2023-2024学年湖北省黄冈市黄梅国际育才高级中学高一（上）月考物理试卷（12月）（含解析）

2023-2024学年湖北省黄冈市黄梅国际育才高级中学高一（上）月考物理试卷（12月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.下列叙述正确的是( )
A. 在探究小车运动规律的实验中使用了控制变量的方法
B. 用质点来替代实际运动物体是采用了理想模型的方法
C. 笛卡尔根据理想斜面实验，得到了自由落体运动的速度随时间均匀变化
D. 伽利略通过比萨斜塔实验证实了，在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢不同
2.在某次火灾演练中，小华利用窗帘、床单等拧成绳，从四楼窗户沿绳下滑到地面运动过程的图像如图所示。已知小华的质量为，下列说法正确的是( )
A. 内，小华做自由落体运动
B. 内绳子对小华的作用力是内的倍
C. 小华先处于超重状态，后处于失重状态
D. 小华开始下滑的位置距离地面的高度为
3.伽利略对“自由落体运动”和“运动和力的关系”的研究，开创了科学实验和逻辑推理和谐结合的重要科学研究方法。图、图分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程，下列相关说法正确的是( )
A. 图通过对自由落体运动的研究，合理外推得出小球在斜面上做匀变速直线运动
B. 图中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使时间测量更容易
C. 图中斜面倾角减小到零时，小球一定会一直运动下去
D. 图的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持
4.某物体在水平面内沿曲线减速行驶。关于该物体的速度及所受合力的方向，最可能如下列哪幅图所示( )
A. B. C. D.
5.如图所示，一物块在水平拉力的作用下沿水平面匀速直线运动。若保持的大小不变，而方向与水平面成角，物块也刚好能做匀速直线运动。则物块与水平面间的动摩擦因数为( )
A. B. C. D.
6.翼装飞行极具挑战性和冒险性，堪称“世界极限运动之最”。假设运动员从足够高处由静止下落，通过调整姿态沿竖直方向运动，运动员所受的阻力与速度的关系为，运动员和装备的总质量为，重力加速度为。则下列说法正确的是
( )
A. 运动员做匀加速直线运动
B. 运动员匀速时的速度大小为
C. 运动员的加速度为时速度大小为
D. 运动员的速度为匀速运动的时，加速度大小为
7.如图所示，质量为的斜面体放在水平面，斜面的倾角，质量为的木块放在斜面上。木块下滑的加速度，斜面体静止不动，则
( )
A. 木块与斜面之间的动摩擦因数为
B. 地面对斜面体的支持力等于
C. 地面对斜面体的摩擦力水平向右，大小为
D. 地面对斜面体无摩擦力作用
二、多选题：本大题共3小题，共18分。
8.如图所示，用水平外力将木块压在竖直墙面上，木块保持静止，下列说法中正确的是( )
A. 木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力
B. 木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对作用力与反作用力
C. 墙对木块的弹力大小等于，是因为墙发生形变产生的
D. 增大，墙对木块的摩擦力将变大
9.质量为的质点在平面上做曲线运动，它在方向的速度时间图象和方向的位移时间图象如图所示。下列说法正确的是( )
A. 质点的初速度大小为 B. 末质点速度大小为
C. 质点初速度的方向与合外力方向垂直 D. 质点所受的合外力为
10.在电梯中，把一重物置于水平台秤上，台秤与力的传感器相连，电梯从静止开始一直上升，最后停止运动，传感器的屏幕上显示出其所受的压力与时间的关系图像如图所示，。则下列说法中正确的是( )
A. 内电梯中的物体处于超重状态
B. 内，电梯中的物体处于先超重再失重状态
C. 从图中可以求出物体的质量
D. 从图中可以找出电梯上升时的最大加速度
