安徽省合肥市2023-2024學年高一物理上學期12月月考試題含解析

2023-2024學年度高中物理12月月考卷一、單選題（每題6分，共42分）1.下列說法中正確的是（）A.圖甲中，伽利略對自由落體運動的研究中，猜想運動速度與下落時間成正比，并直接用實驗進行了驗證B.圖乙中，落在球網(wǎng)中的足球受到彈力是由于球網(wǎng)受到擠壓發(fā)生了彈性形變而產(chǎn)生的C.圖丙中，鐵塊所受重力可以分解為下滑力和對斜面的壓力D.圖丁中，牛頓通過理想斜面實驗說明力是改變物體運動狀態(tài)原因【答案】B【解析】【詳解】A．圖甲中，伽利略對自由落體運動的研究中，猜想運動速度與下落時間成正比，并在斜面實驗的基礎(chǔ)上合理推理出自由落體運動的速度與時間也成正比，伽利略并沒有直接用實驗進行驗證，故A錯誤；B．圖乙中，落在球網(wǎng)中的足球受到彈力是由于球網(wǎng)受到擠壓發(fā)生了彈性形變而產(chǎn)生的，故B正確；C．圖丙中，鐵塊所受重力可以分解為使物體沿斜面下滑的力和使物體壓緊斜面的力，而物體對斜面的壓力作用在斜面上，而使物體壓緊斜面的力與物體對斜面的壓力不同，故C錯誤；D．圖丁中，伽利略通過理想斜面實驗說明力不是維持物體運動的原因，故D錯誤。故選B。2.有一種多功能“人”字形折疊梯，其頂部用活頁連在一起，在兩梯中間某相對的位置用一輕繩系住，如圖所示，可以通過調(diào)節(jié)繩子的長度來改變兩梯的夾角。一質(zhì)量為m的人站在梯子頂部，若梯子的質(zhì)量及梯子與水平地面間的摩擦不計，整個裝置處于靜止狀態(tài)，則（）A.角越大，梯子對水平地面的作用力越大B.角越大，梯子對水平地面的作用力越小C.角越大，繩子的拉力越大D.角越大，人對梯子的壓力越大【答案】C【解析】【詳解】AB．對人和梯子整體，進行分析，有根據(jù)牛頓第三定律，可知梯子對水平地面的作用力與水平地面對梯子的支持力等大，與角無關(guān)，故AB錯誤；CD．對一側(cè)的梯子受力分析，人給的沿梯子向下的壓力，地面給的豎直向上的支持力(不變)，繩子給的水平方向的拉力，如圖可知角越大，繩子的拉力越大，故C正確；D．對人做受力分析，梯子對人的支持力大小等于人的重力，梯子對人的支持力與人對梯子的壓力是相互作用力，大小與無關(guān)，故D錯誤。故選C。3.某車沿水平地面做勻變速直線運動時，發(fā)現(xiàn)在小車車廂的頂部用輕質(zhì)細線懸掛了一質(zhì)量為m的小球，懸掛小球的細線與豎直方向的夾角為，在車廂底板上放著一個質(zhì)量為M的木塊，小球及木塊均和車廂保持相對靜止，如圖所示。若木塊與車廂底板間的動摩擦因數(shù)為0.75，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，當?shù)氐闹亓铀俣却笮間，，，下列說法正確的是（）A.小車向左做勻加速運動B.此時小球的加速度大小為C.此時木塊受到的摩擦力大小為0.75Mg，方向水平向右D.此時木塊受到摩擦力大小為，方向水平向右【答案】D【解析】【詳解】A．根據(jù)小球的運動狀態(tài)，對小球進行分析可知，小球的加速度方向沿水平向右，小球及木塊均和車廂保持相對靜止，即小車的加速度方向也是水平向右，當小車速度方向向右時，小車向右做勻加速直線運動，當小車速度方向向左時，小車向左做勻減速直線運動，故A錯誤；B．對小球進行分析，根據(jù)牛頓第二定律有解得故B錯誤；CD．對木塊分析，可知，木塊所受外力的合力等于小車對木塊的摩擦力，方向水平向右，根據(jù)牛頓第二定律有結(jié)合上述解得故C錯誤，D正確。故選D。4.如圖所示，甲、乙兩建筑工人用簡單機械裝置將工件從地面提升并運送到樓頂。當重物提升到一定高度后，兩工人保持位置不動，甲通過緩慢釋放手中的繩子，使乙能夠用一始終水平的輕繩將工件緩慢向左拉動，最后工件運送至乙所在位置，完成工件的運送。