云南省下关教育集团2023-2024学年高一上学期12月段考（二）物理试卷（含答案）

下关一中教育集团2023~2024学年高一年级上学期段考（二）
物理试卷
本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。第I卷第1页至第4页，第II卷第4页至第6页。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。满分100分，考试用时90分钟。
第I卷（选择题，共52分）
注意事项：
1.答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后，用2B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。在试题卷上作答无效。
一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~13题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.如图1所示，滑板运动员沿水平地面向前滑行，在横杆前相对于滑板竖直向上起跳，人与滑板分离，分别从杆的上、下通过，忽略人和滑板在运动中受到的阻力.则运动员
A.起跳时脚对滑板的作用力斜向后 B.在空中水平方向先加速后减速
C.越过杆后落在滑板起跳位置之后 D.越过杆后仍落在滑板起跳的位置
2.关于重力及重心，下列说法中正确的是
A.一个物体放在水中称量时弹簧测力计的示数小于物体在空气中称量时弹簧测力计的示数，因此物体在水中受到的重力小于在空气中受到的重力
B.据可知，两个物体相比较，质量较大的物体的重力一定较大
C.物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向垂直于斜面向下
D.物体的形状改变后，其重心位置可能改变
3.下列说法中正确的是
A.弹力的大小只跟物体的形变量有关，形变量越大，弹力越大
B.由可知，劲度系数与弹力成正比
C.由可知，动摩擦因数与摩擦力成正比，与压力成反比
D.桌面受到水杯向下的压力，是由于水杯发生形变而产生的
4.甲、乙、丙三人各自乘一架直升机。甲看到楼房匀速上升；乙看到甲机匀速上升；丙看到乙机匀速下降；甲看到丙机匀速上升。那么甲、乙、丙相对于地面的运动情况不看到ど
A.甲、乙匀速下降，且，丙停在空中
B.甲、乙匀速下降，且，丙匀速上升
C.甲、乙匀速下降，且，丙匀速下降，且
D.甲、乙匀速下降，且，丙匀速下降，且
5.如图2所示，竖直面光滑的墙角有一个质量为、半径为的均匀半球体，现在上放一密度和半径与相同的球体，调整的位置使得、保持静止状态，已知与地面间的动摩擦因数为0.5，则球球心距墙角的最远距离是（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
A. B. C. D.
6.如图3所示，、两个物块叠放在光滑水平地面上，质量分别是和，它们之间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取。现对施加水平拉力，要保持、相对静止，不能超过
A. B. C. D.
7.如图4所示，甲、乙两物体用拉伸的轻质弹簧连接静置于倾角为的粗糙斜面体上。斜面体始终保持静止，则下列判断正确的是
A.物体甲所受的摩擦力可能为零
B.物体甲一定受到四个力作用
C.物体乙所受的摩擦力可能为零
D.水平面对斜面体的摩擦力作用方向一定水平向右
8.某同学利用传感器研究物体的运动，他使物块以一定的初速度沿斜面向上滑行，利用传感器实验系统在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图象如图5所示。取，忽略空气阻力的作用，下列选项是该同学根据图象得到的结论，其中正确的是
A.物块下滑的加速度大小为 B.斜面的倾角为
C.物体与斜面间的动摩擦因数为 D.物块向上滑行的最大距离为
9.课间甲乙两同学在校园散步，位移的正方向相同的甲乙两人同时从同一地点开始运动，它们的位移—时间图象如图6所示，下列说法正确的是
A.乙的运动轨迹不是直线运动
B.时间段，甲乙的平均速度相同
C.当甲、乙两人相遇时，二者的速度大小相等
D.时刻两人再次相遇
10.如图7所示，水平传送带匀速运动，现在传送带的左端轻轻放一小物体（初速度可视为零），当物体运动一段时间后，由于故障导致传送带突然停止运动。若传送带足够长，则物体从放到传送带上到停止运动，其运动情况可能为
A.先匀加速运动，后匀减速运动
B.先匀速运动，后匀减速运动
C.先匀加速运动，后匀速运动
D.先匀加速运动，再匀速运动，然后匀减速运动
11.如图8所示是我国首次立式风洞跳伞实验，风洞喷出竖直向上的气流将实验者加速向上“托起”，此过程中
A.人被向上“托起”时处于超重状态
B.人受到的重力大小大于气流对人的作用力大小
C.人对气流的作用力大小等于气流对人的作用力大小
