河北省邯郸市永年区第二中学2023-2024高一上学期12月月考物理试题(答案)

永年区第二中学 2023-2024 学年第一学期 12 月月考试卷 高一物理(人教版) 试题
内容与范围: 必修一第一章--第四章 考试时间: 75 分钟 满分: 100 分
注意事项:
1. 答题前填写好自己的姓名、 班级、 考号等信息
2. 请将答案正确填写在答题卡上
第 I 卷(选择题, 共 10 小题, 共 46 分)
一、 单选题(每题 4 分, 共计 28 分)
1. 物理学的关系式在确定了物理量之间的关系时, 也确定了物理量单位之间的关系, 因 此,只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物理量的单位, 这些被选定的物理量叫做基本量, 它们相应的单位叫做基本单位。 下列各组选项中均属于
力学中基本量的是( )
A. 千克、 米、 秒 B. 米、 千克、 牛顿
C. 质量、 时间、 长度 D. 位移、 速度、 时间
2. 已知一个力 F=20 N, 可分解为两个分力 F1 和 F2, 已知 F1 方向与 F 夹角为 60° , 则 F2 的最小值是( )
A. 5 N B. 10 N C. 10N D. 30N
3. 如图, 一质量 m = 3kg 的物块在拉力 F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。 已知 F 大
小为 20N, 方向与水平面成 30°角, 则物块与桌面间的动摩擦因数为( )(g 取10m / s2 )
A. B. C. D.
4.伴随着一座座高楼拔地而起,城市化建设步步推进,一个新鲜的建设工种应运而生:“蜘
蛛人”。 将“蜘蛛人”某次工作简化为如图所示的情形, 跨过定滑轮的绳一端挂水平吊板, 另
永年二中 12 月月考高一物理试卷 第 1 页 共 6 页
一端被吊板上的人拉住。 已知人的质量为M = 65kg, 吊板质量 m = 5kg, 绳及定滑轮的质 量、 定滑轮的摩擦均可不计。 取重力加速度 g = 10m/ s 2。 人与吊板一起竖直向上匀加速运
动, 加速度大小为 2m/ s2 时, 绳的拉力大小为 T, 人对吊板压力大小为 FN, 则( )
A. T = 420N, FN = 360N B. T = 840N, FN = 360N
C. T = 420N, FN = 780N D. T = 840N, FN = 780N
5. 水平地面上一质量为 m 的物体在水平外力 F 作用下做匀速直线运动, 从 t = 0时刻开始 F 随时间均匀减小直至t1 时刻减小为零。 已知物体与地面间的摩擦因数为μ , 物体所受的摩 擦力为f、 加速度为 a、 速度为 v, 重力加速度为 g。 则下列f、 a、 v 随时间变化的图像可 能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
6. 如图所示, 质量为 m 的木块 A 置于斜劈 B 上, A 与 B 一起沿光滑固定斜面由静止开始
下滑, 二者始终保持相对静止, 重力加速度为 g, 则在下滑过程中, 下列说法正确的是
( )
永年二中 12 月月考高一物理试卷 第 2 页 共 6 页
A. 木块 A 所受的合力竖直向下
B. 木块 A 只受重力和支持力作用
C. 木块 A 受 B 作用于它的摩擦力大小为mg sinθcosθ
D. 木块 A 受到的支持力大小等于木块 A 的重力大小
7. 如图所示, 竖直放置在水平面上的轻弹簧上, 放着质量为 2kg 的物体 A, 处于静止状 态。 若将一个质量为 3kg 的物体 B 轻放在 A 上, g 取 10m/s2, 在轻放瞬间( )
A. B 的加速度为 0 B. B 对 A 的压力大小为 30N
C. B 的加速度为 6m/s2 D. B 对 A 的压力大小为 18N
二、 多选题(每题 6 分, 共计 18 分)
8.如图所示,物块放在粗糙的斜面上处于静止状态。现对物块施加一沿斜面向上的拉力 F,
