湖南省长沙市名校联考联合体2023-2024学年高一上学期第二次联考物理试卷（A）（含解析）

名校联考联合体2023年秋季高一年级第二次联考
物理（A卷）
（命题范围：必修第一册）
得分：______
本试题卷分选择题和非选择题两部分，共8页。时量75分钟，满分100分。
一、单选题（本大题共6小题，每题4分，共24分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求）
1.在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，下列表述与事实相符的是（ ）
A.牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因
B.伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法
C.亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因
D.笛卡尔认为必须有力作用在物体上，物体才能运动。没有力的作用，物体就静止
2.物块在粗糙水平面上做匀减速直线运动直到停止。在这一过程中，手机软件描绘出其位移x和时间t的比值与t之间的关系如图所示。已知03s内图像为直线，3s后图像为反比例曲线。下列说法正确的是（ ）
A.物块滑行的距离为27m B.物块运动的加速度大小为
C.时刻物块的速度大小为 D.在3s后物块静止
3.如图甲，工地上常用夹钳搬运砖块，如图乙为示意图。已知砖块均为规格相同的长方体，每块质量为2.8kg，夹钳与砖块之间的动摩擦因数为0.50，砖块之间的动摩擦因数为0.25，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取。搬运5块砖时，夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力大小至少应为（ ）
甲 乙
A.140N B.168N C.280N D.336N
4.如图所示，物体a和物体b通过跨过定滑轮的轻绳相连接，物体c放在水平地面上，b和c拴接在竖直轻弹簧的两端。初始时用手托住a，整个系统处于静止状态，且轻绳恰好伸直。已知a和c的质量均为3m，b的质量为m，重力加速度大小为g，弹簧始终在弹性限度内，不计一切摩擦。现释放物体a，则（ ）
A.释放瞬间，a的加速度大小为g B.释放瞬间，b的加速度大小为
C.a速度最大时，弹赞处于原长 D.c刚要离开地面时，a速度最大
5.如图所示，“礼让行人”是城市文明的重要标志。某汽车正以36km/h的速度行驶在城市道路上，在车头距离“礼让行人”停车线24m时，驾驶员发现前方有行人通过人行横道，0.4s后刹车使汽车匀减速滑行，为了保证汽车车头不越过停车线，下列说法中正确的是（ ）
A.汽车刹车匀减速滑行的最大距离为24m B.汽车刹车匀减速滑行的最小加速度为
C.汽车刹车匀减速滑行的时间不超过4s D.整个过程汽车行驶的平均速度不能超过5m/s
6.如图所示，质量为M、倾角为的斜面体置于水平地面上，一轻绳绕过两个轻质滑轮连接着固定点P和物体B，两滑轮之间的轻绳始终与斜面平行，物体A、B的质量分别为m、2m，A与斜面间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g，将A、B由静止释放，在B下降的过程中（物体A未碰到滑轮），斜面体静止不动。下列说法正确的是（ ）
A.轻绳对P点的拉力大小为
B.物体A的加速度大小为
C.地面对斜面体的支持力大小为
D.增大A的质量，再将A、B静止释放，则B有可能上升
二、多项选择题（本大题共5小题，每题5分，共25分。每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
7.一长为L的金属管从地面以的速率竖直上抛，管口正上方高h（）处有一小球同时自由下落，金属管落地前小球从管中穿过。已知重力加速度为g，不计空气阻力。关于该运动过程说法正确的是（ ）
A.小球穿过管所用的时间等于
B.小球可能在管上升阶段穿过管
C.若小球在管上升阶段穿过管，则
D.若小球在管下降阶段穿过管，则
8.如图所示，一小物块从斜面上的A点静止开始下滑，在AB段和BC段分别做匀加速和匀减速运动，至C点恰好静止，全程斜面体保持静止状态。若小物块在AB段和BC段与斜面间的动摩擦因数分别为和，且，则（ ）
A.小物块在下滑过程中先超重再失重
B.在物块滑行的全过程中，地面对斜面始终有摩擦力作用
C.在物块滑行的全过程中，地面对斜面的支持力始终小于物块和斜面的总重力
D.物块与斜面之间的摩擦因数和满足
