河南省驻马店市泌阳县2023-2024学年高一上学期1月月考物理试题（含解析）

泌阳县2023-2024学年高一上学期1月月考
物理试卷
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
一、选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1～7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8～10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。）
1．下列有关力学单位制和牛顿定律的判断错误的是（ ）
A．国际单位制中，力学的基本单位是牛顿，米，秒
B．实验表明，物体在空气中高速行进时，空气阻力f与受力面积S及速度v的关系为，则在国际单位制中，比例系数k的单位是
C．伽利略的理想斜面实验说明了力不是维持物体运动的原因
D．作用力和反作用力总是同一性质的力，它们产生的作用效果不一定相同
2．在杭州亚运会上，我国体育健儿奋勇拼搏，以201块金牌、111块银牌、71块铜牌的优异成绩荣获奖牌榜第一名，下列说法正确的是（ ）
A．铁饼比赛上，机器狗炫酷登场，在研究机器狗跑步的动作和姿态时，可以把机器狗看成质点
B．在杭州亚运会倒计时200天无人机主题表演中，千架无人机悬停在空中，组成了稳定的“杭州亚运会倒计时200天”的灯光字幕，以其中一架无人机为参考系，其它的无人机是运动的
C．在铅球比赛中，中国选手刘洋以19.97米的成绩获得铜牌，19.97米是指铅球的路程
D．在100米决赛中，谢震业以9秒97的成绩获得冠军，这里的“9秒97”是指时间间隔
3．音乐喷泉是一种为了娱乐而创造出来的可以活动的喷泉，随着音乐变换，竖直向上喷出的水柱可以高达几十米，为城市的人们在夜间增添一份美轮美奂的视觉和听觉的盛宴。现有一音乐喷泉，竖直向上喷出的水从喷出到上升的最大高度用时为t。若水通过第一个位移为，通过最后一个位移为，不计空气阻力，则等于（ ）
A． B．1 C．2 D．7
4．如图所示，在印度有一质量超过250吨的巨石静止立在45°的斜坡上，据说已经有1300多年历史，下列关于该巨石说法正确的是（ ）
A．该巨石只受到两个力的作用
B．若沿斜坡向上推该石头，巨石不动，则巨石受到的摩擦力大小不变
C．巨石对斜坡的压力小于巨石的重力
D．若增大巨石的质量，巨石一定会沿斜坡下滑
5．如图所示，水平桌面上放着一叠作业本，共30本。每本作业本的质量都是m，作业本间的动摩擦因数为，作业本与桌面间的动摩擦因数为，且。现用手对一作业本施一水平力，将第10本作业本快速水平抽出（从上往下数第10本），设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度大小为g，则在抽出作业本的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．桌面可能不受作业本对它摩擦力的作用
B．作业本对桌面的摩擦力为
C．第11本作业本受到第10本作业本的摩擦力为
D．水平拉力一定大于
6．雨滴从高空落地时速度并不是很大，这是因为雨滴在下落过程中受到空气阻力作用，这最终获得一个稳定的收尾速度。为了研究该速度，同学们通过查询资料发现在高度不是太高的情况下物体下落过程所受空气阻力大小f仅与球的速率v成正比，而与球的质量无关，即f＝kv（k为正的常量）。某同学利用质量分别为、的甲、乙两球从同一地点（足够高）处同时由静止释放后，用速度传感器得到两球的v t图象如图。落地前，经时间两球的速度都已达到各自的稳定值、。根据信息能推出的正确结论有（ ）
A．甲球质量大于乙球 B．0～时间内两球下落的高度相等
C．释放瞬间甲球加速度较大 D．甲球先做加速度增加的加速运动，后做匀速运动
7．如图所示，表面光滑的圆锥固定在水平面上，底面半径为R，顶角为60°。有一个质量为m的弹性圆环，弹性圆环的弹力与形变量之间满足胡克定律，且始终在弹性限度内。弹性圆环处于自然状态时半径为，现将弹性圆环套在圆锥上，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的，重力加速度为g。则弹性圆环的劲度系数为（ ）
