湖南省名校联考2023-2024学年高一上学期12月月考物理试题（Word版附解析）

高一物理考试注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第一册第一章至第四章第3节。一、选择题（本题共10小题，共44分。其中1~6题为单选题，每小题4分，全对得4分，错选得0分；7~10题为多选题，选全得5分，漏选得3分，错选得0分）1.2023年10月4日晚杭州亚运会田径比赛结束后，在杭州奥体中心体育场举行了递补奥运奖牌颁奖仪式。此前，国际奥委会于2022年5月19日在洛桑召开执委会，宣布中国田径男子米接力队递补获得东京奥运会铜牌。中国队跑出37秒79的成绩，他们打破了历史，使中国男子米接力队在奥运会上获得了首枚奖牌。关于米接力赛，下列说法正确的是（　　）A.题中的“37秒79”指的是时刻B.米接力赛中，交接棒的两个运动员可以视为质点C.四名运动员均跑了100米左右，这里的100米指的是位移D.比赛获得第一名的接力队，其平均速率一定最大【答案】D【解析】【详解】A．“37秒79”指的是时间，故A错误；B．交接棒时，运动员的形状、大小不能忽略，交接棒的两个运动员不可以视为质点，故B错误；C．四名运动员均跑了100米左右，这里的100米是运动员运动轨迹的长度，指的是路程，故C错误；D．全程400米指的是路程，比赛获得第一名的接力队，所用时间最短，其平均速率一定最大，故D正确。故选D。2.在物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法，如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法、微元法、科学假设法和建立物理模型法等。以下关于物理学研究方法的叙述正确的是（　　）A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法运用了假设法B.运动学中速度、加速度的定义都运用了比值法C.当物体的运动时间趋近于0时，时间内的平均速度可看成瞬时速度运用了等效替代法D. 在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了极限思想法【答案】B【解析】【详解】A．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用质点来代替物体的方法，运用了理想模型法，故A错误；B．运动学中速度、加速度的定义都运用了比值法，故B正确；C．当物体的运动时间趋近于0时，时间内的平均速度可看成瞬时速度，运用了极限思想法，故C错误；D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程等分成很多小段，然后将各小段位移相加，运用了微元法，故D错误。故选B。3.如图所示，电动公交车做匀加速直线运动出站，连续经过、、三点，已知间的距离是的两倍，段公交车的平均速度是，段公交车的平均速度是，则公交车经过点时的瞬时速度为（　　）A.B.C.D.【答案】A【解析】【详解】根据题意，由匀变速直线运动平均速度公式有由运动学公式有联立得 故选A。4.铯原子喷泉钟是定标“秒”的装置。在喷泉钟的真空系统中，可视为质点的铯原子团在激光的推动下，获得一定的初速度。随后激光关闭，铯原子团仅在重力的作用下做竖直上抛运动，到达最高点后再做一段自由落体运动。取竖直向上为正方向。下列可能表示激光关闭后铯原子团速度或加速度随时间变化的图像是（　　）A.B.C.D.【答案】D【解析】【详解】AB．铯原子团仅在重力的作用，加速度g竖直向下，大小恒定，在图像中，斜率为加速度，故斜率不变，所以图像应该是一条倾斜的直线，故选项AB错误；CD．因为加速度恒定，且方向竖直向下，故为负值，故选项C错误，选项D正确。故选D。5.如图所示，在光滑水平地面上，两相同物块用细线相连，两物块质量均为1kg，细线能承受的最大拉力为4N。若在水平拉力F的作用下，两物块一起向右做匀加速直线运动。则F的最大值为（　　）A4NB.6NC.8ND.10N【答案】C【解析】【详解】对两物块整体做受力分析，根据牛顿第二定律有再对于后面的物块有由于 联立解得故选C。6.