山西省太原市重点中学2023-2024学年高一上学期12月第二次月考物理试卷（含解析）

太原十二中高一年级第二次月考物理试题
一、单选题：本大题共7小题，每小题4分，共28分。
1. 玩具汽车停在模型桥面上，如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 桥面受到向下的弹力，是因为桥面发生了形变
B. 汽车受到向上的弹力，是因为桥面发生了形变
C. 桥面受到向下的弹力，是因为桥面受到了汽车的重力
D. 汽车受到向上的弹力，是因为汽车发生了形变
2. 如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向空容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法中正确的是（ ）
A 容器受到的摩擦力不断增大
B. 总体的重心不断升高
C. 水平力F必须逐渐增大
D. 容器受到的合力逐渐增大
3. 物体共受到三个大小分别为10N、20N和25N的恒定共点力作用，以下判断止确的是（ ）
A. 物体可能处于静止状态 B. 物体一定做匀速直线运动
C. 物体受到的合力一定等于55N D. 物体受到的合力可能等于60N
4. 如图所示，木块A和B用劲度系数为k的轻弹簧相连，木块A的质量为m，木块B的质量是A的两倍，最初系统处于静止状态，现用力缓慢拉A直到B刚好离开地面，这一过程A上升的高变为（ ）
A. B. C. D.
5. 如图，挡板A与B中间有一个重为G的光滑球，开始时A竖直，A、B间成α角，则在α角缓慢增大的过程中（ ）
A. 若A板固定，则小球对A板的压力不断增大
B. 若A板固定，则小球对A板的压力先减小后增大
C. 若B板固定，则小球对A板的压力先减小后增大
D. 若B板固定，则小球对A板的压力不断减小
6. 如图所示，杆BC的B端用较链固定在竖直墙上，另一端C为一滑轮。重物G上系一绳经过滑轮固定于墙上A点处，整个装置处于静止状态。若将绳的A端沿墙缓慢向下移，同时使杆绕B转动，让装置仍然静止。（杆、滑轮、绳的质量及摩擦均不计）则（ ）
A. 绳的AC段产生的拉力变大
B. BC杆受绳的压力减小
C. 杆的方向维持不动也可以保持平衡
D. 必须使杆绕B向上转动才能保持平衡
7. 用一根长1m的轻质细绳将一副质量为2kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为
12. 5N，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（g取）（ ）
A. B. C. D.
二、多选题：本大题共3小题，每小题6分，共18分，每个小题的四个选项中至少有两个选项正确。全部选对得6分，选不全得3分，选错或不答得0分。
8. 如图所示，一小孩尝试用水平力推静止在水平地面上的大木箱，但没有推动。关于木箱受到的力及它们的关系，下列说法正确的是（ ）
A. 木箱与地球间有三对相互作用力
B. 之所以没有推动木箱，是因为木箱所受推力小于它与地面之间的最大静摩擦力
C. 木箱先对地面施加压力，使地面发生形变后，地面再对木箱施加支持力
D. 木箱对地面的压力就是该物体的重力
9. 斧子劈树桩容易劈开是因为楔形的斧锋在砍进木桩时，斧刃两侧会对木桩产生很大的侧向压力，将此过程简化成图2的模型，已知斧子竖直向下且对木桩施加一个竖直向下的力F，两刃的夹角为θ，（），则：（ ）
图1 图2
A. 斧对木桩的侧向压力大小为
B. 斧子对木桩的侧向压力大小为
C. 斧锋夹角越大，斧子对木桩的侧向压力越大
D. 并锋夹角越小，斧子对木桩的侧向压力越大
10. 光滑的轻小滑轮用细绳悬挂于O点，另一细绳跨过定滑轮，其一端连接物块A，另一端系一位于水平粗糙桌面上的物块B，整个系统始终处于平衡状态。若将物块B沿水平面向右缓慢移至C点，下列说法正确的是（ ）