A． B． C． D．
8．甲，乙两车并排停在斑马线处礼让行人，在行人经过斑马线后，甲、乙两车同时沿平直公路同向行驶，其位移-时间图像分别为图中的直线a和曲线b，其中曲线b是抛物线的一部分。下列说法正确的是（ ）
A．在0～时间内，甲车做匀加速直线运动 B．在0～时间内，乙车做匀速直线运动
C．时刻，两车并排行驶 D．时刻，甲车的速度小于乙车的速度
9．如图所示，在固定斜面上的一物块a通过平行于斜面的轻绳跨过定滑轮与物体b连接。若要物块a在斜面上保持静止，物块b质量的取值应有一定范围，已知其最大值和最小值分别为、。已知斜面的倾角为，重力加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．物块a的质量为
B．物块a与斜面间的最大静摩擦力
C．保持物体静止，只增大a的质量，绳的拉力变大
D．保持物体静止，只增大b的质量，物块a的最大静摩擦力变大
10．某运动员做跳伞训练，他从悬停在空中的直升机上由静止跳下，跳离飞机一段时间后打开降落伞减速下落他打开降落伞后的速度图线如图（a）所示。降落伞用8根对称的绳悬挂运动员，每根绳与中轴线的夹角均为，如图（b）所示．已知运动员的质量为50kg，降落伞的质量也为50kg，不计运动员所受的阻力，打开伞后伞所受阻力f与速度v成正比，即f＝kv（，，）。则下列判断中正确的是（ ）
（a） （b）
A．阻力系数k＝100N·s/m
B．打开伞瞬间运动员的加速度，方向竖直向上
C．悬绳能够承受的拉力至少为312.5N
D．悬绳能够承受的拉力至少为625N
二、非选择题（共54分）
11．（6分）
用铁架台、带挂钩的不同弹簧若干、10g的钩码若干、刻度尺等，安装如图甲所示的装置，探究弹簧弹力F的大小与伸长量x之间的定量关系。
图甲
（1）未挂钩码时，弹簧原长放大如图甲所示，可读得原长 cm。
（2）由图乙还可知劲度系数较大的是 弹簧；还可算出B弹簧的劲度系数为 N/m。（重力加速度）
图乙
（3）若某同学做实验时，误把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，则该同学所做图像得到的k值（填偏大，偏小或者不变）
12．（9分）
某实验小组利用如图所示的实验装置探究加速度与质量、力的关系。图中长木板水平放置，其左端固定一轻滑轮。轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端悬挂砂和砂桶。
（1）实验前，甲同学为补偿小车受到的阻力， （需要、不需要）将小车连接悬挂砂和砂桶。（需要、不需要） 将小车连接纸带和打点计时器。改变小车质量时， （需要、不需要）重新调节木板倾斜度。
（2）乙同学作a F图像图线不过坐标原点的原因是： 。
（3）丙同学实验中打下的一条纸带如图乙所示，A点为小车刚释放时打下的起点，每两点间还有四个计时点未画出，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，则打下C点时小车的速度大小为 m/s，小车的加速度大小为 。（此问结果均保留2位有效数字）
乙
（4）丁同学欲用这套实验装置探究滑块的加速度与长木板、滑块间的动摩擦因数的关系，保持实验台水平，通过多次改变动摩擦因数的值，利用纸带测量对应的多个加速度a的值，画出了a 图像如图所示。（g取10）若小车的质量M＝1kg，则小桶和砂子的总质量m＝ kg。理论上，图中b＝
。
13．（10分）
2023年1月17日，翔安大桥正式通车。如图所示为大桥通往滨海东大道的引桥段的简化模型，一辆质量为1500kg的轿车以54km/h的初速度从A点进入辅道，沿下坡路段刹车做匀减速直线运动至B点时速度为36km/h，接着保持该速率通过水平圆弧BC路段，最后经过CD路段进入滨海东大道。若辅道AB长为250m、与水平面夹角为θ，重力加速度g取10，，求：
（1）轿车在AB路段行驶时的加速度大小；
（2）轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小（忽略发动机动力）。
14．（13分）