D.人受到的重力和人受到气流的力是一对作用力与反作用力
12.如图9所示，一栋高为的三层楼房，每层楼高相等，且每层楼正中间有一个高为的窗户。现将一石块从楼顶边缘做初速度为0的竖直向下的匀加速直线运动，经过时间，石块落地，以下说法正确的是
A.石块从楼顶分别到达三个窗户顶部所用的时间之比为
B.石块在时刻的位置是在第一个窗户的底边
C.石块下落的加速度为
D.石块在第二窗户中间位置时的速度为
13.水平传感器可以测量器械摆放所处的水平角度，属于角度传感器的一种，其作用就是测量载体的水平度，又叫倾角传感器。如图10为一个简易模型，截面为内壁光滑的竖直放置的正三角形，内部有一个小球，其半径略小于内接圆半径，三角形各边有压力传感器，分别感受小球对三边压力的大小，根据压力的大小，信息处理单元能将各边与水平面间的夹角通过显示屏显示出来。如果图中此时边恰好处于水平状态，将其以为轴在竖直平面内顺时针缓慢转动，直到边水平，则在转动过程中
A.当边与边所受压力大小相等时，边与水平方向成角
B.球对边的压力先增大后减小
C.球对边的压力一直减小
D.边所受压力可能大于球的重力
第II卷（非选择题，共48分）
注意事项：
第II卷用黑色碳素笔在答题卡上各题的答题区域内作答，在试题卷上作答无效。
二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）
14.（6分）某同学做“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图11甲所示，其中为固定橡皮条的图钉，为橡皮条与细绳的结点，和为细绳。图乙是在向纸上根据实验结果画出的图。
甲 乙
（1）如果没有操作失误，图乙中的与两力中，方向不一定沿方向的是_____。
（2）本实验中，采取了下列哪些方法和步 可以减小实验误差？_____。
A.两个分力、间的夹角越大越好
B.拉橡皮条的细绳要稍长一些
C.实验中，弹簧测力计必须与木板平行
D.读数时视线要正对弹簧测力计刻度
（3）在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，那么实验结果是否会发生变化？答：_____（填“变”或“不变”）。
15.（10分）实验小组做探究在质量不变的情况下物体的加速度与所受合外力关系的实验，如图12甲所示为实验装置示意图。
甲 乙
（1）打点计时器使用的电源是______（选填选项前的字母）
A.交流电源 B.直流电源
（2）关于该实验以下说法正确的是______。
A.安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行
B.平衡摩擦力时要让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，撤去砂桶，轻推小
车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动
C.实验过程中，向砂桶内加砂时，必须保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量
D.准确地平衡摩擦力后，实验过程中读出拉力传感器的示数为小车受到的合外力
（3）如图乙是实验中选择的一条合适的纸带（纸带上相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出），相关的测量数据已标在纸带上，已知打点计时器的打点频率为，则小车的加速度______。
（4）保持小车的质量不变，改变砂桶中砂的质量，记录多组传感器的读数和对应纸带的加速度的数值，并根据这些数据，绘制出如图13所示的图像，分析此图像不过原点原因可能是________________________。
（5）实验小组仔细分析图像，得出了实验用小车的质量为______kg（结果保留2位有效数字）。
三、计算题（本大题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分。有数据计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
16.（8分）如图14所示，重力为的人通过跨过定滑轮的轻绳牵引重的物体，当绳与水平面成角时，物体静止。不计滑轮与绳的摩擦。求：（结果可带根号）
（1）地面对人的摩擦力大小；
（2）地面对人的压力大小。
17.（10分）上海中心大厦（如图15）是由美国Gensler建筑设计事务所设计，总高度，是世界第二高建筑，游客乘坐世界最快观光电梯从观景台下行开始经历加速、匀速、减速的过程恰好到达地面只需，运行的最大速度为。东东同学将一台秤静置于观光电梯地板上，将质量为的物体放置于台秤上，在电梯加速阶段台秤示数为，电梯减速运动到地面的时间为，若电梯加速、减速过程可视为匀变速直线运动，匀速运动时的速度达到最大值，求：
（1）电梯在加速下降过程中，电梯中乘客处于超重还是失重状态？