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用如图甲所示装置做“探究两个互成角度的力的合成规律”实验。
本实验采用的方法是______。请将正确答案字母写在答题卡上
A.理想实验法 控制变量法 等效替代法 极限法
对于实验的要点，下列说法正确的是_____。请将正确答案字母写在答题卡上
A.实验前，需要先测量橡皮条的原长
B.两细线必须长度相等
C.确定力的方向时，应该用铅笔沿着细绳划直线
D.改变拉力进行多次重复实验时，橡皮条与弹簧秤都不能超过弹性限度
在同一次实验中，、为两个测力计的拉力，为、通过平行四边形规则所得合力；为、的等效力，即用一只测力计时的拉力，则丙图中______填“”或“”比较符合实验事实。
12.某同学进行“探究加速度与物体受力的关系”的实验。将实验器材按图甲所示安装好。已知为小车和滑轮的总质量，为砂和砂桶的总质量，力传感器可测出轻绳中的拉力大小，打点计时器的工作频率为。
实验时，以下进行的操作正确和必要的是___________。
A.小车靠近打点计时器，先释放小车，再接通电源
B.用天平测出砂和砂桶的总质量
C.将带滑轮的长木板右端垫高，以平衡摩擦力
D.为减小误差，实验中一定要保证砂和砂桶的总质量远小于小车和滑轮的总质量
正确的实验操作中，某次实验的纸带如图乙，其中每两个计数点之间有四个计时点未画出，则小车运动的加速度大小为___________结果保留位有效数字。
该同学以加速度为横坐标，力传感器的示数为纵坐标，画出的图线是一条过原点的倾斜直线，如图所示。已知图线的斜率为，则小车和砝码的总质量___________。
四、计算题：本大题共3小题，共36分。
13.如图所示，质量的木箱静止于水平地面上，用大小为、方向与水平方向成的斜向下推力推木箱，使木箱做匀加速直线运动，末撤去。木箱与地面间的动摩擦因数，不计空气阻力，取，，，求：
推木箱时地面所受的压力大小；
末木箱的速度大小；
撤去推力后木箱还能运动多远。
14.以的速度匀速上升的气球，当升到离地面高时，从气球上落下一小球，小球的质量为，假设小球在运动过程中所受的阻力大小总等于。小球经多长时间到达地面？取
15.一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重状态，如图所示。一个可乘坐二十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上，由升降机送上几十米的高处，然后让座舱自由落下。落到一定位置时，制动系统启动，到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的离地高度为，当落到距地面的位置时开始制动，座舱做匀减速运动。若座舱中小张质量为，，求：
整个过程运动的时间；
求制动过程中加速度大小；
当座舱落到离地面的位置时，小张对座舱的压力。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.在探究小车运动规律的实验中没有使用控制变量的方法，故A错误：
B.用质点来代替实际运动物体是采用了理想模型的方法，故B正确；
C.伽利略根据理想斜面实验，通过科学的方法合理的外推，得到了自由落体运动的速度随时间均匀变化，故C错误；
D.伽利略通过比萨斜塔实验，证实了在同一地点重的物体和轻的物体下落快慢相同，故D错误。
故选B。
2.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查图象、牛顿第二定律的应用以及超重失重问题，明确图象的物理意义是解决问题的关键。图像的斜率表示加速度，图像与坐标轴所围面积表示位移；根据牛顿第二定律列式分析绳子对小华的作用力；当物体具有向上的加速度时处于超重状态，具有向下的加速度时处于失重状态，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.由图像可知，图像的斜率表示加速度，则内，小华的加速度为，则小华此过程中不是做自由落体运动，故A错误；
