2024湖南省名校高一上学期12月联考物理试题含解析

这是一份2024湖南省名校高一上学期12月联考物理试题含解析，共11页。

本试卷共6页．全卷满分100分，考试时间75分钟．
注意事项：
1．答题前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在本试卷和答题卡上．
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的答案标号涂黑，如有改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案；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．
一、选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的．
1．下列关于匀变速直线运动的说法正确的是（ ）．
A．匀变速直线运动是速度变化率恒定不变的运动
B．匀变速直线运动是位移随时间均匀变化的运动
C．匀变速直线运动是速度变化量恒定不变的运动
D．匀变速直线运动是速率恒定不变的运动
2．在东汉王充所著的《论衡·状留篇》中提到“是故湍濑之流，沙石转而大石不移，何者？大石重而沙石轻也．”意思是说轻小沙石的运动状态很容易被水流改变，而大石的运动状态不容易被水流改变，下列关于此句话中所描述的现象的说法正确的是（ ）．
A．说明力是改变物体运动状态的原因，有力作用物体才会运动，无力作用物体不会运动
B．沙石很小可以视为质点所以容易被冲走，大石很大不能被视为质点所以不容易被冲走
C．轻小的沙石由于质量太小，没有惯性，所以运动状态很容易被水流改变
D．重的大石由于质量太大，惯性太大，所以运动状态不容易被水流改变
3．如图甲所示，“抖空竹”在我国有悠久的历史，为国家级非物质文化遗产之一，某人左、右手分别握住两根轻杆的另一端，一定质量的空竹架在弹性轻绳上，自由静止在最低点，如图乙所示，此时空竹两侧绳与竖直方向的夹角均为，空竹质量为m，重力加速度为g，忽略一切摩擦阻力的影响，则一侧轻绳的拉力大小为（ ）．
A．B．C．D．
4．2023年10月31日，神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆，如图所示为返回舱着陆瞬间的照片，已知返回舱的质量为m，着陆前某时刻返回舱除重力外其他外力的合力大小为F，方向竖直向上，重力加速度为g，整个过程返回舱竖直下落，以竖直向下为正方向，则此时刻返回舱的加速度为（ ）．
A．B．C．D．
5．“哈利法塔”是目前世界最高的建筑，高度约为．游客可以乘坐高速电梯来到位于124层的观景台全方位俯瞰迪拜的城市美景，已知观景台离地高度为，高速电梯加速时的加速度大小为，减速时的加速度大小为，电梯上升过程的最大速度为，到达观景台时速度为零，电梯加速与减速过程均视为匀变速直线运动，则电梯从地面由静止开始运动到观景台的最短时间为（ ）．
A．B．C．D．
6．一质量为的物块静止在粗糙水平面上，时刻起受到一个水平向右的拉力F的作用，拉力F和摩擦力f的大小随时间变化的规律如图所示，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列说法正确的是（ ）．
A．时物块开始沿水平面运动
B．物块与水平面间的动摩擦因数为0.2
C．内物块做匀速直线运动
D．若将水平向右的拉力F增大为，则此时物块受到的摩擦力大小为
二、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．
7．一架无人机在竖直平面内沿倾斜的虚线做变速直线飞行，如图所示，将无人机的重力记为G，除重力外的其他外力的合力记为F，加速度记为a，则下列关于无人机在此过程中受力分析及加速度方向的示意图可能正确的是（ ）．
A．B．C．D．
8．如图所示，表面光滑的球B被夹在竖直墙壁与三角形斜劈A之间处于静止状态，现将A缓慢向左平移（球B未落地），此过程中，下列说法正确的是（ ）．
A．球B对斜劈A的压力逐渐增大 B．球B对斜劈A的压力大小不变
C．球B对墙壁的压力逐渐减小 D．球B对墙壁的压力大小保持不变
9．一轿车司机发现正前方处有一辆货车，立即刹车制动（以此时刻为时刻），其刹车过程中位移大小与时间的比值与时间t的关系式为（x单位为m，t单位为s），则同时货车以下列选项中哪种运动行驶一定可避免相撞（ ）．
A．B．C．D．
