山东省潍坊高密市第三中学2023-2024学年高一上学期9月月考物理试题（Word版附解析）

创新学院2023级物理试题一、选择题（共12小题，共40分。在每小题给出的四个选项中，第1-8题只有一项符合题目要求每小题3分，第9-12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）1.曹冲称象的故事出自《三国志》，“置象于船上，刻其水痕所至。称物以载之，则校可知矣。复称他物，则象重可知也”。下列物理学习或研究中用到的方法与曹冲称象的方法相同的是（　　）A.研究加速度与合力、质量的关系B.建立“质点”的概念C.建立“瞬时速度”的概念D.建立“合力和分力”概念【答案】D【解析】【详解】曹冲称象故事用等重量的石头代替等重量的大象，是等效替代的思想。A．研究加速度与合力、质量的关系，采用的是控制变量法，故A错误；B．建立“质点”的概念，采用理想模型法，不是等效替代，故B错误；C．建立“瞬时速度”的概念，采用极限思想，不是等效替代，故C错误；D．建立“合力与分力”的概念，采用的是等效替代的方法，故D正确。故选D。2.下列说法正确的是（）A.分力与合力等效替代关系B.大小分别为5N、7N和9N的三个力合成，其合力大小的范围为C.各种小型车辆前排乘坐的人必须系好安全带是为了减小乘客的惯性D.在单向匀变速直线运动中，中间时刻速度一定大于中间位置的速度【答案】A【解析】【详解】A．分力与合力的作用效果相同，分力与合力是等效替代关系，故A正确；B．当三个力方向相同时，合力最大5N和7N两个的合力大于等于2N，小于等于12N，而9N在这合力范围内，所以三个力的合力能为零，则合力最小值为0，合力范围为-22- 故B错误；C．惯性仅与物体质量有关，和是否系好安全带无关，故C错误；D．设匀变速直线运动的初速度为，末速度为v，则中间时刻的速度为中间位置的瞬时速度为由于无论是匀加速还是匀减速都有故D错误。故选A。3.伽利略对“运动和力的关系”和“自由落体运动”的研究，开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法。图甲、图乙分别展示了这两项研究中实验和逻辑推理的过程，对这两项研究，下列说法中正确的是（　　）A.图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出力是维持物体运动的原因B.图甲中的实验，可以在实验室中真实呈现C.图乙中先在倾角较小的斜面上进行实验，可“冲淡”重力，使速度的测量更容易D.图乙中通过逐渐改变斜面的倾角，合理外推得出自由落体运动是匀变速运动【答案】D【解析】【详解】A．图甲的实验为“理想实验”，通过逻辑推理得出物体的运动不需要力来维持的结论，A-22- 错误；B．完全没有摩擦阻力的斜面是不存在的，故实验不可能实际完成，B错误；CD．伽利略设想物体下落速度与时间成正比，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时，自由落体的时间短，无法测量，伽利略设计了让铜球沿阻力很小、倾角很小的斜面滚下,来“冲淡”重力的作用效果。而铜球在斜面上运动的加速度要比它自由落体的加速度小得多，所用时间长得多，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进行合理外推，得出自由落体运动的规律，C错误，D正确。故选D。4.在汽车内的悬线上挂着一个小球m，实验表明当汽车做匀变速直线运动时，悬线将与竖直方向成某一固定角度，如图所示。若在汽车底板上还有一个跟它相对静止的物体M，则关于汽车的运动情况和物体M的受力情况分析正确的是A.汽车一定向右做加速运动B.汽车一定向左做加速运动C.M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向左的摩擦力的作用D.M除受到重力、底板的支持力作用外，还一定受到向右的摩擦力的作用【答案】D【解析】【分析】【详解】AB．