9.质量为M的半球静止在水平地面上，半径为R。截面如图所示，A为半圆的最低点，B为半圆最高点。半球上有一质量为m的小球。用推力F推动小球由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中所有摩擦均可忽略，下列说法正确的是（ ）
A.推力F先增大后减小 B.半球对小球的支持力越来越大
C.地面对半球的摩擦力先增大后减小 D.水平地面对半球的支持力先减小后增大
10.如图所示，一辆货车运输规格相同的长木板，木板装载成两层平放在车厢里。已知木板间的动摩擦因数为，木板与车厢间的动摩擦因数为，假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，货车为了躲避横穿公路的行人紧急刹车，刹车时的加速度大小为a，每块木板的质量均为m，重力加速度为g，上层木板最前端离驾驶室距离为d，则下列说法正确的是（ ）
A.当刹车时，上层木板会受到向右的摩擦力
B.当时，下层木板受到车厢对它的摩擦力为
C.若，下层木板一定会相对车厢发生滑动
D.若，要使货车在紧急刹车时上层木板不撞上驾驶室，货车在水平路面上匀速行驶的速度应不超过
11.如图甲所示，一足够长的传送带倾斜放置，倾角为，以恒定速率顺时针转动。一煤块以初速度从A端冲上传送带，煤块的速度随时间变化的图像如图乙所示，取，则下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A.倾斜传送带与水平方向夹角的正切值
B.煤块与传送带间的动摩擦因数
C.煤块从最高点下滑到A端所用的时间为2s
D.煤块在传送带上留下的痕迹长为
三、非选择题（共51分）
12.（6分）某实验小组用如图所示实验装置“探究弹簧弹力与形变量的关系”。实验中，始终保持两侧悬挂钩码相同，g取。
（1）下列叙述不正确的是______。
A.实验前，将弹簧上端固定，用刻度尺测出弹簧自由下垂时的长度
B.在两侧逐个增加砝码（弹簧弹力始终在弹性限度内），记录对应弹簧两端所指的标尺刻度和钩码总数
C.实验结束后，应拆除实验装置，整理并复原实验器材
（2）将5对质量均为50g的钩码按次序挂在绳子下端，记下弹簧长度L，选择合适的横纵坐标刻度，在所给的坐标纸上作出F－L图像如图所示。根据图像可得，弹簧的劲度系数为______N/m（结果保留2位小数）。
（3）探究弹簧弹力与劲度系数的实验中，将弹簧水平放置在桌面上的方案与将弹簧竖直放置的方案做实验相比，前者方案做实验最主要的缺点是______________________________。
13.（9分）小李同学利用如图所示实验装置探究加速度与力、质量的关系。该装置中，遮光条宽度为d，记录经过光电门1和光电门2的时间分别为、，小车从光电门1运动到光电门2的时间为t。调节定滑轮高度，使细线平行于气垫导轨，通过调节气垫导轨下的螺母，使气垫导轨水平。
（1）探究加速度与质量关系时，要进行槽码总质量m和小车质量M的选取，以下最合理的一组是______。
A.，、10g、15g、20 g、25g、30g
B.，、40g、60g、80g、100g、120g
C.，、10g、15g、20g、25g、30g
D.，、40g、60g、80g、100g、120g
（2）在探究加速度与合外力关系时，通过运动学公式计算出滑块的加速度______（用已知字母表示）。
若在上图所示装置的槽码上方，增加一个力传感器，改变槽码质量，则图中所示的四个a－F图像中能正确反映加速度a与传感器的示数F之间规律的是______。
A. B. C. D.
（3）小李同学又设计了如下实验方案：共有n个槽码，每个槽码质量为m，槽码盘的质量为，小车的质量为M，重力加速度为g。初始时，所有槽码都在小车上，后续每做完一组实验，都将一个糟码从小车转移到槽码盘中。该实验方案是控制变量法，控制小车和______、______的总质量保持不变。当槽码盘中有k个槽码时（），小车的加速度______（用，m，M，k，n，g表示）。
14.（9分）如图所示，上表面粗糙的斜劈固定在水平地面上，斜旁倾角，一质量为m的物块（可视为质点）由斜面底端P以速度沿斜面匀减速上滑，物块恰能上滑至斜面上的点A，其中，重力加速度为，，，求：
（1）物块沿斜面上滑的加速度大小；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数；
（3）物块上滑至斜面最高点A后，恰能沿斜面匀加速下滑，下滑过程中先后经过B、C两点，其中，，问物块下滑过B点的速度为多大？，
15.（12分）半球体A、光滑球体B及长方体木块C放在水平地面上，B位于A的顶端偏右侧，C与B的右端接触，A、B、C处于静止状态。现用水平向右的拉力拉C，使其缓慢移动，直到B即将与地面接触，如图所示。此时A恰好不与地面发生相对滑动。已知A、B的质量均为m，半径均为R，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）B即将与地面接触时C对B支持力的大小；
