2023-2024学年河南省郑州市学森实验学校高一（上）第二次月考物理试卷（1月份）(含解析）

这是一份2023-2024学年河南省郑州市学森实验学校高一（上）第二次月考物理试卷（1月份）(含解析），共13页。试卷主要包含了单选题，多选题，实验题，计算题等内容，欢迎下载使用。

1.下列关于质点、参考系、时间间隔和时刻说法中，正确的是( )
A. 如果物体的形状和大小对所研究的问题属于次要因素时，可把物体看做质点
B. 体积很大的物体一定不能看做质点
C. 我们常说“太阳东升西落”，是以太阳为参考系
D. 手表上指针指在某一位置表示的是时间间隔
2.关于物体受力和运动的关系，下列说法正确的是( )
A. 汽车行驶的速度越大越难停下，表明物体速度越大，惯性越大
B. 向上抛出的铅球，在向上运动的过程中，一定受到一个向上的作用力
C. 无人机在竖直方向上加速上升，空气对无人机的作用力一定大于无人机对空气的作用力
D. 在水平桌面上向右匀加速滑动的物块，受到的合力一定水平向右
3.某物体从静止开始做匀加速直线运动，第1s内位移大小为d，则第ns内位移大小为( )
A. ndB. 2ndC. (2n+1)dD. (2n−1)d
4.如图所示，完全相同的四块砖叠放在水平地面上，同时对a、d分别施加一水平向左、向右且等大的力F，四块砖均处于静止状态，下列说法正确的是( )
A. 砖d所受水平地面摩擦力大小为F
B. 砖b、c间无摩擦力
C. 砖c受到砖b向左的摩擦力
D. 砖c受到砖b向右的摩擦力
5.物体甲以大小为4m/s的速度做匀速直线运动，物体乙从距离甲后方5m处，从静止开始朝着甲做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，历时t追上甲，则t等于( )
A. 5sB. 4sC. 5sD. 1.25s
6.如图所示，轻绳一端固定于竖直墙壁，另一端拴接一重量为G的小球，要使轻绳与竖直方向夹角θ=30°时小球处于静止状态，需要对小球施加力F，F的最小值为( )
A. 3G
B. 32G
C. 12G
D. G
7.如图所示，a、b两物体通过轻弹簧P拴接，轻弹簧Q上端与物体b拴接，下端与水平地面接触但不拴接，两物体及两轻弹簧在同一竖直线上且均处于静止状态。a、b两物体重量均为G，P、Q两轻弹簧劲度系数均为k，且两轻弹簧始终在弹性限度内。现对物体a施加一竖直向上的力，使其缓慢上升，轻弹簧Q下端脱离地面瞬时，物体a上升的高度为( )
A. Gk
B. 2Gk
C. 3Gk
D. 4Gk
8.如图所示，用网兜把一个足球挂在光滑墙壁上的A点处，足球质量为m，网兜质量不计，现保持悬点A的位置不变，缓慢地使悬绳AB变短一些，关于悬绳的拉力T和墙壁的弹力N，下列说法中正确的是( )
A. T增大，N减小
B. T减小，N不变
C. T减小，N增大
D. T增大，N增大
二、多选题：本大题共4小题，共16分。
9.三个共点力大小分别为3N、4N、6N，其合力大小可能为( )
A. 0B. 8NC. 12ND. 15N
10.图为某质点做直线运动的v−t图象，关于这个质点在0～3s内的运动情况，下列说法正确的( )
A. 质点运动的加速度大小为3m/s2
B. 质点运动的加速度大小为2m/s2
C. 质点运动的位移大小为18m
D. 质点运动的位移大小为14.5m
11.如图所示，一质量为m的物块P，沿质量为M的楔形物体Q的斜面向下做匀加速直线运动，加速度大小为a，楔形物体Q始终静止于水平地面上。已知重力加速度为g，物块P沿斜面下滑过程中，下列关于模形物体Q的说法正确的是( )
A. 受到地面向左的摩擦力B. 受到地面向右的摩擦力
C. 对地面的弹力大于(m+M)gD. 对地面的弹力小于(m+M)g
12.如图所示，质量分别为mA、mB的A、B两物块用轻线连接放在倾角为θ的光滑斜面上，用始终平行于斜面向上的恒力F拉A，使它们沿斜面匀加速上升，为了增加轻线上的张力，可行的办法是( )
A. 增大A物块的质量B. 增大B物块的质量C. 增大倾角θD. 增大拉力F
