湖南省名校联考联合体2022-2023学年高一上学期12月月考物理试卷W含答案.pdf

名校联考联合体2022年秋季高一12月联考 物理试卷 第卷 选择题（共 44 分）一、单项选择题（本题共 6 小题，每小题 4 分，共 24 分。在每小题给的四个选项中，只有一个答案是符合题目要求的）1以下说法正确的是（）A体积很大的物体一定不能看成质点 B升国旗时，观察到国旗冉冉升起，观察者是以“国旗”为参考系的 C上午第一节课 8 点上课，这里的 8 点指时刻 D一个物体的位移为零，路程也一定为零 22020 年 11 月 24 日，我国“嫦娥五号”探测器成功着陆在月球背面预选着陆区。在着陆过程最后阶段，“嫦娥五号”先悬停在距月面 100m 高处，再缓慢下降到着陆点上方 4m 处，最终关闭发动机以自由落体方式完美着陆在月面，关于该探测器从距月面上方 100m 高处缓慢下降到着陆点上方 4m 处的过程中，下列说法正确的是（）A探测器受到喷射气体的反冲力与自身重力是一对相互作用力 B探测器受到喷射气体的反冲力与自身重力是一对平衡力 C探测器对喷射气体的力小于喷射气体对探测器的反冲力 D若探测器减速下落，则探测器对喷射气体的力小于喷射气体对探测器的反冲力 3关于以下两个斜面实验的说法中正确的是（）A牛顿使用图甲斜面进行实验，得出自由落体运动的规律 B伽利略使用图甲斜面进行实验，得出自由落体运动的规律 C牛顿使用图乙斜面进行实验，得出力不是维持物体运动的原因 D伽利略使用图乙斜面进行实验，得出自由落体运动的规律 4一物块在水平地面上，以一定的初速度沿水平地面滑动，直至速度为零，物块与水平地面的动摩擦因数恒定，则关于物块运动的位移（x）、位移与时间的比值（xt）、速度（v），加速度（a）随时间 t 变化的图像正确的是（设初速度的方向为正方向）（）A B C D 5如图所示，用光滑的粗铁丝做成一直角三角形，BC 边水平，AC 边竖直，ABC，AB 及 AC 两边上分别套用有细线系着的铜环，当它们静止时，细线跟 AB 所成的角的大小为（细线长度小于 BC）（）A B2 C D2 6如图所示，两小球 A、B 用劲度系数为1k的轻质弹簧相连，球 B 用长为 L 的细绳悬于 O 点，球 A 固定在 O 点正下方。OA 之间的距离也为 L，系统平衡时绳子所受的拉力为 F，现把 A、B 间的弹簧换成劲度系数为221kkk的轻弹簧，系统再次平衡时，绳子所受的拉力为2F，则1F与2F的大小关系为（）A12FF B12FF C12FF D无法确定 二、多项选择题（本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得 5 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分）7下列各组的三个共点力，合力可能为 0 的有（）A2N，5N，10N B4N，5N，8N C10N，20N，40N D7N，6N，10N 8如图所示，质量分别为 m 和 3m 的 A 和 B 两球用轻弹簧连接，A 球用细线悬挂起来，两球均处于静止状态，如果将悬挂 A 球的细线剪断，剪断瞬间 A 和 B 两球所受的弹力大小分别为AT和BT，剪断瞬间 A和 B 两球的加速度大小分别为Aa、Ba，重力加速度为 g，则（）AA3Tmg，B3Tmg BA4Tmg，B4Tmg CA4ag，Bag DA4ag，B0a 9如图所示，质量为 M，倾角为的斜面体放在光滑的水平面上，质量为 m 的小物块在沿斜面向下的力F 作用下向下运动，此过程中斜面体保持静止，重力加速度为 g。