿第二定律得1分，算出0.1cm得1分，最后结果1.6cm得1分。
15．（16分）（1）（4分）受力分析如图所示
可得：
（2）（4分）对M和m构成的整体受力分析如图所示
由牛顿第三定律可得：
（3）（8分）取临界状态进行分析：
若F很小时，物体沿斜面有向下的运动趋势，受力分析如图，可列
解得：
若F很大时，物体沿斜面有向上的运动趋势，受力分析如图，可列
解得： 小于零
综合以上得：
【评分细则】
第一问4分，方程2分，结果2分。
第二问4分，方程2分，压力结果1分，摩擦力结果1分，没有牛顿第三定律的结果判定为错。
第三问8分，算最小值方程2分，结果2分，算最大值方程2分，结果2分。