湖南省长沙十五中2024-2025学年高一上学期12月月考物理试卷（含解析）

湖南省长沙十五中2024-2025学年高一上学期12月月考
物理试卷
一、单选题：本大题共8小题，共32分。
1.中国古代灌溉农田用的桔是臂架型起重机的雏形。如图所示，用起重机将一质量的重物竖直向上吊起，若重物上表面是边长为的水平正方形，四根长度均为的吊绳分别连接在正方形的四个角，另一端连接在吊索下端的点。取重力加速度，忽略空气阻力和吊绳的重力，起重机的吊索吊着重物匀速上升过程中，吊索上的拉力大小和每根吊绳上的拉力大小分别为( )
A. B.
C. D.
2.如图所示，一平直公路上有三个路标、、，且、。一辆汽车在该路段做匀加速直线运动依次经过、、三个路标，已知汽车在路标间的速度增加量为，在路标间的速度增加量为，则下列说法中正确的是
A. 汽车在段的平均速度大小为
B. 汽车从处运动到处的时间为
C. 汽车经过处时的速度大小为
D. 汽车在该路段行驶的加速度大小为
3.物体做直线运动时各物理量之间的关系可作出下列图像，图中、、、分别表示物体的位移、速度、加速度和时间，下列说法正确的是( )
A. 由图可知，物体做匀速直线运动
B. 由图可知，物体的加速度大小为
C. 由图可知，物体在前内的位移大小为
D. 由图可知，物体在第末速度大小一定为
4.一辆汽车在内做匀加速直线运动，初速为，末速为，在这段时间内( )
A. 汽车的加速度为 B. 汽车的加速度为
C. 汽车的平均速度为 D. 汽车的平均速度为
5.关于质点，下列说法不正确的是
A. 引入“质点”，从科学方法上来说是属于建立理想物理模型的方法
B. 当物体的大小和形状对研究的问题没有影响时可将物体看作质点
C. 地球很大，在任何情况下都不能看成质点
D. 研究体操运动员在空中的翻滚动作时，不能将体操运动员看作质点
6.意大利科学家伽利略在研究物体变速运动规律时，做了著名的“斜面实验”，他测量了铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，于是他对大倾角情况进行了合理的外推，由此得出的结论是( )
A. 物体都具有保持原来运动状态的属性，即惯性
B. 自由落体运动是一种匀变速直线运动
C. 力是使物体产生加速度的原因
D. 力不是维持物体运动的原因
7.如图所示，重量为的光滑足球，用由若干条轻质丝线组成的网兜兜住，通过悬绳悬挂于光滑墙的点，悬绳与丝线结于点，悬绳与墙面间的夹角为，则下列说法正确的是( )
A. 悬绳拉力的大小为
B. 墙壁对足球的支持力为
C. 将丝线和悬绳的结点由点上移到点，悬绳的拉力增大
D. 将丝线和悬绳的结点由点上移到点，增壁对足球的支持力不变
8.为方便使用，可将笔记本电脑放在倾角可调的支架上，如图甲所示，支架可简化为图乙所示模型，斜面的倾角为，支架底端的固定挡板与斜面垂直。若笔记本电脑的重力大小为，不计一切摩擦，则( )
A. 笔记本电脑对挡板的压力小于
B. 笔记本电脑只受重力和斜面的支持力作用
C. 支架对笔记本电脑的作用力大小小于
D. 笔记本电脑对斜面的压力大小为
二、多选题：本大题共4小题，共20分。
9.如图所示，两个截面半径均为、质量均为的半圆柱体、放在粗糙水平面上，、截面圆心间的距离为。在、上放一个截面半径为、质量为的光滑圆柱体，、、始终都处于静止状态，则( )
A. 地面对的作用力沿圆心连线方向 B. 对地面的压力大小为
C. 越大，、间的弹力越小 D. 越大，地面对、的摩擦力越大
10.如图甲所示，对静止在光滑水平面上的木箱施加一水平向左的拉力，木箱加速度随时间变化的图像如图乙所示，后加速度保持不变；箱内有一光滑斜面，斜面倾角，可视为质点的滑块刚开始在斜面底部。已知木箱质量，滑块的质量，斜面高。下列说法正确的是、，
A. 末，水平拉力的大小为 B. 末，木箱的速度为
C. 后滑块开始相对于斜面向上运动 D. 末滑块到达斜面顶部