下列说法正确的是（）A小物块与斜面间的动摩擦因数tan B小物块沿斜面向下运动的加速度为Fam C斜面体对小物块的作用力大于 mg D若将力 F 的方向突然改为沿斜面向上，在小物块继续沿斜面下滑的过程中，斜面体向右运动 10如图所示，一根粗细和质量分布均匀的绳，两端各系一个质量都为 m 的小环，小环套在固定水平杆上，两环静止时，过环与绳结点 P，Q 的切线与竖直方向的夹角均为，已知绳子的质量也为 m，重力加速度大小为 g，则两环静止时（）A每个环对杆的压力大小为 mg B绳子最低点处的弹力的大小为tan2mg C水平杆对每个环的摩擦力大小为tanmg D两环之间的距离增大，两环静止时杆对环的摩擦力增大 第卷 非选择题（共 56 分）三、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分）11（6 分）某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材探究两个互成角度的力的合成规律，设计了如图所示的实验装置，固定在竖直木板上的量角器的直边水平，橡皮筋的一端固定于量角器圆心 O 的正上方 A 处，另一端系绳套 1 和绳套 2。主要实验步骤如下：a弹簧测力计挂在绳套 1 上竖直向下拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达 O 处，记下弹簧测力计的示数 F；b弹簧测力计挂在绳套 1 上，手拉着绳套 2，缓慢拉橡皮筋，使橡皮筋的结点到达 O 处，此时绳套 1 沿0方向，绳套 2 沿 120方向，记下弹簧测力计的示数1F；c根据力的平行四边形定则计算出绳套 1 的拉力1F （用力 F 表示）；d比较 ，若在误差允许的范围内相同，则可初步验证；e只改变绳套 2 的方向，重复上述实验步骤。回答下列问题：（1）完成实验步骤：_；_。（2）将绳套 1 由 0方向缓慢转动到 60方向，同时绳套 2 由 120方向缓慢转动到 180方向，此过程中保持橡皮筋的结点在 O 处不动，保持绳套 1 和绳套 2 的夹角为 120不变。关于绳套 1 的拉力大小的变化，下列结论正确的是_（填选项前的字母）。A逐渐增大 B先增大后减小 C逐渐减小 D先减小后增大 12（10 分）在用如图所示的装置“验证牛顿第二定律”的实验中，保持小车质量一定时，验证小车加速度 a 与合力 F 的关系。（1）除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、天平、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外，在下列器材中必须使用的有_（选填选项前的字母）。A220V、50Hz 的交流电源 B电压可调的直流电源 C刻度尺 D秒表（2）为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力，以下操作正确的是_。A调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行 B在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上 C在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时，应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上 D只要平衡好了摩擦力就可以认为砝码和砝码盘的重力等于小车所受的合外力（3）某同学得到了如图所示的一条纸带，A、B、C、D、E 为计数点，相邻两计数点之间还有一个点没有画出。由此得到小车加速度的大小 a_2m/s。（结果保留三位有效数字）（4）在本实验中认为细线的拉力 F 等于砝码和砝码盘的总重力 mg，由此造成的误差是_（选填“系统误差”或“偶然误差”）。设拉力的真实值为F真，小车的质量为 M，为了使5%mgFF真真，应当满足的条件是mM_。四、计算题（本题共 3 小题，共 40 分。13 题 14 分，14 题 14 分，15 题 12 分）13（14 分）一架直升机悬停在距离地面 H60m 的高处，将一箱物资从直升机上由静止开始投下，如果不打开物资上的自动减速伞，物资将匀加速下落，经 4s 落到地面。