三、实验题：本大题共2小题，共14分。
13.某小组在验证“互成角度的两个力的合成”的实验中得到的实验结果如图所示(F’与AO共线)。该小组在实验中把橡皮筋一端固定在A点，另一端系上细绳套。
(1)先用一个弹簧秤施加一个力把结点拉至O点，并记录下这个力，这个力是图中的______(填“F”或“F”)；
(2)再用两个弹簧秤分别拉住两个细绳套，仍将结点拉至O点，记录下这两个力(图中的F1与F2)。这里采用的实验方法是______
A.微小量累加法
B.理想实验法
C.控制变量法
D.等效替代法
(3)在实验中，如果用两根劲度系数不同的橡皮条代替两个细绳套，对实验结果是否有影响？答______(填“有”或“没有”)。
14.如图所示是研究小车做匀变速直线运动规律的实验装置，打点计时器的工作周期为T。
(1)实验中，必要的措施是______。
A.细线必须与长木板平行
B.小车必须具有一定的初速度
C.小车质量远大于钩码质量
D.平衡小车与长木板间的摩擦力
(2)如图乙所示，A、B、C、D、E、F、G是打好的纸带上7个连续的点。计算F点对应的瞬时速度大小的计算式为vF=______(用题目中所给量的字母表示)。
(3)如图丙所示是根据实验数据画出的v2−2s图线(s为各点至同一起点的距离)，由图线可知：该图线的斜率表示______，其大小为______(保留2位有效数字)。
四、计算题：本大题共4小题，共38分。
15.如图所示，水平轻绳AO与轻绳BO连接于O点，轻绳BO与水平方向夹角为60°，重量为G的物体悬挂于O点并处于静止状态。求：轻绳AO和轻绳BO的弹力大小。
16.质量m=1kg的物块在水平拉力F=5N的作用下在水平面上做匀速直线运动，如图1所示，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)物块与水平面间动摩擦因数μ；
(2)如果用与水平方向夹角为37°的相同大小的力F拉该物块，使其沿同一水平面做匀加速直线运动，如图2所示。求该物块的加速度大小a(已知sin37°=0.6，cs37°=0.8)。
17.如图，一质量为m=1kg的小滑块放在一倾角θ=30°的斜面上，滑块与斜面间的动摩擦因数μ= 35.现滑块受到沿斜面向上的拉力F=10N的作用，从A点静止出发沿斜面向上运动．试求：
(1)小滑块运动的加速度a1；
(2)若F作用2s后撤去，小滑块上滑过程中距A点最大距离sm．
18.如图所示，质量为M的长木板A在光滑水平面上，以大小为v0的速度向左运动，一质量为m的小木块B(可视为质点)，以大小也为v0的速度水平向右冲上木板左端，B、A间的动摩擦因数为μ，最后B未滑离A.已知M=2m，重力加速度为g。求：
(1)A、B达到共同速度的时间和共同速度的大小；
(2)木板A的最短长度L。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】解：A、根据看作质点的条件看作，如果物体的形状和大小对所研究的问题属于次要因素时，可把物体看做质点，故A正确；
B、体积很大的物体，如地球也可以看作质点，如在研究地球公转时可以看作质点，故B错误；
C、我们常说“太阳东升西落”，是以地球为参考系，故C错误；
D、手表上指针所指的某一位置表示的是时刻，故D错误；
故选：A。
一个物体能否看成质点，不是看物体的大小，而是看物体的大小和形状在所研究的问题中能否忽略。参考系是选作当成不动的物体，可以选择任意物体。
解决本题的关键知道参考系是选作当成不动的物体，不需一定选择静止的物体。以及知道物体能看成质点的条件。
2.【答案】D
【解析】解：A、惯性的大小只与质量有关，与速度无关。故A错误。
B、离开手铅球能继续向上运动，是因为铅球具有惯性。故B错误。
C、空气对无人机的作用力与无人机对空气作用力是作用力与反作用力的关系，大小相等。故C错误。
D、根据牛顿第二定律，合力决定加速度方向，加速度方向向右，合力方向一定向右。故D正确。
故选：D。