如图所示，质量为的物体放到倾角为的斜面上，物体沿斜面下滑，则（　　）A.若物体匀速下滑，则在物体上再叠放一个相同的物体，物体将加速下滑B.若物体匀速下滑，则在物体上施加大小为、方向竖直向下的作用力，物体将加速下滑C.若物体匀加速下滑，则在物体上再叠放一个相同的物体，物体将以更大的加速度下滑D.若物体匀加速下滑，则在物体上施加大小为、方向竖直向下的作用力，物体将以更大的加速度下滑【答案】D【解析】【详解】A．物体匀速下滑，根据受力平衡可知叠放物体后依然有则物体仍然匀速下滑，故A错误；B．同理施加作用力后有物体仍然匀速下滑，故B错误；C．若未加物体匀加速下滑，则有叠放物体后有可知物体以原来的加速度下滑，故C错误；D．若未加物体匀加速下滑，则有 则施加作用力后有可知物体将以更大的加速度下滑，故D正确。故选D。7.图是甲、乙两物体从同一点开始做直线运动的运动图像，下列说法正确的是（　　）A.若y表示位移，则时间内甲的位移小于乙的位移B.若y表示速度，则时间内甲的位移小于乙的位移C.若y表示位移，则时甲速度大于乙的速度D.若y表示速度，则时甲的加速度等于乙的加速度【答案】BC【解析】【详解】A．若y表示位移，则时间内甲的位移等于乙的位移，故A错误；B．若y表示速度，则根据速度与时间图像的面积表示位移可知，时间内甲的位移小于乙的位移，故B正确；C．若y表示位移，则根据位移与时间图像的斜率表示速度可知，时甲的速度大于乙的速度，故C正确；D．若y表示速度，则根据速度与时间图像的斜率表示加速度可知，时甲的加速度大于乙的加速度，故D错误。故选BC。8. 正是英勇的人民解放军的负重前行，才有了我们的岁月静好！图是某战士在日常训练的照片，该战士握住旗杆匀速上爬，到顶后再以很小的加速度加速滑下到达底端，下列说法正确的是（　　）A.战士上爬时，只受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用B.战士上爬时，杆子受到的是静摩擦力，方向竖直向下C.战士上爬时，手握杆的力增加，战士受到的摩擦力将变大D.战士加速下滑时，其受力将不平衡，但他对杆的摩擦力大小与杆对他的摩擦力大小仍相等【答案】BD【解析】【详解】A．接触面上有弹力才有摩擦力，即战士上爬时，除了受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用外，还受到杆的弹力，故A错误；B．上爬时，由于手脚与杆接触的地方均没有发生相对滑动，故战士受到的是静摩擦力，方向竖直向上，而战士对杆的摩擦力是战士所受摩擦力的反作用力，故其方向竖直向下，故B正确；C．静摩擦力的大小不随压力大小的变化而变化，据平衡条件可知，仍然等于重力大小，故C错误；D．战士加速下滑时，战士对杆的摩擦力大小与杆对战士的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，故D正确。故选BD。9.图中a、b、c为三个物块，M、N为两个轻质弹簧。R为跨过光滑定滑轮的轻绳，它们连接如图所示并处于平衡状态。则（　　）A.有可能N处于拉伸状态而M处于压缩状态B.有可能N处于拉伸状态面M处于不伸不缩状态C.有可能N处于压缩状态而M处于压缩状态 D.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态【答案】AB【解析】【详解】A．假设a受到轻绳向上的拉力F的作用，则弹簧N必定处于拉伸状态，当时，M必处于压缩状态，故A选项正确；B．当时，弹簧M处于不伸不缩状态，故B选项正确；C．绳只能产生拉力，不能产生压力，弹簧N处于压缩状态是不可能的，故C选项错误；D．当弹簧N处于不伸不缩状态，则拉力F为零，此时弹簧弹力等于Ga，弹簧处于压缩状态，若弹簧M处于伸长状态则必须满足。故D选项错误；故选AB。10.如图所示，一粗糙斜面放在粗糙的水平地面上，斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮，其一端悬挂物块。另一端与斜面上的物块相连，系统处于静止状态。现用与绳子始终垂直的拉力缓慢拉动，直至悬挂的细绳与竖直方向成60°角。已知和斜面始终保持静止，则在此过程中，下列说法正确的是（你可能用到；）（　　）A.所受细绳的拉力大小一直减小B.