天津市第五名校2023-2024高一上学期12月月考试题物理（原卷版+解析版）

物理学科
I卷
一、单项选择题（本题共8小题，每小题5分，共40分。）
1. 关于重力、弹力、摩擦力，下列说法中正确的是（　　）
A. 一质量均匀分布的圆形薄板，重心在圆心处，若将其中央挖去一个小圆，重心就不存在了
B. 放在桌面上的书对桌面产生了压力，其原因是书发生了形变
C. 接触面间的摩擦力方向不一定与这个接触面间的弹力方向垂直
D. 滑动摩擦力方向总是和物体的运动方向相反
2. 叠石头是一项考验耐心和平衡感的游戏。如图所示，三个形状不规则的石块甲、乙、丙在水平桌面上成功地叠放在一起。下列说法正确的是（　　）
A. 石块乙对甲的支持力大小一定等于甲受到的重力，方向竖直向上
B. 石块丙对乙作用力一定竖直向上
C. 石块丙可能受到桌面的摩擦力
D. 石块甲对丙的作用力大小一定等于甲的重力
3. 甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者赢得胜利。若不计绳的质量，冰面可看成光滑平面，则下列说法正确的是（　　）
A. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B. 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力大小相等
D. 若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
4. 如图所示，一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为（ ）
A. 15N B. 30N C. 20N D. 0N
5. 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为N，OP与水平方向的夹角为θ=30°。下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
6. 如图所示，重力为G的小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使轻绳保持偏离竖直方向60°角且不变，当F与竖直方向的夹角为θ时F最小，则θ、F的值分别为(　　)
A. 0°，G B. 30°， C. 60°，G D. 90°，
7. 如图所示，质量为m的物体，置于粗糙的水平面上，用一与水平方向夹角为α的力F恰使物体匀速前进，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体所受的摩擦力大小等于Fsinα
B. 物体所受的支持力大小为Fsinα，方向竖直向上
C. 地面对物体的支持力和重力的合力大小为Fsinα，方向竖直向上
D. 物体所受的重力、支持力和摩擦力的合力与F等值反向
8. 如图所示，放在粗糙水平面上的木块处于静止状态，从t=0时刻开始受到一个水平拉力（式中F0、k均为常数）作用，认为最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，则下图中，在t0时间内，木块受到地面的摩擦力Ff随时间t变化规律不可能的是（ ）
A. B. C. D.
二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
9. 如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为5N，方向向右的水平力F的作用，则（　　）
A. 物体所受摩擦力大小是4N，方向水平向右
B. 物体所受摩擦力大小是5N，方向水平向左
C. 运动过程中，若撤去F时，摩擦力仍不变
D. 在运动过程中，若撤去F时，则摩擦力变为0N
10. 如图所示，电灯悬于两墙壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点向上移动，则（ ）
A. 绳OB所受的拉力逐渐减小
B. 绳OA所受的拉力先减小后增大
C. 绳OA所受拉力逐渐增大
D. 绳OA所受的拉力先增大后减小
11. 木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在AB之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图。力F作用后，下列判断正确（ ）
A. 木块A所受摩擦力大小是12.5N
B. 木块A所受摩擦力大小是8N
C. 木块B所受摩擦力大小是15N
D. 木块B所受摩擦力大小是9N
12. 宁波诺丁汉大学的四名学生设计的“户外水杯”获得了设计界“奥斯卡”之称的红点设计大奖。户外水杯的杯子下方有一个盛了塑料球的复合材料罩，球和杯底直接接触，塑料球和罩子的重量非常轻，几乎可以忽略不计，但是作用却很大，在不是水平的接触面上可以自动调整，使水杯处于水平状态，如图所示。设此水杯放置于某一倾角的斜面上，则以下说法正确的是（　　）
A. 上部分的杯子受到两个力：重力、球施加的支持力
B. 整个户外杯子受到三个力：重力、摩擦力、支持力
C. 塑料球受到的合力不一定为零
D. 因为重力不计，所以罩子只受弹力，不受摩擦力
II卷
三、实验题（每空3分，共计12分）