(1)惯性是物体的固有属性，只与质量有关。
(2)牛顿第三定律：作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在一条直线上。
(2)牛顿第二定律：加速度与合外力成正比，与质量成反比，合力的方向决定加速度方向。
一定理解作用力与反作用力的特点，并能区别于平衡力的特点
3.【答案】D
【解析】解：A、物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据相邻相等时间内通过的位移之比为1：3：5：…(2n−1)，则x1xn=1(2n−1)，解得xn=(2n−1)d，故ABC错误，D正确；
故选：D。
物体做初速度为零的匀加速直线运动，根据相邻相等时间内通过的位移之比为1：3：5：…(2n−1)即可求解．
解决本题的关键掌握匀变速直线运动的运动学公式和推论，并能灵活运用，基础题．
4.【答案】C
【解析】解：A、以abcd整体为研究对象，整体水平方向受到等大反向的力，由受力平衡可知，则地面对d没有摩擦力，故A错误；
B、以ab为研究对象受力分析，水平方向，受到水平向左的拉力与砖c对砖b向右的摩擦力，故B错误；
CD、以cd为研究对象，受到水平向右的拉力与砖b对砖c向左的静摩擦力，即砖c受到砖b向左的摩擦力，故C正确，D错误；
故选：C。
以abcd四个物体整体为研究对象，根据平衡条件分析桌面对d的摩擦力方向．再分别以ab、及cd二个物体整体为研究对象，根据平衡条件求出各自摩擦力。
此题考查了平衡力的应用，根据物体的状态可分析出物体的受力情况；然后结合物体的具体受力，根据平衡力的大小相等知识，对于这种比较复杂的问题要逐一分析，对每个物体的受力情况要分析到位．
5.【答案】A
【解析】解：甲做匀速直线运动，乙做初速度为零的匀加速直线运动，乙追上甲时：
12at2=v甲t+d，
即：12×2×t2=4t+5m
解得：t=5s，(t=−1s，舍去)，故A正确，BCD错误。
故选：A。
甲乙两物体到达同一位置时乙追上甲，根据运动学公式求出甲乙的位移，然后求出时间t。
本题是追及问题，分析清楚物体的运动过程是解题的前提，知道乙追上甲时的位移关系、应用运动学公式即可解题。
6.【答案】C
【解析】解：当外力与轻绳垂直时，拉力最小，根据平衡条件可得外力F的最小值为Fmin=Gsinθ=Gsin30°=12G，故C正确，ABD错误。
故选：C。
当外力与轻绳垂直时，拉力最小，根据平衡条件求解。
本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则或矢量三角形法则进行解答。
7.【答案】D
【解析】解：两物体及两轻弹簧均处于静止状态时，根据胡克定律可知弹簧P的压缩量△x1=Gk，物体ab作为系统，弹簧Q的压缩量△x2=2Gk；
对物体a施加一竖直向上的力，使其缓慢上升，轻弹簧Q下端脱离地面瞬间，物体b刚好不受弹簧Q的作用即Q恢复到原长，根据平衡条件可知此时弹簧P的弹力大小等于b的重力，则弹簧P的伸长量△x1′=Gk；
物体a上升的高度h=△x1+△x1′+△x2=Gk+Gk+2Gk=4Gk，故ABC错误，D正确。
故选：D。
由受力分析结合胡克定律求解两种情况下两个弹簧的形变量，然后由几何关系分析物体a上升的高度。
本题考查了共点力平衡和胡克定律的基本运用，关键抓住初末状态，分别求出弹簧的形变量，要注意判断上升高度时需将弹簧的压缩量加伸长量。
8.【答案】D
【解析】【分析】
足球受重力、墙壁的支持力和绳子的拉力处于平衡，根据合力为零，运用平行四边形定则求出悬绳的拉力和支持力的表达式进行分析即可。
求解共点力平衡的方法有多种，可以采取合成法、分解法和正交分解法。
【解答】
足球受重力、拉力和支持力平衡，受力如图：
运用合成法，根据几何知识得，绳子对球的拉力：
T=mgcsθ
N=mgtanθ
现使悬绳变短些的过程中，角θ不断增大，故拉力逐渐增大，支持力也增大，故D正确。
故选：D。
9.【答案】ABC