小球所受的合外力方向向右，可知汽车的加速度向右，则汽车可能向右做加速运动，也可能向左做减速运动，选项AB错误；CD．M除受到重力、底板的支持力作用外，因加速度向右，则还一定受到向右的摩擦力的作用，选项C错误，D正确。故选D。5.如图所示，用相同的细绳将同一个重物m，分别按甲、乙、丙三种方式悬挂起来，拉力分别是F1、F2、F3、F4，已知θ＝30°，则有（　　）-22- A.F4最大B.F2最小C.F1＝F3D.F3＝F4【答案】C【解析】【详解】对甲图物块进行受力分析，根据共点力平衡得对乙图物块进行受力分析，根据共点力平衡得丙图根据二力平衡可得故F2＞F4＞F1＝F3C正确，ABD错误。故选C。6.如图甲所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为m1的物体，∠ACB＝30°；图乙所示的轻杆HG一端用铰链固定在竖直墙上，另一端G通过细绳EG拉住，EG与水平方向成30°角，在轻杆的G点用细绳GF拉住一个质量为m2的物体，重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　）-22- A.图甲中BC对滑轮的作用力为B.图乙中HG杆受到绳的作用力为m2gC.细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为m1∶m2D.细绳AC段的拉力FAC与细绳EG段的拉力FEG之比为m1∶2m2【答案】D【解析】【分析】【详解】A．图甲中绳跨过滑轮，与滑轮接触的点是“动点”，也称为“活结”，绳上拉力大小处处相等，两段绳的拉力都是m1g，互成120°角，因此合力的大小是m1g，故BC对滑轮的作用力大小也是m1g（方向与竖直方向成60°角斜向右上方），故A错误；B．图乙中绳与杆的端点连在一起，杆与绳接触的点是“静点”，也称为“死结”，两段绳上的拉力不一定相等，而杆的一端用铰链固定在墙上，故杆对G点的弹力方向沿杆，对G点受力分析如图所示-22- 又由力的平衡条件由力性质可得HG杆受到绳的作用力为故B错误；CD．图乙中得故则D正确，C错误。故选D。7.如图所示，A、B两物体用两根轻质细线分别悬挂在天花板上，两细线与水平方向夹角分别为60°和45°，A、B间拴接的轻弹簧恰好处于水平状态，则下列说法正确的是（）A.A和B所受弹簧弹力大小之比为B.A和B的质量之比为C.悬挂A和B的细线上拉力大小之比为D.同时剪断两细线的瞬间，A、B的瞬时加速度大小之比为【答案】B-22- 【解析】【详解】A．同一根弹簧弹力大小相等，A、B所受弹簧弹力大小之比为1：1，故A错误；B．系统静止时，对A、B两个物体分别进行受力分析，如图所示A、B所受弹簧弹力大小相等，设为F。对物体A，根据平衡条件有对物体B，有解得故B正确；C．悬挂A、B的细线上拉力大小之比故C错误；D．剪断细线前，弹簧弹力剪断细线瞬间弹簧弹力不变，A受合力为解得A的加速度B的加速度为-22- 故A、B加速度之比为故D错误。故选B。8.如图，在粗糙水平面与竖直墙壁之间放置木块A和质量为m的光滑球B，系统处于静止状态；O为B的球心，C为A、B接触点，与竖直方向夹角为，重力加速度大小为g，则（）A.木块A对球B的支持力大小为B.地面对木块A的摩擦力大小为C.若木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的摩擦力变大D.若木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的支持力变大【答案】A【解析】【详解】A．以B球研究对象，受力分析如图所示，木块A对球B的支持力大小为选项A正确；-22- B．以整体为研究对象，水平方向的摩擦力等于墙与B之间的作用力F，则摩擦力选项B错误；C．把木块A右移少许，系统仍静止，θ角变小，墙壁对球B的支持力等于地面对木块的摩擦力变小，选项C错误；D．