在拉力 F 由零逐渐增大到物块刚要滑动的过程中, 物块受到的静摩擦力( )
A. 先沿斜面向上, 后沿斜面向下 B. 先沿斜面向下, 后沿斜面向上
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
永年二中 12 月月考高一物理试卷 第 3 页 共 6 页
9. 升降机中站在体重计上的人, 发现体重计示数比自己的体重大, 则( )
A. 人受到的重力增大了 B. 物体处于超重状态
C. 升降机可能正在加速下降 D. 升降机可能正在加速上升
10. 如图所示, 劲度系数为 k 的轻弹簧的一端固定在墙上, 另一端与置于水平面上质量均 为 m 的物体 A、 B 接触(A 与 B 和弹簧均未连接), 弹簧水平且无形变。 用水平力 F 缓慢 推动物体 B, 在弹性限度内弹簧长度被压缩了 x0, 此时物体 A、 B 静止。 已知物体 A 与水 平面间的动摩擦因数为μ , 物体 B 与水平面间的摩擦不计。 撤去 F 后, 物体 A、 B 开始向
左运动, A 运动的最大距离为5x0。 重力加速度为 g。 则( )
A. 撤去 F 后, 物体 A 和 B 先做匀加速运动, 再做匀减速运动
B. 撤去 F 瞬间, 物体 A、 B 的加速度大小为 - μg
C. 物体 A、 B 一起向左运动距离 x = x0 - 后相互分离
D. 物体 A 脱离弹簧后, 经时间t = 停止运动
第 II 卷(非选择题, 54 分)
三、 实验题(每空 2 分, 共计 14 分)
11. 某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动, 用自制“滴水计时器”计量时间。 实验 前, 将该计时器固定在小车旁, 如图( a) 所示。 实验时, 保持桌面水平, 用手轻推一下 小车。 在小车运动过程中, 滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴, 图(b) 记录了桌面上
连续的 6 个水滴的位置。 (已知滴水计时器每 30 s 内共滴下 91 个小水滴)
永年二中 12 月月考高一物理试卷 第 4 页 共 6 页
( 1)由 图(b) 可知, 小车在桌面上是 (填“从右向左”或“从左向右”) 运动的;
(2)该小组同学根据图(b) 的数据判断出小车做匀变速运动。 小车运动到图(b) 中 A 点位 置时的速度大小为 m/s, 加速度大小为 m/s2。(结果均保留 2 位有效数字) 12. 为了探究物体质量一定时加速度与力的关系, 甲、 乙同学设计了如图( a) 所示的实 验装置, 其中 M 为小车的质量, m 为砂和砂桶的总质量, m0 为滑轮的质量。 力传感器可
测出轻绳中的拉力大小。
(1) 实验时, (“ 需要”或“不需要”) 保证砂和砂桶的总质量 m 远小于小车的质
量 M, (“ 需要”或“不需要”) 将带滑轮的长木板右端垫高, 以补偿摩擦力。
(2) 甲同学以力传感器的示数 F 为横坐标, 加速度 a 为纵坐标, 画出的 a-F 图象是一条
直线, 如图( c) 所示, 图像的斜率为 k, 则小车的质量 M= 。
A. - m0 B. C. - m0 D.
(3) 乙同学根据测量数据作出如图(d) 所示的 a-F 图像, 该同学做实验时存在的问题可 能是 。
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四、 解答题(13 题 12 分, 14 题 12 分, 15 题 16 分)
13. 甲、 乙两车在平直公路上比赛, 某一时刻, 乙车在甲车前方L1 = 11m 处, 乙车速度
v乙 = 60m/s, 甲车速度 v甲 = 50m/s, 此时乙车离终点线尚有L2 = 600m, 如图所示。 若甲车
做匀加速运动, 加速度 a = 2m/s2, 乙车速度不变, 不计车长。
(1) 经过多长时间甲、 乙两车间距离最大, 最大距离是多少?