【解析】解：3N、4N、6N方向相同的时候，合力最大为13N，3N、4N的合力的范围是1N≤F≤7N，所以当3N、4N的合力为6N的时候，与第三个力大小相等方向相反，此时的合力最小为0，所以三个力的合力的范围是0≤F≤13N，在这个范围内的都是可能的，故ABC正确，D错误。
故选：ABC。
当三个力同向的时候，合力最大，第三个力在另外的两个力合力的范围内的时候，它们的总的合力可以为零，此时合力最小．
解决本题的关键掌握两个力的合力范围，从而会通过两个力的合力范围求三个力的合力范围．
10.【答案】BC
【解析】解：AB、根据v−t图象的斜率大小等于加速度，则知质点运动的加速度大小为a=△v△t=9−33m/s2=2m/s2，故A错误，B正确；
CD、根据图象与时间轴所围的面积表示位移，则质点运动的位移大小为x=3+92×3m=18m，故C正确，D错误。
故选：BC。
根据v−t图象的斜率大小等于加速度，来求加速度大小；根据图象与时间轴所围的面积表示位移，来求位移大小。
本题的关键要掌握v−t图象的物理意义，能由“面积”求解质点的位移，由斜率求解质点的加速度。
11.【答案】BD
【解析】解：AB、设斜面的倾角为θ，以斜面与物块P组成的整体为研究对象，则整体水平方向只受到地面的摩擦力，根据牛顿第二定律可得f=M⋅0+macsθ=macsθ，方向水平向右，故A错误，B正确；
CD、斜面体处于平衡状态，而物块P沿斜面向下加速，以斜面和物块组成的系统，为研究对象，根据牛顿第二定律可得：Mg+mg−FN=M⋅0+masinθ，解得FN=Mg+mg−masinθ<(M+m)g，故C错误，D正确；
故选：BD。
对组成的整体进行分析，由牛顿第二定律进行分析明确加速度的表达式；本题解决的关键是正确的分解加速度。
本题考查牛顿第二定律的应用，要注意明确对于牛顿第二定律的整体法和隔离法的应用的掌握；应用整体法进行分析要比应用隔离法简单的多。
12.【答案】BD
【解析】解：根据牛顿第二定律得：
对整体：F−(mA+mB)gsinθ=(mA+mB)a，
得：a=FmA+mB−gsinθ，
对B：T−mBgsinθ−=mBa，
得到，轻线上的张力为：T=mBgsinθ+mBa=FmBmA+mB，
则要增加细线的张力T，可增大B的质量mB、减小A物的质量，或增大拉力F.T与θ无关，故BD正确，AC错误。
故选：BD。
当用斜面向上的拉力F拉A，两物体沿斜面匀加速上升时，对整体运用牛顿第二定律求出加速度，再对B研究，根据牛顿第二定律求出轻线上的张力，即可分析增加轻线上的张力的办法。
本题是连接体问题，两个物体的加速度相同，采用整体法与隔离法交叉使用的方法，考查灵活选择研究对象的能力。
13.【答案】F′ D 没有
【解析】解：(1)F1、F2合力的理论值F是指通过平行四边形定则求出的合力值，而其实验值F′是指一个弹簧拉橡皮条时所测得的数值，一定沿AO方向；
(2)该实验采用的方法是等效替代法，故ABC错误，D正确。
(2)由于O点的作用效果相同，将两个细绳套换成两根橡皮条，不会影响实验结果。
故答案为：(1)F′；(2)D；(3)没有；
该实验采用了“等效法”，由于实验误差的存在，导致F1与F2合成的实际值(通过平行四边形定则得出的值)，与理论值(实际实验的数值)存在差别，只要拉到O点的作用效果相同，是否换成橡皮条不影响实验结果。
在“验证力的平行四边形定则”实验中，我们要知道分力和合力的效果是等同的，这要求同学们对于基础知识要熟练掌握并能正确应用，理解“等效替换”的含义，加强对基础实验理解。
14.【答案】A s6−s42T 小车加速度大小 0.50m/s2
【解析】解：(1)实验研究小车做匀变速直线运动规律，所以必要的措施是细线必须与长木板平行，无需平衡摩擦力、对小车和钩码的质量无要求，小车不需要有初速度，故A正确，BCD错误；
故选：A。
(2)根据匀变速直线运动规律有：vF=s6−s42T
(3)根据匀变速直线运动规律有：v2=2as
所以图像的斜率代表加速度a=1.25−0.2520×10−1m/s2=0.50m/s2