为了防止物资与地面的剧烈撞击，须在物资下落一定高度时将物资上携带的自动减速伞打开，减速伞打开后物资加速度大小为215m/s。忽略减速伞打开的时间，求：（1）减速伞打开前物资下落的加速度1a大小；（2）若要使物资落地时速度恰好为零，打开减速伞时物资的速度 v 为多大（结果可用根号表示）？物资距离地面的高度 h 为多少？14（14 分）如图，上表面光滑且水平的小车静止在水平地面上，A、B 为固定在小车上的挡板，C、D为竖直放置的轻质薄板。A、C 和 D、B 之间分别用两个相同的轻质弹簧连接，薄板 C、D 间夹住一个长方体金属块（视为质点）。金属块与小车上表面有一定的距离并与小车保持静止，此时金属块所受到的摩擦力为最大静摩擦力。已知金属块的质量 m10kg，弹簧劲度系数 k1000N/m，金属块和薄板 C、D 间的动摩擦因数0.8。设金属块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度210m/sg，求：（1）此时弹簧的压缩量；（2）当小车、金属块一起向右加速运动，加速度大小217.5m/sa 时，A、C 和 D、B 间弹簧形变量的大小；（3）当小车、金属块一起向右加速运动，加速度大小2215m/sa 时，A、C 和 D、B 间弹簧形变量的大小。15（12 分）如图所示，质量为 M 且形状对称的 V 形槽放在光滑水平面上，质量为 m 的光滑圆柱体放在V 形槽中。截面如图所示，O 为圆柱体截面圆心，它们的左边接触处为 A，右边接触处为 B。OA 与水平方向间的夹角为。用一细绳拴住 V 形槽，细绳平行于桌面，另一端通过定滑轮悬挂一质量为1m的重物，不计各种摩擦及滑轮质量。求解以下问题：（重力加速度为 g）（1）若三者保持相对静止，求系统的加速度和绳上的拉力。（2）若60，欲使圆柱体在运动中不离开 V 形槽，重物的质量1m最大不能超过多少？（3）若不论1m多大，圆柱体都不能离开 V 形槽，求的取值范围。名校联考联合体 2022 年秋季高一 12 月联考 物理参考答案 一二、选择题（16 题每小题 4 分，710 题每小题 5 分）。题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C B B B D B BD AD AB BD 1C 2B 3B 4B【解析】根据 xt 图像的斜率表示速度，可知 xt 图像的斜率应随 t 的增大而减小，故 A 错误；动摩擦因数恒定，则物块做匀减速直线运动，有2012xv tat，变形得02xavtt，则xtt图像为直线，纵截距为正值，斜率为负值，故 B 正确；以物块初速度方向为正方向，则初速度为正值，故 C 错误；物块在摩擦力作用下做减速运动，可知 a 与初速度方向相反，a 为负值，故 D 错误。5D【解析】对 AB 边上的铜环受力分析，细线上的拉力跟重力、支持力的合力反向，可知2；对AC 边上的铜环受力分析，细线上的拉力跟重力、支持力的合力反向，可知，选项 D 正确。6B【解析】以小球 B 为研究对象，分析受力情况，由平衡条件可知，弹簧的弹力NF和绳子的拉力 F的合力F合与重力 mg 大小相等，方向相反，即Fmg合，作出力的合成如图，由三角形相似得FFOAOB合又由题，OAOBL，得FFmg合，可见，绳子的拉力 F 只与小球 B 的重力有关，与弹簧的劲度系数 k 无关，所以得到12FF。7BD 8AD【解析】悬线剪断前，以 B 为研究对象可知，弹簧的弹力 F3mg，则AB3FFmg，剪断悬线瞬间，弹簧的弹力不变，根据牛顿第二定律得，对 A 有AAmgFma，得A4ag，对 B 有BB33Tmgma，得B0a，故 AD 正确。9AB【解析】斜面体静止，说明小物块对斜面体的压力和摩擦力的合力竖直向下，则2cossincosmgmg，所以tan，压力和摩擦力的合力等于 mg，由牛顿第三定律得，斜面体对小物块的作用力等于 mg，小物块的合力 Fma，则加速度Fam，选项 A、B 正确，C 错误；若将F 改为向上，小物块继续沿斜面下滑的过程中，小物块对斜面体的作用力的合力仍竖直向下，斜面体不会运动，选项 D 错误。