所受斜面的摩擦力大小先减小后增加C.水平地面对斜面的支持力大小先减小后增大D.水平地面对斜面的摩擦力大小先增大后减小【答案】AD【解析】【详解】A．设N与滑轮间的绳子与竖直方向的夹角为，以N为研究对象，外加拉力绳子拉力增加，则绳子拉力减小，A正确； B．由于一开始不确定M所受摩擦力的方向，故无法确定摩擦力大小的变化，故B错误；C．以所有物体为整体，受力分析，则竖直方向有解得则N减小，C错误；D．水平方向结合A项中求得的F，可解得故摩擦力先增大后减小，D正确。故选AD。二、实验题（本题共2个小题，每空2分，共16分，其中11题6分，12题10分）11.“探究两个互成角度的力的合成规律”实验如图甲所示，其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB与OC为细绳。图乙显示的是在白纸上根据实验结果画出的图。（1）图乙中一定沿着AO方向的是___________（填“F”或“F′”）（2）本实验采用科学方法是___________；A.理想实验法　　B.等效替代法C.控制变量法　　D.物理模型法（3）下列说法中正确的是___________；A.两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差B.两个分力的夹角越大越好，同时在实验中应注意弹簧测力计与细线应始终平行纸板但不与纸面接触C.两分力的夹角应取90°，便于之后运算中采用勾股定理以验证平行四边形定则 D.在同一实验中，两次实验操作O点的位置不能变动【答案】①.F′②.B③.AD【解析】【详解】（1）[1]F是通过平行四边形定则作图得出的值，为理论值；而F′是通过一个弹簧秤沿AO方向拉橡皮筋，使橡皮筋伸长到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而测量出的合力，是力F1和F2的合力的实际测量值，其方向一定沿着AO方向。（2）[2]该实验中两次要求橡皮筋弹性形变效果相同，所以实验采用了等效替代的方法。故选B。（3）[3]A．两个分力的值稍大一些较好，便于减小作图误差，A正确；BC．两个分力的夹角应适当，过大、过小都不利于实验操作，B、C错误；D．为使合力与两个分力同时作用效果相同，两次实验操作O点的位置不能变动，D正确。故选AD。12.甲、乙、丙三个实验小组分别采用如图（甲）、（乙）、（丙）所示的实验装置，验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比”这一物理规律。试回答下列问题：（1）小明同学在实验中采用图（甲）所示实验装置，得到如下图所示的一条纸带（两计数点间还有四个点没有画出），已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电，根据纸带可求出计数点3的瞬时速度为______m/s，小车的加速度为______（结果保留3位有效数字）；（2）小新同学采用（丙）图实验装置验证“质量一定时加速度与它所受的合力成正比”，小新同学的实验步骤如下：①挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑；②取下托盘和砝码，测出其总质量为m，让小车沿木板下滑。设小车受到的合外力为F，通过计算机可得到小车与位移传感器的距离随时间变化的图像，并求出小车的加速度a；③改变砝码质量和木板的倾角，重复步骤①②，可得到多组a、F的数据，并绘制图像。 若测量质量时未考虑托盘的质量，仅将砝码质量记为m，则绘制出的图像应该是图中的______（填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”）；（3）甲、乙、丙实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是______；A．甲、乙、丙B．甲、乙C．甲、丙（4）实验时，必须满足“M远大于m”的实验小组是______。【答案】①.0.611②.2.00③.Ⅰ④.B⑤.甲【解析】【详解】（1）[1]根据题意，相邻计数点时间间隔计数点3的瞬时速度[2]由逐差法计算加速度为（2）[3]根据牛顿第二定律，整理可得设托盘质量为，根据实验原理可得可知仅将砝码质量记为，则绘制出的图像应该是题图中的Ⅰ。