09学霸必刷 高一物理期末考试 仿真模拟卷三(解析版)

学霸必刷  高一物理期末考试仿真模拟卷三

高一年级期末质量评估

物理试题

本卷内容范围：运动的描述～牛顿运动定律

1.本卷共22小题，满分100分，考试时间90分钟；

2.本卷取g=10m/s2。

一、选择题(共13小题，每小题3分，共39分。下列各题的四个选项中，只有一个选项符合要求，选对得3分，不选或错选得0分)

1．中华民族的优秀文化博大精深，其中古典诗词是优秀文化的代表.从物理角度看古诗词会发现别有一番韵味.下面四句诗词中涉及惯性知识的是(　  　)

A．毛泽东的《长征》中“红军不怕远征难，万水千山只等闲”

B．唐朝李白的《早发白帝城》中“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还”

C．宋代陈与义的《襄邑道中》中“卧看满天云不动，不知云与我俱东”

D．明代冯梦龙的《醒世恒言》中“临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟”

【答案】D

【解析】

A．“红军不怕远征难，万水千山只等闲” 说明红军走过的路程很长，与惯性无关；

B．“朝辞白帝彩云间，千里江陵一日还” 说明速度很快，与惯性无关；

C． “卧看满天云不动，不知云与我俱东” 说明运动与参考系有关，与惯性无关；

D． “临崖立马收缰晚，船到江心补漏迟” 说明物体运动不能立刻停止，与惯性无关。

选项D正确。

2．物理学的科学研究方法较多，如：(1)比值定义法(2)科学的类比推理法(3)控制变量法(4)等效替代法等。下面的三个研究对象：(1)伽利略理想实验(2)探究加速度与力的关系(3)研究共点力的合成，它们对应的研究方法分别是(　  　)

A． (2)(3)(4)       B． (2)(4)(3)       C． (1)(2)(3)      D． (4)(3)(2)

【答案】A

【解析】

(1)伽利略理想实验，是通过推论和将斜面实验进行外推得出的，故选 (2)。

(2)在探究加速度与力、质量三者关系的实验中，应用了控制变量法，故选 (3)。

(3)研究共点力的合成的实验中，要求两次拉橡皮筋到同一点，因此采用的是“等效替代法”。故选 (4)。

所以A选项是正确的，BCD错误；

综上所述，本题正确答案为A。

3．如图所示是汽车中的速度计，某同学在汽车中观察速度计指针位置的变化，开始时指针指示在如图甲所示的位置，经过7 s后指针指示在如图乙所示的位置，若汽车做匀变速直线运动，有关上述过程，下列说法正确的是(　  　)

A.由图直接读出的汽车运动的平均速度

B.乙图速度计直接读出的是汽车7 s时的瞬时速度

C.汽车运动的加速度约为1.6 m/s2

D.汽车运动的加速度约为5.7 m/s2

【答案】BC

【解析】速度计上的速度表示某一时刻或某一位置的速率，是瞬时速度，A错误，B正确；根据加速度的定义式：a＝≈1.6 m/s2，C正确，D错误.

4.如图所示，某同学通过滑轮组将一重物缓慢吊起的过程中，该同学对绳的拉力将(滑轮与绳的重力及摩擦均不计)(　  　)

A.越来越小  B.越来越大

C.先变大后变小   D.先变小后变大

【答案】B

5．一个质点由静止开始沿直线运动，速度随位移变化的图线如图所示，关于质点的运动下列说法正确的是(　  　)

A．质点做匀速直线运动 

B．质点做匀加速直线运动

C．质点做加速度逐渐增大的加速运动

D．质点做加速度逐渐减小的加速运动

【答案】C

【解析】由图像可知，v与x成正比，即v=kx，所以v=kx，是图线斜率，且k>0，又有，可见加速度与速度呈正比，速度逐渐增加，加速度也逐渐增加，所以质点做加速度逐渐增大的加速运动，选项 C正确。

6.如图所示，固定斜面上有一光滑小球，分别与一竖直轻弹簧P和一平行于斜面的轻弹簧Q连接着，小球处于静止状态，则小球所受力的个数不可能是(　　 )

A.1       B.2        C.3       D.4

【答案】A

【解析】设斜面倾角为θ，小球质量为m，假设轻弹簧P对小球的拉力大小恰好等于mg，则小球只受2个力的作用，二力平衡；假设轻弹簧Q对小球的拉力等于mgsin θ，小球受到重力、弹簧Q的拉力和斜面的支持力作用，三力平衡；如果两个弹簧对小球都施加了拉力，那么除了重力，小球只有再受到斜面的支持力才能保证小球受力平衡，即小球可能受到4个力的作用；若小球只受1个力的作用，合力不可能为零，小球不可能处于静止状态.