A. 细绳对物块B的拉力大小增大
B. 物块B与水平面间的摩擦力增大
C. 细绳所受拉力大小不变
D. 若体系始终保持平衡，则始终成立
三、实验题：本大题共2小题，每空2分，共14分。
11（6分）、“验证力的平行四边形定则”的实验情况如下图的图甲所示，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
（1）本实验中“等效代替”的含义是__________
A. 橡皮筋可以用弹簧替代
B. 左侧弹簧测力计的作用效果可以替代右侧弹簧测力计的作用效果
C. 右侧弹簧测力计的作用效果可以替代左侧弹簧测力计的作用效果
D. 两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代
（2）具体操作前，同学们提出了如下关于实验操作的建议，其中正确的是__________
A. 橡皮条弹性要好，拉力尽量与纸面平行
B. 进行多次实验时，结点O的位置也要保持相同
C. 使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线；读数时视线应正对测力计刻度
D. 拉橡皮条的细绳要稍长一些，标记同一细绳方向的两点距离要远一些
（3）在使用a、b弹簧测力计拉橡皮条使结点到O点时，当保持测力计a的示数不变，而在角α逐渐减小到0的过程中，要使结点始终在O点，需要__________
A. 增大β角度 B. 减小β角度
C. 增大b的示数 D. 减小b的示数
12. （8分）某同学利用图（a）的装置测量轻弹簧的劲度系数。图中，光滑的细杆和直尺水平固定在铁架台上，一轻弹簧穿在细杆上，其左端固定，右端与细绳连接；细绳跨过光滑定滑轮，其下端可以悬挂砝码。弹簧右端连有一竖直指针，其位置可在直尺上读出。实验步骤如下：
①在绳下端挂上一个砝码，调整滑轮，使弹簧与滑轮间的细线水平且弹簧与细杆没有接触；
②系统静止后，记录砝码的个数及指针的位置；
③逐次增加砝码个数，并重复步骤②（保持弹簧在弹性限度内）；
④用n表示砝码个数，l表示指针位置，将获得的数据记录在表格内。
回答下列问题：
（1）该同学没有选择将弹簧竖直悬挂进行实验的原因是__________。
（2）根据下表的实验数据标出数据点并作出l-n图像（图像请作在答题卡上）
n 1 2 3 4 5
l/cm 10. 48 10. 96 11. 45 11. 95 12. 40
（3）若砝码质量m、重力加速度g及l-n图线斜率为b，弹簧的劲度系数k的表达式为k＝__________（用m、g、b表示）。若g取，每个砝码的质量均为m＝50. 0g，则本实验中k＝__________N/m（结果保留3位有效数字）.
四、计算题：本大题共3小题，共40分。解答应写出必要的文字说明、演算步骤与示意图，数值结果需有
对应的单位，只写出最后答案的不能得分。
13. （10分）如图所示，用F＝10N的水平外力将木块压在竖直墙壁上，此时木块刚好沿竖直墙壁下滑，已
知木块受到的重力G＝5N.
（1）求木块和墙面间的动摩擦因数μ；
（2）当水平外力增大为12N时，求木块所受的摩擦力大小。
14. （14分）如图所示，建筑工地上某人正在用图示装置缓慢拉升质量为的重物，在某一时刻，OA绳与竖直方向夹角，OA与OB绳恰好垂直. 已知人的质量m＝60kg，人与地面间的动摩擦因数，并视最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度. 则：
（1）此时OA绳的拉力为多大；
（2）保持各绳之间的角度关系。为保证工人的安全，使其能静止在水平面上，需要对工人施加一个水平向右的拉力F，求拉力F的最小值。
15. （16分）新年将至，同学们都开始进行大扫除，如图所示，某同学通过拖把杆给墩布施加一方向与地面成53°斜向下、大小的作用力，使墩布沿水平地面匀速运动。假设拖把头的质量为1kg，拖把杆的质量不计，取重力加速度大小.
