原阳一中2023-2024学年上学期高一年级1月月考
物理试卷
时长：75分钟； 满分100分
第I卷（选择题）
一、单选题（每题4分，共32分）
1．下列关于飞船相关情景描述正确的是（ ）
A．研究航天员在舱外的姿态时，航天员可以视为质点
B．研究飞船绕地球运行的周期时，以地球为参考系
C．神舟十三号与天和核心舱完成自主对接过程，飞船可以视为质点
D．以地球地面为参考系，空间站中被抛出的冰墩墩做匀速直线运动
2．在一次冲浪游戏中，有甲、乙、丙三人，甲看岸边向前运动，乙看到甲匀速向前，甲看到丙匀速向前，丙看到乙匀速向后。那么，从地面上看，关于甲、乙、丙的运动情况说法正确的是（ ）
A．甲、乙匀速向后，v乙＜v甲，丙可能停在原地
B．甲、乙匀速向后，v乙＞v甲，丙可能匀速向后，且v丙＞v甲
C．甲、乙匀速向后，v乙＞v甲，丙可能匀速向前
D．以上说法均不对
3．东京奥运会已经结束，中国健儿们在赛场上的拼搏与努力，彰显了拼搏向上、自强不息的中国精神。奥运会高台跳水可简化为如图所示的运动过程，运动员从跳台上斜向上跳起，经过一段时间后落入水中，不计空气阻力，下列说法正确的是（ ）
A．运动员在空中上升过程中处于超重状态
B．运动员在空中上升过程中处于失重状态
C．运动员在空中运动到最高点时加速度为零
D．入水过程中，水对运动员的作用力大于运动员对水的作用力
4．站在地面上屈腿蹬地竖直向上跳起，人能够向上跳起的原因是（ ）
A．地面对人的弹力等于人受到的重力
B．地面对人的弹力大于人对地面的作用力
C．地面对人的弹力大于人受到的重力
D．人对地面的弹力小于人受到的重力
5．如图所示，一铁球用一轻绳悬挂于O点，用力F拉住小球，要使轻绳与竖直方向保持60°角不变，且F最小，则F与竖直方向的夹角θ应为( )
A．90° B．60° C．30° D．0°
6．在测试一无人机的性能时，某同学利用传感器绘制了无人机在一段运动中的图像如图所示，已知0~5s内无人机的加速度保持不变，图像在时的切线与t轴平行。下列说法正确的是（ ）
A．无人机的初速度大小为0 B．无人机的初速度大小为5m/s
C．无人机的加速度大小为 D．无人机在5s末的速度大小为10m/s
7．“奇迹石”位于挪威谢拉格山的山顶之上，在两个悬崖M、N之间夹着一块大约5立方米的大石头P，这块石头奇迹般的卡在两个竖直绝壁间，所以被叫做“奇迹石”。关于石头P的受力，下列说法正确的是（ ）
A．M、N对P没有摩擦力 B．M、N对P没有弹力
C．P受到的摩擦力与P的重力大小相等 D．P受到的摩擦力大于P的重力
8．如图所示，倾角的足够长斜面静止在水平地面上，质量的物块A与质量的物块B，用细线绕过光滑定滑轮连接，物块A与定滑轮间的细线与斜面平行，用手（图中未画出）托着物块B，使其与定滑轮间的细线竖直。将物块B由静止释放，当物块A沿斜面向上运动的距离时（物块B未落地），细线断开。已知物块A与斜面间的动摩擦因数，斜面始终保持静止，取重力加速度大小，，，下列说法正确的是（ ）
A．释放物块B前，水平地面对斜面的摩擦力方向向右
B．细线断开时，物块A的速度大小为1m/s
C．细线断开后，物块A沿斜面向上运动时，加速度大小为
D．物块A沿斜面向上运动的时间为0.6s
二、多选题（每题6分，共24分）
9．如图所示，一边长为10cm的实心立方体木块，一只昆虫从A点爬到G点。下列说法正确的是（ ）
A．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为
B．该昆虫的位移大小为
C．该昆虫的路程有若干种可能性，其中最短路程为
D．该昆虫的位移大小为
10．如图所示，两物体A和B，质量分别为m1和m2相互接触放在光滑水平面上，对物体A施以水平的推力F，使A和B一起以加速度a向右做匀加速直线运动，则物体A对物体B的作用力等于：（ ）
A． B．F C． D．
11．如图所示，a、b为两根相连的轻质弹簧，它们的劲度系数分别为ka＝1.0×103 N / m，kb＝2.0×103 N/m ，原长分别为la＝6 cm，lb＝4 cm，在弹簧下端挂一物体G，物体受到的重力为10 N，在平衡时（ ）
A．弹簧a下端受到的拉力为4 N，b受到的拉力为6 N
B．弹簧a下端受到的拉力为10 N ，b受到的拉力为10 N