(2) 到达终点时甲车能否超过乙车?
14. 传送带在生产生活中广泛应用。 如图所示, 一水平传送带长 L = 10m, 以 v = 5m/ s 的 速度运行。 水平传送带的右端与一光滑斜面平滑连接, 斜面倾角θ= 30。。 一物块由静止轻 放到传送带左端, 物块通过传送带后冲上光滑斜面。 已知物块与传送带间的动摩擦因数
μ = 0.25, 重力加速度取 g = 10m/ s 2。 求:
(1) 物块从传送带左端第一次到达传送带右端所用时间;
(2) 物块沿斜面上滑的最大位移的大小;
15.如图所示,一块质量为 M=2kg、长为 L=3m 的匀质薄木板静止在足够长的水平桌面上, 在木板的左端静止摆放着质量为 m = 1kg 的黑色煤块(可视为质点。 薄木板和煤块之间的 动摩擦因数为μ1 =0. 1, 薄木板与地面之间的动摩擦因数为μ2 =0.3。 在 t=0 时刻, 在木板左 端施加一水平向左恒定的拉力 F= 18N, g 取 10m/s2。 则:
(1) 拉力 F 刚作用在木板上时, 木板和煤块的加速度大小分别是多少?
(2)若在时间 t= 1s 末撤去 F, 再经过多长时间木板和煤块第一次速度相同? 在此情况下, 最终煤块在木板上留下的痕迹的长度是多少?
永年二中 12 月月考高一物理试卷 第 6 页 共 6 页永年区第二中学 2023-2024 学年第一学期 12 月月考
高一物理(人教版)参考答案
内容与范围: 必修一第一章--第四章
一、单选题(每题 4 分,共计 28 分)
1.C
【详解】长度、质量、时间是国际单位制中三个力学基本物理量,国际单位分别是米、千克、秒,
故 C正确,ABD错误。
故选 C。
2.D
【详解】作出力的分解,如图
由图可知 F2的最小值是
F2 F sin 60
3 20 3N 30N
2
故选 D。
3.D
【详解】对物块由平衡条件可知
F cos30 f
F sin 30 FN mg
f FN
联立解得
= 3
2
故选 D。
4.A
【详解】对人与吊板整体进行受力分析有
2T M m g M m a
解得
T 420N
对吊板进行受力分析有
T FN mg ma
解得
FN 360N
故选 A。
5.B
【详解】AB.由题意可知,物体做匀速运动,从 t=0时刻,拉力 F开始均匀减小,t1时刻拉力减小为
零,出现的摩擦力有两种可能,一是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,
即大小不变; 另一是当拉力为零前,物体已静止,则当拉力为零时,先是滑动摩擦力,后是静摩擦
力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力相等,而此时拉力小于滑动摩擦力大小,故 A
错误,B正确;
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C.t=0时,物体加速度应该为 0,故 C错误;
D.因为物体受的拉力不断变化,所以受的合力也会变化,加速度也会变化,不会做匀减速直线运动。
故 D错误。
故选 B。
6.C
【详解】A.对整体易得加速度沿着斜面向下,对 A将加速度分解为水平向左的加速度 ax和竖直向
下的加速度 ay,而对 A受力有重力 mg(竖直向下)、支持力 N(竖直向上)和摩擦力 f(水平方向),
显然水平分加速度只能由摩擦力提供,即
f max
故小木块受到水平向左的摩擦力故 AB错误;
C.将 AB看成一个整体,根据牛顿第二定律可得
mA mB g sin mA mB a
可得
a g sin
对 A进行水平方向受力分析,可得
ax acos g sin cos
则可得木块 A受 B作用于它的摩擦力大小为mg sin cos ,故 C正确;
D.对 A进行竖直方向受力分析,可得
mAg N may
木块 A受到的支持力大小小于木块 A的重力大小,故 D错误;
故选 C。
7.C
【详解】开始时
mAg F弹
在轻放 B瞬间,则对 AB的整体
mAg mBg F弹 (mA mB )a
解得
a=6m/s2
此时对 B分析
mBg FN mBa
解得
FN=12N
即 B对 A的压力大小为 12N,选项 ABD错误,C正确。
故选 C。
二、多选题(每题 6 分,共计 18 分)
8.AD
【详解】对物体 m的受力分析,受到竖直向下的重力 mg、沿斜面向上的拉力 F、垂直于斜面向上的
支持力 N,静摩擦力 f,在沿斜面方向上 F从零开始增加,即开始时
F mg sin
故静摩擦力方向沿斜面向上,且
f mg sin F
随着 F的增大,f减小;当 F mg sin 时,
f=0
之后
F mg sin
静摩擦力方向沿斜面向下,且
f F mg sin