10BD【解析】对整体受力分析，杆对环的支持力为32mg，由牛顿第三定律可知 A 错误；以左侧绳为研究对象，受力分析如图甲所示，根据平衡条件，有水平方向：sinFT；竖直方向：1cos2mgT；联立解得：2cosmgT，1tan2Fmg，故 B 正确；对环进行受力分析如图乙所示，水平方向：1sintan2fTmg，C 错误。当两环之间的距离增大，变大，故 f 变大，D 正确。三、实验题（本题共 2 小题，每空 2 分，共 16 分）11（每空 2 分，共 6 分）（1）33F（或tan30F）1F和1F（或1F与33F）（2）A【解析】（1）由平行四边形定则可知，绳套 1 的拉力13tan303FFF，通过比较1F和1F，若在误差允许的范围内相同，则可初步验证。（2）两个绳套在转动过程中，合力保持不变，根据正弦定理可知，绳套 1 的拉力增大，故 A 正确。12（每空 2 分，共 10 分）（1）AC（选对不全得 1 分）（2）AC（选对不全得 1 分）（3）3.75（3.703.80 均可）（4）系统误差 5%【解析】（1）打点计时器接交流电源，处理纸带时要用刻度尺测出计数点间的距离。故选 A、C；（2）在平衡摩擦力时，不能挂砝码和砝码盘；要保证细线和纸带与木板平行，先接通电源，再释放小车，若小车做匀速直线运动，则纸带上的点间距是均匀的，即说明平衡了摩擦力，也将纸带与限位孔的阻力平衡掉了。故选 A、C；（3）由图知 AC6.40cm，CE8.80cm，22CEACaT，T0.04s，得223.75m/s4CEACaT；（4）小车在做匀加速直线运动时，砝码和砝码盘也在做匀加速直线运动，细线的拉力 F 一定小于砝码和砝码盘的总重力 mg，此误差不可避免，为系统误差；小车与砝码和砝码盘都在做加速度为 a 的匀加速直线运动，对砝码和砝码盘有mgFma真，对小车有FMa真，代入5%mgFF真真，得5%mM。四、计算题（本题共 3 小题，共 40 分。13 题 14 分，14 题 14 分，15 题 12 分）13（14 分）【解析】（1）2112Ha t 代入数据得217.5m/sa （2）设物资速度为 v 时下落的高度为1h，已知打开降落伞后物资的加速度大小为2215m/sa，静止下落00v，最后落得速度0v 由公式：2201 12vva h 2222vva h 1hhH 有联立可得10 6m/sv h20m 14（14 分）【解析】（1）两弹簧压缩量相同，设为0 x，则弹力0Fkx 金属块所受摩擦力等于最大静摩擦力，2fF 由物体平衡条件得 fmg 由三式得00.0625mx 或1m16（2）设 A、C 和 D、B 间的弹簧压缩量分别为1x和2x，则1202xxx 121kxkxma 代入数据得10.1mx 20.025mx （3）假设 A、C 和 D、B 间的弹簧压缩量分别为1x和2x，则122kxkxma 解得10.1375mx 20.0125mx 由20 x可知，此时薄板 D 已与金属块分离，20 x 设 A、C 间弹簧压缩量为1x，则12kxma 解得10.15mx 15（12 分）【解析】（1）对重物1m使用牛顿第二定律：11m gTm a 对 m、M 整体有：T（Mm）a 联立解得：11m gaMmm 11()Mm m gTMmm（2）以圆柱体为研究对象，圆柱体在运动中恰好不离开 V 形槽时，受力如图所示 根据牛顿第二定律有：tan30mgma 得：tan30ag 结合11m gaMmm得：1()tan30(31)()1tan302MmMmm或3()33Mm （3）圆柱体恰好不能离开 V 形槽时，有：mtan2mgma 得：mtan2ag 当1m 时，11111m ggagMmMmmmm 若mag，则不论1m多大，圆柱体都不能离开 V 形槽 即tan2gg，可得45