（1）求拖把头与地板间的动摩擦因数μ。
（2）若打扫一倾角为37°的斜坡时，该同学通过拖把杆给墩布施加一水平方向的作用力，使墩布沿斜坡向上匀速运动，假设此时动摩擦因数与拖把头与地板间的动摩擦因数μ相同，求的大小。
（3）当拖把静止在水平面时时，对拖把头施加一个沿拖把杆向下的力，拖把杆与地面的夹角为θ。当θ增大到某一值时，无论多大，都不能推动拖把头，求此时的值。（为方便起见，忽略拖把头的重力，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
太原十二中高一年级第二次月考物理试题
【答案】
1. B 2. A 3. A 4. C 5. C 6. D 7. B
8. AB 9. AD 10. BD
11. （1）D （2）ACD （3）BD
12. （1）避免弹簧自重的影响
（2）
（3）；
13. 解：（1）设木块的摩擦力为，由于木块刚好下滑，所以滑动摩擦力等于木块的重力，即且，解得
（2）当外力增大到时，滑动摩擦为，最大静摩擦力大于滑动摩擦大于木块受到的重力，木块静止，设此时的摩擦力为，则有
14. （1）对O点受力分析如图所示，
由平衡条件，的合力与重物的重力大小相等，方向相反，可得
（2）对人受力分析如图所示，
由牛顿第三定律可知，，
由平衡条件可知，竖直方向合力是零，则有
由题意可知，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则有
水平方向合力是零，当摩擦力方向向右时，水平向右的拉力F则有最小值，
可得
解得
15. （1）；（2）（3）
（1）对拖把头受力分析，如图所示
拖把头做匀速直线运动，水平方向和竖直方向受力平衡：
水平方向有
竖直方向有
而
解得
（2）根据题意，受力分析如图所示
根据平衡条件有
联立解得
（3）忽略拖把头的重力，若不能推动拖把头，需满足
即
即时，无论对拖把头施加一个沿拖把杆向下的多大的力，都不能推动拖把头。
【解析】
1. AC. 桥面受到向下的弹力，是因为汽车轮胎发生了弹性形变，故AC错误；
BD. 汽车受到向上的弹力，是因为桥面发生了弹性形变，故B正确，D错误。
故选B。
2. 【分析】
本题考查摩擦力的大小以及物体的受力平衡，基础题。
由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力，墙对容器的静摩擦力随水的重力的增加而增大，因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零。
【解答】
AB. 由平衡条件可得，墙对容器的静摩擦力随的增大而增大，故A 正确、B 错误；
C. 设动摩擦因数，只要容器便可保持静止，可知水平力F不一定增大，故C错误；
D. 因注水过程中容器始终静止，故容器受到的合力始终为零，故D错误。
故选A。
3. 解：其中10N、20N的合力范围为
则10N、20N和的合力范围为
可知物体共受到三个大小分别为10N、20N和25N的恒定共点力作用，可能处于静止状态，物体不一定做匀速直线运动。
故选A。
本题考查了共点力的合成，三力合成时，先合成两个力，再与第三个力合成，若第三个力在前两个力的合力范围内，则三力合力的最小值为零，可以使物体处于平衡状态。
4. 初始状态时，对A受力分析，弹簧的压缩量为
由于缓慢拉动，该过程A、B始终处于平衡态，当B恰好离开地面时，弹簧的伸长量为
故A上升的高度为
故选C。
5. 解：若A板固定，将小球的重力按效果进行分解如图，角增大，转动至水平方向时，对A板的压力的方向保持不变，对B板压力的方向顺时针转动，如图从1到2到3的位置，
可见，小球对A板的压力一直减小，球对B板的压力也一直减小。故AB错误；
若B板固定，小球受重力、B对球的弹力和A板弹力，将与合成为F，如图
小球一直处于平衡状态，三个力中的任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故和合成的合力F一定与重力等值、反向、共线。从图中可以看出，当A板绕O点逆时针缓慢地增大至的过程中，越来越小，先减小后增大，故D错误，C正确；
故选：C。
若A板固定或者B板固定时，将小球的重力按效果进行分解，在角缓慢增大至的过程中，采用作图法分析A和B对小球的弹力如何变化。也可以尝试继续分析超过后的各种情况；
本题关键对小球受力分析，然后将两个力合成，当挡板方向变化时，将多个力图重合在一起，直接由图象分析出各个力的变化情况。
6. 【分析】
本题关键是要明确连个细线的拉力的合力沿着杆子的方向，且两个细线的拉力等于物体的重力，然后根据平行四边形定则进行分析判断。
由于杆一直平衡，故绳子对杆的压力一定沿着杆的方向，而同一根绳子的张力处处相等，根据平行四边形定则分析即可。
【解答】
AB. 由于同一根绳子的张力处处相等，故两根细线的拉力一定相等且等于物体的重力G；故根据平行四边形定则，合力在角平分线上，即两根细线的拉力的合力一定在杆的方向上；由于绳的A端沿墙缓慢向下移，两拉力的夹角不断减小，故两个拉力的合力不断变大，故杆受到的压力不断变大，故AB错误；