C．弹簧a的长度为7 cm，b的长度为4.5 cm
D．弹簧a的长度为6.4 cm，b的长度为4.3 cm
12．如图所示，在倾角为的光滑斜面上，A、B、C三个质量相等的物体分别用轻绳或轻弹簧连接，在沿斜面向上的恒力F作用下三者保持静止，已知重力加速度为g，下列说法正确的是（ ）
A．在轻绳被烧断的瞬间，A的加速度大小为
B．在轻绳被烧断的瞬间，B的加速度大小为
C．突然撤去外力F的瞬间，B的加速度大小为
D．突然撤去外力F的瞬间，C的加速度大小为0
第II卷（非选择题）
三、实验题（每空3分，共9分）
13．实验小组同学在做“测定匀变速直线运动加速度”的实验，装置如图所示：
（1）图中的打点计时器使用的电源电压为交流 V；
（2）电源的频率为50赫兹，实验中得到的纸带如下图所示，图中的点为计数点，在每两个相邻的计数点间还有4个点没有画出，则打下A点到E点的时间间隔为 s；打下B点时，物体的瞬时速度为 m/s；物体运动的加速度为 m/s2（后两空结果保留两位有效数字）。
（3）若实验过程中电源的频率突然变大了，而同学们不知道，则实验的求出的加速度与正常情况相比 。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
14．某实验小组利用橡皮条、弹簧测力计、轻质小圆环、细绳套等仪器完成“探究两个互成角度的力的合成规律”的实验。小组同学将橡皮条的一端固定于G点，另一端挂上轻质小圆环。图甲表示橡皮条处于原长；图乙表示通过细绳套在两个弹簧测力计互成角度的拉力、的共同作用下，使小圆环静止于O点；图丙表示通过细绳套用一个弹簧测力计施加拉力F，使小圆环静止于O点；图丁是在白纸上根据实验记录进行猜想后画出的力的合成图示。
（1）关于此实验，下列叙述正确的有 。
A．在进行图乙的实验操作时，F1、F2的夹角越大越好
B．在进行图丙的实验操作时，也可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其它合适点
C．重复实验再次进行验证时，小圆环到达的平衡位置O可以与前一次不同
D．本实验采用了等效替代法这一科学研究方法
（2）图丁中是以F1、F2为邻边构成的平行四边形的对角线，实验中一定沿GO方向的是 （填“F”或者“”）。
（3）若在图乙中，F1、F2的夹角θ为钝角，现保持O点位置不变，顺时针缓慢转动测力计a的同时逆时针缓慢转动测力计b，使图中夹角α、β均减小，则两弹簧测力计示数大小变化为 。
A．F1减小，F2增大 B．F1增大，F2减小
C．F1和F2都减小 D．F1和F2都增大
四、解答题（10分+12分+13分=35分）
15．计算下列各种条件下的加速度的大小，并说明方向：
（1）显像管内，电子从阴极射到阳极的过程中，速度由零增加到106 m/s，历时2×10-5 s；
（2）子弹击中靶子时，在0.1 s内速度从720 km/h降到零；
（3）火车出站时，可在20 s内使速度从10 m/s增大到1 200 m/min。
16．近两年，交警将“礼让行人”作为管理重点，“斑马线前车让人”现已逐渐成为一种普遍现象，如图所示。司机小张驾车以72km/h的速度，在平直的城市道路上沿直线行驶，看到斑马线有行人后立即以5m/s2的加速度刹车，车停住时车头刚好碰到斑马线，等待行人10s后（人已走过），又用了6s时间匀加速至原来的速度，开始刹车时设为计时起点（即t=0），则：
（1）求刹车前5s内的位移大小；
（2）求从开始刹车到恢复原速这段时间内车的平均速度大小。
17．如图所示，传送带的倾角θ＝37°，从A到B长度为10.25m，传送带以10m/s的速度逆时针转动，在传送带上A端无初速度地放一个质量为2kg的黑色煤块，它与传送带之间的动摩擦因数为μ＝0.5，煤块在传送带上经过会留下黑色划痕，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2，不计空气阻力和煤块质量变化，求：
（1）煤块到B点时速度的大小；
（2）煤块从A到B的过程中传送带上留下划痕的长度；
（3）若传送带从静止开始以加速度a逆时针加速转动，设沿传送带向下为摩擦力正方向，请写出煤块在传送带上运动过程中所受摩擦力f与加速度a的关系式，并画出f-a图像（需要在图中标注出转折点的坐标值）。
参考答案与分析
