湖北省武汉市洪山高中等三校2024-2025学年高一上学期12月联考物理试卷（含答案）

2024-2025学年湖北省洪山高中等三校高一（上）联考物理试卷（12月）
一、单选题：本大题共7小题，共28分。
1.关于牛顿第一定律和牛顿第二定律，下列说法中正确的是
A. 牛顿第二定律知，物体所受的合力的方向，就是物体运动的方向
B. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事物进行分析的产物，不可能用实验直接证明
C. 牛顿第一定律表明，物体只有在不受外力作用下静止或做匀速直线运动时才具有惯性
D. 由牛顿第二定律表达式可知，物体所受合外力跟物体质量成正比，跟物体加速度也成正比
2.《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领，智能机器制造是一个重要方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示，一机械臂铁夹夹起一个金属小球，小球在空中处于静止状态，铁夹与球接触面保持竖直，则下列说法正确的是
A. 机械臂铁夹对小球的两个弹力为一对作用力与反作用力
B. 小球受到5个力的作用
C. 现增大机械臂铁夹对小球挤压，小球受到的摩擦力随之变大
D. 若机械臂铁夹水平匀速移动，铁夹对小球作用力的方向斜向上
3.中国空间站中的航天员在实验舱的桌面上测量物体的质量，实验方案如下：质量为的标准物A的前后连接有质量均为的两个力传感器，待测质量的物体B连接在后传感器上，在某一外力作用下整体在桌面上运动，如图所示，稳定后标准物A前后两个传感器的读数分别为、，由此可知待测物体B的质量为
A. B. C. D.
4.我国新能源汽车产业集群化发展趋势愈加鲜明，2024年9月24日迈入新的发展阶段。某品牌电动汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶，速度逐渐减小，下图中分别画出了汽车转弯时加速度a的方向正确的是
A. B. C. D.
5.如图所示，静止在粗糙水平面上的斜面体，其顶端固定一光滑定滑轮，三条细绳结于O点，一条绳跨过定滑轮平行于斜面连接物块P，一条绳连接小球Q，P、Q两物体处于静止状态，另一条绳OA在外力F作用下使夹角，现缓慢改变绳OA的方向至，且保持结点O位置不变，整个装置始终处于静止状态，下列说法正确的是
A. 绳OA的拉力先增大后减小
B. 斜面对物块P的摩擦力的大小一定先减小后增大
C. 地面对斜面体有水平向左的摩擦力
D. 地面对斜面体的支持力等于物块P和斜面体的重力之和
6.如图甲所示，水平地面上轻弹簧左端固定，右端通过小物块压缩后锁定，时解除锁定释放小物块，计算机通过小物块上的速度传感器描绘出它的图线如图乙所示。其中Oab段为曲线，bc段为直线，倾斜直线Od是时图线的切线，已知小物块的质量为，重力加速度，则下列说法正确的是
A. 时弹簧恢复原长 B. 弹簧的劲度系数为
C. 小物块与地面间的动摩擦因数为 D. 整个过程中小物块的位移大小为
7.如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端叠放两个质量均为1kg的物体A，物体与弹簧栓接，弹簧的劲度系数为，初始时系统处于静止状态。现用大小为15N，方向竖直向上的拉力F作用在物体A上，使物体A开始向上运动，重力加速度g取，空气阻力忽略不计，下列说法正确的是
A. 外力施加的瞬间，A，B的加速度大小均为0
B. 当弹簧压缩量减小时，A，B间弹力大小为
C. A，B分离时，A物体的位移大小为
D. B物体速度达到最大时，弹簧被压缩了
二、多选题：本大题共3小题，共12分。
8.如图所示，倾角为的斜面体放在粗糙的水平地面上，一带有固定支架的三角滑块m正沿斜面加速下滑；支架上用细线悬挂的小球达到稳定与滑块相对静止后，细线与竖直方向的夹角也为，斜面体始终保持静止，则下列说法正确的是
A. 斜面是光滑的
B. 斜面是粗糙的
C. 达到稳定后，地面对斜面体的摩擦力水平向左
D. 达到稳定后，地面对斜面体的支持力等于滑块、小球与斜面体的总重力
9.如图所示，倾角为的传送带以的顺时针匀速转动，其上方与一水平台面平滑连接。一质量的货物从传送带的底端A处以的速率滑上传送带，已知货物与传送带间的动摩擦因数为，传送带A、B间的高度差，，，重力加速度，下列说法正确的是
A. 货物不能冲上水平台面 B. 货物从A处运动到B处所用的时间为
C. 货物在传送带上的划痕长为 D. 货物离开传送带时速度大小为
10.水平传送带被广泛地应用于生产、生活中。某生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带M和N，传送带M、N做匀速直线运动的速度大小分别为、，方向如图中所示。一小煤块视为质点离开传送带M前已经与传送带M的速度相同，并平稳地传送到传送带N上。小煤块的质量为1kg，与传送带N的动摩擦因数为，重力加速度，传送带N的宽度足够大。下列说法正确的是
A. 小煤块一直在做匀变速曲线运动
B. 小煤块传送到传送带N前的瞬间，相对传送带N的速度大小为
C. 小煤块留在传送带N上的划痕长度为
D. 当小煤块的速度偏转角的正切值为时，小煤块的速度最小
三、实验题：本大题共2小题，共18分。
11.某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P，下端用细线挂一重物M，弹簧测力计B的一端用细线系于O点，手持另一端向左拉，使结点O静止在某位置；分别读出弹簧测力计A和B的示数，并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向；
该实验运用的思想方法是 ；
A.控制变量法 等效替代法 理想模型法
本实验用的弹簧测力计示数的单位为N，图中A的示数为 N；
下列的实验要求不必要的是 填选项前的字母。
A.用测力计测量重物M所受的重力
B.实验应在水平桌面上进行
C.细线应与木板平面平行
D.改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点静止在同一位置
12.在“探究加速度与力、质量的关系”时采用如图1所示的实验装置，小车及车中砝码质量为M，砂与砂桶的质量为m，已知重力加速度为g；
在探究小车加速度a与质量M的关系时，下列说法正确的是 ；
A.平衡摩擦力时，砂桶应用细线通过滑轮系在小车上且小车后面的纸带也必须连好
B.实验中应改变砂和砂桶的质量，打出几条纸带
C.实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车
D.为直观分析a与M的关系，画出图像即可
下图是某次实验打点计时器打出的一条纸带部分。若A、B、C……计数点间的时间间隔均为，从图中给定的数据，可求出小车的加速度大小 ，打下C点时小车的速度大小是 计算结果保留两位有效数字；
在探究小车加速度a与所受合力F的关系时
①该同学根据测得的多组数据画出关系图线如图2，发现该图线既不通过坐标原点且AB段明显偏离直线，分析其产生原因，下列说法正确的是 ；
A.不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力不足
B.不通过坐标原点可能是因为平衡摩擦力过度
C.图线AB段弯曲可能是砂与砂桶总质量未满足远小于小车及车内砝码总质量的条件
②另一位同学利用最初的几组数据拟合了一条直线，如图3所示，与纵轴平行的直线和这两条图线以及横轴的交点分别为P、Q、N。此时，小车及车上砝码总质量为M，砂与砂桶总质量为m。他猜想：。请你分析论证该同学的想法是否正确 选填“正确”或“错误”？
四、计算题：本大题共3小题，共30分。
13.如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳悬挂，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平面上质量为的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲及人均处于静止状态。已知，，g取，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力
轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大？
若人的质量，人与水平面之间的动摩擦因数，欲使人在水平面上不滑动，则物体甲的质量最大不能超过多少？
14.2024年9月27日“运河争辉”乌篷船马拉松邀请赛在浙江绍兴浙东运河越城区段举行，水乡绍兴以这种特殊的活动方式庆祝中华人民共和国成立75周年，同时也纪念中国大运河申遗成功10周年。已知小船在静水中的速度为，现让船渡过某条河，若此河的两岸是理想的平行线，河宽为，水流速度为，方向与河岸平行，求：
欲使小船以最短时间渡河，最短时间是多少？小船的位移多大？
欲使小船以最短位移渡河，渡河所用时间是多少？
若河水因涨水导致水流速度变为，小船在静水中的速度为不变，此种情况下渡河最短位移及渡河时间分别为多少？
15.如图所示，一块质量为、长为的匀质木板B静止在足够长的水平地面上，在距木板的右端x处静止摆放着质量为的小木块不计小木块B的尺寸，A可视为质点，木板和小木块之间的动摩擦因数为 ，木板与地面之间的动摩擦因数为 ，在时刻，在木板左端施加一水平向左的恒定拉力F；已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度，则：
拉力F为多大才能拉动木板？
若拉力，，在F拉动木板的过程中，经多长时间木块离开木板；
若，在时撤去F，要想木块不从木板上掉下来，求x的取值范围。此问结果保留两位小数
答案
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】B
5.【答案】C
6.【答案】B
7.【答案】C
8.【答案】AC
9.【答案】BD
10.【答案】CD
11.【答案】B
12.【答案】C
AC
正确