随着 F的增大 f增大,故 f的方向先沿沿斜面向上,后沿斜面向下,大小先减小后增大。
故选 AD。
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9.BD
【详解】AB.升降机中站在体重计上的人,发现体重计示数比自己的体重大,说明人超重了,但是
人受到的重力不变,选项 A错误,B正确;
CD.超重时加速度向上,则升降机可能正在加速上升或者减速下降,选项 C错误,D正确。
故选 BD。
10.CD
【详解】A.撤去 F后,整体受的滑动摩擦力不变,弹簧的弹力随着压缩量的减小而减小,弹簧的
弹力先大于滑动摩擦力,后小于滑动摩擦力,A、B一起先做加速度减小的加速运动,当加速度减为
零时 B与 A分离,以后 B做匀速运动,A做加速度增大的减速运动,当弹簧恢复原长后,A与弹簧
分离做匀减速直线运动,故 A错误;
B.撤去 F瞬间,对 AB整体有
kx0-μmg=2ma
解得
a kx 1 0 g
2m 2
故 B错误;
C.当物体 A、B相互分离时,加速度为零,速度最大,此时弹簧弹力为
kx mg
压缩量为
x mg
k
所以一起向左运动距离
x x mg0 k
后相互分离,故 C正确;
D.物体 A脱离弹簧后
加速度
a mg g
m
根据
5x 1 20 x0 at2
解得
t 8x 0
g
故 D正确。
故选 CD。
第 II 卷(非选择题,54 分)
三、实验题(每空 2 分,共计 14 分)
11. 从右向左 0.38m/s 0.15m/s2
【详解】(1)[1]由于用手轻推一下小车,则小车做减速运动,根据桌面上连续 6个水滴的位置,可知,
小车从右向左做减速运动。
(2)[2]已知滴水计时器每 30s内共滴下 91个小水滴,那么各点时间间隔为
T 30 1 s s
90 3
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,有
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v 117 133 10 3A 1 m/s 0.38m/s2
3
[3]根据匀变速直线运动的推论公式
x aT 2
可以求出加速度,得
a 100 117 133 150 2 10
3m / s2 0.15m / s2
4 1
3
那么加速度的大小为 0.15 m/s2。
12. 不需要 需要 C 没有补偿摩擦力或补偿摩擦力不够
【详解】(1)[1][2]实验中,因为力传感器可以直接读出绳中拉力,不需要满足砂和砂桶的总质量 m
远小于小车的质量 M,为了使合外力等于绳中拉力,所以需要平衡摩擦力,需要将带滑轮的长木板
右端垫高,以补偿摩擦力。
(2)[3]根据
2F (M m0 )a
整理得
a 2 F
M m0
所以斜率
k 2
M m0
小车的质量
M 2 m
k 0
故选 C。
(3)[4] 如图(d)所示的 a-F图像,拉力较小时没有加速度,说明没有补偿摩擦力或补偿摩擦力不
够。
四、解答题(13 题 12 分,14 题 12 分,15 题 16 分)
13.(12分) (1)5s,36m;(2)不能
【分析】(1)抓住两车相距最大时的临界条件:两车速度相等展开计算即可;
(2)分析乙车到达终点经过的时间,再求出甲车在此过程中经过的位移,比较即可求解。
【详解】(1)根据题意可知,甲车速度小于乙车时距离一直在被拉远,因此当甲、乙两车的速度相
等时两车距离最大,则有
v乙 v甲 at .....................................................................2分
代入数据得到
t 5s
所以经过 5s两车间距最大,此过程中甲车位移为
x 1 1甲 v
2 2
甲t at 50 5 2 5 275m2 2 ...................................................................4分
乙车位移为
x乙 v乙t 60 5 300m .....................................................................5分
两车最大距离为
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x x乙 x甲 L1 300 275 11 36m ....................................................................6分
(2)因为乙车做匀速运动,所以乙车到达终点所需时间为
t L2 6001 10sv乙 60 .....................................................................8分