CD. 让装置仍然静止，杆与墙面的夹角减小，必须使杆绕B逆时针转动，故C错误，D正确。
故选D。
7. 【分析】
将重力按照力的效果进行分解，即沿两细线的方向分解，求出绳子即将断开时的临界角度（两细线夹角）即可得出画框上两个挂钉的最大间距。
熟练应用力的合成和分解以及合成与分解中的一些规律，是解决本题的根本。
【解答】
一个大小方向确定的力分解为两个等大的力时，合力在分力的角平分线上，且两分力的夹角越大，分力越大，因而当绳子拉力达到的时候，绳子间的张角最大，根据，可得绳子与竖直方向的夹角为，受力如图：
绳子长为，两个挂钉的间距离，解得，故B正确，ACD错误。
故选B。
8. 【分析】
本题考查平衡力与作用力、反作用力的区别与联系，解题关键要能区分平衡力与相互作用力，注意最明显的区别在是否作用于同一物体上。
物体静止或做匀速直线运动时，处于平衡状态，所受到的力是平衡力；二力平衡的条件是：作用在同一个物体上，大小相等、方向相反、作用在同一直线上；物体间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
【解答】
A. 木箱与地球间有三对相互作用力，即木箱与地面之间的摩擦力、木箱的重力和木箱对地球的引力、地面对木箱的支持力和木箱对地面的压力，故A正确；
B. 木箱处于平衡状态，则木箱所受的推力等于所受的摩擦力，之所以没有推动木箱，是因为木箱所受的推力小于木箱与地面之间的最大静摩擦力，故B正确；
C. 木箱对地面的压力和地面对木箱的支持力是一对作用力和反作用力，同时产生，故C错误；
D. 木箱的重力是地球对木箱的作用力，木箱对地面的压力是木箱对地面的作用力，二者的施力物体、受力物体都不同，不是同一个力，故D错误。
故选AB。
9. 【分析】
对力进行分解时，一定要分清力的实际作用效果的方向如何，再根据平行四边形定则或三角形定则进行分解即可。
【解答】
AB. 选斧子为研究对象，斧子受到的力有：竖直向下的F、和两侧给它的与斧子的斜面垂直的弹力，由于斧子处于平衡状态，所以侧给它的与斧子的斜面垂直的弹力与F沿两侧分解的分力是相等的，力F的分解如图：
则：
所以：，故A正确，B错误；
CD. 根据以上公式分析，当斧锋夹角越小时，斧子对木桩的侧向压力越大，故C错误，D正确；
故选AD。
10. 【分析】
本题关键是分别对物体A、物体B、滑轮受力分析，然后根据共点力平衡条件结合正交分解法和合成法进行分析讨论。
【解答】
B. 对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和向后的静摩擦力，如图根据共点力平衡条件，有，由于角变小，故B与水平面间的静摩擦力变大，故B正确；
A. 对物体A受力分析，受到重力和细线的拉力，根据平衡条件，拉力等于物体A的重力，当把物体B移至C点后，绳子与水平方向的夹角变小，但细线的拉力不变，故A错误；
C. 对滑轮受力分析，受重力，绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等且夹角变大，故其合力变小，故墙上的绳子的拉力F也变小，故C错误；
D. 对滑轮受力分析，受重力，绳子的拉力T以及悬于墙上的绳子的拉力F，由于重力和OB绳子的拉力相等，故合力在角平分线上，故，又由于三力平衡，故绳子的拉力T也沿着前面提到的角平分线，绳子拉力沿着绳子方向，故，故D正确。
故选BD。
11. 解：（1）本实验中“等效代替”的含义是两弹簧测力计共同作用的效果可以用一个弹簧测力计的作用效果替代，来验证力的平行四边形定则，故ABC错误，D正确；
（2）拉力不与纸面平行会产生其他方向的分力，产生误差，故A正确；在重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，故B错误；使用测力计时，施力方向应沿测力计轴线，可以减小因摩擦产生的误差. 读数时视线应正对测力计刻度，可以减小偶然误差，故C正确；拉橡皮条的细绳要长一些，标记同一细绳方向的两点要远一些，可以减小方向误差，故D正确.
（3）使结点始终在O点，a、b弹簧秤拉力的合力将保持不变，保持测力计a的示数不变，减小角，根据矢量三角形，测力计b的示数减小，减小
故答案为：（1）D （2）ACD （3）BD
本实验的原理是，采用力的图示法，用平行四边形作出两个分力的合力理论值，再作出合力的实验值，对比理论值与实验值，若在误差允许的范围内，则说明平行四边形定则是正确的熟悉实验的原理，解题的关键熟悉分力与合力的关系。
12. 【分析】
（1）先在图上补描完点，再作图线即可；
（2）根据图线的斜率及胡克定律进行分析即可正确解答。
本题的关键是抓住实验原理、理解图线斜率的意义。
【解答】
（1）弹簧自重会使弹簧在没有挂钩码时就有一定的伸长量
（2）描点后，作出图线如图所示：
（3）根据图线可知斜率为：
由胡克定律
即有：
所以得：
由图线可知斜率的值为：
所以劲度系数为：