B.内，对小华由牛顿第二定律可得，得，
内的加速度大小为，对小华由牛顿第二定律可得，
得，则，故B错误；
C.小华先加速度向下运动，后减速向下，则小华先处于失重后超重状态，故C错误；
D.图像与坐标轴所围面积表示位移，则小华开始下滑的位置距离地面的高度为，故D正确。
3.【答案】
【解析】解：
、伽利略设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，来“冲淡”重力得作用效果，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量。伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推，故A错误，B正确；
C、图中斜面倾角减小到零时，由于摩擦力的存在，小球最终会停止运动，故C错误；
D、伽利略用抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法得到物体的运动不需要力来维持，故D错误。
该题考查了伽利略研究自由落体运动的研究，涉及到学生对于物理常识的理解，这些在平时是需要学生了解并知道的，看的就是学生对课本内容的掌握情况。
根据伽利略对自由落体运动和力与运动关系的研究，了解其研究过程中的物理思想与物理的方法。
4.【答案】
【解析】解：
汽车在水平公路上转弯，汽车做曲线运动，速度方向沿切线方向，同时为了让汽车做曲线运动，合力方向应指向凹侧；汽车做减速运动，故合力方向与速度方向夹角为钝角，故B正确，ACD错误。
故选：。
做曲线运动的物体所受合力与物体速度方向不在同一直线上，速度方向沿曲线的切线方向，合力方向指向曲线的内测凹的一侧，分析清楚图示情景，然后答题。
做曲线运动的物体，合力的方向指向运动轨迹弯曲的内侧，当物体速度大小不变时，合力方向与速度方向垂直，当物体速度减小时，合力与速度的夹角要大于，当物体速度增大时，合力与速度的夹角要小于。
5.【答案】
【解析】设物块的质量为，拉力水平拉物体时，根据受力平衡可得
保持 的大小不变，而方向与水平面成角时，根据受力平衡可得
联合解得。
故选B。
6.【答案】
【解析】【分析】
本题主要考查牛顿第二定律的应用。运动员下降的过程中，根据牛顿第二定律列方程可得加速度与速度的关系式；当加速度等于时速度最大，运动员开始做匀速运动，由加速度与速度的关系式可求得匀速运动的速度大小；根据加速度与速度的关系式可求得运动员的加速度为时速度大小和运动员的速度为匀速运动的时的加速度大小，由此分析即可正确求解。
【解答】
A.运动员下降的过程中，由牛顿第二定律，解得，运动员的加速度随速度的增大而逐渐减小，故A错误
B.当时速度最大，运动员开始匀速运动，则匀速时的速度为，故B正确
C.当加速度为时，代入，代入，可得，故C错误
D.当运动员的速度为匀速运动的时，即，代入，可得运动员的加速度大小为，故D错误。
7.【答案】
【解析】【分析】
本题考查了牛顿第二定律的应用，对木块根据受力求解动摩擦因数，对整体受力分析求解支持力和摩擦力。
【解答】
A、对木块受分析知，沿斜面方向上由牛顿第二定律得：，带入数据解得：，故A错误；
B、由于物体沿斜面加速下滑，加速度方向沿斜面向下，所以木块处于失重状态，故对整体受力分析知地面对斜面的支持力小于整体的重力，故B错误；
、对整体受力分析，斜面静止不动，由于木块的加速度沿斜面向下，则将其加速度分解到水平方向，则水平向右的加速度为：，则水平方向地面对斜面体的摩擦力为：，方向水平向右，故C正确，D错误。
8.【答案】
【解析】木块在竖直方向合力为零，即木块所受的重力与墙对木块的静摩擦力是一对平衡力，选项A正确，B错误；
C.墙对木块的弹力大小等于，是因为墙发生形变产生的，选项C正确；
D.墙对木块的摩擦力等于木块的重力，则增大，墙对木块的摩擦力不变，选项D错误。
故选AC。
9.【答案】
【解析】【分析】能从图象中获取尽量多的信息是解决图象问题的关键，对于矢量的合成应该运用平行四边形法则，注意右图是位移与时间图象．
【解答】、轴方向初速度为，轴方向初速度，质点的初速度，故A正确；
B、末质点速度应该为，故B错误；