把木块A右移少许，系统仍静止，地面对木块A的支持力等于整体受到的重力，所以不变，选项D错误；故选A。二、多选题9.如图所示，重力为G的物体静止在倾角为α的斜面上，将重力G分解为垂直斜面向下的力F1和平行斜面向下的力F2，则（）A.F1不是物体对斜面的压力B.F2就是物体受到的静摩擦力C.物体对斜面的压力方向与F1方向相同，大小为GcosαD.物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力共三个力的作用【答案】ACD【解析】【详解】AB．F1、F2是重力G的两个分力，F1不是物体对斜面的压力，F2不是物体受到的静摩擦力，故A正确，B错误；C．物体对斜面的压力方向与F1的方向相同，大小为故C正确；-22- D．物体受到重力、斜面对物体的支持力、静摩擦力三个力的作用，故D正确。故选ACD。10.如图所示，两个质量分别为、的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接。两个大小分别为、的水平拉力分别作用在、上，则（）A.弹簧测力计的示数是10NB.弹簧测力计的示数是26NC.在突然撤去的瞬间，弹簧测力计的示数不变D.在突然撤去的瞬间，的加速度不变【答案】BC【解析】【详解】AB．以两物体组成的系统为研究对象，由牛顿第二定律可知，系统的加速度为方向水平向右，设弹簧拉力为F，以m1为研究对象，由牛顿第二定律得解得故B正确，A错误；C．弹簧的弹力不能突变，在突然撤去F2的瞬间，m1受力情况不变，m1受的合力不变，则弹簧测力计的示数不变，故C正确；D．弹簧的弹力不能突变，在突然撤去F1的瞬间，m1不再受F1的作用，m1受的合力改变，由牛顿第二定律可知，m1的加速度改变，故D错误。故选BC。11.如图，在水平地面上，某同学拉着一只重量为G的箱子，箱子与地面间的动摩擦因数为，绳子的拉力大小为F，绳子与水平方向的夹角为θ。下列说法正确的是（　　）-22- A.若箱子始终不动，θ一定，F越大，箱子对地面的压力越小B.若箱子始终不动，θ一定，F越大，箱子对地面的摩擦力越小C.若箱子始终匀速运动，θ从0°增大到90°，地面对箱子的支持力和摩擦力的合力先增大后减小D.若箱子始终匀速运动，θ从0°增大到90°，拉力F先减小后增大，其最小值为【答案】AD【解析】【详解】AB．若箱子始终不动，θ一定时，由平衡条件可得，箱子受到的支持力为箱子受到的静摩擦力为结合牛顿第三定律可知，F越大，箱子对地面的压力越小，箱子对地面的摩擦力越大，A正确，B错误；C．若箱子始终匀速运动，受力平衡，由于滑动摩擦力与支持力成正比，故支持力和摩擦力的合力与竖直方向的夹角不变，当θ从0°增大到90°，如图所示可知地面对箱子的支持力和摩擦力的合力不断减小，C错误；D．结合C解析可得-22- 若箱子始终匀速运动，θ从0°增大到90°，拉力F先减小后增大，其最小值为D正确。故选AD。12.如图所示，劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上，另一端与置于水平面上质量为m的物体A连接（另有一个完全相同的物体B紧贴着A，不粘连，A、B均可视为质点），弹簧水平且无形变。用水平力F缓慢推动物体B，在弹性限度内弹簧长度被压缩了，此时物体A、B静止。撤去F后，物体A、B开始向左运动，已知重力加速度为g，物体A、B与水平面间的动摩擦因数为μ。则下列说法正确的是（　　）A.撤去F瞬间，物体A、B的加速度大小为B.撤去F后，物体A和B分离前，A、B两物体之间作用力与弹簧形变量成正比C.若物体A、B向左运动要分离，则分离时向左运动距离为D.物体A、B一起向左运动距离时获得最大速度【答案】ABC【解析】【详解】A．撤去力F瞬间，对A、B系统，由牛顿第二定律得解得故A正确；B．分离前，对A、B整体受力分析，由牛顿第二定律有隔离B，由牛顿第二定律-22- 联立得故A、B两物体之间作用力与弹簧形变量成正比，故B正确；C．