11.如图所示，水平桌面上放一质量为的盒子乙，乙内放置一质量为的滑块丙，跨过光滑定滑轮的轻细绳连接物块甲和盒子乙，连接乙的细绳水平，乙与丙、乙与桌面的动摩擦因数都为现由静止释放物块甲，乙与丙以相同加速度开始运动，重力加速度则( )
A. 如果甲的质量为 ，滑块丙受到的摩擦力为
B. 如果甲的质量为 ，滑块丙受到的摩擦力为
C. 物块甲的质量满足
D. 物块甲的质量满足
12.如图所示，在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体，的左端紧靠竖直墙，与竖直墙之间放一光滑圆球，整个装置处于静止状态．把向右移动少许后，它们仍处于静止状态，则下列判
断正确的是( )
A. 对地面的压力减小 B. 对墙的压力增大
C. 与之间的作用力减小 D. 地面对的摩擦力减小
三、综合题：本大题共6小题，共48分。
13.在“探究力的平行四边形定则”的实验中，实验装置示意图如图甲所示，其中为橡皮绳，和为细绳，为固定橡皮筋的图钉，为橡皮筋与细绳的结点．先用两个弹簧测力计将橡皮绳的一端拉至点，测出两个拉力
和；再用一个弹簧测力计将橡皮绳拉至点，测出其拉力图乙是某同学在白纸上根据实验结果作出的力的图示．
图乙中的与两力中，方向一定沿方向的是______
采取下列哪些措施可以起到减小实验误差的作用______
A.两个分力、间的夹角应大于
B.两个分力、的大小应尽量大些
C.拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些
D.弹簧测力计、细绳、橡皮条都应与木板平行．
14.如图甲所示，某兴趣小组在探究加速度与力、质量的关系实验中，将一端带定滑轮的长木板放在水平桌面上，小车的左端通过轻质细绳跨过定滑轮与砝码盘相连，小车的右端与穿过打点计时器的纸带相连。已知重力加速度大小为，打点计时器所接电源的频率为。
用小木块把木板垫高后，在不挂砝码盘的情况下，轻推一下小车，直到打点计时器打出一系列间距均匀的点。
在平衡摩擦力后，保持小车质量不变的情况下，改变砝码盘中砝码的质量，重复实验多次。根据实验数据描点作出了如图乙所示的图像，图线不过坐标原点的原因可能是__________，图线末端弯曲的原因是__________。
A.砝码的质量过大 平衡摩擦力不足
C.细绳与木板未调节平行 实验中忽略了砝码盘的质量
实验过程中打出如图丙所示的一条理想纸带，图中、、、、相邻两计数点间还有个点未画出，则小车运动的加速度大小__________。结果保留三位有效数字
15.如图所示的装置是某工厂用于产品分拣的传送带示意图，产品可以忽略其形状和大小无初速地放上水平传送带的最左端，当产品运动到水平传送带最右端时被挡板挡住，分拣员在此鉴定产品质量，不合格的被取走，合格品被无初速地放在斜向传送带的顶端，滑至底端的传送带后再进行包装等工序。已知传送带、与产品间的动摩擦因数，均以的速度按图示方向匀速转动，水平传送带长，斜向传送带长，倾角，求：
产品刚放上水平传送带时，产品加速度的大小和方向；
产品在水平传送带上运动的时间；
产品在斜向传送带上运动的时间。
16.如图，倾斜传送带与水平面的夹角为，传送带沿逆时针方向匀速转动，速率为，一个质量为的小煤块与传送带间的动摩擦因数为，将小煤块无初速度地放在传送带的顶端，当小煤块速度与传送带的速度相同时，传送带立即停止运动，若小煤块恰好能运动到传送带底端，重力加速度大小取。求：
传送带部分长度；结果保留两位小数
小煤块在传送带上留下的痕迹长度。
17.如图所示，在绿茵场上，甲同学从点将足球沿方向踢出，足球沿地面做初速度，加速度的匀减速运动。在足球被踢出的同时，乙同学从点开始做初速为的匀加速运动，速度达到后做匀速运动，到达点时刚好接到足球。已知、间的距离与、间的距离均为，求：
足球在、间运动的时间；
乙同学做加速运动的加速度大小。
18.如图所示，一个人用与水平方向成的力推一个静止在水平面上质量为的物体，物体和地面间的动摩擦因数为、取求：
物体的加速度多大；
末物体的位移多大；
后撤去物体还能运动多远．
答案解析
1.