13. 某同学利用甲图装置做“探究弹力和弹簧伸长量关系”的实验，并描绘弹簧的伸长量与弹力F的关系图线如乙图所示，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 实验中可用钩码重力代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是牛顿第三定律
B. 图像弯曲的原因是因为超出了弹簧的弹性限度
C. 图线OA段斜率的大小即为该弹簧劲度系数的大小
D. 测量弹簧原长时应该把弹簧水平放置
14. 在“探究求合力的方法”中，实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。如图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______
（2）本实验采用的科学方法是_______
A．理想实验法 B．控制变量法
C．等效替代法 D．建立物理模型法
（3）实验中对两次拉伸橡皮条的要求，正确的是_________
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉伸即可
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
四、计算题（14题10分，15题18分，共28分）
15. 如图所示，质量m=2kg的物体在平行于斜面向上的F=12N的恒力作用下沿粗糙斜面向上匀速运动。已知斜面倾角为θ=30°，g=10m/s2，求；
（1）物体受到的持力大小；
（2）物体与斜面之间的动摩擦因数μ。
16. 一根原长为l0=30cm的轻弹簧被压缩在物体A、B之间，此时弹簧的长度l=10cm，物体A压在粗糙竖直墙面上恰好能保持静止，弹簧的另一端连接在物体B上，将B放置在粗糙水平桌面，再用一根刚性轻绳连接B，另一端跨过桌子右端的光滑轻质定滑轮悬挂一个轻质吊盘，整个装置的结构如图所示。若A与墙面的摩擦因数 1=0.5，B与桌面的摩擦因数 2=0.4，mA=1kg，mB=8kg，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g=10m/s2，求出：
（1）墙面对A的摩擦力的大小？
（2）弹簧的劲度系数为多少？
（3）小心地向吊盘内倒入砂粒，要使得B保持不动，加入砂粒的最大质量。物理学科
I卷
一、单项选择题（本题共8小题，每小题5分，共40分。）
1. 关于重力、弹力、摩擦力，下列说法中正确的是（　　）
A. 一质量均匀分布的圆形薄板，重心在圆心处，若将其中央挖去一个小圆，重心就不存在了
B. 放在桌面上的书对桌面产生了压力，其原因是书发生了形变
C. 接触面间的摩擦力方向不一定与这个接触面间的弹力方向垂直
D. 滑动摩擦力的方向总是和物体的运动方向相反
【答案】B
【解析】
【详解】A．中央挖去一个小圆，整个物体仍然是中心对称图形，重心仍在圆心处，故A错误；
B．放在桌面上的书对桌面产生的压力，是由于书发生了形变，想恢复原来的状态，对桌面产生了弹力，这个力就是书对桌面的压力，故B正确；
C．由于弹力的方向垂直于接触面，而摩擦力的方向平行于接触面，因此摩擦力方向总是与这个接触面间的弹力方向垂直，故C错误；
D．滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，与运动方向无关，故D错误。
故选B。
2. 叠石头是一项考验耐心和平衡感的游戏。如图所示，三个形状不规则的石块甲、乙、丙在水平桌面上成功地叠放在一起。下列说法正确的是（　　）
A. 石块乙对甲的支持力大小一定等于甲受到的重力，方向竖直向上
B. 石块丙对乙的作用力一定竖直向上
C. 石块丙可能受到桌面的摩擦力
D. 石块甲对丙的作用力大小一定等于甲的重力
【答案】B
【解析】
【详解】A．由图可知，甲与乙的接触面不是水平面，可知石块乙对甲的支持力与其对甲的静摩擦力的合力，跟甲受到的重力是等大反向的，故A错误；
B．对石块甲和乙的整体而言，石块丙对乙的作用力与甲乙整体的重力等大反向，则石块丙对乙的作用力一定竖直向上，选项B正确；
C．对甲乙丙的整体，水平方向不受力，则石块丙不可能受到桌面的摩擦力，选项C错误；
D．石块甲与丙不接触，无相互作用力，选项D错误。
故选B。
3. 甲、乙两人在冰面上“拔河”。两人中间位置处有一分界线，约定先使对方过分界线者赢得胜利。若不计绳的质量，冰面可看成光滑平面，则下列说法正确的是（　　）
A. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是一对平衡力
B. 甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是作用力与反作用力
C. 甲对绳的拉力与绳对甲的拉力大小相等
D. 若乙收绳的速度比甲快，则乙能赢得“拔河”比赛的胜利
【答案】C
【解析】
【详解】AC．甲对绳的拉力与绳对甲的拉力是作用力和反作用力，大小相等，A错误，C正确；
B．甲对绳的拉力与乙对绳的拉力是一对平衡力，B错误；
D．收绳速度的快慢并不能决定“拔河”比赛的输赢，D错误。
故选C。