分离时，A、B两物体加速度相同，没有相互作用力，故原长分离，即分离时向左运动的距离为，故C正确；D．当系统所受合力为零，即位移时速度最大，故D错误。故选ABC。三、实验题13.某同学利用如图甲所示的装置做“探究弹力和弹簧伸长的关系”实验。（1）将弹簧悬挂在铁架台上，将刻度尺固定在弹簧一侧。弹簧轴线和刻度尺都应在___________（选填“水平”或“竖直”）方向。（2）他通过实验得到如图乙所示的弹力大小F与弹簧长度x的关系图线（不计弹簧的重力）。由图线可得弹簧的原长___________，劲度系数___________，他利用本实验原理把图甲中的弹簧做成一把弹簧秤，当示数如图丙所示时，该弹簧的伸长量___________。-22- 【答案】①.竖直②.4③.0.5④.6【解析】【分析】（1）弹簧是竖直的，要减小误差，刻度尺必须竖直；（2）弹簧处于原长时，弹力为零；根据胡克定律求解劲度系数；直接从弹簧秤得到弹力，即可求解。【详解】（1）[1]弹簧是竖直悬挂的，要减小误差，刻度尺必须与弹簧平行，故刻度尺要保持竖直状态；（2）[2][3][4]弹簧处于原长时，弹力为零，故原长为；弹簧弹力为时，弹簧的长度为，伸长量为；根据胡克定律有由图丙得到弹簧的弹力为，依据胡克定律有【点睛】本题关键是明确实验原理，然后根据胡克定律并结合图像列式求解，不难，注意胡克定律的适用范围。14.如图甲所示是“探究力的平行四边形定则”的实验，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳套的结点，OB和OC为细绳套，图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。-22- （1）下列哪一个选项是不必要的实验要求？_________。（请填写选项前对应的字母）A．两个弹簧秤的夹角适当大些B．弹簧秤应在使用前校零C．拉线方向应与木板平面平行D．改变拉力，进行多次实验，每次都要使O点在同一位置（2）本实验采用的科学方法是_________。（请填写选项前对应的字母）A．理想实验法B．等效替代法C．控制变量法D．建立物理模型法（3）图乙中F与两力中，方向一定沿AO方向的是_________。（4）如图丙所示，在探究“共点力合成”的实验中，橡皮筋一端固定于P点，另一端连接两个弹簧秤，分别用F1与F2拉两个弹簧秤，将结点拉至O点，且F1与F2的夹角为锐角。现让F2大小增大、方向不变，要使结点仍位于O点，则F1的大小及图中β（β>90°）角的变化可能是_________。（请填写选项前对应的字母）A．增大F1的同时增大β角B．减小F1的同时减小β角C．增大F1的同时减小β角D．减小F1的同时增大β角【答案】①.D②.B③.④.BCCB【解析】【详解】（1）[1]ABC．此实验中，两个弹簧秤的夹角适当大些；弹簧秤应在使用前校零，以减少读数的误差；拉线方向应与木板平面平行，以减小实验误差，故ABC正确；D．改变拉力，进行多次实验，没必要每次要使O点在同一位置，故D错误。本题选择不必要的实验要求，故选D。（2）[2]合力与分力是等效替代的关系，所以本实验采用的是等效替代法。故选B。（3）[3]F是通过作图的方法得到的合力的理论值，而是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮条，使橡皮条伸长到O点，使得一个弹簧秤的拉力与两个弹簧秤的拉力效果相同，测量出的合力。故方向一定沿AO方向的是。（4）[4]AD．根据力的平行四边形定则可知，让F2大小增大、方向不变，β角不可能增大，故AD错误；B．根据题意，由力的平行四边形定则得出图甲-22- 由此可知减小F1的同时减小β角可以实现题意要求，故B正确；C．同理根据由力平行四边形定则得出图乙由此可知增大F1的同时减小β角可以实现题意要求，故C正确。故选BC。15.如图，水平面上有一辆小车，小车上有一倾角为30°的光滑斜面，用劲度系数为500N/m的弹簧连接一质量为2kg的物体。