7．一根轻质弹簧未悬挂重物时，指针正对“0”刻度，在弹性限度内，当挂上40 N重物时，指针指在“10”刻度，要使指针正对“5”刻度(如图所示)，应挂重物的重力(　　 )

A.10 N   B.20 N

C.30 N   D.40 N

【答案】B

【解析】据题，当挂上40 N重物时，弹簧的弹力为F1＝40 N，弹簧伸长为x1＝10l0.指针正对刻度“5”时，弹簧伸长为x2＝5l0，根据胡克定律F＝kx得F1∶F2＝x1∶x2代入解得，F2＝20 N，即所挂重物的重力为20 N.

8．如图所示，物块A放在倾斜的木板上，已知木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为(　 　)

A.　　      B.　　      C.　　      D.

【答案】C

【解析】当木板倾角是30°时，物块受到是静摩擦力，其大小等于mgsin30°

当木板倾角是45°时，物块受到是滑动摩擦力，其大小等于μmgcos45°

由题意可得：μmgcos45°=mgsin30°

解得 ，故选C。

9．手机已经成为了人们日常必备品之一，低头看手机的“低头族”随处可见（图甲）。有研究发现，若玩手机时姿势不当，可能让颈椎承受多达27公斤的重压。为求证这一问题，某同学查阅相关资料，画出了“低头族”头部前倾某一角度时的模型（图乙），颈椎看成轻杆，颈部肌肉看成轻绳，头部看成质点，所受重力已标出。请在图丙中用平行四边形定则作出重力与颈部肌肉对头部拉力的合力，并根据所作的图测量颈椎承受的压力是头部重力的多少倍？(　  　)

A．1.6        B．2.6        C．3.6          D．4.6

【答案】B

【解析】重力与颈部肌肉对头部拉力的合力沿颈椎方向，根据平行四边形定则作出合力如图所示，该合力等于颈椎承受的压力，根据测量知，合力的大小大约等于重力的2.6倍，则颈椎承受的压力是头部重力的2.6倍。

10.如图所示，用与水平面成θ角的推力F作用在物块上，随着θ逐渐减小直到水平的过程中，物块始终沿水平面做匀速直线运动.关于物块受到的外力，下列判断正确的是(　 　)

A.推力F先增大后减小

B.推力F一直减小

C.物块受到的摩擦力先减小后增大

D.物块受到的摩擦力一直不变

【答案】B

【解析】对物块受力分析，建立如图所示的坐标系.

由平衡条件得，水平方向Fcos θ－Ff＝0，竖直方向FN－(mg＋Fsin θ)＝0，又Ff＝μFN，联立可得F＝，Ff＝μ(mg＋Fsin θ)，可见，当θ减小时，F、Ff一直减小，故选项B正确，A、C、D错误.

11．一个物体做匀加速直线运动，它在第3 s内的位移为5 m，则下列说法正确的是(　 　)

A．物体在第3 s末的速度一定是6 m/s         B．物体的加速度一定是2 m/s2

C．物体在前5 s内的位移一定是25 m          D．物体在第5 s内的位移一定是9 m

【答案】C

【解析】物体在2.5 s末的瞬时速度等于第3 s内的平均速度，为v1＝5 m/s，由于无法求解加速度，故第3 s末的速度与第5 s内的位移无法求解，A、B、D错误；前5 s内的平均速度等于2.5 s末的瞬时速度，为5 m/s，故物体在前5 s内的位移为x＝v1t＝25 m，C正确。

12．一个质点沿x轴做匀加速直线运动，其位移－时间图象如图所示，则下列说法正确的是(　   )

A．该质点的加速度大小为2 m/s2

B．该质点在t＝1 s时的速度大小为2 m/s

C．该质点在t＝0到t＝2 s时间内的位移大小为6 m

D．该质点在t＝0时速度为零 

【答案】D

【解析】质点做匀加速直线运动，则 ，由图可知，第1s内的位移为x1=0－（－2）=2m，前2s内的位移为x2=6－（－2）=8m，则有：，

解得：v0=0，a=4m/s2

由上可知：选项A、C错误；选项D正确；

该质点在t=1 s时的速度大小为v=at=4×1=4m/s，选项 B错误。

故选D。

13．如图，从O点引出三条轨道，OA、OB、OC，其中OA为竖直方向，OB垂直斜面，从O点沿三条轨道释放三个小球，则小球先到达斜面的轨道是(　  　)

A．OA          B．OB

C．OC          D．因为OC方向未知，无法确定

【答案】C

【解析】以OA为直径作等时圆如图所示，由图可知，tOA= tOB> tOC，选项C正确。

二、选择题(共4小题，每小题4分，共16分。下列各题的四个选项中，有一个或一个以上的选项正确。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