4. 如图所示，一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时，如图所示，物体受到的合力为（ ）
A. 15N B. 30N C. 20N D. 0N
【答案】D
【解析】
【详解】一个重为20N的物体置于光滑的水平面上，当用一个F=5N的力竖直向上拉该物体时，可知物体处于静止状态，则物体受到的合力为0。
故选D。
5. 如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止于P点。设滑块所受支持力为N，OP与水平方向的夹角为θ=30°。下列关系正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】以小滑块为对象，根据受力平衡可得
，
联立解得
，
故选A
6. 如图所示，重力为G的小球用轻绳悬于O点，用力F拉住小球，使轻绳保持偏离竖直方向60°角且不变，当F与竖直方向的夹角为θ时F最小，则θ、F的值分别为(　　)
A. 0°，G B. 30°， C. 60°，G D. 90°，
【答案】B
【解析】
【详解】如图所示，小球受三个力而处于平衡状态，重力mg的大小和方向都不变，绳子拉力T方向不变，因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力，通过作图法知，当F的方向与绳子方向垂直时，由于垂线段最短，所以F最小，则由几何知识得θ=30°．Fmin=mgcos30°=G，故选B．
7. 如图所示，质量为m的物体，置于粗糙的水平面上，用一与水平方向夹角为α的力F恰使物体匀速前进，则下列说法中正确的是（ ）
A. 物体所受的摩擦力大小等于Fsinα
B. 物体所受支持力大小为Fsinα，方向竖直向上
C. 地面对物体的支持力和重力的合力大小为Fsinα，方向竖直向上
D. 物体所受的重力、支持力和摩擦力的合力与F等值反向
【答案】D
【解析】
【详解】ABC．以物体为对象，根据受力平衡可知物体所受的摩擦力大小为
方向水平向左；物体所受的支持力大小为
方向竖直向上；则地面对物体的支持力和重力的合力大小为，方向竖直向下，故ABC错误；
D．以物体为对象，根据受力平衡可知，物体所受的重力、支持力和摩擦力的合力与F等值反向，故D正确。
故选D。
8. 如图所示，放在粗糙水平面上的木块处于静止状态，从t=0时刻开始受到一个水平拉力（式中F0、k均为常数）作用，认为最大静摩擦力和滑动摩擦力相等，则下图中，在t0时间内，木块受到地面的摩擦力Ff随时间t变化规律不可能的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A．若将力F加在物体上后物体即开始运动，即，物体受摩擦力始终为滑动摩擦力，根据可知，滑动摩擦力大小与拉力F的大小无关，故A可能，不满足题意要求；
B．木块在水平方向受到拉力F的作用，产生向右的运动趋势，若静止，则要受到静摩擦力的作用。根据共点力的平衡可知，水平方向的静摩擦力的大小与拉力F的大小始终相等，即
为时间的线性函数，故B可能，不满足题意要求；
CD．若开始时刻，时刻，则物体先受到静摩擦力作用，f为时间的线性函数，后受到滑动摩擦力的作用，滑动摩擦力的大小与拉力F的大小无关，故C不可能，满足题意要求；D可能，不满足题意要求。
故选C。
二、多项选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）
9. 如图所示，重力G=20N的物体，在动摩擦因数为0.2的水平面上向左运动，同时受到大小为5N，方向向右的水平力F的作用，则（　　）
A. 物体所受摩擦力大小是4N，方向水平向右
B. 物体所受摩擦力大小是5N，方向水平向左
C. 在运动过程中，若撤去F时，摩擦力仍不变
D. 在运动过程中，若撤去F时，则摩擦力变为0N
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AB．摩擦力的方向与物体之间的相对运动方向相反，物体向左运动，故摩擦力方向水平向右，大小为
故A正确，B错误；
CD．因滑动摩擦力的大小由求解，故在运动过程中，若撤去F时，摩擦力不变，故C正确，D错误。
故选AC。
10. 如图所示，电灯悬于两墙壁之间，保持O点及OB绳的位置不变，而将绳端A点向上移动，则（ ）
A. 绳OB所受的拉力逐渐减小
B. 绳OA所受的拉力先减小后增大
C. 绳OA所受的拉力逐渐增大
D. 绳OA所受的拉力先增大后减小
【答案】AB
【解析】
【详解】以结点O为研究对象，根据平行四边形定则得
由图可知，将绳端A点向上移动时，绳子OB上的拉力逐渐减小，OA上的拉力先减小后增大。AB正确，CD错误。
故选AB。
11. 木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在AB之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图。力F作用后，下列判断正确（ ）
A. 木块A所受摩擦力大小是12.5N
B. 木块A所受摩擦力大小是8N
C. 木块B所受摩擦力大小是15N
D. 木块B所受摩擦力大小是9N
【答案】BD
【解析】
【详解】施加拉力前，弹簧弹力大小为
物体B与地面间的最大静摩擦力为
施加拉力后，由于