C、合力沿轴方向，而初速度方向既不在轴，也不在轴方向，质点初速度的方向与合外力方向不垂直．故C错误；
D、轴方向的加速度，质点的合力故D正确；
故选：。
10.【答案】
【解析】A.由图可知，电梯中的重物对台秤的压力大于重力，重物处于超重状态，故A正确；
B.由图可知，匀速上升，压力等于重力，压力小于重力，物体处于失重状态，故B错误；
由图可知，匀速上升，所以，重物的质量，
由图可知，电梯加速上升，加速阶段，当压力时，加速度最大，减速上升，减速阶段，当压力时，加速度最大且与压力时的加速度一样大，
由牛顿第二定律有得最大加速度
故CD正确。
故选ACD。
11.【答案】 ； ；
【解析】本实验采用的是等效替代法，分力与合力作用效果相同。
故选C。
实验中需要用到拉力的大小与方向，其中方向为细线的方向，大小由弹簧测力计直接读出，因此不需要测量橡皮条原长，故A错误；
B.两细线不一定要一样长，故B错误；
C.确定力的方向时，如果用铅笔沿着细绳划直线，铅笔会碰到细线，导致记录的方向不准确，应该采用两点确定直线的方法记录力的方向，故C错误；
D.改变拉力进行多次实验，拉力不能过大，实验过程中橡皮条与弹簧秤都不能超过弹性限度，故D正确。
故选D。
当用一只测力计拉橡皮条时，拉力的方向应该与橡皮条的方向共线，则图比较符合实验事实。
12.【答案】
【解析】【分析】
根据实验原理确定操作；
根据逐差法得小车运动的加速度大小为；
根据牛顿第二定律结合图像的斜率求解小车和砝码的总质量。
【解答】
释放小车之前应先接通电源，待打点稳定后再释放小车，故A错误；
绳中拉力可以由力传感器测出，不需要用天平测出砂和砂桶的质量，也不需要使砂和砂桶的总质量远小于小车和滑轮的总质量，故BD错误；
C.用力传感器测量绳子的拉力，则力传感器示数的倍等于小车受到的合外力大小，需要平衡摩擦力，故C正确。
故选C。
根据逐差法得小车运动的加速度大小为
以小车为研究对象，根据牛顿第二定律得
解得。
13.【答案】解：对木箱受力分析得：
联立代入数据解得：，
根据牛顿第三定律可知推木箱时地面所受的压力大小：，方向竖直向下；
对木箱根据牛顿第二定律得：．
末木箱的速度大小
联立代入数据解得：，
撤去推力后，木箱的加速度大小
根据速度时间关系可知木箱停止的时间
联立代入数据解得：
可见撤去推力后木箱继续滑行的距离。
【解析】本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的基本运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁，难度不大。
对木箱受力分析，根据竖直方向力的平衡解得；
根据牛顿第二定律求出在推力作用下的加速度，结合速度时间公式求出木箱的速度；
根据牛顿第二定律求出撤去推力后的加速度，结合速度位移公式求出木箱继续滑行的距离。
14.【答案】解：设小球所受空气阻力大小为，小球与气球脱离后加速度大小为。
由牛顿第二定律得：
解得：
小球与气球脱离后上升的高度为
小球与气球脱离后上升的时间：
小球下落时由牛顿第二定律得：
解得：
下落过程由位移公式得：
解得：
小球运动的总时间：
答：小球经到达地面。
【解析】研究小球与气球脱离后的运动过程，小球向上做匀减速运动，受到重力和空气阻力，根据牛顿第二定律求得加速度，根据位移公式求出物体与气球脱离后上升的高度，从而物体离地的最大高度。由牛顿第二定律求出物体下落时的加速度，则运动时间可求解。
本题要分析清楚物体的运动过程，明确受力情况是解题的关键，应用牛顿第二定律与运动学公式可以解题。
15.【答案】解：座舱自由落下，由自由落体运动规律得：
解得
制动系统启动时速度为
制动时间为
整个过程运动的时间
当座舱落到离地面的位置时处于制动过程，制动过程有
解得
由牛顿第三定律，人对座位的压力大小为，方向竖直向下。

【解析】本题根据匀变速直线运动速度公式，结合牛顿第二定律，即可解答。
本题解题关键是分析出座舱运动分两个阶段，即自由落下的匀加速阶段和匀减速阶段。
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