【解析】解：设吊绳与竖直方向的夹角为，则，
设每根吊绳上的拉力为，根据力的平衡：，
解得：，
由平衡条件可知：吊索上的拉力，故A正确，BCD错误。
2.
【解析】设汽车经过路标时速度为，汽车在路标间的速度增加量为，在路标间的速度增加量为，故通过路标时速度为，通过路标时速度为
由匀变速直线运动的速度与位移关系有：
解得：，
A.汽车在段的平均速度大小为，故A错误；
B.汽车从处运动到处的时间为：，故B错误；
C.汽车经过处时的速度大小为，故C错误；
D.由上述分析可知汽车在该路段行驶的加速度大小为，故D正确。
故选D。
3.
【解析】A.根据 ，可知图中物体做初速度为零的匀加速直线运动，故A错误；
B.根据 ，可知图中物体的加速度大小为，故B正确；
C.图中的函数关系为可得，则物体在前内的位移大小为，故C错误；
D.由 ，可知 图像与横轴所围的面积等于速度的变化量，则物体在前内的速度变化量大小为，
但由于不知道 时刻的初速度大小，所以无法确定物体在第末速度大小，故D错误。
故选B。
4.
【解析】解：、由于是匀加速直线运动，因此初末速度方向相同，所以有
加速度为：，故A正确，B错误；
、平均速度。故CD错误。
故选：。
本题很简单，直接考查了匀变速直线运动中加速度的定义式和平均速度公式，直接代入公式求解即可．
本题考查了匀变速直线运动中的基本公式应用，对于这些公式要明确公式使用条件以及公式中各个物理量的含义，尤其注意其矢量性．
5.
【解析】A.“质点”是为了研究问题简单而引入的理想化的模型，所以它们从科学方法上来说属于理想模型，故A正确；
B.只有当物体的大小和形状在研究的问题中属于次要因素时才能将物体看作质点，故B正确；
C.地球很大，但在研究地球绕太阳公转的时间时，可以看做质点，故C错误；
D.研究体操运动员在空中的翻滚动作时，运动员的大小形状不能忽略，所以不能将体操运动员看作质点，故D正确。
因本题选不正确的，故选C
6.
【解析】解：铜球在较小倾角斜面上的运动情况，发现铜球做的是匀变速直线运动，且铜球加速度随斜面倾角的增大而增大，倾角最大的情况就是时，这时物体做自由落体运动，由此得出的结论是自由落体运动是一种匀变速直线运动，故B正确，ACD错误．
故选：
结论是由实验推导出来的，所以结论必须与实验相联系，题目中的结论要与随着斜面倾角的增大，铜球做怎样的运动有关
该题属于实验推论题，要求同学们正确理解科学家的基本观点和佐证实验，该题难度不大，属于基础题．
7.
【解析】对足球进行受力分析，如图
足球处于平衡状态，设悬绳拉力为 ，墙壁对足球的支持力为 ，由平衡条件，有
解得
故AB错误；
将丝线和悬绳的结点由点上移到点，夹角增大， 减小，悬绳拉力 增大， 增大，墙壁对足球的支持力 增大，故C正确，D错误。
故选C。
8.
【解析】、笔记本电脑处于静止状态，受力平衡，根据平衡条件可知，在垂直支架方向有：，则笔记本电脑对挡板的压力小于，故A正确，D错误
B、笔记本电脑受重力和斜面的支持力及弹力作用，故B错误
C、笔记本电脑处于静止状态，受力平衡，受到重力和支架对笔记本电脑的作用力，根据平衡条件可知，支架对笔记本电脑的作用力大小等于重力，方向与重力方向相反，竖直向上，故C错误。
故选A。
9.