假设再经过 t2时间后,甲车恰好超过乙车,则有
v乙t2 L
1
1 v甲t2 at
2
2 2 ...................................................................10分
解得
t2 11s t1 .....................................................................12分
所以到达终点线时甲车不能超过乙车。
14.(12分) (1)3s:(2) 2.5m
【详解】(1)物块在传送带上的匀加速运动过程,根据牛顿第二定律有
mg ma1
解得
a1 2.5m / s
2
...................................................................3分
物块在传送带上的匀加速运动过程中,由运动学公式
v a1t1
解得
t1 2s ...................................................................5分
运动的距离为
x 11 a t
2 5m
2 1 1
物块在传送带上匀速运动的时间为
t L x12 1sv
物块从传送带左端第一次到达传送带右端所用时间
t t1 t2 3s ...................................................................7分
(2)物块沿斜面上升过程,根据牛顿第二定律有
mg sin ma2
解得
a2 5m / s
2
...................................................................10分
对物块沿斜面上升过程,由运动学公式
v2 2a2x2
解得物块沿斜面上滑的最大位移的大小为
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x2 2.5m ...................................................................12分
15.(16分) (1)1m/s2,4m/s2;(2)0.5s,2.25m
【详解】(1)F刚作用在木板上时,由牛顿第二定律,对煤块有
1mg ma1
代入数据解得
a1=1m/s2
对木板有
F 1mg 2(M m) g Ma2
代入数据解得
a2=4m/s2..................................................................4分
(2)t=1s末煤块的速度
v1 a1t =1×1m/s=1m/s
木板的速度
v2 a2t=4×1m/s=4m/s
此过程中木块相对木板的位移大小
x v2 v1 1 t
2 2 =1.5m...................................................6分
若在时间 t=1s末撤去 F,则之后煤块仍以 a1的加速度做匀加速运动,而木板将做匀减速运动,设加
速度大小为a3,则有
1mg 2(M m)g Ma3
代入数据解得
a3=5m/s2.................................................................8分
设再经时间 t2 后二者速度相等,有
v1 a1t2 v2 a3t2
代入数据解得
t2 =0.5s
此时两者的共同速度为
v v1 a1t2=1.5m/s
此过程中煤块相对木板的位移大小
x v2 v v v 2 t 1 t2 2 2 2 =0.75m.....................................10分
假设二者共速后仍相对滑动,则之后煤块以 a1的加速度减速,木板也向左减速,设加速度大小为a4,
则有
2 (M m)g 1mg Ma4
代入数据解得
a 24=4m/s
a4> a1,假设成立,此过程煤块相对木板的位移大小
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{#{QQABDYKEggCgAgAAABgCEQFYCEMQkAAACCoGhFAAoAABwBNABAA=}#}
x v
2 v2
3 2a 2a ≈0.84m
< x1+ x2
1 4
则在此情况下,最终煤块在木板上留下的痕迹的长度
x x1 x2 =2.25m .............................................12分
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