1．B
【解答】A．研究航天员在舱外的姿态时，航天员的大小和形状不可以忽略，所以航天员不可以视为质点，故A错误；
B．研究飞船绕地球运行的周期时，忽略地球公转因素，以地球为参考系，故B正确；
C．神舟十三号与天和核心舱完成自主对接过程，神舟十三号飞船的大小和形状不可以忽略，所以飞船不可以视为质点，故C错误；
D．以地球地面为参考系，空间站中被抛出的冰墩墩不是做匀速直线运动而是做曲线运动，故D错误。
故选B。
2．C
【解答】岸边和地面相当于同一参考系，甲看岸边向前运动，所以，甲是匀速向后。乙看到甲匀速向前，说明乙也是匀速向后，且v乙＞v甲。甲看到丙匀速向前，有三种可能：丙静止；丙匀速向前；丙匀速向后，且v丙＜v甲。丙看到乙匀速向后，也有三种可能：丙静止；丙匀速向前；丙匀速向后，且v丙＜v乙。
故选C。
3．B
【解答】AB．运动员在空中上升过程中，加速度方向向下，处于失重状态，故A错误，B正确；
C．运动员在空中运动到最高点时加速度为重力加速度，不为零，故C错误；
D．入水过程中，水对运动员的作用力等于运动员对水的作用力，故D错误。
故选B。
4．C
【解答】AC．人向上跳起，开始向上做加速运动，且加速度方向向上，根据牛顿第二定律可知，此时，地面对人的弹力大小大于人受到的重力，故A错误，C正确；
B．地面对人的弹力与人对地面的作用力是一对相互作用力，根据牛顿第三定律可知，地面对人的弹力等于人对地面的作用力，故B错误；
D．结合上述可知，人对地面的弹力大小等于地面对人的弹力，而地面对人的弹力大小大于人受到的重力，则人对地面的弹力大小大于人受到的重力，故D错误。
故选C。
5．C
【解答】如图所示，小球受三个力而处于平衡状态，重力G的大小和方向都不变，绳子拉力T方向不变，因为绳子拉力T和外力F的合力等于重力，通过作图法知，当F的方向与绳子方向垂直时，由于垂线段最短，所以F最小，则由几何知识得，C正确．
6．C
【解答】D．图像的斜率表示速度，图像在时的切线与t轴平行，所以无人机在5s末的速度大小为为0，故D错误；
C．0~5s内无人机的加速度保持不变，所以无人机做匀减速做直线运动，逆向分析，由，由图可知5s内无人机的位移
解得
故C正确；
AB．无人机的初速度大小为
故AB错误。
故选C。
7．C
【解答】A．M、N对P有竖直向上的摩擦力，故A错误；
B．因为M、N对P有摩擦力，所以M、N对P一定有弹力，故B错误；
C D．P在竖直方向平衡，P受到的摩擦力与P的重力是一对平衡力，大小相等，故C正确，D错误。
故选C。
8．D
【解答】A．初始状态整个系统均静止，故地面对斜面没有摩擦力。故A错误；
B．细线断开前，对A、B整体受力分析，由牛顿第二定律可得
解得
依题意，细线断开时，物块A的速度大小满足
解得
故B错误；
C．细线断开后，物块A沿斜面向上运动时，由牛顿第二定律可得
解得
故C错误；
D．物块A沿斜面向上加速运动的时间为
减速向上运动的时间为
则物块A沿斜面向上运动的总时间为
故D正确。
故选D。
9．D
【解答】AC．其最短路程分析可知：应该从相邻的两个面到达G才可能最短，我们可以把面AEFD和面CDFG展开，如图所示
连接A与G，AIG的长度就是最短路程
故AC错误；
BD．昆虫只能沿木块表面从A点到G点，其运动轨迹可以有各种不同的情况，但是，其起点和终点是相同的，即位移相同，为立方体对角线的长度
故B错误，D正确。
故选D。
10．AC
【解答】把A、B看成一个整体，根据牛顿第二定律
隔离B，设物体A对物体B的作用力为，根据牛顿第二定律
联立解得
故BD错误，AC正确。
故选AC。
11．BC
【解答】AB．对物体受力分析，受重力和弹簧的拉力，根据二力平衡可得
再对弹簧和物体的整体分析，受重力和弹簧的拉力，根据二力平衡可得
故A错误，B正确；
CD．根据胡克定律
可得弹簧和弹簧伸长量分别为
故弹簧长度变为
弹簧长度变为
故C正确，D错误。
故选BC。
12．BD
【解答】A．把A、B、C看成是一个整体进行受力分析，根据平衡条件可得
拉力在轻绳被烧断的瞬间，A、B之间的绳子拉力为零，对A由牛顿第二定律
解得
故A错误；
B．对B，根据牛顿第二定律可得
对C平衡条件可得
联立解得
故B正确；
CD．突然撤去外力F的瞬间，对AB整体研究
解得