随着亚运会的开幕，在浙江、杭州、湖州等多座城市街头出现很多无人驾驶小巴士。如图：车长6.5米，核定座位数11座，最大载客数30人。
（1）如图所示，无人驾驶汽车车头装有一个激光雷达，就像车辆的“鼻子”，随时“嗅”着前方100m范围内车辆和行人的“气息”。若无人驾驶汽车在某路段刹车时的最大加速度为4.5，为了不撞上前方静止的障碍物，该汽车在该路段的最大速度是多少？
（2）若该无人驾驶汽车以m/s的速度匀速行驶时，突然发现正前方L＝25m处一辆有人驾驶的汽车沿同向以m/s的速度匀速行驶，为避免发生追尾，该无人驾驶汽车刹车时加速度的大小至少为多少（结果保留2位有效数字）？
（3）在（2）问情景下，无人驾驶汽车刹车避免与前车追尾后（此后不再发生追尾），又以刹车时的加速度做匀加速直线运动直到恢复到刹车前的速度，这个过程中无人驾驶汽车因刹车减速和加速恢复原速度而耽误了多长时间？
15．（16分）
如图为苹果自动分拣装置的示意图，轨道由传送带、托盘秤、分拣板和高度不同的上下平行通道①和②组成，每隔△t＝0.6s将一个苹果无初速度的放在水平传送带的左侧，传送带以m/s的速度顺时针转动．通过自动控制电路控制，当大小不同的苹果滑上光滑的托盘秤上时，若小于设定值时，电磁铁吸引分拣板与水平通道①连接，若压力大小大于、等于设定值时，电磁铁吸引分拣板与水平通道②连接，分拣板厚度不计。已知传送带足够长，所有苹果均可视为质点且不会发生滚动，苹果与传送带间的动摩擦因数，与分拣板和通道间的动摩擦因数均为，小苹果在通道上滑行的最远距离为，大苹果在通道上滑行的最远距离为，分拣板的转轴O位于两个水平通道的中线上，重力加速度g取10，苹果经过传送带、托盘秤、分拣板和上下通道的衔接点前后速率不变。已知可能用到的三角函数值：，，。
（1）求每一个苹果在传送带上运动时相对传送带滑动的距离；
（2）求传送带上相邻两个苹果间的最小距离和最大距离；
（3）若分拣板与通道相连接时的倾角为，求分拣板的长度和的大小。
泌阳县2023-2024学年高一上学期1月月考
物理答案
一、选择题
1．【答案】A
2．【答案】D
3．【答案】D
【详解】逆向运动为初速度为零的匀加速直线运动，则从静止开始连续相等时间段的位移之比为1∶3∶5∶7…，则通过第一个位移是通过最后一个位移的7倍。故选D。
4．【答案】C
【详解】A．该巨石受到重力、支持力、摩擦力三个力的作用，A错误；
B．静止在斜面上的巨石受到的摩擦力为
若沿斜坡向上推该石头，当推力小于时，摩擦力沿斜面向上，摩擦力变小，若推力大于，则摩擦力沿斜面向下，故巨石受到的摩擦力大小不一定不变，B错误；
C．巨石对斜坡的压力大小为
小于巨石的重力，C正确；
D．巨石静止在斜面上，则有
解得
可见只需要满足巨石就可以静止在斜面上，与巨石质量无关，D错误。
5．D
【详解】
ABC．第10本与第11本之间摩擦力大小为
将下面20本看成一个整体，因为
所以下面20本作业相对左面静止，桌面对其的静摩擦力大小等于
故ABC错误；
D．第10本与第9本之间摩擦力大小为
若要把第10本抽出，水平拉力
故D正确。
6．A
【详解】
A．最终两球都匀速下落，由平衡条件得
可得
由图知大于，所以大于，即甲球质量大于乙球，故A正确；
B．由v-t图像的面积表示位移可得时间内甲球下落的高度高，故B错误；
C．释放瞬间两球的速度为零，则空气阻力为零，则甲、乙两球加速度均为重力加速度g一样大，故C错误；
D．由v t图像的斜率表示加速度，可知甲球先做加速度减小的加速运动，后做匀速运动，故D错误。
7．C
【详解】取圆环上很小的一段分析，设对应圆心角为θ，分析微元受力有重力、支持力N、两边圆环其余部分对微元的拉力T，由平衡条件有
由于微元很小，则对应圆心角很小，则
其中r为圆环拉伸后的半径，代入数据有
由题知，稳定时弹性圆环处于水平状态，且到底面的距离为圆锥高线的，则有
根据胡克定律有
计算有
8．CD
【详解】
AB．根据位移-时间图像斜率表示速度，由图可知，在0～时间内，甲车做匀速直线运动，初速度为0的匀变速直线运动位移与时间关系式
图象为抛物线，因此乙车做匀加速直线运动，故AB错误；
CD．根据题意，由图可知，时刻，两车处在同一位置，并排行驶，由图像斜率表示速度可知，甲车的速度小于乙车的速度，故C正确，D正确。
9．【答案】AB