14．两个相同的小球A和B，质量均为m，用长度相同的两根细线把A、B两球悬挂在水平天花板上的同一点O，并用长度相同的细线连接A、B两小球，然后用一水平方向的力F作用在小球A上，此时三根细线均处于直线状态，且OB细线恰好处于竖直方向，如图所示，如果不考虑小球的大小，两球均处于静止状态，则(　  　)

A．OA绳对小球的拉力为2mg    

B．水平力F为mg

C．若保持A、B两球的位置不变，力F的方向可变，要使力F最小，则其应与水平方向成30°角

D．若保持A、B两球的位置不变，力F的方向可变，则F的最小值为mg

【答案】AD

【解析】对球B受力分析，受重力和OB绳子的拉力，由于受力平衡，故绳子AB的拉力为零；

对球A受力分析，受到重力、拉力F和OA绳子的拉力T，如图所示。

根据共点力平衡条件，结合几何关系，有

T=2mg，F= 。选项A正确、B错误。

在保持A、B两球的位置不变、力F的方向可变的条件下，重力G大小和方向都不变，绳子的拉力T方向不变大小可变，由图可知，当拉力F的方向与OA垂直即与水平成 60°度角时，拉力F最小，Fmin=mgcos30°=，选项C错误、D正确。

故选AD。

15．如图甲所示，在一升降机内，一物块被一轻质弹簧紧压在天花板上，弹簧的下端固定在升降机的地板上，弹簧保持竖直．在升降机运行过程中，物块未曾离开升降机的天花板。当升降机按如图乙所示的v-t图象上行时，可知升降机天花板所受压力F1和地板所受压力F2随时间变化的定性图象可能正确的是(　  　)

【答案】AC

【解析】由题意知，弹簧长度不变，且对物块向上的弹力不变，设为kx，则F 2=kx不变，C项对，D项错。

对物块受力分析有：kx－mg－F N=ma。

根据牛顿第三定律有：F 1=F N

由v- ­t图知，加速时：F 1= kx－mg－ma

匀速时：F 1= kx－mg

减速时：F 1= kx－mg＋ma，故A项对，B项错。

故选AC。

16．如图甲所示，倾角为θ的粗糙斜面体固定在水平面上，初速度为v0＝10 m/s、质量为m＝1 kg的小木块沿斜面上滑，若从此时开始计时，整个过程中小木块速度的平方随路程变化的关系图象如图乙所示，g取10 m/s2，下列说法正确的是(　  　)

A．0～5 s内小木块做匀减速运动

B．在t＝1 s时，摩擦力反向

C．斜面倾角θ＝37°

D．小木块与斜面间的动摩擦因数为0.5

【答案】BCD

【解析】A．由匀变速直线运动的速度位移公式：v2－v02=2ax，结合图象得：a=－10m/s2，

由图象还可知，初速度：v02=100，v0=10m/s，减速运动时间，故A错误；

B．由上可知，在0～1s内物体向上做匀减速运动，1s后物体反向做匀加速运动，t=1s时摩擦力反向，故B正确；

C．由图象可知，物体反向加速运动时的加速度：

根据牛顿第二定律，物体向上滑动时mgsinθ+μmgcosθ=ma

物体向下滑动时mgsinθ－μmgcosθ=ma′，

代入数据解得：μ=0.5，θ=37°，选项CD正确。

故选BCD。

17．如下图所示，光滑的斜槽由槽板AB、BC组成，AB与BC的夹角大于90°，质量为m的球放在斜槽中，当斜槽和球一起沿水平面向右运动时，则(　  　)

A．球对AB槽板的压力可能大于mg

B．球对AB槽板的压力可能等于零

C．球对于BC槽板的压力可能大于mg

D．球对BC槽板的压力可能小于mg

【答案】ABD

【解析】

对小球受力分析：受重力G、BC板的支持力N1、AB板可能有支持力，设为N2，如图所示。

①假设物体匀速，加速度为零，故N2=0，选项B正确。

②假设物体向右加速，设加速度为a，根据牛顿第二定律，有

水平方向：N2sinθ=ma

竖直方向：N2cosθ+N1=mg

解得 ，

由知：AB槽板对球的支持力可能大于、等于、小于球的重力，根据牛顿第三定律，选项A正确；

由于知：0≤N1≤mg，根据牛顿第三定律，选项 C错误，D正确。

故选ABD。

三、实验题(18题6分，19题8分，共14分)

18．某实验小组做“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验.实验时，先把弹簧平放在桌面上，用直尺测出弹簧的原长L0＝4.6 cm，再把弹簧竖直悬挂起来，在下端挂钩码，每增加一只钩码均记下对应的弹簧的长度x，数据记录如下表所示。

(1)根据表中数据在图中作出F-x图线；

(2)由此图线可得，该弹簧劲度系数k=________N/m；

(3)图线与x轴的交点坐标大于L0的原因是                               

【答案】

(1)如图

(2)50

(3)弹簧竖直悬挂时，由于自身受到重力作用，原长变长。

19．某实验小组利用如图甲所示的装置进行“探究加速度与力和质量的关系”的实验.