突然撤去外力F的瞬间，B的加速度大小为， C的受力没有变化所以加速度等于零，故C错误，D正确。
故选BD。
13． 220 0.4 0.16 0.81 偏小
【解答】（1）[1]图中的打点计时器为电火花打点计时器，接入工作电压为220V，频率为50Hz的交流电源；
（2）[2] 每两个相邻的计数点间还有4个点没有画出，则打下A点到E点的时间间隔为
[3] 打下B点时，物体的瞬时速度为
[4] 物体运动的加速度为
（3）[5] 实验过程中电源的频率突然变大了，那么实际打点周期变小，根据运动学公式
得真实位移差偏小，所以测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏小。
14． CD##DC D
【解答】（1）[1]A．在进行图乙的实验操作时，为减小实验误差，F1、F2的夹角应适中，F1、F2的夹角不是越大越好，故A错误；
B．为使合力的作用效果与两分力的作用效果相同，在进行图丙的实验操作时，不可以用一个弹簧测力计将小圆环拉到O点之外的其它合适点，故B错误；
C．重复实验再次进行验证时，结点O的位置可以与前一次不同，但是每一次完整的实验必须保证结点位置相同，故C正确；
D．本实验的原理是，采用力的图示法，用平行四边形定则作出两个分力的合力理论值，再作出合力的实验值，对比理论值与实验值，若在误差允许的范围内，则说明平行四边形定则是正确的，故本实验采用的科学方法为等效替代法，故D正确。
故选CD。
（2）[2]是通过平行四边形定则做出的F1、F2合力理论值，而F1、F2合力的实验值由一个弹簧测力计直接测得，一定沿GO方向。
（3）[3]现保持O点位置不变，顺时针缓慢转动测力计a的同时逆时针缓慢转动测力计b，使图中夹角α、β均减小，根据平行四边形定则做图如图所示，可知F1和F2都增大。
故选D。
15．（1）5×1010m/s2，方向与初速度方向相同；（2）2×103 m/s2，方向与初速度方向相反；（3）0.5m/s2，方向与初速度方向相同
【解答】（1）由加速度的定义式可得
a＝＝5×1010 m/s2
加速度大小为5×1010 m/s2，方向与初速度方向相同。
（2）速度
720 km/h=200 m/s
由加速度的定义式可得
a＝＝-2×103 m/s2
加速度大小为2×103 m/s2，方向与初速度方向相反。
（3）根据
v2＝1 200 m/min＝20 m/s
由加速度的定义式可得
a＝＝0.5 m/s2
加速度大小为0.5 m/s2，方向与初速度方向相同。
16．（1）40m；（2）
【解答】（1）汽车刹车前的速度大小为
刹车时间为
车前5s内的位移大小等于刹车距离，为
（2）汽车匀加速运动的位移大小为
从开始刹车到恢复原速这段时间内车的平均速度大小为
17．（1）11m/s；（2）5m；（3）见分析
【解答】（1）开始阶段煤块所受摩擦力沿传送带向下，根据牛顿第二定律有
mgsinθ＋μmgcosθ＝ma1
解得
a1＝10m/s2
煤块加速至与传送带共速所需时间
t1＝＝1s
运动的位移
x1＝m＝5m
由于
x1＝5m<10.25m
所以煤块加速到8m/s时未到达B点；由于
μ
mgsinθ－μmgcosθ＝ma2
解得
a2＝2m/s2
设第二阶段煤块滑动到B所需的时间为t2，则
LAB－x1＝vt2＋a2
解得
t2＝0.5s
煤块到B点时速度的大小为
vB＝v＋a2t2＝11m/s
（2）第一阶段煤块相对传送带向上移动，煤块位移为
x1＝5m
传送带位移为
x传＝vt1＝10m
煤块相对传送带上移
Δx＝x传－x1＝5m
第二阶段煤块相对传送带向下移动，煤块的位移为
x2＝LAB－x1＝5.25m
传送带位移
x传′＝vt2＝5m
煤块相对传送带下移
Δx′＝x2－x传′＝0.25m
由于
Δx′<Δx
故传送带表面留下黑色划痕的长度为
Δx＝5m
（3）①若a<2m/s2，煤块相对传送带向下加速运动，二者之间为滑动摩擦，方向沿传送带向上，则此时
f1＝－μmgcosθ＝－8N
②若2m/s2≤a≤10m/s2，煤块与传送带相对静止，此时受静摩擦力，由牛顿第二定律有
mgsinθ＋f2＝ma
则
f2＝（2a－12）N
③若a>10m/s2，煤块一直加速运动，二者之间为滑动摩擦力，方向沿传送带向下，则此时摩擦力
f3＝μmgcosθ＝8N
f-a图像如图所示