若兩繩端始終在同一水平面上，繩的重力及滑輪的摩擦不計，滑輪大小忽略不計，則在工件向左移動過程中（）A.甲手中繩子上的拉力不斷變小B.樓頂對甲的支持力不斷增大C.樓頂對甲的摩擦力等于對乙的摩擦力D.乙手中繩子上的拉力不斷增大【答案】D【解析】【詳解】AD．開始時甲手中繩子上的拉力大小等于工件的重力，當工件向左移動時，甲手中繩子的拉力等于工件的重力和乙手中繩子上的拉力的合力大小，如圖所示，可知甲、乙手中的繩子拉力均不斷增大，A錯誤，D正確；B．設(shè)θ為甲手中的繩子與豎直方向的夾角，對甲受力分析有工件向左運動時，F(xiàn)T增大，工人甲位置不變，即θ不變，樓頂對甲的支持力不斷減小，B錯誤；C．對乙受力分析樓頂對乙的摩擦力大小等于乙手中的繩子的拉力，設(shè)工件和滑輪之間的繩子與豎直方向的夾角為，則即由于則C錯誤。故選D。5.如圖所示，豎直面光滑的墻角有一個質(zhì)量為m，半徑為r的半球體均勻物體A．現(xiàn)在A上放一密度和半徑與A相同的球體B，調(diào)整A的位置使得A、B保持靜止狀態(tài)。已知A與地面間的摩擦因數(shù)為，則A球球心距墻角的最遠距離是（）A. B. C. D.【答案】B【解析】【詳解】根據(jù)題意可知，B的質(zhì)量為2m，AB處于靜止狀態(tài)，受力平衡，則地面對A的支持力為N=3mg當?shù)孛鎸的摩擦力達到最大靜摩擦力時，A球球心距墻角的距離最遠，對A、B受力分析，如圖所示根據(jù)平衡條件得，解得則A球球心距墻角的最遠距離為故選B。6.如圖所示，一固定的細直桿與水平面的夾角為α=15°，一個質(zhì)量忽略不計的小輕環(huán)C套在直桿上，一根輕質(zhì)細線的兩端分別固定于直桿上的A、B兩點，細線依次穿過小環(huán)甲、小輕環(huán)C和小環(huán)乙，且小環(huán)甲和小環(huán)乙分居在小輕環(huán)C的兩側(cè)。調(diào)節(jié)A、B間細線的長度，當系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)時β=45°。不計一切摩擦。設(shè)小環(huán)甲的質(zhì)量為m1，小環(huán)乙的質(zhì)量為m2，則m1∶m2等于（）A.tan15° B.tan30°C.tan60° D.tan75°【答案】C【解析】【詳解】小球C為輕環(huán)，重力不計，受兩邊細線的拉力的合力與桿垂直，C環(huán)與乙環(huán)的連線與豎直方向的夾角為，C環(huán)與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為，A點與甲環(huán)的連線與豎直方向的夾角為，乙環(huán)與B點的連線與豎直方向的夾角為，根據(jù)平衡條件，對甲環(huán)有對乙環(huán)有得故選C。7.如圖所示，古代北方播種后，用驢拉兩個小石磙壓土埋麥種，以利于麥種發(fā)芽。簡化圖如圖乙所示，AB平行于輕桿CD，輕繩AC、BD長度相同。若輕繩長為2.01m，兩石磙相同，整體（含輕桿）的總質(zhì)量為21kg，與地面間的摩擦力大小是其對地面正壓力的，，，B、D兩點的高度差為1m，g取，不計其他摩擦，則石磙做勻速直線運動時每根輕繩上的拉力大小約為（）A.20.5N B.24.5N C.30.2N D.36.2N【答案】C【解析】【詳解】過B點作CD的垂線，其垂足為E，由幾何關(guān)系可知，BE的長度約為2m。設(shè)輕繩所在平面與水平面的夾角為，兩輕繩上的拉力大小為F，合力為，石磙做勻速直線運動，所以其受力平衡，對兩石磙整體受力分析，有其中，，帶入數(shù)據(jù)解得由上述分析可知，設(shè)BD繩上的拉力與BE夾角為，則該夾角的余弦值為有解得故選C。