故答案为：(1)A；(2)s6−s42T；(3)小车加速度大小，0.50m/s2
(1)根据实验原理掌握正确的实验操作；
(2)根据图乙得出对应的示数，结合匀变速直线运动的规律的出速度的表达式；
(3)根据运动学公式和图像的物理意义完成分析。
本题主要考查了打点计时器测量速度和加速度的实验，根据实验原理掌握正确的实验操作，结合运动学公式和图像的斜率即可完成分析。
15.【答案】解：对结点O受力分析如图，
则：FB=Gsin60∘=2 3G3，FA=Gtan60∘= 3G3
由牛顿第三定律知：轻绳AO和轻绳BO的弹力大小分别为 3G3、2 3G3。
答：轻绳AO和轻绳BO的弹力大小分别为 3G3、2 3G3。
【解析】小球受重力、绳AO和绳BO的拉力并处于静止状态，根据共点力平衡，运用正交分解求出两个拉力的大小。
解决本题的关键正确地进行受力分析，运用正交分解进行求解，要注意三角函数的对应关系。
16.【答案】解：(1)在水平拉力F=5N的作用下在水平面上做匀速直线运动，水平方向受到拉力和滑动摩擦力，竖直方向受到重力和支持力，其合力为零，则F−f=0
f=μFN
FN−mg=0
联立解得：μ=0.5
(2)对物体受力分析，受到重力，支持力，拉力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律可得：Fcs37°−f′=ma
Fsin37°+F′N−mg=0
f′=μF′N
联立解得：a=0.5m/s2
答：(1)物块与水平面间动摩擦因数μ为0.5；
(2)该物块的加速度大小a为0.5m/s2
【解析】(1)在水平拉力F作用下，物块做匀速直线运动，根据共点力平衡求得摩动擦因数；
(2)对物体受力分析，根据牛顿第二定律求得加速度。
本题主要考查了牛顿第二定律和共点力平衡，关键是正确的受力分析即可。
17.【答案】解(1)对物体受力分析，在力F作用时，由牛顿第二定律可知：
F−mgsin30°−μmgcs30°=ma1
解得：
a1=2 m/s2
(2)刚撤去F时，小球的速度v1=a1t1=2×2=4m/s
小球的位移s1=v12t1=42×2=4m
撤去力F后，小球上滑时有：
mgsin30°+μmgcs30°=ma2
解得：a2=8m/s2
因此小球上滑时间t2=v1a2=48=0.5s
上滑位移s2=v12t2=42×0.5=1m
则小球上滑的最大距离为sm=s1+s2=4+1=5m
答：(1)小滑块运动的加速度a1为2m/s2
(2)若F作用2s后撤去，小滑块上滑过程中距A点最大距离sm为5m．
【解析】(1)分析物体在斜面上的受力情况，根据牛顿第二定律可求得加速度的大小；
(2)由运动公式求出撤去拉力时的速度和位移；再由牛顿第二定律可求得加速度；则由位移公式可求得上滑位移，则可求得最大位移．
本题考查牛顿第二定律中已知受力求运动情况的应用，要注意正确受力分析，明确物理过程；对物体的运动过程分段进行分析，求出加速度，再结合运动学公式求解即可．
18.【答案】解：(1)设A、B最后达到的共同速度v。以向左为正方向。由动量守恒定律得：
Mv0−mv0=(M+m)v
将M=2m代入解得：v=v03，方向向左。
对A，由动量定理得：−μmgt=Mv−Mv0。
解得：t=4v03μg
(2)设木板A的最短长度为L，根据能量守恒定律得：12Mv02+12mv02=12(M+m)v2+μmgL
解得：L=4v023μg
答：(1)A、B达到共同速度的时间是4v03μg，共同速度的大小是v03；
(2)木板A的最短长度是4v023μg。
【解析】(1)木块B在长木板A上滑动过程，系统的合外力为零，系统的动量守恒，由动量守恒定律求A、B达到共同的速度；对A或B，利用动量定理求运动时间。
(2)根据能量守恒定律求木板A的最短长度L。
本题是木块在木板上滑动的类型，分析清楚物体的运动过程是解题的关键，要知道系统遵守两大守恒定律：动量守恒定律与能量守恒定律。要注意摩擦生热与相对位移有关。