可知A、B仍处于静止状态；以B为对象，根据受力平衡可知，木块B所受摩擦力大小为
以A为对象，根据受力平衡可知，木块A所受摩擦力大小为
故选BD。
12. 宁波诺丁汉大学的四名学生设计的“户外水杯”获得了设计界“奥斯卡”之称的红点设计大奖。户外水杯的杯子下方有一个盛了塑料球的复合材料罩，球和杯底直接接触，塑料球和罩子的重量非常轻，几乎可以忽略不计，但是作用却很大，在不是水平的接触面上可以自动调整，使水杯处于水平状态，如图所示。设此水杯放置于某一倾角的斜面上，则以下说法正确的是（　　）
A. 上部分的杯子受到两个力：重力、球施加的支持力
B. 整个户外杯子受到三个力：重力、摩擦力、支持力
C. 塑料球受到的合力不一定为零
D. 因为重力不计，所以罩子只受弹力，不受摩擦力
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A．上部分的杯子处于平衡状态，受重力和球施加的支持力处于平衡，故A正确；
B．整个杯子放在斜面上受重力、支持力和摩擦力的作用而处于平衡，故B正确；
C．塑料球由于处于平衡状态，故其受到的合力为零，故C错误；
D．虽然罩子重力不计，但是由于其受到上面杯子的压力，从而对斜面产生压力，并且有下滑的趋势，故一定受到摩擦力的作用，故D错误。
故选AB。
II卷
三、实验题（每空3分，共计12分）
13. 某同学利用甲图装置做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”的实验，并描绘弹簧的伸长量与弹力F的关系图线如乙图所示，下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A. 实验中可用钩码重力代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是牛顿第三定律
B. 图像弯曲的原因是因为超出了弹簧的弹性限度
C. 图线OA段斜率的大小即为该弹簧劲度系数的大小
D. 测量弹簧原长时应该把弹簧水平放置
【答案】B
【解析】
【详解】A．实验中可用钩码重力代替弹簧弹力的大小，这样做的依据是当钩码静止时，对钩码受力分析，当处于共点力平衡时，即重力大小等于弹力大小，故A错误；
B．图线中后半部分明显偏离直线是因为拉力超过弹簧的弹性限度，故B正确；
C．根据可得
可知图线OA段斜率的大小为该弹簧劲度系数的倒数，故C错误；
D．实验前，应该先把弹簧竖直悬挂测量其原长，这样可以准确测量出弹簧因为自重竖直悬挂后的原长，故D错误；
故选B。
14. 在“探究求合力的方法”中，实验情况如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳。如图乙所示是在白纸上根据实验结果画出的图。
（1）图乙中的F与两力中，方向一定沿AO方向的是______
（2）本实验采用的科学方法是_______
A．理想实验法 B．控制变量法
C．等效替代法 D．建立物理模型法
（3）实验中对两次拉伸橡皮条的要求，正确的是_________
A．将橡皮条拉伸相同长度即可
B．将橡皮条沿相同方向拉伸即可
C．将弹簧秤都拉伸到相同刻度
D．将橡皮条和绳的结点拉到相同位置
【答案】 ①. ②. C ③. D
【解析】
【详解】（1）[1]图乙中的F是通过平行四边形法则得到的合力理论值，则是通过一个弹簧测力计拉橡皮条得到的合力实验值，根据二力平衡可知，方向一定沿AO方向的是。
（2）[2]本实验两次拉橡皮条的作用效果相同，采用的科学方法是等效替代法。
故选C。
（3）[3]为了保证两次拉伸橡皮条的效果相同，需要将橡皮条和绳的结点拉到相同位置。
故选D。
四、计算题（14题10分，15题18分，共28分）
15. 如图所示，质量m=2kg的物体在平行于斜面向上的F=12N的恒力作用下沿粗糙斜面向上匀速运动。已知斜面倾角为θ=30°，g=10m/s2，求；
（1）物体受到的持力大小；
（2）物体与斜面之间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）；（2）
【解析】
【详解】（1）对物体受力分析，根据平衡条件，垂直斜面方向有
（2）沿斜面方向，根据受力平衡可得
解得
又
可得物体与斜面之间的动摩擦因数为
16. 一根原长为l0=30cm轻弹簧被压缩在物体A、B之间，此时弹簧的长度l=10cm，物体A压在粗糙竖直墙面上恰好能保持静止，弹簧的另一端连接在物体B上，将B放置在粗糙水平桌面，再用一根刚性轻绳连接B，另一端跨过桌子右端的光滑轻质定滑轮悬挂一个轻质吊盘，整个装置的结构如图所示。若A与墙面的摩擦因数 1=0.5，B与桌面的摩擦因数 2=0.4，mA=1kg，mB=8kg，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，g=10m/s2，求出：
（1）墙面对A的摩擦力的大小？
（2）弹簧的劲度系数为多少？
（3）小心地向吊盘内倒入砂粒，要使得B保持不动，加入砂粒的最大质量。
【答案】（1）10N；（2）100N/m；（3）1.2kg
【解析】
详解】（1）对A受力分析，由受力平衡可得
（2）由于A恰好静止，则
解得弹簧的劲度系数为
（3）B恰好处于静止状态时，则B受到的摩擦力等于最大静摩擦力，所以
对B，在水平方向有
解得倒入吊盘砂粒的质量为