二、多選題（每題6分，共計18分）8.如圖所示，兩個共點力、的大小一定（），夾角是變化的，合力F為在角從0°逐漸增大到180°的過程中，合力F的變化情況為（）A.F的大小從最大逐漸減小到最小 B.F的大小先減小后增大C.F的大小一定大于、的大小 D.F的方向與的夾角先增大后減小【答案】AD【解析】【詳解】AB．力的合成遵循平行四邊形定則，同向時即θ=0°時合力最大，反向時即θ=180°時合力最小，兩個分力的夾角越大，合力越小，如圖則角從0°逐漸增大到180°的過程中，F(xiàn)的大小從最大逐漸減小到最小，故A正確，B錯誤；C．、反向時，即θ=180°時合力最小，F(xiàn)的大小可以小于、的大小。故C錯誤；D．θ=0°時F的方向與F2的夾角為零；因為，當θ=180°時F的方向與F2的夾角仍為零，可知F的方向與F2的夾角先增大后減小，故D正確。故選AD。9.某裝置如圖所示，兩根長度均為的輕桿OA、OB與小球以及一小滑塊通過鉸鏈連接，桿OA的A端與固定在豎直光滑桿上的鉸鏈相連．原長也為的輕質(zhì)彈簧一端固定在A點，另一端連接小滑塊，彈簧與小滑塊都套在該桿上，裝置靜止時，彈簧長為1.6，重力加速度為g，小球和小滑塊的質(zhì)量均為m，以下說法正確的是（）A.輕桿OA對小球的作用力方向與豎直桿的夾角為53°B.輕桿OB對小滑塊的作用力方向沿OB桿向下，大小為C.輕桿OA與OB對小球作用力大小之比是D.彈簧的勁度系數(shù)【答案】BD【解析】【詳解】AC．對球受力分析，重力，桿OA、OB對球的支持力（沿著桿的方向），依據(jù)平行四邊形定則，結(jié)合幾何關(guān)系與三角知識，則有：OA與豎直夾角為θ，即解得θ=37°因FA=FB，輕桿OA與OB對小球的作用力大小之比是1：1，故AC錯誤；B．對小球受力分析，如上圖所示；由上分析可知依據(jù)牛頓第三定律，則輕桿OB對小滑塊的作用力方向沿OB桿向下，大小為，故B正確；D．對于小滑塊，根據(jù)平衡條件，則有T=mg+cos37°解得T=mg再由胡克定律，則有故D正確；故選BD．【點睛】考查物體的受力分析內(nèi)容，掌握矢量的合成法則的應(yīng)用，理解三角知識與幾何關(guān)系的運用，注意畫出正確的受力圖是解題的關(guān)鍵．10.如圖所示，將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在內(nèi)壁光滑、半徑為R的半球形容器底部中心O′處（O為球心），彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球A相連，小球靜止于P點，OP與水平方向間的夾角為。若換為與質(zhì)量為2m的小球B相連，小球B將靜止于M點（圖中未畫出），下列說法正確的是（）A.容器對小球B的作用力大小為2mgB.彈簧對小球A的作用力大于對小球B的作用力C.彈簧的原長為R＋D.O′M的長度為【答案】ACD【解析】【詳解】小球受三個共點力而平衡，這三個力構(gòu)成一個矢量三角形，如圖所示矢量三角形剛好和幾何三角形相似，則當彈簧另一端與質(zhì)量為m的小球A相連時設(shè)L2為O′M的長度，當彈簧另一端與質(zhì)量為2m的小球B相連時設(shè)彈簧的原長為，則，聯(lián)立可得，，，，故選ACD。三、實驗題（每空2分，共計12分）11.某中學實驗小組的同學在探究合力與分力關(guān)系時，把長木板放在水平桌面上，在長木板上固定一張白紙，將橡皮筋的一端固定在圖中的P點，橡皮筋的另一端拴接兩個細繩套，用兩彈簧測力計A、B拉兩個細繩套使結(jié)點到O點，如圖所示，其中彈簧測力計A的示數(shù)如圖，改用一個彈簧測力計拉細繩套仍使結(jié)點到O點。