（2）观景台的高度；
（3）电梯减速阶段物体对台秤的压力大小。
18.（14分）一传送带装置如图16所示，其中AB段是水平的，长度，BC段是倾斜的，长度，倾角为，和由点通过一段短的圆弧连接（图中未画出圆弧），传送带以的恒定速率顺时针运转，已知工件与传送带间的动摩擦因数，重力加速度取，，。现将一个工件（可看作质点）无初速度地放在点，求，
（1）工件第一次到达点所用的时间；
（2）工件沿传送带上升的最大高度；
（3）工件从静止开始运动了时距离点多远？
下关一中教育集团20232024学年高一年级上学期段考（二）
物理参考答案
第I卷（选择题，共52分）
一、选择题（本大题共13小题，每小题4分，共52分。在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求；第9~13题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
题号 1 2 3 4 5 6 7
答案 D D D D C C A
题号 8 9 10 11 12 13
答案 D BD AD AC BC BD
【解析】
1.运动员相对于滑板竖直向上起跳，对滑板的作用力竖直向下，A不符合题意。运动员在空中运动忽略阻力，所以水平方向匀速，B不符合题意。运动员与滑板在水平方向上保持相对静止，所以越过杆后仍落在滑板起跳的位置，D符合题意。
2.由于物体放在水中时，受到向上的浮力，从而减小了弹簧的拉伸形变，弹簧测力计的示数减小了，但物体的重力并不改变，故A错误。当两物体所处的地理位置相同时，值相同，质量大的物体的重力必定大，但当两物体所处的地理位置不同时，如质量较小的物体放在地球上，质量较大的物体放在月球上，由于月球上值较小，导致质量大的物体的重力不一定大，故B错误。重力的方向总是竖直向下的。物体放在水平面上时，重力方向垂直于水平面向下，当物体静止于斜面上时，其重力方向竖直向下，不垂直斜面向下，故C错误。物体的重心位置由物体的形状和质量分布情况共同决定，物体的形状改变后，其重心位置可能发生改变，故D正确。
3.根据可知，弹力的大小跟物体的形变量以及劲度系数都有关，故A错误。弹簧的劲度系数是由弹簧本身决定的，与弹力无关，故B错误。动摩擦因数是由接触面的材料决定的，与摩擦力以及压力无关，故C错误。桌面受到水杯向下的压力，是由于水杯发生形变而产生的，故D正确。
4.甲看到楼房匀速上升，说明甲相对于地匀速下降，乙看到甲匀速上升，则说明乙只能匀速下降，而且，丙看到乙匀速下降，则丙可能停在空中，也可能匀速上升，也可能匀速下降，但是，甲看到丙机匀速上升，若丙匀速下降，则，本题选不可能的，故选D。
5.根据题意可知，球的质量为，、处于静止状态，受力平衡，对整体分析可知，地面对的支持力为，当地面对A的摩擦力达到最大静摩擦力时，球球心距墙角的距离最远，对、受力分析，如图1所示；根据平衡条件、，解得，则球球心距墙角的最远距离为，故选C。
图1
6.要使A、B之间不发生相对滑动，它们之间的最大加速度为B在滑动摩擦力产生的加速度的大小，所以最大的加速度为，对整体有，故C正确，A、B、D错误。
7.因弹簧对甲有沿斜面向上的弹力，如果弹力与重力的分力大小相等，则甲受到的静摩擦力为零，故A正确。对甲受力分析可知，甲一定受重力、支持力、弹簧的拉力，不一定受静摩擦力作用，故B错误。弹簧处于拉伸状态，故乙受弹簧的弹力一定向下，故乙有相对斜面向下的运动趋势，故一定有沿斜面向上的静摩擦力，故C错误。取甲、乙和斜面为一整体分析受力，水平方向合力为零，由于整体在水平方向不受外力，故水平面对斜面体的摩擦力一定为零，故D错误。
8.速度时间图象的斜率表示加速度，由图可知，物体在过程中加速下滑，其加速度大小为，故A错误。根据图象可得物块上滑的加速度大小为，设斜面倾角为，物体和斜面间的动摩擦因数为，根据牛顿第二定律，对物块上滑过程有，对物块下滑过程有，联立解得、，故B、C错误。由图象得物块上滑最大距离等于内图象的“面积”大小，即有，故D正确。
9.在图像中，斜率代表速度，由图可知甲做匀速直线运动，乙做变速直线运动，故A错误。由平均速度定义知，时间段甲乙的平均速度相同，故B正确。当甲、乙两人相遇时，时刻，斜率不同，二者的速度大小不相等，故C错误。由图可知时刻两人再次相遇，故D正确。
10.物体刚放上传送带时，物体受到向前的摩擦力而做匀加速运动，当物体的速度恰好与传送带速度相等时，传送带突然停止，则物体在传送带上做匀减速运动直到停止，所以物体先匀加速运动，后匀减速运动，故A正确，B错误。物体刚放上传送带时，物体受到向前的摩擦力而做匀加速运动，物体的速度与传送带速度相等时，物体随传送带匀速运动，当物体匀速运动时传送带突然停止，则物体在传送带上做匀减速运动直到停止，所以物体先匀加速运动，再匀速运动，然后匀减速运动，故D正确，C错误。