【解析】A.地面对有支持力和摩擦力两个力作用，地面对的作用力是它们的合力；受到重力、地面的支持力、摩擦力、球的压力，如图所示：
根据平衡条件知：地面的支持力和摩擦力的合力与力和压力的合力等值、反向，球对的压力方向沿方向，则力和压力的合力一定不沿方向，故地面对的作用力不沿方向，故A错误；
B.以三个物体组成的整体为研究对象，受到总重力和地面对和支持力，两个支持力大小相等，则由平衡条件得知：地面对的支持力为，则由牛顿第三定律得知对地面的压力大小也为，故B正确；
C.以为研究对象，由平衡条件有：

得，越小，越小，则得对间的弹力越小，故C错误；
D.以为研究对象，根据平衡条件得知：地面对的摩擦力，而对的压力，则越大，越大，越大，故D正确；
故选BD。
10.
【解析】A.以木箱作为参考系，当滑块相对于斜面刚要发生相对滑动时受到重力和支持力作用，此时滑块的加速度，末由图可知，滑块相对于木箱没有发生相对运动，滑块木箱可视为整体，据可知，故A错误
B.根据图求面积可知内速度增加量，末速度为，故B正确
C.末滑块的加速度为，滑块相对于斜面开始滑动，故C正确
D.方法一：后开始发生相对滑动，设相对加速度为，根据，，解得，则滑块到达斜面顶部时刻为末，故D错误；
11.
【解析】解：、当乙刚要被拉动时，有，
得 。
当丙与乙刚要相对滑动时，对丙有
对乙丙整体有
对甲有
联立以上三式解得
所以物块甲的质量满足 。故C错误，D正确。
、如果甲的质量为 ，乙、丙相对静止，设加速度为。
根据牛顿第二定律得
对乙丙整体：
对甲：
对丙有：
联立解得滑块丙受到的摩擦力为故A正确，B错误。
故选：。
先研究丙与乙刚要相对滑动时的加速度，再对乙、丙及甲分别运用牛顿第二定律列式，求得甲的质量，结合乙、丙整体刚要拉动时的条件求解物块甲的质量范围。再研究甲的质量为 时，丙、乙的状态，分别对甲、乙丙整体以及丙运用牛顿第二定律列式，求解滑块丙受到的摩擦力
本题是连接体问题，要灵活选择研究对象，注意整体法和隔离法的应用。利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答。
12.
【解析】解：、以为整体分析，竖直方向上受重力及地面的支持力，两物体的重力不变，故A对地面的压力不变，故A错误；
B、对小球受力分析，作出平行四边形如图所示．移动前后，受力平衡，即球受墙壁及的弹力的合力与重力大小相等，方向相反；向右移动少许，弧形斜面的切线顺时针旋转，对球的弹力也顺时针旋转，可知对球的弹力及墙壁对球的弹力均减小，故B错误，C正确；
D、分析整体，水平方向上受墙壁的弹力和地面的摩擦力而处于平衡状态，弹力减小，摩擦力减小，故D正确．
故选：
正确的对小球进行受力分析，根据小球静止即小球处于平衡状态，小球所受合力为，现将向右移动少许，改变了对小球支持力的方向，再根据平衡判断小球所受各力的大小变化．
正确的对物体进行受力分析，并能根据物体平衡确定各力的大小及大小变化关系，适时根据牛顿第三定律确定各力的变化情况是解决本题的关键．
13.；
【解析】解：与合力的实验值是指通过实验得到值，即用一个弹簧拉绳套时测得的力的大小和方向，而理论值实际值是指通过平行四边形得出的值，故F是力与合力的实验值，其方向一定沿方向．
、实验要方便、准确，两分力适当大点，读数时相对误差小，夹角不宜太大，也不宜太小，合力太小，读数的相对误差大，故A错误，B正确；
C、为了更加准确的记录力的方向，拉橡皮条的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要远些，故C正确；
D、拉橡皮筋时，弹簧秤、橡皮条、细绳应贴近木板且与木板平面平行．故D正确；
故选：
故答案为：；
在实验中和分别由平行四边形定则及实验得出，明确理论值和实验值的区别即可正确解答；