10．如图所示，一弹性轻绳上端固定在A点，下端连接一个物块静置在粗糙水平地面上的C点（对地面有压力）；轻杆一端插入天花板上O处固定，其另一端连接的轻质光滑小定滑轮与轻绳相切于B点，A、B、C三点在一条竖直线上，弹性轻绳的自然长度等于AB间距，现对物块施加一水平向右的拉力F，使其沿水平地面向右匀速运动．已知弹性轻绳的弹力大小遵循胡克定律，整个过程始终处在弹性限度内，物块与水平地面各处动摩擦因数大小相等，下列说法正确的是（ ）．
A．弹性轻绳对定滑轮的压力方向一定沿轻杆BO
B．向右运动的过程地面对物块的支持力大小不变
C．向右运动的过程地面对物块的摩擦力大小不变
D．向有运动的过程拉力F先增大后减小到某值后保持不变
三、非选择题：本题共5小题，共56分．
11．（6分）为了验证在弹性限度内，弹簧的弹力大小与伸长量成正比，某同学设计了如下实验：
a．将一根轻弹簧竖直悬挂在O点，开始下端挂钩P处不挂任何物体，记录下此时弹簧的长度记为；
b．在挂钩P处分别挂不同质量的钩码，并记录稳定时对应的弹簧长度x；
c．以所挂钩码质量为纵轴、弹簧长度为横轴建立直角坐标系，将所测数据在坐标系中描点作图，得到如图乙所示的图像．
结合图像回答下列问题：（重力加速度）
（1）__________cm；
（2）弹簧的劲度系数__________；
（3）弹簧超过后图线出现弯曲情况，原因是__________．
12．（10分）某物理兴趣小组在实验室选择合适器材后，按如图甲所示安装好实验器材，探究“加速度与力的关系”，
请回答下列问题：
（1）图甲中的沙桶和沙的总质量__________（填“需要”或“不需要”）满足远小于滑块的质量，图中安装好的器材有一处不合理之处是__________．
（2）物理小组仍利用图甲装置做实验，利用沙桶和沙提供拉力，拉动滑块及纸带运动，打出如图乙所示的一条纸带，已知电源频率为，纸带上每两个计数点间还有4个点未画出，则由图中数据可求得此时滑块的加速度大小__________（保留2位有效数字）．
（3）将力传感器的示数记为F，保持滑块质量不变，多次改变沙桶中沙的质量，测得多组数据，绘制出加速度a与F的关系图像，如图丙所示，小组同学经过讨论发现利用图丙可以求出滑块的质量以及滑块与长木板间的动摩擦因数，重力加速度，则由图丙可得，滑块质量__________kg，滑块与长木板间的动摩擦因数__________．
13．（10分）如图甲所示为很多商业步行街用来阻挡机动车辆进入的石球路障，现有一工作人员用一轻绳绕过石球按图乙所示方式匀速拉动石球，此时两侧轻绳互相平行，且与水平地面间的夹角均为．已知石球路障总质量，石球底座与地面间的动摩擦因数，重力加速度，不计绳与球面间的摩擦，，．求一侧轻绳拉力的大小T及地面对石球支持力的大小N．
14．（14分）一轻绳上端固定，下端系一可视为质点的物块，现对物块施加一个能保持其在图甲所示位置静止且最小的力作用，此时轻绳与竖直方向的夹角．再将此物块取下后轻放在图乙所示的斜面上，恰好能处于静止状态，然后再对其施加一个平行于斜面的拉力，使物块能沿图乙中虚线匀速运动，已知斜面为矩形，，斜面的倾角，重力加速度，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：
（1）物块的质量m；
（2）物块与斜面间的动摩擦因数及物块在斜面上运动时受到的摩擦力f的大小；
（3）拉力的大小．
15．（16分）如图甲所示，在平直的公路上有一辆长为（车厢与车头的总长度）的卡车A正以的速度做匀速直线运动，某时刻司机发现正前方的地面C处有一障碍物（视为质点），在反应后刹车，此后卡车以大小为的加速度做匀减速直线运动，恰好不与C处障碍物发生碰撞．
（1）求司机发现障碍物时车头前沿与障碍物间的距离s；
（2）如图乙所示，清理掉障碍物后，卡车以的速度匀速直线行驶，某时刻有一架无人机B（可视为质点）正以的速度在卡车的车头前沿正上方同向匀速直线飞行，若此时卡车立即以大小为的加速度刹车，求从该时刻到无人机经过卡车车厢尾端正上方时所经历的时间t（计算结果保留3位有效数字）；
（3）在第（2）问情景下，当卡车刚减速为0的瞬间，又立即以大小为的加速度匀加速启动，通过计算说明此后无人机能否超越卡车车头前沿？若不能，求无人机离车头前沿的最小距离d．
2023年下学期高一12月联考·物理
参考答案、提示及评分细则
1．【答案】A
【解析】匀变速直线运动是加速度保持不变的运动，加速度表示速度变化的快慢，又称为速度变化率，故A正确，CD错误；
由匀变速直线运动的位移随时间的关系，则B错误．
2．【答案】D
【解析】物体总有保持原有运动状态的性质即为惯性，其大小只与质量有关，质量越大惯性越大，力是改变物体运动状态的原因，但物体的运动不需要力来维持，质点的选取与体积形状的大小无关，则D正确、ABC错误．
3．【答案】C
【解析】两侧轻绳中张力大小相等，则有，解得，则C正确．
4．【答案】B
【解析】以竖直向下方向为正方向，