（2）A与地面间的动摩擦因数；
（3）若A与地面间的动摩擦因数变为原来的，则当A、B的球心连线与水平方向的夹角为多少时，A将与地面发生相对滑动？
16.（15分）（1）如图甲所示，水平地面固定一个倾角的斜面，斜面上有一个质量的长木板A，长木板A与斜面的动摩擦因数，长木板A通过平行斜面的轻绳（拉直）绕过光滑的轻滑轮与质量的物块C相连，物块C离地面的高度，物块C和长木板A由静止开始释放，整个运动过程中，木板A未碰撞到滑轮。重力加速度。求：
甲 乙
①木板A的加速度和最大速度分别是多少？
②木板A的上端距离滑轮至少多远？（结果保留两位小数）
（2）如图乙所示，在如图甲所示的装置基础上，长木板A的上端放置一可视为质点的质量的小物块B，与木板A之间的动摩擦因数，并把物块C换成质量的物块D，物块D离地面的高度，让物块D、长木板A和小物块B由静止开始释放，整个运动过程中，木板A未碰撞到滑轮且小物块B也始终未滑离长木板A。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度。求最终小物块B离木板A上端的距离是多少？（结果保留两位小数）
炎德英才·名校联考联合体2023年秋季高一年级第二次联考
物理（A卷）参考答案
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B D B B C B
1.B【解析】伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的原因，故A错误；伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法，故B正确；亚里士多德认为，力是维持物体运动的原因，故C错误；亚里士多德认为，必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力的作用，物体就静止，故D错误。故选B。
2.D【解析】物块滑行的距离为：，A错误；根据： ，得：，得，，BC错误；3s后图像为反比例曲线，即：，说明3s后位移不再改变，物块静止，D正确。故选D。
3.B【解析】先将5块砖当作整体受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力。二力平街，有：，则有。再考虑除最外侧两块砖的里面3块砖，受力分析，竖直方向受重力、静摩擦力，二力平衡，有：，则有：，解得：，故B正确，ACD错误。故选B。
4.B【解析】释放之前，绳子拉力为零，分析b，可知弹簧弹力为，解放降间，弹簧弹力不变，a、b加速度大小相等，以a、b整体为研究对象有，解得.故A错误，B正确；a、b的速度大小始终相等，以a、b整体为研究对象，当加速度为零时，速度最大，则，，解得，则此时弹簧对c有向上的拉力2mg，小于c的重力3mg，c此时还不会离开地面，故CD错误。故选B。
5.C【解析】汽车到车前，在0.4s内做匀速运动的位移为，则汽车刹车滑行的最大距离为，故A错误；汽车刹车的最小加速度为，故B错误；汽车用于减速滑行的最长时间为，故C正确；汽车从发现前方有行人通过人行横道到停下来过程的平均速度满足，故D错误。故选C。
6.B【解析】由于相同时间内物体B通过的位移是物体A通过的位移的两倍，则物体B的加速度是物体A的加速度的两倍；设物体A的加速度为a，则B的加速度为2a；设物体A、B释放瞬间，轻绳的拉力为T，根据牛顿第二定律得：，，代入数据，联立解得：，。故A错误，B正确；物体B下降过程中，对斜面体、A、B整体，在竖直方向根据牛顿第二定律得：，解得地面对斜面体的支持力为：，故C错误。若B上升，则A下滑，A所受滑动摩擦力沿斜面向上，因，故，A还受拉力，A不可能下滑，D错误。
二、多选题
题号 7 8 9 10 11
答案 AB BD BC AD AD
7.AB【解析】两物体竖直方向加速度相同，所以小球相对管来说在做匀速直线运动，所以小球穿过管所用时间，故A正确；分析可知小球可能在上升阶段穿过管，故B正确；小球从开始下落到穿过金属管所用时间，金属管上升时间，若小球在管上升阶段穿过管，则，解得，故C错误；若小球在管下降阶段穿过管，则得，故D错误。故选AB。
8.BD【解析】在物块匀加速下滑时，其有竖直向下的分加速度，处于失重状态，地面对斜面的支持力小于物块和斜面的总重力，但是在物块匀减速下滑时，其有竖直向上的分加速度，处于超重状态，地面对斜面的支持力大于物块和斜面的总重力，所以AC错误；在物块滑行的全过程中，地面对斜面始终有摩擦力作用，加速下滑时，整体有水平向右的分加速度，则地面对斜面有向右的摩擦力作用，减速下滑时，整体有水平向左的分加速度，则地面对斜面有向左的摩擦力作用，所以B正确；由已知可得：，物块在AB段和BC段分别做匀加速和匀减速运动，由牛顿第二定律可得：，，联立可得：，D正确；故选BD。