13.【答案】以结点O为研究对象，建立直角坐标系，将 分解，如图所示，
由平衡条件得
代入数据解得 ，
当甲的质量增大到人刚要滑动时，质量达到最大，此时人受到的静摩擦力达到最大值，则有
由平衡条件得
又
代入数据解得
14.【答案】解：当船以静水中的速度垂直河岸过河时，渡河时间最短，如下图所示
最短时间为
这时小船的合速度为
此种情况下小船过河的位移为
船在静水的速度大于水流速度，那么最短位移为河宽，如图所示这种情况下，
小船的合速度为
当过河位移最短时过河的时间为
若水流速度为，则，此种情况下过河如图所示当船头方向即方向与合速度方向垂直时，渡河位移最短，大小为
这种情况下，小船的合速度为
过河时间为。

【解析】详细解答和解析过程见【答案】
15.【答案】解：木块与木板间的滑动摩擦力
木块在木板上时木板与地面间的滑动摩擦力大小为
对木块与木板，，得：
当木块相对于木板恰好滑动时，对木块由牛顿第二定律有：
对木板有：，解得：，
拉力，则A、B之间会发生相对滑动，对木板由牛顿第二定律有：，
代入数据解得：
木块与木板都做初速度为零的匀加速直线运动，则设经时间木块离开木板，
代入数据解得
拉力，木块相对木板滑动;
经时间撤去拉力，撤去拉力时木块的速度
对木板，由牛顿第二定律有：，代入数据解得：
木板的速度
撤去拉力时木块相对木板向右滑行的距离
撤去拉力后，木块继续做加速运动，木板做减速运动，直到两者速度相等;
对木块，由牛顿第二定律有：
木块的速度
由于刚撤去拉力时，对木板，由牛顿第二定律得，代入数据解得：
木板的速度
两者速度相等，即
代入数据解得，
在此时间内木块相对木板滑行的距离
木块相对木板向右滑动的最大位移为
由于，木块与木板速度相等后，木块与木板都做匀减速直线运动，直到两者速度为零，木块与木板速度相等后木块相对木板向左滑动;两者共速后，对木板，代入数据解得：对木块，由牛顿第二定律有：，代入数据解得：
速度相等后，木块相对木板向左滑动的最大距离为
木块不从木板的左端滑下，满足
木块不从木板的右端滑下，满足
综上x的取值范围为