由牛顿第二定律有，解得，故B正确，ACD错误．
5．【答案】C
【解析】电梯先匀加速至最大速度，然后匀速上升，再减速恰好至观景台时速度为零，则全程用时最短，
则加速时间为，加速上升高度为，
减速时间为，减速上升高度为，
则匀速上升时间为，
则最短时间为，则C正确．
6．【答案】B
【解析】由图可知，在后物块与水平面间为滑动摩擦力，其大小与正压力成正比，与水平拉力大小无关，
内，，物块做匀加速直线运动，故ACD错误；
由，可得，B正确．
7．【答案】AD
【解析】由牛顿第二定律的矢量性，可知受力分析及加速度方向的示意图可能正确的是AD，BC错误．
8．【答案】BD
【解析】缓慢移动过程中，由于斜劈A、竖直墙壁对球B的弹力方向始终不变，
故由受力分析及牛顿第三定律可知，球B对斜劈A、竖直墙壁的压力大小均保持不变，则AC错误，BD正确．
9．【答案】BCD
【解析】由得，结合轿车的与t的关系式可知，
其刹车时的初速度大小为，加速度大小为，
则其速度减为零所用的时间为，通过的位移为．
A项为图像，图像的斜率表示速度，可知货车做速度大小为的匀速运动，
则两车速度相等所用的时间为，
而在此时间内两车之间的位移关系为，故A错误；
B项为图像，由图像可知货车做加速度的匀加速运动，
则两车速度相等所用的时间为，在此时间内两车的位移关系为，故B正确；
C、D都为图像，图C在内的平均速度大于做加速度的匀加速直线运动的平均速度，
而图D在做加速度的匀加速直线运动，
则两车速度相等的时间为，
两车内的位移关系有，故C、D正确．
10．【答案】BC
【解析】由于轻杆BO固定不能转动，则轻绳对滑轮的压力方向可以不沿着轻杆，则A错误；
物块在C点时有，设向右运动过程绳与水平方向间的夹角为，B与物块间绳子长度为x，
对物块竖直方向有，，可得，滑动摩擦力，
则支持力、摩擦力大小不变，则BC正确；
物块向右匀速运动，则有，，增大，则F不断增大，则D错误．
11．【答案】（1）20（2分）
（2）60（2分）
（3）超出弹簧的弹性限度，则胡克定律不成立（2分，说明超出弹性限度即可得分）
【解析】（1）当弹簧未挂任何钩码时，弹簧处于原长，由图可知弹簧的原长；
（2）由图线可知弹簧的劲度系数为；
（3）当弹簧长度超过时出现如图乙所示弯曲情况，原因是弹簧伸长量超出弹簧弹性限度，胡克定律不再成立．
12．【答案】（1）不需要（2分）长木板水平放置（2分，或未将长木板打点计时器一端垫高；未补偿滑块的阻力等．语言描述合理即可得分）
（2）0.50（2分）
（3）0.2（2分）0.1（2分）
【解析】（1）力传感器可以直接测出细绳的拉力，故不需要满足沙桶和沙的质量远小于滑块的质量；长木板装有打点计时器的一端应适当垫高，不应水平放置．
（2）由逐差法．
（3）从图丙图像可知，力传感器读数为时，滑块才开始滑动．
对滑块受力分析，根据牛顿第二定律可知，整理可得，
结合图像的斜率和截距，可得，，解得，．
13．【解析】对石球受力分析如图所示，匀速拉动，
由平衡条件有（2分）
（2分）
（2分）
代入数据联立解得（2分）
（2分）
14．【解析】（1）F最小，则此时F方向垂直轻绳向上，
由平衡条件有（2分）
解得（2分）
（2）放在斜面上恰好静止，则有（1分）
解得（1分）
运动时物块受到滑动摩擦力，则有（1分）
解得（1分）
（3）由于（2分）
若物块沿虚线从A匀速运动到C，对物块在斜面上的受力分析如图甲所示，
由平衡条件及几何关系有（2分）
若物块沿虚线从C匀速运动到A，对物块在斜面上的受力分析如图乙所示，
由平衡条件及几何关系有（2分）
15．【解析】（1）在反应时间内卡车仍做匀速直线运动的位移为（1分）
此后卡车刹车恰好到障碍物处速度减为0的位移为，
由（1分）
解得（1分）
则司机发现障碍物时车头前沿与障碍物的距离（1分）
说明：本小题计算卡车刹车距离使用其他方法得出准确结果同样给分．
（2）无人机可能会相对于卡车向左、向右前后两次经过车厢尾端正上方，
设无人机第一次经过车厢尾端正上方所用时间为t，则有
无人机对地位移为（1分）
卡车对地位移为（1分）
相对位移满足（1分）
代入相关数据，联立解得或（舍去）（1分）
由于卡车减速为0，经过（1分）
这段时间内卡车前进的位移大小为，
这段时间内无人机前进的位移大小为，
此后卡车静止不动，无人机匀速运动经过车厢尾端正上方的时间为（1分）
则从开始计时到再次经过车厢尾端正上方共经历时间为（1分）
（3）设经过时间无人机与卡车达到共速，则有（1分）
在这段时间内无人机对地位移大小为（1分）
卡车对地位移大小为（1分）
由（2）可知卡车减速为0时，无人机与车头前沿相距，
由于，故无人机无法超越卡车（1分）
且此时距离车头前沿最近，最小距离为（1分）