以下过程中，物体m与斜面保持相对静止。（g取）（1）若要使物体m对斜面无压力，小车加速度必须多大？（2）若使弹簧保持原长，小车的加速度又该如何？（3）当小车以的加速度向右加速运动时，求弹簧伸长的长度。【答案】（1）；（2），方向向左；（3）【解析】【详解】（1）若要使物体m对斜面无压力,则物体受重力和沿线面向上的弹簧拉力，由牛顿第二定律可知-22- 解得（2）若使弹簧保持原长，物体受重力和垂直线面的支持力，由牛顿第二定律可知解得方向向左；（3）对物体进行受力分析如图所示解得由胡克定律可知16.如图所示，质量为的物体甲通过三段轻绳相连，三段轻绳的结点为O，轻绳OB水平且B端与站在水平地面上的质量为的人相连，轻绳OA与竖直方向的夹角，物体甲及人均处于静止状态，人的质量，人与水平面之间的动摩擦因数为。已知，，重力加速度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：-22- （1）轻绳OA、OB受到的拉力是多大？（2）人对地面的摩擦力是多大？（3）欲使人在水平面上不滑动，物体甲的质量最大不能超过多少？【答案】（1）250N，150N；（2）150N；（3）32kg【解析】【详解】（1）以结点O为研究对象，如图所示建立直角坐标系，将FOA分解，由平衡条件有解得（2）人水平方向受到OB绳的拉力和水平面的静摩擦力，受力如图所示由平衡条件得-22- 方向水平向左；根据牛顿第三定律可得人对地面的摩擦力大小是150N，方向水平向右；（3）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由平衡条件得又解得所以物体甲的质量最大不能超过32kg。17.如图所示，A、B两物块的质量分别为2m和m，静止叠放在水平地面上。A、B间的动摩擦因数为μ，B与地面间的动摩擦因数为。最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g。现对A施加一水平拉力F，求：（1）若A、B在拉力作用下发生相对滑动则A、B的加速度分别是多大？（2）拉力F满足说什么条件才能使发生相对滑动。【答案】（1），；（2）大于【解析】【详解】（1）若A、B在拉力作用下发生相对滑动，对A由牛顿第二定律解得-22- 对B由牛顿第二定律可得解得（2）B的最大加速度设当A、B恰好发生相对滑动时的拉力为F′，加速度为a′，则对A，有对A、B整体，有解得即拉力F满足大于才能使发生相对滑动。18.如图所示，质量为m物块A被轻质细绳系住斜吊着放在倾角为30°的静止斜面上，物块A与斜面间的动摩擦因数为μ（）。细绳绕过定滑轮O，左右两边与竖直方向的夹角α=30°、β=60°，细绳右端固定在天花板上，为细绳上一光滑动滑轮，下方悬挂着重物B。整个装置处于静止状态，重力加速度为g，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。求：(1)重物B的质量为多少时，A与斜面间恰好没有摩擦力作用？(2)A与斜面间恰好没有摩擦力作用时，水平地面对斜面的摩擦力为多大？(3)重物B的质量满足什么条件时，物块A能在斜面上保持静止？-22- 【答案】(1)；(2)，方向水平向左；(3)【解析】【详解】(1)受力分析可知：A与斜面间恰好没有摩擦力作用即f=0，根据平衡条件，解得由B受力平衡可知(2)对斜面体受力分析和平衡条件可知方向水平向左。(3)如果物体A恰好不上滑，则对A，平行斜面方向T1cos30°-mgsin30°-f=0垂直斜面方向N+T1sin30°-mgcos30°=0解得-22- 如果物体A恰好不下滑，摩擦力反向，则对A，平行斜面方向T2cos30°-mgsin30°+f=0垂直斜面方向N+T2sin30°-mgcos30°=0解得对物体B，根据平衡条件，有2Tcos60°=m′g故绳子的拉力等于物体B的重力，故物体B的质量范围为-22-