(1)在实验准备过程中，发现实验室有两种打点计时器，如图乙所示，则图中②的打点计时器___________(需要或不需要)配上学生电源.

(2)下列做法正确的是________(填字母代号).

A.调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行

B.适当垫高长木板无滑轮的一端，使未挂小桶的小车恰能拖着纸带匀速下滑

C.实验时，先接通打点计时器的电源再释放小车

D.通过增减小车上的砝码改变质量时，需要每次都重新调节长木板的倾斜角度

(3)在探究加速度与外力关系时，要使砝码及桶内砝码的总质量________(选填“远大于”“远小于”或“近似等于”)小车和小车上砝码的总质量.

(4)有一位同学通过实验测量作出了如图丙的图线．试分析：

①丙图线在横轴上有截距的原因是___________________________________________；

②丙图线上部弯曲的原因是_________________________________________________。

(5)有两同学用同一种方法做实验，正确操作后，他们根据各自测得的实验数据画出了如图丁所示的a－F图象．他们得到的图象不同，其原因是他们选取的________不同。

【答案】

(1)不需要

(2) ABC

(3)远小于

(4)①平衡摩擦力不够; ②小桶和桶内砝码的总质量未远小于小车的总质量

(5)小车的总质量

四、计算题(共3题，19题9分，20题10分，21题12分，共31分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤)

20．如图所示，在光滑的水平面上有一段长为L=0.8m、质量为m=2kg且分布均匀的绳子，绳子的右端连接着一个质量为M=3kg的箱子(可看作质点)。在水平向左的恒力F=10N作用下从静止开始做匀加速运动。绳子中某点到绳子左端的距离为x，设该处绳子的张力大小为FT，求 FT与x之间的函数关系。

【答案】FT=10－5x

【解析】

对整体有：F=(m+M)a

对x段绳子有：

代入数值，解得FT=10－5x

21．某兴趣小组利用无人机拍摄高三年级成人礼的鸟瞰视频。如图，无人机由静止开始从地面竖直升空，先匀加速到3m/s后又以相同大小的加速度减速上升，直至悬停在15m高的空中，接着以1m/s2加速度水平加速3s后匀速飞行2s，再经3s减速到0，此时一次拍摄结束。

(1)无人机在上升过程中的加速度大小是多少？

(2)若摄像机始终竖直向下拍摄，且其视张角为60°（如图所示），则上述全过程，能拍摄的最大面积多大？

【答案】(1)a=0.6m/s2；(2)（150+75π）m2

【解析】

(1)设无人机在上升过程中的加速度大小为a，根据对称性可知，加速上升的高度为h=H/2=7.5m；

根据速度位移关系可得v2=2ah

解得：a=0.6m/s2

(2)根据左图可得视野半径r=Htan30°=5m，直径d=2r=10m

矩形边长为水平方向加速、匀速和减速的位移，即

矩形面积S1=15×10=150m2

两个半圆的总面积S2=πr2=75πm2

能拍摄的最大面积为S=S1+S2=（150+75π）m2

22．如图，在倾角为θ=37°的足够长的固定斜面底端，一小物块以某一初速度沿斜面上滑，一段时间后返回到出发点.若物块上滑所用时间t1和下滑所用时间t2的大小关系满足t1: t2=1:，(取g=10m/s2， sin37°=0.6，cos37°=0.8) ，试求:

(1)上滑加速度a1与下滑加速度a2的大小之比;

(2)物块和斜面之间的动摩擦因数;

(3)若斜面倾角变为60°，并改变斜面粗糙程度，小物块上滑的同时用水平向右的推力F作用在物块上，发现物块匀减速上滑过程中加速度与推力大小无关，求此时加速度大小.

【答案】(1)2:1   (2)0.25    (3)

【解析】

(1)根据 ，有 ， 解得

(2)物体向上滑动时  mgsinθ+μmgcosθ=ma1

物体向下滑动时    mgsinθ－μmgcosθ=ma2

根据(1)得

解得μ=0.25

(3)根据牛顿第二定律有

mgsinθ+f－Fcosθ=ma

f=μ(mgcosθ+Fsinθ)

得

为使a与F无关，必有μsinθ－cosθ=0

得μ=cotθ，因为θ=60°，所以

此时a=gsin60°+μgcos60°=