（3）[4]本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合力成正比。甲和乙的实验中，需要确保小车受到的拉力等于小车受到的合力，所以必须平衡小车和长木板之间的摩擦力。故选B。（4）[5]甲实验中，细线的拉力实际上是不等于重物的重力，但实验需要将重物的重力近似等于细线的拉力，所以必须满足“M远大于m”。乙实验中，细线的拉力可通过弹簧测力计直接获得，所以不必满足“M 远大于m”。丙实验中，挂上托盘和砝码，调整木板的倾角，使质量为M的小车沿木板匀速下滑，此时细线的拉力等于托盘和砝码的总重力，当取下托盘和砝码，让小车沿木板下滑时，小车受到的合力即为托盘和砝码的总重力，所以也不必满足“M远大于m”。三、计算题（本题共3个小题，共40分，其中13题12分，14题12分，15题16分，写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤）13.某人在室内以窗户为背景摄影时，恰好把窗外从高处落下的一颗小石子拍摄在照片中，已知本次摄影的曝光时间是0.01s。测得照片中石子运动的长度为1.5cm，经测量发现，实际长度为1m的窗框在照片中的长度为5cm，取重力加速度大小为。（1）估算曝光时刻石子运动的速度是多大？（2）估算这个石子大约是从离窗户多高的地方落下的？（3）石子在曝光前1s内的位移？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）曝光时间内石子下落的距离由于曝光时间极短，故曝光时刻石子运动的速度约为（2）石子下落做自由落体运动，则有解得（3）由解得，石子下落时间石子前内的位移故石子在曝光前内的位移 14.如图所示，一辆货车载着一些质量为的相同圆柱形光滑油桶，底部一层油桶平整排列且相互紧贴，上一层只有一只桶C自由摆放在A、B桶之间。当向左行驶的货车紧急刹车时，桶C有可能脱离桶B而撞向驾驶室造成危险，取重力加速度大小为。（计算结果可保留根号）（1）当货车匀速行驶时，则C对C的作用力大小？（2）当货车紧急刹车时，为了安全，其加速度的最大值为多大？（3）已知司机的质量为，则在以最大加速度刹车时，货车对司机的作用力多大？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】【详解】（1）静止时，对C且由几何关系，解得（2）经分析可知，当B对C好没有作用力时，为此临界条件，对C物体解得(3)司机只受到重力和货车对他的力，故有水平方向 竖直方向则货车对司机的作用力15.滑雪运动中当滑雪板压在雪地上时会把雪内的空气逼出来，在滑雪板与雪地间形成一个暂时的“气垫”，从而减小雪地对滑雪板的摩擦，然而当滑雪板相对雪地速度较小时，与雪地接触时间超过某一值就会陷下去，使得它们间的摩擦力增大，从而导致滑雪者的加速度发生突变。甲同学是滑雪运动的初学者，在足够长的水平直滑道上滑行，另一位同学乙正停在滑道上休息。甲看见乙后，由于技术不佳，不敢采取其他操作，只能继续滑行，靠摩擦减速，同时大声呼喊。若甲同学的速度低于时，其减速的加速度大小会由突变到，其他时候加速度均可认为不变，为使问题简化，现认为甲同学发出喊声时，乙同学能立即以大小为的加速度开始沿滑道做匀加速直线运动。则：（1）若要甲、乙恰不发生碰撞时，甲的速度刚好为，则甲发出喊声时速度多大？（2）若甲同学在看见乙同学时，初速度为，则甲、乙之间距离为多大时甲发出喊声，两者恰好不撞？（3）为避免碰撞，试讨论，甲、乙间的最小距离与甲发出喊声时的速度的关系式？【答案】（1）；（2）；（3）见解析【解析】【详解】（1）甲、乙恰不相撞时,甲、乙共速，对乙有得甲这段时间内一直以进行减速，故有解得(2)甲以开始减速，则其减速过程加速度大小为，从开始到两者共速,有 解得则两者恰好不相撞的距离为解得(3)由(1)(2)问可知①当时，甲一直以的加速度减速，从开始到两者共速时,有解得则两者间的最小距离为②当时，甲一直以进行减速，从开始到两者共速时,有解得则两者间的最小距离为③当时，甲先以减速到，然后再以的加速度减速到两者共速。则从开始到共速，甲同学乙同学 则两者间的最小距离为综上解得