【详解】
A．当物块b质量有最大值时，物块a所受的静摩擦力沿斜面向下，有
①
当物块b质量有最小值时，物块a所受的静摩擦力沿斜面向上，有
②
联立①②，解得物块a的质量为
③
故A正确；
B．将③代入①，解得物块a与斜面间的最大静摩擦力为
故B正确；
C．保持物体静止，只增大a的质量，绳的拉力仍然等于物块b的重力，保持不变，故C错误；
D．物体所受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式
物块a的最大静摩擦力跟接触面的粗糙程度和物块a对接触面的压力有关，跟物块b的重力无关，因此只增大b的质量，对物块a的最大静摩擦力没有影响，故D错误。
10．【答案】BC
【分析】由a图可知，当速度等于5m/s时，物体做匀速运动，受力平衡，根据kv＝2mg即可求解k，根据牛顿第二定律求解加速度；以运动员为研究对象，根据牛顿第二定律即可求最小拉力。
【详解】
A．当速度为5m/s时，做匀速直线运动，对整体，根据平衡有
2mg＝kv
解得k＝200N·s/m
A错误；
B．对整体，根据牛顿第二定律得
解得
方向竖直向上，B正确；
CD．向上的加速度最大时，绳子的拉力最大，对运动员分析，有
解得
所以悬绳能够承受的拉力至少为312.5N，C正确，D错误；
二、非选择题（共54分）
11【答案】7.00 A 4.9 不变
【详解】（1）[1]图中刻度尺的分度值为1mm，要估读到分度值的下一位，已知刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐，弹簧长度为
（2）[2]静止悬挂时重力等于弹簧弹力，结合胡克定律有
则可知A弹簧的劲度系数大于B弹簧的劲度系数；
[3]B弹簧的劲度系数为
（3）[4]把弹簧长度当成伸长量作为横坐标作图，图线相对原来会向右平移，但并不影响图线斜率，故k值不变；
12．【答案】不需要 需要 不需要 平衡摩擦时木板垫得过高 0.80 0.40 0.6 3.75
【详解】（1）[1]在调节木板倾斜度平衡木块受到的阻力时，应该不挂砂桶，只让小车拖着纸带在木板上匀速运动，因此不需要将小车连接悬挂砂和砂桶；
[2]平衡摩擦力时，应反复调节垫高，使小车拉着打点计时器在木板上恰好做匀速直线运动，因此需要将小车连接纸带和打点计时器；
[3]平衡摩擦力时满足
两边消掉了m，则平衡摩擦力后，改变小车质量时，不需要重新调节木板倾斜度。
（2）[4]由a F图像可知当拉力F为零时，加速度a不为零，说明平衡摩擦时木板垫得过高。
（3）[5]打下C点时小车的速度大小为
[6]小车的加速度大小为
（4）[7]由图可知，当时，加速度为零。由平衡条件有
解得
m＝0.6kg
[8]根据题意由牛顿第二定律有
整理得
结合图像可得
13．【答案】（1）0.25；（2）1125N
【详解】
（1）轿车从A点进入辅道的速度为
轿车减速至B点时速度为
由运动学公式
解得
轿车在AB路段行驶时的加速度大小为0.25。
（2）由牛顿第二定律可得
可得轿车在AB路段行驶时受到的总阻力大小f＝1125N
14．【答案】（1）30m/s；（2）2；（3）2.5s
【详解】
（1）利用逆向思维，根据速度与位移的关系式有
代入数据解得该汽车在该路段的最大速度为
（2）若无人驾驶汽车减速至与有人驾驶的汽车速度相等时，恰好没有追尾，此时加速度最小，有
联立解得
（3）制车过程，有
解得
加速过程，有
解得
刹车时间为，由
解得
加速恢复时间为，由
解得
故有
无人驾驶汽车若正常匀速通过刹车和加速的这段距离，所需时间为
故无人驾驶汽车因刹车减速和加速恢复而耽误的时间为
15．【答案】（1）0.5m；（2）0.7m，1.2m；（3），
【详解】
（1）苹果在传送带上匀加速的时间
苹果在传送带上相对传送带滑动的距离
（2）当第二个苹果刚刚放上传送带时，两个苹果间距离最小为
当第二个苹果速度与传送带速度相等时，两个苹果间距离最大为
（3）小苹果在分拣板上运动时受力分析可知
小苹果在分拣板上运动时做匀减速直线运动
小苹果在通道①上运动时做匀减速直线运动
求得
同理，大苹果在分拣板上运动时受力分析可知
大苹果在分拣板上做匀加速直线运动
大苹果在通道②上做匀减速直线运动
求得
综上所述，