本实验采用“等效法”，即要求两次拉橡皮筋的效果相同，对于两弹簧拉力大小以及夹角大小没有具体要求，只要便于作图以及减小误差即可，根据实验原理及注意事项进行分析解答．
该题主要考查对验证力的平行四边形定则的原理理解，所以实验中一定要通过实验的原理去掌握实验，脱离开原理是无法正确解决实验问题的．
14.；；。
【解析】根据图像，砝码的质量等于零时，加速度不等于零，说明小车的合力不等于零，表明实验中忽略了砝码盘的质量，D正确；
砝码的质量过大，或者细绳与木板未调节平行，图线仍然通过坐标原点，AC错误；
平衡摩擦力不足时，细绳有拉力小车的加速度等于零，图线与横轴有交点，B错误。
故选D。
设砝码盘和砝码的总质量为，根据牛顿第二定律得
则
解得
只有满足砝码盘和砝码的总质量远远小于小车的质量时，绳的拉力才等于砝码盘和砝码的总重力，若不满足砝码盘和砝码的总质量远远小于小车的质量，图像末端弯曲。
故选A。
小车运动的加速度大小为。
15.解：对产品受力分析，根据牛顿第二定律，有：
代入数据得：
方向水平向右
设产品加速到和传送带速度相等，所需时间为，则有：
设加速时间内位移为，有：
设产品匀速运动时间为，则有：
产品在水平传送带上运动的时间为：
联立，代入数据得：
对产品受力分析，利用牛顿第二定律，
在第一段
代入数据得：
对应的时间和位移为：
，
在第二段
代入数据得：
故第二段时间为：
对应时间为：
得：
答：产品刚放上水平传送带时，产品加速度的大小为，方向水平向右；
产品在水平传送带上运动的时间为；
产品在斜向传送带上运动的时间为。
【解析】对产品受力分析，利用牛顿第二定律可以求出加速度的大小和方向；
先受力分析，求出加速度，再分析产品的运动情况，结合运动学公式，可以求出总的时间；
对产品受力分析，求出加速度，结合运动学公式，求出各段时间，最后求出总时间。
本题考查传送带问题，特别要注意倾斜传送带的加速度问题，在受力分析时要分析合力的变化情况。
16.小煤块无初速度地放在传送带的顶端，向下做匀加速直线运动，当小煤块速度与传送带的速度相同，传送带立即停止运动时，再做匀减速直线运动。
匀加速直线运动阶段有
代入数据解得
根据运动学公式有
解得
在匀减速直线运动阶段有
代入数据解得
根据运动学公式有
解得
因此传送带部分长度
小煤块先相对于传送带向上滑，再相对于传送带向下滑，所以痕迹长度

【解析】详细解答和解析过程见答案
17.解：根据
解得
对乙同学，有
联立解得
【解析】对足球，根据位移公式求解加速度；
对乙同学，先做匀加速运动，后做匀速运动，根据位移公式和速度公式及位移关系、时间关系列式，联立求解；
本题关键分析清楚足球和乙同学的运动特点，熟练掌握运动学公式，理清位移、时间关系。
18.解：对物体进行受力分析有：箱子受竖直向下的重力、地面竖直向上的支持力、推力和水平面的摩擦力作用，根据牛顿第二定律有：
在水平方向满足：
在竖直方向满足：
物体所受的摩擦力为：
联立以上三式可得物体的加速度为：；
物体做初速度为零的匀加速直线运动，
则物体秒末的位移为：；
后物体的速度为：
撤掉力后，根据牛顿第二定律有：
所以滑行距离为：
联立得：
故后撤去物体还能运动的距离为。
【解析】对物体进行受力分析有：箱子受竖直向下的重力、地面竖直向上的支持力、推力和水平面的摩擦力作用，根据牛顿第二定律有：
在水平方向满足：
在竖直方向满足：
物体所受的摩擦力为：
联立以上三式可得物体的加速度为：；
物体做初速度为零的匀加速直线运动，
则物体秒末的位移为：；
后物体的速度为：
撤掉力后，根据牛顿第二定律有：
所以滑行距离为：
联立得：
故后撤去物体还能运动的距离为。
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