（1）彈簧測力計A的讀數(shù)為___________N；（2）實驗時，下列操作錯誤或不正確的是___________（請?zhí)顚戇x項前對應(yīng)的字母）A.實驗時應(yīng)記錄彈簧測力計的讀數(shù)以及細繩的方向B.實驗前，應(yīng)將彈簧測力計進行校零C.實驗時，應(yīng)保持細繩與長木板平行D.為了減小實驗誤差，應(yīng)進行多次操作且每次都應(yīng)使結(jié)點拉到O點（3）實驗時，分別用兩個彈簧測力計與一個彈簧測力計拉橡皮筋，均使結(jié)點拉到O點，則該實驗的思想是___________。A.控制變量法B.等效替代法C.倍增法D.建立物理模型法（4）如果用兩個彈簧測力計拉橡皮筋時的合力為F，用一個彈簧測力計拉橡皮筋時為F′，則___________（填“F”或“F′”）與橡皮筋在同一條直線上，比較F和F′得出的結(jié)論是___________。（5）如果開始兩彈簧測力計的夾角小于90°，保持彈簧測力計B的方向以及結(jié)點O的位置不變，將彈簧測力計A沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動，則關(guān)于彈簧測力計A、B讀數(shù)的變化情況是___________。A.彈簧測力計A讀數(shù)先增大后減小，彈簧測力計B的讀數(shù)減小B.彈簧測力計A的讀數(shù)先減小后增大，彈簧測力計B的讀數(shù)增大C.彈簧測力計A的讀數(shù)減小，彈簧測力計B的讀數(shù)先增大后減小D.彈簧測力計A的讀數(shù)減小，彈簧測力計B的讀數(shù)先減小后增大【答案】①.4.90②.D③.B④.F′⑤.在誤差允許范圍內(nèi)，F(xiàn)與F′大小相等且在一條直線上時，力的合成符合平行四邊形法則⑥.B【解析】【分析】【詳解】（1）[1]由圖可知彈簧秤的最小刻度是0.1N，估讀一位，故讀數(shù)為4.90N。（2）[2]A．實驗時應(yīng)作出力的圖示，因此需要記錄彈簧測力計的讀數(shù)和力的方向，A正確，不符合題意；B．彈簧測力計是測出力的大小，所以要準確必須在測之前校零，B正確，不符合題意；C．拉線方向必須與木板平面平行，這樣才確保力的大小準確性，C正確，不符合題意；D．結(jié)點O拉到同一位置是針對同一次實驗中，并不是每次實驗時，結(jié)點都要拉到同一位置，D錯誤，符合題意。故選D。（3）[3]兩次均使結(jié)點拉到O點說明兩的作用效果相同，則該實驗的思想是等效替代法，故選B。（4）[4]由題意可知，用一個彈簧測力計拉橡皮筋時，彈簧測力計應(yīng)與橡皮筋在同一條直線上，即F′與橡皮筋在同一條直線上。[5]在誤差允許范圍內(nèi)，F(xiàn)與F′大小相等且在一條直線上時，力的合成符合平行四邊形法則。（5）[6]作出兩彈簧測力計的合力，如圖所示，現(xiàn)將彈簧測力計A沿逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動，顯然彈簧測力計A的讀數(shù)先減小后增大，彈簧測力計B的讀數(shù)增大，故選B。四、解答題（第12題12分，第13題16分，共計28分）12.質(zhì)量為3kg的滑塊P恰好靜止于傾角的固定斜面上。現(xiàn)用平行于斜面向上的恒力作用于物體P上，如圖（1）所示，P恰好不上滑，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取10m/s2。（1）求滑塊P與斜面動摩擦因素；（2）求恒力的大小；（3）如圖（2）所示，另一滑塊Q在平行于斜面的恒力的作用下緊貼于滑塊P的左側(cè)（接觸面垂直于斜面），且此時滑塊P恰好不上滑，滑塊Q恰好不下滑，畫出物塊Q的受力圖，求滑塊Q的