9.BC【解析】对小球受力分析，设小球与O点连线与竖直方向夹角为，由平衡条件有， ，滑块从A缓慢移动B点时，越来越小，则推力F越来越小，支持力N越来越大，所以A错误，B正确。对半球与小球整体分析，有地面对半球的摩擦力为，则越来越小时，地面对半球的摩擦力先增大后减小，所以C正确；水平地面对半球的支持力为，则越来越小时，水平地面对半球的支持力越来越大，所以D错误；故选BC。
10.AD【解析】刹车时，上层板相对下层板有向左运动的趋势，故会受到向右的摩擦力，故A正确；当时，下层木板受到车丽对它的静摩擦力与上层木板对它的滑动摩擦力的合力产生其加速度，由牛顿第三定律可知上层木板对下层木板的滑动摩擦力大小等于下层木板对上层木板的滑动摩擦力大小，有：，当时，解得下层木板受到车厢对它的摩擦力为，故B错误；当时，由： ，可知随a的增大，变大，当时下层木板刚好与车厢相对静止，此时车的加速度，所以当时，下层木板才会相对车厢发生滑动，故C错误；当时，若上层木板恰好不撞上驾驶室，对车有：，对上层木板有：，两式联立解得：，故D正确。故选AD。
11.AD【解析】由题图乙可知，在01s时间内，某块的加速度为，负号表示方向沿传送带向下，由牛顿第二定律可得，在1~2s内，煤块的加速度为，负号表示方向沿传送带向下，由牛顿第二定律可得，联立以上各式，解得，，则有，A正确；B错误；由v－t图像与时间轴所围面积表示位移，可知煤块上升的位移为，由位移时间公式，可得煤块从最高点下滑到A端所用的时间为，C错误；传送带的速度为4m/s.在0~1s时间内煤块相对传送带向上运动，则有传送带的位移为，煤块的位移，煤块与传送带的相对位移为。在1~2s时间内传送带相对煤块向上运动，则有传送带的位移，煤块的位移，煤块与传送带的相对位移为。因在01s时间内煤块相对传送带向上运动，在12s时间内传送带相对煤块向上运动，因此在煤块向上运动中，与传送带留下的痕迹长为4m；在时间内，传送带向上运动，煤块向下运动，则有煤块在传送带上留下的总痕迹长为，D正确。故选AD。
三、非选择题
12.（6分，每空2分）（1）AB （2）13.89（13.80～13.98） （3）弹簧与桌面之间存在摩擦
13.（9分）（1）C（2分）
（2）（2分） B（2分）
（3）槽码（1分） 槽码盘（1分） （1分）
14.（9分）【解析】（1）物块沿斜面匀减速上滑至最高点A，由匀变速运动公式有
其中，，
代入数据得：
（2）物块沿斜面上滑过程中，由牛顷第二定律可得：
其中
代入数据得：
（3）由已知物块从A点沿斜面向下做匀加速直线运动，其中，，，B点为AC的位移中点。由运动学公式有：
代入数据得：
15.（12分）【解析】（1）设A、B间的弹力为，B、C间的弹力为
B、C间的弹力沿水平方向，由几何关系可知，A、B间的弹力与水平方向的夹角
对B受力分析，有，
得，
（2）设地面对A的支持力为N，摩擦力为f
对A受力分析，有竖直方向，得
水平方向，得
此时A恰好不发生相对滑动，故，得
（3）由已知有
设AB球心连线与水平方向夹角为时A将要发生滑动
由（1）中结论可知，此时
，仍有
，即
由，可得：，故
16.（15分）【解析】（1）①由于AC通过同一根轻绳连接，则在C落地之前，A、C的加速度大小相等。对AC整体分析，设A、C的加速度大小为a：
设A的最大速度为，有：
②当C落地后，轻绳松弛，拉力消失。
对A分析：设此时A的加速度大小为，则：
设此时A继续向上运动减速到0的位移为：
（2）由于AD通过同一根轻绳连接，则在D落地之前，A、D的加速度大小相等。在D落地之前，假设AB出现相对滑动，对AD整体分析，设A、D的加速度大小为：
对B单独分析，设B的加速度为：
由于，所以假设成立。
当D落地时，设此时A的速度为：
则此时A运动的时间：
设此时B的速度为：
此时B运动的位移为：
D落地后，轻绳对A的拉力消失，A开始减速，
对A分析，设此时A的加速度为：
设再经过后AB共速，
此时共速的速度为：
在内，A的位移为：
在内，B的位移为：
当AB共速后，假设AB相对静止，
对AB整体分析，设整体的加速度为：
设此时B受到的摩擦力为，
对B分析：
代入得：，
所以，假设不成立，AB发生相对滑动，此时B受到的最大静摩擦力与其重力沿斜面向下的分力不足以使B与A有共同的加速度减速，则B减速的加速度会小于A减速的加速度，在共速之后B的速度会始终大于A的速度。
则对B分析，设此时B减速的加速度为：
对A分析，设此时A减速的加速度为：
设当A从共速减迹到0，A的位移为：
设当B从共速减速到0，B的位移为：
由以上分析可知，最终小物块离木板A上方的距离为