11.人被向上“托起”时处于超重状态，故A正确。由于实验者加速向上运动，处于超重状态，气流对人的作用力大于重力，故B错误。人与气流的相互作用力大小相等，故C正确。人受到的重力和人受到气流的力受力物体都是人，故人受到的重力和人受到气流的力不是一对作用力与反作用力，故D错误。
12.每层楼正中间有一个高为的窗户，则每个窗户底端到天花板的距离为，从上到下三个窗户顶部到楼顶的距离之比为，根据，可得，则石块从楼顶分别到达三个窗户顶部所用的时间之比为，故A错误。根据、，可得石块在时刻下落的高度为，第一个窗户的底边距离楼顶的高度为；所以石块在时刻的位置是在第一个窗户的底边，故B正确。根据可得，石块下落的加速度为，故C正确。从开始到第二窗户中间位置过程中，根据速度—位移关系可得，所以石块在第二窗户中间位置时的速度为，故D错误。
13.对正三角形内部的小球受力分析，如图2所示，由几何关系可知，随着角度从到增大过程中，角与角之和保持不变，且，所以角也保持不变，，由平衡条件和正弦定理得，所以球对边的压力，球对边的压力，当边与边所受压力大小相等时，即，则，此时处于水平状态，故A错误。角度从到增大过程中，和都是先增大后减小，所以球对边的压力和球对边的压力都是先增大后减小，故B正确，C错误。当时，即边所受压力有可能大于球的重力，故D正确。
图2
第II卷（非选择题，共48分）
二、填空、实验题（本大题共2小题，共16分）
14.（6分）
（1） （2）BCD （3）不变
【解析】（1）是通过作图的方法得到合力的理论值，而是通过一个弹簧秤沿方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿方向的是，方向不一定沿方向的是。
（2）根据平行四边形定则可知夹角太小将会导致合力过大，导致一个弹簧拉时可能超过量程，故夹角不能太小或太大，适当即可，故A错误。为了准确记下拉力的方向，故采用两点描线时两点应尽量距离大一些，故细绳应长些，故B正确。作图时，我们是在白纸中作图，做出的是水平力的图示，若拉力倾斜，则作出图的方向与实际力的方向有较大差别，同时为了减小因摩擦造成的误差，故应使各力尽量与木板面平行。以及读弹簧秤示数时，视线要正对刻度，故C、D正确。
（3）实验采用等效替代法，实验过程应控制橡皮条结点位置不变，控制力的作用效果相同，在实验中，如果将细绳也换成橡皮筋，实验结果不会发生变化。
15.（10分）
（1）A （2）AB （3）0.75
（4）没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角太小
（5）1.0
【解析】（1）打点计时器使用的电源是交流电源。故选A。
（2）安装实验器材时，要调节滑轮的高度，使细线与长木板平行，这样才能保证拉力方向与运动方向一致，故A正确。平衡摩擦力时要撤去砂桶，让小车连着已经穿过打点计时器的纸带，轻推小车，再接通打点计时器的电源，从打出的纸带判断小车是否做匀速运动，本过程先推小车后接电源对平衡摩擦力没有影响，故B正确。由于有拉力传感器，所以不用保证砂和砂桶的总质量远小于小车的总质量，故C错误。实验中有两根绳子，所以小车受到的合外力为拉力传感器的示数的2倍，故D错误。
（3）相邻的两个计数点之间还有4个计时点没有画出，则相邻计数点的时间间隔为，根据逐差法可得，小车的加速度为。
（4）由图像可知，当所挂重物达到一定重量时，才有加速度，说明没有平衡摩擦力或者平衡摩擦力时木板倾角太小。
（5）根据牛顿第二定律可得，可得，可知图像的斜率为，解得小车的质量为。
三、计算题（本大题共3小题，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后结果的不能得分）
16.（8分）
解：（1）人和重物静止，所受合力皆为零，对物体进行受力分析得到，绳的拉力等于物重，如图3所示，以人为研究对象，将绳的拉力分解得水平分力
竖直分力
在轴上，与二力平衡，所以静摩擦力
图3
（2）在轴上，三力平衡得，地面对人的支持力
17.（10分）
解：（1）电梯在加速下降过程中，加速度向下，电梯中乘客处于失重状态
（2）在加速下降过程中，物体的加速度大小为
加速运动的时间为
通过的位移为
匀减速通过的位移为
匀速运动的时间为
通过的位移为
则有观景台的高度为
（3）在减速阶段，加速度大小为
根据牛顿第二定律可知
解得
根据牛顿第三定律，可得物体对台秤的压力
18.（14分）
解：（1）工件刚放在水平传送带上的加速度大小为，由牛顿第二定律得
解得
经时间工件与传送带的速度相同，解得
工件前进的位移为
此后工件将与传送带一起匀速运动至点，用时
所以工件第一次到达点所用的时间
（2）在倾斜传送带上工件的加速度为，由牛顿第二定律得
解得
由速度位移公式得
解得
（3）工件沿传送带向上运动的时间为
此后由于工件在传送带的倾斜段运动时的加速度相同，在传送带的水平段运动时的加速度也相同，故工件将在传送带上做往复运动，其周期为，则
工件从开始运动到第一次返回传送带的水平部分，且速度变到零所需时间
而
这说明经过后工件恰好运动到传送带的水平部分，且速度是零，故工件在点右侧，到点的距离